二级展开式斜齿轮减速器课程设计

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1、设计任务书 设计题目：带式输送机的传动装置 设计条件： 1、工作条件：连续单向运转，载荷平稳，空载启动，两班制工作，运输带速度允许误差为5%，工作机效率ηw=0.96。 2、使用期限及检修间隔：工作期限为8年，检修期定为三年； 3、生产批量及生产条件：小批量生产； 4、设备要求：固定； 5、安装形式：卧式。 原始数据： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 输入扭矩（kg.m） 37 45 51 60 68 75 82 94 29 37 40 50 5

2、4 60 65 70 74 转速(r/min) 48 48 48 48 48 48 48 48 61 61 61 61 61 61 61 61 61 题号 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 输入扭矩（kg.m） 80 83 85 90 29 35 40 47 50 54 60 65 70 75 80 85 87 转速(r/min) 61 61 61 61 76 76 76 76 76 76

3、 76 76 76 76 76 76 76 设计工作量： 1、减速器装配图一张（0#图纸，手工绘图）； 2、零件工作图两张（低速级大齿轮、低速级轴，3#图纸，计算机绘图）； 3、设计说明书一份6000～8000字（手写），装订成册。 设计说明书的主要内容 封面 (标题及班级、姓名、学号、指导老师、完成日期) 目录（标题及页次） 设计任务书 前言，传动方案的分析与拟定（简单说明并附传动简图） 电动机的选择计算 传动装置的运动及动力参数的选择和计算 传动零件的设计计算 轴的设计计算及校核； 滚动轴承的选择和计算 键联接选择和计算 联轴器的选择

4、减速器箱体的设计及说明 减速器的润滑方式和密封类型的选择 减速器附件的选择及说明 设计小结（体会、优缺点、改进意见） 参考文献（资料的编号【】及书名、作者、出版单位、出版年月）； 第一次布置 课程设计的目的、内容及要求 一、课程设计的目的 （1）通过课程设计，培养综合运用“机械设计”课程和其它先修课程的理论和实际知识，掌握机械设计的一般规律，树立正确的设计思想，具备分析和解决实际问题的能力； （2）培养学会从机器功能的要求出发，合理选择传动机构的类型，制订设计方案，在考虑制造工艺、使用、维护、经济和安全等问题的基础

5、上正确计算零件的工作能力，确定它的材料、形状、尺寸与结构，并具备设计简单机械的能力； （3）通过课程设计，促使学习、运用各种标准、规范、手册、图册，会查阅所有相关技术资料，具备设计机器的基本技能。 二、机械产品设计的一般步骤 机械产品的一般组成为： 　　具体产品还包括监测、控制、电器、安全、润滑、密封、维护等部分，其设计过程是一个分析——>综合——>决策的反复过程。 　　典型步骤为： 1、明确设计任务，制定设计任务书； 2、提供方案，进行评价； 3、按照选定的方案进行总体设计、运动和动力学分析、零件工作 能力计算和结构分析，绘4、绘装配图； 5、施工设计，既根据装配图，

6、考虑结构工艺性和生产条件等因， 绘制零件工作图； 6、审核图纸 7、整理设计文件，编写设计计算说明书和使用说明书等。 三、课程设计的基本步骤与日程安排 1、课程设计的基本步骤 1) 准备阶段 ◆研究设计任务书，分析设计题目，了解原始数据和工作条件，明确设计内容和要求； ◆做减速器拆装实验，阅读教材、课程设计指导书及图册，了解减速器产品及其设计过程，作出进度计划； ◆借好教室、图板、资料，准备好图纸（一人一张0＃图，资料袋一个、课程设计说明书一份）和用具。 2) 传动装置总体设计阶段 ◆分析和拟订传动方案； ◆选择电动机，计算总传动比并分配传动比； ◆计算各轴转速、功率

