二級減速箱機械課程設(shè)計說明書

1、<p><b>　　課程設(shè)計說明書</b></p><p>　　課程名稱： 機械設(shè)計基礎(chǔ) </p><p>　　所在院系： </p><p>　　姓名： </p><p>　　班級：

2、 </p><p>　　學(xué)號： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　日期： 2014-06-23 </p><p><b>　　目錄&l

3、t;/b></p><p>　　§1機械設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書5</p><p>　　§2傳動方案的分析6</p><p>　　§3電動機選擇，傳動系統(tǒng)運動和動力參數(shù)計算7</p><p>　　一、電動機的選擇7</p><p>　　1.確定電動機類型7</p>

4、<p>　　2.確定電動機的容量7</p><p>　　3.選擇電動機轉(zhuǎn)速7</p><p>　　二、傳動裝置總傳動比的確定及各級傳動比的分配7</p><p>　　1.傳動裝置總傳動比7</p><p>　　2.分配傳動裝置各級傳動比7</p><p>　　三、運動參數(shù)和動力參數(shù)計算8</

5、p><p>　　1.各軸轉(zhuǎn)速計算8</p><p>　　2.各軸輸入功率8</p><p>　　3.各軸輸入轉(zhuǎn)矩8</p><p>　　§4傳動零件的設(shè)計計算9</p><p>　　一、V帶傳動設(shè)計9</p><p>　　二、漸開線斜齒圓柱齒輪設(shè)計11</p>&

6、lt;p>　?。ㄒ唬└咚偌壭饼X圓柱齒輪設(shè)計計算表11</p><p>　?。ǘ┑退偌壭饼X圓柱齒輪設(shè)計計算表15</p><p>　?。ㄈ┬饼X輪設(shè)計參數(shù)表19</p><p>　　§5軸的設(shè)計計算19</p><p>　　一、Ⅰ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計20</p><p>　　二、Ⅱ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計23&

7、lt;/p><p>　　三、Ⅲ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計24</p><p>　　四、校核Ⅱ軸的強度27</p><p>　　§6軸承的選擇和校核32</p><p>　　一、Ⅱ軸承的選擇和校核32</p><p>　　§7鍵聯(lián)接的選擇和校核34</p><p>　　一、Ⅱ軸大齒輪鍵

8、34</p><p>　　§8聯(lián)軸器的選擇34</p><p>　　§9減速器的潤滑、密封和潤滑牌號的選擇35</p><p>　　一、傳動零件的潤滑35</p><p>　　二、減速器密封35</p><p>　　§10減速器箱體設(shè)計及附件的選擇和說明36</p>

9、<p>　　一、箱體主要設(shè)計尺寸36</p><p>　　二、 附屬零件設(shè)計39</p><p>　　1窺視孔和窺視孔蓋39</p><p>　　2.通氣塞和通氣器40</p><p>　　3.油標(biāo)、油尺40</p><p>　　4.油塞、封油墊41</p><p>&

10、lt;b>　　5.起吊裝置41</b></p><p>　　5.軸承端蓋、調(diào)整墊片42</p><p>　　§11設(shè)計小結(jié)44</p><p>　　§12參考資料44</p><p>　　機械零件課程設(shè)計任務(wù)書</p><p>　　題目：設(shè)計鏈板式運輸機的傳動裝置。輸送機由

11、電機驅(qū)動，經(jīng)傳動裝置驅(qū)動鏈輪轉(zhuǎn)動，拖動輸送鏈移動，運送原料或產(chǎn)品。整機結(jié)構(gòu)要求，電機軸與運輸機的驅(qū)動鏈輪主軸平行布置，使用壽命為5年，每日兩班制工作，每年工作300天，連續(xù)運轉(zhuǎn)，工作時不逆轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)。允許輸送鏈速度偏差為5%，工作機效率為0.95。該機按單件生產(chǎn)設(shè)計。</p><p><b>　　二、原始數(shù)據(jù)：</b></p><p><b>　　三、設(shè)計

