二級圓柱斜齒輪減速器設(shè)計(jì)[F=5400 V=0.8 D=400]【CAD圖紙和說明書】

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驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度205.2.5驗(yàn)算齒面彎曲強(qiáng)度216軸的設(shè)計(jì)（中速軸）216.1求作用在齒輪上的力216.2選取材料226.2.1軸最小直徑的確定226.2.2根據(jù)軸向定位的要求，確定軸的各段直徑和長度226.3鍵的選擇226.4求兩軸所受的垂直支反力和水平支反力236.4.1受力圖分析236.4.2垂直支反力求解246.4.3水平支反力求解246.5剪力圖和彎矩圖256.5.1垂直方向剪力圖256.5.2垂直方向彎矩圖256.5.3水平方向剪力圖266.5.4水平方向彎矩圖266.6扭矩圖276.7剪力、彎矩總表：286.8 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度287 高速軸和低速軸的設(shè)計(jì)298減速器附件的選擇及簡要說明298.1.檢查孔與檢查孔蓋298.2.通氣器298.3.油塞298.4.油標(biāo)308.5吊環(huán)螺釘?shù)倪x擇308.6定位銷308.7啟蓋螺釘309減速器潤滑與密封309.1 潤滑方式309.1.1 齒輪潤滑方式309.1.2 齒輪潤滑方式309.2 潤滑方式319.2.1齒輪潤滑油牌號及用量319.2.2軸承潤滑油牌號及用量319.3密封方式3110機(jī)座箱體結(jié)構(gòu)尺寸3110.1箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3111設(shè)計(jì)總結(jié)3412參考文獻(xiàn)3535機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)一用于帶式輸送機(jī)傳動用的二級斜齒圓柱齒輪展開式減速器給定數(shù)據(jù)及使用要求：1.F=5400KN ; V=0.8m/s ; D=400mm2.二班制，載荷有輕微沖擊，單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)4. 工作10年，三年一小修，五年一大修5.運(yùn)輸帶運(yùn)動誤差允許值-5+51.1 選題的目的和意義減速器的類別、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(jì)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(jì)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(jì)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：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(jì)，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(jì)的過程中，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?yàn)閷ξ覀儗I(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。2確定傳動方案根據(jù)工作要求和工作環(huán)境，選擇展開式二級圓柱斜齒輪減速器傳動方案。此方案工作可靠、傳遞效率高、使用維護(hù)方便、環(huán)境適用性好，但齒輪相對軸承的位置不對稱，因此軸應(yīng)具有較大剛度。此外，總體寬度較大。為了保護(hù)電動機(jī)，其輸出端選用帶式傳動，這樣一旦減速器出現(xiàn)故障停機(jī)，皮帶可以打滑，保證電動機(jī)的安全。3機(jī)械傳動裝置的總體設(shè)計(jì)3.1 選擇電動機(jī)3.1.1 選擇電動機(jī)類型電動機(jī)是標(biāo)準(zhǔn)部件。因?yàn)楣ぷ鳝h(huán)境清潔，運(yùn)動載荷平穩(wěn)，所以選擇Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動機(jī)。3.1.2 電動機(jī)容量的選擇1、工作機(jī)所需要的功率為：其中：F=5.4KN ; V=0.8m/s ; D=400mm得2、電動機(jī)的輸出功率為電動機(jī)至滾筒軸的傳動裝置總效率。