【正文】 燕 山 大 學(xué)機(jī) 械 設(shè) 計 課 程 設(shè) 計 報 告題目： 二級展開式斜齒圓柱齒輪減速器 學(xué) 院： 年級專業(yè)： 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 目錄一、 項目設(shè)計目標(biāo)與技術(shù)要求 31． 任務(wù)描述： 32． 技術(shù)要求： 3二、 傳動系統(tǒng)方案制定與分析 3三、 傳動方案的技術(shù)設(shè)計與分析 61． 電動機(jī)選擇與確定 6電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式選擇 6電動機(jī)容量確定 72． 傳動裝置總傳動比確定及分配 83． 各軸傳動與動力裝置運動學(xué)參數(shù) 9各軸轉(zhuǎn)速: 9各軸輸入功率: 9各軸轉(zhuǎn)矩: 9四、 關(guān)鍵零部件的設(shè)計與計算 101． 設(shè)計原則制定 10齒輪傳動設(shè)計方案 122． 第一級齒輪傳動設(shè)計計算 13第一級齒輪傳動參數(shù)設(shè)計 13第一級齒輪傳動強(qiáng)度校核 173． 第二級齒輪傳動設(shè)計計算 19第二級齒輪傳動參數(shù)設(shè)計 19第二級齒輪傳動強(qiáng)度校核 234． 軸的初算 255． 鍵的選擇及鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計算 25鍵聯(lián)接方案選擇 25鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計算 266． 滾動軸承選擇方案 28五、 傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計與總成 281． 裝配圖設(shè)計及部件結(jié)構(gòu)選擇、執(zhí)行機(jī)械設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范 28裝配圖整體布局 29軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計與方案分析 31中間軸結(jié)構(gòu)設(shè)計與方案分析 322． 主要零部件的校核與驗算 34軸系結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核 34滾動軸承的壽命計算 40六、 主要附件與配件的選擇 431． 聯(lián)軸器 43聯(lián)軸器比較 43輸入輸出匹配具體方案 432． 潤滑與密封的選擇 44潤滑方案對比及確定 44密封方案對比及確定 453． 油標(biāo) 464． 螺栓及吊環(huán)螺釘 475． 油塞 476． 窺視孔及窺視孔蓋 477． 定位銷 478． 啟蓋螺釘 479． 調(diào)整墊片 48七、 零部件精度與公差的制定 481． 精度設(shè)計制定原則 48尺寸精度設(shè)計原則 48形位公差的設(shè)計原則 48粗糙度的設(shè)計原則 492． 減速器主要結(jié)構(gòu)、配合要求 493． 減速器主要技術(shù)要求 50裝配與拆裝技術(shù)要求 50維修與保養(yǎng)技術(shù)要求 50八、 項目經(jīng)濟(jì)性與安全性分析 511． 零部件材料、工藝、精度等選擇經(jīng)濟(jì)性 512． 減速器總重量估算及加工成本初算 513． 經(jīng)濟(jì)性與安全性綜合分析 52九、 項目總結(jié) 52十、 參考文獻(xiàn) 53 項目設(shè)計目標(biāo)與技術(shù)要求減速器在原動機(jī)和工作機(jī)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間起匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用，減速機(jī)是一種相對精密的機(jī)械，使用它的目的是降低轉(zhuǎn)速，增加轉(zhuǎn)矩。按照傳動級數(shù)不同可分為單級和多級減速機(jī)；按照齒輪形狀可分為圓柱齒輪減速機(jī)、圓錐齒輪減速機(jī)和圓錐－圓柱齒輪減速機(jī)；按照傳動的布置形式又可分為展開式、分流式和同進(jìn)軸式減速機(jī)。減速器是一種由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動、蝸桿傳動、齒輪蝸桿傳動所組成的獨立部件，常用作原動機(jī)與工作機(jī)之間的減速傳動裝置 。在原動機(jī)和工作機(jī)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間起匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用，在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用極為廣泛。