小模數齒輪減速器設計

1、精密課程設計小模數齒輪減速器設計學院 班級 姓名 學號 二一二年九月目錄一、 設計任務-3二、 傳動裝置總設計-4三、 方案選擇與分析-51、 傳動比的分配- 52、 計算傳動裝置的運動參數- 63、 齒輪的設計-7 3.1一級齒輪的設計- 7 3.2二級齒輪的設計- 9 3.3三級齒輪的設計-114、 軸與軸承的設計-13 4.1初估軸徑-13 4.2以軸III為例說明如何設計-135、 鍵的設計與校核-146、 聯(lián)軸器設計-157、 箱體結構設計-158、 潤滑與密封-179、 裝配圖設計-17四、 心得與體會-20五、 參考文獻-21一、 設計任務精密機械課程設計題目：小模數齒輪減速器設

2、計設計要求： 模數1mm傳動比 i=100 傳動精度7級給定微型電機：額定功率 P90W轉速 n2800min d9設計內容：減速器裝配圖1張；零件工作圖2（傳動零件、軸）；設計計算說明書1份。二、 傳動裝置總設計計算項目過程及說明計算結果傳動方案分析1、 蝸桿傳動蝸桿傳動可以實現(xiàn)較大傳動比，但效率較低，并且采用錫青銅為材料，成本太高；2、 圓錐齒輪傳動圓錐齒輪加工困難，只有在需要改變軸的布置方向時采用，并放在高速級，限制傳動比；3、 鏈式傳動鏈式傳動運轉不均勻，有沖擊，不適于高速傳動4、 圓柱齒輪傳動圓柱齒輪制造簡單，經濟實用，廣泛應用于實際制造中，采用圓柱齒輪轉動減速器形式選擇2、 分流式

3、分流式齒輪相對于軸承對稱布置，載荷沿齒寬分布均勻，受載情況較好2、展開式展開式齒輪相對于軸承非對稱布置，承受載荷時軸的彎曲變形會使載荷沿齒寬分布不均，但其結構簡單，應用普遍。由本設計給定的相關參數，知運動載荷不大，不需著重考慮變形，故采用展開式更為理想三、方案選擇與分析計算項目過程及說明計算結果1、傳動比的分配總的傳動比為i=100， 單級減速器的傳動比常用范圍是36故初步定為三級展開式設計。查閱相關手冊得到最優(yōu)傳動比為 i1=4，i2=5，i3=5。i1=4，i2=5，i3=5查表知彈聯(lián)軸器效率0.990.9這里取滾動軸承效率為0.980.99，這里取油潤滑7級精度圓柱齒輪傳動效率為2、計算

4、傳動裝置的運動參數1.各軸轉速2.各軸輸入效率3.各軸輸出效率4.各軸輸入轉矩電動機輸出轉矩各軸輸入轉矩計算項目過程及說明計算結果2、計算傳動裝置的運動參數5各軸輸出轉矩綜上，運動和動力參數結果如下表軸名功率P（W）轉矩T（N·m）轉速n(r/min)輸入輸出輸入輸出電動機903.07×1022800軸I89.187.323.04×1022.97×1022800軸II85.5783.861.17×1031.145×103700軸III82.1880.545.61×1035.498/×103140軸IV78.9377

5、.352.69×1042.64×104283、齒輪的設計第一級齒輪設計1、一級齒輪的設計（1）、選擇材料，確定許用應力小輪選用45鋼調制，硬度為230HBS大論選用45鋼正火，硬度為200HBS查表得：， ，查表得齒輪強度的安全系數：，故許用接觸應力許用彎曲應力因為硬度小魚350HBS，屬軟齒面，主要失效形式是齒面點蝕，因此先按照齒面接觸疲勞強度設計，然后校核齒痕彎曲疲勞強度。（2）、計算中心距、齒寬、模數中心距： 。查表選載荷系數K=1.2小輪轉矩：T=297N·mm。又齒寬系數范圍0.20.4，故可取， 由于原動機為電動機，傳動評委，齒輪在兩軸承之間不對稱布置

