1、課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書年級(jí)專業(yè)10液壓一班學(xué)生姓名田競(jìng)賽 趙棟學(xué) 號(hào)30 31 32 33郭陽(yáng)剛 姚蕓靖題目名稱單級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)時(shí)間第10周11周課程名稱機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)課程編號(hào)05設(shè)計(jì)地點(diǎn)老區(qū)2號(hào)樓一、 課程設(shè)計(jì)（論文）目的1.1 綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)踐®鞏固、加深和擴(kuò)展。1.2 培養(yǎng)分析和解決設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單機(jī)械的能力®為以后的學(xué)習(xí)打基礎(chǔ)。1.3 進(jìn)行工程師的基本技能訓(xùn)練®計(jì)算、繪圖、運(yùn)用資料。二、 已知技術(shù)參數(shù)和條件2.1 技術(shù)參數(shù)：運(yùn)輸帶工作拉力：F=2300N； 運(yùn)輸帶工作速度：v=1.5m/s 滾筒直徑：D=400mm 工作年限：10年限1.2工

2、作條件：每日兩班制工作，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷輕微沖擊，輸送帶速度允許誤差為±5%，環(huán)境最高溫度350C。三、 任務(wù)和要求3.1 繪制兩級(jí)直齒圓柱齒輪減速器裝配圖1張；標(biāo)題欄符合機(jī)械制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；3.2 繪制零件工作圖2張（齒輪和軸）；3.3 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書1份，計(jì)算數(shù)據(jù)應(yīng)正確且與圖紙統(tǒng)一。說(shuō)明書應(yīng)符合邵陽(yáng)學(xué)院規(guī)范格式且用A4紙打??；3.4 圖紙裝訂、說(shuō)明書裝訂并裝袋；四、參考資料和現(xiàn)有基礎(chǔ)條件（包括實(shí)驗(yàn)室、主要儀器設(shè)備等）4.1 機(jī)械設(shè)計(jì)教材 4.2 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書4.3 減速器圖冊(cè)4.4 減速器實(shí)物；4.5 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 五、進(jìn)度安排序號(hào)設(shè)計(jì)內(nèi)容天數(shù)1設(shè)計(jì)準(zhǔn)備（閱讀和研究

3、任務(wù)書，閱讀、瀏覽指導(dǎo)書）0.52傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)0.53各級(jí)傳動(dòng)的主體設(shè)計(jì)計(jì)算14減速器裝配圖的設(shè)計(jì)和繪制15零件工作圖的繪制56編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書37總計(jì)10六、教研室審批意見(jiàn)教研室主任（簽字）： 年 月 日七|、主管教學(xué)主任意見(jiàn) 主管主任（簽字）： 年 月 日八、備注指導(dǎo)教師（簽字）： 學(xué)生（簽字）：注：1此表由指導(dǎo)教師填寫，經(jīng)系、教研室審批，指導(dǎo)教師、學(xué)生簽字后生效；2此表1式3份，學(xué)生、指導(dǎo)教師、教研室各1份。 目 錄課程設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱表課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書1、 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)11.1、 電動(dòng)機(jī)選擇11.2、 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算12、 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 43、 傳動(dòng)零

4、件的設(shè)計(jì)計(jì)算43.1、 高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)43.2、 低速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)84、 軸的設(shè)計(jì)94.1、 低速軸的設(shè)計(jì)94.2、 高速軸的設(shè)計(jì)115、 鍵的設(shè)計(jì)與校核15 6、 滾動(dòng)軸承的選擇與校核167、 箱體及各部位附屬零件的設(shè)計(jì)198、 設(shè)計(jì)總結(jié)201 、系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)1.1、確定傳動(dòng)方案 機(jī)械傳動(dòng)裝置一般由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、工作機(jī)和機(jī)架四部分組成。單機(jī)圓柱齒輪減速器帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)組成，根據(jù)各種傳動(dòng)特點(diǎn)，帶傳動(dòng)安排在高速級(jí)，齒輪傳動(dòng)放在低速級(jí)。傳動(dòng)裝置的布置如圖A-1所示 圖A-11.2、電動(dòng)機(jī)選擇 1） 擇電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式 根據(jù)工作要求和條件，選用一般用途的Y系列異步電動(dòng)機(jī)，結(jié)構(gòu)形式為臥