7、和转矩。 3) 传动装置设计计算阶段 ◆带传动的设计计算； ◆计算减速器各齿轮参数、尺寸和两级中心距。 4) 减速器装配图设计阶段 ◆分析和选定减速器结构方案； ◆绘制装配草图，进行轴和轴承、轴上零件、轴承部件的初步设计、计算； ◆精确校核指定轴强度，计算指定轴上一对轴承的寿命及该轴上键的强度，选择联轴器； ◆进行机体结构及其附件的设计； ◆标注尺寸、减速器特性、技术要求，填写标题栏和零件明细表，检查、修正、加深，完成装配图。 5) 零件工作图绘制阶段 ◆绘制指定的零件图(轴,齿轮)； 6) 设计计算说明书编写阶段 7) 设计总结和答辩 2、课程设计日程安排 1

8、) 准备阶段 课余时间 2天 2) 传动装置总体设计阶段 课余时间 2天 3) 传动装置设计计算阶段 课余时间 2天 收齐检查 下学期第九周 4) 减速器装配草图设计阶段 第一周 周1～周2 2天 减速器装配图设计阶段 第一周 周3～周6 4天 5) 零件工作图绘制阶段 第一周 周1～周2 2天 6) 设计计算说明书编写阶段 第二周 周3～周4 2天 7) 设计总结和答辩 第二周 周5　　 1天 四、主要参考资料、要求、注意事项与成绩评定 1.主要参考资料： 教材、《机械设计课

9、程设计指导书》、《机械设计课程设计图册》、《机械零件设计手册》、《机械设计手册》。 2.课程设计要求： ◆态度认真，独立思考，一丝不苟，求实创新。 ◆每天上、下午必须在指定的设计教室进行设计，不得迟到和早退（学号贴于图板侧面，以便教师检查）； ◆保持设计教室安静、清洁、文明； ◆注意衣着整洁； ◆独立完成，可以相互讨论，但不得抄袭。 3.注意事项 1）正确处理参考已有资料与创新的关系； 2）贯彻“三边”设计方法，即：边计算，边绘图，边修改； 3）及时整理和记录设计过程中的数据，包括计算结果、重要数据、参考资料来源，使设计有理、有据，以利于设计的正常进行、阶段性自我检查和编写

10、设计计算说明书； 4）正确使用标准和规范，尽量采用标准件，以降低成本。　 4.成绩评定 1、图纸结构、投影、标注及数据是否正确，线条是否符合制图标准，图面是否整洁，字迹是否工整等； 2、设计计算说明书：设计计算是否正确、完整、字迹是否工整、整洁等； 3、设计表现：是否遵守纪律、设计态度端正，能否按进度独立完成工作量，是否迟到早退等；（出勤率） 4、答辩成绩。 优　秀 态度认真，按时完成，小错误不多于三处； 良　好 非原则性错误不多于六处； 中 非原则性错误多于六处,但原则性错误不多于六处两处； 及　格 基本完成，原则性错误两处以上； 不及格 错误过多

11、，不能独立完成。 课程设计的内容 一、传动方案的分析和拟定 二、电动机的选择，速比计算与分配 1、电动机类型： 1）选择类型和结构形式 　　Y系列三相笼型异步电机，额定电压交流380V，全封闭。(P155表12-1) 2）计算电机容量 功率：所选电机的额定功率>计算功率 根据计算功率Pd选电机，注意： P> Pd 3）计算电机转速 n m/nw =i1i2i3 nw ―工作机转速 i1、i2、i3―各级合理传动比 4）确定电机

12、型号 功率相同的同类电机有不同的转速，电机转速高、转矩小→外廓尺寸小、重量轻、价格便宜。但在总传动比相同条件下，传动装置传动比大→尺寸及重量大、价格高，故二者应综合考虑。 本设计一般用同步转速为1500及1000r/min两种电动机转速（用满载转速nm计算：1450及960r/min ）。双级圆柱齿轮减速器: 优先选用1500 r/min 根据容量和转速范围，从手册中查出适用的电机型号。如适用型号有数种，应综合考虑电机和传动装置的尺寸、重量、价格和传动比，选择出较佳型号，并记录下主要性能参数和安装尺寸。 型号标记为Y132-S2-2，这里Y132表示Y系列，机座中心高132

