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1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。圆柱斜齿轮减速器课程设计说明书-课程设计题目：两级斜齿圆柱齿轮减速器系别：机械工程系专业：材料成型及其控制工程（1）班学制：四年姓名：学号：1206031006导师：日期：2015年1月20日-目录第1章机械设计课程设计任务书11.1.设计题目11.2.设计数据11.3.设计要求11.4.设计说明书的主要内容21.5.课程设计日程安排2第2章传动装置的总体设计52.1.传动方案的分析和拟定52.2.电动机的选择计算52.3.运动参数及动力参数计算7第3章传动零件的设计计算9第4章轴的选用与校核计算28第
2、5章滚动轴承的选择及计算37第6章键联接的选择及计算39第7章连轴器的选择与计算41第8章减速器的润滑方式和密封类型的选择42第9章减速器附件的选择与计算43第10章减速器箱体的设计44设计小结46参考文献47第一章机械设计课程设计任务书1.1. 设计题目设计用于带式运输机的，图示如示。连续单向运转，载荷平稳，两班制工作，使用寿命为5年，作业场尘土飞扬，运输带速度允许误差为5%。两级斜齿圆柱齿轮减速器图Error! No sequence specified.带式运输机1.2. 设计数据表Error! No sequence specified.设计数据运输带工作拉力F（N）运输带工作速度V(
3、m/s)卷筒直径D(mm)42500.603001.3. 设计要求1. 设计要求达到齿轮传动的中心距要圆整（0，5结尾）且两级齿轮传动的中心距之和小于320mm，安装在减速器上的大带轮不碰地面，减速器的中间轴上的大齿轮不与低速轴干涉，运输带速度允许误差为5%。2. 减速器装配图A0一张3. 零件图2张4. 设计说明书一份约60008000字1.4. 设计说明书的主要内容封面(标题及班级、姓名、学号、指导老师、完成日期)目录（包括页次）设计任务书传动方案的分析与拟定(简单说明并附传动简图)电动机的选择计算传动装置的运动及动力参数的选择和计算传动零件的设计计算轴的设计计算滚动轴承的选择和计算键联接
4、选择和计算联轴器的选择减速器的润滑方式和密封类型的选择润滑油牌号的选择和装油量的计算减速器附件的选择与设计减速器箱体的设计设计小结(体会、优缺点、改进意见)参考文献1.5. 课程设计日程安排表Error! No sequence specified.课程设计日程安排表1)准备阶段1天2)传动装置总体设计阶段1天3)传动装置设计计算阶段3天4)减速器装配图设计阶段5天5)零件工作图绘制阶段2天6)设计计算说明书编写阶段1天7)设计总结和答辩1天第二章传动装置的总体设计1.1.传动方案拟定此减速器机构类型为：“两级斜齿圆柱齿轮减速器”，本传动的机构特点是：减速器横向尺寸较小，两大齿轮浸有深度可以大
5、致相同。高速级齿轮布置在远离转矩输入端，可使轴在转矩作用下产生的扭矩变形和轴在弯矩作用下产生的弯矩变形部分抵消，以缓解沿齿宽再喝分布不均匀现象。但是此机构较复杂，轴向尺寸大，中间轴较长、刚度差，中间轴承润滑较困难。在多级传动中，各类传动机构的布置顺序不仅影响传动平稳和传动效率，而且对整个传动装置的结构尺寸也有很大影响。因此，应根据各类传动机的机构特点合理布置，使各类机构得以发挥其特点。带传动承载能力较差，但是传动平稳，缓冲吸震能力强，故布置在高速级，斜齿轮传动比较平稳，常布置在高速级。1.6. 此减速器传动设计将遵循以下原则：1、满足使用要求2、满足工艺要求3、满足经济要求电动机的选择项目计算