5、式封閉結(jié)構(gòu) 2）確定電動(dòng)機(jī)功率 工作機(jī)所需要的功率按下示計(jì)算式中， 電動(dòng)機(jī)所需功率按下式計(jì)算式中，為電動(dòng)機(jī)到滾筒工作軸的傳動(dòng)裝置總效率，根據(jù)傳動(dòng)特點(diǎn)，由表2-4查得：V帶傳動(dòng)齒輪傳動(dòng) 滾動(dòng)動(dòng)軸承彈性聯(lián)軸器 確定電動(dòng)機(jī)的額定功率 查表取 3)確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 工作機(jī)卷筒軸的轉(zhuǎn)速為 根據(jù)推薦的各類傳動(dòng)比的取值范圍取V帶傳動(dòng)比一級(jí)齒輪減速器傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比 型號(hào)額定功率KW滿載轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速最大轉(zhuǎn)矩Y132M1-649602.0 符合此轉(zhuǎn)速要求的同步轉(zhuǎn)速有兩種，考慮綜合因素，查表選擇同步轉(zhuǎn)速為的Y系列電動(dòng)機(jī)Y132M-6，其滿載轉(zhuǎn)速為1.3、計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配各級(jí)傳動(dòng)比 電動(dòng)機(jī)的參數(shù)見(jiàn)表A-

6、1 A-11)傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為 2）分配各級(jí)傳動(dòng)比 為了符合各級(jí)傳動(dòng)形式的工作特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)緊湊，必須使各級(jí)傳動(dòng)比都在各自的合理范圍內(nèi)，且使各自傳動(dòng)尺寸協(xié)調(diào)合理勻稱，傳動(dòng)裝置總體尺寸緊湊，重量最小，齒輪浸油深度合理 本傳動(dòng)裝置由帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)組成，因，為使減速器部分設(shè)計(jì)方便，取齒輪傳動(dòng)比，則帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為 1.4計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)1） 各軸轉(zhuǎn)速I軸II軸滾筒軸2） 各軸功率I軸II軸滾筒軸3) 各軸轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸I軸II軸滾筒軸根據(jù)以上計(jì)算列出本傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)數(shù)據(jù)表，見(jiàn)表A-2參數(shù)軸號(hào)電動(dòng)機(jī)軸I軸II軸滾筒軸轉(zhuǎn)速960307.6971.5674.17功率3.997

7、3.843.733.66轉(zhuǎn)矩39728118993496422486543傳動(dòng)比3.124.31效率0.960.960.98 2、V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 本題目高速級(jí)采用普通V帶傳動(dòng)，應(yīng)根據(jù)已知的減速器參數(shù)確定帶的型號(hào)、根數(shù)和長(zhǎng)度，確定帶傳動(dòng)的中心距，初拉力及張緊裝置，確定大小帶輪的直徑、材料、結(jié)構(gòu)尺寸等內(nèi)容 帶傳動(dòng)的參數(shù)見(jiàn)表A-3項(xiàng)目參數(shù)3.9979603.12 表A-3根據(jù)工作條件，差教材表16-7取 1）計(jì)算功率 2）選擇V帶類型 查教材圖16-5因處于A、B的中間區(qū)域，可同時(shí)選擇A、B兩種帶型計(jì)算。 3）驗(yàn)算帶速帶速在525m/s范圍內(nèi)，合適4） 確定帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和實(shí)際中心距離A型帶因?yàn)?/p>

8、沒(méi)有給定的中心距的尺寸范圍B型帶Y132M1-6A型B型A型B型A型B型 A型帶計(jì)算V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度 查教材表取標(biāo)準(zhǔn)值 計(jì)算中心距 考慮安裝 、調(diào)整和補(bǔ)償張緊力的需要，中心距應(yīng)有一定的調(diào)節(jié)范圍，調(diào)節(jié)范圍為 B型帶 查教材表取標(biāo)準(zhǔn)值 計(jì)算實(shí)際中心距 考慮安裝 、調(diào)整和補(bǔ)償張緊力的需要，中心距應(yīng)有一定的調(diào)節(jié)范圍，調(diào)節(jié)范圍為 5）驗(yàn)算小帶輪包角 A型帶 B型帶6) 確定V帶根數(shù)A型帶查教材表16-4；單根V帶的額定功率（插值法計(jì)算，,(插值法計(jì)算），查教材表16-6；(插值法計(jì)算），查教材表16-1；A型A型帶A型帶B型帶A型帶 因大于4，應(yīng)取z=5根 B型帶 與A型帶類似，可查得；, 代入公式計(jì)算得z

