直齒圓柱齒輪減速機(jī)設(shè)計

1、1 目目 錄錄 摘 要 .3 前言 .3 第 1 章 設(shè)計任務(wù)書.4 1.1 設(shè)計任務(wù)書: .4 1.1.1 設(shè)計任務(wù).4 1.1.2 設(shè)計要求.5 第 2 章 傳動裝置整體設(shè)計方案.5 2.1 傳動方案的擬定和選擇 .5 2.2 工作機(jī)器特征的分析 .5 2.3 傳動方案說明 .6 第 3 章 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算.7 3.1 電動機(jī)的選擇 .7 3.1.1 工作機(jī)（滾筒）所需的功率.7 Pw 3.1.2 電機(jī)所需的工作功率（KW） .7 Pd 3.1.3 電機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為.8 3.1.4 電機(jī)型號確定.9 3.2 傳動裝置的總傳動比確定和分配 .9 3.2.1 裝置的總傳動

2、比.9 ia 2 3.2.2 傳動比分配原則.10 3.2.3 分配各級傳動比.10 第 4 章 .11 4.1 各軸轉(zhuǎn)速、功率、扭矩的計算 .12 4.1.1 計算各軸轉(zhuǎn)速計算（r/min）.12 4.1.2 各軸的功率計算（KW）.12 4.1.3 各軸扭矩計算（NMM） .12 致謝 .13 參考文獻(xiàn) .14 3 直齒圓柱齒直齒圓柱齒輪減速器的輪減速器的設(shè)計設(shè)計 摘要摘要：本次設(shè)計主要針對單級直齒圓柱齒輪減速器的設(shè)計過程， 介紹了減速器設(shè)計 過程 中要掌握的知識，比如項目任務(wù)的制定；傳動方案參數(shù)的分析；電動機(jī)的選 擇；運動參數(shù) 的計算；傳動零件的設(shè)計計算；軸承的選擇計算；減速器軸的設(shè)計

3、計算；鍵聯(lián)接和聯(lián)軸器 的選擇計算；潤滑方式、潤滑油牌號及密封裝置的選擇 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：項目任務(wù)書 傳動方案參數(shù)分析 減速器的設(shè)計計算 前言前言 機(jī)械設(shè)計（machine design），根據(jù)用戶的使用要求對專用機(jī)械的工作原 理、 結(jié)構(gòu)、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤 滑方法 等進(jìn)行構(gòu)思、分析和計算并 將其轉(zhuǎn)化為具體的描述以作為制造依據(jù)的 工作過程。 機(jī)械設(shè)計是機(jī)械工程的重要組成部分，是機(jī)械生產(chǎn)的第一步，是決 定機(jī)械性能的 最主要的因素。機(jī)械設(shè)計的努力目標(biāo)是：在各種限定的條件 （如材料、加工能力、 理論知識和計算手段等）下設(shè)計出最好的機(jī)械，即做出 優(yōu)化設(shè)計。優(yōu)化設(shè)計需

4、要綜 合地考慮許多要求，一般有：最好工作性能、最低 制造成本、最小尺寸和重量、 使用中最可靠性、最低消耗和最少環(huán)境污染。這 些要求常是互相矛盾的，而且它 們之間的相對重要性因機(jī)械種類和用途的不同 而異。設(shè)計者的任務(wù)是按具體情況 權(quán)衡輕重，統(tǒng)籌兼顧，使設(shè)計的機(jī)械有最優(yōu) 的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。 主要程序： 4 1、 根據(jù)用戶訂貨、市場需要和新科研成果制定設(shè)計任務(wù)。 2、 初步設(shè)計。 包括確定機(jī)械的工作原理和基本結(jié)構(gòu)形式，進(jìn)行運動設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計并繪制初 步總圖以及初步審查。 3、 技術(shù)設(shè)計。包括修改設(shè)計（根據(jù)初審意見）、繪制全部零部件和新的 總圖，以及第二次審查。 4、 工作圖設(shè)計。包括最后的修改（根

