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二级
圆柱齿轮
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- 内容简介：
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装订线南京工业职业技术学院 二级圆柱齿轮减速器设计毕 业 设 计课题名称二级圆柱齿轮减速器设计院/专 业 机械工程学院/机电一体化班 级 学 号 学生姓名 指导教师：年 月 日0二级圆柱齿轮减速器设计机械工程学院/计算机辅助设计与制造摘要圆柱齿轮减速器是广泛应用于各类产品的机械设备，因此，提高承载能力和延长其使用寿命，减少其体积和质量等具有重要意义主题的第二圆柱齿轮减速器，分析可靠性设计。本设计首先从结构和原理，圆柱齿轮减速器进行了分析，在此基础上提出了自己的设计；然后，主要技术参数的选择计算；然后，主要零部件的设计和验证和体积最小为目标函数，设计分析和优化，可靠性；最后，制图软件AutoCAD图圆柱齿轮减速组件和主要零部件图。关键词：圆柱齿轮，减速器，轴，设计AbstractCylindrical gear reducer is widely used in various types of machinery and equipment, and therefore, increase its carrying capacity study, to extend its service life, reduce the volume and quality and other issues, has important economic significance. The issue of a second cylindrical gear reducer, the smallest volume as the objective function, reliability analysis and optimization of the design.The design is first, by performing on the cylindrical gear reducer structure and principle analysis presented in this analysis based on its design; Next, the main technical parameters were calculated selection; then, for each of the main components were designed and Checking and minimum volume as the objective function, reliability analysis and optimization design; Finally, AutoCAD drawing software to draw the cylindrical gear reducer assembly drawing and major components after optimization Fig.Key words: Cylindrical gear, Reducer, Shafts, Design目 录摘要1Abstract1第1章 概述2第2章 总体参数计算32.1设计要求32.2 电动机的选择42.3 分配传动比52.4 各轴转速、功率、转矩计算5第3章 齿轮传动设计63.1 低速级齿轮的设计63.2 高速级齿轮的设计10第4章 轴、轴上零件及附件的设计134.1 轴1的设计134.2 轴2的设计154.3 轴3的设计184.4箱体结构尺寸20第5章 总结21答谢词21参考资料22第1章 概述随着科技水平的提高和技术的圆柱齿轮减速器的传动装置有了很大的进步，越来越多的经济意识强烈要求每个企业项目也越来越多。然而，由于圆柱齿轮高性能的关键技术的基础上，并卡测试装置使用寿命低的问题，影响较大的差距控制系统等，目前仍然存在着一些问题。在信息技术时代高速发展的现代科技今天，我们的国家为提高me主要设备材料的运输，生产工艺技术的发展，机会高端合作，从而提高生产效率，节约能源，提高我国的国际竞争力，实现效益的最大化。圆柱齿轮减速器是广泛应用于各类产品的机械设备，因此，提高承载能力和延长其使用寿命，减少其体积和质量等具有重要意义conomique.ce主题的第二圆柱齿轮减速器，以最小的体积为目标函数，进行研究设计，可靠性分析和优化，使学生在机械设计等方面的应用计算机技术得到综合训练，培养学生解决实际问题的能力。该圆柱齿轮减速器已广泛应用于国民经济各个部门对每缸，近年来在联合运输系统在煤矿井下的露天矿和齿轮减速器和重要组成部分：钢芯圆柱齿轮减速器，牵引绳传送带连续场和疏散交通设施等等。