圆柱齿轮减速器设计毕业项目设计.docx

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圆柱齿轮减速器设计毕业项目设计

第二部分

第四部分

参考资料39

第一部分

毕业实习报告

2012年2月7日，我怀着激动的心情踏上了期待已久的顶岗实习之路，来到了中国XXXXXXXXXXXXXXX修理厂，我知道我将经历一段特殊的不平凡的并且充满收获的人生旅程，那旅程必定在我的生命中写下浓墨重彩的一笔，必定会在我的生命中留下绚烂多彩的回忆，并定会给我带来生命中无与伦比的财富。

那时候对自己的未来充满希望，希望在那里能大展拳脚，实现自己的抱负。

那时候想的是多么多么的好啊，直到此刻我才觉得我当时是那么的幼稚，不可能你刚出来什么都没有就让你做好的岗位。

三个月的实习期虽然很短，却使我懂得了很多。

不仅是进行了一次良好的校外实习，还学会了在工作中如何与人相处，知道干什么，怎么干，按照规定的程序来完成工作任务。

同时对XXXX这方面也有了一定的了解，为我以后更好的发展奠定了基础。

经过这几个月实习下来，使我受益良多，具体的实践体会如下：

　　1、是要有坚定的信念。

不管到那家公司，一开始都不会立刻给工作我们实习生实际操作，一般都是先让我们看，时间短的要几天，时间长的要几周，在这段时间里很多人会觉得很无聊，没事可做，便产生离开的想法，在这个时候我们一定要坚持，轻易放弃只会让自己后悔。

其实对于些困难我们要端正心态，对于我们前进道路中的困难，取决于我们踏脚的位置，那样困难也能变成我们飞速成长的跳板。

　　2、要有较强岗位意识。

作为一名毕业生，毕业后走向社会，大多是从事一线工作，基本上都要从基层做起，这是高职生必走之道。

每一个岗位都有他特有的作用，干一行，爱一行，专一行，是一种岗位责任，是一种职业品质，用人单位很注重这种品质。

这种岗位责任是一名员工走向成功的必经之路。

要增强岗位责任，就必须顶岗深入到生产一线进行脚踏实地的工作，兢兢业业的去做，只有这样，才能磨练和增强他们的岗位责任感，这是现代社会对高职生的基本要求。

　　3、要学会怎样与人相处和与人沟通。

只有这样，才能有良好的人际关系。

工作起来得心应手。

与同事相处一定要礼貌、谦虚、宽容、相互关心、相互帮忙和相互体谅。

　　4、要学会怎样严肃认真地工作。

以前在学校，下课后就知道和同学玩耍，嘻嘻哈哈、大声谈笑。

在这里，可不能这样，因为，这里是公司，是工作的地方，是绝对不允许发生这样的事情的。

工作，来不得半点马虎，否则就会出错，工作出错就会给公司带来损失。

所以，绝不能再像以前那样，要学会像这里的同事一样严肃、认真、努力地工作。

　　5、要多听、多看、多想、多做。

到公司工作以后，要知道自己能否胜任这份工作，关键是看你自己对待工作的态度，态度对了，即使自己以前没学过的知识也可以在工作中逐渐的掌握。

态度不好，就算自己有知识基础也不会把工作做好，四多一少就是我的态度，我刚到这个岗位工作，根本不清楚该做些什么，并且这和我在学校读的专业没有必然的联系，刚开始我觉得很头痛，可经过工作过程中多看别人怎样做，多听别人怎样说，多想自己应该怎样做，然后自己亲自动手去多做，终于在短短几天里对工作有了一个较系统的认识，慢慢的自己也可以完成相关的工作了，光用嘴巴去说是不行的，所以，我们今后不管干什么都要端正自己的态度，这样才能把事情做好。

