減速器設(shè)計(jì)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、1. 設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)已知條件: 1、 輸入軸功率p=3.8 kw2、輸入軸轉(zhuǎn)速n=960rmin3、傳動比i= 16(減速器內(nèi)傳動比)4、單向傳動，載荷平穩(wěn)，中型機(jī)械5、設(shè)計(jì)壽命：1 0年二、設(shè)計(jì)參考圖 1、傳動系統(tǒng)功能圖（圖一） 2、齒輪傳動減速器結(jié)構(gòu)圖（圖二） 3、齒輪傳動減速器裝配圖（圖三）三、主要零件選材建議l、齒輪 8級精度，小齒輪40cr鋼，調(diào)質(zhì)齒面硬度250hbs;大齒輪45鋼，齒面硬度225hbs。2、傳動軸 選用45#-鋼，正火處理，200hbs，b590mpa3、減速器上、下座箱材料：灰口鑄鐵ht2004、電動機(jī) j02322 p=4kw，n1 500rmin四設(shè)計(jì)要求

2、1：設(shè)計(jì)說明書1份，字?jǐn)?shù)在500010000字。2、齒輪和軸的設(shè)計(jì)內(nèi)容要詳細(xì)，包括材料與熱處理，齒輪的主要參數(shù)及幾何尺寸，軸的結(jié)構(gòu)，技術(shù)要求，強(qiáng)度和剛度的校核。3、電動機(jī)型號選擇，軸承選擇，減速器上、下座箱基本尺寸，鍵、軸蓋、皮帶輪尺寸等要做簡要說明。4、要求總裝圖紙一張 (1#)、齒輪軸零件圖一張(2#圖紙)、齒輪的零件圖一張(2#圖紙)五.畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書按下列要求編寫：1，說明書目錄2，概況 3，各零部件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)（附圖）4，設(shè)計(jì)計(jì)算步驟、方法所采用的數(shù)據(jù)、公式及來源5，設(shè)計(jì)結(jié)果的評價認(rèn)識及建議，不盡合理處的改進(jìn)方法6，設(shè)計(jì)小結(jié)2. 傳動系統(tǒng)方案的擬定帶式輸送機(jī)傳動系統(tǒng)方案如下圖所示。帶式輸

3、送機(jī)由電動機(jī)驅(qū)動。電動機(jī)1通過v帶傳動2將動力傳入兩級圓柱齒輪減速器3，再經(jīng)過聯(lián)軸器4，將動力傳至輸送機(jī)滾筒5，帶動輸送機(jī)6工作。傳動系統(tǒng)中經(jīng)v帶輪減速之后，再通過兩級齒輪減速器，其結(jié)構(gòu)簡單，但齒輪相對于軸承位置不對稱，因此要求軸有較大的剛度。 3. 電動機(jī)的選擇1）傳動系統(tǒng)總效率5w輸送機(jī)滾筒軸至輸送帶之間的傳動效率；c 聯(lián)軸器效率，c =0.99； g 閉式圓柱齒輪傳動效率， =0.97 b 對滾動軸承效率，b =0.99；b v帶效率，v =0.94； cy輸送機(jī)滾筒效率，cy =0.96；估算傳動系統(tǒng)總效率=123445567w式中 23=v =0.94；34=bg=0.990.97=

4、0.9603;45=bg=0.990.97=0.9603;56=bc=0.990.99=0.9801;7w=bcy=0.990.95=0.9504;系統(tǒng)總效率=233445567w =0.940.96030.96030.98010.9504=0.8074;2)電動機(jī)型號的選擇根據(jù)任務(wù)書推薦要求選用y系列三相異步電動機(jī)，型號為y112m-4，其主要性能數(shù)據(jù)如下：電動機(jī)額定功率 pm=4.0 kw電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 nm=1440 r/min電動機(jī)中心高 h=112 mm電動機(jī)軸伸直徑 d=28 mm電動機(jī)軸伸長度 e=60 mm4. 傳動比的分配帶式輸送機(jī)傳動系統(tǒng)的總傳動比i=16 (減速器內(nèi)傳動比

