毕业设计（论文）-二级斜齿圆柱齿轮减速器.doc

毕业设计（论文）说明书题目：二级斜齿圆柱齿轮减速器办学单位： 韶 关 市 职 工 大 学 班 级： 学 生： 指导教师： 提交日期： 2010 年 11 月 1 日I毕业设计（论文）任务书兹发给 班学生 毕业设计（论文）任务书，内容如下： 1、毕业设计（论文）题目：卷杨机传动装置中的二级斜齿圆柱齿轮减速器。2、毕业设计（论文）目的及成果要求（包括图表、实物等硬件要求）：1）树立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序、规范和方法。2）掌握斜齿圆柱齿轮减速器传动部件设计过程和方法，包括参数拟定、传动设计、零件计算、结构设计等，培养结构分析和设计的能力。3）了解机械设计的最新动态。4）综合应用过去所学的理论知识，提高联系实际和综合分析的能力。5）提高的设计的能力。如计算、制图，应用设计资料、标准和规范、编写技术文件（说明书）等。6）设计手段和方法的不断更新不断完善。机械设计的综合程度越来越高，与其它学科交叉越来越广泛和深入机电一体化。机械设计的实验研究技术有了很大的发展和提高，实验与理论相互促进。3、毕业设计（论文）内容及要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 运动简图： 工作条件：卷杨机单向运转，轻微振动，连续工作，两班制，使用期限5年，卷筒转速容许误差为5%。原始数据：卷筒圆周力F=3000N，卷筒直径D=350（mm），卷筒转速n=60（r/min）。设计任务：减速器装配图一份 A0图纸一张机座零件图一份 A1图纸一张机盖零件图一份 A2图纸一张齿轮零件图一份 A2图纸一张轴零件图一份 A3图纸一张设计说明书一份 A4纸3050页4、主要参考文献1蔡春源主编.机械设计课程设计.辽宁科学技术出版社，1993.2 郭仁生，魏宣燕主编.机械设计基础（第2版）.清华大学出版社，2005.3 王昆等主编.机械设计基础课程设计.高等教育出版社，1995.4 龚桂义主编.机械设计课程设计图册.（第三版）高等教育出版社，1987.5 龚桂义主编.机械设计课程设计指导书.（第二版）高等教育出版社，1989.6 唐金松主编.简明机械设计手册.（第二版）上海科学技术出版社， 2000.7 刘俊龙，何在洲 主编.机械设计课程设计.机械工业出版社社，1993.8 毛振扬，陈秀宁，施高义编.机械零件设计课程设计.浙江大学出版社，1989.9 邱宣怀主编.机械设计 第四版.高等教育出版社， 1996年.10 张定华主编.工程力学.高等教育出版社, 1987.11钱可强主编.机械制图,第四版.中国劳动社会保障出版社，200512甘永立主编.互换性与技术测量.上海科学技术出版社出版,2005.5、毕业设计（论文）工作进度计划：2010年 9 月7 日 2010年 月 日 了解圆柱齿轮减速器的结构和工作原理10 月 日 2010 年 月 日 传动系统的设计和验算 月 日 2010 年 月 日 绘画装配图、零件图和毕业论文2010年 月 日2010 年 月 日 毕业答辩本任务书于 年 月 日发出，毕业设计（论文）应于 年 月 日前完成，由指导老师审阅后，提交毕业设计（论文）指导小组进行答辩。 指导教师 制定 年 月 日毕业设计（论文）指导小组组长 审核 年 月 日办学单位负责人 签发 年 月 日毕业设计（论文）评语1、指导教师评语：该同学毕业设计题目选择卷杨机传动装置中的二级斜齿圆柱齿轮减速器设计，题目联合实际，设计前能认真调研，查阅相关资料；设计过程能勤奋刻苦，独立思考，掌握斜齿圆柱齿轮减速器传动部件设计过程和方法，包括参数拟定、传动设计、零件计算、结构设计，设计计算正确，各种标准件选择符合标准，说明书书写规范，绘图符合国家标准，完成毕业设计任务，但常规机械零件设计缺乏创新性，达到专科毕业设计水平，可以提交答辩。 指导教师签名 年 月 日2、评阅教师评语： 毕业设计选题合理，切合实际，设计前能充分调研，收集有关资料；设计过程能积极参加，勤奋刻苦，独立思考，传动设计计算正确，标准件选择、结构设计合理，说明书写作规范，符合绘图国家标准，有一定的实用价值，达到专科毕业设计水平，可以提交答辩。 评阅教师签名： 年 月 日 3、答辩小组评语答辩小组组长签名 年 月 日摘要摘要本文阐述了二级斜齿圆柱齿轮减速器的设计和设计的过程，对机床的进一步改造。齿轮传动系统是减速器最主要的部分，特别是箱体，精度要求非常的高，还需考虑其它方面对传动轴的影响。在分析各种减速器结构和性能特点的基础上，并利用各种相关的资料和实践中的经验，综合考虑了各种性能、精度、平稳、经济设计，实用性比较强，设计一台二级斜齿圆柱齿轮减速器传动系统。