12、內(nèi)容：</b></p><p><b>　　設(shè)計傳動方案；</b></p><p>　　減速器部件裝配圖一張(0號圖幅)；</p><p>　　繪制軸或齒輪零件圖一張；</p><p>　　編寫設(shè)計計算說明書一份。</p><p><b>　　§2傳動方案的分析&l

13、t;/b></p><p>　　本設(shè)計中采用原動機為電動機，工作機為鏈板式運輸機。傳動方案采用了兩級傳動，第一級傳動為帶傳動，第二級傳動為展開式二級斜齒圓柱齒輪減速器。二級斜齒圓柱齒輪減速器的傳動比一般為8-40，結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用廣泛，展開式由于齒輪相對于軸承為不對稱布置，因而沿齒向載荷分布不均，要求軸有較大的剛度。</p><p>　　帶傳動承載能力較低，在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時，結(jié)構(gòu)尺寸較

14、其他形式大，但有過載保護的優(yōu)點，還可緩和沖擊和振動，故布置在傳動的高速級，以降低傳遞的轉(zhuǎn)矩，減小帶傳動的結(jié)構(gòu)尺寸。</p><p>　　齒輪傳動的傳動效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命較長，斜齒輪傳動的平穩(wěn)性較直齒好，是現(xiàn)代機器中應(yīng)用最為廣泛的機構(gòu)之一。所以本設(shè)計采用的是雙級斜齒齒輪傳動。</p><p>　　§3電動機選擇，傳動系統(tǒng)運動和動力參數(shù)計算</p>

15、<p><b>　　一、電動機的選擇</b></p><p><b>　　1.確定電動機類型</b></p><p>　　按工作要求和條件,選用y系列三相交流異步電動機。</p><p>　　2.確定電動機的容量</p><p>　?。?）工作機卷筒上所需功率Pw</p>

16、<p>　　Pw = Fv/1000 =(4500×0.8)/1000=3.6kw</p><p>　　(2)電動機所需的輸出功率</p><p>　　為了計算電動機的所需的輸出功率Pd，先要確定從電動機到工作機之間的總功率η總。設(shè)η1、η2、η3、η4、η5分別為彈性聯(lián)軸器、閉式齒輪傳動（設(shè)齒輪精度為7級）、滾動軸承、V形帶傳動、工作機的效率，由[2]表1-7查得η1

17、 = 0.99，η2 = 0.98，η3 = 0.99，η4 = 0.95，η5 = 0.95，則傳動裝置的總效率為</p><p>　　η總=η1η22η33η4η5 = 0.99 x 0.982 x 0.993 x 0.95 x 0.95 =0.8326</p><p>　　3.6/0.8326≈4.3238kw</p><p><b>　　3.選擇電

18、動機轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　由[2]表13-2推薦的傳動副傳動比合理范圍</p><p>　　普通V帶傳動 i帶=2～4</p><p>　　圓柱齒輪傳動 i齒=3～5</p><p>　　則傳動裝置總傳動比的合理范圍為</p><p>　　i總=i帶×i齒1×

19、i齒2</p><p>　　i‘總=（2～4）×（3～5）×（3～5）=（18～100）</p><p>　　電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為</p><p>　　nd=i‘總×nw=（18～100）×nw=18nw～1000nw=18x44.94～100x44.94=808.92～4494r/min</p><p&

20、gt;　　根據(jù)電動機所需功率和同步轉(zhuǎn)速，查[2]表12-1，符合這一范圍的常用同步加速有1500、1000。</p><p>　　選用同步轉(zhuǎn)速為1500r/min</p><p>　　選定電動機型號為Y132s-4</p><p>　　二、傳動裝置總傳動比的確定及各級傳動比的分配</p><p>　　1.傳動裝置總傳動比</p>

21、<p>　　i總= nm / nw=1440/44.94≈32.04</p><p>　　式中nm----電動機滿載轉(zhuǎn)速，1440 r/min;</p><p>　　nw----工作機的轉(zhuǎn)速， 44.94 r/min。</p><p>　　2.分配傳動裝置各級傳動比</p><p>　　i總=i帶×i齒1×i