13、Mmm；S2表示短机座，第二钟铁芯长度(M-中机座,L-长机座)； 2表示电机级数为2。 将所选电机的有关参数列一个表，备查 2、总速比计算 总传动比 3、速比分配 　　速比分配时，主要考虑以下因素： 　　a)各级传动比在合理范围内； b)各级传动尺寸协调，结构匀称合理； c)尽量使传动装置外廓尺寸紧凑，或重量最小； d)尽量使各级大齿轮浸油深度合理； e)传动零件不产生干涉碰撞。 推荐:：双级圆柱：i带 i齿1 i齿2 i带 ＝2～４　可取偏小些的值（2～2.5） i 高＝（1.3～1.5） i低 注：传动件的参数确定后，验算传动比的误差

14、，应满足 δi≤(3 ～ 5)% 三、运动和动力参数计算 1、各轴转速 2）各轴功率 3）各轴转距 将计算出的各轴的转速、功率、转距列表备查 轴 名 功率P(kW) 转矩T(N.m) 转速n(r/min) 传动比 输入 输出 输入 输出 电机轴 I 轴 II 轴 III 轴 卷筒轴 四、传动零件的设计计算 传动装置包括各种类型的零、部件，其中决定其工作性能、结构布置和尺寸大小的主要是传

15、动零件，如V带传动、链传动和开式齿轮传动等，再进行箱传动零件设计。 1.带传动设计 　 要求计算出V带传动的型号、长度、根数、中心距、初拉力、压轴力；确定带轮直径，材料、张紧装置、带轮结构尺寸等。设计时应注意： （1）带轮尺寸与传动装置外廓尺寸的相互关系。如：装在电动机轴上的小带轮直径与电动机中心高应相称；大带轮不应过大以免与机架相碰等。一般应由电机轴定小带轮轴孔孔径，在带轮轴孔孔径与减速器输入轴协调； （2）dd1、dd2应标准化，由此造成实际带传动的传动比与分配的带传动的传动比之间有差异，应予以修正，从而得到减速器实际的传动比和输入转矩； （3）Ｖ带轮的结构形式：主要由带轮

16、直径大小而定，具体结构及尺寸可查手册。在课程设计说明书中给出设计计算方法、结论等，并绘制出带轮草图。 2、齿轮传动设计 设计时应选择正确的设计准则，计算出减速器各齿轮的参数，主要为：模数、齿数、螺旋角、齿轮宽度、传动中心距，并计算出各齿轮的主要尺寸。计算中应注意以下问题： 1）动力传递时，齿轮模数 mn 应不小于 1.5mm； 2）为减小轴承轴向力，齿轮螺旋角推荐取为 β=8 ～ 15 ； 3）利用公式 a = mn（Z1+Z2）/（2COS(β)) 调整中心 距，取中心距为整数； 4）齿轮宽度：小齿轮宽度 = 大齿轮宽度 + (5～ 10) mm； 5）正确选择齿轮结构形式，如

17、小齿轮尺寸过小，可采用齿轮轴； 6）为了较为方便的布置图面，按 1：1 比例绘制0号装配图时，两级减速器中心距之和 a1+a2 应小于280mm。 7）齿轮各参数计算出来后，应以表格的形式记录下有关的尺寸参数，供绘制装配图和零件图使用。 （1）齿轮的材料： 过去：常常是小齿轮45号钢调质，大齿轮45号钢正火（HB170～210）； 现在：小齿轮合金钢，如40MnB调质（HB240～285）或40Cr（HB240～286）或表面淬火，大齿轮用45号钢正火。 （2）齿轮的结构尺寸： 1）齿轮传动的几何参数和尺寸分别进行标准化、圆整或计算其精确值； 2）具体结构尺寸可参见《图册》；

