畢業(yè)論文一級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)

1、山東華宇職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題名稱 一級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì) 專業(yè) 數(shù) 控 技 術(shù) 班級(jí) 06 高職數(shù)控13班 學(xué)號(hào) 20062021341 姓名 張 延 申 指導(dǎo)教師 于 清 東 摘 要機(jī)器通常是由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作機(jī)三部分組成。傳動(dòng)裝置是用以傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，變換運(yùn)動(dòng)形式以實(shí)現(xiàn)工作機(jī)預(yù)定的工作要求，是機(jī)器重要的組成部分。減速器就是位于原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)之間的一種機(jī)械傳動(dòng)裝置。由于其傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，效率高，壽命長，且維修方便，得到廣泛應(yīng)用。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是機(jī)械傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)，包括傳動(dòng)方案的擬定與分析；電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選擇；總傳動(dòng)比的計(jì)算及其分配；傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)

2、參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算；各級(jí)傳動(dòng)件設(shè)計(jì)和裝配圖、零件圖的繪制。關(guān)鍵詞：直齒圓柱齒輪 減速器 傳動(dòng)裝置 1 擬定傳動(dòng)方案為了估算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比范圍，以便選擇合適的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)方案，可先由已知條件計(jì)算其驅(qū)動(dòng)卷筒的轉(zhuǎn)速 即： 一般常選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min或1500r/min的電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，因此傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比約為17或25.因?yàn)檫\(yùn)輸帶需要連續(xù)工作,單向運(yùn)轉(zhuǎn),且載荷平穩(wěn)故采用如圖1.1的傳動(dòng)方案。圖1.1傳動(dòng)方案2 電動(dòng)機(jī)的選擇2.1電動(dòng)機(jī)類型的選擇和結(jié)構(gòu)形式按工作要求和工作條件,選用一般用途的y(ip44)系列三相異步電動(dòng)機(jī)。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。y系列三相交流異步機(jī)具有高效、節(jié)能、震

3、動(dòng)小、噪聲小和運(yùn)行安全可靠的特點(diǎn)，安裝尺寸和效率等級(jí)符合國際標(biāo)準(zhǔn)，因此選用y（ip44）系列。2.2電動(dòng)機(jī)容量電動(dòng)機(jī)容量（功率）選得合適與否，對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。當(dāng)容量小于工作要求時(shí)，電動(dòng)機(jī)不能保證工作機(jī)構(gòu)的正常工作，或使電動(dòng)機(jī)因長期過載發(fā)熱量大而過早損壞，容量過大則電動(dòng)機(jī)價(jià)格高，能量不能充分利用，經(jīng)常處于不滿載運(yùn)行，其效率和功率因數(shù)都較低，增加電能消耗，造成很大浪費(fèi)。電動(dòng)機(jī)容量主要根據(jù)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱條件來決定，電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱與其運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)。對(duì)于長期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)載荷不變或變化很小，常溫下工作的機(jī)械，只要所選電動(dòng)機(jī)的額定功率略大于或等于所需電動(dòng)機(jī)功率卷筒軸的輸出功率已知 則電動(dòng)機(jī)的輸

4、出功率 傳動(dòng)裝置的總效率式中, 、分別為從電動(dòng)機(jī)到卷筒之間的各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和軸承的效率。 由資料查得： 彈性連軸器 1個(gè)=0.99滾動(dòng)軸承 2對(duì)=0.99圓柱齒輪閉式傳動(dòng) 1對(duì)=0.97v帶開式傳動(dòng) 1副 =0.95卷筒軸滑動(dòng)軸承潤滑良好 1對(duì)=0.98則： 故 查表選取電動(dòng)機(jī)額定功率pd=4kw。2.3電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速容量相同的同類電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高，則磁極數(shù)越少，尺寸和重量較小，價(jià)格也越低，但電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與工作機(jī)轉(zhuǎn)速相差過多勢必造成傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比加大，致使外輪廓尺寸和重量增加，價(jià)格提高，而選用轉(zhuǎn)速低的電動(dòng)機(jī)是，則情況正好相反，有表2-1查得v帶傳動(dòng)常用傳動(dòng)比范圍24，單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍3

5、6。選用電動(dòng)機(jī)最小轉(zhuǎn)速：選用電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)速:同步轉(zhuǎn)速為960r/min選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為y132m1-62.4電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形,安裝尺寸查表20-1,表20-2得出y132m1-6型電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形,安裝尺寸,并列表如下：電機(jī)型號(hào): y132m1-6額定功率: 4kw同步轉(zhuǎn)速 1000r/min滿載轉(zhuǎn)速 960r/min 電動(dòng)機(jī)質(zhì)量 73kg軸徑 28mm表2.1電機(jī)型號(hào)額定功率同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速電機(jī)質(zhì)量軸徑mmy132m1-64kw1000r/min960r/min73kg28mm3 計(jì)算傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比3.1傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比電動(dòng)機(jī)選定y132m1-6,根據(jù)電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速nm=96