5、)；按展開式布置?？紤]潤滑條件，為了使兩級大齒輪直徑相近，可由二級圓柱齒輪減速器傳動比分配圖展開式曲線差得i1=4.76，則i2=i/i1=16/4.76=3.365. 傳動系統(tǒng)的運(yùn)動和動力參數(shù)計(jì)算傳動系統(tǒng)各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩計(jì)算如下：1軸（輸入軸）由任務(wù)書中得知輸入軸轉(zhuǎn)速n=960rminn1= 960 r/min； 其次由于任務(wù)書中為給確定的輸送帶和滾筒具體參數(shù)，那假設(shè)p1=pr=4 kw；t1=9550=95504/960=39.79nm；2軸（減速器中間軸）n2=n1/i1=960/4.76=201.68 r/min；p2=p112=40.9603=3.744 kw；t2=9550p

6、2/n2=95503.744/201.68=177.29nm；3軸（減速箱低速軸）n3=n2/i2=201.68/3.36=60.02r/min；p3=p223=3.7440.9603=3.60kw；t3= 9550p3/n3=95503.60/60.02=572.81nm；將上述計(jì)算結(jié)果和傳動比效率匯總?cè)绫恚狠S 號電動機(jī)兩級圓柱齒輪減速器0軸1軸2軸3軸轉(zhuǎn)速n(r/min)1440960201.6860.02功率p(kw)443.7443.60轉(zhuǎn)矩t(nm)2.239.79177.29572.81 聯(lián)接件傳動件齒輪齒輪傳動比i4.763.36傳動效率0.96030.96031) 高速級圓柱齒

7、輪設(shè)計(jì)（此處的下標(biāo)1表示為小齒輪，2為大齒輪） 選擇齒輪材料及熱處理方式小齒輪選用40cr鋼，調(diào)質(zhì)處理，；大齒輪選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，； 確定許用接觸應(yīng)力和 mpa取疲勞極限應(yīng)力 根據(jù)接觸應(yīng)力變化次數(shù)按文獻(xiàn)3取接觸強(qiáng)度計(jì)算壽命系數(shù)=1，=1；因1對齒輪均為軟尺面，故取工作硬化系數(shù)=1；一般計(jì)算中取潤滑系數(shù)=1;按文獻(xiàn)3，當(dāng)失效概率低于1/100時，取接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)。將以上數(shù)值代入許用接觸應(yīng)力計(jì)算公式得 按齒面接觸強(qiáng)度條件計(jì)算中心距a大齒輪轉(zhuǎn)矩 nm理論傳動比 齒寬系數(shù) 初取載荷系數(shù) 彈性系數(shù) 初取節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 初取重合度系數(shù) 將以上數(shù)據(jù)帶入公式按表取 確定主要參數(shù)和計(jì)算主要尺寸模數(shù)：齒

8、數(shù)：經(jīng)元整后取，理論傳動比 實(shí)際傳動比 ：， 在允許誤差范圍內(nèi)分度圓直徑：齒寬：取 取同理， 確定載荷系數(shù)k使用系數(shù),按表6-5，=1.0；動載系數(shù)，齒輪圓周速度齒輪精度，參考表6-6取為8級精度，按圖6-20，動載荷系數(shù)，齒向載荷分布系數(shù)，端面重合度 =1.88-3.2（+）=1.88-3.2（+）=1.65當(dāng)總重合度 時，則齒間載荷分配系數(shù)=1.24，最后求得在和系數(shù) 驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度按文獻(xiàn)3,算得重合度系數(shù) = 由于，故設(shè)計(jì)偏于安全。 確定許用彎曲應(yīng)力 mpa按文獻(xiàn)3，取彎曲疲勞極限應(yīng)力根據(jù)彎曲應(yīng)力變化總次數(shù)取彎曲強(qiáng)度計(jì)算系數(shù)當(dāng)時，尺寸系數(shù),按標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)規(guī)定，取試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)

9、。按文獻(xiàn)3，當(dāng)失效概率低于1/100時，取彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù)。代入公式得 驗(yàn)算齒輪彎曲強(qiáng)度 根據(jù)齒數(shù)：。按文獻(xiàn)3，取齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)分別為 按文獻(xiàn)3算的重合度系數(shù)將以上數(shù)值代入應(yīng)力計(jì)算公式因?yàn)?，故齒輪彎曲強(qiáng)度滿足要求，設(shè)計(jì)偏于安全。 主要設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果高速級參數(shù)：中心距 a1=65mm法面模數(shù) mn=1.3mm齒數(shù) =17 =83分度圓直徑 =22.1mm =107.9mm 齒頂圓直徑 =24.7mm =110.5mm齒根圓直徑 =18.85mm =104.65mm齒寬 =65mm =75mm齒輪精度等級 8級低速級參數(shù)：中心距 a2=70mm法面模數(shù) mn=1.4mm齒數(shù) =25 =8

