1、機械設計課程設計說明書(機械設計基礎)設計題目二級斜齒輪減速箱機械工程學院 機械制造及其自動化專業班級 目錄一、設計任務書3(一）設計任務3（二）原始數據3（三）工作條件3二、傳動總體方案設計3（一）平面布置簡圖：3（二）運輸帶功率：4（三）確定電動機型號：4 (四)計算各級傳動比和效率：5（五）計算各軸的轉速功率和轉矩：5三、V帶傳動設計計算7四、齒輪傳動設計9（一）對高速齒輪設計: i=3.5369（二）對低速速齒輪設計: i=2.80017五、軸的設計.-19-六、軸承的選擇與設計33七、鍵聯接的設計34八、聯軸器的計算與設計37九 減速器潤滑方式，潤滑油牌號及密封方式的選擇38十、 課

2、程體會與小結42十一、參考文獻42一、設計任務書（一）設計任務鑄工車間一造型用砂型運輸帶，系由電動機驅動傳動裝置帶動，該減速器傳動裝置由一個雙級齒輪減速器和其他傳動件組成，運輸帶每日兩班制工作，工作7年。設計此傳動裝置。（二）原始數據運輸帶主動鼓輪軸輸入端轉矩Tw750N/m主動鼓輪直徑D 400mm運輸帶速度vw 0.80m/s減速器設計壽命7年（三）設計工作條件兩班制工作,空載啟動，輕微載荷，常溫下連續(單向)運轉，工作環境多塵；三相交流電源，電壓為380/220V二、傳動總體方案設計（一） 平面布置簡圖：此傳動系統由電動機驅動。電動機先通過聯軸器將動力傳入帶輪，再由帶輪傳到兩級圓柱減速器

3、，然后通過聯軸器及開式鏈傳動將動力傳至砂型運輸帶。傳動系統中采用兩級展開式圓柱齒輪減速器，其結構簡單，但是齒輪相對于軸承位置不對稱，因此要求軸有較大的剛度，高速級及低速級均為斜齒圓柱齒輪傳動。（二） 電機和工作機的安裝位置：電機安裝在遠離高速軸齒輪的一端；工作機安裝在遠離低速軸齒輪的一端。（三） 運輸帶功率： 傳動效率傳動裝置選用裝置效率圓柱齒輪傳動九級精度=0.96帶傳動 V帶 =0.95一對滾動軸承球軸承=0.99聯軸器彈性聯軸器 =0.992總效率： 電動機所需輸出功率：（四） 確定電動機型號： 電機型號額定功率PM滿載轉速nm同步轉速nsY132M1-64KW960rpm1000rpm

4、（五） 計算各級傳動比和效率：總傳動比：各級傳動比：初取傳動比：高速級傳動比：i高=3.6低速級傳動比：i低=2.8（六） 計算各軸的轉速功率和轉矩：1、各軸輸入功率： 軸I： 軸II： 軸III：2、轉速： 軸I： 軸II： 軸III： 3、輸入轉矩： 軸I： 軸II： 軸III： 軸號參數IIIIII輸入功率P(Kw)3.3823.2143.055轉速n(r/min)385.028106.95238.197輸入轉矩T(N·mm)83877286979763685三、V帶傳動設計計算計算項目計算內容計算結果工作情況系數計算功率選帶型小帶輪直徑取滑動率大帶輪直徑大帶輪轉速計算帶長求D

5、m求初取中心距帶 長L基準長度Ld求中心距和包角中心距a小輪包角求帶根數帶速傳動比帶根數求軸上載荷張緊力軸上載荷V帶尺寸頂寬b節寬 bp高度 h帶質量q輪轂尺寸參數帶寬B由表11.5Pc=KAP0=1.2x3.560kw由圖11.15由表11.6 0.55(+)+h<a<2(D1+D2) 即239<a<840 取a=300mm 由表11.4由表 11.8 P0=1.3Kw 由表11.7 =0.92由表 11.12 KL = 0.96 由表11.10 P0=0.17由表11.4 q=0.1kg/m表11.4 KA=1.2Pc=4.272kwA型D1=120mmD2=300