5、據(jù)二審意見）、繪制全部工作圖 （如零件圖、部件裝配圖和總裝配圖等）、制定全部技術(shù)文件（如零件表、易 損 件清單、使用說明等）。 5、 定型設(shè)計。用于成批或大量生產(chǎn)的機(jī)械。對于某些設(shè)計任務(wù)比較簡單 （如 簡單機(jī)械的新型設(shè)計、一般機(jī)械的繼承設(shè)計或變型設(shè)計等）的機(jī)械設(shè)計可 省去 初步設(shè)計程序。 在設(shè)計開始之前，先要制定設(shè)計任務(wù)。當(dāng)設(shè)計任務(wù)比較復(fù)雜時， 一般采用三 階段設(shè)計，即初步設(shè)計、技術(shù)設(shè)計和工作圖設(shè)計；當(dāng)任務(wù)比較簡單， 如簡單機(jī)械 的新型設(shè)計、一般機(jī)械的繼承設(shè)計或變型設(shè)計，則一開始就將設(shè)計 做到技術(shù)設(shè)計 深度，經(jīng)審查、修改和批準(zhǔn)后做工作圖設(shè)計，而成為兩階段設(shè)計。 在三階段設(shè)計 第第 1 1 章章

6、 設(shè)計任務(wù)書設(shè)計任務(wù)書 1.11.1設(shè)計任務(wù)書設(shè)計任務(wù)書: : 1.1.1 設(shè)計任務(wù) 1) 課題： 設(shè)計一用于傳送帶裝置上的展開式雙級圓柱齒輪減速器，運輸機(jī)連續(xù)單向 運轉(zhuǎn),載荷變化不大,空載起動,卷筒效率為=1，減速器小批量生產(chǎn),使用期限 w 10 年(300 天/年),兩班制工作,運輸容許速度誤差為 5%,車間有電壓 380/220V。三相交流。 表： 表 1-1 基本參數(shù)表 題號 基本參數(shù) 1234 5 傳送帶工作拉 力 F（N） 10000100001200012000800008000015000 傳送帶工作速 度 V（m/s） 0.80.80.60.60.60.60.5 滾筒直徑 D

7、（mm） 500500400500 2) 原始數(shù)據(jù)： 傳送帶工作拉力 F（N）=10000 N 傳送帶工作速度 V（m/s）=0.8 m/s 滾筒直徑 D（mm）=500 mm 1.1.2 設(shè)計要求 1. 減速器裝配圖一張。 2. CAD 繪制軸、齒輪零件圖各一張。 3. 減速器箱體零件圖一張。 4. 設(shè)計說明書一份。 第第 2 2 章章 傳動裝置整傳動裝置整體設(shè)計方案體設(shè)計方案 2.12.1傳動方案的傳動方案的擬定和選擇擬定和選擇 傳動方案應(yīng)滿足工作機(jī)的要求，適應(yīng)工作環(huán)境和條件，應(yīng)滿足工作可靠的要求且結(jié)構(gòu) 簡單，尺寸緊湊，制造成本低，傳動效率高，維護(hù)方便。設(shè)計時應(yīng)該從多個方案中選出較 為經(jīng)濟(jì)

8、合理的方案，如下圖幾種方案： 6 如圖 2-1： A 寬度尺寸小，在惡劣環(huán)境下長期工作，但圓錐齒輪制造困難，成本高。 C 此方安為蝸桿-圓柱齒輪減速器，其傳動有效率低、發(fā)熱量大和磨損嚴(yán)重，渦輪齒 圈部分經(jīng)常用減磨性能好的有色金屬（如青銅）制造，成本高等缺點。 綜上所述，選擇 B 方案較為經(jīng)濟(jì)合理。 2.22.2工作機(jī)器特工作機(jī)器特征的分析征的分析 B 方案為展開式雙級圓柱齒輪減速器，其結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用范圍廣，輸入軸 伸出端和輸出軸伸出端的位可根據(jù)需要來選擇。但由于齒輪相對于兩軸承不是 對稱布置，因此當(dāng)軸承發(fā)生相對彎曲變形時，容易引起載荷沿輪齒齒寬方向分 布不均勻，故宜用于載荷較平穩(wěn)的機(jī)械中。 2