22、齒2</p><p>　　分配原則： （1）i帶＜i齒</p><p>　　（2）i帶=2～4 i齒=3～5 i齒1=（1.3～1.5）i齒2</p><p>　　根據(jù)[2]表2-3，V形帶的傳動比取i帶 = 2.7 ，則減速器的總傳動比為</p><p><b>　　i = 11.87</b></p&g

23、t;<p>　　雙級圓柱齒輪減速器高速級的傳動比為</p><p>　　i齒1 = 3.93</p><p><b>　　低速級的傳動比</b></p><p>　　i齒2 = i/i齒1 =11.87/3.93≈3.02 </p><p>　　三、運動參數(shù)和動力參數(shù)計算 </p><p

24、><b>　　1.各軸轉(zhuǎn)速計算</b></p><p>　　1440 r/min</p><p>　　nⅠ= nm / i帶 = 1440/2.7≈533.33 r/min</p><p>　　nⅡ= nⅠ / i齒1 = 533.33/3.93≈135.71 r/min</p><p>　　nⅢ= nⅡ / i齒

25、2 =135.71/3.02≈44.94 r/min </p><p><b>　　2.各軸輸入功率</b></p><p>　　P0= Pd=4.3238 kw</p><p>　　PⅠ= Pdη4 = 4.3238x0.95≈4.11 kw</p><p>　　PⅡ= PⅠη2η3 =4.11x0.98x0.99≈3

26、.99 kw</p><p>　　PⅢ= PⅡη2η3 =3.99x0.98x0.99≈3.98 kw</p><p><b>　　3.各軸輸入轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　T0 = 9550Pd/n0 =(9550x4.3238)/1440≈28.68 N·m</p><p>　　TⅠ = 9550PⅠ/

27、nⅠ =(9550x4.11)/533.33≈73.60 N·m</p><p>　　TⅡ = 9550PⅡ/nⅡ = (9550x3.99)/135.71≈280.78 N·m</p><p>　　TⅢ = 9550PⅢ/nⅢ = (9550x3.87)/44.94≈822.40 N·m</p><p>　　表1 傳動裝置各軸運動參數(shù)

28、和動力參數(shù)表</p><p><b>　　一、V帶傳動設(shè)計</b></p><p><b>　　1.設(shè)計計算表</b></p><p><b>　　2.帶型選用參數(shù)表</b></p><p>　　二、漸開線斜齒圓柱齒輪設(shè)計</p><p>　?。ㄒ唬└咚?/p>

29、級斜齒圓柱齒輪設(shè)計計算表</p><p>　?。ǘ┑退偌壭饼X圓柱齒輪設(shè)計計算表</p><p>　　（三）斜齒輪設(shè)計參數(shù)表</p><p><b>　　§5軸的設(shè)計計算</b></p><p><b>　　減速器軸的結(jié)構(gòu)草圖</b></p><p><b&g

30、t;　　一、Ⅰ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　1．選擇軸的材料及熱處理方法</p><p>　　查[1]表14-1選擇軸的材料為 45鋼 熱處理方法為 調(diào)質(zhì) 。</p><p>　　2．確定軸的最小直徑</p><p>　　查[1]P245的扭轉(zhuǎn)強度估算軸的最小直徑的公式：&l

31、t;/p><p>　　再查 [1]表14-2，C= 118~107</p><p>　　考慮鍵：有一個鍵，軸得直徑加大5~7%，取6%，</p><p>　　3．確定各軸段直徑并填于下表內(nèi)</p><p>　　4．選擇軸承潤滑方式，確定與軸長有關(guān)的參數(shù)。</p><p>　　查 [2]， 故選用 潤滑。將與軸長度

32、有關(guān)的各參數(shù)填入下表</p><p>　　5.計算各軸段長度。</p><p><b>　　二、Ⅱ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　1．選擇軸的材料及熱處理方法</p><p>　　查[1]表14-1選擇軸的材料為 45鋼 熱處理方法為 調(diào)質(zhì) 。</p><p>　

