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1、机械设计课程设计设计题目: 二级斜齿轮减速器 班 级: 机械电子工程091设 计 者: 彭梦男 指导教师: 张日红 学 号: 200910834106 目录一 设计任务书3二 电机的选择4三 计算各轴的功率，转速，扭矩5四 传动零件的设计7五 斜齿轮的设计9六 轴的设计18七低速轴的校核21八 低速轴轴承的校核22九 键的校核23十 润滑方式与密封23十一减速器的附件24十二参考文献25 一 设计任务书设计一用于带式运输机上同轴式二级圆柱齿轮减速器1. 总体布置简图2. 工作情况工作平稳、单向运转3. 原始数据输送带的牵引力（F/KN）输输带速度（m/s）滚筒直径（mm）转速允许偏差（%）使用
2、年限（年）工作制度（班/日）传动效率70.8540051020.964. 设计内容(1) 电动机的选择与参数计算(2) 斜齿轮传动设计计算(3) 轴的设计（4）键和联轴器的选择与校核（5）装配图、零件图的绘制（6）设计计算说明书的编写5. 设计任务(1) 减速器总装配图1张（0号或1号图纸）(2) 齿轮、轴零件图各一张（2号或3号图纸）(3) 设计计算说明书一份二 电动机的选择 （1）确定电机的功率 传动带的拉力F7000N，滚筒线速度v0.85m/s，滚筒直径D400mma）则在负载下终端工作机的功率： b）各部分零件的效率,C）总效率d）正常工作所需功率 （2）确定电机的转速: ,单级齿轮
3、减速器 ，本文采用二级减速。故总传动比范围：。 因为，即所选电机功率必须大于7.2kw，电机转速也需符合条件，查表得，型号为Y132M4 的电机符合使用要求。 型号额定功率(kw)同步转速(r/min)满载转速(r/min)堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩Y132M-47.5150014402.22.3（3）传动比的分配1)传动装置总传动比2)各级传动比i的分配取V带传动的传动比，则两级圆柱斜齿轮减速器的传动比为所得符合一般圆柱齿轮传动和两级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。三 计算各轴的转速，功率，扭矩（1）转速的计算电动机轴为0轴，减速器高速齿轮轴为轴，中速轴为轴，低速轴为轴，（2）功率的计
4、算 （3）扭矩的计算电动机轴高速轴中速轴低速轴转速（r/min）1440576174.5440.59功率（kW）7.57.26.9326.674转矩（）49.74119.38379.291570.25四 传动零件的设计（1）V带传动设计1)由于是带式输送机，每天工作两班，查表得；2)选择V带的带型由、 查机械设计西北工业大学第八版图8-11选用A型3)确定带轮的基准直径并验算带速初选小带轮的基准直径。由表8-6和表8-8，取小带轮的基准直径,故带速合适。4）计算大带轮的基准直径。根据表88选用250mm。5) 确定V带的基准长度 初定中心距。6）由式(8-22)计算带所需的基准长度由表8-2选
5、带的基准长度7)计算实际中心距a。 中心距变化范围为495.63567.63mm。8)验算小带轮上的包角9)确定带的根数(a).计算单根V带的额定功率(b)计算V带的根数z。取Z=6. （c）确定带的初拉力 （d）计算传送带的压轴力五 斜齿轮的设计（只有低速轴的大齿轮有零件图） 查表得通用减速器所用的齿轮传动的精度等级为，这里采用等级7，为了减小齿轮的几何尺寸，此处采用硬齿面齿轮。高速级齿轮传动设计(1）选择材料热处理方式 (HB=38HRC),7级精度,查表10-1得小齿轮 40Cr 调质后表面淬火 4855HRC 大齿轮 40Cr 调质后表面淬火 4855HRC这里初选螺旋角选小齿轮齿数，
