1、機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書題目：二級展開式圓柱齒輪減速器學(xué)院（系）：年級專業(yè)：學(xué) 號：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：教師職稱：目錄設(shè)計任務(wù)書3傳動方案的擬訂及說明3電動機(jī)的選擇4計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)5傳動件的設(shè)計計算6軸的設(shè)計計算.15滾動軸承的選擇及計算（輸出軸）.23鍵聯(lián)接的選擇及校核計算.24聯(lián)軸器的選擇.25減速器附件的選擇.25潤滑與密封.25設(shè)計小結(jié).25參考文獻(xiàn).26一、設(shè)計題目：帶式運輸機(jī)的傳動裝置1 、帶式運輸機(jī)的工作原理（二級展開式圓柱齒輪減速器帶式運輸機(jī)的傳動示意圖）2、工作情況：已知條件1) 工作條件：二班制，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷微振，室外工作；2) 使用年限；4年；3) 動力

2、來源：電力，三相交流電，電壓380/220V；4) 運輸帶速度容許誤差：±5%；5) 制造條件及生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)。3、原始數(shù)據(jù)運輸帶工作拉力F/N1555運輸帶工作速度v/(m/s)0.75卷筒直徑D/mm270注：運輸帶與卷筒之間卷筒軸承的摩擦影響已經(jīng)在F中考慮。燕山大學(xué)課程設(shè)計說明書 設(shè)計及計算過程結(jié)果二、 電動機(jī)選擇1） 電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式按工作要求和工作條件，選用一般用途的Y（100L）系列三相異步電動機(jī)。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。2）電動機(jī)容量(1)卷筒的輸出功率(2)電動機(jī)輸出功率Pd傳動裝置的總效率式中、為從電動機(jī)至卷筒軸的各傳動機(jī)構(gòu)和軸承的效率。由機(jī)械設(shè)

3、計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊表12-10查得：滾動軸承=0.99；圓柱齒輪傳動=0.97；彈性聯(lián)軸器=0.99；卷筒 =0.96；則故 (3)電動機(jī)額定功率由機(jī)械設(shè)計（機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊表14-4選取電動機(jī)額定功率。計算驅(qū)動卷筒的轉(zhuǎn)速1）電動機(jī)的轉(zhuǎn)速推算電動機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍，由機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊表2-1查得：二級圓柱齒輪傳動比范圍，則電動機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為：初選電動機(jī)，如下表：電動機(jī)型號額定功率（）電動機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min)電動機(jī)總傳動比同步滿載Y100L-61.5100094017.7 Y90L-41.51500140026.4Y1323S-82.275071013.4初選定電機(jī)型號Y100L-

4、6三、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)1）傳動裝置總傳動比2） 分配各級傳動比對于兩級展開式圓柱齒輪減速器，當(dāng)兩級齒輪的材質(zhì)和熱處理條件想同、齒寬系數(shù)相等時，為使高、低速級大齒輪僅有深度大致相近，且低速機(jī)齒輪直徑略大，傳動比可按下式分配： 式中i1為高速級傳動比，i為減速器總傳動比。因此 ， 取 則取齒輪傳動的齒數(shù) ，實際傳動比 ，實際總傳動比 傳動比誤差 <在允許誤差范圍內(nèi)。3）各軸轉(zhuǎn)速（軸號見圖一）4）各軸輸入功率按電動機(jī)所需功率計算各軸輸入功率，即555）各軸轉(zhuǎn)矩項目電機(jī)軸軸1軸2軸3卷筒軸轉(zhuǎn)速(r/min)940940191.853.353.3功率(kw)1.371.341.291.

5、241.22轉(zhuǎn)矩(N*m)13.913.664.0221.2216.8四、傳動件的設(shè)計計算一級傳動圓柱斜齒輪設(shè)計已知輸入功率，小齒輪轉(zhuǎn)速940r/min，齒數(shù)比u=4.90，由電動機(jī)驅(qū)動，工作壽命4年（設(shè)每年工作300天），二班制，帶式輸送機(jī)工作經(jīng)常滿載，空載起動，工作微振，不反轉(zhuǎn)。1、 選定齒輪精度等級、材料及齒數(shù)1） 圓柱齒輪減速器為通用減速器，速度不高，故選用8級精度(GB10095-88)2） 材料選擇 由機(jī)械設(shè)計表3-3選擇大小齒輪材料均為45鋼，小齒調(diào)質(zhì)，大齒正火，小齒輪齒面硬度為240HBS，大齒輪齒面硬度為200HBS。3） 選小齒輪齒數(shù)20，大齒輪齒數(shù)選取螺旋角。初選螺旋角2

