二级斜齿圆柱减速器带CAD图.doc

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1、一、设计任务书4二、绪论42.1 选题的目的和意义4Cad图嵌入在word中点击图片进入CAD编辑，2007版免下载券筘筘2667529482目 录【内嵌文件提取方法：下载完整版DOC个时候打开，双击DOC文件内内嵌的文件的图标可直接编辑（需安装了AUTOCAD,编辑时就可选择另存文件到.）】下面为3个内嵌DWG格式文件：分别为轴/齿轮/装配图三、机械传动装置的总体设计53.1 选择电动机53.1.1 选择电动机类型53.1.2 电动机容量的选择53.1.3 电动机转速的选择63.2 传动比的分配63.3计算传动装置的运动和动力参数73.3.1各轴的转速：73.3.2各轴的输入功率：73.3.

2、3各轴的输入转矩：73.3.4整理列表8四、传动零件的设计计算84.1、高速级斜齿圆柱齿轮传动的设计计算84.2.低速级斜齿圆柱齿轮的传动设计计算124.3 斜齿轮各参数的确定16五、轴的设计计算175.1.高速轴的的设计175.2.中间轴的设计195.3.低速轴的设计21六、联轴器的选择及计算241联轴器的选择和结构设计242联轴器的校核25七、键联接的选择及计算25八、滚动轴承的选择及计算26九、润滑和密封方式的选择28十、箱体及附件的结构设计与选择29免下载券筘筘2667529482一、设计任务书设计要求与任务：装配图一张（可用1号或2号图纸），零件图三张（轴、箱体/箱盖、齿轮）（可用3

3、号图纸），设计任务书，设计说明书。 设计一用于带式运输机的两级斜齿园柱齿轮减速器。工作有轻微振动，经常满载、空载起动、单班制工作，运输带允许速度误差为 ，减速器小批量生产，使用寿命五年。传动简图如下图所示。原始数据：数据编号-12运送带工作拉力F/kN4.0运输带工作速度v/(m/s)0.95卷筒直径D/mm360二、绪论 2.1 选题的目的和意义减速器的类别、品种、型式很多，目前已制定为行（国）标的减速器有40余种。减速器的类别是根据所采用的齿轮齿形、齿廓曲线划分；减速器的品种是根据使用的需要而设计的不同结构的减速器；减速器的型式是在基本结构的基础上根据齿面硬度、传动级数、出轴型式、装配型式

4、、安装型式、联接型式等因素而设计的不同特性的减速器。 与减速器联接的工作机载荷状态比较复杂，对减速器的影响很大，是减速器选用及计算的重要因素，减速器的载荷状态即工作机（从动机）的载荷状态，通常分为三类：均匀载荷;中等冲击载荷;强冲击载荷。减速器是指原动机与工作机之间独立封闭式传动装置，用来降低转速并相应地增大转矩。此外，在某些场合，也有用作增速的装置，并称为增速器。 我们通过对减速器的研究与设计，我们能在另一个角度了解减速器的结构、功能、用途和使用原理等，同时，我们也能将我们所学的知识应用于实践中。在设计的过程中，我们能正确的理解所学的知识，而我们选择减速器，也是因为对我们机制专业的学生来说，

5、这是一个很典型的例子，能从中学到很多知识。三、机械传动装置的总体设计3.1 选择电动机3.1.1 选择电动机类型电动机是标准部件。因为工作环境清洁，运动载荷平稳，所以选择Y系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。3.1.2 电动机容量的选择1、工作机所需要的功率为：其中：，得2、电动机的输出功率为电动机至滚筒轴的传动装置总效率。取联轴器传动效率，轴承传动效率，齿轮传动效率，滚筒传动效率。从电动机到工作机输送带间的总效率为：=0.84503、电动机所需功率为：因载荷平稳 ，电动机额定功率只需略大于即可，查【2】表16-1选取电动机额定功率为。 3.1.3 电动机转速的选择滚筒轴工作转速：