取V帶傳動效率，齒輪傳動效率，效率從電動機(jī)到工作機(jī)輸送帶間的總效率為：3、電動機(jī)所需功率為：因有輕微震動 ，電動機(jī)額定功率只需略大于即可，查機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐與創(chuàng)新表19-1選取電動機(jī)額定功率為5.5kw。 3.1.3 電動機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇滾筒軸工作轉(zhuǎn)速：展開式減速器的傳動比為：V帶的傳動比為：得總推薦傳動比為：所以電動機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速的推薦值為：符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為750、1000、1500r/min、3000r/min。綜合考慮傳動裝置機(jī)構(gòu)緊湊性和經(jīng)濟(jì)性，選用同步轉(zhuǎn)速1000r/min的電機(jī)。型號為Y132M2-6，滿載轉(zhuǎn)速，功率5.5。3.2 傳動比的分配1、總傳動比為2、分配傳動比為使傳動裝置尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)勻稱、不發(fā)生干涉現(xiàn)象，現(xiàn)選V帶傳動比：；則減速器的傳動比為：；考慮兩級齒輪潤滑問題，兩級大齒輪應(yīng)該有相近的浸油深度。則兩級齒輪的高速級與低速級傳動比的值取為1.3，取則：；3.3計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)3.3.1各軸的轉(zhuǎn)速：1軸 ；2軸 ；3軸 ；滾筒軸 3.3.2各軸的輸入功率：1軸 ；2軸 ；3軸 ；3.3.3各軸的輸入轉(zhuǎn)矩：電機(jī)軸 ；1軸 ；2軸 ；3軸 ；3.3.4整理列表軸名功率轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速電機(jī)軸5.3553.2296015.14127.8334824.88436.9106.6734.64116338.14 V帶傳動的設(shè)計(jì)4.1 V帶的基本參數(shù)1、確定計(jì)算功率：已知：；查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表13-8得工況系數(shù)：；則：2、選取V帶型號：根據(jù)、查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖13-15選用A型V帶3、確定大、小帶輪的基準(zhǔn)直徑（1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑：；（2）計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)直徑：；圓整取，誤差小于5%，是允許的。4、驗(yàn)算帶速：帶的速度合適。5、確定V帶的基準(zhǔn)長度和傳動中心距：中心距：初選中心距（2）基準(zhǔn)長度：對于A型帶選用（3）實(shí)際中心距：6、驗(yàn)算主動輪上的包角：由得主動輪上的包角合適。7、計(jì)算V帶的根數(shù)：，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表13-3 得： ；（2），查表得：；（3）由查表得，包角修正系數(shù)（4）由，與V帶型號A型查表得：綜上數(shù)據(jù)，得取合適。8、計(jì)算預(yù)緊力（初拉力）：根據(jù)帶型A型查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表13-1得：9、計(jì)算作用在軸上的壓軸力：其中為小帶輪的包角。10、V帶傳動的主要參數(shù)整理并列表：帶型帶輪基準(zhǔn)直徑(mm)傳動比基準(zhǔn)長度(mm)A2.51400中心距（mm）根數(shù)初拉力(N)壓軸力(N)383.56136.91603.54.2 帶輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)1、帶輪的材料：采用鑄鐵帶輪（常用材料HT200）2、帶輪的結(jié)構(gòu)形式：V帶輪的結(jié)構(gòu)形式與V帶的基準(zhǔn)直徑有關(guān)。小帶輪接電動機(jī)，較小，所以采用實(shí)心式結(jié)構(gòu)帶輪。