6、、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計由設(shè)計計算公式進(jìn)行試算，即(1) 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值1） 確定載荷系數(shù)使用系數(shù)KA 由機(jī)械設(shè)計表3-4查的KA=1.25動載系數(shù)KV 估計圓周速度V=1.97m/s，由機(jī)械設(shè)計圖3-11查得Kv=1.03 齒間載荷分配系數(shù) 1.59， 由機(jī)械設(shè)計圖3-13 查得 =1.43 齒向載荷分布系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計圖3-17 查得=1.18 2） 選齒寬系數(shù)3） 由機(jī)械設(shè)計圖1319選取區(qū)域系數(shù)4） 由機(jī)械設(shè)計表3-5查得材料的彈性影響系數(shù)5） 重合度系數(shù) 因為>1, 取=16） 螺旋角系數(shù) 7） 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)8） 由機(jī)械設(shè)計圖3-27c按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度

7、極限，圖3-27b大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限9） 由機(jī)械設(shè)計圖3-25取接觸疲勞壽命系數(shù)計算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，得取=512.3MPa（2）計算1）試算小齒輪分度圓直徑，由計算公式得2） 計算中心距 取3） 法向模數(shù)及齒數(shù) 根據(jù)經(jīng)驗公式 取mn=2取整Z1+Z2=116, Z2=964） 修正螺旋角5） 計算大小齒輪的分度圓直徑 計算齒輪寬度6） 圓整后取 7） 計算圓周速度v由機(jī)械設(shè)計圖3-11查得Kv=1.038） 按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得<41.38mm因值改變不多，故參數(shù)、等不必修正3、 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度1） 重合度系數(shù)根據(jù)重合度

8、 2） 螺旋角影響系數(shù)3） 計算當(dāng)量齒數(shù)4）由機(jī)械設(shè)計表3-21查得齒形系數(shù)由機(jī)械設(shè)計表3-22查得應(yīng)力修正系數(shù)5） 由機(jī)械設(shè)計圖3-28c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限6） 由機(jī)械設(shè)計圖3-26取彎曲疲勞壽命系數(shù)7） 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，得8） 校核彎曲強(qiáng)度根據(jù)彎曲強(qiáng)度條件公式進(jìn)行校核滿足彎曲強(qiáng)度，所選參數(shù)合適。二級傳動圓柱斜齒輪設(shè)計已知輸入功率，小齒輪轉(zhuǎn)速191.8r/min，齒數(shù)比u=3.6，由電動機(jī)驅(qū)動，工作壽命4年（設(shè)每年工作300天），二班制，帶式輸送機(jī)工作經(jīng)常滿載，空載起動，工作微振，不反轉(zhuǎn)。1、 選定齒輪精度等級、材料及

9、齒數(shù)1) 圓柱齒輪減速器為通用減速器，速度不高，故選用8級精度(GB10095-88)2) 材料選擇 由機(jī)械設(shè)計表3-3選擇大小齒輪材料均為45鋼，小齒調(diào)質(zhì)，大齒正火，小齒輪齒面硬度為240HBS，大齒輪齒面硬度為200HBS3) 選小齒輪齒數(shù)25，大齒輪齒數(shù)選取螺旋角。初選螺旋角2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計由設(shè)計計算公式進(jìn)行試算，即(1) 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值1） 確定載荷系數(shù)使用系數(shù)KA 由機(jī)械設(shè)計表3-4查的KA=1.00動載系數(shù)KV 估計圓周速度V=0.6m/s，由機(jī)械設(shè)計圖3-11查得Kv=1.01 齒間載荷分配系數(shù) ， 由機(jī)械設(shè)計圖3-13 查得 =1.45 齒向載荷分布系數(shù) 由機(jī)械設(shè)

10、計圖3-17 查得=1.182） 選齒寬系數(shù)3） 由機(jī)械設(shè)計圖1319選取區(qū)域系數(shù)4） 由機(jī)械設(shè)計表3-5查得材料的彈性影響系數(shù)5） 重合度系數(shù) 因為>1, 取=16） 螺旋角系數(shù) 7） 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)8） 由機(jī)械設(shè)計圖3-27c按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，圖3-27b大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限9） 由機(jī)械設(shè)計圖3-25取接觸疲勞壽命系數(shù)計算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，得取=559.3MPa（2）計算1）試算小齒輪分度圓直徑，由計算公式得2） 計算中心距 取3） 法向模數(shù)及齒數(shù) 根據(jù)經(jīng)驗公式 取mn=2.5取整Z3+Z4=146, Z2=914） 修正螺

