单级直齿圆柱齿轮减速器.docx

1、单级直齿圆柱齿轮减速器浙江理工大学成人高等教育毕业设计（论文）（毕业论文封面、封底由继续教育学院统一制作 ）论文题目单级直齿圆柱齿轮减速器专业学院浙江理工大学专业班级高技12数控（2）班姓 名王旭东指导老师陈宇新成人高等教育毕业设计（论文）诚信承诺书学生姓名学号学习形式专业指导老师题目诚信承诺本人慎重承诺和声明：1、 本人在毕业设计（论文）撰写过程中严格遵守有关规定，恪守学术规范，所呈 交的毕业设计（论文）是在指导教师的指导下独立完成；2、 毕业设计（论文）所使用的相关资料、数据、观点等均真实可靠，文中所有引 用的他人观点、材料、数据、图表均已注释说明来源；3、 毕业设计（论文）中无抄袭、剽窃

2、或不正当引用他人学术观点、思想和学术成 果，伪造、篡改数据的情况；4、 本人已被告知并清楚：学校对毕业设计（论文）中的抄袭、剽窃、弄虚作假等 违反学术规范的行为将严肃处理，并可能导致毕业设计（论文）成绩不合格，无法正 常毕业、取消学士学位资格或注销并追回已发放的毕业证书、学士学位证书等严重后 果；5、 若在学校组织的毕业设计（论文）检查、评比中，被发现有抄袭、剽窃、弄虚 作假等违反学术规范的行为，本人愿意接受学院按有关规定给予的处理，并承担相应 责任。学生（签名）：年 月 日设计题目：设计一用于带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器设计方案：（带式输送机传动装置图）1.电动机2.带传动3.减速器 4

3、.联轴器5.滚筒 6.传动带已知条件：运输带工作拉力 F=2300N运输带工作速度v=1.5m/s允许运输带速度误差为土 5%；滚筒直径D= 320mm两班制，连续单向运转，载荷轻微冲击；工 作年限5年；环境最高温度350C;小批量生产。1、 电动机的选择： 3.2、 计算传动装置的总传动比 4.3、 计算传动装置的运动参数和动力参数 44、 各轴转矩 5.5、 传动带的设计 5.6、 减速器齿轮的设计 7.7、 轴的设计 9.8、 轴承的选择 1.39、 键的选择 1410、 减速器箱体的设计 14六、设计总结： 16七参考文献 161、 电动机的选择：（1） 、动机的型选择电号本减速器在常

4、温下工作，载荷轻微冲击，对起动机无特殊要求，故选用 丫系 列笼型三相异步电动机，封闭式结构，电压为 380乂（2） 、确定电动机的功率：电动机至工作间的总效率（包括工作机效率）为： w = 1 2 3 4 5 6由设计手册得 1=0.96（带传动），2 =0.99 （轴承），3 =0.98 （齿轮精度为8级）0.96 0.99 0.98 0.98 0.98 0.96 = 0.86电动机的工作功率:?d2300 1.51000 0.832= 4.01KW故选取电动机的额定功率卷筒轴工作转速:取V带传动比i1 =24，一级圆柱齿轮减速器传动比i2 =5，贝U总传动比合理范 围为r =1020，电动

5、机的转数可选范围为：1n d门严（6一20）57.3rmin= 344 -1146 r ./ min符合这一范围的同步转速有 750、1000rmin两种，可查两种方案，见下表:方 案电动机型号额定功率（Kvy同步转 速满载转 速总传 动比带传动 比齿轮传 动比1Y132M2-65.5100096010.733.572Y160M2-85.57507209.512.43.96综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以及带传动和减速器的传动比选用方案一中机型。主要外形和安装尺寸见下表:中心高(mr)iH外形尺寸(mm)Lx(AC/2 +AD)x HD安装尺寸(mr) AX B轴伸尺寸(mm)DX E1

6、32515X 345X 315216X 17838 X 802、 计算传动装置的总传动比:(1)传动装置的总传动比：i =上 竺 =10.72n d 89.57(2)分配各级传动比：i = ij 2为了使三角带传动的外廓尺寸不致过大，取传动比 h =3，则齿轮传动比:i2 =3.573、 计算传动装置的运动参数和动力参数:a)各轴的转速为：I轴b = 96 0广1 n1 3 minU轴n口= 320 =89.6；A口 i2 3.57 min滚筒轴n89.6仏b)各轴功率:I轴P = PoJ =3.8496kwU轴P2 =巳口12 =匕口 23 = 3.73kw卷筒轴输入功率P = P2 r c

