1、課 程 設 計課程名稱 機械設計 專業、班級 學生姓名 指導教師 日 期 2008.12.222009.1.9 課程設計成績評定表班級學號姓名設計題目：圓錐-圓柱斜齒輪二級減速器個人設計總結：通過三周緊張而忙碌的設計，我完成了我的設計，在這三周中我真的學到了很多，也懂得如何做一個合格的設計者：他不會拘泥于書上的條條框框，而是設計出符合要求的最佳方案。在這期間，我一直記得老師的那一句話“你們這次設計完成之后，就將成為準設計師啦。”學了機械設計，我非常希望成為一名設計師。既然選擇了這一行，我會努力做到最好，正是本著這個目，我堅持到了最后。在設計的過程中，我遇到了很多的麻煩，各種零部件的選擇，各種標

2、準件的查表，都需要細致求證。書到用時方恨少，過程縱然很辛苦，但也確實學到了不少東西。在本次的設計圓滿完成之后，我也要感謝王天煜和李鐵鋼兩位指導老師。他們不僅給了我學習上的的幫助，也教會了我如何去做一名合格的設計師。因此讓我在這里，向他們表示衷心的感謝。也感謝學校給我們提供一次這么好的設計機會。謝謝你們！成績評定項目abcde完成設計任務情況很好好比較好一般較差設計內容正確基本正確個別錯誤多處錯誤較大錯誤圖面質量正確基本正確個別錯誤多處錯誤較大錯誤說明書表達情況（精煉、流暢、書寫工整）很好好比較好一般不好答辯回答問題情況很好好比較好一般不好紀律表現（出勤、投入、進度）很好好比較好一般不好最后成績

3、優秀a5c0良好a3c0中等b2c4及格a=0b=0c3不及格a=0b=0c2e1負責指導教師：（簽字）指導教師：（簽字）注：指導教師簽字處由指導教師親筆簽名。機械設計課程設計任務書專業：機械設計制造及其自動化 班級： 姓名： 學號：一、設計題目設計用于帶式運輸機的圓錐圓柱齒輪減速器二、原始數據(h4)運輸帶工作拉力 f = 2500 n運輸帶工作速度 v = 1.60 m/s卷筒直徑 d= 280 mm三、工作條件連續單向運轉，工作時有輕微振動，使用期限為10年，小批量生產，單班制工作，運輸帶速度允許誤差為5%。四、應完成的任務1、減速器裝配圖一張（a0圖或cad圖）2、零件圖兩張（a2圖或

4、cad圖）五、設計時間2008年12月22日至2009年1月9日 六、要求1、圖紙圖面清潔，標注準確，符合國家標準；2、設計計算說明書字體端正，計算層次分明。七、設計說明書主要內容1、內容（1）目錄（標題及頁次）；（2）設計任務書；（3）前言（題目分析，傳動方案的擬定等）；（4）電動機的選擇及傳動裝置的運動和動力參數計算；（5）傳動零件的設計計算（確定帶傳動及齒輪傳動的主要參數）；（6）軸的設計計算及校核；（7）箱體設計及說明（8）鍵聯接的選擇和計算；（9）滾動軸承的選擇和計算；（10）聯軸器的選擇；（11）潤滑和密封的選擇；（12）減速器附件的選擇及說明；（13）設計小結；（14）參考資料（

5、資料的編號 及書名、作者、出版單位、出版年月）；2、要求和注意事項必須用鋼筆工整的書寫在規定格式的設計計算說明書上，要求計算正確，論述清楚、文字精煉、插圖簡明、書寫整潔。本次課程設計說明書要求字數不少于6-8千字（或30頁），要裝訂成冊。沈陽工程學院機械設計制造教研室目錄1、設計任務有關數據- 1 -2、選擇電動機- 1 -3、傳動零件的設計計算- 4 -4、箱體設計及說明- 10 -5、軸的設計計算及校核- 12 -6、鍵聯接的選擇和計算- 14 -7、滾動軸承的選擇和計算- 15 -8、聯軸器的選擇- 17 -9、潤滑和密封的選擇：- 17 -10、減速器附件設計- 18 -參考資料- 1

