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1、 課程設(shè)計(說明書)題目帶式運(yùn)輸機(jī)的展開式二級圓柱齒輪減速器學(xué)生姓名學(xué)院名稱機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)名稱材料成型及其控制工程指導(dǎo)教師2013年6月25日摘要 減速器的類別、品種、型式很多，目前已制定為行（國）標(biāo)的減速器有40余種。減速器的類別是根據(jù)所采用的齒輪齒形、齒廓曲線劃分；減速器的品種是根據(jù)使用的需要而設(shè)計的不同結(jié)構(gòu)的減速器；減速器的型式是在基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上根據(jù)齒面硬度、傳動級數(shù)、出軸型式、裝配型式、安裝型式、聯(lián)接型式等因素而設(shè)計的不同特性的減速器。與減速器聯(lián)接的工作機(jī)載荷狀態(tài)比較復(fù)雜，對減速器的影響很大，是減速器選用及計算的重要因素，減速器的載荷狀態(tài)即工作機(jī)（從動機(jī)）的載荷狀態(tài)，通常分為三類：
2、均勻載荷; 中等沖擊載荷; 強(qiáng)沖擊載荷。減速器是指原動機(jī)與工作機(jī)之間獨(dú)立封閉式傳動裝置，用來降低轉(zhuǎn)速并相應(yīng)地增大轉(zhuǎn)矩。此外，在某些場合，也有用作增速的裝置，并稱為增速器。我們通過對減速器的研究與設(shè)計，我們能在另一個角度了解減速器的結(jié)構(gòu)、功能、用途和使用原理等，同時，我們也能將我們所學(xué)的知識應(yīng)用于實(shí)踐中。在設(shè)計的過程我們能正確的理解所學(xué)的知識，而我們選擇減速器也是因為對我們過控專業(yè)的學(xué)生來說，這是一個很典型的例子，能從中學(xué)到很多知識。 目錄 題目1(1) 傳動方案的分析2(2) 電動機(jī)選擇，傳動系統(tǒng)運(yùn)動和動力參數(shù)計算2(3) 傳動零件的設(shè)計計算5(4) 聯(lián)軸器的選擇16(5) 軸的設(shè)計計算26(
3、6) 鍵聯(lián)接的選擇和校核27(7) 聯(lián)軸器的選擇28(8) 減速器的潤滑、密封和潤滑牌號的選擇28 (9) 減速器附件的選擇及說明31(10) 設(shè)計總結(jié)31（11）參考文獻(xiàn)31設(shè)計計算及說明結(jié)果題目：設(shè)計帶式輸送機(jī)的展開式二級圓柱齒輪減速器，設(shè)計參數(shù)如下表所示。1、基本數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)編號F6運(yùn)輸帶的工作拉力F/N2500運(yùn)輸帶工作速度v/(m/s)1.3卷筒直徑D/mm3002.工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時有輕微振動，空載起動，小批量生產(chǎn),單班制工作，運(yùn)輸帶速度允許誤差5%； 3.課程設(shè)計的任務(wù)：1、減速器裝配圖1張(A0)； 2、零件圖2張； 3、設(shè)計說明書一份。 1傳動方案的分析 1電動機(jī)，2
4、聯(lián)軸器，3兩級圓柱齒輪減速器，4卷筒，5運(yùn)輸帶方案分析:由計算(下頁)可知電機(jī)的轉(zhuǎn)速的范圍為: 662.43312.11r/min由經(jīng)濟(jì)上考慮可選擇常用電機(jī)為1500r/min .功率為4kw.又可知總傳動比為17.39.如果用帶傳動,剛減速器的傳動比為510,用二級圓柱齒輪減速器則傳動比太小,而用一級則有點(diǎn)過大,從而齒輪過大,箱體就隨著大.因而不用帶傳動直接用聯(lián)軸器,因有輕微振動,因而用彈性聯(lián)軸器與電機(jī)相連.兩級展開式圓柱齒輪減速器的特點(diǎn)及應(yīng)用：結(jié)構(gòu)簡單，但齒輪相對于軸承的位置不對稱，因此要求軸有較大的剛度。高速級齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端，這樣，軸在轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形和軸在彎矩作用下產(chǎn)