6、展开式减速器的传动比为：所以电动机实际转速的推荐值为：符合这一范围的同步转速为750r/min、1000r/min、1500r/min、3000r/min。综合考虑为使传动装置机构紧凑，选用同步转速1000r/min的电机。型号为Y132M2-6，满载转速，功率5.5。3.2 传动比的分配1、总传动比为2、分配传动比考虑两级齿轮润滑问题，两级大齿轮应该有相近的浸油深度。则两级齿轮的高速级与低速级传动比的值取为1.4，取则：；3.3计算传动装置的运动和动力参数3.3.1各轴的转速：1轴 ；2轴 ；3轴 ；滚筒轴 3.3.2各轴的输入功率：1轴 ；2轴 ；3轴 ；卷筒轴 3.3.3各轴的输入转矩：

7、电机轴 ；1轴 ；2轴 ；3轴 ；滚筒轴 3.3.4整理列表轴名功率转矩转速电机轴5.544.73596015.33653.0896025.072259.15186.9134.822908.6450.68滚筒轴4.678881.5150.68四、传动零件的设计计算斜齿圆柱齿轮减速器的设计选用标准斜齿圆柱齿轮传动。标准结构参数压力角，齿顶高系数，顶隙系数。4.1、高速级斜齿圆柱齿轮传动的设计计算初步计算：小齿轮用40，调质处理，硬度241HB286HB，平均取为260HB。大齿轮用45钢，调质处理，硬度229HB286HB，平均取为240H齿面接触疲劳强度计算1. 初步计算 高速轴1的输入转矩：

8、T=53.08NM齿宽系数：=1初步计算许用接触应力：=0.9710=639=0.9580=522计算小齿轮直径：=计算齿宽b： 取b=51mm2. 校核计算 圆周速度：齿数Z、模数m和螺旋角：取=25， 由表12.3，取使用系数KA：由表12.9 KA=1.6动载系数KV：由图12.9 KV=1.1 齿间载荷分配系数：由表12.10，先求 由此得 齿向载荷分布系数: 由表12.11，载荷系数K：弹性系数: 由表12.12 节点区域系数: 由表12.16 重合度系数：因,取故螺旋角系数：接触最小安全系数：总工作时间：应力循环次数N2：估计 原估计应力循环次数正确接触寿命系数：由机械设计图12.

9、18 许用接触应力： 验算： 3.确定传动主要尺寸 中心距a： 实际分度圆直径d1： 齿宽b： 取b1=51mm，b2=44mm齿根弯曲疲劳强度验算 齿形系数： 由机械设计图12.21 得 应力修正系数：由机械设计图12.22 重合度系数： 螺旋角系数：（） 齿间载荷分配系数：由机械设计表12.10注3 故齿向载荷分布系数：由机械设计图12.14 b/h=11.3 载荷系数K：弯曲疲劳极限：机械设计图12.23C 弯曲最小安全系数：机械设计表12.14 应力循环次数：由机械设计12.15估计 ,则指数m=49.91 原估计应力循环正确 弯曲寿命系数：机械设计图12.24 尺寸系数：机械设计图1

10、2.25 许用弯曲应力: 验算 4.2.低速级斜齿圆柱齿轮的传动设计计算小齿轮用40，调质处理，硬度241HB286HB，平均取为260HB。大齿轮用45钢，调质处理，硬度229HB286HB，平均取为240HB齿面接触疲劳强度计算1. 初步计算转矩T=齿宽系数=1 接触疲劳极限 初步计算许用接触应力：=0.9580=522计算小齿轮直径=87.3539mm 取=115mm计算齿宽b： 取b=115mm2.校核计算圆周速度： 精度等级 选8级精度齿数Z、模数m和螺旋角：取=28， 由表12.3，取使用系数KA：由表12.9 KA=1.5动载系数KV：由图12.9 KV=1.1齿间载荷分配系数：

