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1、機械設計課程設計 2011-2012第2學期 姓 名： 班 級： 指導教師： 成 績： 日期：2012年 6月 目 錄 設計目的 ……………………………………………………………3 第一部分 傳動方案的總體設計 …………………………………4 第二部分 各齒輪的設計計算 ……………………………………6 第三部分 軸的設計 ………………………………………………10 第四部分 校核 ………

2、…………………………………………25 參考文獻 …………………………………………………………29 心得體會 ………………………………………………………30 1. 設計目的 設計題目6 帶式運輸機圓錐—圓柱齒輪減速器 1）系統(tǒng)簡圖 2）工作條件 工作經常滿載，空載起動，工作有輕振，不反轉；雙班制工作；運輸帶容許速度誤差為5%，減速器為小批量生產，使用期限為十年，每年按300天計； 3）原始數據 輸送帶拉力F（N） 1300 輸送帶速度v（m/s） 2.1 滾筒直徑D(mm) 300 4）設計工作

3、量 （1）設計說明書 （2）減速器裝配圖 （3）減速器零件圖 第一部分 傳動方案的總體設計 設計內容 計算及說明 結 果 一、傳動方案（已給定） 二、該方案的優(yōu)缺點： 三、原動機的選擇（Y系列三相交流異步電動機） 四、傳動裝置總體傳動比的確定及各級傳動比的分配 五、各傳動軸的轉速；輸出功率；輸入轉矩； （1）外傳動為電動機通過聯軸器直接驅動。 （2）減速器為兩級展開式圓錐圓柱齒輪減速器。 （3）方案簡圖如下： 減速器結構緊湊

4、，為兩級展開式圓錐圓柱齒輪減速器。齒輪相對于軸承不對稱，要求軸具有較大的剛度。錐齒輪布置在高速級，減小錐齒輪尺寸，容易加工，改變了軸的方向，但限制了傳動比，錐齒輪傳動比在2~3之間。低速軸齒輪在遠離聯軸器處，減小了彎曲變形所引起的載荷分布不均的現象。 工作機所需功率： 傳動裝置總效率： 其中， （彈性聯軸器效率）=0.99， （滾動軸承效率）=0.98， （卷筒效率）=0.96， （低速齒輪傳動效率）=0.96， （高速齒輪傳動效率）=0.94， 所需電動機功率： 選擇電動機型號為 Y112M-4 額定轉速：1440r∕min； 額定功率：4 k

5、w； 滿載轉矩：； 額定轉矩：； 最大轉矩：； 同步轉速：1500r/min 1、總傳動比： 2、各級傳動比的分配： ； 3、各軸的轉速： 4、各軸的輸出功率： 5、各軸的輸入轉矩： 電動機為Y112M-4 i=10.77 第二部分 各齒輪的設計計算 一、高速級減速齒輪設計 設計內容 計算及說明 結 果 1.齒輪的材料、精度和齒數選擇

6、 2.設計計算 3、校核齒根彎曲疲勞強度 因傳遞功率不大轉速不高，選小齒輪為40Gr（280HBS），大齒輪45鋼（240HBS），調質處理，均采用軟齒面。初選齒輪精度為8級，取小齒輪齒數 ； （1）設計準則 按齒面接觸疲勞強度計算，再按齒根彎曲疲勞強度校核。 （2）按齒面接觸疲勞強度設計 初步估計小齒輪V=5m/s，精度8級； 查表10-2，圖10-8可得： 使用系數KA=1.25; 動載系數Kv=1.25；

7、 齒向載荷分配系數 齒向載荷分配系數 載荷系數 小齒輪傳遞的轉矩： 齒寬系數： 當量齒數（為分度圓錐角） 參考圖10-19，得：接觸疲勞壽命系數： 參考圖10-21，得齒面接觸硬度： S=SH=1 故，分度圓直徑d1=61.772mm （3）按齒面彎曲疲勞強度校核 （按中等要求）查圖10-20c，得 小齒輪彎曲疲勞極限： 大齒輪彎曲疲勞極限：

