機械設(shè)計課程設(shè)計展開式二級圓柱齒輪減速器的設(shè)計畢業(yè)論文

1、展開式二級圓柱齒輪減速器的設(shè)計關(guān)鍵詞：減速器 剛性 工藝學(xué) 零部件第一章 緒 論減速器是指原動機與工作機之間獨立封閉式傳動裝置，用來降低轉(zhuǎn)速并相應(yīng)地增大轉(zhuǎn)矩。此外，在某些場合，也有用作增速的裝置，并稱為增速器。 減速器的種類很多，這里我們涉及圓柱齒輪組成的減速器，最普遍的是展開式二級圓柱齒輪減速器，它是兩級減速器中最簡單、應(yīng)用最廣泛的一種。二級圓柱齒輪減速器分為展開式、分流式、同軸式，i=840，用斜齒、直齒、人字齒。兩級大齒輪直徑接近，有利于浸油潤滑。軸線可以水平、上下、垂直布置。它的齒輪相對于支撐位置不對稱，當(dāng)軸產(chǎn)生變形時，載荷在齒輪上分布的不均勻，因此，軸應(yīng)設(shè)計的具有較大的剛度，并使齒輪

2、遠離輸入端或輸出端。 我們通過對減速器的研究與設(shè)計，我們能在另一個角度了解減速器的結(jié)構(gòu)、功能、用途和使用原理等，同時，我們也能將我們所學(xué)的知識應(yīng)用于實踐中。在設(shè)計的過程中，我們能正確的理解所學(xué)的知識，而我們選擇減速器，也是因為對我們過控專業(yè)的學(xué)生來說，這是一個很典型的例子，能從中學(xué)到很多知識。我們本次設(shè)計的題目是二級圓柱斜齒輪減速器，我們對這次設(shè)計的對象有了更深入的了解。另外，我們通過設(shè)計可以更加詳盡的了解各部分的功能和設(shè)計要求，比如，帶輪的設(shè)計、齒輪的設(shè)計及軸的設(shè)計、箱體的各部分零件的尺寸計算等等。同時，我們還要選取其它附屬部件，如鍵、軸承、聯(lián)軸器等。在本次設(shè)計中，我們將運用CAD輔助繪圖，

3、這也給我們帶來了極大的便利。第二章 展開式二級圓柱齒輪減速器的設(shè)計1、設(shè)計題目用于帶式運輸機的展開式二級圓柱齒輪減速器。傳動裝置簡圖如下圖所示。1電動機 2V帶傳動 3展開式雙級齒輪減速器4連軸器 5底座 6傳送帶鼓輪 7傳送帶(1)帶式運輸機數(shù)據(jù)運輸機工作軸轉(zhuǎn)矩T=800/(N·m)運輸帶工作速度v=1.4/(m/s)運輸帶滾筒直徑D=400/mm(2)工作條件單班制工作，空載啟動，單向、連續(xù)運轉(zhuǎn)，工作中有輕微振動。運輸帶速度允許速度誤差為±5%。(3)使用期限 工作期限為十年，檢修期間隔為三年。(4)生產(chǎn)批量及加工條件 小批量生產(chǎn)。2、設(shè)計任務(wù)（1）選擇電動機型號；（2

4、）確定帶傳動的主要參數(shù)及尺寸；（3）設(shè)計減速器；（4）選擇聯(lián)軸器。3、具體作業(yè)（1）減速器裝配圖一張；（2）零件工作圖二張（大齒輪，輸出軸）；（3）設(shè)計說明書一份。4、數(shù)據(jù)表運輸機工作軸轉(zhuǎn)矩T/(N·m)800850900950800850900800850900運輸帶工作速度v/(m/s)運輸帶滾筒直徑D/mm360370380390400410360370380390第三章 電動機的選擇3.1 選擇電動機的類型和結(jié)構(gòu)式選用三相鼠籠是異步電動機，有傳動方案選擇圓柱齒輪，無特殊要求，采用Y系列電機，為防止雜質(zhì)侵入電機內(nèi)部，電動機采用封閉式。3.2 選擇電動機的容量運輸機的工作轉(zhuǎn)速 運