9、=2.12,取z=3根 計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表A-4A1002805.024160049415905B1404007.034224068415803 比較兩種計(jì)算結(jié)果，A型帶根數(shù)較多，選B型帶合理 8)計(jì)算初拉力 查普通V帶單位質(zhì)量表，B型帶Q=0.17kg/m 9)計(jì)算對(duì)軸的壓力 (2)圓柱齒輪設(shè)計(jì) 已知齒輪的參數(shù)，見(jiàn)表A-5 齒輪相對(duì)與軸承對(duì)稱布置，單項(xiàng)運(yùn)轉(zhuǎn)、輸送機(jī)的工作狀況應(yīng)為中等沖擊項(xiàng)目參數(shù)3.84307.694.3 由于該減速器無(wú)特殊要求，為制造方便，選用價(jià)格便宜、貨源充足的優(yōu)質(zhì)碳素鋼，采用軟齒面 1）選擇齒輪材料及確定許用應(yīng)力 查教材圖6-23、圖6-24得 小齒輪 42SiMn調(diào)質(zhì)，250

10、280HBW 大齒輪 45剛正火，170200HBW 接觸極限疲勞應(yīng)力 小齒輪 大齒輪 彎曲疲勞極限應(yīng)力 小齒輪 大齒輪 安全系數(shù) 許用接觸應(yīng)力 小齒輪 大齒輪 許用彎力應(yīng)用 小齒輪 大齒輪 2)按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 查教材表6-11，表6-13得；K=1.2;； 傳動(dòng)比；外齒合是時(shí)設(shè)計(jì)公式的取+號(hào)；代入設(shè)計(jì)公式 3）確定齒輪的參數(shù)及計(jì)算主要尺寸 確定齒數(shù) 確定模數(shù) 確定中心距 計(jì)算主要幾何尺寸 分度圓尺寸 齒頂原尺寸 4）驗(yàn)算齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度 查教材圖得：復(fù)合齒系數(shù) 5）驗(yàn)算齒輪的圓周速度 6)齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 注：在設(shè)計(jì)減速器俯視圖的過(guò)程中，還要用到齒輪的很多尺寸，包括齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這里

11、就不再給出具體數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)和尺寸，可以在減速器零件設(shè)計(jì)中專門設(shè)計(jì)齒輪結(jié)構(gòu)，也可在設(shè)計(jì)過(guò)程中來(lái)完善、補(bǔ)充這些尺寸。 4.軸的設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)一般是先設(shè)計(jì)低速軸，把低速軸設(shè)計(jì)出來(lái)后根據(jù)低速軸的長(zhǎng)度尺寸就可確定箱體的寬度等尺寸，故先設(shè)計(jì)低速軸 低速軸的參數(shù)見(jiàn)表A-6 項(xiàng)目P/kwN/r/min參數(shù)3.7371.56 1）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 如圖A-2 A型帶Z=5根B型帶z=3根小齒輪42SiMn調(diào)質(zhì)大齒輪45剛正火 2）確定各軸的尺寸 因本減速器為一般常規(guī)用減速器，軸的材料無(wú)特殊要求，故選用45鋼 45鋼的A=118107 代入公式 考慮該軸段上有一個(gè)鍵槽，故應(yīng)將軸徑增加5%，即 軸段的直徑確定 軸段的直徑d

12、2應(yīng)在d1的基礎(chǔ)上增加兩倍的定位軸肩高度 即 軸段的直徑d3應(yīng)在d2的基礎(chǔ)上增加兩倍的非定位軸肩高度。但因該軸段要安裝滾動(dòng)軸承，故其直徑要與滾動(dòng)軸承內(nèi)徑相符合。這里取 同跟軸上的兩個(gè)軸承，在一般情況下應(yīng)取同型號(hào)，故安裝滾動(dòng)軸 軸段的直徑 軸段的直徑d6應(yīng)根據(jù)所用的軸承類型及型號(hào)查軸承標(biāo)準(zhǔn)取得，預(yù)選該軸段用 6212軸承（深溝球軸承，軸承數(shù)據(jù)見(jiàn)附錄B），查得 3） 確定聯(lián)軸器的型號(hào) 為了補(bǔ)償由于制造安裝等誤差及兩軸線的偏移，優(yōu)先考慮彈性套柱銷聯(lián)軸器，根據(jù)安裝聯(lián)軸器軸段的直徑，查附錄F選聯(lián)軸器型號(hào)為TL7，聯(lián)軸器安裝長(zhǎng)度L=84mm 因轉(zhuǎn)速較低，最后確定軸承潤(rùn)滑方式為脂潤(rùn)滑，故此處按脂潤(rùn)滑方式確定

