二级斜齿轮圆柱齿轮减速器设计说明书.doc

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1、白城师范学院机械设计课程设计机械设计基础课程设计双级斜齿轮圆柱齿轮减速器专 业： 学 号：姓 名： 指导教师：日 期：设计计算及说明结果第一节 设计任务设计任务：设计一带式输送机用单级圆柱齿轮减速器。已知输送拉力F=2.6KN，带速V=2.2m/s，传动卷筒直径D=380mm。有电动机驱动，工作寿命八年（每年工作300天），两班制，带式输送机工作平稳，转向不变。设计工作量：1、减速器装配图1张（l号图纸）2、零件图2张（输出轴及输出轴上的大齿轮）（按1：1比例绘制）3、设计说明书1份第二节 、传动方案的拟定及说明传动方案如第一节设计任务书（a）图所示，1为电动机，2为V带，3为机箱，4为联轴器

2、，5为带，6为卷筒。由机械设计基础课程设计表21可知，V带传动的传动比为24，斜齿轮的传动比为36，而且考虑到传动功率为 KW，属于小功率，转速较低，总传动比小，所以选择结构简单、制造方便的单级圆柱斜齿轮传动方式。 第三节 、电动机的选择1.传动系统参数计算(1) 选择电动机类型.选用三相异步电动机,它们的性能较好,价廉,易买到,同步转有3000,1500,1000,750r/m四种,转速低者尺寸大;为了估计动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和拟定传动方案，可先由已知条件计算起驱动卷筒的转速nw 经过分析，任务书上的传动方案为结构较为简单、制造成本也比较低的方案。（2）选择电动机 1

3、）卷筒轴的输出功率2）电动机的输出功率PP/传动装置的总效率0.960.980.980.990.960.86故PP/=5.72/0.86=6.65KW3）电动机的额定功率Ped根据机械设计基础课程设计第二十章表20-1选取电动机功率Ped=7.5KW4）电动机的转速 为了便于选择电动机的转速，先推算电动机转速的可选择范围。根据机械设计基础课程设计表2-1查得V带传动的传动比i24，单级圆柱斜齿轮传动比i36，则电动机可选范围为nnwii6662664r/min 故选择1500r/min转速的电动机。根据机械设计基础课程设计表20-1选定电动机Y132M-45）电动机的技术数据和外形、安装尺寸由

4、机械设计基础课程设计表20-1、表20-2可查出Y132M-4型电动机的主要技术数据和外形、安装尺寸第四节 、计算传动装置的运动和动力参数（一）计算传动装置的总传动比和传动比分配（1） 总传动比由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速nw，可得传动装置总传动比为in/nw1440/11112.97（2） 传动装置传动比分配iii式中i，i分别为带传动和单级圆柱减速器的传动比。为使V带传动外廓尺寸不致过大，初步取i2.3，则单级圆柱减速器传动比为ii/ i12.97/2.35.64。（二）运动参数及动力参数的计算（1）各轴转速 n0n1440r/min n1n0/ i11440/2.3626

5、r/min n2n0/ （ii）111 r/min（2）各轴输入功率P0P6.65kW P1P06.650.966.38 kWP2P1滚齿6.380.980.986.13kW（3）各轴输入转矩0轴 T09550 P0/ n0=95506.65/1440=44.1 Nm轴 T19550 P1/ n1=95506.38/626=97.33 Nm轴 T29550 P2/ n2=95506.13/111=527.4 Nm 第五节、传动零件的设计计算1.带传动的设计确定计算功率 工作情况系数查机械设计基础表13-6 =1.1 =1.16.65=7.315选择带型号根据Pc =7.315，n1440r/m

6、in，查图初步选用普通A型带选取带轮基准直径查机械设计基础表13-7选取小带轮基准直径=112mm，则大带轮基准直径1440626112（1-0.02）=252.5mm式中为带的滑动率，通常取（1%2%），查表后取=250验算带速v=8.44m/s在5m/s范围内，带充分发挥。（5）V带基准长度Ld和中心距aa0 =1.5（112+250）=543mm取a0 =550，符合0.7（ +） a0，合适（7）求确定v带根数z因=112mm，n1440r/min，带速v=8.44m/s，得实际传动比=2.28 查表得单根v带功率增量=0.17KW，包角修正系数=0.96，带长修正系数=0.99，则由