5齒輪的設(shè)計(jì)5.1齒輪傳動設(shè)計(jì)（1、2齒輪的設(shè)計(jì)）5.1.1 齒輪的類型1、依照傳動方案，本設(shè)計(jì)選用二級展開式斜齒圓柱齒輪傳動。2、運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，運(yùn)轉(zhuǎn)速度不高，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-2，選用8級精度。3、材料選擇：小齒輪材料為40Cr滲碳淬火，齒面硬度為 55HRC，接觸疲勞強(qiáng)度極限 ，彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪材料為45鋼表面淬火，齒面硬度為55HRC,接觸疲勞強(qiáng)度極限,彎曲疲勞強(qiáng)度極限。查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-5，取，。查表11-4，取區(qū)域系數(shù)，彈性系數(shù)（鍛鋼-鍛鋼）。有=1200MPa =1140MPa =576MPa =560MPa 4、螺旋角：820,初選=155、齒數(shù)：初選小齒輪齒數(shù)：； 大齒輪齒數(shù)：5.1.2尺面接觸強(qiáng)度較合1、（1）取載荷（2）（3）， ，2、計(jì)算模數(shù) ，查表取3、,取整b=30mm4、計(jì)算齒輪圓周速度5.1.3按輪齒彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算因?yàn)樗x材料硬大度于350HBS,所以為硬齒面。1、法向模數(shù) 2、查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-3，得載荷系數(shù)k=1.33、查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-6，得齒寬系數(shù)4、小齒輪上的轉(zhuǎn)矩5、齒形系數(shù) 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖11-8得：， 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖11-9得：， 因?yàn)楹捅容^所以對小齒輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算。6、法向模數(shù) ，取7、中心距圓整為120mm。8、確定螺旋角：9、確定齒輪的分度圓直徑：10、齒輪寬度：圓整為32 mm圓整后??；。11、重合度確定，查表得 所以=12、齒輪尺寸表：將幾何尺寸匯于表：序號名稱符號計(jì)算公式及參數(shù)選擇1端面模數(shù)2螺旋角3分度圓直徑4齒頂高5齒根高6全齒高7頂隙8齒頂圓直徑9齒根圓直徑10中心距1205.1.4 驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度可知是安全的校核安全。5.1.5驗(yàn)算齒面彎曲強(qiáng)度 校核安全5.2 齒輪傳動設(shè)計(jì)（3、4齒輪的設(shè)計(jì)）5.2.1 齒輪的類型1、材料選擇：小齒輪材料為40Cr滲碳淬火，齒面硬度為 55HRC， 接觸疲勞強(qiáng)度極限，彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪材料為45鋼表面淬火，齒面硬度為55HRC,接觸疲勞強(qiáng)度極限,彎曲疲勞強(qiáng)度極限。查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-5，取，。查表11-4，取區(qū)域系數(shù)，彈性系數(shù)（鍛鋼-鍛鋼）。有=1200MPa =1140MPa =576MPa =560MPa 2、螺旋角：820,初選=153、齒數(shù)：初選小齒輪齒數(shù)：； 大齒輪齒數(shù)：，取。i2=62/22=2.82 故實(shí)際傳動比偏差：5%5.2.2按尺面接觸強(qiáng)度較合1、（1）、取載荷（2）、（3）、， ，2、計(jì)算模數(shù)，取標(biāo)準(zhǔn)值3.53、計(jì)算齒輪圓周速度5.2.3按輪齒彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算因?yàn)樗x材料硬大度于350HBS,所以為硬齒面。