6、8 -1.設計任務有關數據1.1工作條件：帶式輸送機，連續單向傳送，載荷平穩，空載啟動，小批量生產。單班制工作，運輸帶允許誤差為5%。1.2已知數據：運輸帶工作拉力f=2.5kn，輸送帶工作速度v=1.6，卷筒直徑直徑d=280mm。1.3確定傳動方案：機械傳動裝置一般由原動機，傳動裝置，工作機和機架部分組成，二級減速器由兩組齒輪傳遞組成。根據傳動特點，設計二級斜齒輪減速器如圖：2.選擇電動機2.1選擇電動機：2.1.1選擇電動機的類型：按工作要求，選擇y系列全封閉自扇冷式籠型三相異步電動機。電壓為380v。2.1.2選擇電動機容量：電動機所需工作效率為工作機所需功率傳動裝置的總效率： 其中，

7、聯軸器a效率為，滾動軸承的傳動效率，圓錐齒輪傳動，圓柱齒輪的傳動效率，角接觸球軸承傳動效率為，聯軸器b傳動效率為，傳動滾筒效率為。所以，有所需電動機功率因為載荷平穩，故電動機額定功率略大于即可。根據y系列電動機技術數據，選電動機額定功率kw。2.2確定電動機轉速滾筒工作轉速：通常，聯軸器的傳動比為1，二級圓錐-圓柱齒輪減速器傳動比，故總傳動比為。有。符合這一范圍的同步轉速有1000，1500兩種。綜合考慮，電動機和傳動裝置的尺寸和重量，價格等因素，選用1500同步轉速。具體參數如下：名稱型號額定功率滿載轉速起動轉矩/額定轉矩最大轉矩/額定轉矩同步轉速y132s-45.5kw1440r.p.m2

8、.22.215002.3計算傳動裝置總傳動比總傳動比。分配傳動裝置各級傳動比，取聯軸器傳動比=1。則減速器的傳動比。要便于加工，故圓錐-圓柱高速級傳動比 ，所以低速級傳動比。 2.4計算傳動裝置各軸的運動和動力參數 0軸（電動機軸） 1軸（高速軸） 2軸（中間軸） 3軸（低速軸） 4軸（滾筒） 各軸運動參數軸名功率轉矩 轉速r/min輸入輸出輸入輸出電動機軸4.8232.14401軸4.774.6731.630.714402軸4.534.4499.196.1436.43軸4.354.3380.8377109.1滾筒軸44.22372.9369.1109.13.傳動零件的設計計算3.1傳動齒輪設

9、計3.11高速級圓錐直齒輪參數設計31.1.1選擇齒輪材料及精度等級（1）材料選擇：由表10.1查得，選取小齒輪材料為合金鋼40cr（調質），其硬度為280hbs,大齒輪材料為45號鋼(調質),硬度為240hbs,兩者硬度相差40 hbs。（2）精度等級選擇：精度選擇為8級。3.1.1.2按齒面接觸強度設計（1）初選齒數：初選小齒輪數z=18，大齒輪數z=uz=183.3=59.（2）小齒輪傳遞的轉矩t=32.6（3）選取載荷系數：初選k=1.6（4）取齒寬系數=（5）確定彈性影響系數：根據表10.6查得z=189.8mp（6）確定區域載荷系數：根據圖10.30標準直齒圓錐齒輪傳動力z=2.5

10、（7）根據應力循環次數公式求應力循環次數=60=60=1.66 =5查圖10.19疲勞壽命系數曲線可知=0.94，=0.96；查圖10.21(d)得小齒輪的接觸疲勞硬度為=600，大齒輪的接觸疲勞硬度=550。（8）計算接觸疲勞許用應力，取安全系數：=1.0，失效概率為1%。=0.94=564，=0.96（9）計算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值 =2.92。（10）計算齒輪的圓周速度，其=68.8=58.5（11）計算載荷系數查表10.2得。由10.8查v=4.41，8級精度，得2，取。依據大錐齒輪兩端支承，小錐齒輪作懸臂布置，由表10.9得軸承系數，由公式得。接觸強度載荷系數： （12）按