7、 =3.61kw4、 各轴转矩:巳 4 01电动机轴 T0 =9500 d =9500 39.89N.mnm 960I轴 =Tdi 0! = 39.89 3 0.96 = 114.88N.mU轴 T2 工 12 =114.88 3.57 0.99 0.98 = 397.9N.m卷筒轴输入转矩 Tw 二Tzi? 23 =397.9 0.99 0.98 = 386N.m将计算数值列表如下:轴号功率(KW)转矩T(N m)转速 n (r/min )电机轴4.0139.89960I轴3.85114.88320U轴 :3.73397.988.9卷筒轴3.7338688.95、 传动带的设计:1.选择v带

8、型号：查表，得工作情况系数Ka=1.3所需传递的功率FCPc 二 KaP =1.3 5.5 =7.15kw又因 m =960r / min故选择V带的型号为A型2.确定带轮直径：由设计手册得 小带轮直径：D 100mm大带轮直径：D2 = i1D1二300mm按表 选取标准值D2二300mm3核算带速:因为 5m/s v v V 25m/s所以v符合要求4.初步确定中心距:0.7(D1 + D2) v a0 v 2(D1 + D2);280mm v a0 v800mm取 a0 = 500mm5.确定带长Ld=1648mm查设计手册，取带的基准长度 Ld = 1800mm6.修正中心距：=576

9、mm考虑到安装调整及长期工作后松弛对其进行张紧的情况，中心距应留一个调整余量，变动范围为：a min=a-0.015=551.28mmamax 二 a+0.03Ld=625.44mm7 .校核V带带轮包角：小带轮 ：、：180 - 2 _ D1 57.3 丄160.1 120a所以，均符合要求8.确定V带根数z由式 z _ pc/ p。 = pc/( p。)k 二 根据 D=100mm查表得p=0.97kw 由丄p0二0.11kw 得出查表10.8得长度修正系数 ki=1.01查表 得包角系数k0.95V带根数Z7.15故取z =7根。9确定带的初拉力F0 :F050ZVC(K) qV2 =1

10、69-4N10确定带对轴的压力Qa 154 54FQ=2zFsi门才2720.9in丁=2110 N11.带轮的设计(略)12.设计结果选用 7根 A 2000 GB1154489V带，中心距 a=576mm 带轮直径 D1=100m, D2=300mm.6、 减速器齿轮的设计1.选择齿轮减速器材料及精度等级：(1)选择齿轮材料，热处理方式该齿轮无特殊要求，可选用一般材料，查表并考虑HB0 =HBS2 (30 50)的要求，小齿轮选用45钢，调质处理，齿面硬度取HBS230,大齿轮选用45钢，正火处理，齿面硬度取 HBS190.(2)确定精度等级：减速器为一般齿轮传动估计圆周速度不大于 5m/

11、s,根据表可知，精度等级初选9级精度。(3)确定许用应力，有图12.11C、图12.14C分别查得，、H iim 1 = 560MPa 、H iim 2 二 530M P aFl i m 1195MPa F l i m 2 180MPa有表12.5查得Sh =1.1 和Sf =1.4 ，故J.H lim 1Sh,.H lim 2二-gH-= 530(MPa481.8(MPa)1.1560(MPa) =509.5(MPa)1.1& 195L：f J 二-1 =(MPa) =139.3 MPaSf 1.4Lf 2 =詈(MPa) =128.6 MPa因齿面硬度小于HBS350,属软齿面，所以按齿面

12、接触强度进行计算2按齿面接触疲劳强度设计有式(12.7)，计算中心距(3 3 5灯(1) 取 L：h I-H 2 =481.8MPa小齿轮转矩 一，9.55 川人广 9.55 106 i2F= 114886.5N，M取齿宽系数；=0.4 二3.57(4)由于原动机为电动机，载荷平稳支承为対称布置，查表 12.4选K=1将上述数据代入，得中心距a0 一(3.57 1)3 )23 ( 335 )2 1.1 114886-5 =160.31481.8 0.4 3.573.确定基本参数计算齿轮的主要尺寸(1)选择参数：取 Z1=32,则 Z2=iZ1=93 取 Z2=94确定模数：m 经 2.68乙+

