1、機械設計基礎課程設計單級斜齒輪圓柱齒輪減速器學 校：大連海洋大學專 業：輪機工程 學 號：1703130103 姓 名：張* 指導教師：曹麗娟 設計題目：帶式輸送機單級齒輪減速器運動簡圖：工作條件：輸送機連續工作，單向傳動，載荷變化不大，空載啟動，使用期限10年，單班制工作，輸送帶允許誤差為5%。設計工作量：1.設計計算說明書1份（A4紙20頁以上，約6000-8000字）；2.主傳動系統減速器裝配圖（主要視圖）1張（A2圖紙）；3.零件圖（軸或齒輪軸、齒輪）2張（A3圖紙）。專業科：趙斌 教研室：郭新民 指導教師：張鋒 開始日期 20*年5月 5日 完成日期 20*年 6月 30 日設計計算

2、及說明結果及結論第一節  設計任務設計任務：設計一帶式輸送機用單級圓柱齒輪減速器。已知輸送拉力F=1200N，帶速V=1.7m/s，傳動卷筒直徑D=270mm。由電動機驅動，工作壽命八年（每年工作300天），兩班制，帶式輸送機工作平穩，轉向不變。設計工作量：1、減速器裝配圖1張（A0圖紙）2、零件圖2張（輸出軸及輸出軸上的大齒輪A1圖紙）（按1：1比例繪制）3、設計說明書1份（25業）第二節 、傳動方案的擬定及說明傳動方案如第一節設計任務書（a）圖所示，1為電動機，2為V帶，3為機箱，4為聯軸器，5為帶，6為卷筒。由機械設計基礎課程設計表21可知，V帶傳動的傳動比為24，斜齒輪的傳動

3、比為36，而且考慮到傳動功率為 KW，屬于小功率，轉速較低，總傳動比小，所以選擇結構簡單、制造方便的單級圓柱斜齒輪傳動方式。 第三節 、電動機的選擇1.傳動系統參數計算(1) 選擇電動機類型.選用三相異步電動機,它們的性能較好,價廉,易買到,同步轉有3000,1500,1000,750r/m四種,轉速低者尺寸大;為了估計動裝置的總傳動比范圍，以便選擇合適的傳動機構和擬定傳動方案，可先由已知條件計算起驅動卷筒的轉速nw 經過分析，任務書上的傳動方案為結構較為簡單、制造成本也比較低的方案。（2）選擇電動機 1）卷筒軸的輸出功率2）電動機的輸出功率PP/傳動裝置的總效率0.96×0.98&

4、#215;0.98×0.99×0.960.86故PP/=2.125/0.86=2.4KW單級圓柱斜齒輪傳動P=2.4KW4）電動機的轉速 為了便于選擇電動機的轉速，先推算電動機轉速的可選擇范圍。根據機械設計基礎課程設計表2-1查得V帶傳動的傳動比i24，單級圓柱斜齒輪傳動比i36，則電動機可選范圍為nnw×i×i7212406r/min 故選擇1500r/min轉速的電動機。根據機械設計基礎課程設計表20-1選定電動機Y100l-2-45）電動機的技術數據和外形、安裝尺寸由機械設計基礎課程設計表20-1、表20-2可查出Y100l-2-4型電動機的主要技

5、術數據和外形、安裝尺寸 滿載轉速1430r/min第四節 、計算傳動裝置的運動和動力參數（一）計算傳動裝置的總傳動比和傳動比分配（1）       總傳動比由選定的電動機滿載轉速n和工作機主動軸轉速nw，可得傳動裝置總傳動比為in/nw1430/12011.91（2） 傳動裝置傳動比分配ii×i式中i，i分別為帶傳動和單級圓柱減速器的傳動比。為使V帶傳動外廓尺寸不致過大，初步取i2.3，則單級圓柱減速器傳動比為ii/ i11.91/2.35.18。（二）運動參數及動力參數的計算（1）各軸轉速   n0n1

6、430r/min   n1n0/ i11430/2.3622 r/min   n2n0/ （i×i）120 r/min（2）各軸輸入功率   P0P2.4kW   P1P0×2.4×0.962.31 kW   P2P1×滾×齒2.3×0.98×0.982.21kW（3）各軸輸入轉矩 0 軸  T09550 P0/ n0=9550×2.4/1430=16.03 N

