1、PAGE PAGE 36TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc1332 一、設計任務書 PAGEREF _Toc1332 4 HYPERLINK l _Toc22596 二、緒論 PAGEREF _Toc22596 4 HYPERLINK l _Toc6732 2.1 選題的目的和意義 PAGEREF _Toc6732 4 HYPERLINK l _Toc24058 三、機械傳動裝置的總體設計 PAGEREF _Toc24058 5 HYPERLINK l _Toc842 3.1 選擇電動機 PAGEREF _Toc842 5 HYPERLINK l _Toc22849

2、3.1.1 選擇電動機類型 PAGEREF _Toc22849 5 HYPERLINK l _Toc220 3.1.2 電動機容量的選擇 PAGEREF _Toc220 5 HYPERLINK l _Toc23545 3.1.3 電動機轉速的選擇 PAGEREF _Toc23545 6 HYPERLINK l _Toc10634 3.2 傳動比的分配 PAGEREF _Toc10634 6 HYPERLINK l _Toc26126 3.3計算傳動裝置的運動和動力參數 PAGEREF _Toc26126 7 HYPERLINK l _Toc15111 3.3.1各軸的轉速： PAGEREF _

3、Toc15111 7 HYPERLINK l _Toc28156 3.3.2各軸的輸入功率： PAGEREF _Toc28156 7 HYPERLINK l _Toc2863 3.3.3各軸的輸入轉矩： PAGEREF _Toc2863 7 HYPERLINK l _Toc28238 3.3.4整理列表 PAGEREF _Toc28238 8 HYPERLINK l _Toc15865 四、傳動零件的設計計算 PAGEREF _Toc15865 8 HYPERLINK l _Toc10325 4.1、高速級斜齒圓柱齒輪傳動的設計計算 PAGEREF _Toc10325 8 HYPERLINK

4、l _Toc20442 4.2.低速級斜齒圓柱齒輪的傳動設計計算 PAGEREF _Toc20442 12 HYPERLINK l _Toc3439 4.3 斜齒輪各參數的確定 PAGEREF _Toc3439 16 HYPERLINK l _Toc16500 五、軸的設計計算 PAGEREF _Toc16500 17 HYPERLINK l _Toc2954 5.1.高速軸的的設計 PAGEREF _Toc2954 17 HYPERLINK l _Toc18309 5.2.中間軸的設計 PAGEREF _Toc18309 19 HYPERLINK l _Toc7889 5.3.低速軸的設計

5、PAGEREF _Toc7889 21 HYPERLINK l _Toc3688 六、聯軸器的選擇及計算 PAGEREF _Toc3688 24 HYPERLINK l _Toc22942 1聯軸器的選擇和結構設計 PAGEREF _Toc22942 24 HYPERLINK l _Toc31416 2聯軸器的校核 PAGEREF _Toc31416 25 HYPERLINK l _Toc23850 七、鍵聯接的選擇及計算 PAGEREF _Toc23850 25 HYPERLINK l _Toc2815 八、滾動軸承的選擇及計算 PAGEREF _Toc2815 26 HYPERLINK l

6、 _Toc9101 九、潤滑和密封方式的選擇 PAGEREF _Toc9101 28 HYPERLINK l _Toc8439 十、箱體及附件的結構設計與選擇 PAGEREF _Toc8439 29一、設計任務書設計要求與任務：裝配圖一張（可用1號或2號圖紙），零件圖三張（軸、箱體/箱蓋、齒輪）（可用3號圖紙），設計任務書，設計說明書。 設計一用于帶式運輸機的兩級斜齒園柱齒輪減速器。工作有輕微振動，經常滿載、空載起動、單班制工作，運輸帶允許速度誤差為 ，減速器小批量生產，使用壽命五年。傳動簡圖如下圖所示。原始數據：數據編號-12運送帶工作拉力F/kN4.0運輸帶工作速度v/(m/s)0.95卷

