单级直齿圆柱齿轮减速器教材.docx

1、单级直齿圆柱齿轮减速器教材减速器的概述 2第 1 章 设计单级圆柱齿轮变速机 . 41.1设计题目 41.2设计内容 4第 2 章 传动装置的总体设计 42.1传动方案的确定 42.2电动机的选择及计算 52.2.1电动机的选择 52.2.2分配传动比 62.2.3各级转速计算 62.2.4传动装置的运动和动力参数 6第 3 章 减速器传动零件的设计 73.1齿轮传动设计 73.1.1齿轮的材料、热处理方式和精度等级 73.1.2齿轮的几何参数计算 83.2轴的设计 103.2.1轴的设计 103.2.2轴的设计 12第 4 章 减速器的附件 144.1键的选择 144.1.1轴上的键 144

2、.1.2轴上的键 144.2联轴器的选择 14结束语 15参考文献 16关键词： 减速器，轴承，齿轮，机械传动减速器的概述减速器是一种动力传达机构， 利用齿轮的速度转换器， 将电机的回转数减速 到所要的回转数， 并得到较大转矩的机构。 几乎在各式机械的传动系统中都可以 见到它的踪迹，从交通工具的船舶、汽车、机车，建筑用的重型机具，机械工业 所用的加工机具及自动化生产设备， 到日常生活中常见的家电， 钟表等等。 其应 用从大动力的传输工作，到小负荷，精确的角度传输都可以见到减速器的应用， 且在工业应用上， 减速器具有减速及增加转矩功能。 因此广泛应用在速度与扭矩 的转换设备。减速器的作用主要1.

3、降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意 不能超出减速器额定扭矩。2.减速同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。大家可以看 一下一般电机都有一个惯量数值。减速器的工作原理减速器一般用于低转速大扭矩的传动设备， 把电动机 .内燃机或其它高速运转 的动力通过减速器的输入 轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减 速的目的， 普通的减速器也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果， 大小齿 轮的齿数之比，就是传动比。减速器的分类减速器是一种相对精密的机械， 使用它的目的是降低转速， 增加转矩。 减速 器的种类繁多，按照传动类型可分为齿轮减速器、 蜗杆减速器和行星齿

4、轮减速器； 按照传动级数不同可分为单级和多级减速器； 按照齿轮形状可分为圆柱齿轮减速 器、圆锥齿轮减速器和圆锥圆柱齿轮减速器； 按照传动的布置形式又可分为展 开式、分流式和同轴式减速器。减速器的发展20世纪 7080 年代，世界上减速器技术有了很大的发展，且与新技术革命 的发展紧密结合。通用减速器的发展趋势如下：1.高水平、高性能。圆柱齿轮普遍采用渗碳淬火、磨齿，承载能力提高 4 倍以上，体积小、重量轻、噪声低、效率高、可靠性高。2.积木式组合设计。 基本参数采用优先数， 尺寸规格整齐， 零件通用性和互 换性强，系列容易扩充和花样翻新，利于组织批量生产和降低成本。3.型式多样化，变型设计多。

5、摆脱了传统的单一的底座安装方式， 增添了空 心轴悬挂式、浮动支承底座、 电动机与减速器一体式联接， 多方位安装面等不同 型式，扩大使用范围。设计目的我设计的是单机圆柱齿轮减速器， 这是我第一次进行比较完整的机械产品设 计，设计的内容囊括了我大学期间学过的大部分知识， 也让我对三年的学习进行 了一个总结。通过本次设计，可以让我熟练的应用有关参考资料、图册和手册， 把以前学过的知识串联起来，加深印象，也让我向理想迈出了一大步！第 1 章 课程设计任务书及传动装置总体设计1.1课程设计任务书设计一用于电动起锚系缆传动装置的单级圆柱齿轮减速器。 减速器小批量生 产，使用期限三年。原始数据：锚重 1.5

6、吨（14.7kN）；起锚平均速度 18 米/分；系缆绞盘额定牵 引力 3000 公斤（ 29.4kN）；绞盘直径 D=400mm。1.2设计内容1传动装置的总体设计；2减速器传动零件（如齿轮、轴）的设计；3减速器附件的选择第 2 章 传动装置的总体设计2.1传动方案的确定合理的传动方案，应能满足工作机的性能要求、工作可靠、结构简单、尺寸 紧凑、加工方便、成本低廉、效率高和使用维护方便等。方案拟定：使用 V 带传动和齿轮传动的组合，即可满足传动比要求，同时由于带传动 具有良好的缓冲，吸振性能，适应大起动转矩工况要求，结构简单，成本低，使 用维护方便。2.2电动机的选择及计算2.2.1电动机的选择

7、1. 选择电动机类型按工作要求及工作条件选择 Y 系列封闭式笼型三相异步电动机， 电压 380V 2. 选择电动机容量运输带拉力 F=3103N，运输带速度 V=0.5m/s 工作机所需功率为：传动装置的总效率：2总=1 2 345V 带传动的效率是 1=0.96，滚动轴承传动效率（一对） 2=0.99，直齿圆 柱齿轮传动效率 3=0.97，联轴器传动效率 4=0.99，卷筒传动效率 5=0.90总=0.960.9920.970.990.90=0.81电动机输出功率为：P d= PW = 3 =3.7 kw0.81K=1.0Pr=KPd=13.7=3.7 kw因负载变化大不，所以选取电动机额定

