一级圆柱齿轮减速器的设计计算毕业论文.docVIP

毕毕业业论论文文 课题名称 一级圆柱齿轮减速器的设计计算 系 别 电子与制造系 专 业 模具设计及制造 班 级 05模具三(11)班 姓 名 学 号 12345678 指导老师 完成日期 2007 年 11 月 25 日 指导教师评语 建议成绩： 优 良 中 及格 不及格 指导教师签字 年 月 日 最终评定成绩： 优 良 中 及格 不及格 系主任签字 年 月 日 江西蓝天学院毕业论文 I 目 录 第一章 绪 论.1 第二章 课题题目及主要技术参数说明.2 2.1 课题题目.2 2.2 主要技术参数说明.2 2.3 传动系统工作条件.2 2.4 传动系统的参考方案.2 第三章 减速器结构选择及相关性能参数计算.3 3.1 减速器的结构选择与性能介绍.3 3.2 电动机的选择.3 3.3 传动比的分配.3 3.4 动力运动参数计算.3 第四章 齿轮的设计计算.5 4.1 齿轮材料和热处理的选择.5 4.2 齿轮几何尺寸的设计计算.5 4.2.1 按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸.5 4.2.2 齿轮弯曲强度校核.7 4.2.3 齿轮几何尺寸的确定 .7 4.3 齿轮的结构设计.8 第五章 轴的设计计算.9 5.1 轴的材料和热处理的选择.9 5.2 轴几何尺寸的设计计算.9 5.2.1 按照扭转强度初步设计轴的最小直径.9 5.2.2 轴的结构设计.10 5.2.3 轴的强度校核.11 5.3 轴尺寸和结构的确定.15 第六章 轴承、键和联轴器的选择16 6.1 轴承的选择及校核.16 6.2 键的选择计算及校核.16 6.3 联轴器的选择.17 一级圆柱齿轮减速器的设计计算 II 第七章 减速器的润滑、密封、及用量19 7.1 减速器的润滑方式.19 7.2 润滑油牌号及用量.20 7.3 密封形式.20 第八章 总 结21 参考文献.22 江西蓝天学院毕业论文 1 第一章 绪 论 一级圆柱齿轮减速器的设计是模具设计与制造专业（高等专科）教学中最后一 个实践性教学环节。是学生学完基础课、专业课，特别是机械设计基础课程之 后进行的，它起到毕业设计的作用。 机械设计是为机械类专业和近机械娄专业的学生在学院机械设计及同类课程以 后所设置的一个重要的实践性教学环节，也是第一次对学生进行全面的，规范的机 械设计训练。其主要目的有： （1）培养学生理论联系实际的设计思想，训练学生综合运用机械设计课程和其 他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固， 深化和扩展学生有关机械设计方面的知识。 （2）通过对通用机械零件，常用机械传动或简单机械的设计，使学生掌握一般 机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立，全面，科学的工程 设计能力和创新能力。 （3）在毕业设计的实践中对学生进行设计基本技能的训练，培养学生查阅和使 用标准，规范，手册，图册及相关技术资料的能力以及计算，绘图数据处理，计算 机辅助设计方面的能力。 一级圆柱齿轮减速器的设计计算 2 第二章 课题题目及主要技术参数说明 2.12.1 课题题目课题题目 带式输送机传动系统中的减速器，要求传动系统中含有单级圆柱齿轮减速器及 V 带传动。 2.22.2 主要技术参数说明主要技术参数说明 F=2700 N F：输送带最大有效拉力 V=1.5m/s V：输送带工作速度 D=360mm D：输送机滚筒直径 2.32.3 传动系统工作条件传动系统工作条件 带式输送机在常温下连续工作，单向运转；空载起动，工作载荷较平稳；两班 制（每班工作 8 小时） ，减速器寿命为 8 年，大修期为 3 年，中批量生产；三相交流 电源的电压为 380/220V。 2.42.4 传动系统的参考方案传动系统的参考方案 图图 1 1 江西蓝天学院毕业论文 3 第三章 减速器结构选择及相关性能参数计算 3.13.1 减速器的结构选择与性能介绍减速器的结构选择与性能介绍 减速器是指原动机与工作机之间独立封闭式传动装置，用来降低转速并相应地 增大转矩。此外，在某些场合，也有用作增速的装置，并称为增速器。本减速器设 计为水平剖分，封闭卧式结构。 