13、乙有表5.1取m =3mm确定中心距：a二%迁汁180(4)确定齿宽：b= aa =0.4 180 = 72为了补偿两齿轮轴向尺寸的误差，使小轮宽度略大于大轮，故取b2 = 72mm(5)分度圆直径：d1 二 mzi 二 78 d2 = mz2 = 2824.验算齿根弯曲疲劳强度(1)有式(12.9)校验算齿根弯曲强度, 2KT YF1-F1 :.bm2z12KYF2bm2z1F1YFYF160 1000 s由表12.3知选9级精度合适。7、轴的设计1、选择轴的材料和确定许用应力:2、按扭转强度估算轴径查得 c =118 -107又由式(14.2 )得：d C3 J旦=41.06mm因轴的伸出

14、端开一个键槽，故要将轴径增大 3%-即取：考虑到伸出端要与联轴器连接，故选 d = 45mm绘制轴的结构草图，如图所示)3、 轴上需要安装的零件的位置及轴上零件的定位方式要确定轴的结构形状，必须先确定轴上零件的装配顺序和固定方法，如图确定齿轮从轴的右端装入齿轮的左端用轴肩定位，右端用套筒定位。这样齿轮在轴上的 轴向位置被完全固定，齿轮的同向固定采用平链连接，轴承对称安装于齿轮的两侧， 其轴向用两肩固定，同向采用过盈配合固定。4、 确定轴的各段直径轴段1为外伸端，d 45mm外接联轴器定位轴段3上应有轴肩同时为能很顺利地在轴段 3上安装轴承，轴段3必须满足轴 承内径的标准，故取直径d3 = 60

15、mm轴段 4 d4 二 75mm为了便于拆卸左轴承。取轴段 5 d5 =80mm5、 确定轴的各段长度按齿轮的轮齿宽度72mm由滚动轴承尺寸查得6212轴承宽为22mm ,则将左轴径长度定为22mm。齿轮的端面与箱体内壁的距离定为大于 22mm ,轴承端面与箱体 内壁的距离取14 19mm或者取7 9mm ,用机体内的油润滑，故取轴环宽度为10mm，套筒长度取15mm。由结构草图看出，跨距 L = 300mm。 45处（右边）的长度定为85mm。为便于装拆右端盖螺钉，以便打开机盖，将 52处的长度定为 55mm。6、验算轴的强度_t2Fr2FtFha1画出轴的受力图（图a）并确定轴上的作用力圆

16、周力Ft2，径向力FrFT2 =生=2.75 1 03 N d2Fr =FTtanan -1.2 103N2水平面内的弯矩图（图b），支点反力为Fha =孚=1.3 103NII截面处的弯矩为：M HA =1.06 105Nnn截面处的弯矩为：M H2 =6.07 104N3垂直面内的弯矩图（图c）FVB = FR2 _ FVA = 1028NI I截面处的弯矩为：1 M V1 = Fva - 1700 N2nn截面处的弯矩为MV2 = Fvb 39 =4239N4作合成弯矩图（图d）M =JmH +M；I I截面M 1 = , M hi2 MVI2 =1988Nn n截面M| 二，Mhii2

17、 Mvii 2 = 467621 N5做转矩图（图f ）6 P 5T =9.55 106 6.7 105N mmn6- - 0.6求弯矩因减速器单向运转，故认为转矩为脉动循环变化，取修正系数I I截面M e| = JM （: T）2 =416800N mmn n截面（：T）2 =678954N mm7确定危险截面及校核强度由图可以看出II应为危险截面。故对截面进行校核:I I截面, =M =10MPaWn u截面MiiW= 35.3MPa查得lctJ-610MPa，满足匚 八b 1的条件，故轴的强度足够7、修改轴的结构：因所设计轴的强度余量不大，此轴不再修改& 绘制从动轴（齿轮轴）的结构草图d