7、筒直徑D/mm360二、緒論 2.1 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）標的減速器有40余種。減速器的類別是根據所采用的齒輪齒形、齒廓曲線劃分；減速器的品種是根據使用的需要而設計的不同結構的減速器；減速器的型式是在基本結構的基礎上根據齒面硬度、傳動級數、出軸型式、裝配型式、安裝型式、聯接型式等因素而設計的不同特性的減速器。 與減速器聯接的工作機載荷狀態比較復雜，對減速器的影響很大，是減速器選用及計算的重要因素，減速器的載荷狀態即工作機（從動機）的載荷狀態，通常分為三類：均勻載荷;中等沖擊載荷;強沖擊載荷。減速器是指原動機與工作機之間獨立封閉式傳動裝置，用來降低轉

8、速并相應地增大轉矩。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計，我們能在另一個角度了解減速器的結構、功能、用途和使用原理等，同時，我們也能將我們所學的知識應用于實踐中。在設計的過程中，我們能正確的理解所學的知識，而我們選擇減速器，也是因為對我們機制專業的學生來說，這是一個很典型的例子，能從中學到很多知識。三、機械傳動裝置的總體設計3.1 選擇電動機3.1.1 選擇電動機類型電動機是標準部件。因為工作環境清潔，運動載荷平穩，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。3.1.2 電動機容量的選擇1、工作機所需要的功率為：其中：，得2、電動機的

9、輸出功率為電動機至滾筒軸的傳動裝置總效率。取聯軸器傳動效率，軸承傳動效率，齒輪傳動效率，滾筒傳動效率。從電動機到工作機輸送帶間的總效率為：=0.84503、電動機所需功率為：因載荷平穩 ，電動機額定功率只需略大于即可，查【2】表16-1選取電動機額定功率為。 3.1.3 電動機轉速的選擇滾筒軸工作轉速：展開式減速器的傳動比為：所以電動機實際轉速的推薦值為：符合這一范圍的同步轉速為750r/min、1000r/min、1500r/min、3000r/min。綜合考慮為使傳動裝置機構緊湊，選用同步轉速1000r/min的電機。型號為Y132M2-6，滿載轉速，功率5.5。3.2 傳動比的分配1、總

10、傳動比為2、分配傳動比考慮兩級齒輪潤滑問題，兩級大齒輪應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1.4，取則：；3.3計算傳動裝置的運動和動力參數3.3.1各軸的轉速：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 ；卷筒軸 3.3.3各軸的輸入轉矩：電機軸 ；1軸 ；2軸 ；3軸 ；滾筒軸 3.3.4整理列表軸名功率轉矩轉速電機軸5.544.73596015.33653.0896025.072259.15186.9134.822908.6450.68滾筒軸4.678881.5150.68四、傳動零件的設計計算斜齒圓柱齒輪減速器的設計選用標準

11、斜齒圓柱齒輪傳動。標準結構參數壓力角，齒頂高系數，頂隙系數。4.1、高速級斜齒圓柱齒輪傳動的設計計算初步計算：小齒輪用40，調質處理，硬度241HB286HB，平均取為260HB。大齒輪用45鋼，調質處理，硬度229HB286HB，平均取為240H齒面接觸疲勞強度計算初步計算 高速軸1的輸入轉矩：T=53.08NM齒寬系數：=1初步計算許用接觸應力：=0.9710=639=0.9580=522計算小齒輪直徑：=計算齒寬b： 取b=51mm校核計算 圓周速度：齒數Z、模數m和螺旋角：取=25， 由表12.3，取使用系數KA：由表12.9 KA=1.6動載系數KV：由圖12.9 KV=1.1 齒間