8、 計算應力循環(huán)系數： 參考圖10-18，得彎曲疲勞壽命系數： 計算彎曲疲勞許用應力（取安全系數S=1.5）； 則模數可求得： 參考表10-6，可取； 綜合（2）（3），根據m的大小主要取決于齒根彎曲疲勞強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的能力僅與齒面直徑有關。 故選?。? 對齒數進行修整： 該設計的齒輪傳動，既滿足齒面接觸疲勞強度，又滿足齒根彎曲疲勞強度，并做到結構緊湊，避免浪費。 （4）幾何

9、尺寸計算 小齒輪40Gr, 大齒輪45鋼, 均調質處理， 8級精度 Z1=24 Z2=72 初定V=5m/s K=2.930 T1=22.95N.m d1=61.772mm 二、低速級

10、減速齒輪設計 設計內容 計算及說明 結 果 1.齒輪的材料、精度和齒數選擇 2.設計計算 3、校核齒根彎曲疲勞強度 因傳遞功率不大轉速不高，小齒輪和大齒輪均選45鋼，小齒輪220HBS，大齒輪250HBS調質處理，軟齒面。初選齒輪精度為8級，取大小齒輪齒數為： 故實際傳動比為： （1）設計準則 按齒面接觸疲勞強度計算，再按齒根彎曲疲勞強度校核。 （2）按齒面接觸疲勞強度設計 試

11、選載荷系數Kt=1.3 參考表10-7，得齒寬系數 參考表10-6，得材料的彈性影響系數： 參考圖10-21d，查得小齒輪的接觸疲勞強度極限： 計算應力循環(huán)次數： 參考圖10-19，得接觸疲勞壽命系數： 計算疲勞接觸許用應力： 取安全系數S=1； 計算小齒輪分度圓直徑d1t（取疲勞接觸許用應力較小值） 計算圓周速度 計算齒寬 計算齒寬與齒厚之比 計算載荷系數：根據v=1.36m/s，8級精度； 參考圖10-8，得動載系數Kv=1.1 圓柱直齒輪齒面載荷分配系數：

12、參考表10-2，得使用系數； 參考表10-4，得齒向載荷分配系數：； 由，，參考圖10-13，得： 故載荷系數：； 按實際的載荷系數校正所算得的分度圓直徑： 計算模數m：； （3）按齒根彎曲疲勞強度校核； 參考圖10-20c，得： 參考圖10-18，得： 計算彎曲疲勞許用應力（取S=1.5），得： 計算載荷系數K：； 參考表10-5，得齒形系數： 參考表10-5，得應力校正系數： 計算大小齒輪的，并加以比較： 故取小齒輪計算齒輪模數： 圓整后，取m=2.0mm； 綜合（2）（3

13、），根據m的大小主要取決于齒根彎曲疲勞強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的能力僅與齒面直徑有關。 故取 對齒數進行修正： 計算圓周速度： ， 故所選8級精度合格。 幾何尺寸計算： ?。? 45鋼 均調質處理 8級精度

14、 Z1=31 Z2=111 所選8級精度合格 第三部分 軸的設計 高速軸的設計 設計內容 計算及說明 結 果 1、選擇軸的材料及熱處理 2、初估軸徑 3、初選軸承 4、結構設計 5、軸的受力分析 6、判斷危險截面 7、軸的彎扭合成強度校核 因傳遞功率不大，并對重量及結構尺寸無特殊要求，選擇45鋼，調質處理。

15、（1）各軸段直徑大小及長度 參考表15-3，得 A0 =126~103，取較大值，A0=120，則 因軸與聯軸器之間有鍵槽，軸頸應增大3%～5%。所以軸最細端處直徑 由聯軸器的參數可設計： 根據軸肩定位特性： 故選 依據端蓋、套杯等相關幾何參數，可設計： 選用軸承7008AC； 參考小錐齒的相關參數設計： 為了使懸臂軸系有較大的剛度，齒寬中點與軸承中心的軸向距離為懸臂長度為L2，與軸承和支點距離的關系是： （2）低速軸上配件的選擇；

