原稿！！二级斜齿轮减速器的设计【开题报告+毕业论文+CAD图纸】
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毕业设计说明书 中文摘要 二级斜齿轮减速器的设计 摘 要 该论文完成 二级斜齿轮减速器 装置的设计，主要包括以下内容：介绍主要装置的性能、规格、型号及技术数据；说明了设计原理并进行了方案选择，绘出了相关图形和表格；对各种方案进行了分析和比较并介绍了所用方案的特点；应用原始数据以及相关公式对各种方案进行了计算，并根据计算结果确定应选用元器件或零部件；进行结构设计和方案校核；对实验中所得到的资料进行归纳、分析和判断，提出自己的结论和见解 。 关键词 传动比 电动机 齿轮 减速器 毕业设计说明书 外文摘要 he of to of of of in to to of or In of 目 录 1 绪论 . 1 2技术任务书 . 1 . 1 . 2 3设计计算说明书 . 2 . 2 动系统运动和动力参数计算 . 3 . 3 . 4 . 4 . 5 级斜齿圆柱齿轮设计计算表 . 5 . 17 轴的结构设计 . 17 的结构设计 . 21 轴的结构设计 . 22 轴的强度 . 25 承的选择和校核 . 29 轴承的选择 . 29 核轴轴承是否满足工作要求 . 29 联接的选择和校核 . 31 轴大齿轮键的选择 . 31 大齿轮键的校核 . 31 封和润滑牌号的选择 . 32 . 32 体主要设计尺寸 . 33 4 使用说明书（ . 35 要参数 . 35 . 35 动机构 . 36 5 标准化审核报告（ . 36 产品图样的审查 . 36 产品技术文件的审查 . 36 注件的使用情况 . 36 查结论 . 37 结论 . 37 参考文献 . 38 致 谢 . 39 - 1 - 1 绪论 输送带一般可分为普通输送带和特殊结构输送带。普通输送带主要用于通用固定式、绳架吊挂式及可伸缩式带式输送机。特殊结构输送带包括钢绳牵引输送带、旅客输送带、花纹输送带、挡边 输送带、防撕裂输送带、无覆盖胶输送带等。输送带一般由覆盖层、带芯、隔离层三个组成。 所以带式输送机具有运行可靠、连续、高效 ,易于实现自动化和对地形适应性强等优点 ,是散状物料连续运输的主要设备。据有关资料介绍 ,法国输送机单机长度已达 15 差为 1 滚筒的驱动功率达 1 050 计带速达 s,年运量达 4亿 t。在澳大利亚的一个采矿场 ,输送机通过多机串联运距长达上百公里。目前我国的带式输送机也正在向长距离、高带速、大运量、大功率方向发展。由于我国用刚性理论来分析研究带式输送机并制订计算方 法和设计规范 ,设计中对输送带使用了很高的安全系统(一般取 n=10左右 ),实际上输送带是粘弹性体 ,而不能简单地用刚体力学来解释和计算。长距离带式输送机其输送带对驱动装置的起、制动力的动态响应是一个非常复杂的过程 ,如何降低输送带的设计安全系统 (输送带安全系数 n=5 6),延长带式输送机使用寿命 ,确保了输送机运行的可靠性 ,传动问题是大型输送机的关键技术 ,它关系到输送机的技术性能和经济效益。目前国内外大都采用以下可控传动技术来解决输送机的传动问题。 传动时间随带式输送机主参数可以在一定范围调节 ,使输送机按照预先设定 的传动速度图平稳运行 ,并能实现满载传动 ;在多机驱动时具有功率平衡的功能 ;电动机能空载传动 ,降低对电网的冲击 ;具有过载保护功能 近几年来 ,国内外相继开发成功了多种形式的软传动装置 : 液粘性软传动装置 ,如澳大利亚的 统、美国的 ; 液力型软传动装置 ,如调速型液力偶合器、加长后辅液力偶合器等 ; 电气型软传动装置 ,如变频调速、可控硅控制开关磁阻传动等 ; 机械式软传动装置 ,如 国力士乐公司的辅助液压马达周转齿轮系统等。 