6、大齿轮齿数，取(2)按齿面接触强度设计由设计计算公式（10-21）进行试算，1)试选载荷系数2)小齿轮传递的转矩3)由表10-7选取齿宽系数4）由表10-6查得材料弹性影响系数，5）由图10-21e按齿面硬度查得； 6）由图10-26查得7）由式10-13计算应力循环次数：8）由图10-19查得接触疲劳寿命系数9）计算接触疲劳许用应力：取失效概率为1%，安全系数S=1，得10）计算小齿轮的分度圆直径11）计算圆周速度12）齿宽b及模数mnt13）计算纵向重合度14）载荷系数由表10-2查得使用系数 根据，7级精度，由图10-8查得动载系数； 查表10-3得；由表10-4查7级精度、小齿轮相对支
7、承非对称布置时， 15）按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径 16)计算模数m（3）按齿根弯曲强度设计由式（10-17）得弯曲强度的设计公式为a）计算载荷系数K。 查表得b）由图10-20d查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；c）由图10-18取弯曲疲劳寿命系数，；d ) 根据，查得从图10-28查得螺旋角影响系数e）计算弯曲疲劳许用应力。去弯曲疲劳安全系数S=1.4，由式（10-12）得f）计算当量齿数齿形系数 ，g）查取齿形系数。由表10-5查得，。h）查取应力校正系数。由表10-5查得；。i）计算大小齿轮的，并比较 且，小齿轮数值大。j）计算m对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m小于由
8、齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力仅与齿轮直径有关，由弯曲强度算得的模数为1.622mm，取圆整标准值为2mm，按接触强度算得的分度圆直径。则小齿轮的齿数 大齿轮的齿数 这样的齿轮传动既满足了齿面接触疲劳强度,又满足了齿根弯曲疲劳强度.(4)几何尺寸的计算 计算中心距 取（5）确定螺旋角 （6）计算大小齿轮分度圆直径:=（7）确定齿宽 取 (8) 计算齿顶圆直径 (9)齿轮结构设计在上面的计算中已经确定了小齿轮和大齿轮的齿数、模数、齿宽、分度圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径，现在就要对齿轮的齿圈、轮辐、轮毂的结构
9、形状进行设计。小齿轮齿顶圆直径，所以小齿轮可以做成实心结构的齿轮；大齿轮齿顶圆直径，所以大齿轮可以做成实心结构。 低速齿轮传动设计(1）选择材料热处理方式根据工作条件与已知条件知减速器采用闭式硬齿面 (HB=38HRC),7级精度,查表10-1得小齿轮 40Cr 调质后表面淬火 4855HRC 大齿轮 40Cr 调质后表面淬火 4855HRC这里初选螺旋角选小齿轮齿数，大齿轮齿数，取(2)按齿面接触强度设计由设计计算公式（10-21）进行试算，1)试选载荷系数2）小齿轮传递的转矩3)由表10-7选取齿宽系数4）由表10-6查得材料弹性影响系数，5）由图10-21e按齿面硬度查得； 6）由图10
10、-26查得7）由式10-13计算应力循环次数：8）由图10-19查得接触疲劳寿命系数9）计算接触疲劳许用应力：取失效概率为1%，安全系数S=1，得10)试算小齿轮分度圆直径,代入H中较小的值 11)计算圆周速度 12)齿宽b及模数mnt13）计算纵向重合度14）载荷系数由表10-2查得使用系数 根据，7级精度，由图10-8查得动载系数； 查表10-3得；由表10-4查7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时， 15）按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径 16)计算模数m(3)按齿根弯曲强度设计由式（10-5）得弯曲强度的设计公式为a）计算载荷系数K。 查表得b）由图10-20d查得小齿轮的弯曲疲劳