1、法向模數(shù) 2、查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-3，得載荷系數(shù)k=1.33、查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-6，得齒寬系數(shù)4、小齒輪上的轉(zhuǎn)矩5、齒形系數(shù) 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖11-8得：， 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖11-9得：， 因?yàn)楹?比較 所以對小齒輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算。6、法向模數(shù) 就近圓整取由于按照齒根彎曲疲勞極限算得的模數(shù)小于接觸疲勞極限算得的模數(shù)，故可取按照按照齒根彎曲疲勞極限算得的模數(shù)同時根據(jù)接觸疲勞極限算得的最小分度圓直徑調(diào)整齒輪齒數(shù)：，取25，則7、中心距圓整為148mm。8、確定螺旋角：9、確定齒輪的分度圓直徑：10、齒輪寬度：圓整為48mm圓整后??；。11、重合度確定 ，查表得 所以=12、齒輪尺寸表格：將幾何尺寸匯于表：序號名稱符號計(jì)算公式及參數(shù)選擇1端面模數(shù)2螺旋角15.673分度圓直徑4齒頂高5齒根高3.76全齒高7頂隙8齒頂圓直徑9齒根圓直徑10中心距11重合度2.925.2.4 驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度 可知是安全的 校核安全5.2.5驗(yàn)算齒面彎曲強(qiáng)度查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖11-8得：，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖11-9得：， 6軸的設(shè)計(jì)（中間軸）6.1求作用在齒輪上的力因?yàn)楦咚佥S的小齒輪與中速軸的大齒輪相嚙合，故兩齒輪所受的、都是作用力與反作用力的關(guān)系，則大齒輪上所受的力為輪圓周力：齒輪勁向力：齒輪軸向力：同理中速軸小齒輪上的三個力分別為：6.2選取材料可選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表6.2.1軸最小直徑的確定根據(jù)表，取得考慮到軸上有兩個鍵所直徑增加4%5%,最小軸徑在軸承處但此處無鍵槽，故取最小直徑40mm，且出現(xiàn)在軸承處。6.2.2根據(jù)軸向定位的要求，確定軸的各段直徑和長度初選圓錐滾子軸承30208型號,GB/T 2971994：6.3鍵的選擇（1）采用圓頭普通平鍵A型（GB/T 10961979）連接，大齒輪處鍵的尺寸，小齒輪處鍵的尺寸為 ，。齒輪與軸的配合為，滾動軸承與軸的周向定位是過渡配合保證的，此外選軸的直徑尺寸公差為。（2）鍵的較合6.4求兩軸所受的垂直支反力和水平支反力6.4.1受力圖分析將軸系部件受到的空間力系分解到鉛垂面和水平面上兩個平面力系?？偸芰D：鉛垂方向受力圖:水平方向受力圖:6.4.2垂直支反力求解對左端點(diǎn)O點(diǎn)取矩依鉛垂方向受力圖可知6.4.3水平支反力求解同理6.4.2解得 6.5剪力圖和彎矩圖6.5.1垂直方向剪力圖6.5.2垂直方向彎矩圖段彎矩：段彎矩：段彎矩：可作彎矩圖：6.5.3水平方向剪力圖6.5.4水平方向彎矩圖段彎矩：段彎矩：段彎矩：6.6扭矩圖在段上：在段上：在段上6.7剪力、彎矩總表：載荷水平面垂直面支持力；=1766.73N彎矩 總彎矩扭矩在段上：在段上：在段上:6.8 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度由圖分析可矢小輪面為危險面，對小輪面較合進(jìn)行校核時，根據(jù)計(jì)算式及上表的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力 前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表可得，故安全7 高速軸和低速軸的設(shè)計(jì)高速軸和低速軸的設(shè)計(jì)與中間軸設(shè)計(jì)計(jì)算同理：故，取28mm，結(jié)合聯(lián)軸器尺寸規(guī)格取60mm其他相關(guān)尺寸與中間軸設(shè)計(jì)同理，此處不再一一描述。8減速器附件的選擇及簡要說明8.1.檢查孔與檢查孔蓋二級減速器總的中心距，則檢查孔寬,長，檢查孔蓋寬,長螺栓孔定位尺寸：寬，圓角,孔徑,孔數(shù)，孔蓋厚度為,材料為Q2358.2.通氣器可選為8.3.