16、 小錐齒周向固定的選用的鍵： 聯軸器安裝選用的鍵： 套杯：（參考機械設計課程設計表4.8） 端蓋： 毛氈圈： 考慮到軸的強度和聯軸器的選擇，且要承受軸向力，初選軸承7208AC； 聯軸器的選擇： ；軸伸長E=60mm； 高速軸外伸端軸徑： 依聯軸器，確定減速器外伸端軸徑，根據傳動裝置的工作條件擬選用TL型彈性套柱銷聯軸器： 轉矩； 參考機械工程手冊第二版：表6.1-23，選取TL5聯軸器能滿足要求； 確定鍵： 參考機械設計課程設計，表16.2，得：

17、 （3）各軸段的強度校核：（圖手繪） 45鋼 調質處理 中間軸的設計計算 設計內容 計算及說明 結 果 1、選擇軸的材料及熱處理 2、初估軸徑 3、初選軸承 4、結構設計 5、軸的受力分析 因傳遞功率不大，并對重量及結構尺寸無特殊要求，選擇45鋼，調質處理。 （1）各軸段的直徑及長度 考慮軸端不

18、承受轉矩，只承受少量彎矩取較大值120，則 參考機械設計課程設計，得：有兩個鍵槽時，軸直徑應增大10%~15%； 故 根據尺寸計算，小圓柱直齒輪B=68mm， 故取 依據輪轂長度 則可取得為34~45.3mm，考慮軸的位置，剛度，安裝要求等因素，取 ； 參考資料得，定位軸肩； 則可取 取整數；； 便于軸的加工，軸對稱布置， 參考機械設計課程設計， 取； 為保證大小錐齒良好嚙合，由幾何關系，得： 由軸承標準件的類型，可選擇： 為保證軸承的正確安裝，齒輪端面與箱體的間距等因素，選取 （2）中速軸上配件選

19、擇； 根據軸段直徑大小及長度，參考表6-1，得： 齒輪的軸向定位：鍵的選擇； 小圓柱直齒輪軸段： 大錐齒軸段： 軸承初選用： 兩端悶蓋選擇：參考機械設計課程設計，得： （3）軸的強度計算（圖手繪） 45鋼 調制處理 低速軸的設計與計算 設計內容 計算及說明 結 果 1、選擇軸的材料及熱處理 2、初估軸徑 3、初選軸承

20、 4、結構設計 5、軸的受力分析 因傳遞功率不大，并對重量及結構尺寸無特殊要求，選擇45鋼，調質處理。 考慮軸端不承受轉矩，只承受少量彎矩取較大值120，則 依傳遞扭矩，T=213.88N·m 則： 參考《機械設計手冊》，選用十字滑塊聯軸器； 相關尺寸如下： 即可選； 根據軸承標準件類型，可選取： 根據大圓柱齒輪部分尺寸： 參考機械設計手冊： 依定位軸肩特性， 為保證軸承對稱安裝以及擋油環(huán)相同的設計原則： 取 為保證齒輪端面與箱體間距，取 由端蓋相關尺寸以及

21、安裝要求：取： 根據聯軸器的相關尺寸，?。? （2）低速軸上配件選擇； 選取軸承7209AC； 悶蓋： 透蓋： 毛氈圈： （3）軸的強度計算（圖手繪） 45鋼 調制處理 第四部分 校核 設計內容 計算及說明 結 果 1、高速軸承及鍵的校核

22、 2、減速器的潤滑 一、高速軸承的校核 2、鍵的校核 綜上校核：鍵強度符合； 1、 齒輪的潤滑 因為齒輪的圓周速度小于12m/s，所以采用浸油潤滑。高速齒輪浸入油里0.7個齒高，但不小于10mm，低速級齒輪浸入高度約為1個齒高（不小于10mm）。 2、 滾動軸承的潤滑 因潤滑油中傳動零件的圓周速度大于或等于1.5～2m/s,所以采用飛濺潤滑。 二、中速軸承的校核 3、 鍵的校核 三、低速軸承的校核 故軸承滿足要求 鍵連接強度足夠 參考文獻 心得體會 - 30 -