11、旋角5） 計算大小齒輪的分度圓直徑 計算齒輪寬度6） 圓整后取 7） 計算圓周速度v由機(jī)械設(shè)計圖3-11查得Kv=1.018） 按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得<64.66mm因值改變不多，故參數(shù)、等不必修正a) 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度9） 重合度系數(shù)根據(jù)重合度10） 螺旋角影響系數(shù)11） 計算當(dāng)量齒數(shù)11）由機(jī)械設(shè)計表3-21查得齒形系數(shù)由機(jī)械設(shè)計表3-22查得應(yīng)力修正系數(shù)12） 由機(jī)械設(shè)計圖3-28c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限13） 由機(jī)械設(shè)計圖3-26取彎曲疲勞壽命系數(shù)14） 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，得15） 校核彎

12、曲強(qiáng)度根據(jù)彎曲強(qiáng)度條件公式進(jìn)行校核滿足彎曲強(qiáng)度，所選參數(shù)合適。五、軸的設(shè)計計算輸出軸設(shè)計1、求輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 2、求作用在齒輪上的力已知圓柱斜齒輪的分度圓半徑3、初步確定軸的最小直徑先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊公式初步計算軸頸，取，得，輸出軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑，為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器型號。查機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊表15-5，選HL2型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為，半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器長度。4、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(1)擬定軸上零件的裝配方案見圖（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各

13、段直徑和長度1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，1-2軸段右端需制出一軸肩，故取2-3段的直徑，左端用軸端擋圈定位，取 。2） 初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和一定的雙向軸向力，初選深溝球軸承，參照工作要求并根據(jù)，由機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊表12-6中初步選取標(biāo)準(zhǔn)精度級的深溝球軸承6208，其尺寸為，左、右端軸承由于采用脂潤滑，則軸向定位采取靠在軸肩的擋油板定位，定位軸肩高度，因此??；3）齒輪右端和右軸承之間采用擋油板定位，已知齒輪輪轂的寬度為65mm，為了使擋油板端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度取，則軸環(huán)處的直徑為，取。軸承端蓋的總寬度為

14、31.5mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑油的要求，求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離，故取4）由于安裝尺寸等，取。（3）軸上的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器的周向定位均采用平鍵連接，按由機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊表17-30查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為55mm，同時為保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵，半聯(lián)軸器與軸的配合為，滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為k6。（4）確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為5、求軸上的載荷受力圖如圖是水平面受力垂直面受力載荷水平面H垂直面V支反力F彎矩M總彎矩

15、扭矩T水平面彎矩圖垂直彎矩圖合成彎矩圖轉(zhuǎn)矩圖當(dāng)量彎矩圖6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度軸材料選用45鋼調(diào)質(zhì)，由機(jī)械設(shè)計表3-3查得。用插值法由機(jī)械設(shè)計表7-3查得，。由圖可知在齒輪和右軸頸中間剖面出的最大當(dāng)量彎矩分別為校核軸頸 所以設(shè)計軸合格中間軸設(shè)計1、輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 2、求作用在齒輪上的力已知一級傳動圓柱大齒輪的分度圓半徑為， 而 二級傳動圓柱小齒輪的分度圓半徑為3、初步確定軸的最小直徑先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊公式初步計算軸頸，取，得，中間軸最小直徑顯然是安裝滾動軸承的直徑和4、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(1)擬定軸上零件的裝配方案下

16、圖（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1）初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力，故選用角接觸滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)，由機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊表16-2中初步選取標(biāo)準(zhǔn)精度級的角接觸球軸承7207C，其尺寸為，。 這對軸承均采用擋油板進(jìn)行軸向定位。2）已知安裝齒輪的軸段，齒輪左端與左軸承之間采用擋油板定位，已知齒輪輪齒寬，為了使擋油板端面可靠地壓緊端面，此軸段應(yīng)略短于輪齒寬，故取，齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度取，則軸環(huán)處的直徑為。3） 安裝齒輪軸段，輪轂長，為了使擋油板端面可靠地壓緊端面，此軸段應(yīng)略短于輪轂長，故取。4）由于安裝等要求，取。（3）軸上的周向定位齒輪的

17、周向定位采用平鍵連接，按由機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊表17-30查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為60mm，同時為保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；按由機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊表17-30查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為42mm，同時為保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為K6。（4）確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為輸入軸設(shè)計1、輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 2、求作用在齒輪上的力已知高速級圓柱小齒輪的分度圓半徑為而3、初步確定軸的最小直徑先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料