7、83;m 軸  T19550 P1/ n1=9550×2.31/622=35.47 N·m軸  T29550 P2/ n2=9550×2.21/120=175.88 N·m1500r/min轉速的電動機。 第五節、傳動零件的設計計算1.帶傳動的設計確定計算功率 工作情況系數查機械設計基礎表11-9 =1.0 （單班制、每天工作8小時） =1.0×2.4=2.4KW選擇帶型號根據Pc =2.4，n1430r/min，查圖初步選用 普通A型帶選取帶輪基準直徑查機械設計基礎表11-12選取小帶輪基準直徑=90mm，則大帶

8、輪基準直徑1430÷622×90（1-0.02）=202.9mm式中為帶的滑動率，通常取（1%2%），查表后取=200mm驗算帶速v=6.74m/s在5m/s范圍內，帶充分發揮。（5）V帶基準長度Ld和中心距aa0 =1.5（90+200）=435mm取a0 =435，符合0.7（ +）< a0<2（ +）由式（13-2）帶長=1332.3mm按表13-2定相近的基準長度Ld=1400mm，再由式（13-16）計算實際中心距 =435+（1400-1332）/2=469mm（6）驗算包角，由式（13-1）得=>，合適（7）求確定v帶根數z因=90mm，n1

9、430r/min，帶速v=6.74m/s，得實際傳動比=2.28 Po=1.07kw查表得單根v帶功率增量=0.17KW，包角修正系數=0.96，帶長修正系數=0.96，則由公式得Pc =2.4KW普通A型帶=90mm=200mmV=6.74m/sLd=1400mma=469mm故選2根帶。（8）確定帶的初拉力F0（單根帶）查表13-1得q=0.10kg/m，故可由式（13-17）得單根V帶的初拉力 =146.157N 作用在軸上的壓力=2×5×146.157×sin/2=1447N（9）帶輪的結構設計 查機械設計基礎課程設計GB-10412-89得帶輪緣寬度B=

10、80mm2、齒輪傳動的設計（1）選擇材料與熱處理根據工作要求,采用齒面硬度<=350HBS，查機械設計基礎表11-1得 小齒輪選用40Cr,調質,硬度為250HBS 大齒輪選用ZG35SiMn,調質,硬度為220HBS 由機械設計基礎圖11-7C得680 MPa ，510MPa， 由機械設計基礎表11-4得SH =1.1，所以680/1.1MPa618MPa 510/1.1MPa539MPa由機械設計基礎圖11-10C得240 Mpa，160Mpa。由機械設計基礎表11-4得SF =1.4，所以240/1.4MPa171MPa 160/1.4MPa114.3MPa（2）按齒面接觸強度計算

11、 設齒輪按8級精度制造。取載荷系數K=1.2（表11-3），齒換系數=0.4。 小齒輪上的扭距 T19550 P1/ n1=9550×6.38/626=35.47 N·m按式（11-5）計算中心距=109mm取a=110mm齒數 取z36，z5.18×36186.5，則取z =186，實際傳動比i=5.16mn=2a·cos /(Z1+Z2)=2×190×cos/（36+205）=1.25mm按表4-1，取mn=1.5，去定螺旋角 = arccos mn · (Z1+Z2) / 2a= 齒寬b=a=0.4×

12、;190=76mm，取b2=76mm，b1=84mm（3）驗算彎曲強度當量齒數:Zv1=Z1/cos3 =41.8 ，Zv2=Z2/cos3 =238.1查圖11-9得YF1=2.44 , YF2=2.13，所以F2= F1 ·YF2/ YF1 = 61.5Mpa< F2 =114.3Mpa （4）求圓周速度VV=d1n1/(60×1000)=1.86m/S 對照表11-2可知選8級精度是合宜的。（5）齒輪結構參數分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑中心距a=190mm大齒輪齒寬b2=76mm小齒輪齒寬b1=84mm 通過對減速器結構的分析，可知小齒輪左旋，大齒輪右旋比較合