5、生的彎曲變形可部分地互相抵消，以減緩沿齒寬載荷分布不均勻的現(xiàn)象。高速級一般做成斜齒，低速級可做成直齒。兩級同軸式圓柱齒輪減速: 特點(diǎn)及應(yīng)用：減速器橫向尺寸較小，兩對齒輪浸入油中深度大致相同。但軸向尺寸大和重量較大，且中間軸較長、剛度差，使載荷沿齒寬分布不均勻，高速級齒輪的承載能力難于充分利用。從性能和尺寸以及經(jīng)濟(jì)性上考慮選擇兩級展開式圓柱齒輪減速.卷筒同輸出軸直接同聯(lián)軸器相連就可以,因為這樣可以減少能量的損耗. 2電動機(jī)選擇，傳動系統(tǒng)運(yùn)動和動力參數(shù)計算一、電動機(jī)的選擇1.確定電動機(jī)類型 按工作要求和條件,選用y系列三相交流異步電動機(jī)。2.確定電動機(jī)的容量（1）工作機(jī)卷筒上所需功率PwPw =
6、(2)電動機(jī)所需的輸出功率為了計算電動機(jī)的所需的輸出功率Pd，先要確定從電動機(jī)到工作機(jī)之間的總功率總。設(shè)1、2、3、4、5分別為彈性聯(lián)軸器、齒輪傳動軸承、齒輪傳動、卷筒軸的軸承及卷筒的效率的效率，查得1 = 0.99，2 = 0.99，3 = 0.97，4 = 0.98，5 = 0.96，則傳動裝置的總效率為w =12233245 = 0.9920.9930.9720.980.96=0.84 Pd= =3.87kw3.選擇電動機(jī)轉(zhuǎn)速滾筒軸工作轉(zhuǎn)速nw=82.8r/min 聯(lián)軸器傳動 i聯(lián)=1 兩級減速器傳動 i減=840(i齒=36)則傳動裝置總傳動比的合理范圍為 i總= 840電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可
7、選范圍為nd=i總nw=（840）nw=8nw40nw=662.423312.11r/min根據(jù)電動機(jī)所需功率和同步轉(zhuǎn)速，查機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書附錄8電動機(jī)，符合這一范圍的常用同步加速有3000、1500、750。選用同步轉(zhuǎn)速為1500r/min選定電動機(jī)型號為Y112M-4.二、傳動裝置總傳動比的確定及各級傳動比的分配1.傳動裝置總傳動比 i總= nm / nw=1440/82.817.39式中nm-電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速，1440 r/min; nw-工作機(jī)的轉(zhuǎn)速，82.8r/min。2.分配傳動裝置各級傳動比減速器的傳動比i為i = i總/ i聯(lián)=17.39/1=17.39 雙級圓柱齒輪減
8、速器高速級的傳動比為 i齒1 = =4.75 低速級的傳動比1. i齒2 = i/i齒1 =17.39 /4.75 = 3.66 三、運(yùn)動參數(shù)和動力參數(shù)計算 1.0軸（電機(jī)軸）P0= Pd=3.87kwn0= nm =1440 r/minT0 = 9550Pd/n0 =95503.86/1440=25.5992.1軸（高速軸） n= n0 / i聯(lián) =1440r/minP= Pd1 = 3.860.99=3.8214kw T = 9550P/n=95503.8214/1440=25.343.2軸（中間軸）n= n / i齒1 = 1440/4.75=303.158r/minP= P23= 3.