18、 3）几何尺寸、参数的计算结果应及时整理并列表。 特别提示：边设计边修改，最终装配图、零件图、计算说明书的结果必须一致，尤其对于轴、齿轮等。具体设计计算方法参见教材有关内容。 第二次布置 主要内容 1. 了解减速器的各种附件、箱体传动件以及轴承的结构特点； 2. 初绘装配草图及验算轴与轴承； 3. 在初绘装配草图以及验算轴与轴承的基础上，完成装配图。 4. 掌握“边绘图，边计算，边修改”的交替工作法，复杂装配（工作）图设计程序。 减速器结构尺寸的确定 减速器的基本结构由传动零件（齿轮或蜗杆、蜗轮等）、轴和轴承、箱体、润滑和密封装置以及附件等组成。 下面的附图1、附图2分别为

19、圆柱齿轮减速器、圆锥－圆柱齿轮减速器的典型结构。 　P73　表4－6为减速器铸造箱体主要结构尺寸关系。 1、轴承的选择 1）正确选择轴承类型：斜齿圆柱齿轮推荐采用角接触球轴承或圆锥滚子轴承； 2）正确设计轴承装置的固定方式； 3）正确选择轴承的润滑方式：油润滑或脂润滑； 4）正确设计轴承的密封方式； 5）正确设计轴承的间隙调整方式； 2、联轴器的选择 　　高速端推荐选用弹性联轴器；低速端推荐选用刚性可移式联轴器。 装配图设计 一、装配草图设计： 装配图反映各个零件的相互关系，结构形状以及尺寸，是绘制零件工作图的依据。所以必须综合考虑对零件的材料、

20、强度、刚度、加工、装拆、调整和润滑等要求，用足够的视图和剖面图表达清楚。 （1）草图设计（按比例、按投影关系绘制。但可简化与省略，如：不画剖面线，不标注配合及尺寸等） （2）教师审阅 （3）装配工作图设计 二、草图设计第一阶段： 1、完成轴的结构设计： dmin：按扭矩初估而得的作为轴端直径； 确定轴各段直径； 确定轴各段长度（考虑零件宽度及零件间相互距离）； 轴承型号的确定 可初选中（3）窄系列。(中等Cr值) 2、确定轴的支点距离和轴上零件力的作用点： 设计过程： 1）绘制前的准备： ① 电机型号：查出其外伸轴径d和外伸长度l，中心高H； ②确定联轴器型号：两

21、端轴孔直径和轴孔长； ③初选轴承类型（径向力和轴向力作用）； ④轴承润滑方式：：浸油齿轮V≤2 m/s时，可采用脂润滑。 ⑤齿轮润滑：V≤12 m/s时可采用浸油润滑。 注意油池深度与浸油。一般浸油深度：浸油齿轮一个齿高，但≮10 mm；锥齿轮：整齿宽（至少半齿）。齿顶圆至油池底面距离≮30～50 mm。 ⑥确定密封方式： V轴＜5m/s时采用毡圈密封；封油环（齿状）：（图册 ） ⑦　轴承盖结构：（图册） 2）草图设计过程：参考单级图情况 （1)比例 M1：3，3号图纸，按投影关系绘制，教师审阅； （2)合理布置图面；估计减速器轮廓尺寸; （3)画法：由里向外，先画中心线和

22、轮廓线，再画细部结构。 画出传动零件的中心线和轮廓线，机件内壁线和机体对称线，定出轴承和轴承座端面位置，设计轴的结构，由dmin→di。 步骤及要点： （1）Ｂ１＝Ｂ２＋５～１０； （2）机体内壁与小齿轮端面及大齿轮顶圆应有间隙△２、△１； （3）防止高速级大齿轮与低速级轴相碰（见手册）； （4）确定轴上力作用点及支点跨距，计算轴承寿命。 三、精算： （1）轴的安全系数校核，弯扭组合强度计算； （2）轴承寿命计算； （3）键的强度校核 四、草图第二阶段： 任务：轴系结构设计 内容：设计传动零件、轴上其它零件及与轴承支点结构有关零件的具体结构

