機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)系列——哈爾濱工業(yè)大學(xué)——二級(jí)展開(kāi)式斜齒齒輪減速器設(shè)計(jì)論文

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院班級(jí)：機(jī)械0602姓名：張興學(xué)號(hào)：2006601103教師：王德鐘目錄1 前言32 設(shè)計(jì)任務(wù)書33傳動(dòng)方案的分析和擬定（附傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖）44 電動(dòng)機(jī)的選擇44.1 電動(dòng)機(jī)功率選擇44.2 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速選擇44.3 總傳動(dòng)比計(jì)算和分配各級(jí)傳動(dòng)比55 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算55.1 各軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算55.2 各軸功率的計(jì)算55.3 各軸扭矩的計(jì)算56 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算56.1 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算5根據(jù)表11.8，高速軸齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì)，硬度為240260HBS56.2 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算77軸的設(shè)計(jì)計(jì)算87.1高速軸最小軸徑計(jì)算87.2低速軸的設(shè)

2、計(jì)計(jì)算8低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)9低速軸的彎扭組合強(qiáng)度校核107.3 中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算118滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算118.1 高速軸和中間軸上滾動(dòng)軸承的選擇118.2 低速軸上滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算119聯(lián)軸器的選擇129.1 輸入軸聯(lián)軸器的選擇129.2 輸出軸聯(lián)軸器的選擇1210鍵聯(lián)接的選擇和計(jì)算1210.1高速軸和中間軸上鍵聯(lián)接的選擇1210.2 低速軸上鍵聯(lián)接的選擇和計(jì)算1211潤(rùn)滑方式、潤(rùn)滑劑牌號(hào)及密封裝置的選擇1311.1 潤(rùn)滑方式1311.2 潤(rùn)滑油牌號(hào)1311.3密封裝置1312其他技術(shù)說(shuō)明1313 結(jié)束語(yǔ)13設(shè)計(jì)小結(jié)：13參考資料141 前言 本學(xué)期學(xué)了機(jī)械設(shè)計(jì)，在理論上有了一些基礎(chǔ)，但

3、究竟自己掌握了多少，卻不清楚。并且“紙上學(xué)來(lái)終覺(jué)淺，要知此事需躬行”。正好學(xué)校又安排了課程設(shè)計(jì)，所以決定這次一定要在自己能力范圍內(nèi)把它做到最好。2 設(shè)計(jì)任務(wù)書 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書專業(yè) 班級(jí) 設(shè)計(jì)者 學(xué)號(hào) 設(shè)計(jì)題目：帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)。采用兩級(jí)圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)系統(tǒng)參考方案（見(jiàn)圖）。 帶式輸送機(jī)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)1通過(guò)聯(lián)軸器2將動(dòng)力傳入良機(jī)圓柱齒輪減速器3，在通過(guò)聯(lián)軸器4，將動(dòng)力傳至輸送機(jī)滾筒5，帶動(dòng)輸送帶6工作。原始數(shù)據(jù)：輸送帶有效拉力F=2800N輸送機(jī)滾筒轉(zhuǎn)速n=60r/min （允許誤差±5%）輸送機(jī)滾筒直徑D=35

4、0mm減速器設(shè)計(jì)壽命為10年（250天/年）。工作條件：兩班制（15h/天），常溫下連續(xù)工作；空載起動(dòng)，工作載荷平穩(wěn)，單向運(yùn)轉(zhuǎn)；三相交流電源，電壓為380/220伏。設(shè)計(jì)任務(wù)：1、減速器裝配圖1張（0號(hào)或1號(hào)圖紙）； 2、零件圖2張（低速軸及上面大齒輪，3號(hào)或號(hào)圖紙） 3、設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書一份設(shè)計(jì)期限：2008年6月23日至2008年7月4日頒發(fā)日期：2008年6月23日3傳動(dòng)方案的分析和擬定（附傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖） 題目要求設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置，二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器，為了提高高速軸的剛度，應(yīng)是齒輪遠(yuǎn)離輸入端，為了便于浸油潤(rùn)滑，軸需水平排放，任務(wù)書中給出的參考方案可以采用。4 電動(dòng)機(jī)的選擇4.1

5、電動(dòng)機(jī)功率選擇因?yàn)楸緜鲃?dòng)的工作狀況是：載荷平穩(wěn)、單向旋轉(zhuǎn)。所以選用常用的封閉式Y(jié)（IP44）系列的電動(dòng)機(jī)。選擇電動(dòng)機(jī)功率Ped 設(shè)：工作機(jī)（卷筒）所需功率PW 卷筒效率W 電機(jī)至卷筒軸的傳動(dòng)總效率a（減速器效率） 電機(jī)需要的功率Pd取4.2 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速選擇 查手冊(cè)取選定電機(jī)為Y112m-44.3 總傳動(dòng)比計(jì)算和分配各級(jí)傳動(dòng)比 5 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 5.1 各軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 5.2 各軸功率的計(jì)算 5.3 各軸扭矩的計(jì)算6 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 6.1 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù)表11.8，高速軸齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì)，硬度為240260HBS因?yàn)槭瞧胀p速器，由表11.20選精度等級(jí)為