13、軸的長(zhǎng)度。取軸承距箱體內(nèi)壁的距離3為10mm。程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)需要，各軸段的長(zhǎng)度確定好如下： 段軸、之間的砂輪越程槽包含在段軸的長(zhǎng)度之內(nèi) 低速軸軸承的支點(diǎn)之間距離為 4）按鈕轉(zhuǎn)和彎曲組合進(jìn)行強(qiáng)度校核 1）繪制軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 為計(jì)算軸的強(qiáng)度，應(yīng)將載荷簡(jiǎn)化處理，直齒圓柱齒輪，其受力可分解為圓周力、徑向力。兩種軸承可簡(jiǎn)化為一般固定鉸鏈，如圖A-3b所示。為計(jì)算方便，選擇兩個(gè)危險(xiǎn)截面I-I、II-II，I-I危險(xiǎn)截面選擇安裝齒輪的軸段重中心位置，位于兩個(gè)支點(diǎn)的中間，距B支座的距離為；II-II危險(xiǎn)截面選擇在軸段和軸段的截面處，距B 支座的距離為 2）計(jì)算軸上的作用力 從動(dòng)輪的軸距

14、 齒輪分度圓直徑 齒輪的圓周力 齒輪的徑向力 3）計(jì)算支反力及彎矩 計(jì)算垂直平面內(nèi)的支持反應(yīng)力及彎矩a. 求支反力：對(duì)稱布置，只受一個(gè)力，故b. 求垂直平面的彎矩 I-I 截面：II-II 截面： 計(jì)算水平平面內(nèi)的支持反力和彎矩a. 求支反力：對(duì)稱布置，只受一個(gè)力，故b. 求水平平面的彎矩I-I 截面： II-II 截面： 求水平平面的彎矩I-I 截面：II-II 截面：計(jì)算轉(zhuǎn)矩確定危險(xiǎn)截面及校核其強(qiáng)度按彎矩組合計(jì)算時(shí)，轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)變化考慮，取。按兩個(gè)危險(xiǎn)截面校核：I-I截面的應(yīng)力：II-II截面的應(yīng)力：查教材表12-4得。、均小于，故軸強(qiáng)度滿足要求 高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 高速軸的設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)

15、各軸段的直徑，為設(shè)計(jì)俯視圖做準(zhǔn)備。有些軸段的長(zhǎng)度可以根據(jù)軸上的零件來(lái)確定；有些軸段的長(zhǎng)度在確定低速軸處的箱體后，取箱體內(nèi)壁為一直線就可確定 經(jīng)設(shè)計(jì)，高速軸可以做成單獨(dú)的軸而不是齒輪軸。為使零件定位和固定，高速軸也和低速軸一樣也設(shè)計(jì)成七段，各州的直徑尺寸為 （各軸軸型號(hào)為6208）5、 鍵的設(shè)計(jì)與校核 1)選擇鍵的尺寸 低速軸上在段軸和段軸兩處各安裝一個(gè)鍵 ，按一般使用情況選擇采用A型普通平鍵聯(lián)接，查教材見(jiàn)表A-7 段軸d1=45mmb×h=14×9mmL1=80mm段軸d4=63mmb×h=18×11mmL2=70mm 標(biāo)記為: 鍵 1：GB/T1096

16、 鍵 14×9×80 鍵 2: GB/T1096 鍵 18×11×70 2)校核鍵的強(qiáng)度 軸上安裝聯(lián)軸器，聯(lián)軸器的材料為鑄鐵，載荷性質(zhì)為輕微沖擊，查材料p=5060MPa 軸段上安裝齒輪，齒輪材料為鋼，載荷性質(zhì)為輕微沖擊，p=100120MPa 靜聯(lián)接校核擠壓強(qiáng)度： 可以用已確定的尺寸，不必修改6、 滾動(dòng)軸承的選擇與校核 1）軸承型號(hào)的選擇 高速軸選軸承類型為深溝球軸承，型號(hào)為6208 低速軸選軸承類型為深溝球軸承，型號(hào)為6212 2）軸承的壽命計(jì)算 高速軸： 高速軸的外端安裝有帶輪，中間安裝有齒輪，要計(jì)算軸承的壽命，就要先求出軸承支座的支反力，進(jìn)一步求

