小模数减速器设计(共22页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上精密机械课程设计 题目：小模数齿轮减速器 班 级： 姓 名： 学 号： 指导老师： 完成时间：目 录设计任务书.2一、传动装置总体设计.3二、传动方案分析.3三、减速器形式的选择以及各级传动比的分配.3四、计算传动装置的运动参数 .4五、齿轮的设计.5六、轴和轴承的设计.15七、联轴器设计.15八、箱体结构的设计.16九、润滑与密封设计.17十、心得体会.18参考文献. 19设计任务书课程设计题目：小模数齿轮减速器设计设计要求： 模数m 1mm， 传动比 i=150 ,给定的微型电机： 额定功率P60W， 转速 n3000rmin， d8mm设计内容：1、减速器装配图

2、1张；2、零件工作图3张（传动零件、轴、机箱）；3、设计计算说明书1份；一、传动装置总体设计1. 组成：传动装置由微型电机、减速器、工作机组成。2. 特点：设计的是小模数齿轮减速器，电机功率小、转速仅3000r/min，所以在设计中，对强度的要求不高，主要是精度需要达到设计的要求。二、传动方案分析1蜗杆传动蜗杆传动可以实现较大的传动比，尺寸紧凑，传动平稳，适用于中、小功率的场合。由于允许齿面有较高的相对滑动速度，可将蜗杆传动布置在高速级，以利于形成润滑油膜，可以提高承载能力和传动效率。但效率较低，并且采用锡青铜为蜗轮材料的蜗杆传动，成本较高。2圆锥齿轮传动圆锥齿轮加工较困难，特别是大直径、大模

3、数的圆锥齿轮，只有在需要改变轴的布置方向时采用，并尽量放在高速级和限制传动比，以减小圆锥齿轮的直径和模数。3链式传动链式传动运转不均匀，有冲击，不适于高速传动。4圆柱齿轮传动圆柱齿轮制造简单，经济实用，广泛地应用于生产实践中。并且能够满足一般的承载要求。由于本文是设计小模数齿轮减速器，电动机功率60W，转速2800r/min，所以强度要求不高。因此，本设计采用直齿圆柱齿轮的传动方案是比较合理的。三、减速器形式的选择 由于本设计中给定的减速器的相关参数（电动机是微型电动机，额定功率为90W，转速n=3000/min,总传动比i=150），可知运动载荷不大，不需要着重考虑过载变形。所以，本设计采用

4、结构比较简单的四级展开式直齿圆柱齿轮传动。其传送比分配为i1:i2:i3:i4=2:3:5:5.四、计算传动装置的运动和动力参数确定各部分的效率为：联轴器效率=0.99，滚动轴承的传递效率（一对）=0.99，闭式齿轮的传动效率（传动精度为7级）=0.97。则总的效率=0.99=0.904下面确定各种的运动参数： （1）各轴转速 3000r/min 3000/21500r/min /1500/3=500r/min n=/i3=500/5=100r/min n=n/i4=100/5=20r/min（2）各轴输入功率600.9959.4W 259.40.990.9753.5W 253.50.990.

5、9751.4W P=P2=51.40.990.97=49.3W P=P2=49.30.990.97=47.4W.（3）则各轴的输出功率：0.99=58.8W0.99=53.0W0.99=50.9WP,=P0.99=48.8WP,=P0.99=46.9W（4）各轴输入转矩 = Nm根据电动机轴的输出转矩=9550 =9.5560/3000=0.1910 Nm则各轴的输入转矩：=9.55=9.5559.4/3000=0.1891Nm9.55=0.3406Nm9.55=0.9817NmT=4.7082NmT=22.6335Nm（5）输出转矩：0.99=0.1872 Nm0.99=0.3372Nm0.

6、99=0.9719NmT,=T0.99=4.6611NmT,=T0.99=22.4072Nm综上，运动和动力参数结果如下表：轴名功率P (W)转矩T（Nm）转速r/min输入输出输入输出电机轴600.1913000I轴59.458.80.18910.1873000II轴53.553.00.34060.3371500III轴51.450.90.98170.972500轴49.348.84.70824.661100轴47.446.922.63322.40720五、齿轮的设计传动比为=2，=3，i3=5,i4=5.第一级齿轮：1、选择材料，确定许用应力小轮选用45钢调制，硬度为240HBS；大轮选用