9、.32.3傳動方案說傳動方案說明明 7 圖 2.3-1 傳動裝置結(jié)構(gòu) 1) 傳動裝置組成： 電機(jī)及 V 帶傳動 1、減速器 2、工作機(jī)組成3。 2)傳動原理： 電動機(jī)與減速器是通過皮帶進(jìn)行傳動的，由于電機(jī)轉(zhuǎn)速高，所以經(jīng)過減 速器二級變速，通過聯(lián)軸器帶動滾輪轉(zhuǎn)動。 在同樣的張緊力下，三角皮帶較平帶傳動能產(chǎn)生更大的摩擦力，而且三 角皮帶允許的中心中距較平帶大，傳動平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡單，使用維護(hù)方便，價 格低廉。故在第一級（高速級）采用三角皮帶傳動較為合理，這樣還可以減 輕電動機(jī)因過載產(chǎn)生的熱量，以免燒壞電機(jī)，當(dāng)嚴(yán)重超載或有卡死現(xiàn)象時， 皮帶打滑，可以起保護(hù)電機(jī)的作用。 第第 3 3 章章 計算傳動裝計算

10、傳動裝置的運動和置的運動和動力參數(shù)計動力參數(shù)計算算 3.13.1電動機(jī)的選電動機(jī)的選擇擇 3.1.1 工作機(jī)（滾筒）所需的功率Pw 由任務(wù)書原始數(shù)據(jù)得： 8 傳送帶工作拉力 F=10000 N 傳送帶工作速度 V=0.8 m/s 滾筒直徑 D=500 mm =0.8（KW） Pw W VF 1000 11000 8 . 010000 3.1.2 電機(jī)所需的工作功率（KW） Pd 傳動裝置所需要的總效率： a 表格： 表 3.1.2-1 各部件傳動效率 各部件傳動效率代號傳動效率值傳動效率值 (三角皮帶傳動效率) 0 0.960.96 (滾動軸承) 30.980.98 (聯(lián)軸器) 20.990.

11、99 ( (雙級圓柱齒雙級圓柱齒輪輪) ) 10.970.97 由圖 3.1.2-1 和表 3.1.2-1 得： 9 0a 2 1 2 4 3 = 98 . 0 99 . 0 97 . 0 96 . 0 42 = 8248 . 0 1) 電機(jī)所需的功率： Pd 選取載荷系數(shù) K=1.2 =（KW） Pd a WPK 6391.11 8248 . 0 82 . 1 3.1.3 電機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為 工作機(jī)（滾筒）的轉(zhuǎn)速： n =（r/min） n D v 60 1000 50014 . 3 8 . 0601000 5732.30 經(jīng)查表，V 帶的傳動比為 24，二級圓柱齒輪減速器的傳動比為 84

12、0 故，總傳動比的合理范圍=16160 ia 所以電機(jī)的轉(zhuǎn)速可選范圍為： = nd5732.30)16016( =（r/min） 1712.48911712.489 3.1.4 電機(jī)型號確定 一般地最常用、市場上供應(yīng)最多的是周期轉(zhuǎn)速為 1500r/min 的電動機(jī)，故 在滿足額定功率的情況下優(yōu)先選用之。 表格： 表 3.1.4-1 電動機(jī)選擇結(jié)果 電機(jī)名稱Y 系列三相異步電動機(jī) 類別代號 Y 型號規(guī)格 Y160L1-4 10 防護(hù)等級 IP23 安裝形式 B3 極數(shù) 4 額定功率 （kw） 15 轉(zhuǎn)速 （r/min） 1500 電壓 （V） 380 額定電流 （A） 30.1 效率 （%） 8