6、mmn2=380.16r/minLd=1400mma=358.8mm=149.9°v=6.032m/si=2.020取Z=4根Fo=152.64NFQ=1179.24Nb=13mm=11mmh=8mmq=0.1g/mB=65mm四、齒輪傳動設計（一）對高速齒輪設計: i=3.6計算項目計算內容計算結果選材大齒輪小齒輪齒面轉矩T齒寬系數接觸疲勞極限初步計算許用接觸應力Ad 值初步計算小輪直徑初步計算齒寬 b校核計算圓周速度v齒數Z模數m螺旋角使用系數KA使用系數KV齒間載荷分系數齒向載荷分布系數載荷系數彈性系數節點區域系數重合度系數螺旋角系數接觸最小安全系數工作時間應力循環次

7、數接觸壽命系數許用接觸應力驗算確定傳動主要尺寸中心距圓整中心距兩齒輪實際分度圓直徑齒寬b螺旋角齒形系數應力修正系數重合度系數 螺旋角系數齒間載荷分配系數齒向載荷分布系數載荷系數彎曲疲勞極限彎曲最小安全系數應力循環系數彎曲壽命系數尺寸系數許用彎曲應力驗算45鋼 調質 硬度240HB40Cr 調質 硬度240+30=270HB齒面接觸疲勞強度計算 由圖12.17C，小齒輪為合金鋼，大齒輪為碳鋼由表12.16估計 取取Z1=29，Z2=i×Z1105由表12.3 mn=2由表12.9由圖12.9由表12.10先求 由此得 由表12.11 非對稱分布由表12.12由圖12.16由式12.31

8、因取故由表12.14，一般可靠度，取假定工作時間七年 ,每年工作300天，雙班制,則有由圖12.18計算結果表明，接觸疲勞強度較為合適，齒輪尺寸不需再次調整。取a=136, 則齒根疲勞強度計算由圖12.21由圖12.22由表12.10注前已求得 由圖12.14由圖12.23c由表12.14由圖12.24由圖12.25此對齒輪彎曲疲勞強度足夠取b=42mmZ1=29Z2=105mt=2.069mn =2KA=1.25KV=1.1K=3.183=0.983<a=136mmK=3.01（二）對低速級齒輪設計: i=2.800計算項目選材大齒輪小齒輪齒面轉矩T齒寬系數接觸疲勞極限初步計算許用接觸

9、應力Ad 值初步計算小輪直徑初步計算齒寬 b校核計算圓周速度v齒數Z模數m螺旋角使用系數KA動載系數KV齒間載荷分系數齒向載荷分布系數載荷系數彈性系數節點區域系數重合度系數螺旋角系數工作時間應力循環次數接觸壽命系數許用接觸應力驗算中心距螺旋角兩齒輪實際分度圓直徑齒寬b齒形系數應力修正系數重合度系數 螺旋角系數齒間載荷分配系數齒向載荷分布系數載荷系數許用彎曲應力驗算計算內容45鋼 調質 硬度240HB40Cr 調質 硬度240+30=270HB齒面接觸疲勞強度計算 由圖12.17c估計 取取Z1=26 , Z2=iZ1=73 由表12.3 mn=3由表12.9由圖12.9由表12.10

10、先求由此得 由表12.11由表12.12由圖12.16由式12.31因取故假定工作時間七年 ,每年工作300雙班制,則有由圖12.18計算表明,接觸疲勞強度較為合適，齒輪尺寸無需調整。確定傳動主要尺寸齒根疲勞強度計算由圖12.21由圖12.22由表12.11注前已求得 故 由圖12.14 此對齒輪彎曲疲勞強度足夠。計算結果取d1=80mmb=61Z1=26, Z2=73mt=3.0769mn=3KA=1.25KV=1.05K=3.20<a=160mm齒輪設計小結：材料齒數螺旋角分度圓直徑mm齒頂圓直徑mm齒寬mm中心距mm模數mm旋向高速級小齒輪40Cr 調制296065.0046136