5、輸機的所需功率查表3-2得滾筒的效率為，取皮帶傳動效率，齒輪傳動效率0.97，滾子軸承的傳動效率0.98，聯(lián)軸器的傳動效率0.99.軸與軸之間的傳動效率軸與軸之間的傳動效率軸與滾筒之間的傳動效率電動機到滾筒的總效率所需電機功率： 3.3 確定電動機的轉(zhuǎn)速為帶傳動比，取24為高速級傳動比，取35為低速級傳動比，取35且 則 n=11706000為減小電動機的結(jié)構(gòu)尺寸，降低成本，取n=1500r/min查表12-1 取電動機型號 Y132M-4 查表12-3 電動機基本參數(shù)額定功率7.5Kw；滿載轉(zhuǎn)數(shù)1440r/min；中心高度 132mm表12-1 電動機參數(shù)選擇·m。第四章 傳動裝置

6、運動及動力參數(shù)計算4.1 傳動比分配傳動裝置的總傳動比要求為式中： -電動機滿載轉(zhuǎn)速， r/min.多級傳動中，總傳動比為： 分配傳動比要考慮以下幾點：(1)齒輪各級傳動比要在要求的范圍內(nèi)：i=3-5，帶傳動比范圍：i=2-4;(2)應(yīng)使傳動裝置結(jié)構(gòu)尺寸最小、重量最輕.，取，取帶傳動比則 求得 但是在實際傳動中有誤差，一般允許相對誤差為。4.2 傳動裝置的運動和動力參數(shù)設(shè)計計算傳動件時，要用各軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩或功率，因此要將工作機上的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩或功率推算到各軸上。各軸轉(zhuǎn)速軸：軸：軸：，分別表示1，2，3軸的轉(zhuǎn)速r/min；1軸為高速軸、2軸為中速軸、3軸低速軸；， 分別表示帶輪、高速軸；高、中速

7、軸；中、低速軸間的傳動比；各軸功率軸： 軸：軸：滾筒軸：，1，2，3，滾筒軸輸入功率；表示各傳動機構(gòu)和摩擦副效率；各軸轉(zhuǎn)矩電動機軸輸出轉(zhuǎn)矩： 軸： 軸： 軸： 滾筒軸：， ， ，1，2，3，滾筒軸輸入轉(zhuǎn)矩；軸（電動機軸）： 軸（高速軸）： 軸（中間軸）： 軸（低速軸）： 軸（滾筒軸）： 見表4-2為各軸運動和動力參數(shù)數(shù)值，詳細介紹各軸的功率、轉(zhuǎn)速、及轉(zhuǎn)矩等值。4-2 各軸運動和動力參數(shù)軸名輸入功率Kw輸入轉(zhuǎn)矩N·m轉(zhuǎn)速r/min傳動比i 效 率電動機軸14402軸720軸319軸671滾筒軸67第五章 傳動零件的設(shè)計計算5.1 帶傳動的設(shè)計由機械設(shè)計表8-7查得工作情況系數(shù)=1.1，

8、故根據(jù)確定選用v帶，由表8-10得，A型。并驗算帶速v1）初選小帶輪的直徑，由表8-6和表8-8取小帶輪的基準(zhǔn)直徑2）驗算帶速v 故帶速合適3）大帶輪的基準(zhǔn)直徑 已圓整。1）根據(jù)，初步確定中心距=300mm2）計算帶所需的基準(zhǔn)長度 由表8-2得取3）計算實際中心距a 中心矩的變動范圍主動輪上的包角合適。1）計算單根V帶的額定功率由和查表8-4a得根據(jù)和A型帶。查表8-4b得查表8-5得表8-2得于是2）計算v帶根數(shù) 取8根應(yīng)該使帶的實際拉力 小帶輪采用實心式，大帶輪采用腹板式 5.2 高速級齒輪設(shè)計計算1.選取齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)：選取直齒圓柱齒輪傳動。帶傳動為一般工作機器，速度不高

9、，選取7級精度（GB10095-88）材料選擇：小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS。選小齒輪齒數(shù)=24，則大齒輪齒數(shù) ，取=94。2. 按齒面接觸強度設(shè)計由設(shè)計公式確定公式內(nèi)的各計數(shù)數(shù)值并計算（1）選取載荷系數(shù)計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)距選取齒寬系數(shù)；材料的彈性影響系數(shù)齒面硬度查10-21d得小齒輪的接觸疲勞強度極限；大齒輪的接觸疲勞強度極限（2）計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)接觸疲勞壽命系數(shù)。（3）計算接觸疲勞許用應(yīng)力，取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，（4）試算小齒輪分度圓直徑 （5）計算圓周速度 （6）計算齒寬b（7）計算齒寬與齒高之高比b/h（8

