二級減速器的設(shè)計【全套CAD圖紙+畢業(yè)論文答辯資料】

需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 ) 二級減速器的設(shè)計 系 名： 專業(yè)班級： 學生姓名： 學 號： 指導教師姓名： 指導教師職稱： 年 月 摘 要 I 摘 要 圓柱齒輪減速器被廣泛地應用于各類機械產(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)濟意義。本課題對某二級圓柱齒輪減速器，以體積最小為目標函數(shù)，進行可靠性分析及優(yōu)化設(shè)計的研究。 本次設(shè)計首先，通過對圓柱齒輪減速器結(jié)構(gòu)及原理進行分析，在此分析基礎(chǔ)上提出了其設(shè)計方案；接著，對主要技術(shù)參數(shù)進行了計算選擇；然后，對各主要零部件進行了設(shè)計與校核并以體積最小為目標函數(shù)，進行可靠性分析及優(yōu)化設(shè)計；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，鞏固了大學所學專業(yè)知識，如：機械原理、機械設(shè)計、材料力學、公差與互換性理論、機械制圖等；掌握了普通機械產(chǎn)品的 設(shè)計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 畢業(yè)設(shè)計（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)計算 . 2 術(shù)條件 . 2 配傳動比 . 2 動和動力參數(shù)計算 . 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 齒面接觸疲勞強度設(shè)計 . 4 齒根彎曲強度設(shè)計 . 5 何尺寸計算 . 7 算 . 7 速級齒輪傳動 . 7 精度等級、材料和齒數(shù) . 7 齒面接觸疲勞強度設(shè)計 . 7 齒根彎曲強度設(shè)計 . 9 何尺寸計算 . 10 算 . 10 速器體積最小優(yōu)化設(shè)計 . 11 速器體積函數(shù)分析 . 11 速級齒輪優(yōu)化設(shè)計 . 11 速級齒輪優(yōu)化設(shè)計 . 12 第 4 章 軸及附件的設(shè)計與校核 . 14 的設(shè)計與校核 . 14 畢業(yè)設(shè)計（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)計及潤滑密封 . 24 滑與密封 . 24 速器機體結(jié)構(gòu)尺寸計算 . 24 第 5 章 基于 的三維設(shè)計 . 26 三維設(shè)計軟件概述 . 26 維設(shè)計 . 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 . 31 致 謝 . 32 第 1 章 緒論 1 第 1 章 緒論 隨著我國科學技術(shù)水平的快速提高，圓柱齒輪減速器傳動裝置的技術(shù)得到了很大的進步，各企業(yè)的經(jīng)濟意識越加強烈，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)進行配合，從而實現(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，實現(xiàn)利益最大化。 圓柱齒輪減速器被廣泛地應 用于各類機械產(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)濟意義。本課題對某二級圓柱齒輪減速器，以體積最小為目標函數(shù)，進行可靠性分析及優(yōu)化設(shè)計的研究，使學生在機械設(shè)計、計算機應用技術(shù)等方面受到綜合訓練，培養(yǎng)學生解決實際工程問題的能力。 目前圓柱齒輪減速器已廣泛應用于國民經(jīng)經(jīng)濟各個部門，近年來在露天礦和地下礦的聯(lián)合運輸系統(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和排棄場的連續(xù)輸送設(shè)施等。 這些輸送機的特點是輸送能力大 (可達 30000t/h)，適用范圍廣 (可運送礦石，煤炭，巖石和各種粉狀物料，特定條件下也可以運人 )，安全可靠，自動化程度高，設(shè)備維護檢修容易，爬坡能力大 (可達 16)，經(jīng)營費用低，由于縮短運輸距離可節(jié)省基建投資。 目前，圓柱齒輪減速器的發(fā)展趨勢是：大運輸能力、大帶寬、大傾角、增加單機長度和水平轉(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。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 有采暖設(shè)施； （ 2）可做水平運輸，傾斜向上 (16)和向下運輸，也可以轉(zhuǎn)彎運輸；運輸距離長，單機輸送可達 15 （ 3）可露天鋪設(shè)，運輸線可設(shè)防護罩或設(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；運輸距離。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 第 2 章 總體參數(shù)計算 術(shù)條件 二級圓柱齒輪減速器工作條件： 本次設(shè)計選擇減速器的參數(shù)為： 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； 以減速器體積最 小為目標函數(shù)進行進行優(yōu)化設(shè)計； 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)計算 軸的轉(zhuǎn)速 第 2 章 總體參數(shù)計算 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 業(yè)設(shè)計（論文） 4 第 3 章 齒輪傳動的設(shè)計與校核 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 齒面接觸疲勞強度設(shè)計 由設(shè)計計算公式進行試算，即 3 211 )( 1） 確定公式各計算數(shù)值 （ 1）試選載荷系數(shù) 3.1（ 2）計算小齒輪傳遞的轉(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度極限 001 大齒輪的接觸疲勞強度極限 502 （ 6）由式 算應力循環(huán)次數(shù) 911 83 0 010(11 0 0 06060 892 N （ 7）由圖 得接觸疲勞強度壽命系數(shù) （ 8）計算接觸疲勞強度許用應力 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)計與校核 5 M P i M P i （ 9）計算 試算小齒輪分度圓直徑 代入 H 中的較小值 t 95 231 計算圓周速度 v t / 0 0 0 0 1 計算齒寬 b 計算齒寬與齒高之比 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）計算模數(shù) 11 齒根彎曲強度設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 彎曲強度的設(shè)計公式為 3 2112 （ 1）確定公式內(nèi)的計算數(shù)值 由圖 得 小齒輪的彎曲疲勞強度極限 001 大齒輪的彎曲疲勞強度極限 802 由圖 得彎曲疲勞壽命系數(shù) Z 計算彎曲疲勞許用應力 取失效概率為 1，安全系數(shù)為 S=上式得 M P M P 計算載荷系數(shù) （ 2）查取齒形系數(shù) 由表 得 （ 3）查取應力校正系數(shù) 由表 得 （ 4）計算大小齒輪的 并比較 222111 大齒輪的數(shù)據(jù)大 （ 5）設(shè)計計算 3 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強度計算第 3 章 齒輪傳動的設(shè)計與校核 7 的模數(shù)，可取有彎曲強度算得的模數(shù) 整取標準值 m 2按接觸強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 何尺寸計算 （ 1）計算分度圓 直徑 （ 2）計算中心距 8 32/)3 1 056(2/)( 21 （ 3）計算齒寬寬度 d 565611 取 60 驗算 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 則實際傳動比： 傳動誤差小于 5，合適。 