12、載荷分配系數：由表12.10，先求 由此得 齒向載荷分布系數: 由表12.11，載荷系數K：彈性系數: 由表12.12 節點區域系數: 由表12.16 重合度系數：因,取故螺旋角系數：接觸最小安全系數：總工作時間：應力循環次數N2：估計 原估計應力循環次數正確接觸壽命系數：由機械設計圖12.18 許用接觸應力： 驗算： 3.確定傳動主要尺寸 中心距a： 實際分度圓直徑d1： 齒寬b： 取b1=51mm，b2=44mm齒根彎曲疲勞強度驗算 齒形系數： 由機械設計圖12.21 得 應力修正系數：由機械設計圖12.22 重合度系數： 螺旋角系數：（） 齒間載荷分配系數：由機械設計表12.10注3 故

13、齒向載荷分布系數：由機械設計圖12.14 b/h=11.3 載荷系數K：彎曲疲勞極限：機械設計圖12.23C 彎曲最小安全系數：機械設計表12.14 應力循環次數：由機械設計12.15估計 ,則指數m=49.91 原估計應力循環正確 彎曲壽命系數：機械設計圖12.24 尺寸系數：機械設計圖12.25 許用彎曲應力: 驗算 4.2.低速級斜齒圓柱齒輪的傳動設計計算小齒輪用40，調質處理，硬度241HB286HB，平均取為260HB。大齒輪用45鋼，調質處理，硬度229HB286HB，平均取為240HB齒面接觸疲勞強度計算初步計算轉矩T=齒寬系數=1 接觸疲勞極限 初步計算許用接觸應力：=0.95

14、80=522計算小齒輪直徑=87.3539mm 取=115mm計算齒寬b： 取b=115mm2.校核計算圓周速度： 精度等級 選8級精度齒數Z、模數m和螺旋角：取=28， 由表12.3，取使用系數KA：由表12.9 KA=1.5動載系數KV：由圖12.9 KV=1.1齒間載荷分配系數：由表12.10，先求 由此得 齒向載荷分布系數: 由表12.11，載荷系數K：彈性系數: 由表12.12 節點區域系數: 由表12.16 重合度系數：因,取故螺旋角系數：接觸最小安全系數： 總工作時間：應力循環次數N2：估計 原估計應力循環次數正確接觸壽命系數：由機械設計圖12.18 許用接觸應力： 驗算： 計算

15、結果表明，接觸疲勞強度夠，符合要求3.確定傳動主要尺寸 中心距a： 實際分度圓直徑d1： 齒寬b： 取b=115mm，b=105mm齒根彎曲疲勞強度驗算 齒形系數： 由機械設計圖12.21 得 應力修正系數：由機械設計圖12.22 重合度系數：螺旋角系數：（）齒間載荷分配系數：由機械設計表12.10注3 故齒向載荷分布系數：由機械設計圖12.14 b/h=6.52 載荷系數K：彎曲疲勞極限：機械設計圖12.23C 彎曲最小安全系數：機械設計表12.14 應力循環次數：由機械設計12.15估計 ,則指數m=49.91 原估計應力循環正確 彎曲壽命系數：機械設計圖12.24 尺寸系數：機械設計圖1

16、2.25 許用彎曲應力: 驗算 選擇齒輪材料及熱處理方式：由于軟齒面齒輪用于齒輪尺寸緊湊性和精度要求不高，載荷不大的中低速場合。根據設計要求現選軟齒面組合：根據機械設計（第四版）高等教育出版社得：小齒輪選擇45Cr，調質處理,硬度241HB286HB，平均取為260HB；大齒輪選擇45鋼,調質處理,硬度229HB286HB，平均取為240HB；4.3 斜齒輪各參數的確定高速級低速級齒數2512828103中心距156.08269法面模數2.04.0端面模數2.044.1螺旋角 11.412.68法面壓力角端面壓力角 20.3720.46齒寬b5144115105齒根高系數標準值11齒頂高系數0

17、.980.9756齒頂系數標準值0.250.25當量齒數25.9441137.287830.15110.92分度圓直徑51261.12115422.3齒頂高2.01.91齒根高2.51.25齒全高4.53.16齒頂圓直徑55265.12118.82426.12齒根圓直徑46.5256.12112.5419.8基圓直徑46245107.75395.66五、軸的設計計算5.1.高速軸的的設計1.1有關參數 高速軸上的功率 PI=5.336KW 高速軸的轉速nI=960r/min 高速軸的轉矩TI=53.08作用在齒輪上的力 1.2初選軸的最小直徑選軸的材料為45鋼，調質處理。根據表機械設計表16.