10、）計算載荷系數(shù)根據(jù)v=2.33m/s，7級精度，查圖10-8查的動載系數(shù) 直齒輪，假設(shè)。得由表10-2得使用系數(shù)，7級精度，非對稱布置由，則載荷系數(shù)（9）按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑（10） 計算模數(shù) 彎曲強度計算公式確定公式內(nèi)各計算數(shù)值（1）小齒輪的彎曲疲勞極限，大齒輪的彎曲疲勞極限。（2）由圖10-18得彎曲疲勞壽命系數(shù)。（3）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力，取S=1（4）計算載荷系數(shù)K （5）查10-5得齒形系數(shù) （6）查10-5得應(yīng)力校正系數(shù) （7）計算大、小齒輪的并加以比較大齒輪的數(shù)值大。對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度設(shè)計計算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度設(shè)計計算的模數(shù)，由于齒輪模

11、數(shù)m的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，則可取模數(shù)m=2.0，直徑算出小齒輪齒數(shù)（1）計算分度圓直徑（2）計算中心距（3）計算齒輪寬度 ?。?）驗算 合適。5.3 低速級齒輪設(shè)計計算1.選取齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)選取直齒圓柱齒輪傳動。傳輸機為一般工作機器，速度不高，選取7級精度材料選擇：小齒輪材料為40鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS。選小齒輪齒數(shù)=23，則大齒輪齒數(shù)，取。由設(shè)計公式確定公式內(nèi)的各計數(shù)數(shù)值（1）選取載荷系數(shù).計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)距選取齒寬系數(shù)；材料的彈性影響系數(shù)。齒面

12、硬度查10-21d得小齒輪的接觸疲勞強度極限；大齒輪的接觸疲勞強度極限。（2）計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)（3）接觸疲勞壽命系數(shù)；計算接觸疲勞許用應(yīng)力，取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，（1）試算小齒輪分度圓直徑 （2）計算圓周速度 （3）計算齒寬b（4）計算齒寬與齒高之高比b/h（5）計算載荷系數(shù)根據(jù)，7級精度，查圖10-8查的動載系數(shù)，直齒輪，假設(shè)。得。使用系數(shù)，7級精度，非對稱布置。由，則載荷系數(shù)（6）按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑（7）計算模數(shù)彎曲強度計算公式確定公式內(nèi)各計算數(shù)值（1）小齒輪的彎曲疲勞極限，大齒輪的彎曲疲勞極限。由圖10-18得彎曲疲勞壽命系數(shù)。（3）計算載荷系數(shù)K（4）查

13、10-5得齒形系數(shù)（5）查10-5得應(yīng)力校正系數(shù)（6）計算大、小齒輪的并加以比較大齒輪的數(shù)值大。對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度設(shè)計計算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度設(shè)計計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，則可取模數(shù)m=3.5，直徑算初齒數(shù) （1）計算分度圓直徑（2）計算中心距（3）計算齒輪寬度 ，取。（4）驗算 合適。齒輪結(jié)構(gòu)為標(biāo)準(zhǔn)型。（5）因減速器的低速軸與運輸機連接用的聯(lián)軸器，由于軸的轉(zhuǎn)速較底不必要求具有較小的轉(zhuǎn)動慣量，但傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，又因為減速器與工作機不在同一底座上，要求有較大的軸線偏移補償，因此

14、，選用無彈性的擾性聯(lián)軸器，選用滾子鏈?zhǔn)铰?lián)軸器。由，??；查表8-4取型號GL9第六章 軸的設(shè)計及計算6.1 高速軸設(shè)計， 取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），查表15-3，取=115。因為有鍵槽，則，圓整取 （1）確定各軸段直徑：最小軸段，：軸肩2處對帶輪定位，：軸肩3處為過度部位，區(qū)分加工表面，軸段34與軸承配合，軸承僅承受徑向力，初取軸承型號6307，其主要參數(shù)，。該軸跨距。：由軸承對軸肩要求，查6307得，：同理：同理，（2）確定各軸段長度：由與12軸段配合的帶輪寬B=52mm，：查表11-1，地腳螺栓 ，得軸承旁連接螺栓 ，取。由表11-2得 箱體軸承孔長 軸承端蓋厚e=10mm裝拆螺釘余量取則