1． 任務(wù)描述：任務(wù)書要求設(shè)計二級展開式圓柱齒輪減速器。圓柱齒輪減速機(jī)的齒輪采用滲碳、淬火、磨齒加工，承載能力高、噪聲低；主要用于帶式輸送機(jī)及各種運輸機(jī)械，也可用于其它通用機(jī)械的傳動機(jī)構(gòu)中。它具有承載能力高、壽命長、體積小、效率高、重量輕等優(yōu)點，用于輸入軸與輸出軸呈垂直方向布置的傳動裝置中。原始數(shù)據(jù)要求： F=1474 N D= m V=2． 技術(shù)要求： 使用地點：室外 生產(chǎn)批量：小批載荷性質(zhì)：微振 使用年限：六年一班 傳動系統(tǒng)方案制定與分析機(jī)器一般由原動機(jī)、傳動裝置和工作機(jī)三部分組成，本次設(shè)計的帶式輸送機(jī)傳動裝置其原動機(jī)為電動機(jī)，傳動裝置為減速器，工作機(jī)為卷筒，各部件用聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)并安裝在機(jī)架上。各個傳動基本單元件的優(yōu)缺點如下：⑴普通V帶：優(yōu)點 ：緩沖減振；過載保護(hù)（過載打滑）；結(jié)構(gòu)簡單；適合大中心矩傳動等等。缺點：傳動比不準(zhǔn)確；壓軸力大；不適于高溫、油污等場合；承載能力低，傳遞力矩小等等。帶傳動多用于高速傳動。⑵直齒輪傳動：優(yōu)點：在嚙合瞬間，是沿整個齒寬上同時受載的，接觸線平行于軸線，在退出嚙合時，也是沿著全齒寬同時脫離。缺點：相對于帶傳動、鏈傳動來說成本高；制造精度低或者高速運轉(zhuǎn)時，振動噪聲大；不適合大的中心距傳動當(dāng)兩軸間距較大時，采用齒輪傳動腳笨重等等。直齒輪的這種接觸方式對齒輪制造誤差比較敏感，工作時容易產(chǎn)生振動和噪音。⑶漸開線斜齒圓柱齒輪傳動：優(yōu)點：漸開線斜齒圓柱齒輪傳遞的速度和功率很大；效率高（一對齒輪可達(dá)98%%）；對中心矩的敏感性??；裝配和維修簡便；重合度大，傳動平穩(wěn)。缺點：嚙合時產(chǎn)生軸向分力，往往要用推力軸承或向心軸承來加以承受，使得支撐結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。⑷直尺圓錐齒輪傳動：和圓柱齒輪相比，錐齒輪的特點：適用于交錯軸傳動；制造精度低，振動噪聲大，圓周速度不宜過大；為了檢測和確定輪廓尺寸方便，規(guī)定大端參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值；強(qiáng)度計算轉(zhuǎn)化為錐齒輪尺寬終點處的當(dāng)量直尺圓柱齒輪進(jìn)行。錐齒輪多用于高速級傳動。⑸蝸輪蝸桿傳動：優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊，工作平穩(wěn)，無噪聲（蝸輪蝸桿連續(xù)嚙合）；能夠得到很大的傳動比。在傳遞動力時，傳動比可達(dá)幾百，甚至到1000。缺點：在制造精度和傳動比相同的條件下，蝸桿傳動的效率比齒輪傳動低，同時蝸桿一般需要貴重的減磨材料（如青銅）制造。⑹鏈傳動：優(yōu)點：無滑動，可以得到較準(zhǔn)確的傳動比（平均傳動比）；傳動效率高，可達(dá)到98%；不需要很大張緊力，作用在軸上的載荷小；可以在比較惡劣的環(huán)境（如高溫、多塵、濕度大等）中使用；缺點：瞬時速度不均勻，傳動平穩(wěn)性較差，高速時沖擊、振動、噪音大；只能用于平行軸。鏈傳動多用于低速傳動。 本次設(shè)計的帶式輸送機(jī)傳動裝置在煤場工作那么要求帶式輸送機(jī)的承載能力高，耐磨性好，傳動效率高，可以大中心矩傳動。由于工作年限為四年二班，每班8小時，需要壽命長。載荷為中等沖擊要求傳動裝置具有一定的耐沖擊性。方案一：二級圓柱齒輪減速器 電動機(jī)通過聯(lián)軸器與高速級斜齒輪相連，卷筒通過聯(lián)軸器與低速級斜齒輪相連，二級圓柱齒輪減速器傳動比一般為8到40，結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用廣泛。展開式的高速級用斜齒，由于齒輪相對于軸承不對稱布置，因而沿尺向載荷分布不均，要求軸有較大剛度，用于載荷比較平穩(wěn)的場合。分流式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，齒輪相對于軸承對稱布置，常用于變載荷的場合。同軸式橫向尺寸較小，但軸向尺寸較大，中間軸較長，剛度較差，高速級齒輪的承載能力難于充分利用。 缺點：嚙合時產(chǎn)生軸向分力，往往要用推力軸承或向心軸承來加以承受，使得支撐結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。制造精度低。 方案一 方案二方案二 ：齒輪蝸桿減速器電動機(jī)通過聯(lián)軸器與高速級斜齒輪相連，卷筒通過聯(lián)軸器與低速級蝸桿相連，齒輪蝸桿減速器傳動比一般為15到60，最大到480,。齒輪傳動在高速級結(jié)構(gòu)比較緊湊，蝸桿傳動在低速級使整個傳動裝置的效率較低。