6、要学会虚心，因为只有虚心请教才能真正学到东西，也只有虚心请教才可使自己进步快。

　　总得来说在实习期间，虽然很辛苦，但是，在这艰苦的工作中，我却学到了不少东西，也受到了很大的启发。

我明白，今后的工作还会遇到许多新的东西，这些东西会给我带来新的体验和新的体会。

因此，我坚信：

只要我用心去发掘，勇敢地去尝试，一定会能更大的收获和启发。

7、在工作中要有良好的学习能力，要有一套学习知识的系统，遇到问题自己能通过相关途径自行解决能力。

因为在工作中遇到问题各种各样，并不是每一种情况都能把握。

在这个时候要想把工作做好一定要有良好的学习能力，通过不断的学习从而掌握相应技术，来解决工来中遇到的每一个问题。

这样的学习能力，一方面来自向师傅们的学习，向工作经验丰富的人学习。

另一方面就是自学的能力，在没有另人帮助的情况下自己也能通过努力，寻找相关途径来解决问题。

8、要不断积累社会经验。

增强社会经验，也是增加工作经验。

一名毕业的大学生在面对用人单位面试时，别人很自然要问到你有无工作经验，这道门槛拦住了不少大学生。

因此，顶岗实习不仅仅是一种劳动锻炼，更重要的是通过实践增强工作能力，增加工作中的沟通和适应能力，增强做人的才干；实践出真知，实践长才干。

有了适当的顶岗实习并能顺利拿到一份顶岗实习合格证，这对今后走向社会，应聘岗位时，无疑是非常有益的。

9、要认真学习企业的科学管理技能。

管理是一门科学，更是一门学问和艺术。

科学的管理，能给企业插上腾飞的翅膀。

我们选择学生顶岗实习的平台时，选择一个好的企业，特别是科学管理好的明星企业，对实习学生来讲，无形中就会增长他们的科学而严谨的管理意识。

在这种环境下，企业员工综合素养有较大提升。

因此，我们的实习生，就是要在这样的明星企业去磨练，去锻炼，在实践中增长管理才干，增长做人的才干

在学校里学到的知识都是最基本的知识，不管现实情况怎样变化，抓住了最基本的就可以以不变应万变。

如今有不少同学实习时都觉得课堂上学的知识用不上，出现挫折感，可我觉得，要是没有书本知识作铺垫，不可能会有应付瞬息万变的社会的能力。

经过这次实践，虽然时间很短。

可我学到的却是我一个学期在学校难以了解的。

就说如何与同事们相处，相信人际关系是现今不少大学生刚踏出社会遇到的一大难题，于是在实习时我便有意观察前辈们是如何和同事以及上级相处的，而自己也虚心求教，使得这期间的实习更加有意义。

实习快结束了，我们也将正式走出学校，走进社会，这段实习生活是一个很好的锻炼机会，他让我真正的懂得了学校和社会的不同，也真正的让我从一个学生转变为一个男人。

为自己的未来奋斗的人，为将来打拼，这种感觉很好，虽然在这段期间有谢不适应，也有过要放弃这份工作去找个轻松点的活，但我最后还是干到了现在，我想我在未来的一段时间还会干下去，并干的更好。

这段时间我成熟了，想问题不在那么简单，我会在深思后再做决定。

工作让我学到的不仅仅是工作的知识，更重要的是我学会了怎样去面对社会上的各种问题。

我想在未来我会走的更好更远。

我会为自己的将来努力，努力去创造我自己的历史！

第二部分

第一章课程设计概述

一、课程设计的目的

机械设计课程设计是为机械类专业的学生把学过的各学科的理论较全面地综合应用到实际工程中去，力求从课程内容上、从分析问题和解决问题的方法上，从设计思想上培养我们的工程设计能力，课程设计有以下几个方面的主要目的和要求：

1.培养综合运动机械设计课程和其他先修课程的基础理论和基础知识，以及结合生产实践分析和解决工程实际问题的能力使所学的知识得以融会贯通，调协应用。

2.通过课程设计，学习和掌握一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计的思想，培养独立的、全面的、科学的工程设计能力。

