—二级圆柱斜齿轮减速机设计及主要零件工艺设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 0 江苏城市职业学院教务处制 目 录 摘要 1 引言 速器的组成及其分类 .设计的基本要求 .国齿轮减速器的现状和 发展趋势 .设计的主要任务 .用软件的选择 . 减速器的设计 .动装置的总体设计 .动零件的设计计算 .速器铸造箱体的主要结构尺 .的设计 .动轴承的选择和计算 .联接的选择和计算 .轴器的选择和强度校核 .速器的润滑 .速器的装配图及零件工作 .速器内主要零件的三维实体造型 .速器主要零件的工艺过程 .论 .谢 .考文献 .文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 中文摘要 减速器是机械加工业常用装备之一，具有品种多，批量小，更新快等特点。论文中简要介绍了减速器行业的现状及发展趋势，概述了减速器的设计计算过程，传动零件材料、差数的选择。零件的强度校核 ，主要零件间的配合以及减速器的润滑。在这次设计中运用了 制了减速器的主要零件，并编制里主要零件的制造工艺流程。 但由于缺少实践经验，设计中参数选择的合理性，零件现状的实用性，还有待在将来的实践应用中证实。 关键词 齿轮减速器 计算机辅助设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 减速器是广泛用于机械传动领域的机械设备。对于它的设计方法的研究以及设计的优化一直以来都受到急速其设计者的重视。而计算机辅助设计及辅助制造（ 术是当今设计及制造领域广泛采用的先进技术。本课题结合这两个问题，以二级圆柱斜齿轮为载体。积极运用计算机辅助设计技术、三维实体造型技术运用于整个设计过程。通过设计进一步了解和学习计算机辅助设计技术，并尝试着零件制造工艺的设计，本设计通过一系列的具体实践，更为深 入地学习机械设计和制造技术 。 减速器是一种典型的机械传动的设备。是一种应用于原动机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩，以满足工作需要，在某些场合也用来增速。称为增速器。组成减速器的主要零件一般有 ：轴、轴承、 齿轮（或涡轮蜗杆）。箱体以及其它附属零件等。根据传动类型，减速器可以分为齿轮、蜗杆。齿轮 蜗杆和行星减速器 ;根据齿轮形状的不同，减速器可以分为展开式、分流式和同轴式减速器 。 命的要求 3经济性要求 4操作使用要求 自 20 世纪 60 年代以来，我国先后预制订了 70 圆柱齿轮减速器等一批通用减速器标准，除主机厂自制配套使用外，还形成了一批减速器生产厂。 改革开放以来，我国引进了一 批先进的加工装备。 通过不断引进、消化和吸收国外先进技术以及科研攻关，开始掌握了各种高速和低速重载齿轮装置 的设计制造技术。材料和热处理质量及齿轮加工精度都有较大的提高。部分减速机采用硬齿后，体积和重量明显减少，承载能力、使用寿命、传动效率有了大幅度的提高，对节能和提高主机的总体水平起到明显的作用。目前，我国科设计制造 2801700是，我国大多数减速器的水平还不高 ，老产品不可能立即被替代，新老产品并存过渡会经历一段较长的时间。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 随着我国市场经济的推进， 齿轮行业的专业化生产水平有了明显的提高，整个结构得到优化，行业实力增强，技术进步加快。 适应市场要求的新老产品开发，关键工艺技术的创新竞争，产品质量竞争以及员工技术素质与创新精神是 21世纪企业竞争的焦点。在 21世纪成套机械设备中，齿轮仍然 是机械传动的基本部件。 总之，当今世界各国急速其机齿轮技术发展总趋势是向六高、二低、二化方面发展。六高即高承载能力、高齿面硬度、高精度、高速度、高可靠性和高传动效率；二低即低噪声、低成本；二化即标准化、多样化。 减速器和齿轮的设计制造技术的发展，在一 定程度上标志着一个国家的工业水平，因此，开拓和发展减速器和齿轮技术在 我国有广阔的前景。 本设计的主要任务是： 动的特性、初步具有分析和设计常用机构的能力。对机械传动力学的某些基本知识有所了解。 构特点、设计计算和维护等基本知识，并初步具有涉及机械传动装置的能力。 范手册、图册等有关技术资料的能力 。 1 改及显示 输出的一种设计方法，它是一门多学科的综合性应用技术。 从技术方法学的角度出发， 决定设计策略、信息处理、修改设计及分析计算方面各自发挥各自的特长 。例如：计算机的信息的存储与检索、工程分析与计算、图形与文字处理以及代替人做大量重复繁琐的工作方面有着特殊的优点；但在设计策略。逻辑控制、信息组织及发挥经验和创造性方面，人将起主导作用。因此，合理地运用 术可以缩短产品的设计周期，提高设计质量，降低设计成本。 （ 1） 工程分析与计算技术。如各种物理特性的计算、有限元 分析、边界元分析、优化设计方法的专业工程分析等。 （ 2） 图形处理技术 （ 3） 数据处理与数据交换技术 （ 4） 文档处理技术 （ 5） 软件开发技术 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 二维绘图 （ 1） 图形及符号库 （ 2） 差数化设计 （ 3） 工程分析及科学计算 （ 4） 设计文档与报表生成 （ 5） 三维几何造型 1. 为工程图自动生成和装配等特点 件是一个非常优秀的软件，包括了零件设计、 钣金设计、而为工程图自动生成和装配等功能，而且继承和兼容了 三维实体建模又易教、易学、易用的特点，参数化特征造型 技术定义清晰。 995 年问世以来，以其优越的性能、易用性和创新性，极大的提高了机械设计效率，在同类软件的激烈竞争中已经确立了它的市场地位 ，成为三维机械设计软件的标准，在全球拥有 30万用户。 充分发挥用三维工具进行产品开发的威力，它提供从现有的二维数据建立的三维模型的强大转换工具。 够直接读取 式的文件。另一方面。 的开放性现在符合 以集成 到 件中，从而为用户提供一体化的解决方案。 版本在设计创新，使用方面性和提高整体性能等方面得到了显著的加强，包括增加了大装配处理能力，复杂曲面造型能力，以及专门为中国市场的需求而进一步增加的中国国标（ 容等。 该软件的特点有 用方面。 用用户熟悉的界面 ，简单易学使使用。 用基于特 征造型的实体造型技术。零件有许多特征经过相切、相交叠加等操作构建而成，符合人的设计思路，使设计工作变的简单轻松，而参数化使零件的修改方面易行，且用户可在任何时候修改等操作。 而零件设计，模具设计及工程图可全过程共享，使在三维和二维环境里的修改一样方面。并且任何一个环节的修改可以反映到其他各个环节，从而保持数据的一致性。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 在任何的全过程中，我发现 件有许多意想不到的好处，它的强大的实体造型功能是我们可以方面的话出一些零部件，它自 顶向下的设计理念使我们处理问题更加明确，还有它的虚拟装配的功能，动态演示功能等，是我们的设计效率大为提高。 2. 减速器的设计 设计的原始数据有： 五辊牵伸机输入功率 6筒转速 n=140r/辊筒直径D=班制，使用期限为 10 年（每年工作 300天），连续单向运转，大修期三年，小批量生产。 （一） 传动装置的总体设计 传动装置如图 1 1所 图1 （ 1）选择电动机的类型 按工作条件和要求，选用一般用途的 （ 2）选择电动机的功率 电动机所需功率 式中 ,为电动机至 辊 筒主动轴的传动总效率 = c g r c 一个 联轴器的传 动效率 ,取 c= g 一对齿轮的传动效率 ,取 g= r 一对滚动轴承效率，取 r= =d= P w/ =16/文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 选取电机的额定功率，使 P d 查手册选取电动机的额定功率 W (3)选取电动机的转速 五 辊 牵伸机的转速 n=40=级圆柱齿轮减速机的传动比 电机的转速可选范围为 ng=（ 408 ） 15 = 62211244 r/合这范围的电动机同步转速有 1500、 3000r/二种，先对这两种电动机进行分析比较。 电动机的主要技术数据机减速器传动比 方案 电动机型号 额定 功率（ 转速（ r/ 减速器传动比 同步转速 满载转速 1 500 1470 000 2930 合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量、价格、传动比及市场供应情况 ，选取合适的方案，现选用型号为 （ 1）减速器总传动比 m=中 电动机的满载转速 r/ （ 2）分配各级传动比 由有关手册查得高速级传动比 i =（ 低速级传动比 i i = i =（ 1）各轴的输入功率 电动机轴 ： 高速轴： P = c= =W 轴（中间轴）： P = P g r= =（低速轴）： P =P g r= =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 牵伸机牵入轴： P = P g r= = 2）各轴的转速 电机机轴： 470r/： n =470r/ : n = : n =伸机输入轴： n = n = 3）各轴的输入转矩 电动机轴： 550： 550=： 550=： 550=伸机输入轴： T =550=上述计算结果列于下表： 差数 轴名 输入功率（ 转速n(r/输入转矩T（ 传动比 i 效率 电动机轴 470 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 轴 470 伸机输入轴 二） 传动零件的设计计算 （ 1）选择齿轮类型、材料、精度及差数 1 选用斜齿圆柱齿轮传动。 2 选用齿轮材料：选区大小齿轮材料均为 45 钢，调质后表面淬火，齿面硬度 5。 