11、强度极限；c）由图10-18取弯曲疲劳寿命系数，；d) 根据，查得从图10-28查得螺旋角影响系数e）计算弯曲疲劳许用应力。去弯曲疲劳安全系数S=1.4，由式（10-12）得f)计算当量齿数齿形系数 ，g）查取齿形系数。由表10-5查得，。h）查取应力校正系数。由表10-5查得；。i）计算大小齿轮的，并比较 且，小齿轮数值大。j）设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m小于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力仅与齿轮直径有关，由弯曲强度算得的模数为2.38mm，取圆整标准值为2.50mm，按接触强度
12、算得的分度圆直径。则小齿轮的齿数 大齿轮的齿数 这样的齿轮传动既满足了齿面接触疲劳强度,又满足了齿根弯曲疲劳强度.（4）几何尺寸的计算 计算中心距 取a1=151mm（5）确定螺旋角 （6）计算大小齿轮分度圆直径:=（7）确定齿宽 取 (8) 计算齿顶圆直径 (9) 齿轮结构设计在上面的计算中已经确定了小齿轮和大齿轮的齿数、模数、齿宽、分度圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径，现在就要对齿轮的齿圈、轮辐、轮毂的结构形状进行设计。小齿轮齿顶圆直径，所以小齿轮可以做成实心结构的齿轮；大齿轮齿顶圆直径，所以大齿轮可以做成腹板式结构。 六 轴的设计（只有低速轴有零件图）1.高速轴，中间轴和低速轴的尺寸设计
13、高速轴： 选择材料45钢（调质），硬度217255HBS，对称循环弯曲许用应力，由的范围126103，选择=115，由于轴上开有1个键槽，使强度下降，故应取最小轴径为，这里取29mm。 中间轴： 选择材料45钢（调质），硬度217255HBS，对称循环弯曲许用应力，由的范围126103，选择=115，由于轴上开有2个键槽，使强度下降，故去最小轴径为，为45mm。 低速轴：选择材料45钢（调质），硬度217255HBS，对称循环弯曲许用应力，由的范围126103，选择=115，由于轴上开有键槽，使强度下降，故去最小轴径为，为55mm。2.高速轴，中间轴和低速轴的直径确定和结构设计 高速轴： 根据
14、轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度段轴取，为了满足V带轮的轴向定位，轴段右端需制出一轴肩，故取-段的直径。V带轮与轴配合的长度，为了保证轴端档圈只压在V带轮上而不压在轴的端面上，故段的长度应比L1略短一些，现取。初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥滚子轴承。参照工作要求并根据，.由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组、标准精度级的深沟球轴承6008，其尺寸为，故；而，。右端深沟球轴承采用轴肩进行轴向定位。由手册上查得6008型轴承的定位轴肩高度h=4.5mm，因此，套筒左端高度为4.5mm，d=44mm。取安装齿轮的轴段-的直径，取齿轮的左端与左端轴承之间采用套
15、筒定位。轴承端盖的总宽度为36mm（由减速器及轴承端盖的结构设计而定）。根据轴承端盖的装拆， . 中间轴： 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度a.初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥滚子轴承。参照工作要求并根据d-=d-=45mm，由轴承产品目录中初步选取标准精度级的深沟球轴承6010，其尺寸为dDB=50mm80mm16mm，故L-=L-=27+20=47mm。两端滚动轴承采用套筒进行轴向定位。由手册上查得601型深沟球轴承的定位轴肩高度h=5mm，因此，左边套筒左侧和右边套筒右的直侧的高度为5mm。b.取安装大齿轮出的轴段-径d-=50mm；齿轮的左端