15、 ：與軸承配合，?。狠S環(huán)寬度：由與之相配合的齒輪1寬：確定軸上倒角和圓角軸上力的作用點及支點跨距的確定，齒輪對軸的力作用點按簡化原則應(yīng)在齒輪寬的中心，因此可決定軸上齒輪力的作用點位置 (2) 繪軸的受力圖(如下圖)(3) 計算軸上的作用力齒輪1的嚙合力V帶作用的壓軸力 (4)計算支反力水平面內(nèi) 解得 彎矩 垂直面內(nèi) 解得 彎矩 兩平面合成，得 受力彎矩圖(5)計算當(dāng)量彎矩因為材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），由表15-1查得 ；應(yīng)力校正系數(shù)0.6 ；B，C為危險截面，分別校核： ，截面強度足夠，高速軸安全；6.2 中速軸設(shè)計， ， （1）取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），查表15-3，取=115。， 圓整取 （

16、2）確定各軸段直徑：最小軸段為使之與軸承相適應(yīng)，選軸承型號6308，則 ，該軸跨距：軸肩2為過渡部位，區(qū)分加工表：軸肩3處對齒輪2有軸向定位要求，取 ：同理與， ：同理（3）確定各軸段長度：與軸承配合段：與齒輪2配合段 ：與齒輪3配合取 ：與軸承配合 ：軸環(huán)寬度 （4）確定軸上倒角和圓角 （1）軸上力的作用點及支點跨距的確定；齒輪對軸的力作用點按簡化原則應(yīng)在齒輪寬的中心，因此可決定軸上兩齒輪力的作用點位置。 ；(2) 繪軸的受力圖(3) 計算軸上的作用力齒輪1的嚙合力 (4)計算支反力 水平面內(nèi) 解得 彎矩 垂直面內(nèi) 解得 彎矩 兩平面合成，得(5)計算當(dāng)量彎矩因為材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），由表1

17、5-1查得；應(yīng)力校正系數(shù)0.6 G，F(xiàn)為危險截面，分別校核 G截面危險F截面強度足夠；重新設(shè)計軸段45的直徑為保證軸的強度及鍵的削弱，取則，；校核G截面強度 重新設(shè)計后，G截面安全。6.3 低速軸設(shè)計， ， 取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），查表15-3，取=108。因為有鍵槽，則；圓整取 （1）定各軸段直徑：最小軸段，與聯(lián)軸器GL9相適應(yīng)，取：軸肩2處對半聯(lián)軸器有軸向定位，：軸肩3處為過度部位，區(qū)分加工表面，軸段34與軸承配合，軸承僅承受徑向力，因，查表6-1，處取軸承型號6013，其主要參數(shù)，該軸跨距：由軸承對軸肩要求，查表6-1型號6013得，：同理，：對軸承軸肩的要求通過套筒來實現(xiàn)，：軸肩8

18、對齒輪4有軸向定位要求，（2）定各軸段長度：由與12軸段配合的半連軸器孔長B=84mm， ：查表11-1，地腳螺栓 得 軸承旁連接螺栓 ，取由表11-2得 箱體軸承孔長軸承端蓋厚e=10mm裝拆螺釘余量取 ：與軸承6013配合，?。狠S環(huán)寬度：由與之相配合的齒輪4寬得： （3）確定軸上倒角和圓角 （1）軸上力的作用點及支點跨距的確定；齒輪對軸的力作用點按簡化原則應(yīng)在齒輪寬的中心，因此可決定軸上齒輪力的作用點位置 ；(2) 繪軸的受力圖(3) 計算軸上的作用力齒輪4的嚙合力 (4)計算支反力水平面內(nèi) 解得 彎矩 垂直面內(nèi) 解得 彎矩 兩平面合成，得 (5)計算當(dāng)量彎矩因為材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），由表

19、15-1查得；應(yīng)力校正系數(shù)0.6 ，Q為危險截面，校核Q截面 Q截面強度足夠，低速軸安全；第七章 滾動軸承的選擇和計算7.1 高速軸軸承由計算軸時初選軸承型號6307，因軸承支點跨距<300mm采用兩端固定的軸承組合，兩軸承分別受的徑向力為，。轉(zhuǎn)速得當(dāng)量動載荷；查表13-4得 ，傳動機構(gòu)有輕微沖擊，查表13-6得載荷系數(shù)；查表6-1得6037的基本額定動載荷，所以 預(yù)期計算壽命：選取窄一點的軸承6207；查表6-1得 基本額定動載荷6207合適，多余寬度留與軸承與箱體內(nèi)端面的間隙。7.2 中速軸軸承由計算軸時初選軸承型號6308，因軸承支點跨距<300mm采用兩端固定的軸承組合，兩