通过了经验的估算到验算，不符合就对某些部件进行改进，反复进行修改直到达到要求，并通过二维绘图软件AutoCAD绘图，修改结构上不合理的地方。本文对设计的方案的选择进行了分析、比较，对零件的选择校核和分析，对二级斜齿圆柱齿轮减速器的设计步骤做了介绍，并对一些设计步骤进行了简化。关键词：二级斜齿圆柱齿轮减速器；强度计算；装配图Abstract This paper describes two helical gear reducer design and design process, the further transformation of the machine tool. Gear reducer drive system is the most important part, especially the box, very high accuracy requirements, need to consider the impact of other aspects of the drive shaft. In the analysis of the structure and performance characteristics of various reducer, based on and use a variety of relevant information and practical experience, comprehensive consideration a variety of performance, precision, stability, economic design, practicality relatively strong, to design a 2 stage helical gear reducer drive system. Through the experience of the estimates to the checking does not conform to certain components on the right improvements, repeatedly modified until the meet the requirements, and through two-dimensional mapping software, AutoCAD drawings, modify the structure of irrational place. In this paper, the design options of the program analysis and comparison, the choice of parts checked and analysis, the two helical gear reducer design steps made an introductory, and some design steps has been simplified.Key words: Two helical gear reducer ；Strength Calculation；AssemblyI目录目录摘要IAbstractII目录III第一章 绪 论1第二章 传动装置的总体设计22.1选择电动机22.1.1选择电动机的类型22.1.2选择电动机的容量32.1.3确定电动机的转速42.1.4减速器齿轮的布置42.2计算传动装置的总传动比并分配各级传动比52.2.1传动装置的总传动比52.2.2分配各级传动比62.3 计算传动装置的运动参数和动力参数（按通用减速器计算）72.3.1各轴的转速72.3.2各轴的功率72.3.3各轴的转矩8第三章 齿轮传动设计93.1齿轮传动概述83.1.1齿轮传动的特点83.1.2齿轮传动的分类83.2 齿轮传动设计83.2.1选择齿轮类型、材料、精度及参数83.2.2确定许用应力103.2.3高速级齿轮传动设计93.2.4低速级齿轮传动设计10第四章 箱体的结构设计144.1减速器各部位及附属零件的名称和作用144.1.1窥视孔和窥视孔盖144.1.2放油螺塞144.1.3油标144.1.4通气器144.1.5启盖螺钉144.1.6 定位销144.1.7 调整垫片144.1.8 吊钩154.1.9 密封装置154.2机体结构15第五章 减速器轴的设计175.1 轴的概述175.1.1 轴的功能175.1.2 轴的分类175.2 高速轴的设计175.2.1 选择轴的材料175.2.2 