3 初选齿轮为 8级精度，要求吃面粗糙度 m (2)按齿根弯曲疲劳强度设计 因两齿轮为刚质齿轮 故设计公式为 2121c o 确定有关差数和系数： a ）齿数 Z 、螺旋角 和齿宽系数 d 取小齿轮系数 1Z =23，则 2Z = 1Z =80 初选螺旋角 = 计算当量3c o s 31 5 8 0c o s 322 d=10.6 b ）计算转矩 T T =10 c ）载荷系数 K K=d ）查取材料弯曲疲劳强度极限 查图大小齿轮均为12600e )计算应力循环次数 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 1243 0 0101 4 7 06060 1 = 查得寿命系数 12 h ）计算弯曲疲劳许用应力 F ：取弯曲疲劳安全系数 S ，则 M p l i M 001 l i l ）计算大小齿轮的值，并加以比较： 00980 1 11 Y 2 22 Y 小齿轮比值较大，说明小齿轮弯曲强度较弱，故以此为计算依据 212111c o = =标准值 2m )计算中心距并修正螺旋角： o 8023(2c o ( 21 取 105a 9 8 0322 )(c o s 21 a n得 32111 o n ）分度圆直径 o o s 11 332111c o o s 22 o) 齿宽 取 02 51 p) 齿数比 i q) 许用接触应力 H Z M P 1002 应力循环次数 91 92 接触疲劳寿命系数 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 按一般可靠度选取安全系数 S 故 M P H 6 0 01l i M P H 0 02l i （ 3）校核接触疲劳强度 . 故5 0 4 7 H H 安全可用 )r 齿轮的圆周速度 100060 1 因此 ,可选用 8级精度 . (4)齿轮传动几何尺寸计算 几何尺寸计算列于下表 : 长度单位 名称 代号 计算公式 结果 小齿轮 大齿轮 中心距 a ( 21 n 1051 a 传动比 i 12i 法面模数 取标准值 21 n标准值 20n螺旋角 一般取08 32111 o 齿数 Z 231 Z 802 Z 分度圆直径 d md nd d 齿顶圆直径 B 1dB d351 B 302 B 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 螺旋角方向 右旋 左旋 (5)齿轮结构 设计 小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用辐板式锻造齿轮结构，按上表计算结果尺寸，然后据此绘出齿轮结构图，如图 1 均布图 1 - 2 高 速 级 大 齿 轮 结 构 用齿轮的材料、精度、宽度系数均高速级齿轮相同，其设计计算方法与高速级齿轮相同，计算过程从略。几何尺寸计算结果列于下表。 名称 代号 计算公式 结果 小齿轮 大齿轮 中心距 a ( 43 n 1401 a 传动比 i 34i 法面模数 取标准值 31 tmnt 05.3买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 法面压力角 n标准值 20n端面压力角 t co 247320 螺旋角 一般取08 74149 o 齿数 Z 251 Z 672 Z 分度圆直径 d md nd d 齿顶圆直径 B 3dB d501 B 452 B 螺旋角方向 左 旋 右 旋 小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用辐板式齿轮结构，结构尺寸及结构图从略。 （三） 减速器铸造箱体的主要结构尺寸从略 （四） 轴的设计 1. 高速轴的设计（略） 2. 中间轴的设计 （ 1） 选择轴的材料： 选取 45 钢，调质、硬度 230强度极限 50 ，屈服强度60 ，弯曲疲劳极限 ，剪切疲劳极限 对称循环 变应力时许用应力 1 。 （ 2） 初步估算轴的最小直径 取 110 3 由轴的结构和强度要求选取轴承处的轴径 5 ，初选轴承型号 7009纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 的角接触球轴承，装齿轮处的轴径 6 ，轴肩直径 6 ，轴的装配草图如图 1 图 1 - 3 中 间 轴 的 装 配 图两轴承支点间的距离为2142132)(2 式中 T 轴承宽度， 7009c 轴承 T=16 a 轴承支点与轴承外圈端面的距离， 6 ； 3 轴承外圈端面与箱体内壁的距离，取 ； 1 齿轮端面与箱体内壁的距离，取 ； 1B 齿轮 3的宽度， 01 ； 2 轴肩的宽度， ； 2B 齿轮 2的宽度， 02 ； 4 齿轮 2端面与箱体内壁的距离， ； 代入以上各值得 4121252 齿轮 3的对称线与左轴承支点的距离为 2)( 1131 25125)1616( 齿轮 3的对称线与齿轮 2的对称线间距离为 22 2212 151225 齿轮 2的对称线与右轴承支点间的距离为 )(2 3423 （ 3） 按弯扭合成应力校核 轴的强度 1 绘出轴的计算简图，轴的计算简图如图 1 2 计算作用在轴上的力 )(a 大齿轮 2受力分析 22 径向力32111c a c a o F 