11、2右旋大齒輪45鋼調制105216217.0841左旋低速級小齒輪40Cr 調制268088.56691603右旋大齒輪45鋼調制73224241.3864左旋五、軸的設計斜齒螺旋角齒輪直徑帶對軸上載荷小齒輪受力轉矩圓周力徑向力軸向力畫軸受力圖計算支承反力水平面反力垂直面反力許用應力許用應力值應力校正系數當量轉矩當量彎矩校核軸頸軸受力圖水平面受力圖水平彎矩圖垂直受力圖垂直彎矩圖合成彎矩圖轉矩圖當量彎矩圖軸的結構化斜齒螺旋角齒輪直徑小齒輪3受力轉矩圓周力徑向力軸向力大齒輪2受力轉矩圓周力徑向力軸向力畫軸受力圖計算支承反力水平面反力垂直面反力許用應力許用應力值應力校正系數當量轉矩當量彎矩校核軸頸軸

12、的結構化軸受力圖水平面受力圖水平彎矩圖垂直受力圖垂直彎矩圖合成彎矩圖轉矩圖當量彎矩圖斜齒螺旋角齒輪直徑小齒輪受力轉矩圓周力徑向力軸向力畫軸受力圖計算支承反力水平面反力垂直面反力許用應力許用應力值應力校正系數當量轉矩當量彎矩校核軸頸軸的結構化軸受力圖水平面受力圖水平彎矩圖垂直受力圖垂直彎矩圖合成彎矩圖轉矩圖當量彎矩圖對軸I進行設計初定軸長：根據指導書5-1圖所給出的參數初定主動軸的長度如后圖所示：1、 大帶輪中心到左軸承中心的距離：2、 左軸承中心到高速級小齒輪中心的距離：3、 高速級小齒輪中心到右軸承中心的距離： 由此前計算結果可知 T1=TI圖形如后頁軸材料為40Cr調質插入法查表16.2得

13、右軸頸中間截面MeB=小齒輪中間截面MeC=N·最小軸頸估算對軸II進行設計初定軸長：根據指導書5-1圖所給出的參數初定主動軸的長度如后圖所示：1、 左軸承中心到低速級小齒輪中心的距離：2、 低速級小齒輪中心到高速級大齒輪中心的距離：3、 高速級大齒輪中心到右軸承中心的距離： 由此前計算結果可知 T2=TIIT2=TI圖形如后頁軸材料為45鋼調質插入法查表16.2得右軸頸中間截面MeB=小齒輪中間截面MeC=N·最小軸頸估算對軸IV進行設計初定軸長：根據指導書5-1圖所給出的參數初定主動軸的長度如后圖所示：1、 左軸承中心到低速級大齒輪中心的距離：2、 低速級大齒輪中心到右

14、軸承中心的距離： 由此前計算結果可知 T4=TIV圖形如后頁軸材料為45鋼 調質插入法查表16.2得右軸頸中間截面MeB=小齒輪中間截面MeC=最小軸頸估算取L1=100.5mm取L2=128mm取L3=57mmd1=60mmT1=83877N·mm取L1=66.5mm取L2=61.5mm取L3=57mmd2=216mmd3=80mmT3=286979N·mmT2=286979N·mm取L1=70mm取L2=126mmd4=236.41mmT4=453360N·mm六、軸承的選擇與設計1、 軸II上滾動軸承的設計由齒輪受力情況可求出軸承受力和軸向力 預期

