同轴式二级圆柱齿轮减速器设计【3张图/5000字】【优秀机械毕业设计论文】
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同轴
二级
圆柱齿轮
减速器
设计
优秀
优良
机械
毕业设计
论文
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-
文档包括:
说明书一份,18页,5000字左右.
图纸共3张:
A0-装配图.dwg
A2-斜齿轮.dwg
A2-轴.dwg
目 录
设计任务书……………………………………………………1
传动方案的拟定及说明………………………………………4
电动机的选择…………………………………………………4
计算传动装置的运动和动力参数……………………………5
传动件的设计计算……………………………………………5
轴的设计计算…………………………………………………8
滚动轴承的选择及计算………………………………………14
键联接的选择及校核计算……………………………………16
连轴器的选择…………………………………………………16
减速器附件的选择……………………………………………17
润滑与密封……………………………………………………18
设计小结………………………………………………………18
参考资料目录…………………………………………………18
- 内容简介：
-
毕业 设计 开题报告 论文题目： 同轴式二级圆柱齿轮减速器设计 学生姓名： 院 别： 专 业： 指导教师： 月 日 一 明选题 的依据和意义： 减速器是各类机械设备中广泛应用的装置。减速器设计的优劣直接影响机械设备的传动性能。本次设计的是短距离型同轴齿轮减速器。首先运用 成圆柱齿轮减速器的平面零件图和装配图的绘制。通过毕业设计，树立正确的设计思想，培养综合运用机械设计课程和其他课程的理论与生产实际知识来分析和解决机械设计问题的能力，及学习机械设计的一般方法和步骤。掌握机械设计的一般规律，进行机械设计基本技能的训练。 近几十年来，计算机技术、信息技术、自动化技术在机械制造中的广泛应用，改变了制造业 的传统观念和生产组织方式。一些先进的齿轮生产企业已经采用精益生产、敏捷制造、智能制造等先进技术，形成了高精度、高效率的智能化齿轮生产线和计算机网络化管理。 在产品设计阶段，就同时进行工艺过程设计及安排产品整个生产周期的各配套环节。市场的快速反应大大缩短了产品投放市场的时间。零部件企业正向大型化、专业化、国际化方向发展。齿轮产品将成为国际采购、国际配套的产品。 此次设计的同轴齿轮减速器特点是结构简单，维修非常方便，而且从价格的因素考虑，它比较便宜，肯定获得更多的客户，而且圆柱齿轮减速机用起来很稳定，不容易出现 什么故障，体积小，重量轻。比现有的齿轮减速器减少 1/3 左右；机械效率高，啮合效率大于 95%，整机效率在 85%以上，且减速器的效率将不随传动比的增大而降低，这是别的许多减速器所不及的； 同轴式 齿轮传动是机械传动中重要的传动之一，形式很多，应用广泛，传递的功率可达近十万千瓦，圆周速率可达 200m/s。 本 齿轮传动的特点主要有： 1 效率高 在常用的机械传动中，以齿轮传动效率最高。如一级圆柱齿轮传动的效率可达 99。 2 结构紧凑 在同样的使用条件下，齿轮传动所需的空间尺寸一般比较小。 3 工作可靠，寿命长 设计制造正确合理，使用维护良好的齿轮传动，工作可靠，寿命可长达一，二十年，这也是其它机械传动所不能比拟的。 4 传动比稳定 传动比稳定是对传动性能的基本要求。齿轮传动能广泛应用， 也是因为具有这一特点。 因此 ，本课题的选择既是对理论与实践相结合的一次学习机会，对生产也有很好的指导意义 。 二、研究的基本内容，拟解决的主要问题： 本次设计的 同轴式二级圆柱齿轮减速器设计 主要由电动系统、主传动系统、进给伺服系统、冷却润滑系统 等几大部分组成。期间对减速器的轴，齿轮等进行了分析计算，以设计 最适合自己的减速器。 1. 电动机的选择与运动参数计算； 2. 斜齿轮传动设计计算 3. 轴的设计 4. 滚动轴承的选择 5. 键和连轴器的选择与校核； 6. 装配图、零件图的绘制 7. 