13、適。 第六節、軸的設計計算1、 初步確定軸的最小直徑1軸的材料選擇，45鋼，調質處理，由表14-2查得C=110，=6.38KW，626 r/min初步確定1軸的最小直徑 23.8由于軸端開鍵槽，會削弱軸的強度，故需增大軸徑5%7%取=25mm2軸的材料也選45鋼，調質處理，由表14-2查得C=110，=6.13KW，111 r/min初步確定2軸的最小直徑=41.9mm,由于軸端開鍵槽，會削弱軸的強度，故需增大軸徑5%7%，取=452由齒輪的旋向分析2軸受力情況 （1）由以上計算分析可知道，大齒輪右旋，徑向力、圓周力、軸向力大小如下：N（2）2軸受力情況如（3-1）圖所示（3）求垂直面的支承

14、反力N（4）求水平面的支承反力（5）繪制垂直面的彎距圖（3-2）=1817×0.142/2=129.9Nm=-570×0.143/2=-40.8（6）繪制水平面的彎距圖（3-2）（7）求合成彎距（8）危險截面的當量彎距由圖（3-4）可見，截面a-a最危險，其轉距=527.4Nm當量彎距如認為軸的扭切應力是脈動循環變力，取折合系數a=0.6，代入上式（9）校核直徑軸的材料為45鋼，調質處理，由表14-1查得=650 MPa，由表14-3查得=60MPa考慮到鍵槽對軸的削弱，將d值加大4%，故d=1.04×39.2=40.76故軸符合強度要求 第七節、滾動軸承的選擇及

15、計算1、軸承的安裝方案軸1和軸2的軸承均采用正裝（面對面） ，其原因在于正裝軸承（面對面）適合于傳動零件位于兩支承之間，軸承反裝（背靠背）適合于傳動零件處于外伸端，而且支承跨距不大，故采用兩端固定式。軸承類型選為角接觸球軸承。入下圖所示： 正裝（面對面） 反裝（背靠背）2、 軸承的校核（1）軸承的預期壽命取為Lh=14400h，由前面的計算知道，=1247N，=1056N 2軸的工作轉速n2=111r/min，初選軸承7211AC，查機械設計基礎課程設計表15-6得到基本額定動載荷Cr=38.8KN，基本額定靜載荷Cor=31.8KN 由表16-13查得軸承的內部軸向力為：因為F2+Fa2 F

16、1所以Fa1= F2+ Fa2=2230.2NFa1= F1=1174.2N（2）計算軸承的當量動載荷由表16=13查得e=0.68而查表16-12得，X1=0.41，Y1=0.87，X2=1，Y2=0，所以P1X1Fr1Y1Fa1=0.41×24410.87×2230.2=2941.1NP2X2Fr2Y2Fa2=1726.8N（3）軸承壽命的校核因為軸的結構要求兩端選擇同樣尺寸的軸承，進P1較大，故以它來校核軸承的壽命第八節、鍵聯接選擇及校核1， 本設計均采用：普通圓頭平鍵普通平鍵用于靜聯接即軸與輪轂間無相對軸向移動，構造：兩側面為工作面，靠鍵與槽的擠壓和鍵的剪切傳遞扭矩

17、 型式：大齒輪處選擇圓頭A型（常用）為防轉、鍵（指端銑刀加工）與槽同形、鍵頂上面與轂不接觸有間隙聯軸器與帶輪處均選擇C型鍵2， 鍵聯接的設計及強度校核1） 已知參數：1軸軸徑d25 mm，帶輪輪轂寬度為70mm扭矩T1=97.33Nm 載荷有輕微沖擊2軸安裝大齒輪處軸徑d60 mm，齒輪輪轂寬度為76mm扭矩T=527.4Nm 載荷有輕微沖擊安裝聯軸器處軸徑d45 mm，；聯軸器輪轂寬度為112mm扭矩T=527.4Nm 載荷有輕微沖擊鍵材料為45鋼2) 失效形式： 壓潰（鍵、軸、轂中較弱者靜聯接）磨損（動聯接）鍵的剪斷（較少）校核擠壓強度條件為： 許用擠壓應力 Mpa ，表5-1 P113T

