二级减速器毕业设计论文
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人生最大的幸福,是发现自己爱的人正好也爱着自己。
济源职业技术学院毕业设计题目二级直齿圆柱齿轮减速器系别机电系专业机电一体化班级机电0808 姓名乔吉培学号08010813指导教师菅毅日期2010年12月设计任务书题目:带式运输机传动系统中的二级直齿圆柱齿轮减速器设计要求:1:运输带的有效拉力为F=2500N2:运输带的工作速度为V=1.7m/s3:卷筒直径为D=300mm5:两班制连续单向运转(每班8小时计算)载荷变化不大室内有粉尘6:工作年限十年(每年300天计算)小批量生产设计进度要求:第一周拟定分析传动装置的设计方案:第二周选择电动机计算传动装置的运动和动力参数:第三周进行传动件的设计计算校核轴轴承联轴器键等:第四周绘制减速器的装配图:第五周准备答辩指导教师(签名):摘要齿轮传动是现代机械中应用最广的一种传动形式它由齿轮、轴、轴承及箱体组成的齿轮减速器用于原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用齿轮减速器的特点是效率高、寿命长、维护简便因而应用极为广泛本设计讲述了带式运输机的传动装置--二级圆柱齿轮减速器的设计过程首先进行了传动方案的评述选择齿轮减速器作为传动装置然后进行减速器的设计计算(包括选择电动机、设计齿轮传动、轴的结构设计、选择并验算滚动轴承、选择并验算联轴器、校核平键联接、选择齿轮传动和轴承的润滑方式九部分内容)运用AutoCAD软件进行齿轮减速器的二维平面设计完成齿轮减速器的二维平面零件图和装配图的绘制关键词:齿轮啮合轴传动传动比传动效率目录1、引言 12、电动机的选择 22.1. 电动机类型的选择 22.2.电动机功率的选择 22.3.确定电动机的转速 23、计算总传动比及分配各级的传动比 43.1. 总传动比 43.2.分配各级传动比 44、计算传动装置的传动和动力参数 54.1.电动机轴的计算 54.2.Ⅰ轴的计算(减速器高速轴) 54.3.Ⅱ轴的计算(减速器中间轴) 54.4.Ⅲ轴的计算(减速器低速轴) 64.5.Ⅳ轴的计算(卷筒轴) 65、传动零件V带的设计计算75.1.确定计算功率75.2.选择V带的型号75.3.确定带轮的基准直径dd1 dd2 75.4.验算V带的速度75.5.确定V带的基准长度Ld和实际中心距a 75.6.校验小带轮包角ɑ1 85.7.确定V带根数Z 85.8.求初拉力F0及带轮轴的压力FQ 85.9.设计结果96、减速器齿轮传动的设计计算 106.1.高速级圆柱齿轮传动的设计计算106.2.低速级圆柱齿轮传动的设计计算117、轴的设计 147.1.高速轴的设计147.2.中间轴的设计157.3.低速轴的设计168、滚动轴承的选择209、键的选择 2010、联轴器的选择2111、齿轮的润滑2112、滚动轴承的润滑2113、润滑油的选择2214、密封方法的选取22结论23致谢24参考文献251、引言计算过程及说明国外减速器现状齿轮减速器在各行各业中十分广泛地使用着是一种不可缺少的机械传动装置当前减速器普遍存在着体积大、重量大或者传动比大而机械效率过低的问国外的减速器以德国、丹麦和日本处于领先地位特别在材料和制造工艺方面占据优势减速器工作可靠性好使用寿命长但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主体积和重量问题也未解决好最近报导日本住友重工研制的FA型高精度减速器美国Jan-Newton公司研制的X-Y式减速器在传动原理和结构上与本项目类似或相近都为目前先进的齿轮减速器当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展因此除了不断改进材料品质、提高工艺水平外还在传动原理和传动结构上深入探讨和创新平动齿轮传动原理的出现就是一例减速器与电动机的连体结构也是大力开拓的形式并已生产多种结构形式和多种功率型号的产品目前超小型的减速器的研究成果尚不明显在医疗、生物工程、机器人等领域中微型发动机已基本研制成功美国和荷兰近期研制分子发动机的尺寸在纳米级范围如能辅以纳米级的减速器则应用前景远大2、电动机的选择2.1. 电动机类型的选择按已知的工作要求和条件选用Y型全封闭笼型三相异步电动机2.2.电动机功率的选择Pd=Fv/(1000ηηw)由电动机的至工作机之间的总效率为ηηw=η1η23η32η4η5η6η1、η2、η3、η4、η5、η6分别为带的传动、齿轮传动的轴承、齿轮传动、齿轮传动联轴器、卷筒轴的轴承、卷筒的效率则ηηw=0.96³0.993³0.972³0.97³0.98³0.96=0.82Pd=Fv/(1000ηηw)=2500³1.7/1000³0.82=5.2kw2.3.确定电动机的转速卷筒轴的工作转速为nW =60³1000³V/ΠD=60³1000³1.7/300³π=108.28r/min取V带传动比i 1=2 ~4齿轮传动比i2=8~40则总传动比为i总=16~160故电动机转速的可选范围nd=i总³nW=﹙16~160﹚³108.28r/min=﹙1732~17325﹚r/min符合这一范围的同步转速有3000 r/min再根据计算出的容量由参考文献【1】查得Y132s1-2符合条件型号额定功率同步转速满载转速Y132s1-25.5 kw3000r/min2900r/min3、计算总传动比及分配各级的传动比3.1. 总传动比i总=n电动/nW=2900/108.28=26.783.2.分配各级传动比i1为V带传动的传动比 i1的范围(2~4) i1=2.5 i2为减速器高速级传动比i3为低速级传动比i4为联轴器连接的两轴间的传动比 i4 =1i总= i1 i2 i3 i4i2 i3=26.78/2.5=10.71i2=(1.3 i2 i3)1/2=3.7i3=2.94、计算传动装置的传动和动力参数4.1.电动机轴的计算n0=nm=2900r/minP0= Pd =5.2kwT0=9550³P0/n0=9550³5.2/2900=17.12N.m4.2.Ⅰ轴的计算(减速器高速轴)n1=n0/i1=2900/2.5=1160r/minP1=P0³η1=5.2³0.96=4.99kwT1=9550³P1/n1带=9550³4.99/1160=41.1N.m4.3.Ⅱ轴的计算(减速器中间轴)n2=n1/i2=1160/3.7=313.51 r/minP2=P1³η22³η3=4.99³0.992³0.97=4.75kwT2=9550³P2/n2=9550³4.75/313.51=144.57 N.m4.4.Ⅲ轴的计算(减速器低速轴)n3=n2/i3=313.51/2.9=108.11r/minP3=P2³η2³η3³η4=4.75³0.99³0.97³0.97=4.42kwT3=9550³P3/n3=9550³4.42/108.11=390.53 N.m4.5.Ⅳ轴的计算(卷筒轴)n4=n3=108.11r/minP4=P3³η5³η6=4.42³0.98³0.96=4.16kwT4=9550³P4/n4=9550³4.16/108.11=367.41 N.m5、传动零件V带的设计计算5.1.确定计算功率PC=KA²P额=1.1²5.5=6.05 kw5.2.选择V带的型号由PC的值和主动轮转速由【1】图8.12选A型普通V带5.3.确定带轮的基准直径dd1 dd2由【1】表8.6和图8.12 选取dd1=80mm且dd1=80mm>dmin=75mm大带轮基准直径为dd2=dd1³n0/n1=2900³80/1160=200mm按【1】表8.3选取标准值dd2=200mm 则实际传动比ii =dd2/dd1=200/80=2.5主动轮的转速误差率在±5%内为允许值5.4.