18、2 取初步估算軸的最小直徑 ，軸身有一個鍵槽，所以最小軸徑增大5%，所以輸入軸的最小直徑是20.79mm又因為輸入軸與電動機相連，電動機輸出軸的軸徑為38mm。所以選擇聯軸器TL6（具體參數見聯軸器的選擇），初步確定軸的輸入最小直徑為35mm.1.3軸的結構設計 1）根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度。軸在箱體內的總長為200mm。軸的最右端與聯軸器相連，聯軸器的配合尺寸為=60mm,所以選擇鍵槽端為60mm.然后是一軸肩，一般為（0.07-0.1）d,因為選的是彈性套柱柱銷連軸器，所以與在箱體處的那段為長度A=45mm,軸徑取為37mm. 2)初步選擇滾動軸承，軸承為深溝球軸承，長度為

19、16mm,套筒長度為24mm該段的軸徑為40mm。 3) 第三段為齒輪端，該處取齒輪的寬度59mm，然后還有一段為光軸95.5mm,該處的軸徑為42mm. 4）第四段為為安裝軸承與套筒處，所以長度為16+24=40mm。軸徑為35mm. 5)軸的總長為339.5mm。 6）具體詳見CAD圖1.4軸的校核 軸的簡圖如圖所示：1.計算支承力1）水平面上 2）垂直面上 2.計算彎矩并作彎矩圖1）水平彎矩 2) 垂直彎矩 3) 合成彎矩 4) .計算轉矩 當量彎矩 a=0.593.校核軸徑所以該軸符合要求各受力圖和彎矩圖如下圖所示：5.2.中間軸的設計2.1輸入軸上的功率 P2=5.072KW 輸入軸

20、的轉速n2=186.91r/min 輸入軸的轉矩T2=259.152.2作用在齒輪上的力1）大齒輪受力 小齒輪受力2.3初選軸的最小直徑 選軸的材料為45鋼，調質處理。根據表機械設計表16.2 取初步估算軸的最小直徑 ，軸身有兩個鍵槽，所以最小軸徑增大10%，所以輸入軸的最小直徑是30.7mm又因為輸入軸的軸端是兩個軸承，所以選擇軸徑為35mm,（軸承的選擇見后面）d.軸的結構設計（全軸都在箱體內）1）最左端為軸承端軸承寬度為18.25mm，套筒長度為16mm,軸徑為35mm。2)然后是一個軸肩，取第二段的軸徑為45mm寬度為10.75mm的套筒。3)后一段為齒輪端，軸徑取50mm，長度為齒輪

21、的寬度49mm。4)之后一段為齒輪小齒輪端，其軸徑取50mm，為便于安裝寬度取93mm.5)最后同軸承端長度為18.25mm的軸承加16mm的套筒再加2mm安裝余量6)軸的總長為234.5軸的草圖如下圖，詳見CAD圖2.4軸的校核 1)水平面受力同理得：2)垂直面受力 如圖所示得：3）水平彎矩、垂直彎矩如圖所示4）合力距：5）扭矩：T=194600N-mm6）當量彎矩： 7）校核軸徑303810850鍵 1050 GB1096-2003100445014936鍵 1436 GB1096-20031400.02155.53.8-0.043-0.021575852214100鍵 22100 GB1