6、，齒輪為直齒，傳動精度為7，故取K=1.2故中心距a25.91mm(3)確定基本參數，計算主要尺寸齒數：取=20，=u=80確定模數，25.91，故m0.5182mm查表可取m=0.6確定中心距由于所以=30mm齒寬：b=a=0.3×30mm=9mm為補償尺寸誤差，可取=15mm,=9mm計算齒輪幾何尺寸小齒輪：分度圓直徑：12mm壓力角=20°齒頂高：0.6mm齒根高：0.81mm齒頂圓直徑：13.2mm齒根圓直徑：10.38mm大齒輪：分度圓直徑：48mm壓力角=20°齒頂高：0.6mm齒根高：0.81mm齒頂圓直徑：49.2mm齒根圓直徑：46.38mm（4

7、）校核彎曲強度 其中k=1.2, =2.8mm =2.24mm=9mm m=0.6mm z=20=30.8Mpa< ,(安全) = ·=24.64< （安全）（5）設計齒輪結構，繪制齒輪工作圖。（見附件）a=30mm小齒輪：分度圓直徑：12mm齒寬b1 =15mm齒頂高：0.6mm齒根高：=0.81mm齒頂圓直徑：=13.2mm齒根圓直徑：=10.38mm大齒輪：分度圓直徑：48mm齒寬：b1 =9mm齒頂高：0.6mm齒根高：= 0.675mm齒頂圓直徑：= 51mm齒根圓直徑：=48.65mm計算項目過程及說明計算結果第二級齒輪第二級齒輪2二級齒輪的設計（1）、選擇材

8、料，確定許用應力小輪選用45鋼調制，硬度為230HBS大論選用45鋼正火，硬度為200HBS查表得：， ，查表得齒輪強度的安全系數：，故許用接觸應力許用彎曲應力因為硬度小魚350HBS，屬軟齒面，主要失效形式是齒面點蝕，因此先按照齒面接觸疲勞強度設計，然后校核齒痕彎曲疲勞強度。（2）、計算中心距、齒寬、模數中心距： 。查表選載荷系數K=1.2小輪轉矩：T=1145N·mm。又齒寬系數范圍0.20.4，故可取， 由于原動機為電動機，傳動評委，齒輪在兩軸承之間不對稱布置，齒輪為直齒，傳動精度為7，故取K=1.2=5 故中心距a45.26mm(3)確定基本參數，計算主要尺寸齒數：取=20，

9、=u=100確定模數，45.26mm，故m0.75mm查表可取m=0.8確定中心距:由于,所以=48齒寬：b=a=0.3×50mm=15mm為補償尺寸誤差，可取=20mm,=15mm計算齒輪幾何尺寸小齒輪：分度圓直徑：16mm壓力角=20°齒頂高：0.8mm齒根高：1.08mm齒頂圓直徑：17.6mm齒根圓直徑：13.84mm大齒輪：分度圓直徑：80mm壓力角=20°齒頂高：0.8mm齒根高：1.08mm齒頂圓直徑：81.6mm齒根圓直徑：77.84mm（4）校核彎曲強度 其中k=1.2, =2.8mm=2.22mm=15mm m=0.8mm z=20=40.07

10、5Mpa< ,(安全) = ·=31.77< （安全）（5）設計齒輪結構，繪制齒輪工作圖。（見附件）a=48mm小齒輪：分度圓直徑：16mm齒寬b1 =20mm齒頂高：0.8mm齒根高：1.08mm齒頂圓直徑：=17.6mm齒根圓直徑：=13.84mm大齒輪：分度圓直徑：80mmb2 =20mm齒頂高：0.8mm齒根高：= 01.08mm齒頂圓直徑：= 81.6mm齒根圓直徑：=77.84mm計算項目過程及說明計算結果第三級齒輪第三級齒輪設計3三級齒輪的設計（1）、選擇材料，確定許用應力小輪選用45鋼調制，硬度為230HBS大論選用45鋼正火，硬度為200HBS查表得：，

