二级直齿圆柱齿轮减速器毕业论文.doc

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1、毕业论文（设计）题 目 二级直齿圆柱齿轮减速器 系部名称 机电工程系 专 业 机械制造与自动化 学 号 10011301015 学生姓名 指导教师 吉林省经济管理干部学院吉林经济职业技术学院学生毕业论文（设计）评定表吉林省经济管理干部学院吉林经济职业技术学院论文题目：教师评语：指导教师签字：年月日建议成绩 答辩委员会评语：主任签字：年月日评定成绩 吉林省经济管理干部学院毕业设计摘 要本次论文设计的题目是“二级直齿圆柱齿轮减速器”。 进行结构设计，并完成带式输送机传动装置中减速器装配图、零件图设计及主要零件的工艺、工装设计。本次的设计具体内容主要包括：带式输送机传动总体设计；主要传动机构设计；主

2、要零、部件设计；完成主要零件的工艺设计；设计一套主要件的工艺装备；撰写开题报告；撰写毕业设计说明书；翻译外文资料等。对于即将毕业的学生来说，本次设计的最大成果就是：综合运用机械设计、机械制图、机械制造基础、金属材料与热处理、公差与技术测量、理论力学、材料力学、机械原理、计算机应用基础以及工艺、夹具等基础理论、工程技术和生产实践知识。掌握机械设计的一般程序、方法、设计规律、技术措施，并与生产实习相结合，培养分析和解决一般工程实际问题的能力，具备了机械传动装置、简单机械的设计和制造的能力。关键词：减速器；传动装置；设计；制造- I -目 录摘 要I绪论第1章 设计题目：二级直齿圆柱齿轮减速器11.

3、1 要求：1111题 目：1112原始数据：11.2 工作条件：11.3知条件:11.4 设计任务：1第2章 传动装置总体设计22.1 组成22.2 特点:22.3确定传动方案：2第3章 选择电机33.1计算电机所需功率33.2确定电机33.2.1电机转速33.2.2 选择电机4第4章 确定传动装置的总传动比和分配传动比54.1 总传动比54.2分配传动比5第5章 计算传动装置的运动和动力参数65.1各轴转速65.2 各轴输入功率：65.3 各轴输入转矩：6第6章 设计V带和带轮86.1 设计V带86.1.1确定V带型号:86.1.2 验算带速86.2 取V带基准长度和中心距a86.3 求V带

4、根数Z86.4求作用在带轮轴上的压力10第7章 齿轮的设计117.1高速级大小齿轮的设计117.1.1选择材料117.1.2 许用值117.1.3齿轮设计117.1.4 验算轮齿弯曲强度117.1.5 齿轮的圆周速度127.2低速级大小齿轮的设计127.2.1选择材料127.2.2 许用值127.2.3 齿轮设计127.2.4 验算轮齿弯曲强度127.2.5 齿轮的圆周速度137.3 各齿轮主要参数的计算13第8章 减速器机体结构尺寸14第9章 轴的设计169.1高速轴设计169.1.1 尺寸计算169.1.2 校核该轴和轴承169.1.3 轴承寿命校核189.1.4 弯矩及轴的受力分析图19

5、9.1.5 键的设计与校核209.2 中间轴的设计209.2.1 尺寸计算209.2.2 校核该轴和轴承209.2.3 轴承寿命校核229.2.4 弯矩及轴的受力分析图229.2.5 键的设计与校核239.3 从动轴的设计239.3.1 确定各轴段直径239.3.2 确定各轴段长度249.3.3校核该轴和轴承249.3.4轴承寿命校核259.3.5 弯矩及轴的受力分析图269.3.6 键的设计与校核26第10章 其它设计2810.1高速轴大齿轮的设计2810.2 电动机带轮的设计29第11章 联轴器的选择及润滑方式3011.1联轴器的选择3011.2润滑方式的确定30致 谢31结 论32参考资

6、料33 绪 论机械设计课程设计，是学生首次进行较为全面的机械设计训练，其性质、内容及培养学生设计能力的过程能不能与专业课程设计或实际工作中的产品设计等同。这里一般选择由机械设计课程所学过的常用机构进行选型，结合所学专业课程，机械制图、公差配合与测量技术、工程力学、数车工艺、数铣工艺、金属材料与热处理等所学专业基础课程，选择大部分零件所组图、部分机械装配图或结构较为简单的机械作为设计题目。对三年所学习知识进行一次全面的综合应用，从而进一步巩固和加深学生所学理论知识。通过本环节把机械设计及其他有关先修课程中所获得的理论知识在设计实践中加以综合运用，使理论知识和生产实践密切地结合起来。机械设计课程是