齒面接觸疲勞強度設(shè)計 由設(shè)計計算公式進行試算，即 3 211 )( 畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 1） 確定公式各計算數(shù)值 （ 1）試選載荷系數(shù) 3.1（ 2）計算小齒輪傳遞的轉(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度極限 001 大齒輪的接觸疲勞強度極限 502 （ 6）由式 算應力循環(huán)次數(shù) 811 83 0 010( 06060 882 N （ 7）由圖 得接觸疲勞強度壽命系數(shù) Z （ 8）計算接觸疲勞強度許用應力 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）計算 試算小齒輪分度圓直徑 代入 H 中的較小值 t 95 231 計算 圓周速度 v t / 0 0 0 0 1 計算齒寬 b 計算齒寬與齒高之比 b/h 第 3 章 齒輪傳動的設(shè)計與校核 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）計算模數(shù) 11 齒根彎曲強度設(shè)計 彎曲強度的設(shè)計公式為 3 2112 （ 1）確定公式 內(nèi)的計算數(shù)值 由圖 得 小齒輪的彎曲疲勞強度極限 001 大齒輪的彎曲疲勞強度極限 802 由圖 得彎曲疲勞壽命系數(shù) 計算彎曲疲勞許用應力 取失效概率為 1，安全系數(shù)為 S=式 10 M P M P 畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 計算載荷系數(shù) 4 1 （ 2）查取齒形系數(shù) 由表 得 （ 3）查取應力校正系數(shù) 由表 得 （ 4）計算大小齒輪的 并比較 0 1 5 2 0 1 3 6 222111 大齒輪的數(shù)據(jù)大 （ 5）設(shè)計計算 5 3 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，可取有彎曲強度算得的模數(shù) 是取標準值 m 4 并按接觸強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 何尺寸計算 （ 1）計算分度圓直徑 （ 2）計算中心距 6 42/)4 3 296(2/)( 21 （ 3）計算齒寬寬度 d 969611 取 100 驗算 t 4 5962 5 1 9 7 02211 第 3 章 齒輪傳動的設(shè)計與校核 11 K 100/ 合適 速器體積最小優(yōu)化設(shè)計 速器體積函數(shù)分析 在確保減速器強度基礎(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度許用應力 H ，也就是提高材料的表面硬度。在后面的優(yōu)化設(shè)計中將提高材料的表面硬度重新進行計算。 速級齒輪優(yōu)化設(shè)計 （ 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）接觸疲勞強度許用應力計算 由圖 齒面硬度查得 小齒輪的接觸疲勞強度極限 001 大齒輪的接觸疲勞強度極限 702 計算接觸疲勞強度許用應力 取失效概率為 1，安全系數(shù)為 S=1，由式 10 M P i 畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 M P 2l i 與 同的計算過程，重新計算優(yōu)化后齒輪參數(shù)，結(jié)果如下： 序號 名稱 符號 計算公式及參數(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 （ 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）接觸疲勞強度許用應力計算 由圖 齒面硬度查得 小齒輪的接觸疲勞強度極限 001 大齒輪的接觸疲勞強度極限 702 計算接觸疲勞強度許用應力 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)計與校核 13 與 同的計算過程，重新計算優(yōu)化后齒輪參數(shù)，結(jié)果如下： 序號 名稱 符號 計算公式及參數(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 畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 第 4 章 軸及附件的設(shè)計與校核 的設(shè)計與校核 入軸 （ 1）尺寸與結(jié)構(gòu)設(shè)計計算 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)機械設(shè)計表 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，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 ，查機械設(shè)計手冊選取 0 基本游隙 組，標準精度級的深溝球軸承 6206，故 073 ， 773 ，軸承采用軸肩進行軸向定位，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 查機械設(shè)計表，聯(lián)接聯(lián)軸器的平鍵截面 566 。 （ 2）強度校核計算 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)機械設(shè)計（軸的設(shè)計計算部第 4 章 軸及附件的設(shè)計與校核 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)圖作出軸的計算簡圖。在確定軸承支點位置時，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 M 8 5 1 8 5321 4 5 5 5 1 32總彎矩 168 646145 551851 85 2222m a 畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 3）按彎扭合成應力校核軸的強度 根據(jù)式 (15上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應力，取 ，軸的計算應力： M 46)(32222 已選定軸的材料為 45質(zhì)處理。由表 15得 70 1- 。因此 1 ，故安全。 4）鍵的選擇 采用圓頭普通平鍵 A 型（ 1096 1979）連接，聯(lián)接聯(lián)軸器的