二級直齒圓柱齒輪減速器的畢業(yè)設(shè)計

1、安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計題目 二級直齒圓柱齒輪減速器 系別 專業(yè) 機(jī)械制造及其自動化班級 4 姓名 周明 學(xué)號 12530102 指導(dǎo)教師 王柯 日期 2016年3月 二級減速器三維造型設(shè)計摘要 齒輪傳動是機(jī)械中廣泛應(yīng)用的傳動形式。它由軸、軸承、齒輪及箱體組成的齒輪減速在機(jī)械化生產(chǎn)中起著不可替代的作用。目前在減速器的設(shè)計領(lǐng)域，研究開發(fā)以產(chǎn)品設(shè)計為目標(biāo)，全過程綜合應(yīng)用器,用于工作機(jī)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間,起到匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的功能。其特點是效率高、壽命長、維護(hù)簡便，因而應(yīng)用廣泛。由于減速器內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如果單獨用二維看上去不能一目了然，三維造型設(shè)計就解決了這樣一個問題，它能把減速器的關(guān)鍵

2、部件很清晰的展現(xiàn)出來。因此，通過減速器的三維造型設(shè)計來研究三維造型設(shè)計技術(shù)具有很強(qiáng)的代表性。本設(shè)計以SolidWorks軟件為主，并結(jié)合AutoCAD二維繪圖軟件，設(shè)計了一個二級圓柱齒輪減速器，實現(xiàn)了減速器的三維模型生成。Solidworks軟件是一個基于Windows操作平臺的三維設(shè)計軟件,它由著名的Solidworks公司發(fā)布。它是近年來出現(xiàn)且得到迅速推廣應(yīng)用的三維計算機(jī)輔助設(shè)計軟件，它本身是一款參數(shù)化建模軟件。它不僅可以幫助工程設(shè)計人員以更快的速度將更優(yōu)的產(chǎn)品帶入市場，而且便于實現(xiàn)從2D到3D的設(shè)計方式轉(zhuǎn)變。它的這些特點加快了整個3D行業(yè)的發(fā)展步伐。目 錄1、引言12、電動機(jī)的選擇22.

3、1. 電動機(jī)類型的選擇22.2電動機(jī)功率的選擇22.3確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速33、計算總傳動比及分配各級的傳動比43.1. 總傳動比43.2分配各級傳動比44、計算傳動裝置的傳動和動力參數(shù)54.1.電動機(jī)軸的計算54.2.軸的計算(減速器高速軸)54.3.軸的計算(減速器中間軸)54.4.軸的計算(減速器低速軸)64.5.軸的計算(卷筒軸)65、減速器齒輪傳動的設(shè)計計算65.1.高速級圓柱齒輪傳動的設(shè)計計算65.2.低速級圓柱齒輪傳動的設(shè)計計算86、軸的設(shè)計106.1.高速軸的設(shè)計116.2.中間軸的設(shè)計116.3.低速軸的設(shè)計117、滾動軸承的選擇148、鍵的選擇149、聯(lián)軸器的選擇1510、齒輪

4、的潤滑1511、滾動軸承的潤滑1512、潤滑油的選擇1613、密封方法的選取16結(jié) 論17致 謝18參考文獻(xiàn)201、引言齒輪減速器在各行各業(yè)中十分廣泛地使用著，不論是現(xiàn)在還是將來它都是不可或缺的機(jī)械傳動裝置。當(dāng)前減速器普遍存在著體積大、重量大，或者傳動比大而機(jī)械效率過低的問題。目前德國、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位，尤其是在材料和制造工藝方面占據(jù)著優(yōu)勢，減速器工作可靠性好，使用壽命長。但其傳動形式仍以定軸齒輪傳動為主，體積和重量問題，也未解決好。當(dāng)今的減速器是向著大功率、大傳動比、小體積、高機(jī)械效率以及使用壽命長的方向發(fā)展。因此，除了不斷改進(jìn)材料品質(zhì)、提高工藝水平外，還在傳動原理和傳動結(jié)構(gòu)上深入探討