7、45钢正火，硬度为190HBS。查表得， 查表得，故 ， ， 因硬度小于350HBS，属软齿面，先按齿面接触强度设计，再校核齿根弯曲强度。2、 按接触强度设计计算中心距： （mm） 取 小轮转矩 =0.1872 Nm取齿宽系数a=0.4，i1=u=2由于原动机为电动机,传动平稳,支撑不对称布置,选8级精度.查表选取,将以上数据代人,初算中心距a13.56mm3、确定基本参数,计算主要尺寸 选择齿数可取,则 确定模数 由公式13.56mm.即m0.36查得标准模数m=0.4。 确定中心距a13.56mm由于中心距通常末位为0或5,可取。 计算齿宽 为补偿两轮轴向尺寸误差，取小轮1宽，大轮2宽 计

8、算齿轮的几何尺寸小轮1几何尺寸： 分度圆直径压力角齿顶高，齿根高，齿顶圆直径齿根圆直径大轮2几何尺寸：分度圆直径压力角齿顶高，齿根高，齿顶圆直径齿根圆直径4、校核弯曲强度 按，查表得，代入上式，得 ，安全 ，安全第二级齿轮：1、选择材料，确定许用应力小轮选用45钢调制，硬度为240HBS；大轮选用45钢正火，硬度为190HBS。查表得， 查表得，故 ， ， 因硬度小于350HBS，属软齿面，先按齿面接触强度设计，再校核齿根弯曲强度。2、按接触强度设计计算中心距： （mm） 取 小轮转矩 0.3372Nm 取齿宽系a=0.4，i1=u=3由于原动机为电动机,传动平稳,支撑不对称布置,8级精度。查

9、表选取,将以上数据代人,初算中心距3、确定基本参数,计算主要尺寸 选择齿数可取,则 确定模数 由公式19.2mm即m0.38查得标准模数m=0.4。 确定中心距a19.2mm由于中心距通常末位为0或5,可取。 计算齿宽 为补偿两轮轴向尺寸误差，取小轮1宽，大轮2宽 计算齿轮的几何尺寸小轮1几何尺寸： 分度圆直径压力角齿顶高，齿根高，齿顶圆直径齿根圆直径大轮2几何尺寸：分度圆直径压力角齿顶高，齿根高，齿顶圆直径齿根圆直径4、校核弯曲强度 按，查表得，代入上式，得 ，安全 ，安全第三级齿轮：1、选择材料，确定许用应力小轮选用45钢调制，硬度为240HBS；大轮选用45钢正火，硬度为190HBS。查

10、表得， 查表得，故 ， ， 因硬度小于350HBS，属软齿面，先按齿面接触强度设计，再校核齿根弯曲强度。2、按接触强度设计计算中心距： （mm） 取 小轮转矩 0.9719Nm 取齿宽系a=0.4，i1=u=5由于原动机为电动机,传动平稳,支撑不对称布置,8级精度。查表选取,将以上数据代人,初算中心距3、确定基本参数,计算主要尺寸 选择齿数可取,则 确定模数 由公式34.6mm即m0.38查得标准模数m=0.4。 确定中心距a34.6mm由于中心距通常末位为0或5,可取。 计算齿宽 为补偿两轮轴向尺寸误差，取小轮1宽，大轮2宽 计算齿轮的几何尺寸小轮1几何尺寸： 分度圆直径压力角齿顶高，齿根高

11、，齿顶圆直径齿根圆直径大轮2几何尺寸：分度圆直径压力角齿顶高，齿根高，齿顶圆直径齿根圆直径4、校核弯曲强度 按，查表得，代入上式，得 ，安全 ，安全5、设计齿轮结构，绘制齿轮工作图。（见零件图）第四级齿轮：1、选择材料，确定许用应力小轮选用45钢调制，硬度为240HBS；大轮选用45钢正火，硬度为190HBS。查表得， 查表得，故 ， ， 因硬度小于350HBS，属软齿面，先按齿面接触强度设计，再校核齿根弯曲强度。2、按接触强度设计计算中心距： （mm） 取 小轮转矩 4.6611Nm 取齿宽系a=0.4，i1=u=5由于原动机为电动机,传动平稳,支撑不对称布置,8级精度。查表选取,将以上数据

12、代人,初算中心距3、确定基本参数,计算主要尺寸 选择齿数可取,则 确定模数 由公式58.4mm即m0.59查得标准模数m=0.6。 确定中心距a58.4mm由于中心距通常末位为0或5,可取。 计算齿宽 为补偿两轮轴向尺寸误差，取小轮1宽，大轮2宽 计算齿轮的几何尺寸小轮1几何尺寸： 分度圆直径压力角齿顶高，齿根高，齿顶圆直径齿根圆直径大轮2几何尺寸：分度圆直径压力角齿顶高，齿根高，齿顶圆直径齿根圆直径4、校核弯曲强度 按，查表得，代入上式，得 ，安全 ，安全六、轴和轴承的设计 1、选用轴的材料及热处理 由于减速器传递的功率不大，对其重量和尺寸也无特殊要求故选择常用材料45钢，调质处理。2、初估