3.在课程设计的实践中学会查找、翻阅、使用标准、规范，手册，图册和相关的技术资料等。

熟悉个掌握机械设计的基本技能。

4.通过机械原理课程设计，可以进一步的巩固，掌握并初步运用机械原理的理论和知识，使学生受到确定运动方案的初步训练，掌握运动方案的和机构设计的思想和方法。

5.在机械课程设计的中，增强了学生运用计算机和网络的能力，及早地树立工程设计的观点，激发创新的精神，培养自学的能力，独立工作和创造的能力。

6.通过编写设计说明书，培养了学生的表达，归纳，总结和独立思考与相互沟通的能力。

二、课程设计的内容

本课程设计选择齿轮减速器为设计课题，设计的主要内容包括以下几方面：

（1）拟定、分析传动装置的运动和动力参数；

（2）选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数；

（3）进行传动件的设计计算，校核轴、轴承、联轴器、键等；

（4）绘制减速器装配图及典型零件图；

（5）参考资料

三、课程设计的步骤

课程设计是一次较全面较系统的机械设计训练，因此应遵循机械设计过程的一般规律，大体上按以下步骤进行：

（1）设计准备认真研究设计任务书，明确设计要求和条件，认真阅读减速器参考图，熟悉设计对象。

（2）传动装置的总体设计根据设计要求拟定传动总体布置方案，选择原动机，计算传动装置的运动和动力参数。

（3）传动件设计计算设计装配图前，先计算各级传动件的参数确定其尺寸，并选好联轴器的类型和规格。

一般先计算外传动件、后计算内传动件。

（4）装配图设计计算和选择支承零件，绘制装配草图，完成装配工作图。

（5）零件工作图设计零件工作图应包括制造和检验零件所需的全部内容。

（6）参考资料资料编号、书名、主编、出版单位、出版年。

第二章传动装置的总体设计

传动装置的总体设计，主要包括拟定传动方案、选择原动机、确定总传动比和分配各级传动比以及计算传动装置的运动和动力参数。

一、拟定传动方案

机器通常由原动机、传动装置和工作机三部分组成。

传动装置将原动机的动力和运动传递给工作机，合理拟定传动方案是保证传动装置设计质量的基础。

课程设计中，应根据设计任务书，拟定传动方案，分析传动方案的优缺点。

现考虑有以下几种传动方案如图2-1：

a）b）

c）d）

图2-1带式运输机传动方案比较

传动方案应满足工作机的性能要求，适应工作条件，工作可靠，而且要求结构简单，尺寸紧凑，成本低，传动效率高，操作维护方便。

设计时可同时考虑几个方案，通过分析比较最后选择其中较合理的一种。

下面为图1中a、b、c、d几种方案的比较。

a方案宽度和长度尺寸较大，带传动不适应繁重的工作条件和恶劣的环境。

但若用于链式或板式运输机，有过载保护作用；

b方案结构紧凑，若在大功率和长期运转条件下使用，则由于蜗杆传动效率低，功率损耗大，很不经济；

c方案宽度尺寸小,适于在恶劣环境下长期连续工作.但圆锥齿轮加工比圆柱齿轮困难；

d方案与b方案相比较,宽度尺寸较大，输入轴线与工作机位置是水平位置。

宜在恶劣环境下长期工作。

故选择方案a，采用V带传动（i=2~4）和一级圆柱齿轮减速器（i=3~5）传动。

传动方案简图如图2：

1—V带传动；2—电动机；3—圆柱传动减速器；4—联轴器；5—输送带；6—滚筒

图2-2带式运输机传动装置

二、选择原动机——电动机

电动机为标准化、系列化产品，设计中应根据工作机的工作情况和运动、动力参数，根据选择的传动方案，合理选择电动机的类型、结构型式、容量和转速，提出具体的电动机型号。

1、选择电动机类型和结构型式

电动机有交、直流之分，一般工厂都采用三相交流电，因而选用交流电动机。

交流电动机分异步、同步电动机，异步电动机又分为笼型和绕线型两种，其中以普通笼型异步电动机应用最多，目前应用较广的Y系列自扇冷式笼型三相异步电动机，

结构简单、起动性能好，工作可靠、价格低廉、维护方便，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体、无特殊要求的场合，如运输机、机床、农机、风机、轻工机械等。