23、。 1、传动件结构设计： 2、轴承组合设计： ①轴系轴向固定与调整方法； ②轴系结构与画法； ③轴系润滑与密封； ④轴承盖结构； ⑤轴的结构细化（圆角、倒角、退刀槽、砂轮越程槽等）。 五、装配草图第三阶段： 任务：完成装配草图 1、设计减速器机体和附件 ①机体形状、尺寸确定 ②轴承旁凸台结构尺寸 ③加强筋； ④机体工艺结构（沉头座、凸台、铸造圆角等）； ⑤联接螺栓、螺钉的尺寸、位置 ⑥地脚座凸缘、机座、机盖联接凸缘的厚度及宽度。 2.完成减速器配件：七大配件的结构设计 ①检查孔盖 ②通气器 ③油标 ④排油孔螺塞 ⑤起盖螺钉 ⑥定位销 ⑦起

24、吊装置 六、完成减速器装配图： 装配图内容包括各个视图、尺寸、技术要求、零件编号、明细表、标题栏等。 1.标注尺寸：①特性尺寸；②配合尺寸；③安装尺寸；④外形尺寸。 2.零件序号、明细表、标题栏 3.技术特性 4.技术要求 5.检查装配图 装配图的检查 1、装配图是否与传动方案一致； 2、传动件、轴、轴承及轴上零件结构是否合理；定位、固定是否可靠；加工、装拆是否方便；润滑、密封如何考虑的； 3、箱体结构与工艺性是否合理；加工面与非加工面；附件的布置是否恰当、结构是否正确； 4、设计计算的尺寸与实际尺寸是否一致； 5、视图表达是否符合机械制图规定；三个

25、视图的投影关系是否正确；啮合轮齿、螺纹及滚动轴承等的画法； 6、尺寸标注是否完整且不多余； 零件序号是否按顺序编制完整，不遗漏、重复；且与明细表一一对应，注意材料牌号与设计一致；标出技术特性、撰写技术要求。 常见错误示例 1、不合理结构：插孔位置太高，测油杆不便插入和拔出，凸台无法加工。 2、不合理结构：放油孔位置偏高，箱内的油放不干净 3、不合理结构：轴承盖螺钉设计在剖分面上。 4、不合理结构：各轴承座孔外端面不平齐，不利于加工。 5、不合理结构：定位销孔位置不当。 第三次布置 零件工作图设计概述 零件工作图是零件制造、检验和制

26、订工艺规程的基本技术文件。它既要反映出设计意图，又要考虑到制造的可能性、合理性和经济性。 零件工作图应包括制造和检验零件所需全部内容。 零件的基本结构及主要尺寸应与装配图一致，不应随意更改。如必须更改，应对装配图作相应的修改。 设计内容：1、低速级低速轴 2、低速级大齿轮 零件工作图的要求： 1. 正确选择和合理布置视图 2. 合理标注尺寸 3. 标注公差及表面粗糙度 4. 编写技术要求 5. 画出零件工作图标题栏 一、轴类零件工作图的设计要点 设计内容：低速级低速轴 1、视图 一般只需一个主视图；在有键槽和孔的地方——增加必要的局部剖面

27、图； 细小结构（如退刀槽、中心孔）——局部放大图。 设计时用3号图纸，选用比例1:1。 2、标注尺寸 对所有尺寸包括倒角、圆角都应标注无遗，或在技术要求中说明。不允许出现封闭的尺寸链。应根据加工工艺的要求选择基准面，进行标注。 3、表面粗糙度 轴的所有表面都要加工。 4、标注尺寸公差 凡有配合处的直径按装配图的配合性质标出尺寸的偏差。 键槽的尺寸偏差及标注方法可查有关手册。 在零件工作图上对尺寸及偏差相同的直径应逐一标注，不得省略；参见有关手册。 5、形位公差 轴的形位公差标注方法及公差值可参考有关手册。 6、技术要求 在图上不便表示