3.23.2 电动机的选择电动机的选择 （1）工作机的功率 PW PW=FV/1000=28001.5/1000=4.2（kW） （2）总效率 总 总=带齿轮联轴器滚筒2轴承 =0.940.980.990.960.992=0.858 （3）所需电动机功率 Pd Pd=PW/总=4.2/0.858=4.895 (kW) 查机械课程设计简明手册得额定功率 Ped=5.5kW，初选用 132S1 型电动机。 n满=1440(r/min) 3.33.3 传动比的分配传动比的分配 工作机的转速 n=601000V/(D) =6010001.5/(3.14360) =79.618(r/min) i总=n满/n=1440/79.618=18.086 根据原动机的额定转速和工作轴的转速，即可确定传动装置的总传动比。 传动比的合理分配是传动装置设计中的一个重要问题。它将直接影响到传动装 置的外形尺寸、质量、润滑条件、装拆性能和整个机器的要作能力，它是运动计算 的重要组成部分。因此按照传动比的分配原则现将此设备的传动比分配如下： 取 i带=4, 则 i齿=18.086/4=4.522 一级圆柱齿轮减速器的设计计算 4 3.43.4 动力运动参数计算动力运动参数计算 依据以上所得数值分别对转速、功率、转矩作出详细的计算。 （1）转速 n n0=n满=1440r/min n=n0/i带=n满/i带=1440/4=360（r/min） n= n/i齿=360/4.522=79.611（r/min） n= n=79.611（r/min） （2）功率 P P0=Pd=4.895kW P=P0带=4.8950.94=4.601（kW） P=P齿轮轴承=4.6010.980.99=4.464(kW) P=P联轴器轴承=4.4640.990.99=4.375（kW） （3）转矩 T T0=9550P0/n0=95504.895/1440=32.463(Nm) T=T0带i带=32.4630.944=122.062（Nm） T=T齿轮轴承i齿=122.0620.980.994.522 =535.517（Nm） T=T联轴器轴承i齿带=535.5170.990.991 =524.860（Nm） 将上述数据列表如下（表 1）： 表表 1 动力运动参数动力运动参数 轴号 功率(P) KW 转速(n) r/min 转矩(T) Nm 传动比(i)效率() 04.895144032.463 4.601360122.062 4 0.94 4.46479.611535.5174.5220.97 4.37579.611524.86010.98 江西蓝天学院毕业论文 5 第四章 齿轮的设计计算 4.14.1 齿轮材料和热处理的选择齿轮材料和热处理的选择 齿轮是机械传动中应用最广泛的零件之一，它在工作中的受力情况比较复杂， 在齿轮的制造过程中，合理选择材料与热处理工艺，是提高承载能力和延长使用寿 命的必要保证。通过对常用齿轮材料锻钢、铸钢、铸铁、有色金属、非金属材料等 的选择及热处理工艺进行了分析，对此次设计中所应用的齿轮材料及热处理的选择 如下： 小齿轮选用 45 号钢，调质处理，HB=236 大齿轮选用 45 号钢，正火处理，HB=190 由机械课程设计简明手册查得： Hlim1=580MPa , Hlim2=530MPa , SHlim=1 Flim1=215MPa , Flim2=200MPa , SFlim=1 则 H1=580MPa ,H2=530MPa F1=244MPa ,F2=204MPa 4.24.2 齿轮几何尺寸的设计计算齿轮几何尺寸的设计计算 4.2.14.2.1 按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸 （1 1）小齿轮的转矩）小齿轮的转矩 T T1 1： ： T1=9550P/n1=88.298(Nm) （2 2）选载荷系数）选载荷系数 K K： 由原动机为电动机，工作机为带式输送机，载荷平稳，齿轮在两轴承间对称布 置。查机械课程设计简明手册，取 K=1.1 （3 3）计算尺寸比）计算尺寸比 u u： U=Z2/Z1=n1/n2=360/79.611=4.522 （4 4）选择齿宽系数）选择齿宽系数 d d 一级圆柱齿轮减速器的设计计算 6 根据齿轮为软齿面和齿轮在两轴承间为对称布置。查机械课程设计简明手册 教材中表得，取 d =1.2 （5 5）计算小齿轮分度圆直径）计算小齿轮分度圆直径 d d1 1： ： d1766 =766= 3 522 . 