11、由表12.10，先求 由此得 齿向载荷分布系数: 由表12.11，载荷系数K：弹性系数: 由表12.12 节点区域系数: 由表12.16 重合度系数：因,取故螺旋角系数：接触最小安全系数： 总工作时间：应力循环次数N2：估计 原估计应力循环次数正确接触寿命系数：由机械设计图12.18 许用接触应力： 验算： 计算结果表明，接触疲劳强度够，符合要求3.确定传动主要尺寸 中心距a： 实际分度圆直径d1： 齿宽b： 取b=115mm，b=105mm齿根弯曲疲劳强度验算 齿形系数： 由机械设计图12.21 得 应力修正系数：由机械设计图12.22 重合度系数：螺旋角系数：（）齿间载荷分配系数：由机械设

12、计表12.10注3 故齿向载荷分布系数：由机械设计图12.14 b/h=6.52 载荷系数K：弯曲疲劳极限：机械设计图12.23C 弯曲最小安全系数：机械设计表12.14 应力循环次数：由机械设计12.15估计 ,则指数m=49.91 原估计应力循环正确 弯曲寿命系数：机械设计图12.24 尺寸系数：机械设计图12.25 许用弯曲应力: 验算 选择齿轮材料及热处理方式：由于软齿面齿轮用于齿轮尺寸紧凑性和精度要求不高，载荷不大的中低速场合。根据设计要求现选软齿面组合：根据机械设计（第四版）高等教育出版社得：小齿轮选择45Cr，调质处理,硬度241HB286HB，平均取为260HB；大齿轮选择45

13、钢,调质处理,硬度229HB286HB，平均取为240HB；4.3 斜齿轮各参数的确定高速级低速级齿数2512828103中心距156.08269法面模数2.04.0端面模数2.044.1螺旋角 11.412.68法面压力角端面压力角 20.3720.46齿宽b5144115105齿根高系数标准值11齿顶高系数0.980.9756齿顶系数标准值0.250.25当量齿数25.9441137.287830.15110.92分度圆直径51261.12115422.3齿顶高2.01.91齿根高2.51.25齿全高4.53.16齿顶圆直径55265.12118.82426.12齿根圆直径46.5256.

14、12112.5419.8基圆直径46245107.75395.66五、轴的设计计算5.1.高速轴的的设计1.1有关参数 高速轴上的功率 PI=5.336KW 高速轴的转速nI=960r/min 高速轴的转矩TI=53.08作用在齿轮上的力 1.2初选轴的最小直径选轴的材料为45钢，调质处理。根据表机械设计表16.2 取初步估算轴的最小直径 ，轴身有一个键槽，所以最小轴径增大5%，所以输入轴的最小直径是20.79mm又因为输入轴与电动机相连，电动机输出轴的轴径为38mm。所以选择联轴器TL6（具体参数见联轴器的选择），初步确定轴的输入最小直径为35mm.1.3轴的结构设计 1）根据轴向定位的要求

15、确定轴的各段直径和长度。轴在箱体内的总长为200mm。轴的最右端与联轴器相连，联轴器的配合尺寸为=60mm,所以选择键槽端为60mm.然后是一轴肩，一般为（0.07-0.1）d,因为选的是弹性套柱柱销连轴器，所以与在箱体处的那段为长度A=45mm,轴径取为37mm. 2)初步选择滚动轴承，轴承为深沟球轴承，长度为16mm,套筒长度为24mm该段的轴径为40mm。 3) 第三段为齿轮端，该处取齿轮的宽度59mm，然后还有一段为光轴95.5mm,该处的轴径为42mm. 4）第四段为为安装轴承与套筒处，所以长度为16+24=40mm。轴径为35mm. 5)轴的总长为339.5mm。 6）具体详见CA