初步计算轴的最小直径175.2.3 轴的结构设计185.2.4 按弯扭合成力矩校核轴的强度205.3 低速轴的设计215.3.1 列出轴功率、转速及转矩215.3.2 初步确定轴的最小直径235.3.3轴的结构设计235.3.4 按弯扭合成力矩校核轴的强度245.4 中间轴的设计265.4.1 列出输入轴上的功率、转速及转矩265.4.2 初步确定轴的最小直径275.4.3 轴的结构设计275.4.4 按弯扭合成力矩校核轴的强度28第六章 减速器轴承的设计316.1 滚动轴承的概述316.2 高速轴滚动轴承的型号选择和计算316.2.1 滚动轴承的类型316.2.2 滚动轴承类型选择应考虑的问题316.2.3 滚动轴承的寿命计算336.3 中间轴滚动轴承的型号选择和计算346.4 低速轴滚动轴承的型号选择和计算35第七章 减速器联接键的设计377.1 高速轴与联轴器联接键的设计377.1.1 选用圆头普通平键（A型）377.1.2 强度校核377.2 中间轴与大齿轮联接键的设计387.2.1 选用圆头普通平键（A型）387.2.2 强度校核387.3低速轴与联轴器联接键的设计387.3.1 选用圆头普通平键（A型）387.3.2 校核强度387.4 低速轴与大齿轮联接键的设计387.4.1 选用圆头普通平键（A型）387.4.2 强度校核39第八章 联轴器的选择和减速器的润滑408.1 联轴器的选择和计算408.2 减速器的润滑40论文总结41致 谢42主要参考文献43I韶关市职工大学 08数控双高 班 二级斜齿圆柱齿轮减速器的设计第一章 绪论原料输送大量使用皮带输送机，本论文是关于带式输送机传动装置设计，带式输送机的带传动是通过挠性件带，把主动轴的运动和动力传给从动轴的一种机械形式，常用于两轴相距较远的场合，与其他机械传动相比，带传动结构简单，成本低廉，是一种应用很广泛的机械传动。带式输送机传动装置主要有电动机、减速器、联轴器等组成。带传动由于承载能力低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他型式大，故应放在系统的高速级，此时速度较高，在传递相同功率时的转矩减小，从而使带传动获得较为紧凑的结构尺寸，此外，带传动工作平稳，能缓冲、吸振，被广泛采用。论文分为七部分。第一部分“传动方案的总体设计”主要是确定传动方案，选定电动机的型号，合理分配传动比及计算传动装置的运动和动力参数，为计算各级传动件作准备条件；第二部分“传动零件的设计计算”主要进行确定传动件齿轮的尺寸参数、材料和结构；第三部分“减速箱的结构设计”主要进行箱体的材料及各部分结构尺寸设计；第四部分“减速器轴的设计”进行轴的材料及各部分结构和主要参数的确定，强度计算校核；第五部分“减速器轴承的设计”进行了轴承的选择、寿命计算、强度计算；第六部分“减速器键的设计”进行了键的型号尺寸及材料的选择、强度的计算；第七部分“联轴器的选择和减速器的润滑”进行了联轴器的选择计算和减速器各部分的润滑方式和润滑油的选用。所引用的参考文献资料有：机械设计课程设计指导书、机械零件、机械原理、机械制图、互换性与技术测量。第二章 传动装置的总体设计2.1选择电动机电动机俗称马达，是一种将电能转化成机械能，并可再使用机械能产生动能，用来驱动其他装置的电气设备。电动机中应用最广的是交流异步电动机（又称感应电动机 ）。它使用方便 、运行可靠 、价格低廉 、结构牢固，但功率因数较低，调速也较困难。2.1.1选择电动机的类型1按工作电源分类 根据电动机工作电源的不同，可分为直流电动机和交流电动机。其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。 2按结构及工作原理分类 电动机按结构及工作原理可分为直流电动机，异步电动机和同步电动机。 同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。 异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。感应电动机又分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机等。交流换向器电动机又分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。 直流电动机按结构及工作原理可分为无刷直流电动机和有刷直流电动机。有刷直流电动机可分为永磁直流电动机和电磁直流电动机。电磁直流电动机又分为串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。