7、高校工科相关专业学生进行完整的综合机械设计。通过设计实践，树立正确的设计思想，初步培养学生对机械工程设计的独立工作能力，使学生具有初步的机构选型与组合和确定传动方案的能力；使学生借助计算机掌握机械运动、动力分析和设计的基本方法和步骤；培养团结合作相互配合的工作作风，为今后的设计工作达下良好的基础。通过设计实践，提高学生的计算、制图能力，使学生能熟练地应用有关参考资料。计算图表手册、图集规范、熟悉有关国家的标准和行业标准，以完成一个工程技术人员在机械设计方面所必须具备的基本技能训练。- 31 -第1章 设计题目：二级直齿圆柱齿轮减速器1.1 要求：111题 目：二级直齿圆柱齿轮减速器112原始数

8、据： 使用期限： 五年 生产批量： 1000台 生产条件： 中等规模机械厂，可加工7-6级精度齿轮和蜗轮 动力电源： 三相交流电（220v/380v） 轴的备品率：1%-2% 废品率：0.5%-1%1.2 工作条件：一班制8小时，每年工作300天，连续单向运转，载荷平稳，室内工作。1.3知条件:电动机功率： 5kw机电同步转速： 1440rpm传动比： 8 1.4 设计任务：毕业设计任务书，设计说明书一份，减速器装配图一份（A1），零件图一张（输出轴A2）第2章 传动装置总体设计2.1 组成传动装置由电机、减速器、工作机组成。2.2 特点:齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求

9、轴有较大的刚度。2.3确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级。 其传动方案如下： 图2-1第3章 选择电机3.1计算电机所需功率电动机功率： 5kw3.2确定电机3.2.1电机转速机电同步转速： 1440rpm3.2.2 选择电机根据电动机所需功率和转速查6第155页表12-1有4种适用的电动机型号，因此有4种传动比方案如下：表3-1方案电动机型号额定功率同步转速r/min额定转速r/min重量总传动比 1Y112M-25KW3000289045Kg160.56 2Y112M-45KW1500144043Kg79.4 3Y132M1-65KW100096073Kg53.

10、33 4Y160M1-85KW750720118Kg40综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、和带传动、减速器的传动比，可见第2种方案比较合适，因此选用电动机型号为Y132M1-6，其主要参数如下：图3-1表3-2额定功率KW满载功率同步转速质 量ADEFGHLAB1596014407321638801033132515280第4章 确定传动装置的总传动比和分配传动比4.1 总传动比： 4.2分配传动比：取则 取经计算， 注：为带轮传动比，为高速级传动比，为低速级传动比。第5章 计算传动装置的运动和动力参数 将传动装置各轴由高速到低速依次定为1轴、2轴、3轴、4轴依次为电机与轴1，轴1与轴2，

11、轴2与轴3，轴3与轴4之间的传动效率。5.1各轴转速：5.2 各轴输入功率：5.3 各轴输入转矩： 运动和动力参数结果如下表： 表5-1轴 名功率P KW转矩T Nm转速r/min输入输出输入输出电动机轴3.433.829601轴3.2699.03314.752轴3.10448.9565.993轴2.9481565.9117.984轴2.891534.6617.98第6章 设计V带和带轮6.1 设计V带6.1.1确定V带型号:查3表13-6得： 则根据=4.4, =960r/min,由3图13-5，选择A型V带，取。查3第206页表13-7取。为带传动的滑动率。6.1.2 验算带速： 带速在范

12、围内，合适。6.2 取V带基准长度和中心距a初步选取中心距a：，取。由3第195页式（13-2）得：查3第202页表13-2取。由3第206页式13-6计算实际中心距：。4)验算小带轮包角：由课本第195页式13-1得：。6.3 求V带根数Z由3第204页式13-15得：查3第203页表13-3由内插值法得。表6-1 EF=0.1=1.37+0.1=1.38表6-2 EF=0.08 查3第202页表13-2得。查3第204页表13-5由内插值法得。=163.0 EF=0.009=0.95+0.009=0.959 表6-3则取根。6.4求作用在带轮轴上的压力查3201页表13-1得q=0.10k