5、和創(chuàng)新，平動齒輪傳動原理的出現(xiàn)就是一例。減速器與電動機(jī)的連體結(jié)構(gòu)，也是大力開拓的形式，并已生產(chǎn)多種結(jié)構(gòu)形式和多種功率型號的產(chǎn)品。目前，超小型的減速器的研究成果尚不明顯。在醫(yī)療、生物工程、機(jī)器人等領(lǐng)域中，微型發(fā)動機(jī)已基本研制成功，美國和荷蘭近期研制分子發(fā)動機(jī)的尺寸在納米級范圍如能輔以納米級的減速器，則應(yīng)用前景遠(yuǎn)大。2、電動機(jī)的選擇21電動機(jī)類型的選擇由于輸送機(jī)的工作條件是連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，工作時有小小的震動，使用有效期限是10年，載荷不太大， Y 系列電動機(jī)是全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動機(jī)Y 系列電動機(jī)效率高，節(jié)能，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩高、噪聲低、振動小、 運行安全可靠使用維護(hù)方便等特點。因此我開始選用的電動

6、機(jī)是Y系列的電動機(jī)。2.2電動機(jī)功率的選擇電動機(jī)功率的選擇直接會影響到電動機(jī)的工作性能和經(jīng)濟(jì)性能的好壞，如果選擇的電動機(jī)功率小于工作要求，就不能保證工作機(jī)正常工作；如果選擇的電動機(jī)功率過大，電動機(jī)又不能滿載運行，功率因素與效率較低，從而加大了電能的消耗，造成許多浪費。(1)帶式運輸機(jī)所需的功率PwPw=Fw*Vw=7000×0.8/1000w=7000×0.8/1000×0.96=5.38kw設(shè)計給定原始數(shù)據(jù)：輸送帶拉力Fw(N)=7000輸送帶速度Vw(m/s)=0.8滾筒直徑D(mm)=350(2)計算電動機(jī)到工作機(jī)間的總效率由課程設(shè)計課本查得：1 帶傳動的效

7、率， 1=0.962一對滾動軸承效率， 2=0.98 3圓柱齒輪傳動效率， 3=0.994聯(lián)軸器效率 ， 4=0.98 5帶式運輸機(jī)滾筒效率， 5=0.96計算運動系統(tǒng)總傳遞效率：(3)所需電動機(jī)功率： KW由表2-1所列Y系列三相異步電動機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)中可以定，滿足條件的電動機(jī)額定功率應(yīng)取為7.5kw。2.3確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速同一類型、相同額定功率的電動機(jī)低速的級數(shù)較多，外部尺寸和重量較大一些，價格也相對來說較高，但可以使傳動裝置的總傳動比和尺寸減??；高速電動機(jī)則與之相反，設(shè)計的時候應(yīng)該綜合考慮各個方面的因素，選取合適的電動機(jī)轉(zhuǎn)速對接下來的設(shè)計和計算都十分重要。三相異步電動機(jī)常用的同步轉(zhuǎn)速有750

8、r/min, 1000r/min , 1500r/min , 3000r/min,常用的是1500r/min或1000r/min的電動機(jī)。（1）根據(jù)已知條件可以計算得知送機(jī)滾筒的工作轉(zhuǎn)速 r/min（2）確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速為了便于選擇電動機(jī)轉(zhuǎn)速,先推算電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍。由機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 表2-1查得 V帶的傳動比范圍為高速齒輪傳動比低速齒輪傳動比。則傳動裝置的總的傳動比為故電動機(jī)轉(zhuǎn)速范圍為可見同步轉(zhuǎn)速為,1000r/min、 1500r/min、3000r / min 的電動機(jī)均符合要求。 由于3000r /min 的電動機(jī)體積小，轉(zhuǎn)速高，傳動不平穩(wěn)：而又要滿足電動機(jī)額定功率的要求，因此選

9、同步轉(zhuǎn)速為1500r /min的電動機(jī)：表2-2電動機(jī)型號額定功率（kw）同步轉(zhuǎn)速（r/min）滿載轉(zhuǎn)速（r/min）總傳動比Y132M-47.51500144032.97由表中數(shù)據(jù)可知，選定電動機(jī)型號為Y132M-4.3、計算總傳動比及分配各級的傳動比3.1、傳動裝置的總傳動比32、分配各級傳動比取V帶傳動比為，則兩級減速器的傳動比為兩級圓柱齒輪減速器高速級齒輪傳動比為，低速級齒輪傳動比為，：4、計算傳動裝置的傳動和動力4.1、各軸轉(zhuǎn)速電動機(jī)軸為0軸，減速器高速軸為1軸，中速軸為2軸，低速軸為3軸，鼓輪主動軸為4軸，因此各軸轉(zhuǎn)速分別為：4.2、各軸的輸入功率根據(jù)電動機(jī)的額定功率3.3、 各軸