7、公式得故选5根带。（8）确定带的初拉力F0（单根带）查表13-1得q=0.10kg/m，故可由式（13-17）得单根V带的初拉力 =146.157N 作用在轴上的压力=25146.157sin/2=1447N（9）带轮的结构设计 查机械设计基础课程设计GB-10412-89得带轮缘宽度B=80mm2、齿轮传动的设计（1）选择材料与热处理根据工作要求,采用齿面硬度=350HBS，查机械设计基础表11-1得 小齿轮选用40Cr,调质,硬度为250HBS 大齿轮选用ZG35SiMn,调质,硬度为220HBS 由机械设计基础图11-7C得680 MPa ，510MPa， 由机械设计基础表11-4得SH

8、 =1.1，所以680/1.1MPa618MPa 510/1.1MPa539MPa由机械设计基础图11-10C得240 Mpa，160Mpa。由机械设计基础表11-4得SF =1.4，所以240/1.4MPa171MPa 160/1.4MPa114.3MPa（2）按齿面接触强度计算 设齿轮按8级精度制造。取载荷系数K=1.2（表11-3），齿换系数=0.4。 小齿轮上的扭距T19550 P1/ n1=95506.38/626=97.33 Nm按式（11-5）计算中心距=188.6mm取a=190mm齿数 取z36，z5.96136205，则取z =205，实际传动比i=5.69mn=2acos

9、 /(Z1+Z2)=2190cos/（36+205）=1.25mm按表4-1，取mn=1.5，去定螺旋角 = arccos mn (Z1+Z2) / 2a= 齿宽b=a=0.4190=76mm，取b2=76mm，b1=84mm（3）验算弯曲强度当量齿数:Zv1=Z1/cos3 =41.8 ，Zv2=Z2/cos3 =238.1查图11-9得YF1=2.44 , YF2=2.13，所以F2= F1 YF2/ YF1 = 61.5Mpa8箱盖壁厚1100.858凸缘厚度箱座b151.5箱盖b1151.51底座b2252.5箱座肋厚m8.50.85箱盖肋厚m18.50.851地脚螺钉型号df18取M

10、20单级齿轮减速器，0.036a+12数目n4轴承旁联接螺栓直径d114.13取M160.75 df箱座、箱盖联接螺栓直径尺寸d211.3取M12（0.5-0.6）df观察孔盖螺钉C2d4（0.3-0.4）df凸台高度h结构而定凸台半径R1= C2箱体外壁至轴承盖座端面的距离l140C1+ C2+(510)注释：a：中心距之和，a190mm 2、附件为了保证减速器的正常工作，除了对齿轮、轴、轴承组合和箱体的结构设计给予足够的重视外，还应考虑到为减速器润滑油池注油、排油、检查油面高度、加工及拆装检修时箱盖与箱座的精确定位、吊装等辅助零件和部件的合理选择和设计。 名称规格或参数作用窥视孔视孔盖14

11、5112为检查传动零件的啮合情况，并向箱内注入润滑油，应在箱体的适当位置设置检查孔。图中检查孔设在上箱盖顶部能直接观察到齿轮啮合部位处。平时，检查孔的盖板用螺钉固定在箱盖上。材料为铸铁通气器通气螺塞M121.25减速器工作时，箱体内温度升高，气体膨胀，压力增大，为使箱内热胀空气能自由排出，以保持箱内外压力平衡，不致使润滑油沿分箱面或轴伸密封件等其他缝隙渗漏，通常在箱体顶部装设通气器。材料为Q235轴承盖凸缘式轴承盖六角螺栓（M8）固定轴系部件的轴向位置并承受轴向载荷，轴承座孔两端用轴承盖封闭。轴承盖有凸缘式和嵌入式两种。图中采用的是凸缘式轴承盖，利用六角螺栓固定在箱体上，外伸轴处的轴承盖是通孔

12、，其中装有密封装置。材料为HT150定位销M635为保证每次拆装箱盖时，仍保持轴承座孔制造加工时的精度，应在精加工轴承孔前，在箱盖与箱座的联接凸缘上配装定位销。中采用的两个定位圆锥销，安置在箱体纵向两侧联接凸缘上，对称箱体应呈对称布置，以免错装。材料为45号钢油面指示器油标尺M12检查减速器内油池油面的高度，经常保持油池内有适量的油，一般在箱体便于观察、油面较稳定的部位，装设油面指示器，采用2型 油塞M141.5换油时，排放污油和清洗剂，应在箱座底部，油池的最低位置处开设放油孔，平时用螺塞将放油孔堵住，油塞和箱体接合面间应加防漏用的垫圈（耐油橡胶）。材料为Q235起盖螺钉M830为加强密封效果