11、實際載荷系數校正分度圓直徑。模數，取標準值m=4。（13）齒輪相關參數小齒輪分度圓直徑大齒輪分度圓直徑（14）圓整確定齒寬：。圓整取，3.1.1.3按齒跟彎曲疲勞強度校核（1）確定彎曲疲勞強度系數 （2）計算當量齒數：查表10.5得 （3）計算疲勞許用應力圖10.18得彎曲疲勞壽命系數， 取安全系數s=1.4由圖10.20得彎曲疲勞極限 （4）校核彎曲強度：滿足強度要求，故所選參數合適。3.1.2低速級圓柱斜齒輪參數設計31.2.1選擇齒輪材料及精度等級（1）選用斜齒面齒輪（2）運輸機為一般工作機器，速度不高，故選用8級精度（gb10095-88）（3） 材料選擇，由表10.1選擇小齒輪材料為

12、合金鋼40cr(調質)，硬度為280hbs。大齒輪材料為45鋼(調質)，硬度為240hbs。二者材料硬度差為40hbs（4）選小齒輪齒數=30，故大齒輪=120。選取螺旋角，初選為3.1.2.2按齒面接觸強度設計 （1）試選載荷系數kt=1.6（2）小齒輪傳遞的轉矩（3）由表10.7選取齒寬系數，由圖10.30選取區域系數。由圖10.26可查 所以可得（4）由表10.6查得材料的彈性影響系數=189.8mpa（5）由圖10.21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限=600。大齒輪的接觸疲勞強度極限=550。（6）由式10.13計算應力循環次數=60=60=0.502=1.26（7）查圖10

13、.19接觸疲勞壽命系數曲線可知=1.04，=1.1（8）計算接觸疲勞許用應力，取安全系數：=1.0，失效概率為1%。=1.04=624，=1.1所以，（9）試算小齒輪分度圓直徑，有公式=（10）計算齒輪的圓周速度（11）計算齒寬b以及模數（12）計算重合度（13）計算載荷系數k已知使用系數，根據v=1.31，8級精度，得。由表10.3查得。由表10.4得。 由圖10.13得接觸強度載荷系數：（14）按實際的載荷系數校正所得的分度圓直徑，由式10.10a得=（15）計算模數3.1.2.3按齒面彎曲強度設計（1）由圖10.20得小齒輪彎曲疲勞極限 大齒輪彎曲疲勞極限圖10.18得彎曲疲勞壽命系數，

14、 （2）計算彎曲疲勞許用應力取彎曲疲勞安全系數s=1.4（3）確定彎曲疲勞強度系數（4）跟據縱向重合度，從圖10.28可查螺旋角影響系數（5）計算當量齒數：查表10.5得 （6）計算大小齒輪的 該數值大齒輪的數值大（7）設計計算；= 對比計算結果，由于齒面接觸疲勞強度計算的法面模數與根據齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數相差不多。故取，可滿足全部強度。用接觸疲勞強度算得的分度圓直徑來計算齒數。 則，3.1.2.4圓柱斜齒輪幾何尺寸計算（1）中心距計算：將中心距圓整為160mm。（2）按圓整后的中心距修正螺旋角由于值改變不多，故其余參數不予修正。（3）計算大小齒輪的分度圓直徑（4）確定齒輪寬度。圓整

15、取，。到此，傳動機構設計完畢。4. 箱體設計及說明4.1減速器箱體結構尺寸名稱符號計算公式結果箱座厚度8箱蓋厚度8箱蓋凸緣厚度12箱座凸緣厚度12箱座底凸緣厚度20地腳螺釘直徑m20地腳螺釘數目6軸承旁聯結螺栓直徑m12蓋與座聯結螺栓直徑=（0.5-0.6）m10軸承端蓋螺釘直徑=（0.4-0.5）10視孔蓋螺釘直徑=（0.30.4）6定位銷直徑=（0.7-0.8）8，至外箱壁的距離查手冊表4.2342218至凸緣邊緣距離查手冊表4.22816外箱壁至軸承端面距離=+（5-10）50大齒輪頂圓與內箱壁距離1.215齒輪端面與內箱壁距離10箱蓋，箱座肋厚98.5軸承端蓋外徑+（5-5.5）112

