【正文】 要求是中批，齒輪的鍛造可選擇自由鍛，也可以選擇模鍛。 （2）關(guān)鍵件或主要件加工工藝制定 齒輪用鍛鋼鍛造，接下來進行熱處理，之后切齒；軸用的也為45鋼，為了保證其力學性能，之后進行熱處理。S為疲勞強度安全系數(shù)，設(shè)計時按照齒輪材料疲勞極限試驗所取定的失效概率計算齒輪的疲勞強度，取S=1。電動機具體參數(shù)為： 表31 Y112M6電機參數(shù)表電動機型號額定功率（kW）電動機同步轉(zhuǎn)速（r/min）電動機轉(zhuǎn)速(r/min)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩Y112M61000940 傳動裝置總傳動比確定及分配 傳動裝置總傳動比確定 各級傳動比分配 分配方案對于兩級展開式圓柱齒輪減速器，當兩級齒輪的材質(zhì)和熱處理條件相同、齒寬系數(shù)相等時，為使高、低速級大齒輪浸油深度大致相近，且低速級大齒輪直徑略大，傳動比可按下式分配： 式中，為高速級傳動比，為減速器的總傳動比。 方案1：同步轉(zhuǎn)速為 的電機體積大，價格昂貴；216。防護等級為IP44。防護等級為IP23。根據(jù)以上要求，可選方案如下：216。綜上，選擇二級展開式圓柱齒輪減速器。216。216。216。 方案1：二級展開式圓柱齒輪 優(yōu)點：傳動比一般為8~40，用于平行軸之間的傳動，結(jié)構(gòu)簡單，加工和維修都比較方便，效率高，成本低，應用廣泛。減速器是一種相對精密的機械，使用它的目的是降低轉(zhuǎn)速，增加轉(zhuǎn)矩。 技術(shù)要求：此傳動裝置工作地點為煤廠，生產(chǎn)批量為中批，能承受中等沖擊，使用年限為四年二班。因此減速器的設(shè)計是非常重要的。本次設(shè)計過程涉及到機械裝置的實體設(shè)計，涉及零件的應力、強度的分析計算，材料的選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計等，涉及到以前學過的工程制圖、工程材料、機械設(shè)計制造、公差配合與技術(shù)測量、理論力學、材料力學、機械原理等方面的知識，是對以前所學知識的一次實踐應用，考驗學生的綜合能力，是一次十分難得的機會。機械設(shè)計課程設(shè)計任務報告作者：日期：燕 山 大 學機 械 設(shè) 計 課 程 設(shè) 計 報 告題目： 二級展開式圓柱齒輪減速器 學 院： 機械工程學院 年級專業(yè)： 2013級卓工班 學 號： 130101040026 學生姓名： 李響 指導教師： 齊效文  前言 帶式運輸機傳動裝置設(shè)計過程中的主要內(nèi)容為傳動方案的分析與擬定；選擇電動機；計算傳動裝置的運動參數(shù)和動力參數(shù)；傳動零件、軸的設(shè)計計算；軸承、聯(lián)接件、潤滑密封和聯(lián)軸器的選擇計算；減速器箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計及其附件的設(shè)計、繪制裝配圖和零件工作圖、編寫設(shè)計計算說明書以及設(shè)計總結(jié)和答辯。綜合各種因素得到一個相對合理的方案。 傳動裝置更是帶式運輸機的核心部分，傳動裝置即本次重點設(shè)計的減速器，起到降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩的作用，使其運行更加平穩(wěn)；減速器中的齒輪傳動效率高、傳遞載荷大、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高、壽命長等優(yōu)點保證了帶式運輸機的廣泛應用。