16、D图1.4轴的校核 轴的简图如图所示：1.计算支承力1）水平面上 2）垂直面上 2.计算弯矩并作弯矩图1）水平弯矩 2) 垂直弯矩 3) 合成弯矩 4) .计算转矩 当量弯矩 a=0.593.校核轴径所以该轴符合要求各受力图和弯矩图如下图所示：5.2.中间轴的设计2.1输入轴上的功率 P2=5.072KW 输入轴的转速n2=186.91r/min 输入轴的转矩T2=259.152.2作用在齿轮上的力1）大齿轮受力 小齿轮受力2.3初选轴的最小直径 选轴的材料为45钢，调质处理。根据表机械设计表16.2 取初步估算轴的最小直径 ，轴身有两个键槽，所以最小轴径增大10%，所以输入轴的最小直径是30

17、.7mm又因为输入轴的轴端是两个轴承，所以选择轴径为35mm,（轴承的选择见后面）d.轴的结构设计（全轴都在箱体内）1）最左端为轴承端轴承宽度为18.25mm，套筒长度为16mm,轴径为35mm。2)然后是一个轴肩，取第二段的轴径为45mm宽度为10.75mm的套筒。3)后一段为齿轮端，轴径取50mm，长度为齿轮的宽度49mm。4)之后一段为齿轮小齿轮端，其轴径取50mm，为便于安装宽度取93mm.5)最后同轴承端长度为18.25mm的轴承加16mm的套筒再加2mm安装余量6)轴的总长为234.5轴的草图如下图，详见CAD图2.4轴的校核 1)水平面受力同理得：2)垂直面受力 如图所示得：3）

18、水平弯矩、垂直弯矩如图所示4）合力距：5）扭矩：T=194600N-mm6）当量弯矩： 7）校核轴径303810850键 1050 GB1096-2003100445014936键 1436 GB1096-20031400.02155.53.8-0.043-0.021575852214100键 22100 GB1096-20032200.02695.4-0.0520.0265058161080键 1680 GB1096-20031600.021564.3-0.043-0.021575852214100键 22100 GB1096-20032200.02695.4-0.0520.026八、滚动轴

19、承的选择及计算 轴承是支承轴的零件，其功用有两个：支承轴及轴上零件，并保持轴的旋转精度，减轻转轴与支承之间的摩擦和磨损。与滑动轴承相比，滚动轴承具有启动灵活、摩擦阻力小、效率高、润滑简便及易于互换等优点，所以应用广泛。它的缺点是抗冲击能力差，高速时有噪声，工作寿命也不及液体摩擦滑动轴承。1轴承的选择与结构设计由于转速较高，轴向力又比较小，主要承受径向载荷，故选用深沟球轴承。下面以中间轴为例初选轴承型号为6013型。：根据初算轴径，考虑轴上零件的定位和固定，估计出装轴承处的轴径，再假设选用轻系列轴承，这样可初步定出滚动轴承的型号。轴承具体结构如下2轴承的校核（1）轴承的固定方式为全固式，故轴向外

20、载荷F全部由轴承1承受具体如下图：12R1R2FA（2）轴承的校核以中间轴为例 由1P117表12-5查得Cr = 29500N ，=18000N，2P159表8-151.0，对于球轴承3计算当量动载荷P：装轴承处的轴径 D=40mm （中间轴上有两个齿轮）低速级小齿轮 Ft1=2211.75N，Fa1=445.98N, Fr1=821.21N,高速级大齿轮 Ft2=4506.9N, Fa2=1028.9N, Fr2=1681.4 N则 = 插值法求的e=0.2259 ，Y=1.408计算当量动载荷h12000h即所选轴承满足工作要求。具体参数如下表。轴承型号系列基本尺寸安装尺寸dDBda60

21、084068115466013651001872九、润滑和密封方式的选择1减速器的润滑为了减轻机械传动零件、轴承等的磨损，降低摩擦阻力和能源消耗，提高传动效率，延长零件使用寿命，保证设备正常运转，减速器必须要有良好的润滑，同时润滑还可起到冷却、散热、吸振、防锈、降低噪声等作用1）齿轮润滑润滑方式： 浸油润滑减速器低速级齿轮圆周速度V=0.305m/s 12m/s，因此采用油池浸油润滑，由【1】表12.22润滑油运动粘度为500。润滑剂的选择：齿轮传动所用润滑油的粘度根据传动的工作条件、圆周速度或滑动速度、温度等按来选择。由【2】表12-1根据所需的粘度按选择润滑油的牌号取润滑油牌号为L-CKC