2202695.4-0.0520.0265058161080鍵 1680 GB1096-20031600.021564.3-0.043-0.021575852214100鍵 22100 GB1096-20032200.02695.4-0.0520.026八、滾動軸承的選擇及計算 軸承是支承軸的零件，其功用有兩個：支承軸及軸上零件，并保持軸的旋轉精度，減輕轉軸與支承之間的摩擦和磨損。與滑動軸承相比，滾動軸承具有啟動靈活、摩擦阻力小、效率高、潤滑簡便及易于互換等優點，所以應用廣泛。它的缺點是抗沖擊能力差，高速時有噪聲，工作壽命也不及液體摩擦滑動軸承。1軸承的選擇與結構設計由于

23、轉速較高，軸向力又比較小，主要承受徑向載荷，故選用深溝球軸承。下面以中間軸為例初選軸承型號為6013型。：根據初算軸徑，考慮軸上零件的定位和固定，估計出裝軸承處的軸徑，再假設選用輕系列軸承，這樣可初步定出滾動軸承的型號。軸承具體結構如下2軸承的校核（1）軸承的固定方式為全固式，故軸向外載荷F全部由軸承1承受具體如下圖：12R1R2FA（2）軸承的校核以中間軸為例 由1P117表12-5查得Cr = 29500N ，=18000N，2P159表8-151.0，對于球軸承3計算當量動載荷P：裝軸承處的軸徑 D=40mm （中間軸上有兩個齒輪）低速級小齒輪 Ft1=2211.75N，Fa1=445.

24、98N, Fr1=821.21N,高速級大齒輪 Ft2=4506.9N, Fa2=1028.9N, Fr2=1681.4 N則 = 插值法求的e=0.2259 ，Y=1.408計算當量動載荷h12000h即所選軸承滿足工作要求。具體參數如下表。軸承型號系列基本尺寸安裝尺寸dDBda60084068115466013651001872九、潤滑和密封方式的選擇1減速器的潤滑為了減輕機械傳動零件、軸承等的磨損，降低摩擦阻力和能源消耗，提高傳動效率，延長零件使用壽命，保證設備正常運轉，減速器必須要有良好的潤滑，同時潤滑還可起到冷卻、散熱、吸振、防銹、降低噪聲等作用1）齒輪潤滑潤滑方式： 浸油潤滑減速器

25、低速級齒輪圓周速度V=0.305m/s 12m/s，因此采用油池浸油潤滑，由【1】表12.22潤滑油運動粘度為500。潤滑劑的選擇：齒輪傳動所用潤滑油的粘度根據傳動的工作條件、圓周速度或滑動速度、溫度等按來選擇。由【2】表12-1根據所需的粘度按選擇潤滑油的牌號取潤滑油牌號為L-CKC460。為了保證齒輪嚙合處的充分潤滑，并避免攪油損耗過大，減速器內的傳動件浸入箱體油池中的深度不宜過深。高速級齒輪，浸油深度約為0.7個齒高，但不得小于10mm；低速級齒輪，浸油深度按圓周速度而定，低速級圓周轉速V=0.812 m/s，浸油深度約為1個齒高1/6齒輪半徑（但不小于10mm）2） 滾動軸承的潤滑滾動

26、軸承可采用潤滑油或潤滑脂進行潤滑。減速器采用潤滑油潤滑，可直接用減速器油池內的潤滑油進行潤滑，潤滑和冷卻效果較好。潤滑方式 飛濺潤滑減速器中當浸油齒輪的圓周速度V 1.52m/s時，即可采用飛濺潤滑。靠機體內油的飛濺直接潤滑軸承或經濟體剖分面上的油溝，沿油溝經軸承蓋上的缺口進入軸承進行潤滑。2減速器的密封減速器需要密封的部位很多，為了防止減速器內潤滑劑泄出，防止灰塵、其他雜物和水分滲入，減速器中的軸承等其他傳動部件、減速器箱體等都必須進行必要的密封，以保持良好的潤滑條件和工作環境，使減速器達到預期的工作壽命。密封類型的選擇1 伸出軸端的密封在輸入或輸出軸的外伸處，為防止灰塵、水汽及其他雜質滲入