4 *530*530*2 . 1 ) 1522. 4(*062.122*1 . 1 （6 6）确定齿轮模数：）确定齿轮模数： a=(1+u)= (mm) d1 2 56.444 (1 6.364)207.8 2 m=0.007.02)a=(0.0070.02)201. 取 m=3 （7 7）确定齿轮的齿数）确定齿轮的齿数 Z Z1 1和和 Z Z2 2 Z1= = 18.81 取 Z1=19 d1 m 56.444 3 Z2=uZ1=6.36419 = 120.916 取 Z2=121 （8 8）实际齿数比）实际齿数比 uu： u=6.368 Z2 Z1 121 19 （9 9）齿数比相对误差）齿数比相对误差： u= u - u u 6.3646.368 6.364 = -0.0628% u =0.0107 YF1 F1 2.63 244 YF2 F2 2.19 204 计算小齿轮齿根弯曲应力为： F1 = 2000KT1YF1 B2m2Z1 2000 1.1 88.298 2.63 57 3 19 =157.246 (Mpa) 25m/s 时，喷嘴应位于轮齿哨出的一边，以便借润 滑油及时冷却刚啮合过的轮齿，同时亦对轮齿进行润滑。 轴承是一种重要的机械元件，一台机械设备的性能能否充分发挥出来要取决于 轴承的润滑是否适当，可以说，润滑是保证轴承正常运转的必要条件，它对于提高 轴承的承载能力和使用寿命起着重要作用。不论采用何种润滑形式，润滑在滚动轴 承中都能起到如下作用：（1）减少金属间的摩擦，减缓其磨损。（2）油膜的形成 增大接触面积，减小接触应力。（3）确保滚动轴承能在高频接触应力下，长时间地 正常运转，延长疲劳寿命。（4）消除摩擦热，降低轴承工作表面温度，防止烧伤。 因此，正确地润滑对滚动轴承的正常运转非常重要。滚动轴承的润滑设计的内 容主要包括：合理的润滑方法的确定，润滑剂的正确选用，润滑剂用量的定量计算 及换油周期的确定。其中油润滑具有比其他润滑方式更宽的温度使用范围，更适用 于高速和高负荷条件下工作的轴承；同时，由于油润滑还具有设备保养和润滑剂更 换方便、系统中摩擦副如齿轮等可以同时润滑的优点，所以迄今为止，轴承使用油 润滑最为普遍。脂润滑具有密封装置简易、维修费用低以及润滑脂成本较低等优点， 在低速、中速、中温运转的轴承中使用很普遍。特别是近年来抗磨添加剂的问世， 提高了脂的润滑性能，使脂润滑得到了更广泛的应用。如果使用油润滑和脂润滑达 不到轴承所要求的润滑条件，或无法满足特定的工作条件时，则可以使用固体润滑 剂，或设法提高轴承自身的润滑性能。 故由上所述理论可得知此设计中齿轮和轴承的润滑方式选择如下：齿轮 v=1.2 (m/s) 12 (m/s) ，应用喷油润滑，但考虑其成本及需要选用浸油润滑轴承采用润滑 脂润滑。 一级圆柱齿轮减速器的设计计算 20 7.27.2 润滑油牌号及用量润滑油牌号及用量 选择齿轮润滑选油原则：（1）根据应用的特殊性确定类别，如开式齿轮油、闭 式齿轮油、蜗轮蜗杆等。（2）根据齿面接触应力确定档次，如抗氧防锈齿轮油、中 负荷工业齿轮油等。（3）根据齿轮线速度、使用温度等因素确定粘度，如 220、320 等牌号。 对于滚动轴承，其内部既有滚动摩擦，也有滑动摩擦，在高速旋转的情况下， 如润滑不良就会出现磨损、升温、烧伤、直至全部损坏。如油的粘度过低，当轴承 承受压力较大时，就容易造成润滑油膜断裂，造成干摩擦而加剧磨损；润滑油粘度 过大，轻则会增大轴承的摩擦阻力，使油温升高，重则会影响油的流动，难以形成 油膜，反而对轴承有害，因此，滚动轴承的润滑油粘度选择特别重要。 在该设计中齿轮和轴承所选用的润滑油牌号及用量如下：齿轮润滑选用 150 号 机械油（GB 4431989），最低最高油面距（大齿轮）1020mm，需油量为 1.5L 左右；轴承润滑选用 ZL3 型润滑脂（GB 73241987）。用油量为轴承间隙 的 1/31/2 为宜。 7.37.3 密封形式密封形式 箱座与箱盖凸缘接合面的密封，选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法。观察 孔和油孔等处接合面的密封，在观察孔和螺塞与机体之间加石棉橡胶纸，垫片进行 密封。轴承孔的密封， 闷盖和透盖用作密封与之对应的轴承外部，轴的外伸端与透 盖间的间隙，由于 v 3 (m/s) ，故选用半粗羊毛毡加以密封；轴