16、（1軸）117（2軸）122（3軸）軸承旁聯結螺栓距離114（1軸）136（2軸）153（3軸）5、軸的設計計算及校核5.1軸上零件布置以低速軸為例，低速軸上安裝一個齒輪，一個聯軸器，齒輪安裝在箱體的左端。兩個軸安裝在箱體的軸承座孔內，聯軸器安裝在箱體的右側。根據原理，初步設計，如圖：5.2軸的具體結構設計： 確定a段為接聯軸器端，則，a段為最細端。已知輸出軸上的功率轉速為，轉矩。大齒輪直徑為。確定軸的最小直徑，選取軸的材料為45號鋼，調制處理。根據式15.3有。所以，因為此軸段上有一個鍵槽，故，在原有基礎上加5%。為了使a段的軸直徑與聯軸器相適應，根據許用轉矩來確定的聯軸器tl7的軸孔直徑為

17、（40-48）mm。所以a端直徑為。半聯軸器長度為l=112mm，聯軸器與軸配合的轂孔長度為84mm，故，軸段長為110mm。軸段b直徑應該在a的基礎上加上兩倍的軸肩高度，有，考率到安裝密封圈，取，軸段c要安裝角接觸球軸承，直徑要與軸承配合，取。同一根軸的兩個軸承在一般情況下是同一型號，有，采取軸肩定位，加上擋油盤，取軸肩高度h=3mm，取圓角r=2mm，所以安裝齒輪處的軸承直徑為綜合考慮，取各段長度為，。5.3軸的強度校核：5.3.1軸的受力分析 根據彎矩，扭矩圖，可知齒輪處為最危險：強度滿足要求，故設計合理，采取此方案。5.3.2其他兩個軸的設計：根據相同原理，可設計輸入軸如下圖：其中間軸

18、設計如下圖：6、鍵聯接的選擇和計算6.1選擇鍵的尺寸：低速軸在軸段a和軸段f上各安裝一個鍵，按一般的情況下，使用a型普通平鍵聯接。查取gb1096-79，有：取用鍵1：，。取用鍵2：，。標記為：鍵1：gb/t1096. 鍵 鍵2：gb/t1096. 鍵6.2校核鍵的強度： 軸段a上安裝一個聯軸器，聯軸器的材料為鑄鐵，載荷性質為輕微沖擊，查表：。軸段f上安裝的是一個齒輪，齒輪的材料為鋼，載荷性質為輕微沖擊。靜聯接校核擠壓強度：軸段a：。軸段b：。所選的鍵滿足條件，故采用此鍵。6.3其余鍵的選擇：代號直徑（mm）工作長度（mm）工作高度（mm）轉矩（nm）極限應力（mpa）高10840（單頭）35

19、403.331.626.06634（單頭）20342.830.77.32中12870（單頭）50354.399.141.27、滾動軸承的選擇和計算7.1軸承型號的選擇：低速軸受軸向力和徑向力，故選取角接觸球軸承。選擇型號為7011c型。7.2軸承強度的校核:7.2.1求軸承受到的力e0.39軸承受力分析如下圖：有，所以可以得出： ，所以，7.2.1根據軸承壽命計算公式校核：年符合使用要求，故采用。7.3其余軸承的選擇:根據相同原理，可得：位置型號標準輸入軸圓錐滾子軸承（30208）gb/t297-94中間軸圓錐滾子軸承（30209）gb/t297-948.聯軸器的選擇8.1輸出軸聯軸器類型選擇：為了隔離振動和沖擊，選用彈簧套柱銷聯軸器。8.2載荷計算：公稱轉矩t=377。查表14.1，得。所以，從gb4323-84中查得tl7型彈性套柱銷聯軸器，其許用轉矩為500.許用的最大轉矩為3600，故選用此種聯軸器。（軸孔直徑為40-48）。8.3輸入軸聯軸器的選擇：根據相同原理及考慮到電動機的軸伸直徑問題，