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1、单级圆柱斜齿轮减速器设计目录一 设计题目：带式运输机上的一级斜齿圆柱齿轮减速器1二 应完成的工作 .1三 传动装置总体设计方案 :11. 电动机的选择22. 确定传动装置的总传动比和分配传动比23. 计算传动装置的运动和动力参数34. 齿轮的设计 .45. 传动轴承和传动轴的设计66. 键的设计和计算87. 箱体结构的设计88.润滑密封设计10四. 设计小结 .10单级圆柱斜齿轮减速器设计一 设计题目：带式运输机上的一级斜齿圆柱齿轮减速器给定数据及要求：5643121- 电动机2- 带传动3- 减速器4- 联轴器5- 滚筒6- 传送带已知条件：运输带工作拉力；2900N；运输带工作速度v=1.
2、4m/s （允许运输带速度误差为 5%）；滚筒直径 D=400mm；两班制，连续单向运转，载荷较轻微变化，使用期限 15 年。二 应完成的工作1. 减速器装配图 1 张；2. 设计说明书 1 份。三 传动装置总体设计方案 :组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。1单级圆柱斜齿轮减速器设计特点：齿轮相对于轴承不对称分布， 故沿轴向载荷分布不均匀， 要求轴有较大的刚度。确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V 带设置在高速级。其传动方案如下：初步确定传动系统总体方案如: 传动装置总体设计图所示。选择 V 带传动和一级圆柱斜齿轮减速器。传动装置的总效率总1 为 V 带的传动效率 ,2 为
3、轴承的效率，3 为一对齿轮传动的效率， （齿轮为 7 级精度，油脂润滑）4 为联轴器的效率， 5 为滚筒的效率因是薄壁防护罩 , 采用开式效率计算。查机械设计手册知：v 带=0.96齿 =0.97轴承 =0.98联轴器 =0.99 卷筒 =0.96总 =v 带 齿 3 轴承 联轴器 卷筒 0.8331. 电动机的选择工作机所需功率为：P FV/1000 29001.4/1000 4.06kW电动机输出功率： Pd /总=4.06/0.833=4.87KW=P滚筒轴工作转速为 n 1000 60v=1000 60 1.4=66.8 r/min ，D 400经查表按推荐的传动比合理范围，V 带传动
4、的传动比 i带 2 4，一级圆柱斜齿轮减速器传动比i 齿轮 3 6，则总传动比合理范围为i 总 624，电动机转速的可选范围为ndi 总 n（624） 66.8 7400.8 1603.2r/min 。可见同步转速为750r/min ，1000r/min ，1500r/min的电动机都符合要求，现初选同步转速为1000r/min ， 1500r/min 的两种电动机进行比较，见下表：方电动机型号额定功率电动机转速 r/min电动机重量传动装置总传案P ed /Kw同步转速满载转速N动比1Y132M2-65.5100096034014.372Y132S-45.51500144066021.56综
5、合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、效率和带传动、减速器的传动比，选定型号为 Y132M2-6的三相异步电动机，额定功率为 5.5kw 。2. 确定传动装置的总传动比和分配传动比2单级圆柱斜齿轮减速器设计（1）总传动比i总 nm/n w 960/466.8 14.37（2）分配传动装置传动比i总 i带 i齿轮为使 V 带传动外廓尺寸不致过大，初步取i带 =3.20则 i齿轮 =14.37/3.20=4.493. 计算传动装置的运动和动力参数电动机轴为轴，减速器高速轴为轴，低速轴为轴，卷筒轴为轴。（1） 各轴转速n nm 960r/minn n / i 带 960/3.20 300r/minnn