9、82140.990.97=3.669kwT = 9550P/n = 95503.669/303.158=115.574.3軸（低速軸）n= n / i齒2 =303.158/3.66 =82.830/minP= P23 =3.6690.990.97=3.523kwT = 9550P/n = 95503.523/82.830=406.1895.4軸（滾筒軸）n= n/ i聯(lián)=82.830/1=82.830r/minP= P34=3.5230.970.98=3.349kwT = 9550P/n = 95503.349/82.830=386.127 Vvv63.69863.698表1 傳動裝置各軸運(yùn)
10、動參數(shù)和動力參數(shù)表軸名功率p/kw轉(zhuǎn)矩t/（Nm）轉(zhuǎn)速n/(r/min)傳動比i輸入輸出輸入輸出電機(jī)軸3.8625.599144023.862.96911軸3.821425.3414402軸3.669115.57189.123軸3.523406.21582.830滾筒軸3.349386.12782.8306.說明：1-3軸的輸出功率或輸出轉(zhuǎn)矩，分別為各軸的輸入功率或輸入轉(zhuǎn)矩乘軸承效率0.993傳動零件的設(shè)計計算（一） 高速級斜齒齒輪傳動設(shè)計2. 選擇齒輪類型、精度等級、材料，確定需用應(yīng)力(1)選用直齒圓柱齒輪，查1P178 表10-9得，小齒輪選用45號鋼，調(diào)質(zhì)大齒輪選用45號鋼，正火。且速度
11、不高，故選用8級精度，要求齒面粗糙度（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計。確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)如下：齒數(shù)z及齒寬系數(shù)。取小齒輪齒數(shù)z1=25，4.75*25=118.75 ，取118實(shí)際傳動比 z2/z1 =119/25=4.72i=（合適，齒數(shù)比i齒1=4.72查【1】表10.20選取d=1。轉(zhuǎn)矩。T = 9550P/n=95503.8214/1440=25.343載荷系數(shù)。查【1】表10.11取載荷系數(shù)=1.2許用接觸應(yīng)力。=查1 P181圖10.24得， 小齒輪接觸疲勞極限570，大齒輪接觸疲勞極限520,計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 查圖10.27得。由表10.10查得。 計算模數(shù)取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)（3）校核齒根彎
12、曲疲勞強(qiáng)度。確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)：分度圓直徑。齒寬。取。齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)。查得。許用彎曲應(yīng)力。查得。計算兩輪的許用彎曲應(yīng)力 計算兩輪的彎曲應(yīng)力 故輪齒齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。（4）計算傳動中心距。（5）計算齒輪的圓周速度。選8級精度適合。（二）低速級直齒圓柱齒輪設(shè)計計算1.選擇齒輪類型、精度等級、材料，確定需用應(yīng)力(1)選用直齒圓柱齒輪，查1P178 表10-9得，小齒輪選用45號鋼，調(diào)質(zhì)大齒輪選用45號鋼，正火。且速度不高，故選用8級精度，要求齒面粗糙度（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計。確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)如下：齒數(shù)z及齒寬系數(shù)。取小齒輪齒數(shù)z3=28， ，取148實(shí)際傳動比 z4/z3 148
13、/28=5.29i=（合適，傳數(shù)比i齒2=3.32查【1】表10.20選取d=1。轉(zhuǎn)矩。T = 9550P/n = 95503.669/303.158=115.64載荷系數(shù)。查【1】表10.11取載荷系數(shù)=1.2許用接觸應(yīng)力。=查1 P181圖10.24得， 小齒輪接觸疲勞極限570，大齒輪接觸疲勞極限520,計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 查圖10.27得。由表10.10查得。 計算模數(shù)取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)（3）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)：分度圓直徑。齒寬。取。齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)。查得。許用彎曲應(yīng)力。查得。計算兩輪的許用彎曲應(yīng)力 計算兩輪的彎曲應(yīng)力 故輪齒齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。（4）計算傳動中心距