方案三：蝸桿齒輪減速器電動機(jī)通過聯(lián)軸器與高速級蝸桿相連，卷筒通過聯(lián)軸器與低速級斜齒輪相連結(jié)構(gòu)簡單，緊湊，但效率低，適用于載荷較小，間歇工作的場合。齒輪用于低速級，由于齒輪效率高，因此整體裝置的效率較高。方案三 方案四方案四：二級圓錐圓柱齒輪減速器電動機(jī)通過聯(lián)軸器與高速級錐齒輪相連，卷筒通過聯(lián)軸器與低速級斜齒輪相連。錐齒輪尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊，此傳動方案效率高，適合惡劣環(huán)境下長期工作，但制造困難，成本高?？傮w分析：合理的傳動方案應(yīng)保證工作可靠，并且結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊，加工方便，成本低廉，傳動效率高和維護(hù)便利等，但是一種方案同時滿足以上條件往往比較困難，因此根據(jù)具體實際設(shè)計有側(cè)重的進(jìn)行選取。本次設(shè)計的帶式輸送機(jī)應(yīng)滿足具有較長的使用壽命，尺寸緊湊，成本低廉，加工制造方便，傳動效率高，因此，綜合考慮以上因素，方案一較為合理，所以選擇方案一進(jìn)行設(shè)計。 傳動方案的技術(shù)設(shè)計與分析1． 電動機(jī)選擇與確定電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式選擇根據(jù)電動機(jī)的使用條件選擇異步電動機(jī)，一般異步電動機(jī)有三個系列①Y系列（IP23）三相異步電動機(jī)：該系列為三相防護(hù)式籠型異步電動機(jī)，其防護(hù)結(jié)構(gòu)型式不同于Y系列IP44的封閉式結(jié)構(gòu)，但卻比一般防滴式結(jié)構(gòu)要優(yōu)越。它能防止手指觸及機(jī)殼內(nèi)帶電導(dǎo)體或轉(zhuǎn)動部分；防止直徑大于12毫米的小形固體異物進(jìn)入；并防止沿垂直線成60度角或小于60度角的淋水滴入電動機(jī)。因此，Y系列（IP23）三相異步電動機(jī)的外殼防護(hù)等級較J2老系列有明顯的提高，從而使其的運行更安全更可靠。該系列三相異步電動機(jī)的額定電壓為380伏，額定頻率為50赫茲，→132千瓦，共有14個功率等級、6個機(jī)座號和45個規(guī)格。全系列電動機(jī)的功率等級、安裝尺寸均符合IEC國際標(biāo)準(zhǔn)，繞組采用B級絕緣材料，電動機(jī)均為A形接法，其冷卻方式為IC01。該系列電動機(jī)具有效率高、起動性能好、噪聲低、體積小、重量輕等特點。用于一般無特殊要求的機(jī)械設(shè)備，如風(fēng)機(jī)、水泵、機(jī)床、攪拌機(jī)等。②Y系列（IP44）三相異步電動機(jī)：該系列電動機(jī)為封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動機(jī)，效率高、節(jié)能、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩高、噪聲低、振動小，運動安全可靠。能防止灰塵、鐵屑或其他雜物侵入電機(jī)內(nèi)部；具有與Y系列（IP23）相同的用途外，還能適用于灰塵多、水土飛濺的場所，如球磨機(jī)、碾米機(jī)、磨粉機(jī)、脫谷機(jī)及其他農(nóng)業(yè)機(jī)械、食品機(jī)械、礦山機(jī)械等。其額定電壓為380伏，→160千瓦，共有22個功率等級。電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速有3000、1500、1000、750及600轉(zhuǎn)/分，其冷卻方式為IC0141。在Y系列基本系列的基礎(chǔ)上，適當(dāng)變更部分電磁結(jié)構(gòu)設(shè)計或加工工藝，即可派生出許多不同類型的派生系列和專用系列。③YEJ系列電磁制動三相異步電動機(jī)：該系列電動機(jī)是全封閉自扇冷式鼠籠型帶有直流圓盤式電磁制動器的三相異步電動機(jī)。是Y系列（IP44）電機(jī)的派生產(chǎn)品。它適用于要求快速停止準(zhǔn)確定位的傳動機(jī)構(gòu)或裝置上，如主軸傳動或輔助傳動。具有制動塊，定位準(zhǔn)確的有點。本次設(shè)計為帶式輸送機(jī)傳動裝置，驅(qū)動無特殊要求，室內(nèi)工作。綜合考慮選擇Y系列（IP44）三相異步電動機(jī)。電動機(jī)容量確定根據(jù)室外的使用條件選用Y系列（IP44）三相異步電動機(jī)，即封閉自扇冷氏鼠籠型三相異步電動機(jī)，能防止灰塵，鐵屑，或其他雜物的進(jìn)入。1）輸送機(jī)所需工作功率： 2）傳動效率的計算：根據(jù)《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊》表1210有：彈性聯(lián)軸器（ 2對 ）傳動效率： 角接觸球軸承（4對）傳動效率：圓柱齒輪（8級精度）傳動效率： 運 輸 滾 筒 的 傳 動 效 率 ： 總傳動效率： 3）電動機(jī)輸出有效功率：