设计计算说明书的编写 三、研究的步骤、方法、措施及进度安排： 方法、措施 ： 熟悉设计课题，查阅资料进行设计方案分析 总体方案 设计， 结构设计及其设计计算 画装配草图，画装配图 画工作零件图 进度 安排 ： 1、 第一阶段：总体计算和传动件参数计算 2、 第二阶段：轴与轴系零件的设计 3、 第三阶段：轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制 4、 第四阶 段：装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写 四、 主要参考文献： 1 吴伟，任红英 M京理工大学出版社， 2 吴宗泽 第三版 )M学工业出版社， 3 濮良贵，纪名刚 第八版 )M等教育出版社， 4 吴宗泽，罗圣国 第 3 版 )M等教育出版社， 5 张良成 M中国农业出版社 . 6孙桓，陈作模，葛文 杰 第七版 )M等教育出版社， 指导教师意见： 签名： 教研室意见： 签名： 本表一式三份，一份留院部保存，一份指导教师保存，一份学生本人保存 1 目 录 设计任务书 1 传动方案的拟定及说明 4 电动机的选择 4 计算传动装置的运动和动力参数 5 传动件的设计计算 5 轴的设计计算 8 滚动轴承的选择及计算 14 键联接的选择及校核计算 16 连轴器的选择 16 减速器 附件的选择 17 润滑与密封 18 设计小结 18 参考资料目录 18 2 机械设计任务书 题目：设计一用于带式运输机传动装置中的同轴式二级圆柱齿轮减速器 一 总体布置简图 1 电动机； 2 联轴器； 3 齿轮减速器； 4 带式运输机； 5 鼓轮； 6 联轴器 1 目 录 设计任务书 1 传动方案的拟定及说明 4 电动机的选择 4 计算传动装置的运动和动力参数 5 传动件的设计计算 5 轴的设计计算 8 滚动轴承的选择及计算 14 键联接的选择及校核计算 16 连轴器的选择 16 减速器 附件的选择 17 润滑与密封 18 设计小结 18 参考资料目录 18 2 机械设计 任务书 题目：设计一用于带式运输机传动装置中的同轴式二级圆柱齿轮减速器 一 总体布置简图 1 电动机； 2 联轴器； 3 齿轮减速器； 4 带式运输机； 5 鼓轮； 6 联轴器 二 工作情况： 载荷平稳、单向旋转 3 三 原始数据 鼓轮的扭矩 T（ N m）： 850 鼓轮的直径 D（ 350 运 输带速度 V（ m/s）： 速允许偏差（）： 5 使用年限（年）： 5 工作制度（班 /日）： 2 四 设计内容 1. 电动机的选择与运动参数计算； 2. 斜齿轮传动设计计算 3. 轴的设计 4. 滚动轴承的选择 5. 键和连轴器的选择与校核； 6. 装配图、零件图的绘制 7. 设计计算说明书的编写 五 设计任务 1 减速器总装配图一张 2 齿轮、轴零件图各一张 3 设计说明书一份 六 设计进度 1、 第一阶段：总体计算和传动件参数计算 2、 第二阶段：轴与轴系零件的设计 3、 第三阶段：轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制 4、 第四阶段：装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写 4 传动方案的拟定及说明 由题目所知传动机构类型为：同轴式二级圆柱齿轮减速器。故只要对本传动机构进行分析论证。 本传动机构的特点是：减速器横向尺寸较小，两大吃论浸油深度可以大致相同。结构较复杂，轴向尺寸大，中间轴较长、刚度差，中间轴承润滑较困难。 电动机的选择 1 电动机类型和结构的选择 因为本传动的工作状况是：载荷平稳、单向旋转。所以选用常用的封闭式 Y（ 列的电动机。 2 电动机容量的选择 1） 工作机所需功率 ） 电动机的输出功率 轴承联齿轴承联 23 d 电动机转速的选择 选为同步转速为 1000r/电动机 4电动机型号的确定 由表 20 1 查出电动机型号为 额定功率为 4载转速 960r/本符合题目所需的要求。 计算传动装置的运动和动力参数 传动装置的总传动比及其分配 1 计算总传动比 由电动机的满载转速 工作机主动轴转速 确定传动装置应有的总传动比为： i nm/nw 38.4 i 合理分配各级传动比 5 由于减速箱是同轴式布置，所以 因为 i i 25， i1= 速度偏差为 5%，所以可行。 各轴转速、输入功率、输入转矩 项 目 电动机轴 高速轴 I 中间轴 速轴 轮 转速（ r/ 960 960 192 率（ 4 矩（ N m） 91 动比 1 1 5 5 1 效率 1 动件设计计算 1 选精度等级、材料及齿数 1） 材料及热处理； 选择小齿轮材料为 40质），硬度为 280齿轮材料为 45 钢（调质），硬度为 240者材料硬度差为 40 2） 精度等级选用 7 级精度； 3） 试选小齿轮齿数 20，大齿轮齿数 100 的； 4） 选取螺旋角。