2 技术任务书 计任务书 输送机由电 动 机驱动 ， 经传动装置 驱 动输送 带移动， 整机 使用寿命为 6年，每 天 两 - 2 - 班制工作， 每年工作 120 天， 工作时不逆转，载荷平稳，允许输送带速度偏差为 5%。工作机效率为 求有过载保护 ，按单位生产设计 。 要技术指标和重要技术参数 ： 3 设计计算说明书 计方案 设计一 用于带式运输机上 的两级圆柱齿轮减速器 。如图 3 输送机由电 动 机驱动 ， 经传动装置 驱 动输送带移动， 整机 使用寿命为 6 年，每 天 两班制工作， 每年工作 120 天， 工作时不逆转，载荷平稳，允许输送带速度偏差为 5%。工作机效率为 要求有过载保护 ，按单位生产设计 。 图 3送带拉力 F（ N） 输送带速度 v(m/s) 鼓轮直径 D（ 3000 410 1 - 电 动 机 2 - 带 传 动 3 - 减 速 器 4 - 联 轴 器 5 - 滚 筒 6 - 传 送 带2145 63F v - 3 - 动机选择，传动系统运动和动力参数计算 定电动机类型 按工作要求和条件 ,选用 （ 1）确 定电动机的容量 1）工作机卷筒上所需功率 w = 000 =3000*000=2)电动机所需的输出功率 为了计算电动机的所需 的输出 功率 要确定从电动机到工作机之间的总功率 总 。设 1、 2、 3、 4、 5分别为弹性联轴器、闭式齿轮传动（设齿轮精度为7级）、滚动轴承、 作机的效率，由 2表 1 1 = 2 = 3 = 4 = 5 = 传动装置的总效率为 总=12233 4 5= x x x x 总P （ 3 （ 2）选 电动机转速 由表 13推荐的传动副传动比合理范围 普通 V 带传动 i 带 =2 4 圆柱齿轮传动 i 齿 =3 5 则传动装置总传动比的合理范围为 i 总 =i 带 i 齿 1 i 齿 2 i 总 =（ 2 4）（ 3 5）（ 3 5） =（ 18 100） 电动机转速的可选范围为 nd=i 总 18 100）D 18 100） r/据电动机所需功率和同步转速 ， 查 2表 12符合这一范围的常用同步加速有1500 1000 选用同步转速为 :1500 r/- 4 - 选定电动机型号为 : 传动装置总传动比的确定及各级传动比的分配 （ 1）传动装置总传动比 总i=（ 3 式中 1440 r/ （ 2）分配传动装置各级传动比 i 总 =i 带 i 齿 1 i 齿 2 分配原则： （ 1） i 带 i 齿 （ 2） i 带 =2 4 i 齿 =3 5 i 齿 1=（ i 齿 2 根据 2表 2V 形带的传动比取 i 带 = ，则减速器的总传动比为 i =级圆柱齿轮减速器高速级的传动比为 i 齿 1 = 速级的传动比 i 齿 2 = i/i 齿 1 = 动参数和动力参数计算 （ 1）各轴转速计算 440 r/n = i 带 = 1440/2.6 r/r/n = n / i 齿 1 = r/r/n = n / i 齿 2 = r/ 2）各轴输入功率 W P = = W= = P 2 3 = W=W P = P 2 3 = W=W - 5 - 表 3动装置各轴运动参数和动力参数表 项目 轴号 功率 转速 转矩 传动比 0轴 440 轴 轴 轴 3） 9550Pd/ T = 9550P /n = T = 9550P /n = T = 9550P /n = 开线斜齿圆柱齿轮设计 速级斜齿圆柱齿轮设计计算表 表 3速级斜齿圆柱齿轮 项目 计算（或选择）依据 计算过程 单位 计算（或确定）结果 1选齿轮精度等级 查 1表 10用 7级精度 级 7 2材 料选择 查 1表 10齿轮选用 45号钢（调质处理）硬度为 250齿轮选用 45号钢（调质处理）硬度为 220齿轮250齿轮220- 6 - 3选择齿数 Z )4020(1 Z 12 12241 U 个 1 22Z 2Z 91 U 选取螺旋角 208 取 14 度 14 5按齿面接触强度设计 （ 1）试选 .1取 2)区域系数由 1图 10Z Z （ 3） a 