15、壽命取13000h按承載較大的滾動軸承選擇其型號。應支承跨距不大，故采用兩端單向固定式軸承組合方式，軸承類型選為角接觸球軸承，型號7000AC計算項目計算內容計算結果外載荷軸向力e徑向載荷附加軸向力軸承軸向力由Fa/Fr，確定X、Y值沖擊載荷系數當量動載荷計算額定動載荷選軸承Fa=445N表18.7因由表18.7表18.8因為P1<P2用P2計算根據基本額定動載荷Cr>Cr' 可得，應選用7206AC軸承Cr=22000N>Cr'Fa=445Ne=0.68X1=1 Y1=0X2=0.41 Y2=0.87fd=1.1選用7206AC軸承2、 軸III上滾動軸承的

16、設計 按承載較大的滾動軸承選擇其型號。應支承跨距不大，故采用兩端單向固定式軸承組合方式，軸承類型選為角接觸球軸承，型號7000AC計算項目計算內容計算結果外載荷軸向力e徑向載荷附加軸向力軸承軸向力由Fa/Fr，確定X、Y值沖擊載荷系數當量動載荷計算額定動載荷選軸承 指向軸承4表18.7因由表18.7表18.8因為P3<P4用P4計算根據基本額定動載荷Cr>Cr' 可得，應選用7206AC軸承Cr=22000N>Cr'e=0.68X3=1 Y3=0X4=0.41 Y4=0.87fd=1.1選用7206AC軸承3、 軸IV上滾動軸承的設計 按承載較大的滾動軸承選擇

17、其型號。應支承跨距不大，故采用兩端單向固定式軸承組合方式，軸承類型選為角接觸球軸承，型號7000AC計算項目計算內容計算結果外載荷軸向力e徑向載荷附加軸向力軸承軸向力由Fa/Fr，確定X、Y值沖擊載荷系數當量動載荷計算額定動載荷選軸承Fa=798N表18.7因由表18.7表18.8因為P6<P5用P5計算根據基本額定動載荷Cr>Cr' 可得，應選用7207AC軸承Cr=31600N>Cr'Fa=798Ne=0.68X5=1 Y5=0X6=0.41 Y6=0.87fd=1.1選用7207AC軸承七、鍵聯接的設計設計要求：根據軸徑選擇鍵 選用平鍵鍵圓頭A型 取=1

18、00MPa設計參數：軸徑d 鍵槽寬 b 輪轂長L1 鍵長L(比輪轂小510mm,標準值) 有效長度L=L-b 連接傳遞的轉矩T = p擠壓應力 p許用擠壓應力材料：標號位置dmmb×hL1mmLmmLmmTN.mmpMPapMPa深度軸t(mm)轂t(mm)1大帶輪258x76556484321420.66504.03.32高速大齒輪4012x840322614956893.481005.03.33低速小齒輪4012x866564414956842.491005.03.34低速大齒輪5416x1061564040172574.391006.04.35聯軸器4012x811210088

19、40172557.061005.03.3八、聯軸器的計算與設計初步分析，選用GB5014-85 彈性柱銷聯軸器T=401725N·mm由表19.3，動力機為電動機，工作機載荷平穩，取 K=1.4Tc=KT=1.4X401725=562415根據：Tn>Tc 取HL3型 Y型軸孔 Tn=630000N.mm d=40mm L=112mm 九、 減速器潤滑方式，潤滑油牌號及密封方式的選擇 齒輪的潤滑方式及潤滑劑的選擇齒輪潤滑方式的選擇高速級小齒輪圓周速度：高速級大齒輪圓周速度：低速級小齒輪圓周速度：低速級大齒輪圓周速度： 滾動軸承的潤滑方式和潤滑劑的選擇滾動軸承潤滑方式的選擇高速級

