二級齒輪減速器及三維運(yùn)動仿真設(shè)計(jì)【全套CAD圖紙+畢業(yè)論文答辯資料】

需要購買對應(yīng) 紙  咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙  14951605 或 1304139763 鎮(zhèn)  江  高  專      業(yè)   設(shè)   計(jì)   (論   文 ) 二級齒輪減速器及三維運(yùn)動仿真設(shè)計(jì)  of      名：        （四號宋體）            專業(yè)班級：        （四號宋體）            學(xué)生姓名：        （四號宋體）            學(xué)     號：        （四號宋體）            指導(dǎo)教師姓名：   （四號宋體）             指導(dǎo)教師職稱：    （四號宋體）            年       月   摘  要  I 摘  要  圓柱齒輪減速器被廣泛地應(yīng)用于各類機(jī)械產(chǎn)品和裝備中，因此，研究提高其承載能力，延長其使用壽命，減小其體積和質(zhì)量等問題，具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。本課題對某二級圓柱齒輪減速器，以體積最小為目標(biāo)函數(shù)，進(jìn)行可靠性分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究。   本次設(shè)計(jì)首先，通過對圓柱齒輪減速器結(jié)構(gòu)及原理進(jìn)行分析，在此分析基礎(chǔ)上提出了其設(shè)計(jì)方案；接著，對主要技術(shù)參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算選擇；然后，對各主要零部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)與校核并以體 積最小為目標(biāo)函數(shù)，進(jìn)行可靠性分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)；最后，通過圖軟件繪制了優(yōu)化后的圓柱齒輪減速器裝配圖及主要零部件圖。  通過本次設(shè)計(jì)，鞏固了大學(xué)所學(xué)專業(yè)知識，如：機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、材料力學(xué)、公差與互換性理論、機(jī)械制圖等；掌握了普通機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法并能夠熟練使用圖軟件，對今后的工作于生活具有極大意義。  關(guān)鍵詞： 圓柱齒輪，減速器，軸，設(shè)計(jì)  鎮(zhèn)江市高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）  is in of to of a as of is by on in on of as to of is of of be to on of in   錄    錄  摘  要  . I .  1 章  緒論  . 1 第 2 章  總體參數(shù)計(jì)算  . 2 術(shù)條件  . 2 配傳動比  . 2 動 和動力參數(shù)計(jì)算  . 2 軸的轉(zhuǎn)速  . 2 軸的輸入功率  . 3 軸的輸入轉(zhuǎn)矩  . 3 理列表  . 3 第 3 章  齒輪傳動的設(shè)計(jì)與校核  . 4 速級齒輪傳動  . 4 精度等級、材料和齒數(shù)  . 4 齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)  . 4 齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)  . 5 何尺寸計(jì)算  . 7 算  . 7 速級齒輪傳動  . 7 精度等級、材料和齒數(shù)  . 7 齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)  . 7 齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)  . 9 何尺寸計(jì)算  . 10 算  . 10 速器體積最小優(yōu)化設(shè)計(jì)  . 11 速器體積函數(shù)分析  . 11 速級齒輪優(yōu)化設(shè)計(jì)  . 11 速級齒輪優(yōu)化設(shè)計(jì)  . 12 第 4 章  軸及附件的設(shè)計(jì)與校核  . 14 的設(shè)計(jì)與校核  . 14 鎮(zhèn)江市高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）   輸入軸  . 14 間軸  . 16 出軸  . 20 承的選擇與校核  . 22 入軸的軸承  . 22 間軸、輸 出軸的軸承  . 23 的選擇與校核  . 23 入軸的鍵  . 23 間軸、輸出軸的鍵  . 24 速器附件設(shè)計(jì)及潤滑密封  . 24 滑與密封  . 24 速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算  . 24 第 5 章  基于  的三維設(shè)計(jì)  . 26  三維設(shè)計(jì)軟件概述  . 26 維設(shè)計(jì)  . 26 入齒輪軸  . 26 輪  . 26   . 27 體、箱蓋  . 27 維裝配  . 