13、8 3.23.2傳動裝置的傳動裝置的總傳動比確總傳動比確定和分配定和分配 3.2.1 裝置的總傳動比ia = ia n nm 1556.47 5372.30 1440 總傳動比 _ ia 滿載轉(zhuǎn)速 _ nm 工作機(jī)轉(zhuǎn)速 _ n 3.2.2 傳動比分配原則 傳動比的分配原則，多級減速器各級傳動比的分配、直接影響減速器的承載能力和使 用壽命。使各級傳動承載能力大致相等，減速器的尺寸與質(zhì)量較小、使各級齒輪圓周速度 較??；采用油浴潤滑時，使各級齒輪副的大齒輪浸油深度較小。 3.2.3 分配各級傳動比 1) 為使 V 帶輪廓不過大，選取 V 帶傳動比=2.5 ia 故， 2) 減速器傳動比： i 11

14、= i i i o a 862.18 5 . 2 1566.47 V 帶傳動比_ 0i 3) 根據(jù)減速器傳動比傳統(tǒng)分配原則： = i1 )( 3 . 12 . 1i2 所以，取 1.3 = i1 3 . 1i2 = i2 3 . 1 i 809. 3 3 . 1 862.18 =1.33.809=4.9518 i1 高速級傳動比 _ 1i 低速級傳動比 _ 2i 第第 4 4 章章 第二章第二章 4.14.1各軸轉(zhuǎn)速、功率、扭矩的計算各軸轉(zhuǎn)速、功率、扭矩的計算 4.1.1 計算各軸轉(zhuǎn)速計算（r/min） a)=（r/min） n i nm 0 576 5 . 2 1440 b)=（r/min）

15、 n i n 1 32.116 9518 . 4 576 c)=（r/min） n i n 2 583.30 809 . 3 32.116 d)=（r/min） nn583.30 12 4.1.2 各軸的功率計算（KW） 1)各軸輸入功率： a)=（KW） PPd 0 96 . 0 6391.111735.11 b)=（KW） PP 2 197. 0 735.11 2 513.10 c)=（KW） P P 1 513.10 97 . 0 1977.10 d)=（KW） P P 1 1977.10 99 . 0 0958.10 2) 各軸輸出功率： a)= PP 3 1735.11 95.109

16、8 . 0 b)=（KW） PP 3 513.10 3027.1098 . 0 c)=（KW） PP 3 1977.10 9937 . 9 98 . 0 d)=（KW） PP 3 0958.10 8939 . 9 98 . 0 4.1.3 各軸扭矩計算（Nmm） 1) 各軸輸入轉(zhuǎn)矩： a)（Nmm）189864.77 1440 6391.11 9550 Td b)（Nm T 0 0iTd2556.18596 . 0 5 . 218986.77 m） c)（N T 2 1 1iT133.86397 . 0 9518 . 4 256.185 2 mm） d) T 1 2iT （Nmm） 044.3

17、18997 . 0 809 . 3 133.863 e)（Nmm） T 2 T149.315799 . 0 044.3189 2) 各軸輸出轉(zhuǎn)矩： a)=（Nmm） TT 3 55.18198 . 0 2556.185 b)=（Nmm） TT 3 87.84598 . 0 133.863 13 c)=（Nmm） TT 3 26.312598 . 0 044.3189 d)=（Nmm） TT 3 01.309498 . 0 149.3157 表： 運動和動力參數(shù)結(jié)果 功率 P（ KW）轉(zhuǎn)矩 T（ Nm） 軸名 轉(zhuǎn)速 （r/min） 輸入輸出輸入輸出 電機(jī)軸 144011.639177.190 軸

18、 57611.17410.95185.256181.55 軸 116.3210.51310.30863.133845.87 軸 30.58310.1989.993189.0443125.26 軸 30.58310.0969.893157.1493094.01 致謝致謝 歷時將近兩個月的時間終于將這篇論文寫完，在論文的寫作過 程中遇到了無數(shù)的困難和障礙，都在同學(xué)和老師的幫助下度過了。 尤其要強(qiáng)烈感謝我的論文指導(dǎo)老師王云輝，她對我進(jìn)行了無私的 指導(dǎo)和幫助，不厭其煩的幫助我進(jìn)行論文的修改和改進(jìn)。另外，在 校圖書館查找資料的時候，圖書館的老師也給我提供了很多方面的 14 支持與幫助。在此向幫助和指導(dǎo)過我的各位老師表示最忠心的