10、的轉(zhuǎn)矩 則得傳動裝置運動和動力參數(shù)如下表所示軸名效率P（kw）轉(zhuǎn)矩T(N·m)轉(zhuǎn)速n(r/min)傳動比i效率電動機(jī)軸7.549.7414402.50.96高速軸72119.38576中速軸6.9990.31739.134.140.96低速軸6.781465.944.173.190.96滾筒軸6.51405.3744.1710.965、減速器齒輪傳動的設(shè)計計算5.1高速級圓柱齒輪傳動的設(shè)計計算選定高速級齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)（1） 齒輪類型根據(jù)已定的傳動方案選用直齒圓柱齒輪z（2）齒輪的材料由課本表11-1：高速級小齒輪選用鋼，齒面硬度為 250HBS,高速級大齒輪選用鋼，齒

11、面硬度為220HBS, 由表11-5，取 (3)齒輪精度運輸機(jī)是一般的工作機(jī)械，速度不快，按GB/T10095-19988，選用8級精度（4）初步設(shè)計齒輪傳動的主要尺寸高速級傳動比 ，高速軸轉(zhuǎn)速 傳動功率 齒輪按8精度制造。取中等載荷系數(shù)（表11-3）K=1.6 齒寬系數(shù)（表11-6），高速級小齒輪為非對稱布置 小齒輪上轉(zhuǎn)矩彈性系數(shù) （表11-4） ，對于標(biāo)準(zhǔn)齒輪 取小齒輪的齒數(shù) ,則大齒輪的齒數(shù),取 則實際傳動比 模數(shù) 齒寬 取 按課表4-1取 ，實際分度圓直徑 ， 中心距 4、驗算齒輪彎曲強(qiáng)度，因齒輪按疲勞強(qiáng)度計算，所以只驗算彎曲強(qiáng)度齒形系數(shù) ，齒根修正系數(shù) 安全6、小齒輪的圓周速度 對照

12、表11-2可知選用8級精度是合適的（二）低速級齒輪傳動的設(shè)計計算（1）、齒輪材料，熱處理及精度 考慮此減速器的功率及現(xiàn)場安裝的限制，因此大小齒輪都選用軟齒面漸開線圓柱齒輪齒輪材料及熱處理材料課本表11-1：低速小齒輪選用 鋼，齒面硬度為大齒輪 260HBS,低速級大齒輪選用鋼，齒面硬度為大齒輪240HBS,由表11-5，取 （2）、齒輪精度運輸機(jī)是一般的工作機(jī)械，速度不快，按GB/T10095-19988，選用8級精度（3）初步設(shè)計齒輪傳動的主要尺寸低速級傳動比 ，高速軸轉(zhuǎn)速 傳動功率 齒輪按8精度制造。取中等載荷系數(shù)（表11-3）K=1.6 齒寬系數(shù)（表11-6），低速級小齒輪為非對稱布置

13、小齒輪上轉(zhuǎn)矩彈性系數(shù) （表11-4） ，對于標(biāo)準(zhǔn)齒輪 取小齒輪的齒數(shù) ,則大齒輪的齒數(shù),取 則實際傳動比 模數(shù) 齒寬 取 按課表4-1取 ，實際分度圓直徑 ， 中心距 4、驗算齒輪彎曲強(qiáng)度，因齒輪按疲勞強(qiáng)度計算，所以只驗算彎曲強(qiáng)度5、小齒輪的圓周速度 對照表11-2可知選用8級精度是合適的6、裝配草圖6.1軸的設(shè)計計算6.1.1 軸的選材：選用材料為鋼，調(diào)質(zhì)。查機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)P241表14-1.查得碳素鋼 查機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)P245表14-2.查鋼取 6.1.2軸的設(shè)計(1)高速度軸按純扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑（最小直徑） ，軸承選6208.因軸的最小端開有鍵槽，軸徑增大5%，取 高速軸齒輪由于尺寸原因把齒