6、/i齿轮 1300/4.49=66.8r/minn=n=66.8 r/min（2）各轴输入功率P p d 4.87kWP p 1 4.87 0.96 4.68kWP P 2324.680.980.974.45kWP P 2 4=4.45 0.98 0.99 4.32kW（3）则各轴的输出功率：P P 0.98=4.87 0.98=4.77 kWP P 0.98=4.68 0.98=4.57 kW P P 0.98=4.45 0.98=4.36kW P P 0.98=4.32 0.98=4.23 kW（4）各轴输入转矩TP 960=48.45 N m 9550 / n =9550 4.87T 9
7、550 P / n =95504.68 300=148.98NmT 9550 P / n =95504.45 66.8=636.19N mT =9550 P / n =9550 4.32 66.8=617.60N m（5）输出转矩：T T 0.98=48.45 0.98=47.48 N m3单级圆柱斜齿轮减速器设计T T 0.98=148.98 0.98=146.00 N mT T 0.98=636.19 0.98=623.46N mT T 0.98=617.60 0.98=605.25 N m运动和动力参数结果如下表轴名功率PKW转矩 T Nm转速 r/min输入输出输入输出1 轴4.874
8、.7748.4547.489602 轴4.684.57148.98146.003003 轴4.454.36636.19623.4666.84 轴4.324.23617.60605.2566.84. 齿轮的设计（1）选选齿轮的材料、精度和确定许用应力：因传递功率不大，转速不高，小齿轮用40Cr 调质，齿面硬度217 286HBS ，H lim 1650 750MPa，FE 1560 620MPa大齿轮用 45钢调质，齿面硬度197 286HRC ， H lim 2550 620MPa ，FE 2 410 480MPa 。取 F1.25, H1.0；取 ZH2.5,ZE 189.8；SsF1=FE
9、 1600480MPaSF1.25F2=FE 2450360MPaSF1.25H1=H lim 1700700MPaS1HH 2=H lim 2600600MPaSH1(2) 按轮齿弯曲强度设计计算齿轮精度用 7 级，取载荷系数 K=1.2，齿宽系数d0.8，小齿轮上的转矩：6 P24.685N*mmT 1 9.55 10 n295500003001.49104单级圆柱斜齿轮减速器设计大齿轮上的转矩： T16P34.4559.5510n955000066.86.36 10 N*mm3初选螺旋角014齿数：取 Z1 24 ，则 Z24.4924108齿形系数： Zv12426.27, Z v21
10、08118 .2233cos 14cos14查得 Y Fa1 2.68,YFa 22.23 。 YSa11.59,Ysa 2 1.81 。因Y Fa 1Y Sa12.681.590.0089 Y Fa 2Y Sa22 .231 .810.0112，480360F 1F 2故应该对大齿轮进行弯曲强度计算。小齿轮法向模数：2KT1YFa 1Y Sa122 1.2 1.49 1052330.00891.86mmmn2cos0.82COS14d Z1F 124取mn2.00mm。中心距：amn Z1Z 2 2( 24108)136mm2COS2COS14取 a=140mm。确定螺旋角 ：arccos
11、mnz1z2arccos19.46()224 1082a2140齿轮分度圆直径d1mn Z122450.91mmcoscos19.46 n22108223mmd2m Zcoscos14.96齿宽取bd10.850.9140.73mmdb2mm50mm45,b1（3）验算齿面接触强度：T 25HZEZHZ2Ku12 1.2 6.36105.5b d 2?189.8 2.5cos19.462417.98MPau40.732294.5417.98MPa600MPa 安全5单级圆柱斜齿轮减速器设计（4）设计小结：项目中心距 /mm传动比模数 /mm螺旋角齿数分度圆直径 /mm小齿轮14044.492.