20、軸承分別受的徑向力為，。轉(zhuǎn)速得當(dāng)量動載荷；查表13-4得 ；傳動機構(gòu)有輕微沖擊，查表13-6得載荷系數(shù)；查表6-1得6013的基本額定動載荷，所以 選取窄一點的軸承6208查表6-1得 基本額定動載荷但按三年間修期則，六年更換一次。6208合適，多余寬度留與軸承與箱體內(nèi)端面的間隙。7.3 低速軸軸承由計算軸時初選軸承型號6013，因軸承支點跨距<300mm采用兩端固定的軸承組合，兩軸承分別受的徑向力為，。轉(zhuǎn)速得當(dāng)量動載荷；查表13-4得 ；傳動機構(gòu)有輕微沖擊，查表13-6得，載荷系數(shù)；查表6-1得6013的基本額定動載荷，所以 預(yù)期計算壽命 ：，軸承6013合適。第八章 減速器結(jié)構(gòu)及其附

21、件的設(shè)計1箱體尺寸參考課程設(shè)計書上的參數(shù)，可計算出尺寸如下：尺寸表名 稱符 號減速器型式及尺寸關(guān)系箱座厚度9mm箱蓋厚度18mm箱蓋凸緣厚度b112mm箱座凸緣厚度b13.5 mm箱座底凸緣厚度b220 mm地腳螺釘數(shù)目n4地腳螺釘直徑df20mm軸承旁邊聯(lián)結(jié)螺栓直徑d116mm蓋與座聯(lián)結(jié)螺栓直徑d212 mm聯(lián)接螺栓d2的間距l(xiāng)200 mm軸承端蓋螺釘直徑d38 mm視孔蓋螺釘直徑d48 mm定位銷直徑d8 mm至外箱壁距離、至凸緣邊緣距離C1C2地腳螺栓：C1min=24mm，C2min=22mm，D0=36mm軸承旁聯(lián)接螺栓：C1min=20mm，C2min=18mm，D0=30mm蓋與

22、座聯(lián)接螺栓：C1min=16mm，C2min=14mm，D0=22mm軸承旁凸臺半徑R125mm凸臺高度h50mm外箱壁至軸承座端面距離l143mm鑄造過度尺寸x，yX=3mm，y=15mm大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離115mm齒輪端面與內(nèi)箱壁距離k15mm箱蓋，箱座肋厚m1，m2m1=7mm， m=8mm，軸承端蓋外徑D2高速軸的：D2=140mm中速軸的：D2=130mm低速軸的：D2=115mm軸承旁聯(lián)接螺栓距離S 低速取 S=155mm，中速取S=132.25mm， （1）窺視孔及窺視孔蓋主要參數(shù)， A=100mm，n=8，h=4， R=5（2）通氣器直徑，則相應(yīng)系數(shù)為：，。（3）軸承端蓋a

23、、蝸桿上的軸承端蓋，選用凸緣式軸承蓋。由前面的計算知，軸承外徑D=120mm。螺栓直徑選為M10，所以；，取，取， 取m=21mm。b、蝸桿上的軸承端蓋，選用凸緣式軸承蓋。由前面的計算知，軸承外徑D=100mm。螺栓直徑選為M8，所以；，取， 取， 取m=21mm(4)油標(biāo) 如右圖桿式油標(biāo)，螺紋直徑選為M16，則相應(yīng)系數(shù)為：；(5)放油孔及放油螺噻 放油螺塞的直徑取為，則相應(yīng)的其他參數(shù)為：；（6）起吊裝置a、箱蓋上的吊耳箱蓋上的吊耳結(jié)構(gòu)如右圖所示，其中 取 取 取 b、箱座上的吊鉤 箱座上的吊鉤結(jié)構(gòu)如下圖所示，其中，??；（1）窺視孔及窺視孔蓋（2）軸承端蓋第九章 減速器潤滑與密封9.1 潤滑方式（1）低速級齒輪和高速級齒輪的速度都小于12.采用油池潤滑（1）采用潤滑脂潤滑(一般)（2）ZL-3型潤滑（GB 73241987）用油量為軸承間隙的1/31/2為宜9.2 密封方式1、箱座與箱蓋凸緣接合面的密封選用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法。2、觀察孔和油孔等出接合面的密封在觀察孔或螺塞與機體之間加石棉橡膠紙、墊片進行密封3、軸承孔的密封悶蓋和透蓋用作密封與之對應(yīng)的軸承外部軸的外延端與透端蓋