6、及说明结果1、电动机类型选择2、电动机功率计算3、电动机转速4、选择电动机型号1、电动机类型选择Y系列三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压380V。2、电动机所需功率计算由电动机至运输带的传动总效率为=0.792（其中：V带轮的传动效率0.96；滚动轴承的传动效率0.98；齿轮的传动效率0.97；联轴器的传动效率0.99；滚筒的传动效率0.96）故电动机所需的功率为：3、电动机转速总传动比i=18100，故电动机转速可选范围为=611.46-6115.2r/min4、选择电动机型号根据上面所述以及综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格级传动比等，应选电动机型号为Y112M-4。同步转速为1
7、500r/min；满载转速nm=1440r/min；额定功率为P=4KW。Pd=3.23KWn=38.22r/minY112M-4满载转速为1440r/min额定功率：P=4KW1.7. 计算总传动比及分配各级的传动比项目计算及说明结果1、总传动比计算2、传动比分配1、总传动比计算2、传动比分配选取带轮传动比为；则减速器传动比为；根据指导书图12查得高速级齿轮传动比为；则低速级齿轮传动比为ia=37.680i0=31.8. 运动参数及动力参数计算项目计算及说明结果1、转速计算2、功率计算3、转矩计算1、各轴转速计算轴；轴；轴；卷筒轴2、各轴功率计算轴输入功率；轴输入功率；轴输入功率；卷筒轴输入
8、功率3、各轴转矩计算电动机输出转矩为轴输入转矩轴轴卷筒轴则得传动装置运动和动力参数如下表（注：输出功率和转矩分别等于各轴的输入功率和转矩乘轴承效率0.98）表3传动装置运动和动力参数轴名效率P（KW）转矩T(Nm)转速n(r/min)传动比i效率输入输出输入输出电动机轴3.2321.421440.003.000.96I轴3.103.0461.6960.46480.00II轴2.942.88246.30241.37114.294.20.95III轴2.802.74700.06686.0638.222.990.95卷筒轴2.722.67679.20665.6238.221.000.97轴名功率P（
9、kW）转矩Tm转速传动比输入输出输入输出n(r/min)i电动机轴3.0020.03ia37.422.100I轴2.882.8540.3939.99680.95i017.818II轴2.772.74193.72191.79136.34i1*i24.995III轴2.662.63670.38663.6838.22i13.57卷筒轴2.602.58657.04650.4738.22i2第三章传动零件的设计计算1.9. V带传动设计V带传动设计计算项目参数公式结果单位已知:1额定功率P4.00kW2转速n11440r/min3传动比i初选3.04工作条件载荷平稳，两班制工作齿轮传动设计结果：1V带型
10、号A型带2V带根数53传动比i3.0mm6V带轮直径d190mm7d2280.000mm5最小带轮直径75.00mm8V带的速度V6.78m/s9小带轮的包角145.93度计算过程：1确定设计功率1工作情况系数KA由p102,表7.6查得1.22设计功率Pd4.8kW2选取带型1由p103,图7.11查取A型带3确定带轮的基准直径1小带轮直径dd1由p103,表7.7查得90.0mm2大带轮直径dd2300.0mm由p101,表7.3查得280.0mm3传动比i3.04传动比误差i3.7%可用4验算带的速度1带的速度v6.78m/s200mm,故选择腹板式结构，如图2所示（具体由教材图8.23
11、a所示）。齿顶圆直径=222.04+23.548=229.5mm齿根圆直径=222.04.89-23.548=215.94mm其相关尺寸如下：图2腹板式齿轮结构图=1.6*d=1.670=112mm=-10=220.096-103.5=185.096mm=0.5(+)=148.548mm=0.25(-)=18.274mm=(2.54)=3.54=14mmC=(0.20.3)b=4mm6mm,取C=5mm。=3.5=14.61d=25t=4h=7d1=53.63选齿轮轴d=70b=20=112.00mm=185.096mm=148.548mm=14mmC=5mm2.4.2低速级齿轮结构设计项目计