13、g/m，故由3第197页式13-7得单根V带的初拉力：作用在轴上压力：第7章 齿轮的设计7.1高速级大小齿轮的设计7.1.1选择材料 查4表6-5知：材料：高速级小齿轮选用钢调质，查8表6-3齿面硬度为250HBS。高速级大齿轮选用钢正火，齿面硬度为220HBS。7.1.2 许用值 查3第166页表11-7得： 。查3第165页表11-4得： 。故 。查课本第168页表11-10C图得： 。故 。7.1.3齿轮设计 按齿面接触强度设计：9级精度制造，查4表14-43得：载荷系数，取齿宽系数 计算中心距：由3第165页式11-5得： 考虑高速级大齿轮与低速级大齿轮相差不大取 则取 实际传动比：传

14、动比误差：。齿宽：取高速级大齿轮： 高速级小齿轮： 7.1.4 验算轮齿弯曲强度查4图6-21得： 按最小齿宽计算： 所以安全。7.1.5 齿轮的圆周速度 查4表6-7根据一般通用机械等级范围为6-9知应选用9级的的精度是合适的。7.2低速级大小齿轮的设计7.2.1选择材料：查4表6-5知低速级小齿轮选用钢调质，查8表6-3齿面硬度为250HBS。低速级大齿轮选用钢正火，齿面硬度为220HBS。7.2.2 许用值 查课本第166页表11-7得： 。查课本第165页表11-4得： 。故 。查课本第168页表11-10C图得： 。故 。7.2.3 齿轮设计 按齿面接触强度设计：9级精度制造，查4P

15、987表14-43得：载荷系数，取齿宽系数计算中心距： 由3第165页式11-5得： 取 则 取计算传动比误差：合适齿宽：则取 低速级大齿轮： 低速级小齿轮： 7.2.4 验算轮齿弯曲强度 查3第167页表11-9得：按最小齿宽计算：安全。7.2.5 齿轮的圆周速度 查4表6-7根据一般通用机械等级范围为6-9知知选用9级的的精度是合适的。7.3 各齿轮主要参数的计算a.分度圆直径 b.齿顶圆直径 c.齿根圆直径 第8章 减速器机体结构尺寸减速器机体结构尺寸如下：表8-1名称符号计算公式结果箱座厚度10箱盖厚度 9箱盖凸缘厚度12箱座凸缘厚度15箱座底凸缘厚度25地脚螺钉直径M24地脚螺钉数目

16、查手册 6轴承旁联结螺栓直径M12盖与座联结螺栓直径=（0.5 0.6）M10轴承端盖螺钉直径=（0.40.5）10视孔盖螺钉直径=（0.30.4） 8定位销直径=（0.70.8） 8，至外箱壁的距离查手册表112342218，至凸缘边缘距离查手册表1122816外箱壁至轴承端面距离=+（510）50大齿轮顶圆与内箱壁距离1.215齿轮端面与内箱壁距离10箱盖，箱座肋厚 98.5轴承端盖外径+（55.5）120（1轴）125（2轴）150（3轴）轴承旁联结螺栓距离120（1轴）125（2轴）190（3轴）第9章 轴的设计9.1高速轴设计 9.1.1 尺寸计算 1) 材料 选用45号钢调质处理。

17、查4表8-14取 C=100。2)各轴段直径的确定 根据3表8-11得： 又因为装小带轮的电动机轴径，又因为高速轴第一段轴径装配大带轮，且所以查1第9页表1-16取。L1=1.75d1-3=60。因为大带轮要靠轴肩定位，且还要配合密封圈，所以查1第85页表7-12取，L2=m+e+l+5=28+9+16+5=58。段装配轴承且，所以查162页表6-1取。选用6009轴承。L3=B+2=16+10+2=28。段主要是定位轴承，取。L4根据箱体内壁线确定后在确定。装配齿轮段直径：判断是不是作成齿轮轴： 图9-1查151页表4-1得：得：e=5.96.25。段装配轴承所以 L6= L3=28。9.1