6、8，要求齒面粗糙度Ra3.26.3m。圓周速度小于等于10m/s。由于該減速器是閉式齒輪傳動(dòng)，且齒面為硬度HBS小于350的軟面齒，齒面點(diǎn)蝕是主要的失效形式。應(yīng)先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，確定齒輪的主要參數(shù)和尺寸，然后再按彎曲疲勞強(qiáng)度校核齒根的彎曲強(qiáng)度。因兩齒輪均為鋼質(zhì)齒輪，可應(yīng)用式（11.36）求出值。確定公式內(nèi)的各計(jì)算值查表11.10取K=1.1取小齒輪的齒數(shù)，中間軸大齒輪齒數(shù) 取初選螺旋角查表11.19取查表11.11取查圖11.23得 查表11.23的 查圖11.26的 由式（11.15）的 取 圓整后取圓整中心距后確定螺旋角主要尺寸計(jì)算 取 6.2 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算選用

7、45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為217255HBS因?yàn)槭瞧胀p速器，由表11.20選精度等級(jí)為8，要求齒面粗糙度Ra3.26.3m。圓周速度小于等于10m/s。由于該減速器是閉式齒輪傳動(dòng)，且齒面為硬度HBS小于350的軟面齒，齒面點(diǎn)蝕是主要的失效形式。應(yīng)先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，確定齒輪的主要參數(shù)和尺寸，然后再按彎曲疲勞強(qiáng)度校核齒根的彎曲強(qiáng)度。因兩齒輪均為鋼質(zhì)齒輪，可應(yīng)用式（11.36）求出值。確定公式內(nèi)的各計(jì)算值查表11.10取K=1.1取中間軸小齒輪的齒數(shù)，低速軸齒輪齒數(shù) 取初選螺旋角查表11.19取查表11.11取查圖11.23得 查表11.23的 查圖11.26的 由式（11.15）的 取

8、圓整后取圓整中心距后確定螺旋角主要尺寸計(jì)算 取 齒輪4的齒頂圓直徑大于200小于500，應(yīng)做成腹板式，輪轂寬度取80mm。7軸的設(shè)計(jì)計(jì)算7.1高速軸最小軸徑計(jì)算 此減速器的功率屬于中小功率，對(duì)材料無(wú)特殊要求，故選用45鋼并調(diào)質(zhì)處理按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑（最小直徑）根據(jù)表16.2的C=107118 又由式（16.2）得聯(lián)軸器有鍵槽加大3%5%的15.0716.94mm。 取最小軸徑20mm。7.2低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)表16.2的C=107118 又由式（16.2）得聯(lián)軸器有鍵槽加大3%5%的42.2947.54mm。 取最小軸徑45mm。7.2.1低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作裝配簡(jiǎn)圖，取齒輪與齒輪之間間距15

9、mm，齒輪與箱體內(nèi)壁間距15mm，軸承端面到箱體內(nèi)壁距離5mm，上端軸頸長(zhǎng)45mm，軸頭長(zhǎng)80mm，齒輪上端用軸環(huán)定位，下端用套筒定位，齒輪的周向固定采用平鍵聯(lián)接，又各齒輪的寬度確定，作裝配簡(jiǎn)圖如下，并標(biāo)出相應(yīng)的尺寸關(guān)系。齒輪輪轂寬度為80mm，為保證齒輪固定可靠，該軸頸長(zhǎng)度應(yīng)小于齒輪輪轂寬度，取為77mm。確定軸的結(jié)構(gòu)如下低速軸的彎扭組合強(qiáng)度校核畫軸的受力圖計(jì)算軸上受力計(jì)算軸承處支反力計(jì)算危險(xiǎn)截面彎矩 查表16.3得，滿足的條件，故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定的裕度。7.3 中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù)表16.2的C=107118 又由式（16.2）得聯(lián)軸器有鍵槽加大3%5%的26.3629.6

10、3mm。 取最小軸徑30mm。8滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算 8.1 高速軸和中間軸上滾動(dòng)軸承的選擇因?yàn)槭切饼X輪所以選角接觸球軸承，高速軸軸頸直徑25mm，中間軸軸頸直徑30mm，可分別選用7205C、7206C軸承。8.2 低速軸上滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算 因?yàn)槭切饼X輪所以選角接觸球軸承，低速軸軸頸直徑55mm，可選用7211C軸承。 查表17.7得， 所以A端壓緊，B端放松。 對(duì)A端， 對(duì)B端， 查表17.10得， 查表17.11得， 查手則得7211C軸承Cr=52800N.取=3， 軸承要求壽命為 250×10×15=37500h. 所以軸承滿足要求。9聯(lián)軸器的選擇9.1 輸入