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 轴向力 32111t a a F )(b 小 齿轮 3的受力分析 32 径向力74149c a a o F 轴向力 F 9ta 4 2 0ta n 233 3 计算支反力 水平面 00) R 398 0F 327398104204861 垂直面 03 2233 590F 4 作弯矩 图 水平面弯矩 42 310716 M 271929 垂直面 弯矩 421 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 42859 36078 242 332 2 40848 22 2 40 848 合成弯矩 221 122 3 6 0 7 8)3 1 0 7 1 6( 222 222 3 1 3 8 1 3)3 1 0 7 1 6( 221 122 40848)271929( 222 222 )37758()271929( 5 作转矩图 I 96 6 作 计算弯矩图 单向运转，扭转剪应力按脉动循环应变力，取系数 59.0a ，则 c a C 11 222 )( 2525 ) 11 222 )( 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 7 按弯扭合成应力校核轴的强度 M p aM p Mc 00 2 353 22 M p aM p c a 353 22 结论：强度足够 a)F 1M 2M IM c)d)e)f)g)M 弯矩和转矩 )a 轴的结构与装配 )b 受力简图 )c 水平面的受力和弯矩图 )d 垂直面的受力和弯矩图 )e 合成弯矩图 )f 转矩图 )g 计算弯矩图 8 轴的 结构设计如图 1） （五）、滚动轴承的选择和计算 1、 高速轴滚动轴承的选择和计算（略） 2、 中间轴滚动轴承的选择和计算 按轴的结构设计，初步选用型号为 7009C 的角接触球轴承 （ 1） 计算轴承载荷 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 1 轴承的径向载荷 轴承 A 2222 8597398 轴承 B 2222 11847882 2 轴承的派生 轴向力 S 轴承 7009C、 15 ，所 以 A 249415c o 447c o B 266915c o 970c o 外部轴向力 8 023 因为 3 3 1 48 2 02 4 9 4 轴承 以两轴承的轴向力为 A 2494 314 3 计算 径向当量动载荷 由查表得 50.0e ，取载荷系数 1： A 3 3 4 4 72 4 9 4取 0,1 则 )()074 471(1 轴承 B： B 4 7 03 31 4取 0,1 则 )(买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 )079 701(1 4 计算轴承寿命 因为 P ，轴承 B 受载大，所以按轴承 B 计算寿命，查表 7009C 轴承，轴承工作温度小于 c100 ，取温度系数 1则轴承寿命 3)(166703)7970 若按大修三年更换轴承，轴承的预期寿命为 1 6 0 02413 0 03 ，因L ，所以轴承合格。 5 静强度校核 由查表的 4471 因11 P ，故取 4471 又 23 3 1 7 9702 因21 P ，故取 9701 静强度校核 ： 有表中查取 2表差得 7009比较1它们中最大值，即将 970代入式 7 9 7 02故该轴承满足经强度校核。 3. 低速轴滚动轴承的选择和计算（略） （六）键联接的选择和强度校核 ） （ 1）大齿轮 2与轴的键联接 1 选用 圆头 普通平键（ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 按轴径 6 ，及轮毂长 0 ，选键 2614 791096 2 强度校核 键材料用 45 钢，查得许用应力 M 20100。键的工作长度6 ，按公式得挤压应力 M p ak 2 6210233 虽 然p略大于 p，但齿轮与轴是采用过盈配合6746靠联接的摩擦力传递部分转矩，故联接的强度是足够的 轴器用键联接的选择和强度校核（略） （七）联轴器的选择和计算 计算转矩 查表取工作情况系数 K ，则得 2 8 查表，选用 6弹性套柱销联轴器，材料为 35钢，许用转矩 250 ，许用转速 800 ，标记 6轴器 8543 235632. 。 2低速轴输出端的联轴器（略） （八）减速器的润滑 高速级齿轮传动的圆周速度 ，低速级齿轮传动的圆周速度 ：100060 32 平均速度： 2 1 按表选取润滑温度 50 时的粘度 )/(177 2 用 业齿轮油)801172( 齿轮采用浸油润滑，中间轴齿轮 2 浸入油中色深度约为 21 个齿轮高，但不应小于 最大的浸油深度为61的大齿轮齿顶圆半径。 由于圆周速度速度 ,/21 轴承可采用飞溅润滑，把齿轮飞溅到箱盖上的油汇集到箱体部分面上的油沟，然后柳锦州从中进行润滑。 （九） 减速器的装配图及零件工作图（见附图）