6、0r/min及工作轉(zhuǎn)速nw=60.0241r/min。就可以計(jì)算出傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比3.2分配各級(jí)傳動(dòng)比選取v帶傳動(dòng)比則單級(jí)圓柱齒輪減速器比為所計(jì)算的值符合一般圓柱齒輪和單級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比的常用范圍要。4 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)4.1各軸轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)軸為軸，減速器高速軸為軸，低速軸為軸，則各軸轉(zhuǎn)速為：4.2各軸輸入功率按機(jī)器的輸出功率pd計(jì)算各軸輸入功率，即 軸i 的功率軸ii功率4.3各軸轉(zhuǎn)距電動(dòng)機(jī)軸轉(zhuǎn)矩軸1的轉(zhuǎn)矩軸2的轉(zhuǎn)矩5 設(shè)計(jì)帶輪5.1計(jì)算功率p=pd=4kw運(yùn)輸帶連續(xù)工作，一班制（工作8小時(shí)）,單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn), 運(yùn)輸帶速度允許誤差為5%，原動(dòng)機(jī)為鼠籠型交流電動(dòng)機(jī)。查表得

7、，則計(jì)算功率p傳動(dòng)的名義功率即額定功率工作情況系數(shù)5.2選擇普通v帶型號(hào)已知根據(jù)pc=4.4kw， ，由圖13-15確定v帶型號(hào)為a型小帶輪的直徑d1=8100mm5.3確定帶輪基準(zhǔn)直徑由表8-11及推薦標(biāo)準(zhǔn)值確定小帶輪直徑則大帶輪直徑查表選取標(biāo)準(zhǔn)值 =315mm5.4驗(yàn)算帶速 在525m/s范圍內(nèi)，符合帶速要求。從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速誤差:誤差在規(guī)定的范圍內(nèi)，符合設(shè)計(jì)要求。5.5 v帶基準(zhǔn)長度和中心距（1）初定中心距中心距的范圍初步選取a0=350mm（2）初算帶長（3）選定基準(zhǔn)長度查表并園得帶的基準(zhǔn)長度ld=1600mm（4）確定實(shí)際中心距傳動(dòng)的實(shí)際中心距選取中心距 中心距的變化范圍為436

8、508mm（5）驗(yàn)算小帶輪包角因?yàn)榘?153.22120 故合格（6）求v帶根數(shù)z由公式可求其根數(shù)根據(jù)=960r/min, =120mm 查表得單根v型帶的額定功率=1.06kw 根據(jù)包角=153.22 查表得 則 取4根v型帶（7）作用在帶上的壓力查表得q=0.10則單根帶的初拉力6 軸的設(shè)計(jì)6.1軸的徑向尺寸設(shè)計(jì)階梯軸的徑向的結(jié)構(gòu)尺寸的變化主要取決于軸上的零件的安裝、定位、受力情況、對(duì)軸的表面粗糙度和加工精度的要求。 軸的徑向尺寸確定是在初算直徑的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，軸徑的初步估算法是按純扭距并降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的方法進(jìn)行的，其計(jì)算公式為: p轉(zhuǎn)軸所傳遞的功率n為軸的轉(zhuǎn)速初選軸i和軸ii 45

9、鋼 則c=110取=28mm由于軸ii與聯(lián)軸器聯(lián)接，且聯(lián)軸器為標(biāo)準(zhǔn)件，由軸ii扭矩，查表選取yl10yld10聯(lián)軸器。tn=630580.5878nm 軸ii直徑與聯(lián)軸器內(nèi)孔一致取=45mm6.2軸的軸向尺寸的確定各軸段的軸向尺寸取決于軸上零件的輪轂寬度，而輪轂寬度一般與軸的直徑有關(guān)，確定了軸的直徑，就可以根據(jù)不同零件的結(jié)構(gòu)要求確定其輪轂以及軸上零件定位和固定可靠的需要。（1）為保證軸向定位和固定可靠,與齒輪、聯(lián)軸器、帶輪等零件配合的軸段的長度一般應(yīng)比其他相配合的輪轂稍短一點(diǎn)。（2）為了保證安裝零件時(shí)輪轂上的鍵槽和軸上的鍵容易對(duì)準(zhǔn)，應(yīng)使軸上的鍵槽靠近輪轂裝入一端。（3）軸的外伸長度取決于軸承蓋

10、和軸伸出端安裝的零件。（4）軸的箱體段長度需要待箱體，軸承孔處凸緣的寬度，軸承蓋厚度及軸外伸端所安裝的零件位置和尺寸等確定后才能最后定出。6.3聯(lián)軸器的選擇由于軸ii與聯(lián)軸器聯(lián)接，且聯(lián)軸器為標(biāo)準(zhǔn)件，由軸ii扭矩，查表選取yl10yld10聯(lián)軸器。7 齒輪的設(shè)計(jì)7.1齒輪強(qiáng)度由=320r/min p=3.8kw i=3選取軟齒面齒輪,小齒輪用40mnb，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為260hbs大齒輪用zg35simn，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為225hbs。因，sh1=1.1 sh2=1.1，因，sf=1.3所以 7.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)假設(shè)齒輪按9級(jí)精度制造，取載荷系數(shù)k=1.5，齒寬系數(shù)小齒輪上的轉(zhuǎn)矩 待