13、轴径按许用扭转应力估算轴径：由 ；45钢的c值为117106，这里取110.知：对轴I, 对轴II, 对轴III, 对轴,对轴,3、轴承的设计轴的直径是以整根轴的最小直径为标准的，而大多数情况下，轴的最小直径处在与轴承的配合处。因此，轴径的确定应该以轴承为准。本设计中，减速器的三根轴上的轴承全部采用深沟球轴承。根据上面算得的轴的最小直径，结合机械设计手册初选轴承：I 轴选轴承为618/7II 轴选轴承为619/9III 轴选轴承为6005轴选轴承为6005 轴选轴承为6005其参数见下表：轴承类型型号内径外径宽度深沟球轴承618/77143.5深沟球轴承619/99206深沟球轴承600525

14、4712根据轴承确定各轴安装轴承的轴段直径为:d1=7mmd2=7mmd3=9mmd4=25mmd5=25mm3、 轴的结构设计 （这里主要介绍轴III即低速轴的设计，其它轴则作类似的设计。）轴的结构形状如零件图所示。i、各轴直径的确定初估轴径后,可按轴上零件的安装顺序,从左端开始确定直径。该轴轴段1安装轴承6005,故该段直径为25mm。2段装齿轮，为了便于安装，取2段为27mm。3段装轴承，直径和1段一样为25mm。4段根据实际所接部件而定，这里取为23mm。ii、各轴段长度的确定轴段1的长度为轴承6005的宽度和套筒的长度为12mm。2段应比齿轮宽略小，为13.5mm，3段的长度为27m

15、m，4段根据实际所接部件而定，这里取24mm。 因此，轴III已经设计完毕，其它轴的设计和轴III的设计思想基本一致，在这里就不累诉了。注意因为设计的是小模数减速器，所以，轴都是连齿轴。七、联轴器设计1.类型选择.微型电动机转轴的轴径为8mm，而本设计的轴I的直径为7mm，为了隔离振动和冲击，选用弹性套柱销联轴器2.载荷计算.公称转矩：T=95500.191Nm查表,选取所以转矩 因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以查机械设计手册，选取LT1型弹性套柱销联轴器其公称转矩为6.3N.m。同时，由于轴的载荷不大，联轴器材料可以采用中等强度的铸铁。八、箱体结构的设计减速器的箱体采用铸造（HT200）

16、制成，采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量。1. 机体有足够的刚度在机体为加肋，外轮廓为长方形，增强了轴承座刚度2. 考虑到机体内零件的润滑，密封散热。因其传动件速度小于12m/s，故采用侵油润油。为保证机盖与机座连接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗糙度为。3. 对附件设计 视孔盖和窥视孔在机盖顶部开有窥视孔，能看到 传动零件齿合区的位置，并有足够的空间，以便于能伸入进行操作，窥视孔有盖板，机体上开窥视孔与凸缘一块，有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封，盖板用铸铁制成，用M6紧固 油螺塞：放油孔位于油池最底处，并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧，以便放油，放油

17、孔用螺塞堵住，因此油孔处的机体外壁应凸起一块，由机械加工成螺塞头部的支承面，并加封油圈加以密封。 油标：油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。油尺安置的部位不能太低，以防油进入油尺座孔而溢出. 通气孔：由于减速器运转时，机体内温度升高，气压增大，为便于排气，在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器，以便达到体内为压力平衡. 盖螺钉：启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。钉杆端部要做成圆柱形，以免破坏螺纹. 吊钩：在机盖上直接铸出吊钩和吊环，用以起吊或搬运较重的物体.九、润滑与密封设计对于二级圆柱齿轮减速器，因为是小模数减速器，传速较低，传动装置属于轻型的，所以其速度远远小于，所以采用浸油润

18、滑。对于圆柱齿轮，通常取浸油深度为一个齿高，而且二级传动中的低速级大齿轮，其浸油深度不得超过其分度圆半径的1/3。为了避免传动零件转动过程中将沉积在油池底部的污物搅起，造成齿面磨损，应该使大齿轮齿顶距油池底部的距离不小于3050mm。综合考虑，取油的深度为32mm。 密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗度应为密封的表面要经过刮研。而且，凸缘联接螺柱之间的距离不宜太大，并匀均布置，保证部分面处的密封性。十、心得体会机械设计课程设计是机械课程当中一个重要环节。通过了几个星期的课程设计，我对机械系统各个零部件的有机结合，有了更加深刻的认识。也很好的