永磁直流电动机又分为稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。 3按起动与运行方式分类 电动机按起动与运行方式可分为电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。 4按用途分类 电动机按用途可分为驱动用电动机和控制用电动机。 5按转子的结构分类 电动机按转子的结构可分为笼型感应电动机（旧标准称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机（旧标准称为绕线型异步电动机）。 6按运转速度分类 电动机按运转速度可分为高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。按照工作条件是输送机连续工作，单向运转，载荷变化不大，空载起动，工作时间长的环境下，因此选择选择Y系列三相鼠笼式交流异步电动机。2.1.2选择电动机的容量 要想使电动机在使用中效率最高，必须根据负载的不同性质来合理选择电动机的容量和型号。如电动机容量选择往往偏大。不仅造成投资的浪费，而且效率和功率因数也都不高，使电能浪费很大。电动机的容量选得过小，就会难于起动，或者勉强起动起来，工作电流也会超过电动机的额定电流，导致电动机绕组过热乃至烧毁。 选择电动机容量时，还要考虑到供电变压器容量的大小。一般来说，直接起动的最大1台异步电动机的容量，不宜超过供电变压器容量的13。对连续运行的电动机，如与水泵、风机等配套的电动机，从节能的观点出发，电动机约在80%左右负载率运转时，效率最高。对农用电动机，其平均负载率运转时，效率最高。所以；对农用电动机，其平均负载为电动机额定存量的70%以上时即可认为电动机容量的选择是合理的。 对短时间运行的电动机，例如，与电动闸门配套的电动机，可以允许在比额定功率偏大的情况下运行，这应该依电动机的转矩是否能满足负载转矩的要求来确定。 (1)如果电动机功率选得过小就会出现“小马拉大车”现象，造成电动机长期过载使其绝缘因发热而损坏甚至电动机被烧毁。 (2)如果电动机功率选得过大，就会出现“大马拉小车”现象，其输出机械功率不能得到充分利用，功率因数和效率都不高，不但对用户和电网不利，而且还会造成电能浪费。 要正确选择电动机的功率，必须经过以下计算或比较： (1)对于恒定负载连续工作方式，如果知道负载的功率(即生产机械轴上的功率)Pl(kw)，可按下式计算所需电动机的功率P(kw)： P0=Pw/式中：传动效率。 按上式求出的功率，不一定与产品功率相同。因此所选电动机的额定功率应等于或稍大于计算所得的功率。 工作机（输送机）所需的功率Pw (21可知，取w=0.955) 式中Fw=3000N，输送机的效率取w=0.955代入上式得： 电动机的输出功率Po由1知： 式中为电动机至卷筒主轴各传动装置的总效率（包括两对齿轮传动，三对滚动球轴承及两个联轴器等的效率），值按1式计算： =122334由2-4查得，一对齿轮传动（8级精度，油润滑）效率1=0.97，一对圆锥滚子轴承的效率2=0.99，弹性联轴器效率3=0.99，凸缘联轴器效率4=0.98，因此 =0.9720.993 0.990.98=0.886 所以 选取电动机的额定功率，使Pm=（11.3）Po，查表2-1，取Y系列电动机技术数据中取电机额定功率为：Pc d= 4 k w。 2.1.3确定电动机的转速卷筒轴的转速为： n w= 60 r/min 按表3-1所示传动比范围，二级圆柱齿轮传动比ig = 840 ， 电动机可选择的转速范围相应为 n = i n w = 4802400 r/min 电动机同步转速符合这一范围的有750 r / min、1000 r /min和1500r/min三种，为降低电动机的重量和价格，由2-1表中，选取常用的同步转速为1500 r/min的Y系列电动机 ，其满载转速n w = 1440 r/min。此外，电动机的中心高、外形尺寸、轴外伸尺寸等均由2-2查出。如下表：电动机型号额定功率(kw)同步转速(r/min)满载转速(r/mni)起动转矩最大转矩Y112M-44150014402.22.2电动机的安装及有关尺寸中心高H外形尺寸L(AC/2+AD) HD底脚安装尺寸AB地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸DE装键部位尺寸FGD112400(115+190) 2651900.70140120.43 0 280.009 0.004600.3780 0.036240 0.22.1.4减速器齿轮的布置当齿轮齿数确定之后，减速箱的结构复杂程度也就基本确定（如齿轮个数，轴数，轴承数等）。