14、輪與軸做成一體，即（2）中間軸按純扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑（最小直徑），取 ，軸承選6307.（3）低速軸按純扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑（最小直徑），軸承選6214.最小端開有鍵槽，軸增大5%，?。?）中間軸的強(qiáng)度校核中間軸上小齒輪直徑 ，轉(zhuǎn)矩 周向力： 軸向力：0徑向力： 右上圖可知，危險截面在齒輪的軸段中心處扭矩： ， , ， 彎矩： ， ， 所以此軸滿足剛度條件8、滾動軸承的選擇軸型號d（mm）D（mm）B（mm）高速軸6208256216中間軸6307356216低速軸62145682199、鍵的選擇 由【1】表14.8查得，選用A型普通平鍵軸軸徑（mm）鍵寬（mm）鍵高（mm）鍵長（mm）高速軸206

15、660中間軸35108703510840低速軸40128845616106810、聯(lián)軸器的選擇 低速軸和滾筒軸用聯(lián)軸器連接，由題意選LT型彈性柱銷聯(lián)軸器，由【2】附表9.4查得HL3聯(lián)軸器型號公稱扭矩（N·m）許用轉(zhuǎn)速（rmin）軸徑（mm）軸孔長度（mm）D（mm）HL36305000406016011、齒輪的潤滑采用浸油潤滑，由于低速級周向速度低，所以浸油高度約為六分之一大齒輪半徑，取為36mm。12、滾動軸承的潤滑如果減速器用的是滾動軸承，則軸承的潤滑方法可以根據(jù)齒輪或蝸桿的圓周速度來選擇：圓周速度在2m/s3m/s以下時，由于飛濺的油量不能滿足軸承的需要，所以最好采用刮油潤滑

16、，或根據(jù)軸承轉(zhuǎn)動座圈速度的大小選用脂潤滑或滴油潤滑。利用刮板刮下齒輪或蝸輪端面的油，并導(dǎo)入油溝和流入軸承進(jìn)行潤滑的方法稱為刮油潤滑。 圓周速度在2ms3ms以上時，可以采用飛濺潤滑。把飛濺到箱蓋上的油，匯集到箱體剖分面上的油溝中，然后流進(jìn)軸承進(jìn)行潤滑。飛濺潤滑最簡單，在減速器中應(yīng)用最廣。這時，箱內(nèi)的潤滑油粘度完全由齒輪傳動決定。13、潤滑油的選擇采用脂潤滑時，應(yīng)在軸承內(nèi)側(cè)設(shè)置擋油環(huán)或其他內(nèi)部密封裝置，以免油池中的油進(jìn)入軸承稀釋潤滑脂。滴油潤滑有間歇滴油潤滑和連續(xù)滴油潤滑兩種方式。為保證機(jī)器起動時軸承能得到一定量的潤滑油，最好在軸承內(nèi)側(cè)設(shè)置一圓缺形擋板，以便軸承能積存少量的油。擋板高度不超過最低

17、滾珠(柱)的中心。經(jīng)常運轉(zhuǎn)的減速器可以不設(shè)這種擋板。轉(zhuǎn)速很高的軸承需要采用壓力噴油潤滑。如果減速器用的是滑動軸承，由于傳動用油的粘度太高不能在軸承中使用，所以軸承潤滑就需要采用獨自的潤滑系統(tǒng)。這時應(yīng)根據(jù)軸承的受載情況和滑動速度等工作條件選擇合適的潤滑方法和油的粘度。 齒輪與軸承用同種潤滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選用L-AN15潤滑油。 14、密封方法的選取選用凸緣式端蓋易于調(diào)整，采用悶蓋安裝骨架式旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈實現(xiàn)密封。密封圈型號按所裝配軸的直徑確定為（F）B25-42-7-ACM，（F）B70-90-10-ACM。軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定位的軸承的外徑?jīng)Q定。結(jié) 論畢業(yè)設(shè)計是一項