初选螺旋角 14 2 按齿面接触强度设计 因为低速级的载荷大于高速级的载荷，所以通过低速级的数据进行计算 按式（ 10 21）试算，即 3 212 1） 确 定公式内的各计算数值 （ 1） 试选 2） 由图 10 30 选取区域系数 3） 由表 10 7 选取尺宽系数 d 1 （ 4） 由图 10 26 查得 1 2 1 2 5） 由表 10 6 查得材料的弹性影响系数 6） 由图 10 21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 600齿轮的解除疲劳强度极限 550 （ 7） 由式 10 13 计算应力循环次数 6060 192 1（ 2 8 300 5） 102 107 （ 8） 由图 10 19 查得接触疲劳寿命系数 9） 计算接触疲劳许用应力 取失效概率为 1，安全系数 S 1，由式（ 10 12）得 6 H1 600570 H2 550539 H H1 H2/2 ） 计算 （ 1） 试算小齿轮分度圆直径 3 21 12 = 3 62 = 2） 计算圆周速度 v=100060 21 nd 00060 =s （ 3） 计算齿宽 b 及模数 b= 1 t =20 =h=b/h= 4） 计算纵向重合度 = z=1 = 5） 计算载荷系数 K 已知载荷平稳，所以取 根据 v=s,7 级精度，由图 10 8 查得动载系数 表 10 4 查的 故 +12 )1 12 +10 3 表 10 13 查得 表 10 3 查得 载荷系数 K=1 6） 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由式（ 10 10a）得 31 / 3 7） 计算模数 7 1 = 按齿根弯曲强度设计 由式 (10 17) 3 212 c o 1） 确定计算参数 （ 1） 计算载荷系数 K=1 2） 根据纵向重合度 =图 10 28 查得螺旋角影响系数 0。 88 （ 3） 计算当量齿数 z1=z1/ =20/4。 =z2=z2/ =100/4。 = 4） 查取齿型系数 由表 10 5 查得 5） 查取应力校正系数 由表 10 5 查得 6） 计算 F 00 80 266 7） 计算大、小齿轮的 1 11F = 2 22F 66 =齿轮的数值大。 8 2） 设计 计算 322 0 1 4 6 o =2.4 几何尺寸计算 1） 计算中心距 = 3 65 a 1 =a 圆整后取 255） 按圆整后的中心距修正螺旋角 = a 1 =13。 5550” 3） 计算大、小齿轮的分度圆直径 425） 计算齿轮宽度 b= b=851=905） 结构设计 以大齿轮为例。因齿轮齿顶圆直径大于 160又小于 500以选用腹板式为宜。其他有关尺寸参看大齿轮零件图。 轴的设计计算 拟定输入轴齿轮为右旋 ： 1 初步确定轴的最小直径 9 d 30 求 作用在齿轮上的受力 99N n=337N 223N； 494N 685N 115N 3 轴的结构设计 1） 拟定轴上零件的装配方案 i. 轴用于安装轴承 30307，故取直径为 35 轴肩用于固定轴承，查手册得到直径为 44 为小齿轮，外径 90 分隔两齿轮 ，直径为 55 v. 安装大齿轮，直径为 40 安装套筒和轴承，直径为 35 2） 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1. 轴承宽度为 以长度为 2. 轴肩考虑到齿轮和箱体的间隙 12承和箱体的间隙 4以长度为 16 3. 为小齿轮，长度就等于小齿轮宽度 90 4. 用于隔开两个齿轮，长度为 120 5. 用于安装大齿轮，长度略小于齿轮的宽度，为 83 6. 度为 44 10 4 求轴上的载荷 66 得轴承 30307 的 Y 值为 43N 89N 因为两个齿轮旋向都是左旋。 故： 38N 89N 5 精确校核轴的疲劳强度 1） 判断危险截面 由于截面 受的载荷较大，直径较小，所以判断为危险截面 2） 截面 侧的 M P 截面上的转切应力为 M M P 由于轴选用 40质处理，所以 35 ， ， 。 11 （ 2 15 a) 综合系数的计算 由 6.1道因轴肩而形成的理论应力集中为 ， ， （ 2表 3直线插入） 轴的材料敏感系数为 q， q， （ 2图 3 故有效应力集中系 数为 (1 (1 查得尺寸系数为 ，扭转尺寸系数为 ， （ 2图 3 2图 3 轴采用磨削加工，表面质量系数为 ， （ 2图 3 轴表面未经强化处理，即 1q ，则综合系数值为 碳钢系数的确定 碳钢的特性系数取为 ， c) 安全系数的计算 轴的疲劳安全系数为 SS 故轴的选用安全。 