16、与左端轴承之间采用套筒定位。c.为了使大齿轮轴向定位，取d-=55mm，又由于考虑到与高、低速轴的配合，取L-=30mm。d.轴上零件的轴向定位大小齿轮与轴的周向定位都选用平键14mm9mm70mm， 低速轴：段：与轴承配合。选取角接触球轴承7122AC，尺寸参数，故取该段轴径d=60mm，长度42mm。段：与齿轮配合，直径65mm。齿轮左端通过套筒定位。已知齿轮轮毂尺寸50mm，为了使套筒端面可靠的压紧齿轮，此轴段应略小于轮毂宽度，取48mm。齿轮右端通过轴肩定位。故该段轴径65mm。键的尺寸。段：轴环满足齿轮轴向定位要求， D=65+32.5=72.5mm,取72mm，长度取7mm。段：无
17、配合自由表面，由轴承轴向定位要求，故取该轴段轴径70mm，长度72mm。段：与轴承配合。选取角接触球轴承7212AC，尺寸参数，故取该段轴径d=60mm，长度22mm。段：满足半联轴器轴向定位要求，故制出轴肩，取d=56mm，由轴承座总宽度，故选该段轴长57mm。段：通过联轴器与开式齿轮相连，取联轴器HL5,故该段轴径50mm，长度略小于半联轴器长度，取为110mm，键的尺寸。七 低速轴的校核1） 受力分析轴承支点距离，。作受力分析： d=194mm是齿轮的直径圆周力径向力轴向力 水平面故求得水平弯矩最大值 垂直面2）总弯矩根据第三强度理论：合成故安全八低速轴轴承的校核1) 求径向载荷 由轴承
18、的校核可知：故2) 计算当量动载荷P，对轴承1 对轴承2 由于工作条件有轻微冲击，故由Cr=42.8kN一班制，故可工作63年，大于10年。 九 键的校核1) 齿轮处选择键的尺寸齿轮处键连接的挤压应力十 润滑方式与密封1) 由齿轮的传动设计计算结果可知齿轮圆周速度V1.26m/s2m/s,故齿轮选用脂润滑。齿轮m =2.5220，且全齿高h=6.3710mm，故浸油高度定为15mm。因轴承旁小齿轮的齿顶圆小于轴承的外径，为防止齿轮啮合时所挤出的热油大量冲向轴承内部，增加轴承的阻力，所以加挡油盘，同时，可定期向轴承加入润滑脂。2)密封方法的选取选用凸缘式端盖易于调整，采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型
19、密封圈实现密封。密封圈型号按所装配轴的直径确定轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定十一 减速器附件1) 检查孔及检查孔盖 位于传动件啮合区上方，尺寸，并设有M8螺钉6个。检查孔平时用盖板盖住，盖板上方有防漏的垫片。箱盖上安放盖板的表面进行刨削，并留有3mm凸台。2) 油面指示装置 采用M12游标尺，其上刻有最高油面和最低油面的标线。游标尺在箱体安放部位应保证可以自由取出，倾斜角度选定为45。3) 通气孔 由于工作环境有轻微灰尘，故选择有过滤灰尘作用的M18X1.5网式通气孔。4) 放油孔及螺塞 减速器设置一个放油孔。由于圆柱螺纹螺塞自身不能防止漏油，因此在螺塞的下面放置一石棉橡胶纸板封油垫
20、片，螺塞尺寸选择M16X1.5。5) 起吊装置 为了方便装拆与搬运，在机盖上设置吊耳，在机座上设置吊钩。吊耳用于打开机盖，而吊钩用于搬运整个减速器。考虑到起吊用的钢丝直径，吊耳和吊钩的直径都取20mm。6) 启箱螺钉 在机盖与机座联接凸缘的结合面上，为了提高密封性能，常涂有水玻璃或密封胶。因此联接结合较紧，不易分开。为了便于拆下机盖，在机盖地凸缘上设置一个起盖螺栓。取其规格为M1240。其中螺纹长度为34mm，在端部有一个6mm长的圆柱。7) 定位销 本减速器机体为剖分式，为了保证轴承座孔的加工和装配精度，在机盖和机座用螺栓联接后，在镗孔之前，在机盖与机座的连接凸缘上应装配定位销。定位销采用圆锥销，安置在机体纵向两侧的联接凸缘得结合面上，呈非对称布置。圆锥销型号选用GB117-86 A1245。 十二 参考文选献濮良贵 机械设计第八版.北京,高等教育出版社.胡凤兰 互换性与技术测量基础马安禧 材料力学