这些特点是输送机输送能力大（可达30000吨/小时），应用范围广（可携带矿石、煤炭、材料、石材及各种输送粉也可在特定的条件下，安全可靠，高度自动化设备，维修方便，承载能力大（可达16），运行费用低，通过减少运输距离，减少基建投资。目前的趋势是：圆柱齿轮减速器的承载能力，带宽大，长度增加的大转角和水平的单机，合理使用张力和降低能源消耗的物料输送带清洁，最好的方法。我国1978年完成了钢丝绳的圆柱齿轮减速器的应用范围conus.le钢芯的圆柱齿轮减速器。（1）适用于环境温度一般为4045；寒冷地区的车站设备加热引起的；（2）水平输送，倾斜向上（16）和向下运输，也可以旋转；运输单长距离输送到15公里；（3）铺设输送线可以打开保护罩或前庭；（4）延长输送带的15带；其使用寿命比普通带长；在凹槽中，运输距离。第2章 总体参数计算2.1设计要求2.1.1 已知条件 1）工作条件：单班制（8h/工作日），连续单向运转，载荷有轻微冲击，室内工作，有粉尘，环境最高温度35度； 2）使用折旧期：10年； 3）检修间隔期：4年一次大修，2年一次中修，半年一次小修； 4）动力来源：电力，三项交流，电压380V/220V； 5）运输带速度允许误差：-5%+5%；6）制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。2.1.2 设计原始数据符号运输带工作拉力F(N)运输带工作速度V(m/s)卷筒直径D(mm)数据64000.83002.1.3 传动方案二级圆柱齿轮减速器2.2 电动机的选择2.2.1 选择电动机类型电动机是标准部件，因为是在室内工作，并且运动平稳，所以选择Y系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。2.2.2 电动机容量的选择1）运输机所需要的功率为：其中：F=6400N.m，V=0.8m/s，D=300mm得2）电动机的输出功率为电动机至卷筒轴的总效率。取联轴器效率，圆柱齿轮传动效率，轴承效率，滚筒的传动效率，电动机至卷筒轴的总效率为：3）电动机所需功率为：因有轻微震动 ，电动机额定功率只需略大于即可，查机械设计手册表19-1选取电动机额定功率为7.5kw。2.2.3 电动机转速的选择2.3 分配传动比2.3.1 总传动比满载转速。故总传动比为：2.3.2 分配传动比考虑润滑问题的两级齿轮，大齿轮的两级深度应相似。在高速和低速两级齿轮在传动比的值1.3，取则：；2.4 各轴转速、功率、转矩计算2.4.1 各轴的转速1轴 ；2轴 ；3轴 鼓轮轴 2.4.2 各轴的输入功率1轴 ；2轴 ；3轴 ；2.4.3 各轴的输入转矩电机轴 ；1轴 ；2轴 ；3轴 ；整理列表轴名功率转矩转速传动比电机轴6.0259.27 9701轴5.9658.68 97012轴5.72281.58 19453轴5.51028.89 51.053.8第3章 齿轮传动设计3.1 低速级齿轮的设计3.1.1 选精度等级、材料和齿数精度等级的选择表6.1 ，40Cr齿轮（改性），280HBS材料硬度，高速（45调质钢），240HBS硬度。选小齿轮齿数大齿轮齿数取3.1.2 按齿面接触疲劳强度设计由设计计算公式进行试算，即（9）计算试算小齿轮分度圆直径，代入中的较小值计算圆周速度v计算齿宽b（11）计算模数3.1.3 按齿根弯曲强度设计弯曲强度的设计公式为（1）确定公式内的计算数值计算载荷系数（2）查取齿形系数由表6.4查得（3）查取应力校正系数 由表6.4查得（4）计算大小齿轮的，并比较 大齿轮的数据大（5）设计计算比较计算的齿面疲劳强度大于齿根弯曲疲劳强度计算的模数m与模数模数3.52mm可取的抗弯强度比标准值，m= 4mm接触强度计算和圆后算出小齿轮齿数取大齿轮齿数取3.1.4 几何尺寸计算（1）计算分度圆直径（2）计算中心距 （3）计算齿宽宽度取序号名称符号计算公式及参数选择1齿数Z27，1032模数m4mm3分度圆直径4齿顶高5齿根高6全齿高7顶隙8齿顶圆直径9齿根圆直径10中心距3.2 高速级齿轮的设计3.2.1 选精度等级、材料和齿数精度等级的选择表6.1 40Cr齿轮（改性），280HBS材料硬度，高速（45调质钢），240HBS硬度。选小齿轮齿数，大齿轮齿数，取3.2.2 按齿面接触疲劳强度设计由设计计算公式进行试算，即1） 确定公式各计算数值（7）由图6.16查得接触疲劳强度寿命系数 （8）计算接触疲劳强度许用应力取失效概率为1，安全系数为S=1，由式10-12得（9）计算试算小齿轮分度圆直径，代入中的较小值计算圆周速度v计算齿宽b计算齿宽与齿高之比b/h模数齿高计算载荷系数K根据，7级精度，查得动载荷系数假设，由表查得由表5.2查得使用系数由表查得查得故载荷系数（10）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式可得（11）计算模数3.2.3 按齿根弯曲强度设计弯曲强度的设计公式为（1）确定公式内的计算数值（4）计算大小齿轮的，并比较 大齿轮的数据大（5）设计计算计算结果对比，模数m的疲劳强度计算齿面接触大于弯曲疲劳强度计算模拟-数字的牙齿，这是可取的2.07mm模块可以弯曲强度标准值，所以m= 2.5mm。