验算V带的速度V=Π³dd1³n0/60000=12.14m/s在5~25 m/s范围内5.5.确定V带的基准长度Ld和实际中心距a按结构设计要求初定中心距a0=500mmL0=2 a0+∏﹙dd1+dd2﹚/2+﹙dd2-dd1﹚2/4 a0 =1000+∏³280/2+1602/2000=1446.8mm由【1】表8.4选取基准长度Ld=1400mm实际中心距a为a=a0+﹙Ld-L0﹚/2=1000+﹙1400-1446.8﹚/2= 476.6mm5.6.校验小带轮包角ɑ1α=[180°-﹙dd2-dd1﹚/a ] ³57.3°=[180°-﹙200-80﹚/476.6] ³57.3°=165.6°>120°合格5.7.确定V带根数ZZ≥Pc/[P0] =Pc/﹙P0+ΔP0﹚³Kα³KcP0=[1.22+﹙1.29-1.22﹚³﹙2900-2800﹚/﹙3200-2800﹚] =1.24kwΔP0=Kb³n0³﹙1-1/Ki﹚=0.0010275³2900³﹙1-1/1.1373﹚=0.3573kwKL=0.96Kα=0.97Z=6.05/﹙1.24+0.3573﹚³0.97³0.96=4.06圆整得Z=45.8.求初拉力F0及带轮轴的压力FQ由【1】表8.6查得q=0.1kg/mF0=500³Pc2.5/Kα-1﹚/z³V+qV2=113N轴上压力Fq为Fq=2³F³z³sin165.6/2=2³113³4³sin165.6/2=894.93N5.9.设计结果选用4根A-1400GB/T11544-1997的V带中心距476.6mm 轴上压力894.93N 带轮直径80mm和200mm6、减速器齿轮传动的设计计算6.1.高速级圆柱齿轮传动的设计计算6.1.1.选择齿轮材料及精度等级小齿轮选用45号钢调质硬度为220~250HBS大齿轮选用45号钢正火硬度为170~210HBS因为是普通减速器故选用9级精度要求齿面粗糙度Ra≦3.2~6.3μm6.1.2.按齿面接触疲劳强度设计T1=41.1N²m=41100N²mm由【1】表10.11查得K=1.1选择齿轮齿数小齿轮的齿数取25则大齿轮齿数Z2=i2²Z1=92.5圆整得Z1=93齿面为软齿面由【1】表10.20选取Ψd=1由【1】图10.24查得σHLim1 =560 MPa σHLim2 =530 MPa由表【1】10.10查得SH=1 N1=60njLh=60³1160³1³( 10³300³16) =3.34³109N2= N1/ i2=3.34³109/3.7=9.08³108查【1】图10.27知ZNT1=0.9 ZNT2=1[σH]1= ZNT1³σHLim1/SH=0.9³560/1=504 MPa[σH]2= ZNT2³σHLim2/SH=1³530/1 =530 MPa故d1≧76.43³[KT1﹙i2+1﹚/Ψd³i2³[σH]12]1/3=76.43³[1.1³41100³﹙3.7+1﹚/1³3.7³5042]1/3=46.62mmm= d1/Z1=46.62/25=1.86由【1】表10.3知标准模数 m=26.1.3.计算主要尺寸d1=m Z1=2³25=50mmd2=m Z2=2³93=186mmb=Ψdd1=1³50=50mm小齿轮的齿宽取 b2=50mm 大齿轮的齿宽取 b1=55ma=m﹙Z1+Z2﹚/2=2³﹙25+93/2=118m6.1.4.按齿根弯曲疲劳强度校核查【1】表10.13得 YF1 =2.65 YF2=2.18应力修正系数YS查【1】表10.14得 YS1=2.21 YS2=1.79许用弯曲应力[σF]由【1】图10.25查得σFlim1 =210 MPa σFlim2 =190 MPa由【1】表10.10差得 SF=1.3由【1】图10.26查得 YNT1=YNT2=0.9有公式(10.14)可得[σF]1= YNT1³σFlim1/SF =210³0.9/1.3=145.38 MPa[σF]2= YNT2³σFlim2/SF =190³0.9/1.3=131.54 MPa 故σF1 =2KT YF YS/bm2Z1=76.19MPa<[σF]1=145.38MPaσF2 =σF1³YF2³YS2/YF1³YS1=76.19³2.21³1.79/2.65³1.59 =71.53MPa<[σF]2 =131.54MPa所以齿根弯曲强度校核合格6.1.5.检验齿轮圆周速度V=πd1³n1/60000=3.14³50³1160/60000=3.03 m/s由【1】表10.22可知选9级精度是合适的6.2.低速级圆柱齿轮传动的设计计算6.2.1.选择齿轮材料及精度等级小齿轮选用45号钢调质硬度为220~250HBS大齿轮选用45号钢正火硬度为170~210HBS因为是普通减速器故选用9级精度要求齿面粗糙度Ra≦3.2~6.3μm6.2.2.按齿面接触疲劳强度设计T2=144.57N²m=145000N²mm n2=313.51r/min由【1】表10.11查得K=1.1选择齿轮齿数小齿轮的齿数取31则大齿轮齿数Z2=i3²Z1=89.9圆整得Z1=90齿面为软齿面由【1】表10.20选取Ψd=1由【1】图10.24查得σHLim1 =550 MPa σHLim2 =530 MPa由表【1】10.10查得SH=1 N1=60njLh=60³313.51³1³( 10³300³16) =9.03³108N2= N1/ i3=9.03³108/2.9=3.11³108查【1】图10.27知ZNT1=1 ZNT2=1.06[σH]1= ZNT1³σHLim1/SH=1³550/1=550 MPa[σH]2= ZNT2³σHLim2/SH=1.06³530/1 =562 MPa故d1≧76.43³[KT1﹙i2+1﹚/Ψd³i3³[σH]12]1/3=76.43³[1.1³145000³﹙2.9+1﹚/1³2.9³5502]1/3=68.02mmm= d1/Z1=68.02/31=2.2由【1】表10.3知标准模数 m=2.56.2.3.计算主要尺寸d1=m Z1=2.5³31=77.5mmd2=m Z2=2.5³90=225mmb=Ψdd1=1³77.5=77.5mm大齿轮的齿宽取 b2=80mm 小齿轮的齿宽取 b1=85mma=m﹙Z1+Z2﹚/2=2³﹙31+90)/2=151.25m6.2.4.按齿根弯曲疲劳强度校核查【1】表10.13得 YF1 =2.53 YF2=2.22应力修正系数YS查【1】表10.14得 YS1=1.64 YS2=1.79许用弯曲应力[σF]由【1】图10.25查得σFlim1 =210 MPa σFlim2 =190 MPa由【1】表10.10差得 SF=1.3由【1】图10.26查得 YNT1=YNT2=1有公式(10.14)可得[σF]1= YNT1³σFlim1/SF =210³1/1.3=162 MPa[σF]2= YNT2³σFlim2/SF =190³1/1.3=146 MPa故σF1 =2KT YF YS/bm2Z1=85.4MPa<[σF]1=162MPaσF2 =σF1³YF2³YS2/YF1³YS1=85.4³2.22³1.79/2.53³1.64 =81.8MPa<[σF]2 =146MPa所以齿根弯曲强度校核合格6.2.5.检验齿轮圆周速度V=πd1³n1/60000=3.14³77.5³313.51/60000=1.27 m/s 由【1】表10.22可知选9级精度是合适的7、轴的设计7.1.高速轴的设计7.1.1.选择轴的材料及热处理由已知条件知减速器传递的功率属于小功率对材料无特殊要求故选用45号钢并经调质处理7.1.2.