11、 ，查表得齒輪強度的安全系數：，故許用接觸應力許用彎曲應力因為硬度小魚350HBS，屬軟齒面，主要失效形式是齒面點蝕，因此先按照齒面接觸疲勞強度設計，然后校核齒痕彎曲疲勞強度。（2）、計算中心距、齒寬、模數中心距： 。查表選載荷系數K=1.2小輪轉矩：T=5498N·mm。又齒寬系數范圍0.20.4，故可取， 由于原動機為電動機，傳動評委，齒輪在兩軸承之間不對稱布置，齒輪為直齒，傳動精度為7，故取K=1.2=5故中心距a76.35mm(3)確定基本參數，計算主要尺寸齒數：取=34，=u=170確定模數，76.35mm，故m0.75mm查表可取m=0.8確定中心距由于,所以=81.6m

12、m齒寬：b=a=0.3×50mm=24mm為補償尺寸誤差，可取=30mm,24mm計算齒輪幾何尺寸小齒輪：分度圓直徑：27.2mm壓力角=20°齒頂高：0.8mm齒根高：1.08mm齒頂圓直徑：28.8mm齒根圓直徑：25.04mm大齒輪：分度圓直徑：136mm壓力角=20°齒頂高：0.8mm齒根高：1.08mm齒頂圓直徑：137.6mm齒根圓直徑：133.84mm（4）校核彎曲強度 其中k=1.2,=2.54mm=2.15mm=24mm m=0.8mm z=34=64.177Mpa< ,(安全) = ·=54.323< （安全）（5）設計齒

13、輪結構，繪制齒輪工作圖。（見附件） a=81.6mm小齒輪：分度圓直徑：27.2mm齒寬b1 =30mm齒頂高：0.8mm齒根高：1.08mm齒頂圓直徑：=28.8mm齒根圓直徑：=25.04mm大齒輪：分度圓直徑：136mmb2 =20mm齒頂高：0.8mm齒根高：= 01.08mm齒頂圓直徑：= 137.6mm齒根圓直徑：=133.84mm計算項目過程及說明計算結果4、軸與軸承的計算1選用軸的材料與熱處理選用45鋼，調制處理2初估軸徑先初步估算軸的直徑： 選取45號鋼作為軸的材料，正火處理 根據公式45度鋼的C值為118107，這里取110計算軸的最小直徑，并加大10%以考慮鍵槽的影響。=

14、3.49mm3軸承的選擇：選軸承628/9，內徑9，外徑17，寬度5；選軸承628/9，內徑9，外徑17，寬度5；選軸承6002，內徑15，外徑32，寬度9選軸承6005，內徑25，外徑47，寬度12軸的結構設計，以軸3為例：4各個軸的直徑確定：根據初估軸徑取得軸承為6002，故該段直徑可取15mm，由于第一軸段需要安裝套筒，故可取長度為19mm；由于第二軸段需要安裝齒輪，故長度應該略短于齒輪寬度，可取長度為12mm；第三段軸肩取直徑為18mm，取軸肩長度為9mm；第四段為齒輪，安第三輪小齒輪設計。第五段作為軸承的軸肩，取直徑為18mm，長度為16mm最后一段為配合6002，取該段直徑15mm

15、，同理，軸1,2,4也與軸3的設計類似。 選軸承628/9 選軸承628/9 選軸承6002 選軸承60055、鍵的設計與校核已知鋼材鍵連接許用擠壓應力為100-120MPa 要求 1.軸I （1）和聯(lián)軸器相連的鍵：A型平鍵 型號為3316, GB/T 1096-2003 鍵的工作長度l=L-b=13mm 鍵槽的接觸高度k=0.5h=1.5mm 軸直徑d=10mm 符合強度要求。 2.軸II （1）和齒輪1固定的平鍵 型號為3312 GB/T 1096-2003 鍵的工作長度l=L-b=9mm 鍵槽的接觸高度k=0.5h=1.5mm軸直徑d=15mm 符合強度要求。3.軸III （1）和齒輪3