12、算及说明结果1、小齿轮结构设计2、大齿轮结构设计1、小齿轮结构设计端面模数=3/cos13.63=3.5mm端面压力角=20.532端面齿顶高系数=1cos=0.972端面顶隙系数=0.25cos=0.243齿顶高=0.9723.09=3.00mm齿根高=（0.972+0.243）3.09=3.75mm全齿高=3.00+3.75=6.75mm齿顶圆直径=82.85+23=85.89mm齿根圆直径=82.85-23.75=76.85mm由第4章轴的计算可知小齿轮处直径取=82mm，则小齿轮处的键选择为12842。则小齿轮的齿根圆到键槽地面的径向距离所以轴为齿轮轴，如图4所示。2、大齿轮结构设计由
13、于=213mm200mm,故选择腹板式结构，如图2所示。齿顶圆直径=254.09+23.09=261mm齿根圆直径=254-23.09=248mm其相关尺寸与上述高速级大齿轮设计相同，求得：=1.6*d=70.4mm=219.18-10*3=189.18mm=0.5*(70.4+189.18)=129.79mm=29.70mm=12mmC=2.43.6=3mm。选齿轮轴腹板式结构第四章轴的设计计算1.10. 轴的材料选择项目计算及说明结果轴的材料根据工作条件，初选、轴材料均为40Cr，均调质处理。1.11. 轴的结构设计轴直径估算计算项目参数公式结果单位已知：1I轴传递的功率P3.04kW2I
14、I轴传递的功率P2.88kW3III轴传递的功率P2.74kW4I轴的转速n480.00(r/min)5II轴的转速n114.29(r/min)6III轴的转速n38.22(r/min)计算过程:1I轴的材料40Cr2II轴的材料40Cr3III轴的材料40Cr1I轴的直径估算系数C1062II轴的直径估算系数C1063III轴的直径估算系数C1061I轴的最小直径d1min19.74mm2II轴的最小直径d2min31.29mm3III轴的最小直径d3min48.785mm项目计算及说明结果1、轴的结构设计2、轴的结构设计3、轴的结构设计1、轴的结构设计（齿轮轴）(1)、初算轴径=20.9m
15、m（由教材表10.2查得C=106）考虑到有一个键直径需加大5%，取整为=22。(2)、各轴段直径的确定图3输入轴简图如上图所示，从左到右一次为第1、2、3、4、5、6、7段。：最小直径，安装带轮的外伸段取22mm。：轴承端盖处直径为26mm。：所以轴径取30mm。：过渡台阶段为32mm。：齿轮轴段，按所安装的齿轮将轴设计成齿轮轴，故取32mm。d:过渡台阶处，取32mm。：滚动轴承处，同样取轴径为30mm。(3)、各轴段长度确定：由安装的带轮确定，带轮轮毂宽度常取故取52mm。：由箱体结构，轴承端盖，装配关系等确定，取53mm。：由轴承及挡油环确定，取16mm。：过渡轴段由装配关系，箱体结构
16、等确定，取117mm。：齿轮轴处，有小齿轮宽度确定，为52mm。：过渡轴段取为57mm。：由轴承及挡油环确定，取16mm。2、轴的结构设计（齿轮轴）(1)、初算轴径（由教材表10.2查得C=105）考虑到有一个键直径需加大5%，则取整为mm(2)、各轴段直径的确定图4中间轴简图如上图所示，从左到右一次为第1、2、3、4、5段。：由轴承、挡油环、套筒决定，最小轴径处取35mm。：齿轮轴段，按所安装的齿轮取值,取37mm。：轴肩处取为42mm。：高速级大齿轮轴段取35mm。(3)、各轴段长度确定：由轴承，挡油盘及套筒确定取80mm。：齿轮轴处，有小齿轮宽度确定，为57mm。：轴段过渡处取10mm。