27、，引起軸承急劇磨損或腐蝕，以及潤滑油外漏，都要求在端蓋軸孔內裝密封件。因為伸出軸頸圓周轉速：工作溫度不超過90度，對于軸承蓋中的透蓋選擇氈圈油封的方式進行密封，具體根據軸承蓋處軸徑查【2】表12-11選擇。高速軸的透蓋氈圈為：氈圈 40 JB/ZQ4406-86 材料：半粗羊毛氈低速軸的透蓋氈圈為：氈圈 55 JB/ZQ4406-86 材料：半粗羊毛氈 十、箱體及附件的結構設計與選擇1減速器箱體的結構設計箱體是加速器中所有零件的基座，是支承和固定軸系部件、保證傳動零件正確相對位置并承受作用在減速器上載荷的重要零件。箱體一般還兼作潤滑油的油箱。機體結構尺寸，主要根據地腳螺栓的尺寸，再通過地板固定

28、，而地腳螺尺寸又要根據兩齒輪的中心距a來確定。由【2】表4-1設計減速器的具體結構尺寸如下表：名稱計算依據計算過程計算結果箱座壁厚0.025x269.56+39.7398箱蓋壁厚8箱座凸緣厚度1.5812箱蓋凸緣厚度1.5812箱座底凸緣厚度2.5820地腳螺栓直徑0.036a+120.036269.56+ 12=21.70查【6】附表1024地腳螺釘數目a250500時，n=66軸承旁聯接螺栓直徑0.7524=1820箱蓋與箱座聯接螺栓直徑0.5x24=1212聯接螺栓d2的間距l查3表3P26150200160軸承端蓋螺釘直徑(0.4-0.5)0.4x24=9.610窺視孔蓋螺釘直徑（0.

29、30.4）0.4x24=9.610定位銷直徑（0.70.8）12=8.49.610、至外箱壁距離查【2】表42342618、至凸緣邊緣距離查【2】表423418軸承旁凸臺半徑18凸臺高度作圖得到h=54軸承座寬度58大齒輪頂圓與內箱壁距離1.28=9.610齒輪端面與內箱壁距離10箱蓋、箱昨筋厚、0.8586.86.8軸承端蓋外徑40+510=9040+510=90100+510=1509090150軸承旁聯接螺栓距離90901302減速度器的附件為了保證減速器正常工作和具備完善的性能，如檢查傳動件的嚙合情況、注油、排油、通氣和便于安裝、吊運等。減速器箱體上常設置某些必要的裝置和零件，這些裝置

30、和零件及箱體上相應的局部結構統稱為附件。1）.窺視孔和視孔蓋窺視孔用于檢查傳動件的嚙合情況和潤滑情況等，并可由該孔向箱內注入潤滑油，平時由視孔蓋用螺釘封住。為防止污物進入箱內及潤滑油滲漏，蓋板底部墊有紙質封油墊片。2）.通氣器減速器工作時，箱體內的溫度和氣壓都很高，通氣器能使熱膨脹氣體及時排出，保證箱體內、外氣壓平衡，以免潤滑油沿箱體接合面、軸伸處及其它縫隙滲漏出來。由【2】表1220，選M18x1.5.結構圖如下。3）軸承蓋軸承蓋用于對軸承部件進行軸向固定，承受軸向載荷，調整軸承間隙，并起到密封作用。軸承蓋有凸緣式和嵌入式兩種。凸緣式端蓋調整軸承間隙比較方便，封閉性能好，用螺釘固定在箱體上，用得較多，但外緣尺寸較大；嵌入式端蓋結構簡單，外徑尺寸小重量輕，不需用螺釘，依靠凸起部分嵌入軸承座相應的槽中，可以使外伸軸的伸出長度縮短，有利于提高軸