18、扭矩（Nmm）h高度 l工作長度 l=L-b （A型鍵L公稱長度） d軸徑（mm）3）計算安裝帶輪處的鍵：安裝大齒輪處的鍵：安裝聯軸器處的鍵：所以，三個鍵均符合要求。第九節、聯軸器的選擇與校核1、由于彈性聯軸器的諸多優點，所以考慮選用它。初選HL4聯軸器45×112 GB5014-85其主要參數如下：材料HT200公稱轉矩軸孔直徑， 軸孔長， 許用轉速由機械設計基礎表17-1，可知道工作系數故計算轉距故聯軸器滿足要求第十節、減速器附件的選擇1、箱體及附件選擇箱體設計（mm）名稱符號參數設計原則箱體壁厚100.04a+d >8箱蓋壁厚1100.85>8凸緣厚度箱座b151.

19、5箱蓋b1151.51底座b2252.5箱座肋厚m8.50.85箱蓋肋厚m18.50.851地腳螺釘型號df18取M20單級齒輪減速器，0.036a+12數目n4軸承旁聯接螺栓直徑d114.13取M160.75 df箱座、箱蓋聯接螺栓直徑尺寸d211.3取M12（0.5-0.6）df觀察孔蓋螺釘C2d4（0.3-0.4）df凸臺高度h結構而定凸臺半徑R1= C2箱體外壁至軸承蓋座端面的距離l140C1+ C2+(510)注釋：a：中心距之和，a190mm 2、附件為了保證減速器的正常工作，除了對齒輪、軸、軸承組合和箱體的結構設計給予足夠的重視外，還應考慮到為減速器潤滑油池注油、排油、檢查油面高

20、度、加工及拆裝檢修時箱蓋與箱座的精確定位、吊裝等輔助零件和部件的合理選擇和設計。 名稱規格或參數作用窺視孔視孔蓋145×112為檢查傳動零件的嚙合情況，并向箱內注入潤滑油，應在箱體的適當位置設置檢查孔。圖中檢查孔設在上箱蓋頂部能直接觀察到齒輪嚙合部位處。平時，檢查孔的蓋板用螺釘固定在箱蓋上。材料為鑄鐵通氣器通氣螺塞M12×1.25減速器工作時，箱體內溫度升高，氣體膨脹，壓力增大，為使箱內熱脹空氣能自由排出，以保持箱內外壓力平衡，不致使潤滑油沿分箱面或軸伸密封件等其他縫隙滲漏，通常在箱體頂部裝設通氣器。材料為Q235軸承蓋凸緣式軸承蓋六角螺栓（M8）固定軸系部件的軸向位置并承

21、受軸向載荷，軸承座孔兩端用軸承蓋封閉。軸承蓋有凸緣式和嵌入式兩種。圖中采用的是凸緣式軸承蓋，利用六角螺栓固定在箱體上，外伸軸處的軸承蓋是通孔，其中裝有密封裝置。材料為HT150定位銷M6×35為保證每次拆裝箱蓋時，仍保持軸承座孔制造加工時的精度，應在精加工軸承孔前，在箱蓋與箱座的聯接凸緣上配裝定位銷。中采用的兩個定位圓錐銷，安置在箱體縱向兩側聯接凸緣上，對稱箱體應呈對稱布置，以免錯裝。材料為45號鋼油面指示器油標尺M12檢查減速器內油池油面的高度，經常保持油池內有適量的油，一般在箱體便于觀察、油面較穩定的部位，裝設油面指示器，采用2型 油塞M14×1.5換油時，排放污油和清洗劑，應在箱座底部，油池的最低位置處開設放油孔，平時用螺塞將放油孔堵住，油塞和箱體接合面間應加防漏用的墊圈（耐油橡膠）。材料為Q235起蓋螺釘M8×30為加強密封效果，通常在裝配時于箱體剖分面上涂以水玻璃或密封膠，因而在拆卸時往往因膠結緊密難于開蓋。為此常在箱蓋聯接凸緣的適當位置，加工出1個螺孔，旋入啟箱用的圓柱端或平端的啟箱螺釘。旋動啟箱螺釘便可將上箱蓋頂