33、　2．確定軸的最小直徑</p><p>　　查[1]P245的扭轉(zhuǎn)強度估算軸的最小直徑的公式：</p><p>　　再查 [1]表14-2，C=118~107 </p><p>　　考慮鍵：最小直徑處沒有裝鍵，故不考慮鍵的影響。</p><p>　　3．確定各軸段直徑并填于下表內(nèi)</p><p>　　4．選擇軸承潤滑方

34、式，確定與軸長有關(guān)的參數(shù)。</p><p>　　查 [2] 故選用 脂 潤滑。將與軸長度有關(guān)的各參數(shù)填入下表</p><p><b>　　5.計算各軸段長度</b></p><p><b>　　三、Ⅲ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　1．選擇軸的材料及熱處理方法</p>&l

35、t;p>　　查[1]表14-1選擇軸的材料為45鋼 熱處理方法為 調(diào)質(zhì) 。</p><p>　　2．確定軸的最小直徑</p><p>　　查[1]P245的扭轉(zhuǎn)強度估算軸的最小直徑的公式：</p><p>　　再查 [1]表14-2，C= 118~107</p><p>　　考慮鍵：齒輪直徑小于100mm，有一鍵，軸直徑增大

36、5%~7%，取6%，</p><p>　　3．確定各軸段直徑并填于下表內(nèi)</p><p>　　4．選擇軸承潤滑方式，確定與軸長有關(guān)的參數(shù)。</p><p>　　查 [2]（二） 故選用 脂 潤滑。將與軸長度有關(guān)的各參數(shù)填入下表</p><p><b>　　5.計算各軸段長度</b></p><p&g

37、t;<b>　　二、校核Ⅱ軸的強度</b></p><p><b>　　齒輪的受力分析：</b></p><p>　　高速級齒輪2 的受力：</p><p>　　低速級齒輪3的受力：</p><p>　　求支反力、繪彎矩、扭矩圖</p><p><b>　　垂直平面

38、支反力 ∵</b></p><p>　　（2）垂直平面彎矩圖</p><p><b>　　水平平面支反力</b></p><p>　?。?）水平平面彎矩圖</p><p><b>　　（5）合成彎矩圖</b></p><p><b>　　扭矩圖</

39、b></p><p>　　2．按彎扭合成校核軸的強度</p><p>　　（1）確定軸的危險截面</p><p>　　根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸和彎矩圖可知：危險截面是D截面。</p><p>　　（2）按彎矩組合強度校核軸危險截面強度</p><p>　　查[1]表14-3得 ,因此,故安全。</p>&

40、lt;p>　　§6軸承的選擇和校核</p><p>　　一、Ⅱ軸承的選擇和校核</p><p><b>　　1．Ⅱ軸軸承的選擇</b></p><p>　　選擇Ⅱ軸軸承的一對7308AC 軸承，校核軸承，軸承使用壽命為5年，每年按300天計算。</p><p>　　2．根據(jù)滾動軸承型號，查出和。</

41、p><p>　　3．校核Ⅱ軸軸承是否滿足工作要求</p><p>　?。?）畫軸的受力簡圖。</p><p>　　（2）求軸承徑向支反力、</p><p>　　（a）垂直平面支反力、</p><p>　　（b）水平面支反力、</p><p><b>　　（c）合成支反力、</b>

42、;</p><p>　　求兩端面軸承的內(nèi)部軸向力、</p><p>　　查[1] 表16-12 ：</p><p>　?。?）確定軸承的軸向載荷、</p><p>　　（5）計算軸承的當(dāng)量載荷P1、P2</p><p>　　查[1] 表16-11 ：</p><p><b>　　（6）

43、校核所選軸承</b></p><p>　　由于兩支承用相同的軸承，故按當(dāng)量動載荷較大的軸承 2 計算，滾子軸承的0.68，查[1]表16-9取沖擊載荷系數(shù) 1 ，查[1]表16-8取溫度系數(shù) 1，計算軸承工作壽命：</p><p>　　結(jié)論：軸承壽命合格。</p><p>　　§7鍵聯(lián)接的選擇和校核</p><p>&l