28 總  結(jié)  . 30 參考文獻(xiàn)  . 31 致  謝  . 32 第 1 章  緒論  1 第 1 章  緒論  隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的快速提高，圓柱齒輪減速器傳動裝置的技術(shù)得到了很大的進(jìn)步，各企業(yè)的經(jīng)濟(jì)意識越加強(qiáng)烈，對工程的要求也就越來越高。但是由于受到大型圓柱齒輪減速器關(guān)鍵核心技術(shù)、性能、卡考使用壽命低、控制系統(tǒng)差距大等問題的影響，目前仍然存在著一些問題。當(dāng)今高速發(fā)展的信息技術(shù)時代下，我國的科技水平同樣得到了質(zhì)的提升。作為輸送物料 的主要設(shè)備，生產(chǎn)工藝的發(fā)展矗然要幸高端的技術(shù)進(jìn)行配合，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的提高、資源能量的節(jié)約，增加我國國際競爭能力，實(shí)現(xiàn)利益最大化。  圓柱齒輪減速器被廣泛地應(yīng)用于各類機(jī)械產(chǎn)品和裝備中，因此，研究提高其承載能力，延長其使用壽命，減小其體積和質(zhì)量等問題，具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。本課題對某二級圓柱齒輪減速器，以體積最小為目標(biāo)函數(shù)，進(jìn)行可靠性分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究，使學(xué)生在機(jī)械設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)等方面受到綜合訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際工程問題的能力。  目前圓柱齒輪減速器已廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)經(jīng)濟(jì)各個部門，近年來在露天礦和地下礦的聯(lián)合運(yùn)輸系統(tǒng)中圓柱齒輪減速器又成為重要的組成部分 鋼繩芯圓柱齒輪減速器、鋼繩牽引膠帶輸送機(jī)和排棄場的連續(xù)輸送設(shè)施等。  這些輸送機(jī)的特點(diǎn)是輸送能力大 (可達(dá) 30000t/h)，適用范圍廣 (可運(yùn)送礦石，煤炭，巖石和各種粉狀物料，特定條件下也可以運(yùn)人 )，安全可靠，自動化程度高，設(shè)備維護(hù)檢修容易，爬坡能力大 (可達(dá) 16)，經(jīng)營費(fèi)用低，由于縮短運(yùn)輸距離可節(jié)省基建投資。  目前，圓柱齒輪減速器的發(fā)展趨勢是：大運(yùn)輸能力、大帶寬、大傾角、增加單機(jī)長度和水平轉(zhuǎn)彎，合理使用膠帶張力，降低物料輸送能耗，清理膠帶的最佳方法 等。我國已于 1978 年完成了鋼繩芯圓柱齒輪減速器的定型設(shè)計(jì)。鋼繩芯圓柱齒輪減速器的適用范圍：  （ 1）適用于環(huán)境溫度一般為 45C；在寒冷地區(qū)驅(qū)動站應(yīng)有采暖設(shè)施；  （ 2）可做水平運(yùn)輸，傾斜向上 (16)和向下運(yùn)輸，也可以轉(zhuǎn)彎運(yùn)輸；運(yùn)輸距離長，單機(jī)輸送可達(dá) 15 （ 3）可露天鋪設(shè)，運(yùn)輸線可設(shè)防護(hù)罩或設(shè)通廊；  （ 4）輸送帶伸長率為普通帶的 1/5；其使用壽命比普通膠帶長；成槽性好；運(yùn)輸距離。  鎮(zhèn)江市高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）  2 第 2 章  總體參數(shù)計(jì)算  術(shù)條件   二級圓柱齒輪減速器工作條件：  輸入功率 P=5入轉(zhuǎn)速 000r/傳動比 i=25，系統(tǒng)可靠度 R=作壽命為 10 年，且載荷均勻。   常規(guī)方法的設(shè)計(jì)；   以減速器體積最小為目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；   傳動簡圖如下：  配傳動比  為使傳動裝置尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)勻稱、不發(fā)生干涉現(xiàn)象，選 V 帶傳動比： 3帶i ；  設(shè)計(jì)要求減速器總的傳動比為： 25i ；  考慮兩級齒輪潤滑問題，兩級大齒輪應(yīng)該有相近的浸油深度。則兩級齒輪的高速級與低速級傳動比的值取為  21 3.1   則：   動和動力參數(shù)計(jì)算  軸的轉(zhuǎn)速  第 2 章  總體參數(shù)計(jì)算  3 1 軸   m i n/10001 m 2 軸   m i n/  0 0112  3 軸   m i n/ 0223  軸的輸入功率  1 軸   2 軸    5  3 軸   軸的輸入轉(zhuǎn)矩  1 軸      0  5 09 5 5 0111  2 軸      5 09 5 5 0222  3 軸      8   5 09 5 4 9333  理列表  軸名  功率  轉(zhuǎn)矩 )/( 1 000 2  江市高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）  4 第 3 章  齒輪傳動的設(shè)計(jì)與校核  速級齒輪傳動  精度等級、材料和齒數(shù)  采用 7 級精度由表 擇小齒輪材料為 40質(zhì)），硬度為 280齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240 選小齒輪齒數(shù) 201 Z  大齒輪齒數(shù) 1 1 齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)  由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即  3 211 )(  1）  確定公式各計(jì)算 數(shù)值  （ 1）試選載荷系數(shù) 3.1（ 2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩   （ 3）小齒輪相對兩支承非對稱分布，選取齒寬系數(shù) 1d  （ 4）由表 得材料的彈性影響系數(shù) 2/  （ 5）由圖 齒面硬度查得  小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 001  大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 502  （ 6）由式 算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)  911 83 0 010(11 0 0 06060 892 N  （ 7）由圖 得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)     （ 8）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力  取失效概率為 1，安全系數(shù)為 S=1，由式 10  第 3 章  齒輪傳動的設(shè)計(jì)與校核  5 M P  i   M P  i  （ 9）計(jì)算  試算小齒輪分度圓直徑 代入 H 中的較小值  t 95  231  計(jì)算圓周速度 v t / 0 0 0 0 1  計(jì)算齒寬 b  計(jì)算齒寬與齒高之比 b/h 模數(shù)  5   hb  根據(jù) ， 7 級精度，查得動載荷系數(shù) K  假設(shè) 100/ ，由表查得   K  由于載荷平穩(wěn)，由表 得使用系數(shù) K  由表查得 查得 故載荷系數(shù) （ 10）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式可得  3311  （ 11）計(jì)算模數(shù)  11  齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)  鎮(zhèn)江市高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）  6 彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為  3 2112 （ 1）確定公式內(nèi)的計(jì)算數(shù)值  由圖 得  小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 001  大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 802  由圖 得彎曲疲勞壽命系數(shù)   Z  計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力  取失效概率為 1，安全系數(shù)為 S=上式得   M P   M P  計(jì)算載荷系數(shù)   （ 2）查取齒形系數(shù)  由表 得 （ 3）查取應(yīng)力校正系數(shù)  由表 得  （ 4）計(jì)算大小齒輪的 并比較  222111  大齒輪的數(shù)據(jù)大  （ 5）設(shè)計(jì)計(jì)算   3  對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算第 3 章  齒輪傳動的設(shè)計(jì)與校核  7 的模數(shù)，可取有彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 整取標(biāo)準(zhǔn)值 m 2按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑   算出小齒輪齒數(shù) 1 取 281 Z  大齒輪齒數(shù)   取 1552 Z  何尺寸計(jì)算  （ 1）計(jì)算分度圓直徑    （ 2）計(jì)算中心距     8 32/)3 1 056(2/)( 21  （ 3）計(jì)算齒寬寬度 d 565611 取 60 驗(yàn)算  t  7 5564 7 2 7 02211  K 100/ 5 7  合適  速級齒輪 傳動  精度等級、材料和齒數(shù)  采用 7 級精度由表 擇小齒輪材料為 40質(zhì)），硬度為 280齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240 選小齒輪齒數(shù) 181 Z ，  大齒輪齒數(shù) 取 812 Z  則實(shí)際傳動比： 傳動誤差小于 5，合適。  齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)  由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即  3 211 )(  鎮(zhèn)江市高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）  8 1）  確定公式各計(jì)算數(shù)值  （ 1）試選載荷系數(shù) 3.1（ 2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩   （ 3）小齒輪相對兩支承非對稱分布，選取齒寬系數(shù) 1d  （ 4）由表 得材料的彈性影響系數(shù) 2/  （ 5）由圖 齒面硬度查得  小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 001  大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 502  （ 6）由式 算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)  811 83 0 010( 06060 882 N  （ 7）由圖 得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)     Z  （ 8）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力  取失效概率為 1，安全系數(shù)為 S=1，由式 10   M P  i   M P  i  （ 9）計(jì)算  試算小齒輪分度圓直徑 代入 H 中的較小值  t 95  231  計(jì)算圓周速度 v t / 0 0 0 0 1  計(jì)算齒寬 b  計(jì)算齒寬與齒高之比 b/h 第 3 章  齒輪傳動的設(shè)計(jì)與校核  9 模數(shù)   hb  根據(jù) ， 7 級精度，查得動載荷系數(shù) K  假設(shè) 100/ ，由表查得   K  由表 得使用系數(shù) K  由表查得 查得 故載荷系數(shù) 4 5   （ 10）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式可得  3311  （ 11）計(jì)算模數(shù)  11  齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)  彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為  3 2112 （ 1）確定公式內(nèi)的計(jì)算數(shù)值  由圖 得  小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 001  大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 802  由圖 得彎曲疲勞壽命系數(shù)   計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力  取失效概率為 1，安全系數(shù)為 S=式 10   M P   M P    鎮(zhèn)江市高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）  10 計(jì)算載荷系數(shù)  4 1 （ 2）查取齒形系數(shù)  由表 得 （ 3）查取應(yīng)力校正系數(shù)  由表 得  （ 4）計(jì)算大小齒輪的 并比較  0 1 5 2  0 1 3 6  222111  大齒輪的數(shù)據(jù)大  （ 5）設(shè)計(jì)計(jì)算   5  3  對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，可取有彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 是取標(biāo)準(zhǔn)值 m 4 并按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑   算出小齒輪齒數(shù) 1 取 241 Z   大齒輪齒數(shù) 取 1082 Z  何尺寸計(jì)算  （ 1）計(jì)算分度圓直徑    （ 2）計(jì)算中心距     6 42/)4 3 296(2/)( 21  （ 3）計(jì)算齒寬寬度 d 969611 取 100 驗(yàn)算  t  4 5962 5 1 9 7 02211  第 3 章  齒輪傳動的設(shè)計(jì)與校核  11 K 100/  合適  速器體積最小優(yōu)化設(shè)計(jì)  速器體積函數(shù)分析  在確保減速器 強(qiáng)度基礎(chǔ)上，要使減速器體積最小即只要使齒輪體積最小即可，體積函數(shù)為：   從體積函數(shù)可以看出，對于給定工況下，已知傳動比及扭矩的齒輪傳動中，決定齒輪體積的為 H ，要使減速器體積最小即齒輪體積最小就需提高接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力 H ，也就是提高材料的表面硬度。在后面的優(yōu)化設(shè)計(jì)中將提高材料的表面硬度重新進(jìn)行計(jì)算。  