11、添加的隱藏文字內(nèi)容2按 計(jì)算中心距已知 u=i=5.333則 mm齒數(shù) =19, 則模數(shù)m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模數(shù)m2.5 確定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm齒寬b=取b1=70mm,b2=60mm7.3驗(yàn)算彎曲強(qiáng)度齒形系數(shù)yf1=2.57，yf2=2.18按式（11-8）輪齒彎曲強(qiáng)度8 軸承的選擇軸承的類型是根據(jù)載荷大小、方向和性質(zhì)，轉(zhuǎn)速高低、旋轉(zhuǎn)精度，工作條件及經(jīng)濟(jì)性等來選擇的；尺寸大小型號(hào)由軸承的壽命計(jì)算確定。一般減速器采用滾動(dòng)軸承。由滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算確定。滾動(dòng)軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要考慮軸承的支撐剛度，同軸度以及軸承的固定調(diào)整，安裝、拆卸、密封和潤滑等問

12、題。由于無軸向載荷，所以應(yīng)選深溝球軸承6000系列，徑向載荷fr=2031.9n，兩個(gè)軸承支撐。fr1=2031.9/21015.9n因?yàn)榇笮奁谌?，可更換一次軸承，所以取三年。工作時(shí)間lh3*365*8=8760（小時(shí)）由公式式中 fp=1.1 p=fr1=1015.9n ft=1 (工作環(huán)境溫度不高)（深溝球軸承系列）則 由附表選6207型軸承齒輪減速器首選兩端單向固定的軸系固定方式，并利用凸緣式軸承蓋與箱體外端面之間的一組墊片調(diào)整軸承間隙。9 鍵的選擇鍵連接的強(qiáng)度校核主要是看其抗擠壓強(qiáng)度是否滿足要求，許用擠壓應(yīng)力應(yīng)按鍵連接鍵、軸、輪轂中材料最弱的選取，一般是輪轂材料最弱 選用平鍵a型，由

13、表10-9按最小直徑計(jì)算，最薄的齒輪計(jì)算b=14mm, h=9mm, l=80mm d=40mm由公式所以選用普通平鍵 所以齒輪與軸的鍵連接中可采用此平鍵10 減速器的選擇10.1通氣器 通氣裝置用于排泄由于傳動(dòng)零件運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的壓縮氣體，使箱體內(nèi)外壓力平衡。通氣裝置多安排在箱體頂部的視孔蓋上，常用的有通氣螺栓和網(wǎng)式通氣器兩種結(jié)構(gòu)形式。由于在外界使用,有粉塵選用通氣室采用m181.510.2油面指示器油標(biāo)尺是用于顯示箱體內(nèi)油面高度。常用油標(biāo)有圓形油標(biāo)尺和長形油標(biāo)尺等。本課題選用規(guī)格為m16的油標(biāo)尺。圓形油標(biāo)尺的結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用較多。在檢查油面高度時(shí)拔出油標(biāo)尺，以桿上油痕判斷油面高度。油標(biāo)尺上兩刻線的

14、位置分別表示極限油面允許值。油標(biāo)尺一般安裝在箱體側(cè)面，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理確定油標(biāo)尺插座位置及傾斜角度，一方面防止油從中溢出，另一方面還要考慮，油標(biāo)尺插取和加工的方便以及與其它結(jié)構(gòu)是否有干涉、碰撞等。10.3起吊裝置采用箱蓋吊耳，箱座吊耳。10.4放油螺栓塞六角細(xì)牙螺栓及墊片m16*1.510.5窺視孔及視孔蓋選用板結(jié)構(gòu)的窺視孔蓋11 潤滑與密封11.1齒輪的潤滑采用浸油潤滑，由于低速級(jí)大齒輪的速度為v=3.14dn/60000=0.6542m/s大齒輪浸油深度為六分之一大齒輪半徑，所以取浸油深度為30mm。11.2滾動(dòng)軸承的潤滑采用飛濺潤滑在箱座凸緣上開設(shè)油溝,并設(shè)擋油盤,以防止軸承旁齒輪嚙合時(shí)所擠

15、出的熱油濺入軸承內(nèi)部，增加軸承的阻力。11.3潤滑油的選擇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11.4密封方式的選取選用凸緣式端蓋，易于調(diào)整軸承間隙，采用端蓋安裝氈圈油封實(shí)現(xiàn)密封。 軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按其定位的軸承外徑?jīng)Q定。鳴 謝 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，由于我個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)和水平有限，因此很難避免在設(shè)計(jì)中存在許多不合理之處，希望各位老師及同學(xué)多多批評(píng)指正。本設(shè)計(jì)是在于清東老師的精心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下完成的。于老師那嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度，待人以誠的寬廣胸懷以及淵博的知識(shí)，為我們樹立了榜樣，是我們今后做學(xué)問的楷模。在此向他表示忠心的感謝！在設(shè)計(jì)說明書的編寫過程中，同時(shí)也得到了其他老師