16、固定的平鍵 型號為5512 GB/T 1096-2003 鍵的工作長度l=L-b=7mm 鍵槽的接觸高度k=0.5h=2.5mm 軸直徑d=18mm符合強度要求。 選鍵3312選鍵3312選鍵5512選鍵8718計算項目過程及說明計算結果 4軸IV（1）和齒輪3固定的平鍵 型號為8718 GB/T 1096-2003 鍵的工作長度l=L-b=10mm 鍵槽的接觸高度k=0.5h=3.5mm軸直徑d=31mm符合強度要求。6、聯(lián)軸器設計1類型選擇.微型電動機轉軸的軸徑為9mm，而本設計的軸I的直徑為10mm，為了隔離振動和沖擊，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器2載荷計算.公稱轉矩：T=95500.307N.

17、m查表,選取所以轉矩 因為計算轉矩小于聯(lián)軸器公稱轉矩,所以查機械設計手冊，選取LT1型彈性套柱銷聯(lián)軸器其公稱轉矩為6.3N·m。 同時，由于軸的載荷不大，聯(lián)軸器材料可以采用中等強度的鑄鐵。選取LT1型彈性套柱聯(lián)軸器公稱轉矩為6.3N·m7、箱體結構設計1箱體和附件（1）箱體 箱體材料為HT200。用來支持旋轉軸和軸上零件，并為軸上傳動零件提供封閉工作空間，防止外界灰砂侵入和潤滑逸出，并起油箱作用，保證傳動零件嚙合過程良好的潤滑。（2）加工工藝路線 鑄造毛坯時效油漆劃線粗精加工基準面粗、精加工各平面粗、半精加工各主要加工孔精加工主要孔粗、精加工各次要孔加工各緊固孔、油孔等去毛

18、刺清洗檢驗（3）附件 包括窺視孔及窺視孔蓋，通氣器，軸承蓋，定位銷，啟箱螺釘，油標，放油孔及放油螺塞。計算項目過程及說明計算結果（2）確定箱體的基本參數 名稱代號尺寸/mm第一級中心距a130第二級中心距a248第三極中心距a381.6下箱座壁厚8上箱座壁厚8箱座上的肋厚m8箱蓋上的肋厚8地腳螺栓直徑dfM15地腳螺栓通孔直徑df M15地腳螺栓數量n4軸承旁連接螺栓直徑d1M10機座與機座連接螺栓直徑d2M8連接螺栓d2 間距l(xiāng)180軸承蓋螺釘直徑d3M3、M6窺視孔蓋螺釘直徑d4M3定位銷直徑dM6dfd1d2至外機壁距離C116d1d2至凸緣距離C214外機壁至軸承斷面距離33內機壁之軸

19、承座斷面距離41大齒輪頂圓與內機壁距離11齒輪端面與內機壁距離9軸承端蓋外徑D230、60、84軸承端蓋凸緣厚度e35確定了箱體的可靠性，便于畫圖計算項目過程及說明計算結果8、潤滑與密封1.潤滑 齒輪采用浸油潤滑。當齒輪圓周速度時，圓柱齒輪浸入油的深度約一個齒高，三分之一齒輪半徑，大齒輪的齒頂到油底面的距離30mm。軸承潤滑采用浸油潤滑，浸油潤滑采用導油溝潤滑2.密封 防止外界的灰塵、水分等侵入軸承，并阻止?jié)櫥瑒┑穆┦?。軸承端蓋與軸的接觸處采用氈圈密封。完善潤滑與密封9、裝配圖設計1.裝配圖的作用 裝配圖表明減速器各零件的結構及其裝配關系，表明減速器整體結構，所有零件的形狀和尺寸，相關零件間的