10、3分度圓直徑 =35mm =116.2mm 齒頂圓直徑 =37.8mm =119mm齒根圓直徑 =31.5mm =112.7mm齒寬 =65mm =75mm齒輪精度等級 8級6. 減速器軸及軸上零件的設(shè)計(jì)1) 軸的布置軸的布置參照圖已知數(shù)據(jù)鑄造減速箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸表:名 稱符號尺寸關(guān)系取 值箱座壁厚5mm箱蓋壁厚4.5mm箱蓋凸緣厚度6.75mm箱座凸緣厚度7.5mm箱座底凸緣厚度14.34mm地腳螺釘直徑 14.34 mm地腳螺釘數(shù)目查手冊4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑14mm蓋與座聯(lián)接螺栓直徑10mm聯(lián)接螺栓的間距170mm軸承端蓋螺釘直徑8mm視孔蓋螺釘直徑6mm定位銷直徑14mm至直外箱壁距離查

11、手冊14mm至凸緣邊緣距離查手冊12mm軸承旁凸臺半徑12mm凸臺高度35mm外箱壁至軸承座端面距離32mm箱蓋箱座肋厚8mm2) 軸的設(shè)計(jì) 高速軸（1軸）的設(shè)計(jì)軸上小齒輪的直徑較小，采用齒輪軸結(jié)構(gòu)。選擇軸的材料及熱處理 45號鋼，調(diào)質(zhì)。軸的受力分析軸的受力簡圖如圖（a）所示。圖中=175mm；=50mm；=125mm；a) 計(jì)算齒輪的嚙合力b) 求水平面內(nèi)的支承反力，作水平面內(nèi)的彎矩圖軸在水平面內(nèi)的受力簡圖如（b）所示。 nmm軸在水平面內(nèi)的彎矩圖如圖（d）所示c) 求垂直面內(nèi)的支承反力，作水平面內(nèi)的彎矩圖軸在垂直面內(nèi)的受力簡圖如圖（c）所示。 nmm nmm軸在垂直面內(nèi)的彎矩圖如圖（e）所

12、示。d) 求支承反力，作軸的合成彎矩圖，轉(zhuǎn)矩圖 軸向力，故得擬用深溝球軸承，并采用兩端固定組合方式，故軸向力作用在軸承a上。 nmm nmm傳動力矩 =24419.95 nmme）軸的初步設(shè)計(jì)由文獻(xiàn)2表15-1和15-3查表得： ，取折算系數(shù)0.6由式所以 20.18mm, f）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 按經(jīng)驗(yàn)公式，減速器輸入端的軸端直徑 初步確定軸的最小直徑，由式（15-2）估算，查表得，所選電動機(jī)軸直徑輸入軸端選用彈性套柱銷聯(lián)軸器 tn=125n.mm,n=4600r/min；輸入軸端直徑選用de=32mm；安裝齒輪，聯(lián)軸器處軸肩結(jié)構(gòu)尺寸參考文獻(xiàn)1的表5-2確定 中間軸（2軸）的設(shè)計(jì)選擇軸的材料及熱處

13、理 45號鋼，調(diào)質(zhì)a) 軸的受力分析軸的受力簡圖如圖（a）所示。(a)（a）軸的受力簡圖；（b）軸在水平面內(nèi)的受力分析；（c）軸在垂直面內(nèi)的受力簡圖；(b)(c)圖中=177mm； ； 計(jì)算齒輪的嚙合力軸在水平面內(nèi)的受力簡圖如（b）所示。 92327.34 nmm 136741 nmm軸在垂直面內(nèi)的受力簡圖如圖（c）所示。 10195.41 nmm = -15635.07nmm26908.83 nmm求支承反力，作軸的合成彎矩圖，轉(zhuǎn)矩圖 = 1821.34 n = 2382.30 n軸向力，故得擬用深溝球軸承，并采用兩端固定組合方式，故軸向力作用在軸承b上。 92888.56 nmm 9346