由 1图 10 21 4)计算小齿轮传递的转矩 表 1 41 T 1 T(5)齿宽系数 d 由 1表 10.0d d 6)材料的弹性影响系数 1表 10Z 21Z (7) 齿轮接触疲劳强度极限 由 1图 10 1图 101550 2540 1550 2540 - 7 - （ 8）应力循环次数 N 由 1式 1030082( 81 N（ 9）接触疲劳强度寿命系数 1图 10 10）计算接触疲劳强度许用应力 H 取失效概率为，安全系数为S=1，由 1式 10 i i H =( 11）试算小齿轮分度圆直径 按 1式（ 10 21）试算 3 211 )(12mm 12）计算圆周速度 v 100060 11 t 0 0 06011 tm/s v 13）计算齿宽 B td 0 5 1=60 5 - 8 - （ 14）模数h = b/h = h = b/h = 15）计算纵向重合度 = 4ta 16）计算载荷 系数 K 由 1表 10根据 v=m/s，级精度，由 1图查得动载荷系数 1表查得 + 10 1图查得 定 1001 ，由 1表查得 K 载荷系数 K=1 = 17）按实际的载荷系数校正分度圆直径 由 1式 10311 1d 18）计算模数 11 o 按齿根弯曲强度设计 - 9 - （ 1）计算载荷系数 K K=K=1 K= 2）螺旋角影响系数 = ，从 1图 10Y Y 3）计算当量齿数 3v 4c 311 zz 3c 322 zz 4）齿形系数 1表 5）应力校正系数 1表 6）齿轮的弯曲疲劳强度极限 由 1图 10 1图 101400 2350 400 2350 （ 7）弯曲疲劳强度寿命系数11图 10用插值法可得 1212 8）计算弯曲疲劳许用应力 F 取弯曲疲劳安全系数 S 式10 111 222 1 F 2 F - 10 - （ 9）计算大小齿轮的 并加以比较 1 F Y 2 F Y 结论：大齿轮的 数较大，以大齿轮的计算 10）齿根弯曲强度设计计算 由 1式 1013 212 c o s Y =论：对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计 算的法面模数 于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取 2 可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，须按接触疲劳强度算得的分度圆直径 是由 ,4c 取 1z 29，则 =29 104 3几何尺寸计算 （ 1）计算中心距 a ( 21 14)10429(a =中心距圆整为 137 mm a=137 （ 2）按圆整后的中心距修正螺旋角 a (1 )10429(a rc c o s 因 值改变不多，故参数 、 K 、不必修正。 度 - 11 - （ 3）计算齿轮的分度圆直径 d o s 2291 d o s 21042 d 1d 2d 4）计算齿轮的齿根圆直径 d m由 nf nf 11 5）计算齿轮宽度 B b = b=整后取： 65 60 1 =65 60 （ 6）验算 F t 11 K 100/ 所以合适 速级斜齿圆柱齿轮设计计算表 表 3目 计算（或选择）依据 计算过程 单位 计算（或确定）结果 1选齿轮精度等级 查 1表 10用 7级精度 级 7 2材料选择 查 1表 10齿轮选用 45号钢（调质处理），硬度为 250齿轮选用 45号钢（调质处理）硬度为 220齿轮 250齿轮 220选择齿数 Z )4020(3 Z 34 253 Z 70,Z 个 253 Z 704 Z - 12 - 34 U U=选取螺旋角 208 取 14 度 14 5按齿面接触强度设计 （ 1）试选 .1取 2）区域系数由 1图 10Z Z （ 3） 由 1图 10 = 4)计算小齿轮传递的转矩 T 查表 1 T T(5)齿宽系数 