12、0019.462450.91大齿轮1082295. 传动轴承和传动轴的设计大齿轮轴的设计 .前面已算出大齿轮轴的输入功率P 3 =4.45Kw ，转速 n3 =66.8r/min ，转矩T3 =636.19 Nm.求作用在齿轮上的力已知低速级大齿轮的分度圆直径为d 2 =229mm而 F t = 2T 32636.195394Nd 2229 10 3tan n5394tan 20o2082 NF r = F tcos19.46ocosF a = F t tan=53940.353=1906N.初步确定轴的最小直径d min C3P3114 34.45n346.21mm66.8考虑到键槽的影响，
13、可把直径加大4%，则 dmin=46.21 1.04=48.06mm输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d , 为了使所选的轴与联轴器吻合 , 故需同时选取联轴器的型号查课本选取K a 1.5联轴器受到的转矩： Tca K aT3 1.5 636.19 954.28 N m 因为计算转矩小于联轴器公称转矩 , 所以查机械设计手册选取 LX4 型弹性套柱销联轴器，其公称转矩为2500Nm,半联轴器的孔径d1=4063mm,许用转速 2870r/min ，轴孔长度 L=84mm，可满足大齿轮轴要求。最后确定大齿轮轴外伸轴径为d1=50mm.根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度为了满足半联轴
14、器的要求的轴向定位要求, 大齿轮轴外伸轴段右端需要制出一轴肩 , 故取 d2=54mm;左端用轴端挡圈定位, 按轴端直径取挡圈直径D50mm半联轴器与 轴配合的轮毂孔长度为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴端上,故 L1=82mm6单级圆柱斜齿轮减速器设计初步选择滚动轴承 . 因轴承同时受有径向力和轴向力的作用, 故选用单列角接触球轴承 . 参照工作要求并根据d3=55mm,由轴承产品目录中初步选取0 基本游隙组标准精度级的单列角接触球轴承轴承代号dDBdaDa7011C55901862837211C551002164917007C35621436497207C3572174265此处选
15、取的单向角接触球轴承其尺寸为的d DB 55mm90mm 18mm , 故d3d4 55mm ; 而 l318mm .右端滚动轴承采用套筒进行轴向定位. 由手册上查得7010C 型轴承定位轴肩高度h0.07d ,取 h 3mm,因此 d561mm 取安装齿轮处的轴段 d6 67mm ; 齿轮的左端与左轴承之间采用套筒定位， 套筒长取 L4=20mm。已知齿轮毂的宽度为 74mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮, 此轴段应略短于轮毂宽度 , 故取 l571mm.齿轮的右端采用轴肩定位,轴肩高取3mm,d667mm . 轴环宽度 b1.4h, 取 b=8mm. 轴承端盖的总宽度为 20mm(由减速器
16、及轴承端盖的结构设计而定 ) . 根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求 , 取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 l 30mm , 故取 l 2 50mm . 取齿轮距箱体内壁之距离a=15mm,考虑到箱体的铸造误差 , 在确定滚动轴承位置时 , 应距箱体内壁一段距离s, 取 s=8 mm , 已知滚动轴承宽度T=18mm，故取L7=25mm。至此 , 已初步确定了轴的各端直径和长度.小齿轮轴各段轴径和轴长参数可按大齿轮轴计算方法确定，其参数汇总如下：d1d2d3d4d5d6d7小齿轮轴50545555616755大齿轮轴28323541454135L1L2L3L4L5L6L7小齿
17、轮轴8250181571825大齿轮轴804014305027147单级圆柱斜齿轮减速器设计6. 键的设计和计算选择键联接的类型和尺寸一般 8 级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求， 应用平键。根据各轴段轴径选取键如下：键的类型键宽 b键高 h键长 l轴槽深 t毂槽深 t 1A 型87554.03.3C 型1610656.04.3B 型1811657.04.47. 箱体结构的设计减速器的箱体采用铸造 （HT200）制成，采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量， H 7大端盖分机体采用is 6 配合 .机体有足够的刚度在机体为加肋，外轮廓为长方形，增强了轴承座刚度考虑到机体内零件的润滑，密封散热。因