18、.2 校核该轴和轴承L1=73 L2=211 L3=96作用在齿轮上的圆周力为：径向力为作用在轴1带轮上的外力： 求垂直面的支反力：求垂直弯矩，并绘制垂直弯矩图：求水平面的支承力：由得求并绘制水平面弯矩图：求F在支点产生的反力：求并绘制F力产生的弯矩图：F在a处产生的弯矩：求合成弯矩图：考虑最不利的情况，把与直接相加。求危险截面当量弯矩：从图可见，m-m处截面最危险，其当量弯矩为：（取折合系数）计算危险截面处轴的直径：因为材料选择调质，查3225页表14-1得，查3231页表14-3得许用弯曲应力，则：因为，所以该轴是安全的。9.1.3 轴承寿命校核轴承寿命可由式进行校核，由于轴承主要承受径向

19、载荷的作用，所以，查课本259页表16-9，10取取按最不利考虑，则有： 则 因此所该轴承符合要求。9.1.4 弯矩及轴的受力分析图弯矩及轴的受力分析图如下：图9-29.1.5 键的设计与校核 根据，确定V带轮选铸铁HT200，参考1表10-9,由于在范围内，故轴段上采用键：, 采用A型普通键:键校核.为L1=1.75d1-3=60综合考虑取=50得查3155页表10-10所选键为：9.2 中间轴的设计9.2.1 尺寸计算1）材料 选用45号钢调质处理。查3第230页表14-2取C=100。2）轴承选用 根据3第230页式14-2得：段要装配轴承，所以查1第9页表1-16取，查162页表6-1

20、选用6208轴承，。装配低速级小齿轮，且取，L2=128，因为要比齿轮孔长度少。段主要是定位高速级大齿轮，所以取，L3=10。装配高速级大齿轮，取 L4=84-2=82。段要装配轴承，所以查手册第9页表1-16取，查162页表6-1选用6208轴承，L1=B+3+=18+10+10+2=43。9.2.2 校核该轴和轴承L1=74 L2=117 L3=94作用在2、3齿轮上的圆周力： 径向力：求垂直面的支反力计算垂直弯矩：求水平面的支承力： 计算、绘制水平面弯矩图：求合成弯矩图，按最不利情况考虑：求危险截面当量弯矩：从图可见，m-m,n-n处截面最危险，其当量弯矩为：（取折合系数）计算危险截面处

21、轴的直径： n-n截面: m-m截面: 由于，所以该轴是安全的。9.2.3 轴承寿命校核轴承寿命可由式进行校核，由于轴承主要承受径向载荷的作用，所以，查3259页表16-9，10取取- 则，轴承使用寿命在年范围内，因此所该轴承符合要求。9.2.4 弯矩及轴的受力分析图弯矩及轴的受力分析图如下：图9-29.2.5 键的设计与校核已知参考1表10-11，由于所以取因为齿轮材料为45钢。查3155页表10-10得L=128-18=110取键长为110. L=82-12=70取键长为70根据挤压强度条件，键的校核为：所以所选键为: 9.3 从动轴的设计9.3.1 确定各轴段直径1） 计算最小轴段直径因

22、为轴主要承受转矩作用，所以按扭转强度计算，由3式14-2得：考虑到该轴段上开有键槽，因此取查19页表1-16圆整成标准值，取2）第二段轴径 为使联轴器轴向定位，在外伸端设置轴肩，则第二段轴径。查185页表7-2，此尺寸符合轴承盖和密封圈标准值，因此取。3）设计轴段 为使轴承装拆方便，查162页，表6-1，取，采用挡油环给轴承定位。选轴承6315 。4）设计轴段 考虑到挡油环轴向定位，故取5）设计另一端轴颈 取 ，轴承由挡油环定位，挡油环另一端靠齿轮齿根处定位。6）设计轴头 轮装拆方便，设计轴头，取，查19页表1-16取。7）设计轴环及宽度b使齿轮轴向定位，故取取,9.3.2 确定各轴段长度有联

23、轴器的尺寸决定(后面将会讲到).因为,所以 轴头长度因为此段要比此轮孔的长度短其它各轴段长度由结构决定。9.3.3校核该轴和轴承L1=97.5 L2=204.5 L3=116求作用力、力矩和和力矩、危险截面的当量弯矩。作用在齿轮上的圆周力： 径向力：求垂直面的支反力：计算垂直弯矩：求水平面的支承力。计算、绘制水平面弯矩图。求F在支点产生的反力求F力产生的弯矩图。F在a处产生的弯矩：求合成弯矩图。考虑最不利的情况，把与直接相加。求危险截面当量弯矩。从图可见，m-m处截面最危险，其当量弯矩为：（取折合系数）计算危险截面处轴的直径。因为材料选择调质，查3225页表14-1得，查3231页表14-3得