按钮转强度估算直径根据表【1】表14.1得C=107~118 P1=4.99Kw又由式 d1≧C³﹙P1/n1﹚1/3d1≧﹙107~118﹚³﹙4.99/1160﹚1/3=17.5~19.35 mm 考虑到轴的最小直径要连接V带会有键槽存在故将估算直径加大3%~5%取为18.03~20.32mm 由设计手册知标准直径为20mm7.1.3.设计轴的直径及绘制草图确定轴上零件的位置及固定方式此轴为齿轮轴无须对齿轮定位轴承安装于齿轮两侧的轴段采用轴肩定位周向采用过盈配合确定各轴段的直径由整体系统初定各轴直径轴颈最小处连接V带d1=20mmd2=27mm轴段3处安装轴承d3=30mm齿轮轴段d4=38mmd5=d3=30mm确定各轴段的宽度由带轮的宽度确定轴段1的宽度B=(Z-1)e+2f(由【1】表8.5得)B=63mm所以b1=75mm;轴段2安装轴承端盖b2取45mm轴段3、轴段5安装轴承由【2】附表10.2查的选6206标准轴承宽度为16mmb3=b5=16mm;齿轮轴段由整体系统决定初定此段的宽度为b4=175mm按设计结果画出草图如图1-1图1-17.2.中间轴的设计7.2.1.选择轴的材料及热处理由已知条件知减速器传递的功率属于小功率对材料无特殊要求故选用45号钢并经调质处理7.2.2.按钮转强度估算直径根据表【1】表14.1得C=107~118 P2=4.75Kw又由式 d1≧C³﹙P2/n2﹚1/3d1≧﹙107~118﹚³﹙4.75/313.51﹚1/3=26.75~29.5 mm 由设计手册知标准直径为30mm7.2.3.设计轴的直径及绘制草图确定轴上零件的位置及固定方式此轴安装2个齿轮如图2-1所示从两边安装齿轮两边用套筒进行轴向定位周向定位采用平键连接轴承安装于齿轮两侧轴向采用套筒定位周向采用过盈配合固定确定各轴段的直径由整体系统初定各轴直径轴段1、5安装轴承d1=30mm轴段2、4安装齿轮d2=35mm轴段3对两齿轮轴向定位d3=42mmd4=35mmd5=d1=30mm确定各轴段的宽度如图2-1所示由轴承确定轴段1的宽度由【2】附表10.2查的选6206标准轴承宽度为16mm所以b1= b5=33mm;轴段2安装的齿轮轮毂的宽为85mmb2取83mm轴段4安装的齿轮轮毂的宽为50mmb4=48mm按设计结果画出草图如图2-1图2-17.3.低速轴的设计7.3.1.选择轴的材料及热处理由已知条件知减速器传递的功率属于小功率对材料无特殊要求故选用45号钢并经调质处理由【1】表14.7查的强度极限σb=650MP再由表14.2得需用弯曲用力[σ﹣1b]=60MPa7.3.2.按钮转强度估算直径根据【1】表14.1得C=107~118 P3=4.42KwT3=390.53 N.mn3=108.11r/min又由式 d1≧C³﹙P3/n3﹚1/3d1≧﹙107~118﹚³﹙4.42/108.11﹚1/3=37.45~41.3 mm 考虑到轴的最小直径要安装联轴器会有键槽存在故将估算直径加大3%~5%取为38.57~43.37mm由设计手册知标准直径为40mm7.3.3.设计轴的直径及绘制草图确定轴上零件的位置及固定方式如图3-1所示齿轮的左右两边分别用轴肩和套筒对其轴向固定齿轮的周向固定采用平键连接轴承安装于轴段2和轴段6 处分别用轴肩和套筒对其轴向固定周向采用过盈配合固定确定各轴段的直径由整体系统初定各轴直径轴颈最小处连接轴承d1=40mm轴段2轴段6处安装轴承d2=d6=45mmd3=53mm轴段4对齿轮进行轴向定位d4=63mm轴段5安装大齿轮d5= 56mm确定各轴段的宽度由联轴器的宽度确定轴段1的宽度选用HL型弹性柱销联轴器由【2】附表9.4查得选HL3型号所以b1取94mm;轴段2安装轴承端盖和轴承由【2】附表10.2查的选6209标准轴承宽度为b2取65mm由整体系统确定轴段3取65mmb4=12.5mm轴段5安装的齿轮轮毂的宽为80mmb5=78mm轴段6安装轴承和套筒b6=38.5mm按设计结果画出草图如图3-17.3.4.按弯扭合成强度校核轴径画出轴的受力图(如图3-2)做水平面内的弯矩图(如图3-3)圆周力 FT= 2T3/d=390530³2/225=3471.38N径向力 Fr=Fttanα=3471.38³0.364=1263.58N支点反力为 FHA=L2FT/﹙L1+L2﹚=3471.38³126/﹙68+126﹚=2254.61NFHc=L1FT/﹙L1+L2﹚=3471.38³68/﹙68+126﹚=1216.77NB-B截面的弯矩 MHB左=FHA³L1=2254.61³68=153313.48 N.mm MHB右=FHC³L2=1216.77³126=153313.02 N.mm 做垂直面内的弯矩图(如图3-4)支点反力为FVA=L2Fr/﹙L1+L2)=1263.58³126/﹙68+126﹚=820.58 NFVc=L1Fr/﹙L1+L2﹚=1263.58³68/﹙68+126﹚=442.90 NB-B截面的弯矩 MVB左=FVA³L1=820.58³68=55806.24N.mmMVB右=FVC³L2=442.90³126=55805.40N.mm做合成弯矩图(如图3- 5)合弯矩 Me左=[﹙MHB左﹚2+﹙MVB左﹚2 ]1/2=[﹙153313.48﹚2+﹙55806.24﹚2] 1/2= 163154.4 N.mmMe右=[﹙MHB右﹚2+﹙MVB右﹚2 ]1/2=[﹙153313.02﹚2+﹙55805.40﹚2] 1/2=163153.68 N.mm求转矩图(如图3- 6)T3=9550³P3/n3=9550³4.42/108.11=390.53 N.m求当量弯矩修正系数α=0.6Me=[﹙M﹚2+﹙αT﹚2]1/2=285534.21 N.mm确定危险截面及校核强度σ eB=Me/W=285534.21/0.1²(50)3=16.26MPa查【1】表14.2得知满足σ≦[σ﹣1b] =60MPa的条件故设计的轴有足够的强度并有一定的余量图3-18、滚动轴承的选择轴型号d(mm)D(mm)B(mm)高速轴62063016中间轴6206306216低速轴62094585199、键的选择由【1】表14.8查得选用A型普通平键轴轴径(mm)键宽(mm)键高(mm)键长(mm)高速轴206660中间轴35108703510840低速轴401288456166810、联轴器的选择低速轴和滚筒轴用联轴器连接由题意选LT型弹性柱销联轴器由【2】附表9.4查得HL3联轴器型号公称扭矩(N²m)许用转速(r/min)轴径(mm)轴孔长度(mm)D(mm)HL36305000406016011、齿轮的润滑采用浸油润滑由于低速级周向速度低所以浸油高度约为六分之一大齿轮半径取为35mm12、滚动轴承的润滑如果减速器用的是滚动轴承则轴承的润滑方法可以根据齿轮或蜗杆的圆周速度来选择:圆周速度在2m/s~3m/s以上时可以采用飞溅润滑把飞溅到箱盖上的油汇集到箱体剖分面上的油沟中然后流进轴承进行润滑飞溅润滑最简单在减速器中应用最广这时箱内的润滑油粘度完全由齿轮传动决定圆周速度在2m/s~3m/s以下时由于飞溅的油量不能满足轴承的需要所以最好采用刮油润滑或根据轴承转动座圈速度的大小选用脂润滑或滴油润滑利用刮板刮下齿轮或蜗轮端面的油并导入油沟和流入轴承进行润滑的方法称为刮油润滑13、润滑油的选择采用脂润滑时应在轴承内侧设置挡油环或其他内部密封装置以免油池中的油进入轴承稀释润滑脂滴油润滑有间歇滴油润滑和连续滴油润滑两种方式为保证机器起动时轴承能得到一定量的润滑油最好在轴承内侧设置一圆缺形挡板以便轴承能积存少量的油挡板高度不超过最低滚珠(柱)的中心经常运转的减速器可以不设这种挡板转速很高的轴承需要采用压力喷油润滑如果减速器用的是滑动轴承由于传动用油的粘度太高不能在轴承中使用所以轴承润滑就需要采用独自的润滑系统这时应根据轴承的受载情况和滑动速度等工作条件选择合适的润滑方法和油的粘度齿轮与轴承用同种润滑油较为