8、功率为 3.7 kw3.确定电动机的转速132M1-6，满载转速为 960r/min,选择同步转速为 1000r/min，电动机型号为：电动机中心高 H=132mm，外伸轴段 DE=38mm 80mm。2.2.2分配传动比据表 4.2-9取 i 带=2.5，则 i 减= =12.076，i2=12.0762.5=4.83i 带故取 i1=2.5，i2=4.832.2.3各级转速计算n0 960 n1= 0 = =384r/mini1 2.5n0 960n 2= 0 = =80r/mini 12.072.2.4传动装置的运动和动力参数电动机：P 0=Pd=3.7kwn 0=960r/minP0

9、9550 3.7T 0=9550 0 = =36.8N mn0 960轴（高速轴）：P1=P0 =3.7 0.96=3.55kwn0 960n 1= 0 = =384r/mini0 2.51=9550 P1 =9550 3.55 =88.29 Nm n1 3842=P123=3.550.99 0.97=3.04kw2=n0 = 960 =80r/mini 12.07T1=9550 P2 = 9550 3.04 =362.9 Nm n2 80轴 3 (滚筒轴)：P 3=P224=3.040.99 0.99=2.98kwn 3=n2=80r/minP3 9550 2.98T 3=9550 3 =

10、=355.74 N mn3 80各轴转速、转矩等参数如下轴名功率 P/kw转矩 T/kw转速 n/(r/min)传动比 i效率输入输出输入输出电动机3.736.89602.50.96轴轴 3.553.46588.2987.43843.043.00362.9359.27804.830.96滚筒轴2.982.95355.74352.188010.98第 3 章 减速器传动零件的设计3.1齿轮传动设计3.1.1齿轮的材料、热处理方式和精度等级小齿轮用 45 钢，调质处理，硬度为 241HB286HB，平均取为 260HB；大齿 轮用 45 钢，调质处理，硬度为 229HB286HB，平均取为 240

11、HB。齿轮精度定为 8 级。3.1.2齿轮的几何参数计算1.齿面接触疲劳计算 . 传动比：齿=i总 = 12.07 =4.83 i带 2.5 . 转矩：T1=9550 P1 =9550 3.55=88.29 Nm n1 384. 齿宽系数：查表, 齿宽系数 d=1.0. 接触疲劳极限：H lim1=680 MPaH lim2=550 MPa. 初定接触许用应力： H1=0.9 H lim1=0.9 680=612 MPaH2=0.9 H lim2=0.9 550=495 MPa. 载荷系数 K： 这个系数的应用分两种情况：当自重对要计算的元件起增大作用时，取 K=1.01.1 ，否则取 K=0

12、.91.0 。在这里我们取 K=1.0. 材料的弹性系数 zE：般的低碳钢渗碳淬火处理的话，弹性系数取 189.9 MPa把上述数据代入下面公式：3 KT1(i 1) 3.52zE 2 d1 3 1 E =60.52mm1 di H 取 d1=60mm2.齿轮各部分参数的计算 . 齿数 z 和模数 m 取齿数 z1=30, z 2=z1i 齿=304.83=122.49取齿数 z2=125m=d1 60 =2z1 30. 压力角： 我国规定分度圆上的压力角 为标准值 20 齿轮参数如下小齿轮大齿轮模数 m2齿顶高 ha2齿根高 hf2.5全齿高 h4.5齿顶圆直径 da64254分度圆直径 d

13、60250齿根圆直径 df55245齿距 p6.28齿槽宽 e3.14中心距 a155齿宽 b5545压力角 20高速轴上的齿轮低速轴上的齿轮3.2轴的设计3.2.1 轴的设计1.选择轴的材料 轴的材料用 45 钢，调质处理， b=650MPa2.估算轴颈 d c 3 P1 =1123 3.55 =23.79mmn1 384因轴上有键槽，故增大 5%，d1=24.98mm，圆整为 25mm。3.选择轴承 滚动轴承： 6206，d=30,D=62,B=16,d a=364.轴的结构设计b1=55mm，l 4=65mm，d3=28mm，d1=25mm，d4=45mm，d2=32mm，d5=26.5

14、mm，d6=28mm， l 6=18mm根据轴上零件的定位、装配及州的工艺性要求，确定出轴的结构如下：5.轴的力学计算 . 计算齿轮受力：6.圆周力： Ft= 2T1 2 88290 =2943N d1 60. 计算支撑反力： 水平面反力：Fr68-FR2136+FQ199.5=01490.5 68+1713.28 199.5FR2= =3258.5136FR1= FR2- Fr- FQ=3258.5-1490.5-1713.28=55N 垂直面反力：FR”1= FR”2= Ft =2047.6N2水平面受力图：垂直面受力图：水平面弯矩图：垂直面弯矩图：合成弯矩图：3.2.2轴的设计1. 选择