12 I 轴： 1 作用在齿轮上的力 37/2=89/2= 初步确定轴的最小直径 a 3 轴的结构设计 1） 确定轴上零件的装配方案 2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 d) 由于联轴器一端连接电动机，另一端连接输入轴，所以该段直径尺寸受到电动机外伸轴直径尺寸的限 制，选为 25 e) 考虑到联轴器的轴向定位可靠，定位轴肩高度应达 以该段直径选为 30。 f) 该段轴要安装轴承，考虑到轴肩要有 2圆角，则轴承选用 30207型，即该段直径定为 35 g) 该段轴要安装齿轮，考虑到轴肩要有 2圆角，经标准化，定为40 h) 为了齿轮轴向定位可靠，定位轴肩高度应达 5以该段直径选为46 i) 轴肩固定轴承，直径为 42 j) 该段轴要安装轴承，直径定为 35 2） 各段长度的确定 各段长度的确定从左到右分述如下： a) 该段轴安装轴承和挡油盘，轴承宽 段 长度定为 b) 该段为轴环，宽度不小于 7为 11 c) 该段安装齿轮，要求长度要比轮毂短 2轮宽为 90为88 d) 该段综合考虑齿轮与箱体内壁的距离取 承与箱体内壁距离取 4用油润滑），轴承宽 为 13 e) 该段综合考虑箱体突缘厚度、调整垫片厚度、端盖厚度及联轴器安装尺寸，定为 57 f) 该段由联轴器孔长决定为 42 按弯扭合成应力校核轴的强度 W=5 钢的强度极限为 75 ，又由于轴受的载荷为脉动的，所以 。 43)( 232 P M 1 作用在齿轮上的力 494/2=2247N 685/2= 初步确定轴的最小直径 a 3 轴的结构设计 1） 轴上零件的装配方案 2） 据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 径 60 70 75 87 79 70 长度 105 3 9 14 5 求轴上的载荷 =. 弯扭校合 333 2 1 6 0 212 P M 滚动轴承的选择及计算 I 轴： 1 求两轴承受到的径向载荷 5、 轴承 30206 的校核 1） 径向力 212 1 2） 派生力 ， 3） 轴向力 由于 所以轴向力为 223 当量载荷 由于 所以 X ， Y ， 1 0 由于为一般载荷，所 以载荷系数为 2.1当量载荷为 2)( 5） 轴承寿命的校核 6010 716 15 ： 6、 轴承 30307 的校核 1） 径向力 8212 1 2 2 2） 派生力 4 32 ， 892 3） 轴向力 由于 10811898921， 所以轴向力为 38， 894） 当量载荷 由于 所以 X ， Y ， 1 0 由于为一般载荷，所以载荷系数为 2.1当量载荷为 4)( 5） 轴承寿命的校核 0 0 6010 716 ： 7、 轴承 32214 的校核 1） 径向力 2 2 2） 派生力 2 ， 16 3） 轴向力 由于 所以轴向力为 115， ） 当量载荷 由于 所以 X ， Y ， 1 0 由于为一般载荷，所以载荷系数为 2.1当量载荷为 011)( 5） 轴承寿命的校核 0 0 6010 716 键连接的选择及校核计算 代号 直径 （ 工作长度 （ 工作高度 （ 转矩 （ N m） 极限应力 （ 高速轴 8 7 60（单头） 25 35 2 8 80（单头） 40 68 4 间轴 12 8 70（单头） 40 58 4 191 速轴 20 12 80（单头） 75 60 6 8 11 110（单头） 60 107 于键采用静联接，冲击轻微，所以许用挤压应力为 10 ，所以上述键皆安全。 连轴器的选择 由于弹性联轴器的诸多优点，所以考虑选用它。 二、 高速轴用联轴器的设计计算 由于装置用于运输机，原动机为电动机，所以工作情况系数为 K ， 17 计算转矩为 但由于联轴器一端与电动机相连，其孔径受电动机外伸轴径限制，所以选用 其主要参数如下： 材料 称转矩 125轴孔直径 81 ， 52 轴孔长 2 ， 01 装配尺寸 5 半联轴器厚 8 （ 1 17 三、 第二个联轴器的设计计算 由于装置用于运输机，原动机为电动机，所以工作情况系数为 K ， 计算转矩为 8 其主要参数如下： 材料 称转矩 2000轴孔直径 321 轴孔长 42 ， 071 装配尺寸 0 半联
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