但是合理布置齿轮仍然是一个重要问题，它直接影响到减速箱的尺寸。为了节省材料，缩小外形尺寸，一般应尽可能减小减速器尺寸。但是轴向尺寸和径向尺寸经常不可能同时缩小。有几种齿轮排列的布置方法可以缩小轴向尺寸和径向尺寸。 缩短轴向尺寸 采用合理的齿轮块结构 采用公共齿轮 采用公共齿轮既可节省齿轮个数又可以缩短轴向尺寸。 缩小径向尺寸 缩小轴间尺寸在强度允许下尽可能选用较小的齿数和，并使一对齿轮的降速比尽量少用i1/4的传动方案，宁可多加一对降速齿轮。可用i=1/21/2方案以大大缩小径向尺寸。当小齿轮的直径相同时，升级比越小或降速比越大，轴间距越小。当两轴变速组中的最大传动比与最小传动比互为倒数，即=时，对称分布，不仅可使两轴变速组的本身轴间距较小，而且往往可以充分利用减速器内空间位置，并有利于相邻变速组的轴间距缩小。 使传动轴中某些轴线相互重合若是I轴与III轴布置在同一轴线上，使相邻变速组的轴间距完全相等，这样不但可大大缩小径向尺寸，而且减少了箱体上孔的排数，改进了镗孔工艺性。尽量使各轴在空间布置紧凑为了压缩减速器的径向面积，在各个齿轮和轴之间不发生碰撞的情况下，可在设计剖面图时，使各轴在空间布置上尽量紧凑。2.2计算传动装置的总传动比并分配各级传动比2.2.1传动装置的总传动比电动机选定后，根据电动机的满载转速nm及工作机转速nw即可确定传动装置的总传动比为： 2.2.2分配各级传动比总传动比与各级传动比i1，i2，,in的关系为：i=i1i2in 合理分配传动比，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廓尺寸、重量、润滑以及减速器的中心距等很多方面。分配传动比主要应考虑以下几点。1.各级传动的传动比最好在推荐范围内选取，不应超过其允许的最大值。2.应充分发挥各级传动的承载能力，注意使各级传动件尺寸协调、结构匀称合理，避免各零件的干涉及安装不便。由于高速级传动比过大，使高速级大齿轮直径过大而与低速轴相碰。3.应考虑带传动的传动比大小对总体结构的影响，如传动比过大则大带轮直径过大与减速器总体尺寸相比不匀称，甚至与机座相干涉。荐取其传动比ib2.8。4.应便传动装置的外郭尺寸尽可能紧凑。如两级圆柱齿轮减速器的两种方案，其总中心距相同，总传动比相同，由于传动比分配不同，其外郭尺寸就有差别，宜采用具有较小的外廓尺寸。5.在卧式齿轮减速器中，常使各级大齿轮直径相近，以使浸油深度大致相等，便于齿轮浸油润滑。由于低速级齿轮的圆周速度较低，一般其大齿轮直径稍大一些，浸油可稍深一些。6.总传动比分配还要考虑载荷性质。对平稳载荷，各级传动比可取简单的整数；对周期性变动载荷，为防止零件局部磨损严重，啮合传动的传动比应该取成小数。对标准减速器，各级传动比按标准分配。对非标准减速器，可参考下述数据分配传动比: (1)在两级圆柱齿轮减速器中，通常应使各级大齿轮直径相近，以便各级齿轮都实现浸油润滑，避免某一级大齿轮浸不到油，另一级大齿轮又浸油过深而增加搅油损失。对于展开式两级圆柱齿轮减速器，一般可取传动比i1=(1.31.4)i2。i1，i2，分别为高、低速级传动比。对于同轴式减速器，常近似取i1i2； (2)对于锥齿轮-圆柱齿轮减速器，可取锥齿轮传动比为i1=0.25i（i为减速器的总传动比，当i较小时，i1应略大一些)，并应使i13;最大允许i11.2 10齿轮端面与机座内壁距离 2 9机盖、机座肋板厚度 m,m1 m0.85, m10.851 7轴承端盖外径 D2 轴承孔直径+(55.5)d3 未填120(1轴)125(2轴)150(3轴) 轴承旁联接螺栓距离 S 尽量靠近以d1和d3互不干 涉为准, 一般取S=D2 轴承端盖凸缘厚度 t t=(11.2)d3=(11.2)8 9 第五章 减速器轴的设计5.1 轴的概述511 轴的功能轴用于支撑回转零件并传递扭矩。512 轴的分类轴的用途及分类轴的主要功用是支承回转零件及传递运动和动力，按照承受载荷的不同，轴可分为：心轴只承受弯矩的轴，如火车车轮轴。传动轴只承受扭矩的轴，如汽车的传动轴。转轴同时承受弯矩和扭矩的轴，如减速器的轴。按照轴线形状的不同，轴可分为曲轴和直轴两大类。直轴根据外形的不同，可分为光轴和阶梯轴。轴一般是实心轴，有特殊要求时也可制成空心轴，如航空发动机的主轴。除了刚性轴外，还有钢丝软轴，可以把回转运动灵活地传到不开敞地空间位置。5.2 高速轴的设计5.2.1 选择轴的材料 轴的材料主要是碳钢和合金钢，钢轴的毛坯多数用圆钢或锻件，各种热处理和表面强化处理可以显著提高轴的抗疲劳强度。碳钢比合金钢价廉，对应力集中的敏感