便利考虑到该装置用于小型设备选用L-AN15润滑油14、密封方法的选取选用凸缘式端盖易于调整采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封密封圈型号按所装配轴的直径确定为(F)B25-42-7-ACM(F)B70-90-10-ACM轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定结论我们的设计是自己独立完成的一项设计任务我们工科生作为祖国的应用型人才将来所从事的工作都是实际的操作及高新技术的应用所以我们应该培养自己市场调查、收集资料、综合应用能力提高计算、绘图、实验这些环节来锻炼自己的技术应用能力本次毕业设计针对"二级圆柱齿轮减速器设计"的要求在满足各种参数要求的前提下拿出一个具体实际可行的方案因此我们从实际出发认真的思考与筛选经过一个多月的努力终于有了现在的收获回想起来在创作过程中真的是酸甜苦辣咸味味俱全有时为了实现一个参数翻上好几本资料然而也不见得如人心愿在制作的过程中遇到了很多的困难通过去图书馆查阅资料上网搜索还有和老师与同学之间的讨论、交流最终实现了这些问题较好的解决由齿轮、轴、轴承及箱体组成的齿轮减速器用于原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用在现代机械中应用极为广泛本次设计的是带式运输机用的二级圆柱齿轮减速器首先熟悉题目收集资料理解题目借取一些工具书进行了传动方案的评述选择齿轮减速器作为传动装置然后进行减速器的设计计算(包括选择电动机、设计齿轮传动、轴的结构设计、选择并验算滚动轴承、选择并验算联轴器、校核平键联接、选择齿轮传动和轴承的润滑方式九部分内容)然后用AutoCAD进行传统的二维平面设计完成圆柱齿轮减速器的平面零件图和装配图的绘制通过毕业设计树立正确的设计思想培养综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论与生产实际知识来分析和解决机械设计问题的能力及学习机械设计的一般方法和步骤掌握机械设计的一般规律进行机械设计基本技能的训练:例如计算、绘图、查阅资料和手册、运用标准和规范进行计算机辅助设计和绘图的训练通过这次毕业设计的学习和研究我们开拓了视野掌握了设计的一般步骤和方法同时这三年来所学的各种专业知识又得到了巩固同时这次毕业设计又涉及到计算、绘图等让我们又学到很多新的知识但毕竟我们所学的知识有限本设计的好多地方还等待更改和完善致谢短暂的毕业设计是紧张而有效的在掌握了三年所业学的专知识后自己能够综合的运用并能完成自己和同学拟订的毕业设计这也是对自己所学专业知识的考察和温习虽然这是第一次全面的从完成由构思到设计完成我从中也学到了很多综合运用了课本知识再加上实际生产所用到的一些设计工艺认真的对自己设计的数据进行计算和核对严格按照设计的步骤和自己已经标出的设计过程来进行计算这些都是自己在设计中所能获得的好处虽然在计算的过程中也遇到了很多在课本中没有遇到过的问题这些都是在实际生产中所要考虑到的细节问题而自己往往都会遗漏这样的设计但在毕业设计指导老师高清冉老师指导下她给出我们在设计中必须及在实际中所要考虑到的细节的讲解使我体会到了理论联系实践的重要性另外在设计的过程中需要用大量的数据而这些数据都是计算得来的因此需要翻阅大量的相关设计的文献所以我在学校图书馆里认真的查阅并记录了数据再进行数次的核对最终有了正确的设计数据毕业设计能够顺利的完成与高老师的指导是分不开的遇到的问题和自己不能设计的步骤都是在高老师的讲解下得到满意的答案从而加快了自己设计的进度和设计的正确性、严谨性对学校要求的设计格式高老师也反复的检查每一个格式和布局的美观这样我们才能设计出符合标准的设计时间就这样在自己认真设计的过程中慢慢的过去了几周的时间过的是有效和充实的到最后看到自己设计的题目完成后心情是非常喜悦的因为这凝结了自己辛苦的劳动和指导老师的指导所以说这次和同学完成设计收获甚多最后在对高老师感激的同时也要对在百忙中认真评阅我们设计的学院领导表示感谢你们丰富的专业知识能给我们提出很多可行的方案所以我由衷的表示谢意!参考文献【1】陈立德机械设计基础.第3版.高等教育出版社出版2007【2】陈立德机械设计课程设计.第3版.高等教育出版社2007【3】杜白石机械设计课程设计.西北农林科技大学机电学院2003【4】龚桂义机械设计课程设计指导书.北京:高等教育出版社1996【5】吴宗泽机械设计课程设计手册.第2版. 北京:高等教育出版社1999【6】朱文坚机械设计课程设计.第2版.华南理工大学出版社2004【7】汪朴澄机械设计基础.第1版.人民教育出版社出版1977????????1济源职业技术学院毕业设计II1济源职业技术学院毕业设计12。
基于solidworks的二级减速器建模 本科毕业设计

基于solidworks的二级减速器建模本科毕业设计分类号UDC 单位代码10644密级公开学号2011050418 本科毕业设计基于solidworks的二级减速器建模学生姓名:二级学院:物理与机电工程学院专业:机械工程及自动化班级:学号: 2指导教师:完成时间:年月日中国•达州年月目录摘要 (3)Abstract (4)1.绪论 (5)2. 二级直齿圆柱齿轮减速器设计 (6)2.1 设计参数 (6)2.2 传动装置总体设计 (6)2.3 选择电动机 (7)2.3.1计算电动机所需功率P (7)2.3.2确定电动机转速 (7)2.4 确定传动比 (8)2.5 计算传动装置的运动和动力参数 (9)2.5.1 各轴转速 (9)2.5.2 各轴输入功率 (9)2.5.3各轴输入转矩 (9)2.6 高速级大小齿轮的设计 (10)2.6.1 材料 (10)2.6.2 齿面接触强度设计 (11)2.6.3 验算轮齿弯曲强度 (12)2.6.4高速级齿轮各参数尺寸 (12)2.7 低速级大小齿轮的设计 (13)2.7.1 材料 (13)2.7.2 齿面接触强度设计 (13)2.7.3 算轮齿弯曲强度 (14)2.7.4 低速级齿轮各参数尺寸 (15)2.8 设计V带和大带轮 (15)2.8.1 确定V带型号,计算PC (15)2.8.2 确定带轮的直径,验算带速 (15)2.8.3 确定V带基准长度d L和中心距a (15)2.8.4 算小带轮包角 (16)2.8.5 V带根数Z (16)2.9 验算总运动误差 (17)2.10 减速器机体结构尺寸如下 (17)2.11 轴的设计 (19)2.11.1 第一根轴设计及校核 (19)2.11.2 第二根轴的设计及校核 (23)2.11.3 第三根轴的设计及校核 (27)2.12高速轴大齿轮、低速轴大齿轮的设计 (30)2.13 联轴器的选择 (31)2.14 润滑方式 (31)2.15 减速器附件设计 (31)2.15.1 窥视孔盖和窥视孔 (32)2.15.2 放油螺塞 (32)2.15.3 油标 (32)2.15.4 通气器 (32)2.15.5 启盖螺钉 (32)2.15.6 定位销 (32)2.15.7 环首螺钉、吊环和吊钩 (33)3.减速器的三维建模及组装 (34)3.1轴承的造型 (34)3.2轴承端盖的造型 (34)3.3 上箱盖的三维造型 (35)3.4 下箱体的三维造型 (35)3.5 箱体的装配 (36)4. 总结 (38)参考文献: (39)致谢 (40)基于solidworks的二级减速器建模机械工程及自动化2011级x班:xxx 指导教师:xxx摘要:本设计讲述了带式运输机的传动装置——二级直齿圆柱齿轮减速器的设计过程。
毕业设计-----二级圆锥圆柱齿轮减速器设计

毕业设计(论文)说明书题目:二级圆锥圆柱齿轮减速器机械实体造型设计、仿真系别:机械工程系专业:机电设备维修与管理学生姓名:学号:指导教师:职称:题目类型:理论研究软件开发摘要本课题主要研究的内容是根据减速器设计的原始资料,研究减速器够组成部件(包括齿轮、轴、轴承、上箱体和下箱体)的设计及校核方法。