24、许用弯曲应力，则：考虑到键槽的影响，取因为，所以该轴是安全的。9.3.4轴承寿命校核轴承寿命可由式进行校核，由于轴承主要承受径向载荷的作用，所以，查3259页表16-9，10取取按最不利考虑，则有： 则,该轴承寿命为64.8年,所以轴上的轴承是适合要求的。9.3.5 弯矩及轴的受力分析图弯矩及轴的受力分析图如下：图9-39.3.6 键的设计与校核因为d1=63装联轴器查3第153页表10-9选键为查3第155页表10-10得因为L1=107初选键长为100,校核所以所选键为: 装齿轮查3第153页表10-9选键为查3第155页表10-10得：因为L6=122初选键长为100,校核所以所选键为:

25、.第10章 其它设计10.1高速轴大齿轮的设计因 采用腹板式结构表10-1代号结构尺寸和计算公式结果轮毂处直径72轮毂轴向长度84倒角尺寸 1齿根圆处的厚度10腹板最大直径321.25板孔直径62.5腹板厚度25.210.2 电动机带轮的设计表10-2代号结构尺寸和计算公式结果 手册157页38mm68.4mm取60mm81mm74.7mm10mm15mm5mm第11章 联轴器的选择及润滑方式11.1联轴器的选择所需的转矩： 查3第269表17-1取 查1第94页表8-7选用型号为HL6的弹性柱销联轴器。11.2润滑方式的确定因为传动装置属于轻型的，且传速较低，所以其速度远远小于，所以采用脂润

26、滑，箱体内选用SH0357-92中的50号润滑，装至规定高度。致 谢随着社会的发展，机械行业的机电专业在我国现代工业发展中成为一个越来越重要的分支。机电渗透着整个社会。不管在那个行业，都有机电。日常生活中轻重工业，都离不开机电生产，机电为了得到所需要的产品。要什么样的产品，就可以生产什么样的，而目前形势的需要，产品更新换代更快更易，所以机电行业的发展空间很大，有待我们去努力，去探索。三年的学习，我对机械设计与制造有了深刻的认识。面临毕业期间，此次单独设计，让我了解了很多的机械结构、数控加工工艺、机械的用途。并且学到不少的书本上没有的知识，就拿塑料模来说，对于影响寿命的因素，主要是加工精度和材料

27、的刚度，还有材料，生产批量，结构等。影响产品质量的主要因素也是制造精度。通过这次毕业设计，我从理论和实践上又更进一步的加深。结构设计的好坏直接影响产品质量和经济。中国面临世界的挑战，在行业这方面，我希望日后能在机械这一行有所贡献。 感谢我的指导老师彭焕伟老师，这片论文的每个实验细节和每个数据，都离不开你的细心指导。而你开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很快的融入我们这个新的实验室。在他的帮助下，经过不懈的努力，论文的质量得到了一个质的飞跃！本课程设计还有许多可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在我迷惑的时候给予了我点拨，在这里真心的感谢你们！结 论通过这次机械设计，本人在多方面都有所提高。

28、通过这次毕业设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次数控设计工作的实际训练从而培养和提高学生独立工作能力，巩固与扩充了数控设计等课程所学的内容，掌握机械设计的方法和步骤，掌握冷控设计的基本的数控技能懂得了怎样分析零件的工艺性，怎样确定工艺方案，了解了数控的基本结构，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。在这次设计过程中，体现出自己单独设计的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。感谢我的彭焕伟老师，这片论文的每个实验细节和每个数

29、据，都离不开你的细心指导。而你开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很快的融入我们这个新的实验室。同时感谢对我帮助过的同学们.由于本人的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教,我十分的乐意接受你们的批评与指正，本人将万分感谢。参考资料1 吴宗泽主编. 机械设计课程设计手册（第二版）. 出版社：北京科技大学2罗胜国李平林等主编. 机械设计课程设计指导书（第二版）3周元康等主编. 机械课程设计. 出版社：重庆大学出版社4张英 李玉生 主编. 机械设计基础. 出版社：机械设计出版社5刘春林出版社主编. 机械设计基础课程设计. 出版社：浙江大学出版社6吴宗泽主编. 机械设计师手册.出版社：机械工业出版社.2002.17黄晓蓉主编. 机械设计基础课程设计指导书. 中国电力出版社8李袆新主编 金属材料与热处理. 机械工业出版社