14、。（5）計算齒輪的圓周速度。選8級精度適合。 4聯(lián)軸器的選擇軸的聯(lián)軸器:由于電機(jī)的輸出軸軸徑為28mm查1表16-1由于轉(zhuǎn)矩變化很小可取KA=1.31.325=32.5N.m又由于電機(jī)的輸出軸軸徑為28mm查2p128表13-5，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器: LT4(鋼性),其許用轉(zhuǎn)矩Tn=63N.m,許用最大轉(zhuǎn)速為5700r/min,軸徑為2028之間，由于電機(jī)的軸徑固定為28mm,而由估算可得1軸的軸徑為20mm。故聯(lián)軸器合用:軸的聯(lián)軸器:查1表16-1轉(zhuǎn)矩變化很小可取KA=1.31.3406.189=528.0457 N.m查2p128表13-5，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器:TL7,其許用轉(zhuǎn)矩Tn=
15、500N.m,許用最大轉(zhuǎn)速為3600r/min, 軸徑為4048之間,由估算可選兩邊的軸徑為40mm.故聯(lián)軸器合用.5軸的設(shè)計計算減速器軸的結(jié)構(gòu)草圖一、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1選擇軸的材料及熱處理方法查1表15-1選擇軸的材料為40Cr；根據(jù)齒輪直徑，熱處理方法為正火。2確定軸的最小直徑查1式15-2的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑的公式：=13.8mm查 1表15-3，C=(98107)D13.8mm考慮鍵：有一個鍵槽，D13.8（1+5）=14.49mm3確定各軸段直徑并填于下表內(nèi)軸1軸段名稱依據(jù)單位確定結(jié)果大于軸的最小直徑14.49且考慮與聯(lián)軸器內(nèi)孔標(biāo)準(zhǔn)直徑配合20考慮聯(lián)軸器的定位d2d1考慮密封圈查2
16、附錄6得d=2525考慮軸承d3 d2查2附錄10選用6206軸承B=16mm， da=36mm，d3=30mm,D=6230考慮軸承定位查表2 附錄10da3636考慮到齒輪分度圓與軸徑相差不大，選用齒輪軸，此時d5=d1a=5050查表2 附錄1036（同一對軸承） 304選擇軸承潤滑方式，確定與軸長有關(guān)的參數(shù)。查 2（2）“潤滑方式”，及說明書“（12）計算齒輪圓周速度” =3.467 ，故選用油潤滑。將與軸長度有關(guān)的各參數(shù)填入下表名稱依據(jù)單位確定結(jié)果箱體壁厚查2表4.1 8地腳螺栓直徑及數(shù)目n查3表4.1df=0.036a+12a,考慮聯(lián)軸器定位,并考慮與密封墊配合查附錄6接觸式密封d
17、=4545考慮與軸承公稱直徑配合 ，軸承代號：6210B20 da57,D=9050d4=da5757考慮到齒輪定位, d5=d4+(510)=6363= 57= 504選擇軸承潤滑方式，確定與軸長有關(guān)的參數(shù)。查 2（二）“滾動軸承的潤滑”，及說明書“六、計算齒輪速度” ，由于第一軸選用了油潤滑,故也用油潤滑, 名稱依據(jù)單位確定結(jié)果軸承支點(diǎn)距軸承寬邊端面距離a從機(jī)械手冊軟件版105.計算各軸段長度名稱計算公式單位計算結(jié)果與聯(lián)軸器配合長度短23mm84-28282L2=8+22+20=505020+22265.565.5軸肩1270+2.5+10+890.590.5 2222L（總長）L 82+
18、50+22+65.5+12+90.5+22344344L(支點(diǎn)距離)L 344-82-50-22+2192mm1926鍵聯(lián)接的選擇和計算（1）a,低速級的校核兩鍵均采用圓頭普通平鍵與齒輪聯(lián)接處的鍵為查表得6-2查得許用應(yīng)力=100120Mpa，取其中間值=110Mpa，鍵工作長度L=L-b=16-6=10mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=3mm, 得(合格)b,低速級與聯(lián)軸器聯(lián)接處鍵為查表得6-2查得許用應(yīng)力=100120Mpa，鍵工作長度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度=5mm,得（合格）（2）中間軸鍵校核：兩鍵均采用圓頭普通平鍵與寬齒輪聯(lián)接處鍵為:查表得6-2查得許用應(yīng)力=100120Mp
19、a，取其中間值=110Mpa，鍵工作長度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度得 (合格)與細(xì)齒輪聯(lián)接處鍵為查表得6-2查得許用應(yīng)力=100120Mpa，取其中間值=110Mpa。鍵工作長度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度,得 合格(3)軸1（高速軸）與聯(lián)軸器配合的鍵鍵為查表得6-2查得許用應(yīng)力=100120Mpa，鍵工作長度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 （合格）7聯(lián)軸器的選擇由于凸緣聯(lián)軸器的諸多優(yōu)點(diǎn)，所以考慮選用它。聯(lián)軸器的設(shè)計計算：（1），高速級由于裝置用于運(yùn)輸機(jī)，原動機(jī)為電動機(jī)，所以工作情況系數(shù)為，計算轉(zhuǎn)矩為查手冊選用HL4型凸緣聯(lián)軸器其主要參數(shù)如下：材料HT200公稱轉(zhuǎn)矩軸孔直徑18mm半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長