对二级圆锥圆柱齿轮减速器设计进行功能分解,确立齿轮减速器三维参数化设计方法以及齿轮减速器零件(各主要传动件,标准件等)模型库、总装配库的构建方法。
并用inventor虚拟软件,进行二级圆锥圆柱齿轮机构的三维建模,对圆锥圆柱减速器的机构的组成,内部传动部件,进行装配干涉分析、应力应变分析、运动仿真,最终生成二维工程图。
利用inventor虚拟软件对所设计的产品进行三维建模,装配,运动仿真和工程图的产生等方面进行研究后发现,干涉、应力分析在CAD中是极其重要的内容。
从三维开始设计,在现有的软件支持下,这个模型至少有可能表达出设计构思的全部几何参数,整个设计过程可以完全在三维模型上讨论,对设计的辅助就很容易迅速扩大的全过程,设计的全部流程都能使用统一的数据,从三维开始的设计,二维工程图的表达仍然要遵守传统设计的要求。
关键字:三维虚拟设计;三维建模;减速器;AbstractThe main research topics are based on the design of the original data reducer, reducer enough of component parts (including gears, shafts, bearings, the upper casing and lower casing) design and verification method. Of the two conical gear reducer design of functional decomposition, the establishment of three-dimensional parametric gear reducer and gear reducer design parts (the main transmission parts, standard parts, etc.) model library, the total assembly method of constructing the library. And with the inventor of virtual software and database technology, for two conical cylindrical gears three-dimensional modeling of conical reducer cylindrical body composition, the internal transmission parts, and assembly interference analysis, stress and strain analysis, spatial motion analysis, motion simulation, eventually to produce two dimensional drawings.Using inventor of virtual software products designed three-dimensional modeling, assembly, motion simulation and engineering plans and other aspects of the production study found that stress and strain analysis in the CAD is an extremely important element. Only three-dimensional design, be possible to set up the finite element analysis of raw data, and then to part geometry and the optimal shape. Otherwise, the design is the traditional method: even the prototype for many of the bench test for the high cost, cycle length, is the modern market economy can not be tolerated.Starting from the three-dimensional design, in support of existing software, this model may be expressed at least all the geometric parameters of the design concept, the whole design process can be fully discussed in the three-dimensional model, it is easy to design the supporting rapid expansion of the whole process the design of all the processes can use a unified data, starting from the three-dimensional design, the expression of two-dimensional engineering drawings still have to comply with the requirements of traditional design. This is a CAD developed today, tomorrow our computer CAD.Key words:3D virtual design; three-dimensional modeling; reducer;目录引言 (1)1 概述 (2)2 电机的选择计算 (4)2.1 选择电动机的类型 (4)2.2 选择电动机的容量 (4)2.3确定电动机转速 (4)2.4 计算传动装置的总传动比i∑并分配传动比 (5)2.4.1 分配原则 (5)2.4.2 总传动比i∑ (5)2.4.3分配传动比 (5)2.5 计算传动装置各轴的运动和动力参数 (5)2.5.1 各轴的转速 (5)2.5.2 各轴的输入功率 (5)2.5.3 各轴的输入转矩 (6)3 传动零件的设计计算 (6)3.1 闭式直齿轮圆锥齿轮传动的设计计算 (6)3.2 闭式直齿圆柱齿轮传动的设计计算 (9)3.3 轴的设计计算 (12)3.3.1减速器高速轴Ⅰ的设计 (12)3.3.2 减速器的低速轴Ⅱ的设计 (14)3.3.3 减速器低速轴Ⅲ的设计计算 (16)4 滚动轴承的选择与寿命计算 (18)4.1 减速器高速I轴滚动轴承的选择与寿命计算 (18)4.2 减速器低速III轴滚动轴承的选择与寿命计算 (19)5 键联接的选择 (20)5.1 高速轴的键联接 (20)5.2 低速轴的键连接 (20)6 减速器机体的结构设计 (20)6.1 机体要具有足够的刚度 (20)6.2 机体的结构要便于机体内零件的润滑,密封及散热 (21)6.3 机体结构要具有很好的工艺性 (22)6.4 确定机盖大小齿轮一段的外轮廓半径 (22)7 润滑和密封设计 (22)7.1 润滑 (22)7.2 密封 (23)8 箱体设计的主要尺寸及数据 (23)9 三维建模 (24)9.1 三维建模技术 (24)9.2 草图概念设计 (25)9.2.1 零件的三维参数化设计建摸 (25)9.2.2 虚拟装配 (28)9.2.3 干涉分析 (30)9.2.4 应力分析 (30)10 结论 (31)谢辞 (32)参考文献 (33)引言本课题研究的目的是在已有减速器设计的基本理论基础上,利用Inventor 2008三维设计软件和数据库技术,建立齿轮、轴、轴承、上箱体及下箱体的三维参数模型,将各零件进行装配。