2、确定电动机的功率

电动机功率选择直接影响到电动机工作性能和经济性能的好坏：

若所选电动机的功率小于工作要求，则不能保证工作机正常工作；若功率过大，则电动机不能满载运行，功率因素和效率较低，从而增加电能消耗，造成浪费。

本课程设计的题目为长期连续运转、载荷平稳的机械，确定电动机功率的原则是：

Ped≥kPd

Pd=Pw/η

Pw=FV/1000ηw=Tnw/9550ηw

Ped——电动机的额定功率

Pd——电动机的输出功率

Pw——工作机的输入功率

η—电动机至工作机间的总效率

η=η1η2η3……ηn

η1η2η3……ηn分别为传动装置中各传动副（齿轮、蜗杆、带或链、轴承、联轴器）的效率，设计时可参考表2-1选取。

F—工作机的工作阻力

V—工作机卷筒的线速度

T—工作机的阻力矩

nw—工作机卷筒的转速

ηw—工作机的效率

表2-1机械传动和轴承效率的概略值

类型效率

开式

闭式

圆柱齿轮传动

0.94—0.96

0.96—0.99

V带传动

0.94—0.97

——

滚动轴承（每对）

0.98—0.995

弹性联轴器

0.99—0.995

计算传动装置的总效率时需注意以下几点：

（1）若表中所列为效率值的范围时，一般可取中间值

（2）同类型的几对传动副、轴承或联轴器，均应单独计入总效率

（3）轴承效率均指一对轴承的效率

3、确定电动机的转速

同一类型、相同额定功率的电动机低速的级数多，外部尺寸及重量较大，价格较高，但可使传动装置的总传动比及尺寸减少；高速电动机则与其相反，设计时应综合考虑各方面因素，选取适当的电动机转速。

三相异步电动机常用的同步转速有3000r/min,1500r/min,1000r/min,750r/min,常选用1500r/min或1000r/min的电动机。