20、大齒輪齒頂圓線速度：低速級大齒輪齒頂圓線速度：滾動軸承內徑和轉速的乘積為：高速軸（II軸）：中間軸（III軸）：低速軸（IV軸）： 滾動軸承潤滑劑的選擇 V VVV（1）齒輪潤滑方式的選擇V=MAX【V, V, V, V】=2.36m/sV>2 m/s,齒輪采用油潤滑。V<12 m/s，齒輪采用浸油潤滑。即將齒輪浸于減速器油池內，當齒輪轉動時，將潤滑油帶到嚙合處，同時也將油甩直箱壁上用以散熱。（2）齒輪潤滑劑的選擇由表6-29查得，齒輪潤滑油選用工業閉式齒輪油，代號是：L-CKC220,GB44384運動粘度為：28.835.2（單位為：，40）。VVd×n=35

21、5;801=28035mm·r/mind×n=35×222.222=7777.77mm·r/mind×n=50×79.365=3968.25mm·r/min可見，d×n均未超過2×105mm r/min。由于脂潤滑易于密封，結構簡單，維護方便，在較長的時間內無須補充及更換潤滑劑，所以滾動軸承的潤滑選用脂潤滑。脂的種類為通用鋰基潤滑脂（GB7342-87）,代號為ZL-2，滴點不低于175，工作錐入度,25每150g 265295（1/10mm）。V2.36m/sV2.35m/sV0.93m/sV0.93m

22、/s齒輪采用油潤滑齒輪采用浸油潤滑工業閉式齒輪油代號是：L-CKC32V2.35m/sV0.93m/s滾動軸承采用脂潤滑代號為ZL-2 密封方式的選擇滾動軸承在透蓋處的密封選擇滾動軸承靠近箱體內壁的密封箱體密封選擇放油螺塞凸緣式軸承端蓋檢查孔蓋滾動軸承采用氈圈密封。使用擋油環箱體剖分面上應該用水玻璃密封或者密封膠密封采用材質為石棉橡膠板的油封墊使用調整墊片組進行密封采用軟鋼紙板進行密封十、裝配圖設計（一）、裝配圖的作用作用：裝配圖表明減速器各零件的結構及其裝配關系，表明減速器整體結構，所有零件的形狀和尺寸，相關零件間的聯接性質及減速器的工作原理，是減速器裝配、調試、維護等的技術依據，表明減速器

23、各零件的裝配和拆卸的可能性、次序及減速器的調整和使用方法。（二）、減速器裝配圖的繪制1、裝備圖的總體規劃：（1）、視圖布局：、選擇3個基本視圖，結合必要的剖視、剖面和局部視圖加以補充。、選擇俯視圖作為基本視圖，主視和左視圖表達減速器外形，將減速器的工作原理和主要裝配關系集中反映在一個基本視圖上。布置視圖時應注意：a、整個圖面應勻稱美觀，并在右下方預留減速器技術特性表、技術要求、標題欄和零件明細表的位置。b、各視圖之間應留適當的尺寸標注和零件序號標注的位置。（2）、尺寸的標注：、特性尺寸：用于表明減速器的性能、規格和特征。如傳動零件的中心距及其極限偏差等。、配合尺寸：減速器中有配合要求的零件應標

24、注配合尺寸。如：軸承與軸、軸承外圈與機座、軸與齒輪的配合、聯軸器與軸等應標注公稱尺寸、配合性質及精度等級。、外形尺寸：減速器的最大長、寬、高外形尺寸表明裝配圖中整體所占空間。、安裝尺寸：減速器箱體底面的長與寬、地腳螺栓的位置、間距及其通孔直徑、外伸軸端的直徑、配合長度及中心高等。（3）、標題欄、序號和明細表：、說明機器或部件的名稱、數量、比例、材料、標準規格、標準代號、圖號以及設計者姓名等內容。查GB10609.1-1989和GB10609.2-1989標題欄和明細表的格式。、裝備圖中每個零件都應編寫序號，并在標題欄的上方用明細表來說明。（4）、技術特性表和技術要求：、技術特性表說明減速器的主要性能