d 由 1表 10.0d d 6)材料的弹性影响系数 1表 10Z Z (7) 齿轮接触疲劳强度极限 由 1图 10 1图 101550 2540 550 2540 （ 8）应力循环次数 N 由 1式 1033 0 齿N 7410 N （ 9）接触疲劳强度寿命系数 1图 10 10）计算接触疲劳强度许用应取失效概率为，安全系数为 S=1，由 H3= 3 H N 594 H =- 13 - 力 H 1式得 i 43 （ 11）试算小齿轮分度圆直径按 1式（ 10 21）试算 (123 223 mm 12）计算圆周速度 v 100060 23 t 00 vm/s v = 13）计算齿宽B db d 5 0 3=85 0 （ 14）模数 h = b/h = h b/h = 15）计算纵向重合度 = 25 = 16）计算载荷系数 K 由 1表 10根据 v=级精度，由 1图查得动载荷系数 1表查得 + 10 1图查得 =- 14 - 假定 1001 ，由 1表查得 K 载荷系数 K=1 17）按实际的载荷系数校正分度圆直径 1式 103d 18）计算模数33 n 33 =mm 按齿根弯曲强 度设计 （ 1）计算载荷系数 K K=K= 2）螺旋角影响系数 Y 根据纵向重合度 = 10Y Y 3）计算当量齿数 3 33 zz v 44 zz v 34 4）齿形系数 1表 5）应力校正系数 1表 6）齿轮的弯曲疲劳强度极限 由 1图 b 由 1图 2 3400 4350 3400 4350 - 15 - （ 7）弯曲疲劳强度寿命系数 由 1图 3434 8）计算弯曲疲劳许用应力 F 取弯曲疲劳安全系数S 式得 33 6135 3 F 368 4 F 336 （ 9）计算大小齿轮的 加以比较 333 Y 4 44 F Y 结论：大齿轮的 数较大，以大齿轮的计算 = 10）齿根弯曲强度设计计算 由 1式 c 322 F 论：对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取 为了同时满足接触疲劳强度，须按接触疲劳强度算得的分度圆直径 是由 4c 取 3z 35 ，则 =35*2。 8=98 取 98 3几何尺寸计算 - 16 - （ 1）计算中心距a ( 43 o 835( a 将中心距圆整为 171 mm a =171 （ 2）按圆整后的中心距修正螺旋角 a (3 835(a rc c o s因 值改变不多，故参数 、K 、 不必修正。 度 （ 3）计算齿轮的分度圆直径 d s 53 d o s 84 d 3d 4d 4）计算齿轮的齿根圆直径 d m nf nf 3 5）计算齿轮宽度 B b = 整后取： 95 90 3 =95 90 （ 6）验算 t 0*2 532 K 100/600*1 故合适 齿轮设计参数表 表 3齿轮参数表 传动类型 模数 齿数 中心距 齿宽 螺旋角 高速级 2 291 Z 137a 51 B - 17 - 斜齿圆柱齿轮 1042 Z 02 低速级 斜齿圆 柱齿轮 5.2353 Z 984 Z 71 953 B 904 B 的设计计算 轴的结构设计 (1）选择轴的材料及热处理方法 查表 15选 择轴的材料为优质碳素结构钢 45；根据齿轮直径 ，热处理方法为正火。 (2）确定轴的最小直径 查 1370 03126( 3 再查表 15，0 1 2 6 1 0 3A 考虑键：因为键槽对轴的强度有削弱作用，开有一个键槽，所以轴的轴径要相应增大 %7%5 )d 3）确定各轴段直径并填于下表内 表 3轴段直径 名称 依据 单位 确定结果 1d )d 由前面的带轮的设 计可得，带轮的孔径为 30，1d 30 - 18 - )d d 30 2d 34230) 112 查 2表 72d 35 2d 35 3以只要3d2d 即可，选取 7类轴承，查2表 6取 7208 3d 40 3d 40 4d 834 4d 46 5 6d36 64)选择轴承润滑方式，确定与轴长有关的参数 。 