17、：取为132mm。3、轴的结构设计(1)、初算轴径（由教材表10.2查得C=97）考虑到有二个键直径需加大10%，取整为。(2)、各轴段直径的确定图5输出轴简图如上图所示，从左到右一次为第1、2、3、4、5、6、7段。：最小轴径处连接联轴器决定，取为50mm。：轴承端盖处轴段取58mm。：安装轴承处取轴径为60mm。：过渡台阶段取69mm。：齿轮轴肩处取79mm。：低速级大齿轮处取60mm。(3)、各轴段长度确定：由联轴器确定，取112mm。：由箱体结构，轴承端盖，装配关系等确定，取98mm。：由轴承、挡油环确定，取22mm。：过渡台阶段取117mm。：齿轮轴肩处取为7mm。：比低速级大齿轮轮
18、毂宽度小2，取为128mm。=22mm=26mm=30mm=32mm=32mmd=32mm=30mm=52mm=53mm=16mm=117mm=66mm=57mm=16mm=35mm=42mm=35mm=80mm=57mm=10mm=132mm=50mm=58mm=60mm=69mm=79mm=60mm=112mm=98mm=22mm=117mm=7mm=128mm1.12. 轴的校核项目计算及说明结果已知数据1、轴的受力分析2、计算弯矩3、校核轴的强度已知数据：以低速轴为例进行校核，T=246246.98Nm(1)、计算支撑反力齿轮圆周力：齿轮轴向力：齿轮径向力：根据作图求得跨距为：图6轴的
19、受力分析在水平面上：由式可知的方向与假设方向相同。在垂直平面上：轴承1的总支承反力轴承2的总支承反力3、计算弯矩在水平面上剖面左侧剖面右侧在垂直平面上合成弯矩剖面左侧剖面右侧4、校核轴的强度剖面的右侧，因弯矩大，有转矩，还有键槽引起的应力集中，故剖面的右侧为危险面。由附表10.1得:抗弯剖面模量抗扭剖面模量弯曲应力扭剪应力对于调质处理的40Gr钢，由表10.1查得:键槽引起的应力集中系数，由附表10.4查得:。绝对尺寸系数，由附图10.1查得:。轴磨削加工时的表面质量系数由附图10.2查得:所以求得安全系数:查表10.5得许用安全系数,显然，故剖面安全。合格。第五章滚动轴承的选择及校核计算1.
20、13. 滚动轴承的选择轴承均采用角接触型滚动轴承，具体选择如下表所示：表4滚动轴承选择位置轴径类型型号轴30mm角接触球轴承6206轴35mm角接触球轴承6207轴60mm角接触球轴承62121.14. 滚动轴承校核轴承类型选择和寿命计算以中间轴轴承为例，由机械设计手册查7214C轴承的。5.2.1计算轴承轴向力图7轴承布置及受力图由机械设计表11.13查得7214C轴承内部轴向力计算公式，则轴承I、II的内部轴向力为：以及的方向如图7所示。与同向。+=736.11+475.82=1211.93N,故+，因此轴有左移趋势，但由轴承部件的结构可知轴承I将保持平衡，故两轴承的轴向力为：=1211.
21、93N,=736.11N。比较两轴承的受力：因,故需校核轴承I。5.2.2计算当量载荷由,查表11.12得。由机械设计第五版表11.12得X=0.44,Y=1.30当量动载荷5.2.3、校核轴承寿命由机械设计手册查的选用7209C角接触球轴承,轴承在100摄氏度以下工作，查机械设计第五版表11.9得.由于其中机械的冲击属于中等冲击，查机械设计第五版表11.10得。故轴承I的寿命预期寿命,显然，故满足要求。第六章键联接的选择及计算1.15. 键连接的选择本设计中采用了普通A型平键连接，具体选择如下表所示：表5各轴键连接选择表位置轴径型号数量轴22mmA型键66321轴37mmA型键108601轴50A型键14990160mmA型键18118011.16. 键连接的校核项目计算及说明结果1、轴上键的校核2、轴上键的校核3、轴上键的校核1、轴上键的校核带轮处的键连接压力为：键、轴、联轴器的材料都是钢，查教材表6.1知，显然，,故强度足够。2、轴上键的校核齿轮处的键连接