油塞為了換油及清洗箱體時排出油污，在箱體底部最低位置設(shè)置一個排油孔，排油孔用油塞及封油圈堵住在本次設(shè)計(jì)中，可選為，封油圈材料為耐油橡膠，油塞材料為Q2358.4.油標(biāo)選用帶螺紋的游標(biāo)尺，可選為8.5吊環(huán)螺釘?shù)倪x擇可選雙螺釘起吊，其螺紋規(guī)格為8.6定位銷為保證箱體軸承座孔的鏜制和裝配精度，在箱體分箱面凸緣長度方向兩側(cè)各安裝一個圓錐定位銷，其直徑可取：,長度應(yīng)大于分箱面凸緣的總長度8.7啟蓋螺釘啟蓋螺釘上的螺紋段要高出凸緣厚度，螺紋段端部做成圓柱形9減速器潤滑與密封9.1 潤滑方式9.1.1 齒輪潤滑方式齒輪，應(yīng)采用噴油潤滑，但考慮成本及需要選用浸油潤滑。9.1.2 齒輪潤滑方式軸承采用潤滑脂潤滑9.2 潤滑方式9.2.1齒輪潤滑油牌號及用量齒輪潤滑選用150號機(jī)械油（GB 4431989），最低最高油面距(大齒輪)1020mm，需油量為1.5L左右9.2.2軸承潤滑油牌號及用量軸承潤滑選用ZL3型潤滑脂（GB 73241987）用油量為軸承間隙的1/31/2為宜9.3密封方式1.箱座與箱蓋凸緣接合面的密封選用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法。2.觀察孔和油孔等出接合面的密封在觀察孔或螺塞與機(jī)體之間加石棉橡膠紙、墊片進(jìn)行密封3.軸承孔的密封悶蓋和透蓋用作密封與之對應(yīng)的軸承外部軸的外延端與透端蓋的間隙，由于，故選用半粗羊毛氈加以密封。4.軸承靠近機(jī)體內(nèi)壁處用擋油環(huán)加以密封，防止?jié)櫥瓦M(jìn)入軸承內(nèi)部。10機(jī)座箱體結(jié)構(gòu)尺寸10.1箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在本次設(shè)計(jì)中箱體材料選擇鑄鐵HT200即可滿足設(shè)計(jì)要求代號名稱設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果箱座壁厚箱蓋壁厚箱座加強(qiáng)肋厚箱蓋加強(qiáng)肋厚箱座分箱面凸緣厚箱蓋分箱面凸緣厚箱座底凸緣厚地腳螺栓=軸承旁螺栓聯(lián)結(jié)分箱面的螺栓軸承蓋螺釘檢查孔螺釘定位銷直徑地腳螺栓數(shù)目時，、至外箱壁距離由推薦用值確定、至凸緣壁距離由推薦用值確定軸承旁凸臺半徑由推薦用值確定軸承座孔外端面至箱外壁的距離軸承座孔外的直徑軸承孔直徑軸承螺栓的凸臺高箱座的深度，為浸入油池內(nèi)的最大旋轉(zhuǎn)零件的外圓半徑11設(shè)計(jì)總結(jié)本設(shè)計(jì)是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，設(shè)計(jì)一個展開式二級圓柱減速器。首先確定了工作方案，并對帶傳動、齒輪傳動軸箱體等主要零件進(jìn)行了設(shè)計(jì)。零件的每一個尺寸都是按照設(shè)計(jì)的要求嚴(yán)格設(shè)計(jì)的，并采用了合理的布局，使結(jié)構(gòu)更加緊湊。通過減速器的設(shè)計(jì)，使我對機(jī)械設(shè)計(jì)的方法、步驟有了較深的認(rèn)識。熟悉了齒輪、帶輪、軸等多種常用零件的設(shè)計(jì)、校核方法；掌握了如何選用標(biāo)準(zhǔn)件，如何查閱和使用手冊，如何繪制零件圖、裝配圖；以及設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)零部件的要點(diǎn)、方法。進(jìn)一步鞏固了以前所學(xué)的專業(yè)知識，真正做到了學(xué)有所用學(xué)以致用，將理論與實(shí)際結(jié)合起來，也是對所學(xué)知識的一次大檢驗(yàn)，使我真正明白了，搞設(shè)計(jì)不是憑空想象，而是很具體的。每一個環(huán)節(jié)都需要嚴(yán)密的分析和強(qiáng)大的理論做基礎(chǔ)。另外，設(shè)計(jì)不是單方面的，而是各方面知識綜合的結(jié)果。從整個設(shè)計(jì)的過程來看，存在著一定的不足。像軸的強(qiáng)度校核應(yīng)更具體全面些，盡管如此收獲還是很大。相信這次設(shè)計(jì)對我以后從事類似的工作有很大的幫助，同時也為畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)。諸多不足之處，懇請老師批評指正。12參考文獻(xiàn)1 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