關(guān)鍵詞：減速器 整體設(shè)計 方案比較 安全性 經(jīng)濟性 設(shè)計計算過程結(jié)果一、項目設(shè)計目標與技術(shù)要求 任務描述：主要任務為減速器的設(shè)計，通過對減速器的設(shè)計實現(xiàn)降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩，考慮到工作地點和其他要求，根據(jù)原始數(shù)據(jù)，任務書中帶的拉力（F）、帶速（v)和卷筒直徑（D)，設(shè)計出一個相對合理的方案，達到預期的目標。如圖1所示為帶式輸送機機構(gòu)簡圖，原動機為電動機，傳動裝置為減速器，工作機為卷筒，各部件用聯(lián)軸器聯(lián)接并安裝在機架上。根據(jù)設(shè)計目標和技術(shù)要求，可行設(shè)計傳動方案如下：216。 缺點：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，要求軸有較大剛度，一般適用于載荷較平穩(wěn)的場合；斜齒輪還會產(chǎn)生軸向力。 缺點：和圓柱齒輪相比，直齒圓錐齒輪的制造精度較低，工作振動和噪聲比較大，故圓周速度不宜過高；且圓錐齒輪加工較困難，特別是大直徑、大模數(shù)的圓錐齒輪，所以只有在改變軸的布置方向時采用。此外，蝸桿傳動發(fā)熱大，溫升高，潤滑的要求相對苛刻，在設(shè)計時還需進行熱平衡計算。綜合考慮以上因素，本次選擇二級展開式圓柱齒輪，它不僅能達到上述的要求，結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、工作可靠、壽命長，而且其結(jié)構(gòu)簡單，加工和維修方便，成本大大降低，應用斜齒輪工作更加平穩(wěn)，壽命延長。 電動機選擇與確定 電動機類型和結(jié)構(gòu)形式選擇如無特殊需要，一般選用Y系列三相交流異步電動機，其具有高效、節(jié)能、噪聲小、振動小、運行安全可靠的特點；根據(jù)不同的防護要求，電機結(jié)構(gòu)有開啟式、防護式、封閉式和防爆式等區(qū)別。適用于驅(qū)動無特殊要求的各種機械設(shè)備，如水泵，鼓風機等。能防止灰塵、鐵屑或其他雜物進入電機內(nèi)部；具有Y系列（IP23)相同的用途外，還能適用于灰塵多、水土飛濺的場合，如磨粉機、礦山機械等。 電動機轉(zhuǎn)速選擇 （1）工作機的輸出速度（2）電動機的轉(zhuǎn)速 推算電動機轉(zhuǎn)速可選范圍，由《機械設(shè)計課程設(shè)計指導手冊》P表22查得：按推薦的傳動比合理范圍，二級圓柱齒輪傳動比一般為，則電動機轉(zhuǎn)速可選范圍為： 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有，方案對比如下：216。 綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、價格等因素，決定選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的電動機，由《機械設(shè)計（機械設(shè)計課程設(shè)計指導手冊》P表144選取具體參數(shù)。其主要原則如下： （1）不同類件的安全系數(shù)確定 ①齒輪：在齒輪設(shè)計時，按照齒面接觸疲勞強度設(shè)計，按照齒根彎曲疲勞強度校核。此處按第一種情況計算，即=~。不同零件具體加工工藝不同，可以達到它們都能達到要求的性能并得到充分的利用如設(shè)計齒輪時，一對嚙合的齒輪，大齒輪一般用正火，小齒輪用調(diào)質(zhì)，使其硬度值差30~50，避免膠合，還可使其壽命相當。 ③軸承為標準件，到時直接選擇型號即可。 （1）傳動類型：斜齒輪 斜齒輪相比直齒輪運行更加平穩(wěn)、噪聲小、結(jié)構(gòu)更緊湊，接觸應力比直齒輪小，使壽命更長。25176。估計圓周速度，由《機械設(shè)計》圖611(b)查得動載系數(shù)。 b．應力循環(huán)次數(shù)為 其中，分別為小齒輪，大齒輪轉(zhuǎn)速，j為小齒輪每轉(zhuǎn)一圈同一齒面嚙合的次數(shù)，為齒輪的工作壽命。一般件的螺旋角在8176?？捎芍睾隙炔楸砜傻?，對于圓柱齒輪，為之和， 由《機械設(shè)計》P圖613 查得 由《機械設(shè)計》P圖617，在非對稱布置（軸剛性大），軟齒面，尺寬系數(shù)的前提下，查得故，ⅱ.求 由于大齒輪和小齒輪均采用45號鋼。由《機械設(shè)計》 圖625查接觸疲勞壽命系數(shù) 取失效概率為1%，安全系數(shù)，則得， ，初算小齒輪直徑 ： 修正載荷系數(shù) 按 ，由《機械設(shè)計》圖611(b) 查得動載系數(shù)(4) 校正計算的分度圓直徑 至此可得，速度系數(shù)Kv修正后，② 確定各尺寸參數(shù)ⅰ.選定法面模數(shù) 通過查閱《機械設(shè)計》表61，取標準值ⅱ.確定中心距 a=由于中心距都是0,5結(jié)尾，初定ⅲ. 按圓整后的中心距修整螺旋角 ⅳ. 計算分度圓直徑 ⅴ. 計算齒輪寬度 圓整取 ，為了保證完全嚙合，取 第二級齒輪傳動強度校核 （1）各項參數(shù)計算①重合度系數(shù) ②螺旋角系數(shù) (由于εβ =1，按=1計算) ③計算當量齒數(shù)，查取齒形系數(shù)和應力修正系數(shù)由《機械設(shè)計》 圖621查得齒形系數(shù) 由《機械設(shè)計》 圖622查得應力修正系數(shù) ?。?） 許用齒根彎曲疲勞強度①彎曲疲勞強度極限齒輪的彎曲疲勞強度極限：由《機械設(shè)計》圖628查得 小齒輪，=240（調(diào)質(zhì)），； 大齒輪，=190（正火）。 軸徑初估（1）高速軸軸徑初估 ①高速軸上的轉(zhuǎn)速、功率、和轉(zhuǎn)矩： 第一級小齒輪 ②切應力法初定最小軸徑 選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)《機械設(shè)計》公式初步計算軸徑。經(jīng)選擇查《機械設(shè)計課程設(shè)計指導手冊》表154，選LT3型彈性套柱銷聯(lián)軸器=18mm。最后選擇齒輪軸形式，具體原因?qū)⒃诘?節(jié)說明。 ③其他軸徑的確定 與第一級大齒輪相配合，為便于裝配，它們之間為非定位軸肩， 初取=32mm。C的值可由《機械設(shè)計》表102確定，軸受彎矩時取C=118，且因軸上有單鍵槽，增大軸徑的3%，故得： 。 與軸承相配合，為了使軸承裝入方便，一般使，此處為非定位軸肩，軸承內(nèi)徑以0，5結(jié)尾，初取=50mm。根據(jù)需要，采用不同鍵，不同的配合方式。平鍵中還有導鍵和滑鍵，他們都用于動聯(lián)接。它的優(yōu)點是工藝性好，同平鍵一樣具有制造容易，裝卸方便，不影響定心等。楔鍵相對于平鍵的優(yōu)點是可以傳遞單向的軸向力。普通平鍵的配合分為松聯(lián)接、正常聯(lián)接和緊密聯(lián)接三種形式。（2） 中間軸與第一級大齒輪之間的鍵 ① 鍵的確定： 軸徑=32mm，軸長=44mm，一般鍵距離裝入端1~3mm，距離另一端3~5mm，由《機械設(shè)計課程設(shè)計指導手冊》表1730查得鍵的尺寸如下：圓頭普通平鍵（A型），b=10mm，h=8mm，L=36mm；鍵 1036 GB1096② 強度校核： 由《機械設(shè)計》動聯(lián)接強度計算公式行校核，l’=Lb,由《機械設(shè)計》表31查得，由于是中等沖擊取則T== =，滿足要求。