17、出軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷，然后計(jì)算軸承的壽命 畫出高速軸的受力圖并確定支點(diǎn)之間的距離圖A-5，帶輪安裝在軸上得輪轂寬L=（1.52）d0，d0為安裝帶輪處的軸徑，即高速軸的第一段軸徑，d0=d1=30mm，L=（1.52）×30mm=4560mm，取第一段軸長(zhǎng)50mm，第二段軸的長(zhǎng)度取和低速軸的第二段軸長(zhǎng)一樣的對(duì)應(yīng)關(guān)系，但考慮該軸段上的軸承寬度（6038的B=18mm），故取該軸段的長(zhǎng)為49mm，帶輪中心到軸承A支點(diǎn)距離L3=50/2+49mm+18mm/2=83mm。高速軸兩軸承之間的支點(diǎn)距離為原低速軸的兩支點(diǎn)的距離減去兩軸承寬度之差，應(yīng)為147-4=143mm，因?qū)ΨQ布置，故L1=L2

18、=143/2=71.5mm 高速軸上齒輪的受力和低速軸的來(lái)歷大小相等，方向相反，即： 因齒輪相對(duì)于軸承對(duì)稱布置，A、B支座的支反力數(shù)值一樣，故只計(jì)算一邊即可。求軸承A處支反力： 求合力： 考慮帶的壓力對(duì)軸承支反力的影響，因方向不定，以最不利的因素考慮： 正常使用情況，查教材得 查附錄B： 假設(shè)帶對(duì)軸的壓力作用如圖A-5所示，和F t作用在同一平面，求軸承A處反力 求軸承B處支反力： 比較軸承A處和軸承B處的受力情況，可以看出軸承A處的受力較大，軸承壽命以A處計(jì)算即可，軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷P=Fa=2941.4N 正常使用情況，ft=1，fp=1.2,=3，查附錄B軸承6208的基本額定動(dòng)載荷C=2

19、9.5N代入公式： 低速軸： 正常使用情況，查教材得ft=1,fp=1.2,=3，查附錄B：軸承6212的基本額定動(dòng)載荷C=47.8KN，因齒輪相對(duì)于軸稱為對(duì)稱布置，軸承的受力一樣，可算一處，計(jì)算A處，當(dāng)動(dòng)載荷 7、 箱體及各部位附屬零件的設(shè)計(jì) 1)箱體的選擇 一般使用情況下，為制造和加工方便，采用鑄造箱體，材料為鑄鐵。箱體結(jié)構(gòu)采用剖分式，剖分面選擇在軸線所在的水平面上 箱體高度 H=da2/2+(5070)mm=215235mm 取中心高度H=220mm 取箱厚=8mm 2）選擇軸承端蓋 選用凸緣式軸承蓋，根據(jù)軸承型號(hào)設(shè)計(jì)軸承蓋尺寸： 高速軸：D=80mm,d3=8mm.D0=100mm,D

20、2=120mm 低速軸：D=110mm,d3=10mm,D0=135mm,D2=160mm 3)確定檢查孔與孔蓋 根據(jù)減速器中心距a=199.5mm查表5-14得 檢查孔尺寸：L=120mm,b=70mm 檢查孔蓋尺寸：L1=150mm,b1=100mm,b2=85mm,L2=135mm,d4=8mm 4)通氣器 材料Q235，厚度取6mm選用表5-15中通氣器1，選M16×1.5 5)油標(biāo)裝置 選表5-16中M12 6）螺塞 選用表5-19中M16×1.5 7)定位銷 定位銷選用圓柱銷。查表5-20可得：銷釘公稱直徑d=8mm 8)起吊裝置 按中心距查表5-21得，箱體毛重155kg,選用吊環(huán)螺釘為M10 8、 設(shè)計(jì)總結(jié) 設(shè)計(jì)中運(yùn)用了科學(xué)工程計(jì)算軟