19、弥补了自己理论方面的不足。虽然设计的时间不长，但每天认真地画图计算，都倾注了自己很大的心血。通过这段时间的学习和设计，我明白了自己之前学的机械设计基础只是机械设计的初级知识，要想真正掌握，也必须通过实践设计来融会贯通。当然，这也并非易事，从刚开始的无从下手到现在的顺利完成；从刚开始的拼拼凑凑，到现在自己理论体系的形成。整个过程，让我深刻体会到做设计的艰辛，更让我感受到成功的喜悦。班上同学也都认为：设计的这段时间虽然很累（很多同学都熬了几个通宵），但确实是大学中过的很充实的一段日子。在画图过程中，我不断的犯错，接着又不断的改正，反反复复终于完成了这张图。比如，刚开始我们在确定如何实现小模数减速器

20、的方案时，我们组的成员针对是用蜗杆蜗轮传动，还是用圆柱齿轮传动，或者用其他的方案讨论了很长一段时间。随后，大家都按自己认为的可行方案去查找资料，实践自己的想法。最后，在实际的摸索过程中，才逐步统一了彼此的想法和方案。再例如，在这次设计过程中，我认为最棘手的就是标准的查找和确定，由于精密机械设计基础课上很少提及标准的选择，所以在实践的过程中，我们很多东西都要从头学起，也再一次地回顾了精密机械设计有关方面的知识。通过实践中资料的查找、尝试、犯错、改正，最后才确定现在的方案。大量资料的搜索、查找和选取，让我明白了原来搜索资料也是一种能力，以后也一定会更加注意这方面能力的培养。过程是痛苦的，但是结果和

21、收获都是让人惊喜的！另外，值得指出的是，由于我们设计的是小模数齿轮减速器，刚开始我们忽视了这点小模数这关键的一点，完全都是从大模数的角度去思考问题（因为大家平时更多接触到的是大模数齿轮），结果是适得其反。所以，自己在今后的学习工作中，一定要明确课题的目的和内容，否则完全是在做无用功，得不偿失。 在设计的过程中，培养了我综合运用机械设计课程和其他课程的理论知识以及应用生产实际知识解决工程问题的能力。由于我们是以小组的形式参与设计讨论，最后再形成自己的设计思路。所以，在设计的过程中培养了我们的团队精神，大家共同解决了许多个人无法解决的问题，在这些过程中我深刻地认识到了自己在知识的理解和接受应用方面

22、的不足，也明白了团结协作的重要性，在今后的学习过程中我们会更加努力和团结。课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次课程设计，我明白了自己的知识还比较欠缺，自己要学习的东西还很多。同时，我也体会到学习是一个长期积累的过程，在以后的学习、生活和工作中都应该不断的学习，努力提高自己综合素质。 总之，万事开头难，只有真正去尝试和实践，同时要掌握一定的方法，最后才能够更有效率地解决问题，实现目标。在这次设计过程中，通过查阅大量有关资料、自己独立解决问题、与同学讨论交流以及向老师请教等方式，我学到了不少知识，收获巨大。这也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的

23、信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。此外，知识必须通过实践才能实现其价值！有些东西自己想当然地以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会运用自如的时候才是真的学会了。当然，自己离这一步还有很长的路要走。希望自己能再接再厉！ 最后，要特别感谢我们的指导老师对我们悉心的指导！参考文献1 许贤泽、戴书华.精密机械设计基础.北京:电子工业出版社2 蔡春源.新编机械设计手册.沈阳：辽宁科学技术出版社3 孙麟治等.小模数精密齿轮传动设计.北京：机械工业出版社4 王大康、卢颂峰.机械设计课程设计.北京:北京工业大学出版社 5机械设计课程设计，高等教育出版社，王昆，何小柏

24、，汪信远主编，1995年12月第一版；6机械设计（第七版），高等教育出版社，濮良贵，纪名刚主编，2001年7月第七版；7简明机械设计手册，同济大学出版社，洪钟德主编，2002年5月第一版；8减速器选用手册，化学工业出版社，周明衡主编，2002年6月第一版；9工程机械构造图册，机械工业出版社，刘希平主编10机械制图（第四版），高等教育出版社，刘朝儒，彭福荫，高治一编，2001年8月第四版；查表知8级精度的齿轮传动，传动效率=0.970.99，这里取0.97滚动轴承的效率为0.980.995，取0.9959.4W53.5W51.4W P=49.3W P=47.4W58.8W53.0W50.9WP,48.8WP,46.9W=0.189Nm=0.341 Nm=0.981NmT=4.7082NmT=22.634Nm=0.187 Nm=0.337Nm=0.972NmT,=4.661NmT,=22.41Nmd1=7mmd2=9mmd3=25mm专心-专注-专业