并根据接触电阻的分度圆直径算出小齿轮齿数取大齿轮齿数取3.2.4 几何尺寸计算（1）计算分度圆直径（2）计算中心距 （3）计算齿宽宽度取B1=55mm; B2=50mm序号名称符号计算公式及参数选择1齿数Z25，1252模数m2.5mm3分度圆直径4齿顶高5齿根高6全齿高7顶隙8齿顶圆直径9齿根圆直径10中心距第4章 轴、轴上零件及附件的设计4.1 轴1的设计4.1.1 尺寸与结构设计计算（1）高速轴上的功率P1,转速n1和转矩T1，（2）初步确定轴的最小直径先按式初步估算轴的最小直径，选取轴的材料45钢，调质处理。根据机械设计表11.3，取，于是得：（3）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度4.1.2 强度校核计算（1）求作用在轴上的力已知高速级齿轮的分度圆直径为= ，根据机械设计（轴的设计计算部分未作说明皆查此书）式(10-14)，则（2）轴荷载（2轴的过程，例如，其他类似的轴不重复）首先，根据方案的决策树结构计算简图的确定轴承的旋转位置，教材中提取有价值的。6207型球轴承，通过研究手册中的a 17mm。因此，范围支撑轴的L1 = 172毫米。根据计算做图轴弯矩和扭矩图的arbre.de树图结构板的弯曲和扭转的C部分是危险截面的计算C节处MH，MV和M中所列的值表。载荷水平面H垂直面V支反力F，C截面弯矩M总弯矩扭矩（3）按弯扭合成应力校核轴的强度根据式(15-5)及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力，取，轴的计算应力已选定轴的材料为45Cr，调质处理。由表15-1查得。因此，故安全。4.2 轴2的设计4.2.1 轴2的转速和功率转矩P2=5.72Kw，n2=194n/min，T2=281.58N.m4.2.2 求作用在齿轮上的力（1）求作用在低速级小齿轮上的力 圆周力： 径向力： 轴向力：（2）求作用在高速级大齿轮上的力。因大齿轮为从动轮，所以作用在其上的力与主动轮上的力大小相等方向相反。 圆周力：径向力：轴向力： 4.2.3 初步确定轴的最小直径先按式初步估算轴的最小直径。选取轴的材料45钢，调质处理。根据机械设计-表15-3，取，于是得：该轴的最小直径显然是轴承处轴的直径和，故4.2.4 轴的结构设计（1）方案的制定装配零件在轴（2）根据轴向定位的直径和轴的长度确定每段（一）最初的选择。滚动轴承的轴承不受轴向力，因此滚珠轴承。根据工作需要，根据4.2.5 求轴上的载荷对于6207型深沟球轴承，计得：，根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图。如下图所示载荷水平面垂直面支反力F弯矩M总弯矩扭矩T6）按弯扭合成应力校核轴的强度 进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面，即圆柱齿轮的截面，取，轴的计算应力：前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由机械设计表，查得，因此，安全。4.3 轴3的设计4.3.1 功率P3,转速n3和转矩T3，4.3.2 求作用在齿轮上的力圆周力：径向力：轴向力：4.3.3 初步确定轴的最小直径先按式初步估算轴的最小直径。选取轴的材料45钢，调质处理。根据机械设计表11.3，取，于是得：4.3.4 轴的结构设计载荷水平面垂直面支反力F弯矩M总弯矩扭矩T（4）按弯扭合成应力校核轴的强度 进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面，即安装齿轮处，取，轴的计算应力：前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由机械设计 查得，因此，安全。计得：，根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图。如下图所示。4.4箱体结构尺寸1箱座壁厚，2箱盖壁厚3箱座凸缘厚度4箱盖凸缘厚度5箱座底凸缘厚度6地底螺钉直径，取M207地底螺钉数目8轴承旁联接螺栓直径 ，取M149箱盖与箱座联接螺栓直径 取M1010联接螺栓的间距12窥视孔盖螺钉直径,取M613定位销直径14，至外箱壁距离15轴承旁凸台半径16凸台高度17箱体外壁至轴承座端面距离19大齿轮顶圆与内箱壁距离20齿轮端面与内箱壁距离21箱盖，箱座筋厚 ，22轴承端盖外径 23轴承旁联接螺栓距离24大齿轮齿顶圆至箱底内壁的距离25箱底至箱底内壁的距离26减速器中心高27箱体内壁至轴承座孔端面的距离28轴承端盖凸缘厚度29轴承端面至箱体内壁的距离30旋转零件间的轴向距离31齿轮顶圆至轴表面的距离第5章 总结设计阶段的大学学习是一种罕见的理论与实践相结合的学习机会，通过圆
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