18、為45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊公式初步計算軸頸，取，得，輸出軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑，為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器型號。查機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊表15-5，選HL2型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為，半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器長度。4、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1） 擬定軸上零件的裝配方案見圖（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，1-2軸段右端需制出一軸肩，故取2-3段的直徑，。2） 初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力，故選用角接觸球軸承，參照工作要求并根據(jù)，由機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊表16-2中初

19、步選取標(biāo)準(zhǔn)精度級的角接觸球軸承7206C，其尺寸為， 左、右端軸承由于采用脂潤滑，則軸向定位采取靠在軸肩的擋油板定位，定位軸肩高度，因此??；取，。4）軸承端蓋的總寬度為16.5mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑油的要求，求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離，故取3）齒輪軸的齒寬b1=50mm，則，考慮中間軸及輸出軸等安裝尺寸取。（3）軸上的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器的周向定位均采用平鍵連接，按由機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊表17-30查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為44mm，同時為保證聯(lián)軸器與軸配合有良好的對中性，故選擇聯(lián)軸器與軸的配合為，滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，

20、此處選軸的尺寸公差為k6。（4）確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為六、滾動軸承的選擇及計算（輸出軸）前面已知軸承選用標(biāo)準(zhǔn)精度級的角接觸球軸承6208，其尺寸為，基本額定動載荷C=29.5KW，基本額定靜載荷C0=18.1KW，由于 由插值法求得 e=0.221載荷水平面H垂直面V支反力F則 Fr1=1112.1N， Fr2=970N（1）計算內(nèi)部軸向力 則 （2） 計算單個軸承軸向載荷 比較S1與S2+Fa： S1=245.8N<S2+Fa=214.4+495.3=709.7N，由上圖可知左端軸承“壓緊”，右端軸承“放松”。因此 Fa1=S2+Fa=709.7N, Fa2=S2=214.

21、4N( 3) 計算當(dāng)量動載荷 P=fp(XFr+YFa)由機(jī)械設(shè)計表8-7查得 fp=1.2 由機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊表16-2 ， ，則 （4）計算壽命 取P1、P2中較大值代入壽命計算公式 （5）靜載荷驗算 由機(jī)械設(shè)計表8-10查得Y= 0.6 則 因 P01<Fr1, 故取 P01=Fr1=1112.1N<<C0 因 P01<Fr1, 故取 P02=Fr2=970N<<C0所以 選用6208型軸承符合要求。七、鍵聯(lián)接的選擇及校核計算1、 校核聯(lián)軸器處的鍵連接輸出軸處選用普通平鍵尺寸為，接觸長度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為：，故單鍵即可。2、 校核圓柱齒

22、輪處的鍵連接該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為：，故單鍵即可。3、 校核中間軸齒輪處的鍵連接選其中一較短的鍵連接進(jìn)行校核則平鍵尺寸為，接觸長度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為：，故單鍵即可。八、聯(lián)軸器的選擇在軸的計算中已選定聯(lián)軸器型號。輸入軸選HL2型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為，半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器長度。輸出軸選選HL2型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為315000，半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器長度。九、減速器附件的選擇由機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計圖冊選定通氣帽，A型直通式壓注形油標(biāo)A10（GB1160.1-89），外六角油塞及封油墊,箱座吊耳，吊環(huán)螺釘M10（GB825-88），啟蓋螺釘M10。十、潤滑與密封齒輪采用浸油潤滑，由機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊圖7-12查得選用N220中負(fù)荷工業(yè)齒輪油（GB5903-86）。當(dāng)齒輪圓周速度時，圓錐齒輪浸入油的深度約一個齒高，三分之一齒輪半徑，大齒輪的齒頂?shù)接偷酌娴木嚯x3060mm。由于所有齒輪速度都很低，軸上的軸承都采取脂潤滑，效果較好。密封防止外界的灰塵、水分等侵入軸承，并阻止?jié)櫥瑒┑穆┦АＪ弧⒃O(shè)計小結(jié)這次關(guān)于帶式運輸機(jī)上的兩級圓柱齒輪減速器的課程設(shè)計是我們真正理論聯(lián)系實際、深入了解設(shè)計概念和設(shè)計過程的實踐考驗，對于提高我們機(jī)械設(shè)計的綜合素質(zhì)大有用處。通過兩個星期的設(shè)計實踐，使我對機(jī)械設(shè)計有