13、，通常在装配时于箱体剖分面上涂以水玻璃或密封胶，因而在拆卸时往往因胶结紧密难于开盖。为此常在箱盖联接凸缘的适当位置，加工出1个螺孔，旋入启箱用的圆柱端或平端的启箱螺钉。旋动启箱螺钉便可将上箱盖顶起。起吊装置箱座吊耳+吊环螺钉M12经过估算减速器重量约为1.05-2.1kN，为了便于搬运，在箱体设置起吊装置，采用箱座吊耳+吊环螺钉M12，材料20钢正火。 第十一节、 润滑与密封一、润滑1，本设计采用油润滑原因：润滑冷却效果较好，f较小，但供油系统和密封装置均较复杂，适于高速场合。润滑方式：飞溅润滑，由于转速2m/s,不容易形成油雾，通过适当的油沟来把油引入各个轴承中。1）齿轮的润滑采用浸油润滑，

14、由于低速级周向速度为，所以浸油高度约为50+1020。取为60。（2）滚动轴承的润滑由于轴承周向速度为，所以宜开设油沟、飞溅润滑。（3）润滑油的选择齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用L-AN15润滑油。2， 滚动轴承内侧的挡油盘由于输入轴的齿轮直径小，设计为齿轮轴，齿顶圆小于轴承的外径，为防止啮合时所挤出的热油大量冲向轴承内部，增加轴承阻力，设置挡油盘（冲压件）二、密封选用凸缘式端盖易于调整，采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。密封圈型号按所装配轴的直径确定为（F）B25-42-7-ACM，（F）B70-90-10-ACM。轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外

15、径决定。在轴承盖的轴孔内设置密封件。本设计采用接触式毡圈密封第十二节、设计小结 经过十几天的努力,我终于将机械设计课程设计做完了.在这次作业过程中,我遇到了许多困难,一遍又一遍的计算,一次又一次的设计方案修改，这都暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足，计算出现了很多小问题，令我非常苦恼.后来在吴老师的指导下,我找到了问题所在之处,并将之解决.同时我还对机械设计基础的知识有了更进一步的了解.在传动系统的设计时,面对功率大,传动比也大的情况,我一时不知道到底该如何分配传动比.后来经过几次计算,才找到比较好的方案.这次我吸取了盲目计算的教训,在动笔之前,先征求了吴老师的意见,终于确定了我最终的

16、设计方案.至于画装配图和零件图,由于前期计算比较充分而且充分利用休息时间,整个过程用时不到一周。在此期间,我还得到了许多同学和老师的帮助.在此我要向他们表示最诚挚的谢意.整个作业过程中,我遇到的最大,最痛苦的事是最后的文档.一来自己电脑知识不够扎实,用起来很不方便。 尽管这次作业的时间是漫长的,过程是曲折的,但我的收获还是很大的.不仅仅掌握了带传动以及齿轮的设计步骤与方法;也对制图有了更进一步的掌握。对我来说,收获最大的是方法和能力.那些分析和解决问题的方法与能力.在整个过程中,我发现像我们这些学生最最缺少的是经验,没有感性的认识,空有理论知识,有些东西很可能与实际脱节.总体来说,我觉得做这种

17、类型的作业对我们的帮助还是很大的,它需要我们将学过的相关知识都系统地联系起来,从中暴露出自身的不足,以待改进.有时候,一个人的力量是有限的,合众人智慧,我相信我们的作品会更完美! 第十三节、参考资料目录1、机械设计基础杨可桢、程光蕴主编（第四版）高等教育出版社2、机械设计机械设计基础课程设计 王昆等主编 高等教育出版社付：外文翻译 电火花加工 电火花加工法对加工超韧性的导电材料（如新的太空合金）特别有价值。这些金属很难用常规方法加工，用常规的切削刀具不可能加工极其复杂的形状，电火花加工使之变得相对简单了。在金属切削工业中，这种加工方法正不断寻找新的应用领域。塑料工业已广泛使用这种方法，如在钢制

18、模具上加工几乎是任何形状的模腔。 电火花加工法是一种受控制的金属切削技术，它使用电火花切除（侵蚀）工件上的多余金属，工件在切削后的形状与刀具（电极）相反。切削刀具用导电材料（通常是碳）制造。电极形状与所需型腔想匹配。工件与电极都浸在不导电的液体里，这种液体通常是轻润滑油。它应当是点的不良导体或绝缘体。 用伺服机构是电极和工件间的保持0.00050.001英寸（0.010.02mm）的间隙，以阻止他们相互接触。频率为20000Hz左右的低电压大电流的直流电加到电极上，这些电脉冲引起火花，跳过电极与工件的见的不导电的液体间隙。在火花冲击的局部区域，产生了大量的热量，金属融化了，从工件表面喷出融化金