14、1.82 nmm nmm =112329.53 nmm b) 軸的初步設(shè)計(jì)由文獻(xiàn)2表15-1和15-3查表得：45號鋼調(diào)制處理， 取折算系數(shù)0.6由式 所以 26.99 mm 29.77 mm在軸c、d段開有二個鍵槽，直徑增大4%，28.07 mm，30.96 mm軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安裝齒輪，聯(lián)軸器處軸肩結(jié)構(gòu)尺寸參考文獻(xiàn)1的表5-2確定按經(jīng)驗(yàn)公式，減速器高速級從動軸的危險截面直徑d(0.30.35)a=(0.30.35)118=35.441.3 mm。取減速器中間軸的危險截面的直徑 =40 mm；減速器中間軸的結(jié)構(gòu)圖。 低速軸（3軸）的設(shè)計(jì)選擇軸的材料及熱處理 45號鋼，調(diào)質(zhì)（a）軸的受力簡圖；（b

15、）軸在水平面內(nèi)的受力分析；（c）軸在垂直面內(nèi)的受力簡圖；(b)(c)(a)a) 軸的受力分析 b) 軸的受力簡圖如圖（a）所示。圖中=177 mm； c) 計(jì)算齒輪的嚙合力 求水平面內(nèi)的支承反力，軸在水平面內(nèi)的受力簡圖如（b）所示。 n n 116240.21 nmm 求垂直面內(nèi)的支承反力，軸在垂直面內(nèi)的受力簡圖如圖（c）所示。 n n 42298.58 nmm 求支承反力，合成彎矩，轉(zhuǎn)矩 = 980.93 n = 2114.55 n 123697.03 nmm 396969 nmm d) 軸的初步設(shè)計(jì)由文獻(xiàn)2表15-1和15-3查表得： 取折算系數(shù)0.6由式 所以 35.76 mm 在軸c段

16、開有1個鍵槽，直徑增大4%，37.19 mme) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按經(jīng)驗(yàn)公式，減速器低速級從動軸的危險截面直徑=(0.30.35)a=(0.30.35)170=5159.5 mm。安裝齒輪，聯(lián)軸器處軸肩結(jié)構(gòu)尺寸參考文獻(xiàn)1的表5-2確定取減速器中間軸的危險截面的直徑= 56 mm；7. 減速器滾動軸承的選擇1) 高速軸（1軸）上滾動軸承的選擇因?yàn)橹慰缇嗖淮?，故采用兩端固定式軸承組合方式，軸承類型選擇深溝球軸承，軸承的預(yù)期壽命為 h。由前計(jì)算結(jié)果所知，軸承所受徑向力 n軸向力 n基本額定動載荷 kn，基本額定靜載荷 kn軸承工作轉(zhuǎn)速 r/min初選滾動軸承 6206 gbt27694 (參見附錄e-

17、2) e =0.21 x=0.56 y =2.09,徑向當(dāng)量動載荷 因?yàn)?所以選深溝球軸承6206 gbt27694 滿足要求。相關(guān)數(shù)據(jù)如下：d=72 mm b=19 mm mm 2) 中間軸（2軸）上滾動軸承的選擇選擇深溝球軸承，軸承的預(yù)期壽命為 h。由前計(jì)算結(jié)果所知，軸承所受徑向力 n軸向力 n工作轉(zhuǎn)速 r/min初選軸承 6307 gbt27694 (參見附錄e-2)基本額定動載荷33.2 kn基本額定靜載荷19.2 kn e =0.205 x=1 y =2徑向當(dāng)量動載荷 因?yàn)?所以選深溝球軸承6307 gbt27694滿足要求。相關(guān)數(shù)據(jù)如下：d=80 mm b=21 mm mm 3)

18、低速軸（3軸）上滾動軸承的選擇選擇深溝球軸承，軸承的預(yù)期壽命為 h。由前計(jì)算結(jié)果所知，軸承所受徑向力 n工作轉(zhuǎn)速 r/min初選軸承 6239 gbt27694 (參見附錄e-2)基本額定動載荷31.5 kn徑向當(dāng)量動載荷 因?yàn)?所以選深溝球軸承6239 gbt27694滿足要求。相關(guān)數(shù)據(jù)如下：d=85 mm b=19 mm mm 8. 鍵聯(lián)接的選擇1) 高速軸（1軸）由前面的計(jì)算結(jié)果知：工作轉(zhuǎn)矩t=24.42 nm，工作轉(zhuǎn)速 r/min選擇工作情況系數(shù) k=1.75計(jì)算轉(zhuǎn)矩 nm選tl型彈性套柱銷聯(lián)軸器。按附錄f，選用tl4聯(lián)軸器，型號為: gb432384許用轉(zhuǎn)矩t=63 nm,許用轉(zhuǎn)速n