22、460。为了保证齿轮啮合处的充分润滑，并避免搅油损耗过大，减速器内的传动件浸入箱体油池中的深度不宜过深。高速级齿轮，浸油深度约为0.7个齿高，但不得小于10mm；低速级齿轮，浸油深度按圆周速度而定，低速级圆周转速V=0.812 m/s，浸油深度约为1个齿高1/6齿轮半径（但不小于10mm）2） 滚动轴承的润滑滚动轴承可采用润滑油或润滑脂进行润滑。减速器采用润滑油润滑，可直接用减速器油池内的润滑油进行润滑，润滑和冷却效果较好。润滑方式 飞溅润滑减速器中当浸油齿轮的圆周速度V 1.52m/s时，即可采用飞溅润滑。靠机体内油的飞溅直接润滑轴承或经济体剖分面上的油沟，沿油沟经轴承盖上的缺口进入轴承进行

23、润滑。2减速器的密封减速器需要密封的部位很多，为了防止减速器内润滑剂泄出，防止灰尘、其他杂物和水分渗入，减速器中的轴承等其他传动部件、减速器箱体等都必须进行必要的密封，以保持良好的润滑条件和工作环境，使减速器达到预期的工作寿命。密封类型的选择1 伸出轴端的密封在输入或输出轴的外伸处，为防止灰尘、水汽及其他杂质渗入，引起轴承急剧磨损或腐蚀，以及润滑油外漏，都要求在端盖轴孔内装密封件。因为伸出轴颈圆周转速：工作温度不超过90度，对于轴承盖中的透盖选择毡圈油封的方式进行密封，具体根据轴承盖处轴径查【2】表12-11选择。高速轴的透盖毡圈为：毡圈 40 JB/ZQ4406-86 材料：半粗羊毛毡低速轴

24、的透盖毡圈为：毡圈 55 JB/ZQ4406-86 材料：半粗羊毛毡 十、箱体及附件的结构设计与选择1减速器箱体的结构设计箱体是加速器中所有零件的基座，是支承和固定轴系部件、保证传动零件正确相对位置并承受作用在减速器上载荷的重要零件。箱体一般还兼作润滑油的油箱。机体结构尺寸，主要根据地脚螺栓的尺寸，再通过地板固定，而地脚螺尺寸又要根据两齿轮的中心距a来确定。由【2】表4-1设计减速器的具体结构尺寸如下表：名称计算依据计算过程计算结果箱座壁厚0.025x269.56+39.7398箱盖壁厚8箱座凸缘厚度1.5812箱盖凸缘厚度1.5812箱座底凸缘厚度2.5820地脚螺栓直径0.036a+120

25、.036269.56+ 12=21.70查【6】附表1024地脚螺钉数目a250500时，n=66轴承旁联接螺栓直径0.7524=1820箱盖与箱座联接螺栓直径0.5x24=1212联接螺栓d2的间距l查3表3P26150200160轴承端盖螺钉直径(0.4-0.5)0.4x24=9.610窥视孔盖螺钉直径（0.30.4）0.4x24=9.610定位销直径（0.70.8）12=8.49.610、至外箱壁距离查【2】表42342618、至凸缘边缘距离查【2】表423418轴承旁凸台半径18凸台高度作图得到h=54轴承座宽度58大齿轮顶圆与内箱壁距离1.28=9.610齿轮端面与内箱壁距离10箱盖

26、、箱昨筋厚、0.8586.86.8轴承端盖外径40+510=9040+510=90100+510=1509090150轴承旁联接螺栓距离90901302减速度器的附件为了保证减速器正常工作和具备完善的性能，如检查传动件的啮合情况、注油、排油、通气和便于安装、吊运等。减速器箱体上常设置某些必要的装置和零件，这些装置和零件及箱体上相应的局部结构统称为附件。1）.窥视孔和视孔盖窥视孔用于检查传动件的啮合情况和润滑情况等，并可由该孔向箱内注入润滑油，平时由视孔盖用螺钉封住。为防止污物进入箱内及润滑油渗漏，盖板底部垫有纸质封油垫片。2）.通气器减速器工作时，箱体内的温度和气压都很高，通气器能使热膨胀气体