二级直齿圆柱齿轮减速器毕业设计论文

前言机械设计课程设计是新乡职业技术学院多数专业第一次全面的机械设计训练,是机械设计课的最后一个重要教育环节,其目的是:(1)培养学生综合运用机械设计及相关课程知识解决机械设计课程问题的能力,并使所学知识得到巩固和发展;(2)学习机械设计的一般方法和步骤;(3)进行机械设计基本技能的训练毕业论文是我们组在完成此次课程设计之后对整个设计计算过程的整理总结,主要包括整个设计的主要计算及简要说明,对于必要的地方,还有相关简图说明。
对于一些需要的地方,还包括一些手绘图纸补充说明,电动机和V带的选择齿轮的润滑方式及润滑剂的选择,使我们图纸设计的理论依据。
通过这次设计,我学到了很多知识,巩固了一些原来遗忘、疏忽的知识点;原来不理解、没掌握好的问题,也通过翻阅资料、请教老师,把它们都解决了。
由于CAD制图是我的一个薄弱环节,因此在造型中遇到了许多难题。
通过查阅资料,请教老师、同学,我都一一解决了。
通过本次毕业设计,我体会到了团队的精神的重要性。
同时,我也发现自己在大学几年的学习过程中存在着很多不足,尤其是专业知识的应用方面,不能在实践中很好的运用。
通过这次毕业设计,使自己有了一种新的感受和认识,相信自己在今后的工作和学习中将发挥的更好。
由于本人未在生产实际中真正切切的接触过减速器及其零部件的设计生产,因此有些数据只是根据查阅资料获得,离实际应用可能有些出入,有很多零件尺寸材料选择的时候考虑不周全,希望老师在审阅时予以指正。
摘要减速器(又称减速机、减速箱)是一台独立的传动装置,它由密闭的箱体、互相啮合的一对或几对齿轮、传动轴及轴承等组成。
常安装在电动机(或其他原动机)与工作机之间。
作为一种重要的动力传递装置,在机械化生产中起着不可替代的作用。
减速器主要运用齿轮传动装置而实现运作。
本设计简述了带式输送机的动力传递装置—二级直齿圆柱齿轮减速器的设计过程。
主要包括传动方案设计、电动机的选择、V带设计选择、,齿轮传动设计及轴的设计选择和校核等。
二级圆锥圆柱齿轮减速器设计毕业设计论文

本科毕业论文(设计) 题目二级圆锥圆柱减速器设计毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
二级直齿圆柱齿轮减速器。毕业设计论文

二级直齿圆柱齿轮减速器。
毕业设计论文1.引言2.传动方案的评述3.齿轮减速器的设计计算4.齿轮减速器的二维平面设计5.结论1.引言齿轮传动是一种应用广泛的传动形式,其特点是效率高、寿命长、维护简便。
本设计主要讲述了带式运输机的传动装置——二级圆柱齿轮减速器的设计过程。
2.传动方案的评述在传动方案的选择上,我们考虑到带式运输机需要匹配转速和传递转矩,因此选择了齿轮减速器作为传动装置。
经过对市面上的齿轮减速器进行比较和分析,最终决定采用二级圆柱齿轮减速器。
3.齿轮减速器的设计计算在齿轮减速器的设计计算中,我们首先选择了合适的电动机,并进行了齿轮传动、轴的结构设计、滚动轴承的选择和验算、联轴器的选择和验算、平键联接的校核、齿轮传动和轴承的润滑方式的设计计算。
这些步骤都是必要的,以确保齿轮减速器的正常运行。
4.齿轮减速器的二维平面设计为了更好地展示齿轮减速器的结构和零件,我们使用AutoCAD软件进行了二维平面设计。
通过绘制二维平面零件图和装配图,我们可以更清晰地了解齿轮减速器的结构和工作原理。
5.结论在本设计中,我们成功地设计出了带式运输机的传动装置——二级圆柱齿轮减速器。
通过传动方案的评述、齿轮减速器的设计计算和二维平面设计,我们可以更深入地了解齿轮减速器的结构和工作原理,为今后的机械设计提供了参考。
1.引言本文旨在介绍电动机传动装置的设计计算方法,以帮助工程师们在设计电动机传动装置时更加准确、高效地进行计算。
电动机传动装置作为机械传动的一种,广泛应用于各种机械设备中,具有传动效率高、结构简单、使用寿命长等优点。
2.电动机的选择2.1.电动机类型的选择在进行电动机选择时,需要根据具体的使用要求和工作环境来选择合适的电动机类型,包括直流电动机、交流电动机、无刷电机等。
同时,还需考虑电动机的功率、转速等参数。
2.2.电动机功率的选择选择电动机功率时需要根据传动装置的工作负载和传动效率来计算,以确保电动机具有足够的输出功率。
同轴式二级齿轮减速器 毕业设计

南京机电职业技术学院毕业论文论文题目同轴式二级齿轮减速器姓名***学号***专业机电一体化班级10机电(5)指导老师***完成时间2013.4摘要本文阐述了二级圆柱齿轮减速器的设计和设计的过程。
齿轮传动系统是减速器最主要的部分,特别是箱体,精度要求非常的高,还需要考虑其他方面对传动轴的影响。
在分析各种减速器结构和性能特点的基础上,并利用各种相关的资料和实践中的经验,综合考虑了各种性能、精度、平稳、经济设计,实用性比较强,设计一台二级圆柱齿轮减速器传动系统。
通过了经验的估算到验算,不符合就对某些部件进行改进,反复进行修改直到达到要求,并通过二维绘图软件AutoCAD绘图,修改结构上不合理的地方。
本文对设计的方案的选择进行了分析、比较,对零件的选择校核和分析,对二级圆柱齿轮减速器的设计步骤做了介绍,并对一些设计步骤进行了简化。
关键词:二级圆柱齿轮减速器强度计算目录摘要 ................................................................................................................................ І绪论 .. (1)一确定选择电动机 (2)二计算总传动比和分配比 (3)三计算传动装置的运动和动力参数 (3)四 V带传动的设计 (4)五齿轮的设计 (6)六减速器的箱体设计.............................................................. 错误!未定义书签。
七轴的设计 (14)八滚动轴承的计算 (21)九连接件的选择和计算 (22)全文总结 (23)致谢 (24)参考书目 (25)绪论原料输送大量使用皮带输送机,本论文是关于带式输送机传动装置设计,带式输送机的带传动是通过绕性件——带,把主动轴的运动和动力传给从动轴的一种机械形式,常用于两轴相距较远的场合,与其他机械传动相比,带传动结构简单,成本低廉,是一种应用很广泛的机械传动。
二级减速器优化设计论文最终版

毕业设计(论文)正文题目减速器优化设计与制造-设计专业机械设计制造及其自动化班级汽车服务0811班姓名代军军学号08130033指导教师职称刘海生副教授2012年5月16 日减速器优化设计与制造-设计摘要:传统的减速器设计一般通过反复的试凑、校核确定设计方案,虽然也能获得满足给定条件的设计方案,实践证明,按照传统设计方法作出的设计方案,大部分都有改进的余地,不是最佳方案。
本文将对二级斜齿圆柱齿轮减速器进行优化设计。
考虑到以中心距最小为目标,在此采用了惩罚函数法。
通过设计变量的选取、目标函数和约束条件的确定,建立了斜齿圆柱齿轮减速器设计的数学模型。
编写了优化设计程序,通过在计算机上运行和计算,得出优化设计各参数的大小。
结果表明,采用优化设计方法后,在满足强度要求的前提下,减速器的尺寸大大降低了,减少了用材及成本,提高了设计效率和质量。