11、軸聯(lián)軸器的選擇電動(dòng)機(jī)Y112M-4的軸徑為28mm，軸頭長(zhǎng)60mm；減速器輸入軸軸頭直徑20mm，長(zhǎng)42mm。所以可選用。9.2 輸出軸聯(lián)軸器的選擇 減速器輸出軸軸頭直徑45mm，長(zhǎng)80mm，卷筒軸直徑45mm，長(zhǎng)90mm。所以可選用。10鍵聯(lián)接的選擇和計(jì)算10.1高速軸和中間軸上鍵聯(lián)接的選擇 高速軸上鍵聯(lián)接用于固定聯(lián)軸器的周向運(yùn)動(dòng)，軸頭直徑20mm，長(zhǎng)42mm,且聯(lián)軸器軸孔為J型，鍵可選用C型鍵。根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得，軸的直徑為1722mm時(shí)，鍵的公稱尺寸為6×6，鍵的長(zhǎng)度可選40mm。所以選定鍵為 鍵C6×40 GB1096-79（90）。 中間軸上鍵聯(lián)接用于固定齒輪的周向

12、運(yùn)動(dòng)，軸頸直徑36mm，長(zhǎng)為43mm、73mm。根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得，軸的直徑為3038mm時(shí)，鍵的公稱尺寸為10×8，鍵的長(zhǎng)度可選36mm、63mm。所以選定鍵為 鍵10×36 GB1096-79（90）、鍵10×63 GB1096-79（90）。10.2 低速軸上鍵聯(lián)接的選擇和計(jì)算 低速軸上鍵聯(lián)接用于固定聯(lián)軸器的周向運(yùn)動(dòng)和齒輪的周向運(yùn)動(dòng)，軸頭直徑45mm，長(zhǎng)80mm,且聯(lián)軸器軸孔為J型，鍵可選用C型鍵;軸頸直徑66mm，長(zhǎng)為74mm。根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得，軸的直徑為4450mm時(shí)，鍵的公稱尺寸為14×9，鍵的長(zhǎng)度可選70mm。軸的直徑為6575mm時(shí)，鍵的公

13、稱尺寸為20×12，鍵的長(zhǎng)度可選63mm。所以選定鍵為 鍵C14×70 GB1096-79（90）、鍵20×63 GB1096-79（90）。 鍵聯(lián)接強(qiáng)度的校核： 查表8.2得，（鑄鐵） （鋼）所以鍵聯(lián)接滿足強(qiáng)度要求。11潤(rùn)滑方式、潤(rùn)滑劑牌號(hào)及密封裝置的選擇 11.1 潤(rùn)滑方式 齒輪的潤(rùn)滑 采用浸油潤(rùn)滑，浸油高度約為六分之一大齒輪半徑，取為25mm。再加齒輪到箱底的距離15mm，所以油深40mm。 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 采用飛濺潤(rùn)滑，需開(kāi)設(shè)油溝。 11.2 潤(rùn)滑油牌號(hào) 齒輪與軸承用同種潤(rùn)滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選用L-CKC90110潤(rùn)滑油11.3密封裝

14、置 選用凸緣式端蓋易于調(diào)整，采用氈圈油封密封圈實(shí)現(xiàn)密封。 密封圈型號(hào)按所裝配軸的直徑確定為 氈圈25JB/ZQ4606-86 氈圈55JB/ZQ4606-86。12其他技術(shù)說(shuō)明 1.裝配軸承時(shí)，應(yīng)在軸承內(nèi)涂上適量的ZN-4鈉基潤(rùn)滑脂（GB492-77）；2.安裝任一調(diào)整環(huán)時(shí)，滾動(dòng)軸承的總軸向間隙應(yīng)調(diào)整到0.4±0.2范圍內(nèi)；3.機(jī)座與機(jī)蓋合箱面上允許涂以密封油漆，但禁止使用任何襯墊；4.裝配好的減速器接合面間的間隙，在任何地方都不得大于0.03；5.減速器裝配好后，在機(jī)座內(nèi)加以N46號(hào)機(jī)油（GB443-84），油面應(yīng)維持 在油尺二刻線中間，高速軸以600-1000轉(zhuǎn)/分作空載跑合，以檢查各部件 工作的靈活性與可靠性； （1）各密封處，接合處不應(yīng)有漏油、滲油現(xiàn)象； （2）各聯(lián)接件、緊固件、聯(lián)接密封可靠，無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象； （3）滾動(dòng)軸承軸向間隙應(yīng)調(diào)整正確，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)溫升不超過(guò)20°C； （4）齒輪嚙合運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)平穩(wěn)、正常，無(wú)沖擊震動(dòng)及過(guò)高噪音；6.在空載試驗(yàn)合格的條件下，才允許進(jìn)行負(fù)荷試驗(yàn)；13 結(jié)束語(yǔ)設(shè)計(jì)小結(jié)：通過(guò)這次設(shè)計(jì)，使我認(rèn)識(shí)到上課時(shí)的內(nèi)容雖然已經(jīng)很很豐富，但如果沒(méi)有實(shí)踐的話，學(xué)習(xí)再多的理論也只是紙上談兵，就像用到的各種符號(hào)，往往就同其它的一些符號(hào)相混，結(jié)果往往是張冠李戴。但如果書上的知識(shí)沒(méi)有掌握，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中會(huì)遇到很多麻煩，就像有許多公式記不起來(lái)，