44、t;b>　　一、Ⅱ軸大齒輪鍵</b></p><p><b>　?。?）鍵的選擇</b></p><p>　　選用普通平鍵 A 型,軸徑d =45 mm,查表10-9得 b×h=14×9=126mm</p><p><b>　?。?）鍵的校核</b></p><p&

45、gt;　　鍵長度小于輪轂長度且鍵長不宜超過，根據(jù)大帶論輪轂寬度和鍵的長度系列選鍵長 45 。查表10-10得</p><p>　　所以所選用的平鍵強度足夠 。</p><p><b>　　§8聯(lián)軸器的選擇</b></p><p>　　查[1]表17-1得</p><p>　　查[2]表8-5，選用彈性套

46、柱銷聯(lián)軸器:LT10</p><p>　　§9減速器的潤滑、密封和潤滑牌號的選擇</p><p><b>　　一、傳動零件的潤滑</b></p><p><b>　　1．齒輪傳動潤滑</b></p><p>　　因為齒輪圓周速度，故選擇浸油潤滑。</p><p>　

47、　2．滾動軸承的潤滑：因為前面設(shè)計可知，所有滾動軸承的線速度，故均選用脂潤滑。</p><p><b>　　二、減速器密封</b></p><p><b>　　1.軸外伸端密封</b></p><p>　　因為軸承選用脂潤滑，工作環(huán)境較清潔，軸頸圓周速度，工作溫度不超過，所以軸外伸端選用毛氈圈密封。</p>

48、<p>　　軸承靠箱體內(nèi)側(cè)的密封</p><p>　　因為軸承采用脂潤滑，為防止箱內(nèi)潤滑油和潤滑脂混合，所以在軸承前設(shè)置擋油環(huán)。查圖16-12可得</p><p>　　3.箱體結(jié)合面的密封</p><p>　　為保證密封，箱體剖分面連接凸緣應(yīng)有足夠?qū)挾?，并要?jīng)過精刨或刮研，連接螺栓間距也不應(yīng)過大（小于150-200mm），以保證跢的壓緊力。為了保證軸承孔的

49、精度，剖分面間不得加墊片。為提高密封性，可在剖分面上制出回油溝，使?jié)B出的油可沿回油溝的斜槽流回箱內(nèi)。</p><p>　　§10減速器箱體設(shè)計及附件的選擇和說明</p><p>　　一、箱體主要設(shè)計尺寸</p><p><b>　　二、附屬零件設(shè)計</b></p><p><b>　　1窺視孔和窺視孔

50、蓋</b></p><p>　　查表11-4得，因為，所以選取蓋厚為mm，長為l=180mm，寬為b=140mm的窺視孔蓋，如下圖所示。</p><p><b>　　2.通氣塞和通氣器</b></p><p>　　減速器工作時，箱體內(nèi)的溫度和氣壓都很高，通氣器用于通氣，能使熱膨脹氣體及時排出，保證箱體內(nèi)，外氣壓平衡一致，以避免由于運

51、轉(zhuǎn)時箱內(nèi)油溫升高，內(nèi)壓增大，而引起減速器潤滑油沿接合面、軸伸處及其他縫隙滲漏出來。查表11-5，選取通氣塞如下圖所示：</p><p><b>　　3.油標(biāo)、油尺</b></p><p>　　油標(biāo)尺一般安裝在箱體側(cè)面，設(shè)計時應(yīng)注意其在箱座側(cè)壁上的安置高度和傾斜角，設(shè)計應(yīng)滿足不溢油、易安裝、易加工的要求，同時保證油標(biāo)尺傾角大于或等于45度。</p><