关键词:斜齿轮;减速器;优化设计;惩罚函数法;中心距Reducer to optimize the design and manufacturing - design Abstract:Traditionally, in order to get satisfied design data of reducer, you must cut and try again and again. Although this design can satisfy conditions given. Proved by the practice, according to the traditional design method to the design, most of them have room for improvement, it is not optimal.In this article we will two-grade helical cylindrical gear redactor conduct optimal design . Taking account the minimum distance of center into the goal, penalty function used in this method . In this paper, by the way of selecting design variable , setting up goal function and restriction condition , the mathematical model of cylindrical gear reducer is established . The preparation of the optimal design program , run by the computer and calculating the optimal design parameters . The results show that the optimal design methods , strength requirements are met under the premise of the size reducer greatly reduced, reducing the timber and the cost , improve the design efficiency and quality.Key words:Helical Cylindrical Gear Redactor ;optimal design ;penalty function ;Center distance;Conventional Design目 录1绪 论 ...........................................................................................1 2概 述 . (2)2.1机械优化设计与减速器设计现状 (2)2.2课题的主要任务 .......................................................................3 3二级斜齿圆柱齿轮减速器的优化设计 . (4)3.1原始数据及优化目标 (4)3.1.1原始数据 (4)3.1.2优化目标 (4)3.2减速器优化方案的确定 (4)3.3减速器的数学模型 (5)3.3.1确定变量 (5)3.3.2建立目标函数 (5)3.3.3建立约束函数 (6)3.3.4标准数学模型 (7)3.4算法的选取与建立 (8)3.5 matlab 语言程序编辑 (9)3.5.1 Matlab 简介 (9)3.5.2 matlab 编程 (10)3.5.3优化结果处理 .............................................................. 13 4轴的设计计算 .. (14)4.1高速轴的设计 (14)4.1.1求输入轴上的功率P1,转速n1,转矩T1 (14)4.1.2求作用在齿轮上的力 (14)4.1.3初步确定轴的最小直径 (14)4.2中间轴的设计 (16)4.2.1计算作用在齿轮上的力 (16)4.2.2初步估算轴的直径 (17)4.2.3轴的结构设计 (17)4.3低速轴的设计 (18)4.3.1求输出轴上的功率3P ,转速3n ,转矩3T (18)4.3.2求作用在齿轮上的力 (18)4.3.3初步确定轴的最小直径 (18)4.3.4轴的结构设计 .............................................................. 19 5轴校核 .. (21)5.1高速轴的校核 (21)5.2中间轴的校核 (24)5.3输出轴的校核 ........................................................................ 26 6键和联轴器的选择 .. (30)6.1键的设计和计算 (30)6.1.1高速轴上键的设计 (30)6.1.2中间轴上键的设计 (30)6.2联轴器的选择 (32)6.2.1类型选择 (32)6.2.2载荷计算 (32)7电动机的选择 (33)7.1电动机类型和结构形式 (33)7.2电动机容量 (33)8箱体结构及附件的设计 (34)8.1箱体结构的设计 (34)8.2附件设计 (34)8.3 润滑密封设计 (36)结论 (37)【参考文献】 (38)致谢 (39)湖北文理学院毕业设计(论文)报告纸1绪论齿轮减速器在各行各业中十分广泛地使用着,是一种不可缺少的机械传动装置。
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兰州工业学院学院毕业设计题目二级直齿圆柱齿轮减速器系别机电工程学院专业机械设计与制造班级机设姓名*****学号******指导教师****日期2013年12月设计任务书题目:带式运输机传动系统中的二级直齿圆柱齿轮减速器设计要求:1:运输带的有效拉力为F=2500N。
2:运输带的工作速度为V=1.7m/s。
3:卷筒直径为D=300mm。
5:两班制连续单向运转(每班8小时计算),载荷变化不大,室内有粉尘。
6:工作年限十年(每年300天计算),小批量生产。
设计进度要求:第一周拟定分析传动装置的设计方案:第二周选择电动机,计算传动装置的运动和动力参数:第三周进行传动件的设计计算,校核轴,轴承,联轴器,键等:第四周绘制减速器的装配图:第五周准备答辩指导教师(签名):摘要齿轮传动是现代机械中应用最广的一种传动形式。
它由齿轮、轴、轴承及箱体组成的齿轮减速器,用于原动机和工作机或执行机构之间,起匹配转速和传递转矩的作用。
齿轮减速器的特点是效率高、寿命长、维护简便,因而应用极为广泛。
本设计讲述了带式运输机的传动装置——二级圆柱齿轮减速器的设计过程。
首先进行了传动方案的评述,选择齿轮减速器作为传动装置,然后进行减速器的设计计算(包括选择电动机、设计齿轮传动、轴的结构设计、选择并验算滚动轴承、选择并验算联轴器、校核平键联接、选择齿轮传动和轴承的润滑方式九部分内容)。
运用AutoCAD软件进行齿轮减速器的二维平面设计,完成齿轮减速器的二维平面零件图和装配图的绘制。