28、而在制造时又必须遵循的要求和条件。 主要内容： ①对材料的机械性能和化学成分的要求及允许代用的材料； ②对材料表面机械性能的要求，如热处理方法，对处理后的硬度、渗碳深度及淬火深度等； ③对机械加工的要求； ④对未注明倒角、圆角半径的说明。 二、齿轮类零件工作图的设计要点 在零件工作图中除了零件图形和技术要求外，还应有啮合特性表。 设计内容：低速级大齿轮 1、视图 这类零件图一般用两个视图表示：主+侧 简化：侧视图只画轴孔和键槽。 2、标注尺寸 a) 径向尺寸：以轴的中心线为基准标出。 注：齿根圆在图纸上不标出。 b)齿宽方向的尺寸：以端面为基准标出。

29、 有关齿轮零件工作图的尺寸标注，参见有关手册。 除啮合参数（齿顶圆、分度圆）为精确值外，其它尺寸（轮缘厚度、辐板厚度、轮毂及辐板开孔尺寸等）应圆整。 3、表面粗糙度 可参考手册 4、尺寸公差和形位公差 尺寸公差 a)齿顶圆直径的极限偏差。参见有关手册； 作基准（IT7~9) 不作基准（IT11) b)轴孔或齿轮轴轴颈的公差。参见有关手册； c)键槽宽度b的极限偏差和尺寸（d+t1）的极限偏差。参见有关手册； 形位公差 d)齿顶圆的径向跳动公差。 e)齿轮端面的端面跳动公差。； f)齿轮轴孔的圆柱度公差。其值约为轴孔直径公差的0.3倍，并圆

30、整至标准值； g)键槽的对称度公差。其值可取轮毂键槽宽度公差的1/2； 键槽的平行度公差。一般可不注，精度高，可参见有关手册。 5、啮合特性表 啮合特性表内容：①齿轮的主要参数；②齿轮的测量项目。 6、技术要求 主要内容： ①对铸件、锻件或其他类型坯件的要求； ②对材料的机械性能和化学成分的要求及允许代用的材料； ③对材料表面机械性能的要求，如热处理方法，对处理后的硬度、渗碳深度及淬火深度等； ④对未注明倒角、圆角半径的说明； ⑤对大型或高速齿轮的平衡校验要求。 三、编写设计计算说明书 　　计算说明书是设计计算的整理和总结，是图纸设计的理论根据，而且是审核设计的技

31、术文件之一。说明书的内容和设计任务有关。对于本课程设计，其说明书的内容大致包括： 1、内容 见前面的要求 2、要求和注意事项 必须用钢笔工整的书写在规定格式的设计计算说明书上，要求计算正确，论述清楚、文字精炼、插图简明、书写整洁。 本次课程设计说明书要求字数不少于6-8千字（或30页），要装订成册。 3、书写格式标例 准备答辩事宜 完成设计后，应及时做好本课程设计的最后一个环节——答辩的准备工作及答辩。 在答辩前，应做好以下两方面的工作： 1、整理工作： 按要求完成规定的设计任务，把图纸叠好（参见右图）； 说明书装订好，一同放在《机械设计课程设计资料袋》内； 资料袋封面写上班级、姓名、学号、指导教师、题目等。 n、T ２、做好总结　 　　认真回顾有关设计过程及设计内容，进一步把还不懂的、不甚懂的或尚未考虑到的问题弄懂、弄透，以便取得更大的收获。充分做好答辩前的准备工作。 　　本次课程设计答辩采用学生单独答辩的形式进行。每位同学的答辩时间为15～20分钟。具体答辩次序由指导教师确定。希望同学们按时进行答辩，并预祝同学们取得好成绩！