查 220P（ 2）“润滑方式”，及说明书“（ 12）计算齿轮圆周速度 v ” v = 2 ，故选用脂润滑。 将与轴长度有关的各参数填入下表 表 3长度有关的各参数 名称 依据 单位 确定结果 箱体壁厚 查 158P 表 11 a 8 地脚螺栓直径数目 n 查 158P 表 112 16 4n - 19 - 0 . 0 3 6 1 2 0 . 0 3 6 1 2 3 1 2 1 6 . 4 3 查表 3， 取 20， 4,250 轴承旁联接螺栓直径 1d 查 158P 表 112 查表 32，取 1d 16 1d 12 轴承旁联接螺栓扳手空间1C 、 2C 查 158P 表 112 16;20 mi 162021 d 查 158P 表 11 f 查表 112，得当取 37 0 1 0 0 , 8当 时 3 8d轴承盖厚度 e 查表 112 1 0 070 3ed，当时当 10070D ， 9e 小齿轮端面距箱体内壁距离2 查 204P 2 102 2 =10 轴承内端面至箱体内壁距离3 查 208P 2因为选用脂润滑，所以 1283 3 10 距 轴承支点距轴承宽边端面查表 6，选取 7208承， 故 23a 23a - 20 - 离 a (5)计算各轴段长度 。 表 3轴段长度 名称 计算公式 单位 计算结果 1l 由于与大带轮配合，则：362)32(651 1l 63 2l 由公式52816208)85(21 取 5625921810522527 2 0 842 C 2l 56 3l 由公式C 322210182247 2 0 83 3l 32 4l 由公式51 1 022/606510 234 。）（ 轮毂 4l l 齿轮 1轮毂宽度： 515 轮毂 5l 65 6l 由公式6 7 2 0 8 4 2 2 1 8 1 0 1 0 2 4 0 m m 6l 40 L（总长） L - 21 - l （支点距离） 2(6543l 轴的结构设计 （ 1）选择轴的材料及热处理方法 查表 15选择轴的材料为优质碳素结构钢 45；根据齿轮直径 ，热处理方法为正火回火。 （ 2）确定轴的最小直径 查370P1的扭转强度 估算轴的最小直径的公式： （ 3 =(126103) 再查表 151，0 1 2 6 1 0 3A （ 3）确定各轴段直径并填于下表内 表 3段直径 名称 依据 单位 确定结果 1d 由于和轴承配合，取标准轴径为： 51 1d =45 2d 由于和齿轮配合，取 02 查表 1，取 2d 50 2d =50 3d 60) 443 查 2表 1 3d =60 3d =60 4d 与高速级大齿轮配合，取 ： 24 24 - 22 - 5d 5d 1d =45 5d 45 (4)选择轴承润滑方式，确定与轴长有关的参数。 查 2（二）“滚动轴承的润滑”，及说明书“六、计算齿轮速度 v ” 2 ，故选用脂润滑。 将与轴长度有关的各参数填入下表 表 3长度有关的各参数 名称 依据 单位 确定结果 轴承支点距轴承宽边端面距离 a 选用 7209 2表 6 （ 5） 表 3轴段长度 名称 计算公式 单位 计算结果 1l 4322247 2 0 91 1l 43 2l 93295232 轮毂2l 93 3l 10158 33 l，l 取 3l 10 4l 齿轮配合长度： 8260222 轮毂 4l 58 5l C 065247 2 0 95 5l （总长） 954321 L 249.5 l （支点距离） (2 l 轴的结构设计 (1)选择轴的材料及热处理方法 查表 15选择轴的材料为优质碳素结构钢 45；根据齿轮直径 ，热处理方 - 23 - 法为正火回火。 （ 2）确定轴的最小直径
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