关键词:齿轮啮合轴传动传动比传动效率目录1、引言 (1)2、电动机的选择 (2)2.1. 电动机类型的选择 (2)2.2.电动机功率的选择 (2)2.3.确定电动机的转速 (2)3、计算总传动比及分配各级的传动比 (4)3.1. 总传动比 (4)3.2.分配各级传动比 (4)4、计算传动装置的传动和动力参数 (5)4.1.电动机轴的计算 (5)4.2.Ⅰ轴的计算(减速器高速轴) (5)4.3.Ⅱ轴的计算(减速器中间轴) (5)4.4.Ⅲ轴的计算(减速器低速轴) (6)4.5.Ⅳ轴的计算(卷筒轴) (6)5、传动零件V带的设计计算 (7)5.1.确定计算功率 (7)5.2.选择V带的型号 (7)5.3.确定带轮的基准直径dd1 dd2 (7)5.4.验算V带的速度 (7)5.5.确定V带的基准长度Ld和实际中心距a (7)5.6.校验小带轮包角ɑ1 (8)5.7.确定V带根数Z (8)5.8.求初拉力F0及带轮轴的压力FQ (8)5.9.设计结果 (9)6、减速器齿轮传动的设计计算 (10)6.1.高速级圆柱齿轮传动的设计计算 (10)6.2.低速级圆柱齿轮传动的设计计算 (11)7、轴的设计 (14)7.1.高速轴的设计 (14)7.2.中间轴的设计 (15)7.3.低速轴的设计 (16)8、滚动轴承的选择 (20)9、键的选择 (20)10、联轴器的选择 (21)11、齿轮的润滑 (21)12、滚动轴承的润滑 (21)13、润滑油的选择 (22)14、密封方法的选取 (22)结论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)1、引言计算过程及说明国外减速器现状,齿轮减速器在各行各业中十分广泛地使用着,是一种不可缺少的机械传动装置。
当前减速器普遍存在着体积大、重量大,或者传动比大而机械效率过低的问国外的减速器,以德国、丹麦和日本处于领先地位,特别在材料和制造工艺方面占据优势,减速器工作可靠性好,使用寿命长。
但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主,体积和重量问题,也未解决好。
最近报导,日本住友重工研制的FA型高精度减速器,美国Jan-Newton公司研制的X-Y式减速器,在传动原理和结构上与本项目类似或相近,都为目前先进的齿轮减速器。
当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。
因此,除了不断改进材料品质、提高工艺水平外,还在传动原理和传动结构上深入探讨和创新,平动齿轮传动原理的出现就是一例。
减速器与电动机的连体结构,也是大力开拓的形式,并已生产多种结构形式和多种功率型号的产品。
目前,超小型的减速器的研究成果尚不明显。
在医疗、生物工程、机器人等领域中,微型发动机已基本研制成功,美国和荷兰近期研制分子发动机的尺寸在纳米级范围如能辅以纳米级的减速器,则应用前景远大。
2、电动机的选择2.1. 电动机类型的选择按已知的工作要求和条件,选用Y型全封闭笼型三相异步电动机。
2.2.电动机功率的选择Pd=Fv/(1000ηηw)由电动机的至工作机之间的总效率为。
ηηw=η1η23η32η4η5η6η1、η2、η3、η4、η5、η6分别为带的传动、齿轮传动的轴承、齿轮传动、齿轮传动联轴器、卷筒轴的轴承、卷筒的效率。
则ηηw=0.96×0.993×0.972×0.97×0.98×0.96 =0.82Pd=Fv/(1000ηηw)=2500×1.7/1000×0.82=5.2kw2.3.确定电动机的转速卷筒轴的工作转速为nW=60×1000×V/ΠD=60×1000×1.7/300×π=108.28r/min取V带传动比i1=2 ~4。
齿轮传动比i2=8~40。
则总传动比为i总=16~160故电动机转速的可选范围n d =i总×nW=﹙16~160﹚×108.28r/min=﹙1732~17325﹚r/min符合这一范围的同步转速有3000 r/min,再根据计算出的容量,由参考文献【1】查得Y132s1-2符合条件3、计算总传动比及分配各级的传动比3.1. 总传动比i 总=n 电动/n W =2900/108.28=26.783.2.分配各级传动比i 1为V 带传动的传动比 i 1的范围(2~4) i 1=2.5 i 2为减速器高速级传动比 i 3为低速级传动比i 4为联轴器连接的两轴间的传动比 i 4 =1 i 总= i 1 i 2 i 3 i 4i 2 i 3=26.78/2.5=10.71 i 2=(1.3 i 2 i 3)1/2=3.7 i 3=2.94、计算传动装置的传动和动力参数4.1.电动机轴的计算n 0=nm=2900r/minP0= Pd=5.2kwT 0=9550×P/n=9550×5.2/2900 =17.12N.m4.2.Ⅰ轴的计算(减速器高速轴)n 1=n/i1=2900/2.5 =1160r/minP 1=P×η1=5.2×0.96 =4.99kwT 1=9550×P1/n1带=9550×4.99/1160 =41.1N.m4.3.Ⅱ轴的计算(减速器中间轴)n 2=n1/i2=1160/3.7=313.51 r/minP 2=P1×η22×η3=4.99×0.992×0.97 =4.75kwT 2=9550×P2/n2=9550×4.75/313.51 =144.57 N.m4.4.Ⅲ轴的计算(减速器低速轴)n 3=n2/i3=313.51/2.9 =108.11r/minP 3=P2×η2×η3×η4=4.75×0.99×0.97×0.97 =4.42kwT 3=9550×P3/n3=9550×4.42/108.11=390.53 N.m4.5.Ⅳ轴的计算(卷筒轴)n 4=n3=108.11r/minP 4=P3×η5×η6=4.42×0.98×0.96=4.16kwT 4=9550×P4/n4=9550×4.16/108.11 =367.41 N.m5、传动零件V带的设计计算5.1.确定计算功率PC =KA·P额=1.1·5.5=6.05 kw 5.2.选择V带的型号由PC的值和主动轮转速,由【1】图8.12选A型普通V带。
5.3.确定带轮的基准直径d d1 d d2由【1】表8.6和图8.12 选取dd1=80mm ,且dd1=80mm>dmin=75mm大带轮基准直径为。
dd2=dd1×n/n1=2900×80/1160 =200mm按【1】表8.3选取标准值dd2=200mm 则实际传动比i,i =dd2/dd1=200/80=2.5主动轮的转速误差率在±5%内为允许值5.4.验算V带的速度V=Π×dd1×n/60000=12.14m/s在5~25 m/s范围内5.5.确定V带的基准长度L d和实际中心距a按结构设计要求初定中心距a=500mmL0=2 a+∏﹙dd1+dd2﹚/2+﹙dd2-dd1﹚2/4 a=1000+∏×280/2+1602/2000 =1446.8mm由【1】表8.4选取基准长度Ld=1400mm 实际中心距a为a=a0+﹙Ld-L﹚/2=1000+﹙1400-1446.8﹚/2= 476.6mm5.6.校验小带轮包角ɑ1α=[180°-﹙dd2-dd1﹚/a ] ×57.3°=[180°-﹙200-80﹚/476.6] ×57.3°=165.6°>120°合格5.7.确定V带根数ZZ≥Pc /[P] =Pc/﹙P+ΔP﹚×Kα×KcP=[1.22+﹙1.29-1.22﹚×﹙2900-2800﹚/﹙3200-2800﹚] =1.24kwΔP0=Kb×n×﹙1-1/Ki﹚=0.0010275×2900×﹙1-1/1.1373﹚=0.3573kwKL=0.96Kα=0.97Z=6.05/﹙1.24+0.3573﹚×0.97×0.96 =4.06圆整得Z=45.8.求初拉力F0及带轮轴的压力F Q 由【1】表8.6查得q=0.1kg/mF0=500×Pc2.5/Kα-1﹚/z×V+qV2 =113N轴上压力Fq为Fq=2×F×z×sin165.6/2=2×113×4×sin165.6/2=894.93N5.9.设计结果选用4根A-1400GB/T11544-1997的V带中心距476.6mm 轴上压力894.93N 带轮直径80mm和200mm6、减速器齿轮传动的设计计算6.1.高速级圆柱齿轮传动的设计计算6.1.1.选择齿轮材料及精度等级小齿轮选用45号钢调质,硬度为220~250HBS。