15、轴的材料 轴的材料用 45 钢，调质处理， b=650MPa2. 估算轴颈d c3 P2 =1023 3.04 =34.29mmn2 80因轴上有键槽，故增大 5%，d1=36mm。3.选择轴承 滚动轴承： 6209，d=45,D=85,B=19,da=524.轴的结构设计 b1=45mm，l 4=55mm，d3=42mm，d1=36mm，d4=45mm，d2=39mm，d5=49mm，d6=42mm， l 6=21mm根据轴上零件的定位、装配及州的工艺性要求，确定出轴的结构如下：5.轴的力学计算 . 计算齿轮受力：圆周力：Ft= 2T2 2 362900 =2903.2N d2 250. 计

16、算支撑反力：水平面反力：FR 1=FR2=Fr =578.34N2 垂直面反力：FR ”1=FR”2=Ft =1451.6N2 水平面受力图：. 画轴弯矩图水平面弯矩图：垂直面弯矩图：合成弯矩图：第 4 章 减速器的附件4.1键的选择4.1.1 轴上的键1. 与齿轮连接处与齿轮连接处为静连接，因此选用普通平键连接，端部类型为双圆头平键。 轴直径为 45mm，轴段长 56mm，键长 30mm，查表得：d=2835mm时，键宽 b=12mm， 键高 h=8mm。2. 与联轴器连接处与联轴器连接处为静连接， 因此选用普通平键连接， 端部类型为双圆头平键， 轴颈为轴颈为 47mm，轴段为 56.4mm

17、，键长 50mm，查表得： d=44 50mm时，键宽 b=14mm，键高 h=9mm。4.1.2轴上的键1. 与齿轮连接处与齿轮连接处为静连接，因此选用普通平键连接，端部类型为双圆头平键， 轴颈为 60mm，轴段长 71mm，键长 45.5mm，查表得：d=5865mm时，键宽 b=18mm， 键高 h=11mm。2. 与联轴器连接处与联轴器连接处为静连接， 因此选用普通平键连接， 端部类型为双圆头平键， 轴颈为 47mm，轴段为 56.4mm，键长 50mm，查表得：d=4450mm时，键宽 b=14mm， 键高 h=9mm。4.2联轴器的选择因轴 2 转速不高( n2=80r/min )

18、, 因此选用凸缘联轴器，轴颈为 d=48mm。选用 YL9型联轴器，主动端键为轴 2 上的键，为 A型，从动端选择键为 B 型， d=50mm，因此选择的联轴器标记为： YL9联轴器 J48 84 。J1B50 84结束语 毕业论文写到这里也就结束了，我就要怀着我大学时的梦想进入社会了。 从确定论文题目开始构思， 再到论文每章章节完成， 每一次对我来说都是新 的挑战，这也是我在大学期间完成的最大的项目。 在这段时间里， 我学到了很多 知识，并且把以前学的知识进行了一次融会贯通， 以前一些不懂得地方在这次的 设计中也迎刃而解。 这次做设计的经历是我受益匪浅， 让我学到了很多知识， 也 让我认识到

19、了自己的不足。大学三年匆匆走过， 有喜悦也有烦恼， 有笑声也有泪水， 但是直到结束的这 一刻才让人感叹。 光阴似箭， 人生的道路就是从起点奔向终点， 这个终点又是下 一个起点。大学，是我们学生时代的终点，又是我们迈向社会的起点。祝愿大学 里和我风雨同舟的朋友们，一起加油，我们的未来一定会缤纷绚烂。我在这里要感谢我的指导老师孟天祥老师， 是您在百忙中抽出时间来看我们 的论文，在满满的工作日程中基础时间来给我们做指导， 不厌其烦的一次又一次 的纠正我们的错误。我们的毕业论文凝聚了我们的汗水和知识的结晶。在这里我还要感谢张春兰老师， 在这几年里， 我们都能感受到您对我们的关 心，对我们的爱护， 是您

20、给了我们正确的人生观和价值观， 让我们不至于在社会 中迷路。感谢我的爸爸妈妈， 是你们给了我最好的环境， 给了我最好的条件， 让我完 成了学业，祝你们永远健康。毕业设计，也许是我大学生涯里给老师交的最后一次作业了， 想借此次机会 感谢三年里所有帮助过我的老师和同学们， 在遇到困难时是你们给了我鼓励， 是 你们让我有了站起来的勇气，是你们给了我信心，是你们让我无所畏惧。参考文献1.主编：吴先文机械设备维修技术，人民邮电出版社， 2008 年 9 月第 1 版， 2010 年 11 月北京第 6 次印刷；2.主编：陈静机械设计基础，人民邮电出版社， 2007年 12 月第 1 版， 2009年 1 月 北京第 3 次印刷；3.主编：刘介才工厂供电设计指导（第二版），机械工业出版社4.主编：巩云鹏、田万禄、张祖立、黄秋波机械设计课程设计，东北大学出版社， 2000年 12月第 1版， 2009 年 8月第 12次印刷。