20、度L=42mm.（2），對于低速軸聯(lián)軸器的選擇：工況系數(shù)，計算轉(zhuǎn)矩查手冊選用Yl9型凸緣聯(lián)軸器其主要參數(shù)如下：材料HT200公稱轉(zhuǎn)矩軸孔直徑38mm半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度L=82mm8潤滑和密封的選擇 對于二級圓柱齒輪減速器，因為傳動裝置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于，所以采用脂潤滑，箱體內(nèi)選用SH0357-92中的50號潤滑，裝至規(guī)定高度.為避免油池中稀油濺入軸承座，在齒輪與軸承之間放置擋油環(huán)。輸入軸與輸出軸處用氈圈密封。 9減速器附件的選擇及說明（1）窺視孔窺視孔應(yīng)設(shè)在箱蓋頂部能夠看到齒輪嚙合區(qū)的位置，其大小以手能伸進(jìn)箱體進(jìn)行檢查操作為宜。窺視孔處應(yīng)設(shè)計凸臺以便于加工。（2
21、）通氣器通氣器設(shè)置在箱蓋頂部或視孔蓋上。較完善的通氣器內(nèi)部制成一定曲路，并設(shè)置金屬網(wǎng)?？紤]到環(huán)境因素選用了防塵性能好的二次過濾通氣器。（3）油面指示器用油標(biāo)尺，其結(jié)構(gòu)簡單、在低速軸中常用。油標(biāo)尺上有表示最高及最低油面的刻線。油標(biāo)尺的安裝位置不能太低，以避免有溢出油標(biāo)尺座 孔。（4）放油孔放油孔應(yīng)設(shè)置在油池的最低處，平時用螺塞堵住。采用圓柱螺塞時，箱座上裝螺塞處應(yīng)設(shè)有凸臺，并加封油墊片。放油孔不能高于油池底面，以免排油不凈。（5）定位銷常采用圓錐銷做定位銷。兩定位銷間的距離越遠(yuǎn)越可靠，因此，通常將其設(shè)置在箱體聯(lián)接凸緣的對角處，并做非對稱布置。6）起蓋螺釘起蓋螺釘螺紋有效長度應(yīng)大于箱蓋凸緣厚度。起
22、蓋螺釘直徑可與凸緣聯(lián)接螺釘直徑相同。10設(shè)計總結(jié)轉(zhuǎn)眼一周的課程設(shè)計臨近尾聲，通過這次設(shè)計實(shí)踐，我對機(jī)械設(shè)計有了更全面、更深入地了解與認(rèn)識。本次課程設(shè)計填補(bǔ)了以往課堂上，我們只是很公式化的解題，對于實(shí)際的工程設(shè)計計算沒有具體的概念。查表、計算、繪圖這些對于還不是很熟練的我們來說真不是很容易，進(jìn)度慢，返工多是比較普遍的現(xiàn)象，但是通過老師不辭辛勞的指導(dǎo)，解答我們的疑問，指出我們設(shè)計上的缺陷，指引我們的思路，使我們在設(shè)計過程中獲益匪淺，在此表示衷心的感謝。機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計是機(jī)械課程當(dāng)中一個重要環(huán)節(jié)通過了1周的課程設(shè)計使我從各個方面都受到了機(jī)械設(shè)計的訓(xùn)練，對機(jī)械的有關(guān)各個零部件有機(jī)的結(jié)合在一起得到了深刻
23、的認(rèn)識。由于在設(shè)計方面我們沒有經(jīng)驗，理論知識學(xué)的不牢固，在設(shè)計中難免會出現(xiàn)這樣那樣的問題，如：在選擇計算標(biāo)準(zhǔn)件是可能會出現(xiàn)誤差，如果是聯(lián)系緊密或者循序漸進(jìn)的計算誤差會更大，在查表和計算上精度不夠準(zhǔn)在設(shè)計的過程中，培養(yǎng)了我綜合應(yīng)用機(jī)械設(shè)計課程及其他課程的理論知識和應(yīng)用生產(chǎn)實(shí)際知識解決工程實(shí)際問題的能力，在設(shè)計的過程中還培養(yǎng)出了我們的團(tuán)隊精神，大家共同解決了許多個人無法解決的問題，在這些過程中我們深刻地認(rèn)識到了自己在知識的理解和接受應(yīng)用方面的不足，在今后的學(xué)習(xí)過程中我們會更加努力和團(tuán)結(jié)。雖然一個星期的時間并不算長，但卻使得我獲得了很多課上學(xué)不到的知識，初步掌握了查找工程用工具書進(jìn)行機(jī)械設(shè)計的基本步驟與技能，翻書查表，定尺寸取公差，直至最后的繪圖，將設(shè)計付諸于圖紙這一系列的過程和經(jīng)驗，對我今后的學(xué)習(xí)和工作無疑是十分珍貴的。11參考文獻(xiàn) 1陳立德主編，機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)，第三版，高等教育出版社，2007 2陳立德主編，機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書，第三版，高等教育出版社，2007設(shè)計計算及說明
二級展開式圓柱齒輪減速器