18、自己獨立完成的任務(wù)，因為咱們工科生是屬于應(yīng)用型的人才，而且將來所從事的工作都是實際的操作及高新技術(shù)的研發(fā)以及應(yīng)用維修。所以我們應(yīng)該培養(yǎng)自己綜合應(yīng)用能力例如收集資料、提高計算、繪圖、實驗等，以此來鍛煉自己的技術(shù)應(yīng)用能力。本次畢業(yè)設(shè)計針對“二級圓柱齒輪減速器設(shè)計”的要求，在滿足各種參數(shù)要求的前提下，拿出一個具體實際可行的方案，因此我們從實際出發(fā)，認(rèn)真的思考與篩選，經(jīng)過一個多月的努力終于有了現(xiàn)在的收獲。回想起來，在創(chuàng)作過程中真的是酸甜苦辣咸五味俱全。有時為了實現(xiàn)一個參數(shù)翻上好幾本資料，然而也不見得如人心愿。在制作的過程中，遇到了很多的困難，通過去圖書館查閱資料，上網(wǎng)搜索，還有和老師與同學(xué)之間的討論、

19、交流，最終實現(xiàn)了這些問題較好的解決。由齒輪、軸、軸承及箱體組成的齒輪減速器,用于原動機(jī)和工作機(jī)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間,起匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用,在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用極為廣泛。本次設(shè)計的是帶式運輸機(jī)用的二級圓柱齒輪減速器。首先熟悉題目，收集資料，理解題目，借取一些工具書。進(jìn)行了傳動方案的評述，選擇齒輪減速器作為傳動裝置，然后進(jìn)行減速器的設(shè)計計算（包括選擇電動機(jī)、設(shè)計齒輪傳動、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計、選擇并驗算滾動軸承、選擇并驗算聯(lián)軸器、校核平鍵聯(lián)接、選擇齒輪傳動和軸承的潤滑方式九部分內(nèi)容）。然后用Soildworks進(jìn)行傳統(tǒng)的三維設(shè)計，完成圓柱齒輪減速器裝配圖的繪制。通過畢業(yè)設(shè)計，系統(tǒng)的回顧一下大學(xué)四年的專業(yè)知識樹

20、立正確的設(shè)計思想，培養(yǎng)綜合運用機(jī)械設(shè)計課程和其他課程的理論知識與生產(chǎn)實際情況來分析和解決機(jī)械設(shè)計問題的能力及學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計的一般方法和步驟。掌握機(jī)械設(shè)計的一般規(guī)律，進(jìn)行機(jī)械設(shè)計基本技能的訓(xùn)練：例如計算、繪圖、查閱資料和手冊、運用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，進(jìn)行計算機(jī)輔助設(shè)計和繪圖的訓(xùn)練。 通過這次畢業(yè)設(shè)計的學(xué)習(xí)和研究，我們開拓了視野，掌握了設(shè)計的一般步驟和方法，同時這四年來所學(xué)的各種專業(yè)知識又得到了鞏固，同時，這次畢業(yè)設(shè)計又涉及到計算、繪圖等，讓我們又學(xué)到很多新的知識。但畢竟我們所學(xué)的知識有限。本設(shè)計的好多地方都有漏洞還等待更改和完善。致 謝時光的流逝也許是客觀的，然而流逝的快慢卻純是一種主觀的感受。當(dāng)自己從找

21、工作、畢業(yè)論文的壓力下解脫出來，長長地吁出一口氣時， 我忽然間才意識到，原來四年已經(jīng)過去，到了該告別的時候了。一念至此，竟有 些恍惚，所謂白駒過隙、百代過客云云，想來便是這般惆悵了。可是悵然之后，總要說些什么。大學(xué)四年，生活其實很簡單，只是一些讀書、 寫字和考試的周而復(fù)始。此次的畢業(yè)設(shè)計我綜合運用了課本知識，再加上實際生產(chǎn)所用到的一些設(shè)計工藝，認(rèn)真的對自己設(shè)計的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算和核對，嚴(yán)格按照設(shè)計的步驟和自己已經(jīng)標(biāo)出的設(shè)計過程來進(jìn)行計算。這些都是自己在設(shè)計中所能獲得的好處。雖然在計算的過程中也遇到了很多在課本中沒有遇到過的問題，這些都是在實際生產(chǎn)中所要考慮到的細(xì)節(jié)問題，而自己往往都會遺漏這樣的設(shè)計，但在畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)老師王柯老師指導(dǎo)下，他給出我們在設(shè)計中必須及在實際中所要考慮到的細(xì)節(jié)的講解，使我體會到了理論聯(lián)系實踐的重要性。另外在設(shè)計的過程中需要用大量的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)都是計算得來的