18、i =45mm d2 = 52mm d3 =60mm d4 = 75mm d5 =70mm8、轴承的选择从动轴的轴承选用滚动轴承，型号为 6212GB/T 276 -94，各部分尺寸为:主动轴（齿轮轴）的轴承选用滚动轴承，型号为 6210GB/T 276 一94，各部分尺寸为：d = 50mm D = 90mm B = 20mm9、键的选择轴径d3 = 72mmd1 = 45mm键宽2014键高129键长5070键代号为 A12 70GB/T1096 -79A20 12GB/T1096 -7910、减速器箱体的设计1.箱体材料选用HT200铸造而成，结构采用剖分式。2.箱体结构设计为使箱体有足

19、够的强度，应对箱体的外壁加上肋板，为了提高轴承座处的联接 刚度，孔两侧的联接螺栓的距离应尽量缩短，但不能与端盖螺钉孔干涉，同时轴承 座孔附近还应做出凸台，但其高度要保证安装时有足够的板手空间。为了提高箱体 钢性，箱盖和箱座的联接凸缘应取厚些，箱座底凸缘的宽度 B应超过箱体内壁。减速器的润滑采用浸油润滑，减速器中滚动轴承采用飞溅润滑，因此，应在箱 座接合面上制出输油沟。为了保证良好的密封性，箱盖与箱座的接合面应精加工，表面粗糙度不大于Ra6.3，为了进一步提高密封性，在箱座凸缘上面还应加工出回油沟。3.减速器附件为了检查传动件的啮合情况、注油、排油、指示、油面及装拆吊运等，减速器还 应安装以下几

20、种附件 观察孔和观察孔盖，通气器，吊环螺钉、吊耳和吊钩，圆锥定位销，启盖螺钉，油标，放油螺塞和排油孔，调整垫片4.综合考虑，箱体的尺寸和各部分零件的尺寸如下：箱座壁厚度：、：=8mm箱盖壁厚度：=8mm箱座凸缘厚度：b=：12mm箱盖凸缘厚度：b =12mm箱座底凸缘厚度：b2 =20mm地脚螺钉数目：n = 4地脚螺钉直径：df =20mm轴承旁联接螺栓直径：d16mm箱盖与箱座联接螺栓直径d2 =12mm联接螺栓d2的中心距：L = 170mm轴承端盖螺钉直径：d12mm观察孔盖螺钉直径：d4 =8mmd1、d2、df到外箱壁距离：Ci d f = 24mm g d2 = 14mm g d

21、1 = 20mmd2、df到凸缘边缘距离：c2 df = 22mm c2 d2 =12mm定位销直径：d = 7mm轴承旁凸台半径： R -14mm轴承端盖外径：D2 = 90mm箱盖、箱座肋板厚度：m =8mm轴承端盖凸缘厚度：t =8mm外箱壁到轴承座端面距离：40mm六 、设计总结： 经过了两个星期的艰苦努力，我的机械设计课程设计终于 告一段落了。我刚开始设计时，感觉很迷茫，不知从何下手，心里真的是没一点谱， 感觉挺难受的。但当我投入进去时，一切也并不是像想象的那么可怕。通过这次课 程设计，我学到了许多在平时学不到的知识。我设计的是一个减速器，设计中我必须考虑它的经济性、实用性、工艺性等

22、等， 使自己的设计尽可能的合理，在原先的基础上尽可能的发挥自己的创新能力，设计 一个具有特色的减速器。首先，我需要考虑总的设计方案，比较它们的优、缺点， 选择最佳的方案。其次，再根据总结出方案设计具体的零件，其中同样考虑各个零 件的优越性，在比较中选择最好的。这也是任何一个设计所必须遵循的步骤。从我不知该怎样下手，到后来经过老师的指点终于弄明白了设计顺序和应注意的事项，这 时的我们终于有了得心应手的感觉。这次课程设计对我来说是一次非常大的考验，因为它要求 设计的机器能用到实际的工作中去，而这也是我平时练习时最大的缺陷，所遇到的最大问题是 学的理论不能与实践完全的结合。再者就是机械设计中有许多需要运用工作经验去解决的问题 和选择参数的时候，让我不敢下手，对此老师教我们要敢于选择敢于实验。参考文献1 岳平山 . 机械设计基础 . 石油工业出版社， 19952孙宝钧 . 机械设计课程设计 . 机械工业出版社， 19973孙宝钧 . 机械设计基础 . 机械工业出版社， 19974杨可桢 . 程光蕴，机械设计基础 . 高等教育出版社， 19915吕慧瑛 . 机械设计基础学习与训练指导 . 清华大学出版社， 2002