五個鍵的選取和強度計算完畢。下面對幾種可選擇的球軸承方案進行對比分析：216。另外，相比與深溝球軸承，它可以自動調(diào)心，內(nèi)外圈軸線允許有小于3度的相對偏轉(zhuǎn)角，以適應軸的變形和安裝誤差。這類軸承宜成對使用，適用于旋轉(zhuǎn)精度高的支承。綜上由于展開式加速器軸承中主要承受徑向載荷，所以，不應選擇推力球軸承；又由于其軸的長度不是很長，撓度變化不大，軸的剛度較大，故不宜選擇調(diào)心球軸承。五、 傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計與總成、執(zhí)行機械設(shè)計標準與規(guī)范主視圖俯視圖側(cè)視圖 軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計與方案分析 高速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計與方案分析 結(jié)構(gòu)圖如下：（1）齒輪結(jié)構(gòu)形式及固定 齒輪的結(jié)構(gòu)形式一般分為兩種，齒輪軸式和裝配式結(jié)構(gòu)，其各有優(yōu)點和局限性，下面對兩種方案進行對比分析：216。其缺點是，只有直徑較小的齒輪才采用齒輪軸式，并且一旦齒輪部分或軸部分一處有損壞，則需換掉整根軸，經(jīng)濟成本會增加。優(yōu)點是可以分開加工，加工工藝更細化，成品率高，并且當齒輪或軸損壞時，可不必全部更換，降低成本。（2）軸承支承及固定：軸承的固定支承方式有三種，兩端固定支承、固定游離支承和兩端游離支承。適應軸的受熱伸長受徑向載荷和軸向載荷聯(lián)合作用的軸，多采用角接觸型軸承組成兩端固定支承。另一端使軸承與軸或外殼孔間可以相對移動，以補償因熱變形及制造安裝誤差引起的長度變化。因此，在各種機床主軸、工作較高的蝸桿軸以及跨距較大的長軸支承中得到了廣泛的應用。否則，由于人字齒兩側(cè)齒輪不完全對稱，會使輪齒受力不均勻，影響齒輪傳動正常工作。綜上，二級展開式減速器主要以承受徑向力為主，軸的跨距不大，運轉(zhuǎn)精度不是很高，所以選軸承的固定方式選擇兩端固定支承。（3）軸上其他零件的固定 由于是油潤滑，軸上有擋油板，其一端通過定位軸肩，另一端通過軸承實現(xiàn)軸向固定，端蓋則是通過螺栓與箱體聯(lián)接實現(xiàn)固定。（2）軸承的支承及固定中間軸也是主要承受徑向力和很小的軸向力，且軸的跨距不是很大，故選擇兩端固定支承。其固定方式一端通過定位軸肩，另一端通過套筒實現(xiàn)軸向固定。（3）軸上其他零件的固定由于是油潤滑，軸上有擋油板，一個一端通過套筒，另一端通過軸承實現(xiàn)軸向固定，另一個一端通過軸肩，另一端通過軸承實現(xiàn)軸向固定。 主要零部件的校核與驗算 軸系結(jié)構(gòu)強度校核(選擇低速軸進行校核)（1）支點、受力點分析確定按比例作圖，量出=，=。 ，合理，軸的強度校核完畢。根據(jù)《機械設(shè)計課程設(shè)計指導手冊》有以下幾種方案可選，下面對這幾種聯(lián)軸器方案進行對比分析：216。216。216。主要用于中小功率傳動中；后者尼龍柱銷為彈性元件。（2）聯(lián)軸器的具體選擇① 輸入軸=18mm，查根據(jù)《機械設(shè)計課程設(shè)計指導手冊》表154選擇聯(lián)軸器參數(shù)如下： 型號額定轉(zhuǎn)矩軸孔直徑軸孔長度Y型LT3聯(lián)軸器1842 ②輸出軸=38mm，查根據(jù)《機械設(shè)計課程設(shè)計指導手冊》表154選擇聯(lián)軸器參數(shù)如下：型號額定轉(zhuǎn)矩軸孔直徑軸孔長度Y型LT3