速級齒輪優(yōu)化設(shè)計(jì)  （ 1）選精度等級、材料和齒數(shù)  采用 7 級精度由表 擇小齒輪材料為 30質(zhì)），硬度為 320齒輪材料為 30（調(diào)質(zhì)），硬度為 300 （ 2）接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力計(jì)算  由圖 齒面硬度查得  小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 001  大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 702  計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力  取失效概率為 1，安全系數(shù)為 S=1，由式 10   M P  i  鎮(zhèn)江市高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）  12 M P  2l i  與 同的計(jì)算過程，重新計(jì)算優(yōu)化后齒輪參數(shù)，結(jié)果如下：  序號  名稱  符號  計(jì)算公式及參數(shù)選擇  1 齒數(shù)  Z 22， 122 2 模數(shù)  m 2 分度圓直徑  2144,44  4 齒頂高  5 齒根高  6 全齒高  h  7 頂隙  c  8 齒頂圓直徑  21 48,48  9 齒根圓直徑  43 ff 39,39  10 中心距  a  速級齒輪優(yōu)化設(shè)計(jì)  （ 1）選精度等級、材料和齒數(shù)  采用 7 級精度由表 擇小齒輪材料為 30質(zhì)），硬度為 320齒輪材料為 30（調(diào)質(zhì)），硬度為 300 （ 2）接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力計(jì)算  由圖 齒面硬度查得  小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 001  大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 702  計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力  取失效概率為 1，安全系數(shù)為 S=1，由式 10   M P  i   M P  i  第 3 章  齒輪傳動的設(shè)計(jì)與校核  13 與 同的計(jì)算過程，重新計(jì)算優(yōu)化后齒輪參數(shù)，結(jié)果如下：  序號  名稱  符號  計(jì)算公式及參數(shù)選擇  1 齒數(shù)  Z 25， 113 2 模數(shù)  m 3 分度圓直徑  2139,75  4 齒頂高  5 齒根高  6 全齒高  h  7 頂隙  c  8 齒頂圓直徑  21 45,81  9 齒根 圓直徑  43 ff 10 中心距  a  鎮(zhèn)江市高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）  14 第 4 章  軸及附件的設(shè)計(jì)與校核  的設(shè)計(jì)與校核  入軸  （ 1）尺寸與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算  1）高速軸上的功率 速 轉(zhuǎn)矩 T1  ， 0001  ， 2）初步確定軸的最小直徑  先按式3 初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表  112C ，于是得：   0  2 31 該處開有鍵槽故軸徑加大 5 10，且高速軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑 1d 。為了使所選的軸直徑 1d 與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故取 21 ；01 。  3）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度  （ a）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位的要求 2 軸段左端需制出軸肩，軸肩高度軸肩高度 ，取 3h 故取 2 段的直徑 282 d ，長度 72 。  (b) 初步選擇滾動軸承。因軸承同時 受有徑向力和軸向力的作用，故選用深溝球軸承。根據(jù) 82 ，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊選取 0 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的深溝球軸承 6206，故 073 ， 773 ，軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位，軸肩高度軸肩高度 ，取 3h ，因此，取 164 。  (c) 齒輪處由于齒輪分度圓直徑 41 ，故采用齒輪軸形式，齒輪寬度B=50考慮到齒輪端面與箱體間距 10及兩級齒輪間位置配比，取74 ， 6 。  4）軸上零件的周向定位  查機(jī)械設(shè)計(jì)表，聯(lián)接聯(lián)軸器的平鍵截面 566 。  （ 2）強(qiáng)度校核計(jì)算  1）求作用在軸上的力  已知高速級齒輪的分度圓直徑為 d =52根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì) （軸的設(shè)計(jì)計(jì)算部第 4 章  軸及附件的設(shè)計(jì)與校 核  15 分未作說明皆查此書）式 (10則  a a  NF p  2）求軸上的載荷  首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡圖。在確定軸承支點(diǎn)位置時，從手冊中查取a 值。對于 6206 型深溝球軸承，由手冊中查得 a=15此，軸的支撐跨距為2 根據(jù)軸的計(jì)算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面 C 是軸的危險截面。先計(jì)算出截面 C 處的  M 的值列于下表。  載荷  水平面 H 垂直面 V 支反 力 F H 11431 ， H 12622  V 22371 ， V 15162  C 截面彎矩