27、及时排出，保证箱体内、外气压平衡，以免润滑油沿箱体接合面、轴伸处及其它缝隙渗漏出来。由【2】表1220，选M18x1.5.结构图如下。3）轴承盖轴承盖用于对轴承部件进行轴向固定，承受轴向载荷，调整轴承间隙，并起到密封作用。轴承盖有凸缘式和嵌入式两种。凸缘式端盖调整轴承间隙比较方便，封闭性能好，用螺钉固定在箱体上，用得较多，但外缘尺寸较大；嵌入式端盖结构简单，外径尺寸小重量轻，不需用螺钉，依靠凸起部分嵌入轴承座相应的槽中，可以使外伸轴的伸出长度缩短，有利于提高轴的强度和刚度。但密封性较差，易漏油，而且调整轴承间隙比较麻烦，需打开箱盖，主要用于要求重量轻、结构紧凑的场合。根据轴是否穿过端盖，轴承盖

28、又分为透盖和闷盖两种。透盖中央有孔，轴的外伸端穿过此孔伸出箱体，穿过处需有密封装置。闷盖中央无孔，用在轴的非外伸端。通过对轴及轴承盖的设计得出数据，设计轴承盖：内径为40的轴承内径为65的轴承=8=9=8=9=77D=100=97=120=117=1407396D4=D-(10-15)=68=D-10=90b=5b=5h=5h=5e=(11.2)=9e=1.2=9.64）.定位销为了保证箱体轴承座孔的镗削和装配精度，并保证减速器每次装拆后轴承座的上下半孔始终保持加工时候的位置精度，箱盖与箱座需用两个圆锥销定位。定位削孔是在减速器箱盖与箱座用螺栓联接紧固后，镗削轴承座孔之前加工的。由【2】表10

29、-28，选圆锥销GB11786 B10x30。 5）.油面指示装置为指示减速器内油面的高度是否符合要求，以便保持箱内正常的油量，在减速器箱体上设置油面指示装置，由【2】表12-9，选油标M12。其结构形式6）.放油孔和螺塞放油孔应设置在箱座内底面最低处，能将污油放尽。在油孔附近应做成凹坑，以便为了更换减速器箱体内的污油聚集而排尽。平时，排油孔用油塞堵住，并用封油圈以加强密封。螺塞直径可按减速器箱座壁厚2或2.5倍选取。7）.起盖螺钉减速器在安装时，为了加强密封效果，防止润滑油从箱体剖分面处渗漏，通常在剖分面上涂以水玻璃或密封胶，因而在拆卸时往往因粘接较紧而不易分开。为了便于开启箱盖，设置起盖螺

30、钉，只要拧动此螺钉，就可顶起箱盖。8）.起吊装置起吊装置有吊环螺钉、吊耳、吊钩等，供搬运减速器之用。吊环螺钉（或吊耳）设在箱盖上，通常用于吊运箱盖，也用于吊运轻型减速器；吊钩铸在箱座两端的凸缘下面，用于吊运整台减速器。 参考文献【1】 邱宣怀，郭可谦等主编.机械设计，第四版. 高等教育出版社，2011年12月【2】 王大康，卢颂峰主编，机械设计课程设计。 北京工业大学出版社，2000年2月【3】 龚桂义主编：机械设计课程设计指导书。 高等教育出版社，【4】 哈尔滨工业大学龚桂义主编：机械零件设计图册。 高等教育出版社，【5】 机械设计手册联合编写组：机械设计手册（上、中）， 化学工业出版社， 【6】 何铭新，钱可强主编，机械制图。 高等教育出版社，2009年5月二级斜齿圆柱减速器箱座齿轮