表2-2常用机构的性能及适用范围

传动机构

选用指标

平带传动

V带传动

链传动

圆柱齿轮传动

功率（常用值）/kw

小

（≤20）

中

（≤100）

中

（≤100）

大

（最大达50000）

单级传动比

常用值

2~4

2~4

2~5

3~5

最大值

5

7

6

8

传动效率

查表2-1

许用的线速度

≤25

≤25~30

≤40

6级精度≤18

外廓尺寸

大

大

大

小

传动精度

低

低

中等

高

工作平稳性

好

好

较差

一般

自锁性能

无

无

无

无

过载保护作用

有

有

无

无

使用寿命

短

短

中等

长

缓冲吸振能力

好

好

中等

长

要求制造及

安装精度

低

低

中等

高

要求润滑条件

不需

不需

中等

高

环境适应性

不能接触酸、碱、油、爆炸性气体

好

一般

设计时可由工作机的转速要求和传动结构的合理传动比范围，推算出电动机转速的可选范围，即

nd=（i1·i2·i3……in）nW

nd——电动机可选转速范围

i1,i2……in——各级传动机构的合理传动比范围

由选定的电动机类型、结构、容量和转速查手册，查出电动机型号，并记录其型号、额定功率、满载转速、中心高、轴伸尺寸、键联接尺寸等。

设计传动装置时，一般按电动机的实际输出功率Pd计算，转速则取满载转速nW。

例2.1如前图a所示带式运输机的传动方案。

已知卷筒直径D=500mm，运输带的有效拉力F=1500N,运输带速度v=2m/s,卷筒效率为0.96，长期连续工作。

试选择合适的电动机

解：

（1）选择电动机类型

按已知的工作要求和条件，选用Y形全封闭笼型三相异步电动机。

（2）选择电动机的功率

工作机时所需电动机输出功率为：

pd=pw/η

pw=Fv/（1000ηw）所以pd=Fv/（1000ηwη）

电动机至工作机间的总效率（包括工作机效率）为

ηηw=η1η22η3η4η5ηw

η1η2η3η4η5ηw分别为带传动、齿轮传动的轴承，齿轮传动、联轴器、卷筒轴的轴承及卷筒的效率。

取η1=0.96、η2=0.99、η3=0.97、η4=0.97、η5=0.98、w=0.96

所以ηηw=η1η22η3η4η5ηw=0.96×0.992×0.97×0.99×0.98×0.96=0.83

所以pd=Fv/（1000ηwη）=1500×2/（1000×0.83）KW=3.61KW

（3）确定电动机转速

卷筒轴的工作转速为：

nw=60×1000V/（D）=60×1000×2/（3.14×500）r/min=76.4r/min

按推荐的合理传动比范围取V带传动的传动比i1’=2~4,单级齿轮传动比i2’=3~5则合理总传动比的范围为：

i’=6~20，故电动机转速的可选范围为

n’d=i’nw=（6~20）×76.4r/min=458~1528r/min

符合这一范围的同步转速有750r/min，1000r/min，1500r/min。

再根据计算出的容量查有关手册选择电动机型号，本设计中可参考表**，然后将选择结果列于下表。

方案

电动机型号

额定功率

电动机转速（r/min）

传动装置的的传动比

Ped/kw

同步转速

满载转速

总传动比

带

齿轮

1

Y160M1—8

4

750

720

9.42

3

3.14

2

Y132M1—6

4

1000

960

12.57

3.14

4

3

Y112M—4

4

1500

1440

18.85

3.5

5.385

综合考虑选Y132M1—6电动机，查手册求出其它尺寸（中心高、外型尺寸、安装尺寸、轴伸尺寸、键联接尺寸等）。

三、传动装置总传动比的确定及各级传动比的分配

由选定电动机的满载转速nm和工作机主动轴的转速nw可得传动装置的总传动比i=nm/nw对于多级传动i=i1·i2……in计算出总传动比后，应合理地分配各级传动比，限制传动件的圆周速度以减少动载荷，分配各级传动比时应注意以下几点：