18、其传动件速度小于12m/s，故采用侵油润油，同时为了避免油搅得沉渣溅起，齿顶到油池底面的距离H 为 40mm。为保证机盖与机座连接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗糙度为机体结构有良好的工艺性.6.3铸件壁厚为 10，圆角半径为 R=3。机体外型简单，拔模方便.机体附件设计A 视孔盖和窥视孔在机盖顶部开有窥视孔，能看到 传动零件齿合区的位置，并有足够的空间，以便于能伸入进行操作， 窥视孔有盖板， 机体上开窥视孔与凸缘一块， 有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封，盖板用铸铁制成，用M6紧固B 油螺塞：放油孔位于油池最底处，并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧，以便
19、放油，放油孔用螺塞堵住， 因此油孔处的机体外壁应凸起一块，由机械加工成螺塞头部的支承面，并加封油圈加以密封。C 油标：8单级圆柱斜齿轮减速器设计油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。油尺安置的部位不能太低， 以防油进入油尺座孔而溢出。D 通气孔：由于减速器运转时，机体内温度升高，气压增大，为便于排气，在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器，以便达到体内为压力平衡.E 盖螺钉：启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。钉杆端部要做成圆柱形， 以免破坏螺纹。F 位销：为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度，在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销，以提高定位精度.G 吊钩：在机盖上直接铸出
20、吊钩和吊环，用以起吊或搬运较重的物体.减速器机体结构尺寸如下：名称符号计算公式结果箱座壁厚0.03a188箱盖壁厚110.02a388箱盖凸缘厚度b1b11.5121箱座凸缘厚度bb1.512箱座底凸缘厚度b2b22.525地脚螺钉直径d fM16地脚螺钉数目n查手册4轴承旁联接螺栓直d1d10.72d fM12径机盖与机座联接螺d 2d 2 =（ 0.50.6） d fM9栓直径轴承端盖螺钉直径d 3d3 =（ 0.40.5） d f8视孔盖螺钉直径d 4d 4 =（ 0.30.4） d f6定位销直径dd =（ 0.70.8） d 27底座凸缘尺寸1min查机械课程设计指导书25CC表 4
21、232min9连接螺栓凸缘尺寸C1minC2min外机壁至轴承座端l 1面距离大齿轮顶圆与内机壁距离1齿轮端面与内机壁距离2机盖，机座肋厚m1 , m单级圆柱斜齿轮减速器设计查机械课程设计指导书16表 414l 1 = C1 + C 2 +（ 812）38151 1.2102 m10.851,m0.85m16.8m6.8轴承端盖外径D 2D +（ 55.5 ） d 3130（1 轴）D 2102（2轴）8. 润滑密封设计对于一级圆柱齿轮减速器， 因为传动装置属于轻型的， 且传速较低， 所以其速度远远于 (1.5 2) 105 mm.r / min ，所以采用脂润滑，箱体内选用 SH0357-9
22、2中的 50 号润滑，油的深度为H+ h1 =40+20=60mm。其中油的粘度大，化学合成油，润滑效果好。密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封，联接凸缘应有足够的宽度， 联接表面应精创，密封的表面要经过刮研。而且，凸缘联接螺柱之间的距离不宜太大，一般在 150200mm。并匀均布置，保证部分面处的密封性。四 .设计小结这次关于带式运输机的单级斜齿圆柱齿轮减速器的课程设计室一次真正检验我综合学习能力的大考验， 是理论联系实际、 深入了解机器设计理念、 了解机器构造设计方法的考验， 让我深刻认识到机械设计的困难以及设计的严谨性， 更增加我对机械机械设计与运用之间的因果关系， 机械设计是以运用为
23、目的， 而运用的需求又促进了机械设计的发展。这次机械课程设计综合了机械原理 、机械设计基础、理论力学、机械设计手册、工程制图等多门技术课程，是对我的一次综合性大检验。在这次课程设计的过程中， 由于所掌握知识有限， 且时间短促， 只有一个星期的时间，而设计量大为按时完成设计任务， 而不得已采取必要手段， 参考了别人的设计成果。虽然设计内容中有部分数据存在很大的不可理性， 有些数据缺乏校核， 但我始终都持有一种认真负责的态度，认真做好每一步工作。10单级圆柱斜齿轮减速器设计通过这次课程设计， 一方面提高了我对机械设计以及各方面的认识水平，逐步提高了我的理论水平、 构思能力，以及分析问题和解决问题的能力。另一方面也让我发现了自己很多的不足，对相关的知识的理解认识和掌握还不够，需继续努力学习有关知识。参考资料 :1.机械设计基础高等教育出版社2.机械原理西北工业大学机械原理及机械零件教研室编著。高等教育出版社3.现代工程图学教程湖北科学技术出版社。2002 年 8 月版4.机械零件设计手册国防工业出版社1986 年 12 月版5.机械设计手册机械工业出版社2004 年 9 月第三版6.实用轴承手册辽宁科学技术出版社2001 年 10 月版7.机械课程设计指导书第二版其他有关数据见装配图的明细表和手册中的有关数据。8. AutoCAD2005机械制图机械工业出版社11