19、属的小粒子。不断循环着的不导电的液体，将侵蚀下来的金属粒子带走，同时也有助于驱散火花产生的热量。 在最近几年，电火花加工的主要进步是降低了它加工后的表面粗糙度。用低的金属切除率时，表面粗糙度可达24vin.(0.050.10vin)。用高的金属切除率如高达15in3/h(245.8cm3/h)时，表面粗糙度为1000vin.(25vm)。 需要的表面粗糙度的类型，决定了能使用的安培数,电容,频率和电压值。快速切除金属（粗切削）时，用大电流,低频率,高电容和最小的间隙电压。缓慢切除金属（精切削）和需获得高的表面光洁度时，用小电流,高频率,低电容和最高的间隙电压。 与常规机加工方法相比，电火花加工

20、有许多优点。 1 . 不论硬度高低，只要是导电材料都能对其进行切削。对用常规方法极难切削的硬质合金和超韧性的太空合金，电火化加工特别有价值。 2 . 工件可在淬火状态下加工，因克服了由淬火引起的变形问题。 3 . 很容易将断在工件中的丝锥和钻头除。 4 . 由于刀具（电极）从未与工件接触过，故工件中不会产生应力。 5 . 加工出的零件无毛刺。 6 . 薄而脆的工件很容易加工，且无毛刺。 7 . 对许多类型的工件，一般不需第二次精加工。 8 .随着金属的切除，伺服机构使电极自动向工件进给。 9 .一个人可同时操作几台电火花加工机床。 Electrical discharge machiningE

21、lectrical discharge machining has proved especially valuable in the machining of super-tough, electrically conductive materials such as the new space-age alloys. These metals would have been difficult to machine by conventional methods, but EDM has made it relatively simple to machine intricate shap

22、es that would be impossible to produce with conventional cutting tools. This machining process is continually finding further applications in the metal-cutting industry. It is being used extensively in the plastic industry to produce cavities of almost any shape in the steel molds. Electrical discha

23、rge machining is a controlled metal removal technique whereby an electric spark is used to cut (erode) the workpiece, which takes a shape opposite to that of the cutting tool or electrode. The cutting tool (electrode) is made from electrically conductive material, usually carbon. The electrode, made

24、 to the shape of the cavity required, and the workpiece are both submerged in a dielectric fluid, which is generally a light lubricating oil. This dielectric fluid should be a nonconductor (or poor conductor) of electricity. A servo mechanism maintains a gap of about 0.0005 to 0.001 in. (0.01 to 0.0

25、2 mm) between the electrode and the work, preventing them from coming into contact with each other. A direct current of low voltage and high amperage is delivered to the electrode at the rate of approximately 20 000 hertz (Hz). These electrical energy impulses become sparks which jump the dielectric

26、 fluid. Intense heat is created in the localized area of the park impact, the metal melts and a small particle of molten metal is expelled from the surface of the workpiece . The dielectric fluid, which is constantly being circulated, carries away the eroded particles of metal and also assists in di

27、ssipating the heat caused by the spark.In the last few years, major advances have been made with regard to the surface finishes that can be produced. With the low metal removal rates, surface finishes of 2 to 4 um. (0.05 to 0.10um) are possible. With high metal removal rates finishes of 1 000uin. (2

28、5um) are produced.The type of finish required determines the number of amperes which can be used, the capacitance, frequency, and the voltage setting. For fast metal removal (roughing cuts), high amperage, low frequency, high capacitance, and minimum gap voltage are required. For slow metal removal

29、(finish cut) and good surface finish, low amperage, high frequency, low capacitance, and the highest gap voltage are required.Electrical discharge machining has many advantages over conventional machining processes.1. Any material that is electrically conductive can be cut, regardless of its hardnes

30、s. It is especially valuable for cemented carbides and the new supertough space-age alloys that are extremely difficult to cut by conventional means.2. Work can be machined in a hardened state, thereby overcoming the deformation caused by the hardening process.3. Broken taps or drills can readily be

31、 removed from workpieces. 4. It does not create stresses in the work material since the tool (electrode) never comes in contact with the work.5. The process is burr-free.6. Thin, fragile sections can be easily machined without deforming.7. Secondary finishing operations are generally eliminated for many types of work.8. The process is automatic in that the servomechanism advances the electrode into the work as the metal is removed.9. One person can operate several EDM machines at one time.