（1）各级传动的传动比应在推荐的范围之内选取。

（2）应使传动装置结构尺寸较小，重量较轻。

（3）应使各传动件的尺寸协调，结构匀称合理，避免相互干涉碰撞。

一般应使带的传动比小于齿轮传动的传动比。

四、计算传动装置的运动和动力参数

为进行传动件的设计计算，应首先推算出各轴的转速、功率和转矩，一般按由电动机至工作机之间运动传递的路线推算各轴的运动和动力参数。

（1）各轴的转速（r/min）：

n1=nm/i0

n2=n1/i1=nm/i0i1

n3=n2/i2=nm/i0i1i2

式中的nm为电动机的满载速度

n1、n2、n3分别为1、2、3轴的转速

i0——电动机至1轴的传动比

i1——1轴至2轴的传动比

i2——2轴至3轴的传动比

（2）各轴的输入功率：

p1=pdη01p2=p1η12=pdη01η12p3=p2η01η12η23

pd为电动机的输出功率，p1、p2、p3分别为1、2、3轴的输入功率，η01、η12、η23分别为电动机轴与1轴，1轴与2轴，2轴与3轴间的传动效率。

（3）各轴转矩：

T1=Tdi0η01T2=T1i1η12T3=T2i2η23

T1、T2、T3分别为1、2、3轴的输入转矩

Td为电动机轴的输出转矩Td=9550pd/nm

例2.2同例2.1的已知条件和计算结果，计算传动装置各轴的运动和动力参数。

解：

（1）各轴的转速：

n1=nm/i0=960/3.14r/min=305.73r/min

n2=n1/i1=305.73/4r/min=76.4r/min

nw=76.4r/min

（2）各轴的输入功率：

p1=pdη01=3.6×0.96kw=3.456kw

p2=p1η12=p1η2η3=3.456×0.99×0.97kw=3.32kw

p3=p2η2η4=3.32×0.99×0.97kw=3.19kw

（3）各轴的输入转矩：

Td=9550pd/nm=9550×3.61/960Nm=35.91Nm

T1=Tdi0η01=Tdi0η1=35.91×3.14×0.96Nm=108.25Nm

T2=T1i1η12=T1i1η2η3=108×4×0.99×0.97Nm=415.82Nm

T3=T2η2η4=415.82×0.99×0.97Nm=399.31Nm

将运动和动力参数的计算结果列于下表。

轴名

参数

电动机轴

1轴

2轴

卷筒轴

转速n（r/min）

960

305.73

76.4

76.4

输入功率P（kw）

3.6

3.456

3.32

3.19

输入转矩T（Nm）

35.91

108.25

415.82

399.31

传动比i

3.14

4

1

效率η

0.96

0.96

0.96

第三章传动零件的设计计算

一、减速箱外传动零件——带传动设计

（1）带传动设计的主要内容选择合理的传动参数；确定带的型号、长度、根数、传动中心距、安装要求、对轴的作用力及带的材料、结构和尺寸等。

（2）设计依据传动的用途及工作情况；对外廓尺寸及传动位置的要求；原动机种类和所需的传动功率；主动轮和从动轮的转速等。

（3）注意问题带传动中各有关尺寸的协调，如小带轮直径选定后要检查它与电动机中心高是否协调；大带轮直径选定后，要检查与箱体尺寸是否协调。

小带轮孔径要与所选电动机轴径一致；大带轮的孔径应注意与带轮直径尺寸相协调，以保证其装配稳定性；同时还应注意此孔径就是减速器小齿轮轴外伸段的最小轴

例3-1设计带式输送机传动系统中的普通V带传动。

原动机为Y132M1-6型电动机，电动机额定功率Ped=4KW,满载转速nm=960r/min,小带轮安装在电机轴上，带的传动比i=3.14,一天工作时间t=24h,5年寿命。

解：

（1）选择V带型号

查表，得工作情况系数KA=1.4,求得所需传递功率Pc=KA×Pc=1.4×4=5.6KW

由小带轮转速n1及功率功率Pc选择小带轮型号为A型。

（2）确定带轮直径

dd1=112mm,dd2=i×dd1=355mm

（3）核算带轮速度

v=πdd1nm/6000=5。

63m/s

5m/s

（4）初步确定中心距

0.7（dd1+dd2）

（5）确定期带的长度

Ld0=2a0+π（dd1+dd2）/2+（dd1-dd2）2/（4a0）=1958.017,取a=a0+（Ld-L0）/2=620.

（6）校核V带的包角

α1=180º－２arcsin（dd1-dd2）/（2a）=157.4º>120º

（7）确定带的确良根数Z

查表单根V带传递功率P0=1.16KW,

查表传递功率增量△P0=kbn1（1-1/ki）=0.119,

包角修正系数kα=0.93,

长度修正系数kl=1.03,

Z≥Pc/[（P0+△P0）kαkl]=4.57（根）

Z=5根。

（8）确定单根V带的拉力F0

F0=500Pc（2.5/kα-1）/Zv+qv2=171.09N

（9）对轴的压力FQ

FQ=2ZF0Sinα1/2=1677.7N

（10）结果是5根A—GB11544—89V带，中心距a=600mm,带的基准直径dd1=112mm,dd2=355mm，对轴的压力FQ=1677.7N，带轮的宽度B=（Z－1）e+2f=78（mm）.

二、减速器内传动零件——一级圆柱齿轮传动设计

圆柱齿轮设计计算及结构设计的方法、步骤均可依教材的有关内容进行，其注意事项如下：

（1）齿轮材料的选择要注意毛坯制造方法：

选择材料前应先估计大齿轮的直径，如果大齿轮直径较大，应选用铸造毛坯，材料一般可选铸钢或铸铁；如果小齿轮的齿根圆直径与轴径接近，可制成齿轮轴，选用的材料应兼顾轴的要求，同一减速器的各小齿轮的材料应尽可能一致，以减少材料的牌号，降低加工的艺要求。

（2）计算齿轮的啮合几何尺寸时应精确到小数点后2~3位，角度应精确到秒，而中心距、宽度和结构尺寸应尽量圆整为整数。

（3）参数的合理选择，通常取