19、=5700 r/min.因t,nn,故該聯(lián)軸器滿足要求。選a型普通平鍵： 初選鍵：b=8 mm，h=7 mm，l=34 mm，l=26 mm參考文獻(xiàn)5表4-3-18，=110mpa，=90mpa由表4-3-16， mpa mpa鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度都滿足要求。2) 中間軸（2軸）上鍵聯(lián)接的選擇由前面的計(jì)算結(jié)果知：工作轉(zhuǎn)矩t=112.33 nm選a型普通平鍵。高速極大齒輪連接鍵：初?。篵=12 mm，h=8 mm，l=32 mm，l=20 mm鍵 1232 gb109679參考文獻(xiàn)5表4-3-18，=110 mpa，=90 mpa由表4-3-16， mpa mpa鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度都滿足要

20、求。低速級小齒輪：初?。篵=12 mm，h=8 mm，l=56 mm，l=44 mm鍵 1280 gb109679參考文獻(xiàn)5表4-3-18，=110 mpa，=90 mpa由表4-3-16， mpa mpa鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度都滿足要求。9. 潤滑方式、潤滑劑及密封裝置的選擇齒輪采用脂潤滑,工業(yè)閉式齒輪油，gb 5903-95，粘度牌號：l-ckb150，運(yùn)動粘度135165 mm/s(40)，傾點(diǎn)-8,粘度指數(shù)大于90軸承采用脂潤滑,通用鉀基潤滑脂，gb7324-94，代號1號，滴點(diǎn)大于170，工作錐入度3134mm（25，150g）密封用氈圈密封。10. 設(shè)計(jì)小結(jié)在此次的機(jī)械課程設(shè)計(jì)中，

21、通過對減速器的設(shè)計(jì)，我有了很多的收獲。首先，通過這一次的課程設(shè)計(jì)，我進(jìn)一步鞏固和加深了所學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì)基本理論、基本概念和基本知識，培養(yǎng)了自己分析和解決與本課程有關(guān)的具體機(jī)械所涉及的實(shí)際問題的能力。對減速器的所有組件都有了更加深刻的理解，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。而且，這次課程設(shè)計(jì)過程中，我與同班同學(xué)們的激烈討論讓我認(rèn)識深刻地感受到了“眾人拾材火焰高”。其次，通過這次課程設(shè)計(jì)，對減速器各傳動機(jī)構(gòu)以及機(jī)構(gòu)選型、運(yùn)動方案的確定以及齒輪傳動進(jìn)行運(yùn)動分析有了初步詳細(xì)精確話的了解，這都將為我以后參加工作實(shí)踐有很大的幫助。我覺得非常有成就感，培養(yǎng)了我對機(jī)械課程設(shè)計(jì)很深的學(xué)習(xí)興趣。這次課程設(shè)計(jì)我投入了不少時間和精力，我覺得這是完全值得的。我獨(dú)立思考的能力得到了進(jìn)一步的加強(qiáng)，與此同時，又增強(qiáng)了我對積極求解的理解。在我的設(shè)計(jì)過程中，我采用了邊設(shè)計(jì)邊查閱資料的形式，因?yàn)楹芏嘣碇R我都不懂，只有不斷地翻閱資料，這樣，我才能更加了解減速器的構(gòu)成及其減速原理等等知識。在這次的減速器設(shè)計(jì)中，我顯得很是幼稚不成熟，但是我從光是學(xué)習(xí)書本上的理論走上實(shí)際的設(shè)計(jì)，并自己動手做出了自己的東西，我已經(jīng)有了一個很好的起點(diǎn)，我在這過程中漸漸明白了我學(xué)的那些專業(yè)知識有什么用，我要干什么，就像學(xué)步的娃娃，終于可以一點(diǎn)一點(diǎn)的走起來，雖然我現(xiàn)在走得不平穩(wěn)，會摔倒