52、;p>　　油標(biāo)用來指示箱內(nèi)油面高度，它應(yīng)設(shè)置在便于檢查及油面穩(wěn)定之處，所以安裝在低速級傳動件附近。查表7-10得，選取桿式油標(biāo)，如下圖：</p><p><b>　　4.油塞、封油墊</b></p><p>　　為了排除油污，更換減速器箱體內(nèi)的污油，在箱座底部油池的最低設(shè)置有排油孔。排油孔設(shè)置在箱座底部油池的最低處，箱座內(nèi)底面常做成外傾斜面，在排油孔附近做成凹坑

53、，以能將污油放盡。排油孔平時用放油螺塞堵住。</p><p>　　箱壁排油孔處應(yīng)有凸臺，并加工沉孔，放封油圈以增強密封效果。放油螺塞有六角頭圓柱螺紋，油塞自身不能防止漏油，應(yīng)在六角頭與放油孔接觸處加封油墊片。放油螺塞的直徑可按減速箱座壁厚的2~2.5倍選取。查表7-11得</p><p><b>　　5.起吊裝置</b></p><p>　　為

54、了裝卸和搬運減速器，常在箱蓋上鑄出吊耳或吊耳環(huán)，用于起吊箱蓋，也可用于起吊輕型減速器，但不允許起吊整臺減速器。吊鉤在箱座兩端凸緣下部直接鑄出，其寬度一般與箱壁外凸緣寬度相等，吊鉤可以起吊整臺減速器。</p><p><b>　　查[表11-3得</b></p><p><b>　　吊耳環(huán)： </b></p><p><

55、;b>　　吊鉤：</b></p><p><b>　　軸承端蓋、調(diào)整墊片</b></p><p>　　(1) 軸承端蓋的設(shè)計</p><p>　　軸承端蓋是用來對軸承部件進行軸向固定，它承受軸向載荷，可以調(diào)整軸承間隙，并起密封作用。根據(jù)軸是否穿過端蓋，軸承端蓋分為透蓋和悶蓋兩種。透蓋中央有孔，軸的外伸端穿過此孔伸出箱體，穿過處

56、需有密封裝置。悶蓋中央無孔，用在軸的非外伸端。</p><p>　　Ⅰ軸的端蓋的設(shè)計，表11-10得</p><p>　　b、Ⅱ軸的端蓋的設(shè)計，表11-10得</p><p>　　c、Ⅲ軸的端蓋的設(shè)計，表11-10得</p><p>　?。?）調(diào)整墊片的設(shè)計</p><p>　　調(diào)整墊片的是用來調(diào)整軸承間隙或游隙以及軸

57、的軸向位置。墊片組由多片厚度不同的墊片組成，使用時可根據(jù)調(diào)整需要組成不同的厚度。</p><p><b>　　§12參考資料</b></p><p>　　[1] 楊可楨主編. 機械設(shè)計基礎(chǔ)（第五版）. 高等教育出版社.2006. </p><p>　　[2] 吳宗澤、羅圣國主編.2006.機械設(shè)計課程設(shè)計手冊（第3版）.高等教育出版社

58、</p><p><b>　　§11設(shè)計小結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過十幾天的努力,我終于將機械設(shè)計課程設(shè)計做完了.在這次作業(yè)過程中,我遇到了許多困難,一遍又一遍的計算,一次又一次的設(shè)計方案修改，這都暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗不足，計算出現(xiàn)了很多小問題，令我非常苦惱.后來在老師的指導(dǎo)下,我找到了問題所在之處,并將之解決.同時我還對機械設(shè)計

59、基礎(chǔ)的知識有了更進一步的了解. </p><p>　　盡管這次作業(yè)的時間是漫長的,過程是曲折的,但我的收獲還是很大的.不僅僅掌握了設(shè)計一個完整機械的步驟與方法;也對機械制圖、Auto CAD軟件有了更進一步的掌握。對我來說,收獲最大的是方法和能力.那些分析和解決問題的方法與能力.在整個過程中,我發(fā)現(xiàn)像我們這些學(xué)生最最缺少的是經(jīng)驗,沒有感性的認(rèn)識,空有理論知識,有些東西很可能與實際脫節(jié).總體來說,我覺得做