20、聯(lián)接性質及減速器的工作原理，是減速器裝配、調試、維護等的技術依據，表明減速器各零件的裝配和拆卸的可能性、次序及減速器的調整和使用方法。 2.減速器裝配圖的繪制 （1）裝備圖的總體規(guī)劃 1）視圖布局 選擇3個基本視圖，結合必要的剖視、剖面和局部視圖加以補充。選擇俯視圖作為基本視圖，主視表達減速器外形，左視圖加以補充.將減速器的工作原理和主要裝配關系集中反映在一個基本視圖上。 布置視圖時應注意： a整個圖面應勻稱美觀，并在右下方預留減速器技術特性表、技術要求，標題欄和零件明細表的位置。 b各視圖之間應留適當的尺寸標注和零件序號標注的位置。 （2）尺寸的標注 1）特性尺寸：用于表明減速器的性能、規(guī)格

21、和特征。如傳動零件的中心距及其極限偏差等。 2）配合尺寸：減速器中有配合要求的零件應標注配合尺寸。如：軸承與軸、軸承外圈與機座、軸與齒輪的配合、聯(lián)軸器與軸等應標注公稱尺寸、配合性質及精度等級。 3）外形尺寸：減速器的最大長、寬、高外形尺寸表明裝配圖中整體所占空間。 4）安裝尺寸：減速器箱體底面的長與寬、地腳螺栓的位置、間距及其通孔直徑、外伸軸端的直徑、配合長度及中心高等。 （3）標題欄、序號和明細表 1）說明機器或部件的名稱、數量、比例、材料、標準規(guī)格、標準代號、圖號以及設計者姓名等內容。 2）裝備圖中每個零件都應編寫序號，并在標題欄的上方用明細表來說明。（4）技術特性表和技術要求 1)技術特

22、性表說明減速器的主要性能參數、精度等級,布置在裝配圖右下方空白處。 2)技術要求包括減速器裝配前、滾動軸承游隙、傳動接觸斑點、嚙合側隙、箱體與箱蓋接合、減速器的潤滑、試驗、包裝運輸要求。 2. 繪制主視圖和俯視圖繪制裝配圖時注意問題: (1) 先畫中心線，然后由中心向外依次畫出軸、傳動零件、軸承、箱體及其附件。 (2) 先畫輪廓，后畫細節(jié)，先用淡線最后加深。 (3) 兩個視圖中以俯視圖作基本視圖。 (4) 剖視圖的剖面線間距應與零件的大小相協(xié)調，相鄰零件剖面線盡可能取不同。 (5) 對零件剖面寬度的剖視圖，剖面允許涂黑表示。 (6) 同一零件在各視圖上的剖面線方向和間距要一致。 3.完成裝配圖

23、 (1) 標注尺寸:反映其的特性、配合、外形、安裝尺寸。 (2) 零件編號（序號）：由重要零件，按順時針方向依次編號，并對齊。 (3) 書寫技術要求。 (4) 審圖。(5) 加深特定線條。完善裝配圖步驟四、心得體會關鍵詞：累但充實，有困難更有成長從剛剛拿到小組的題目開始，精密機械課程設計就如火如荼地展開了。我們小組所參與的小模數齒輪設計，容易給人上手容易的感覺。第一天就確定了傳動比，開始了各級齒輪的計算?？吹郊垙埳系臄底衷椒e越多心里的成就感不言而喻。下課之后，我們小組一起到工學部圖書館借書，每個人都抱著幾大本厚厚的參考書，信心滿滿的回到了信息學部。從實驗室回到宿舍，就安裝上了autocad2008應用軟件。準備著手畫圖了?？蓻]想到，真正的難題，才剛剛開始。由于對軟件的不熟悉，通過借來的輸和從上網下載的教學視頻學習，學會了簡單的line、鏡像、倒角等運用處理，可是真上手時，才發(fā)現(xiàn)圖沒有那么好畫。從剛開始習慣性地用矩形工具描述齒輪、軸的各個部分，到后來發(fā)現(xiàn)用鏡像其實更快更好地畫出圖來，速度也漸漸提了上去?？墒钦嬲_始畫圖才明白為