毕业设计(论文)-二级圆柱齿轮减速器设计(全套图纸)(37页).doc
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1、-毕业设计(论文)-二级圆柱齿轮减速器设计(全套图纸)-第 31 页 沈阳化工大学科亚学院 本科毕业论文题 目: 二级圆柱齿轮减速器 专 业: 机械设计制造及其自动化 班 级: 机制1203 学生姓名: 指导教师: 论文提交日期:2016年 6 月 1 日论文答辩日期:2016年 6 月 8 日摘要减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动所组成的独立部件,常用在动力机与工作机之间作为减速的传动装置,在少数场合下也用作增速的传动装置,这时就称为增速器,减速器由于结构紧凑,效率较高,传递运动准确可靠,使用维护简单,并可成批生产,故在现代机械中应用很广。汽轮机的减速器都采用斜齿轮,斜齿一般具有渐开形
2、,新的减速器齿轮采用螺线形斜齿轮。汽轮机减速器齿轮是将斜齿轮成组的组装在一起成为人字形齿轮组,用来平衡斜齿轮工作时的轴向推力,从而保证齿轮啮合良好。在有些小型汽轮机的减速器上,靠发电机侧的大齿轮轴承,除有支承作用外,在轴承两侧还浇铸有乌金,并开有倾斜油槽,与装在大齿轮轴上的两个推力盘组成推力轴承,来承受轴向推力。大齿轮工作时的轴向推力,可能来自发电机,也可能是斜齿轮工作时残余的轴向不平衡推力。关键字:齿轮;传动比;减速器。全套图纸,加153893706AbstractReducer is a kind of enclosed by a rigid shell gear in the trans
3、mission, which is composed of independent components, commonly used as gear between the power machine and work, in a few cases is also used as a speed transmission device, then said speeder, reducer due to compact structure, high efficiency transmission movement, accurate and reliable, simple mainte
4、nance and batch production, so in the modern machinery is widely used.Turbine reducer adopts helical gears, bevel generally has gradually open form, the new reduction gear using spiral bevel gear. The reducer gear of the turbine is assembled together with the helical gear into a human form gear set,
5、 which is used to balance the axial thrust of the helical gear in order to ensure the gear meshing well. In some small turbine reducer on, rely on the generator side gear bearing, in addition to a supporting role, on the two sides of the bearing also cast Ugyen, and is provided with an inclined oil
6、groove, and installed in the gear shaft of the two thrust disc composed of thrust bearing, to bear the axial thrust. The axial thrust of the big gear, which may come from the generator, may also be the axial unbalance thrust of the helical gear.Key words: gear; transmission ratio; gear reducer.目录第一章
7、 工作机器特征的分析1第二章 传动方案的设计2第三章 选择电动机33.1 求电机至工作机之间的传动装置的总效率33.2计算电机所需功率43.3确定电动机的转速43.4电动机的外形和安装尺寸4第四章 确定传动机中传动比和分配传动比64.1计算传动装置总传动比64.2计算传动装置的分传动比6第五章 带轮设计75.1设计带轮的功率75.2确定带轮基准直径75.3验算带的速度75.4确定普通V带的基准长度和传动中心距75.6计算V带的根数Z85.7计算初拉力F095.8计算作用在轴上的压力FQ95.9带轮结构设计与技术设计9第六章 计算传动装置的运动及动力参数11第七章 齿轮传动设计137.1.高速级
8、齿轮传动设计137.2.低速级齿轮传动设计18第八章 轴的设计248.1中间轴的设计248.2高速轴的设计318.3低速轴的设计38第九章 减速器箱体主要结构尺寸45结论46参考文献47致谢48第一章 工作机器特征的分析由设计任务书可知:该减速箱用于卷筒输送带,工作速度不高(V=1.5m/s),输送带工作拉力不大(F=1200N),因而传递的功率也不会太大。由于工作运输机工作平稳,转向不变,使用寿命不长(10年),故减速箱应尽量设计成闭式,箱体内用油液润滑,轴承用脂润滑.要尽可能使减速箱外形及体内零部件尺寸小,结构简单紧凑,造价低廉,生产周期短,效率高。第二章 传动方案的设计根据设计任务书中已
9、给定的传动方案及传动简图,分析其有优缺点如下:优点:(1)电动机与减速器是通过皮带进行传动的,在同样的张紧力下,V带较平带传动能产生更大的摩擦力,而且V带允许的中心中距较平带大,传动平稳,结构简单,使用维护方便,价格低廉。故在第一级(高速级)采用V带传动较为合理,这样还可以减轻电动机因过载产生的热量,以免烧坏电机,当严重超载或有卡死现象时,皮带打滑,可以起保护电机的作用。(2)斜齿圆柱齿轮较直齿圆柱齿轮传动平稳,承载能力大、噪音小,能减轻振动和冲击,若设计时旋向选择合理,可减轻轴的负荷,延长使用寿命,故此减速器的两对齿轮均采用斜齿圆柱齿轮传动。(3)高速级齿轮布置在远离扭矩输入端,这样可以减小
10、轴在扭矩作用下产生的扭转变形,以及弯曲变形引起的载荷沿齿宽分布不均匀的现象。缺点:(1)皮带传动稳定性不够好,不能保证精确的传动比,外廓尺寸较大。(2)齿轮相对轴和轴承不能对称分布,因而对轴的要求更高,给制造带来一定麻烦。综上所述,这种传动方案的优点多,缺点少,且不是危险性的缺点,故这种传动方案是可行的。第三章 选择电动机3.1 求电机至工作机之间的传动装置的总效率传动系统简图如图1图1 传动系统简图总效率:(V带)=0.96,(滚动轴承)=0.99,(齿轮)=0.97,(联轴器)=0.99,,(平摩擦传动)=0.90。(数据摘自参考文献3)即:V带传动效率:0.96 滚动轴承(润滑最佳时一对
11、)传动效率:0.99 齿轮传动效率:0.97 弹性联轴器传动效率:0.99 平面带与卷筒摩擦传动效率:0.903.2计算电机所需功率已知运输带工作拉力F=1200N、运输带的速度V=1.5m/s,求运输带的功率已知平面带与卷筒摩擦传动效率:0.90 求出工作机的功率电动机的功率:3.3确定电动机的转速已知运输带工作拉力F=1200N,平面带与卷筒摩擦传动效率=0.90可以求得卷筒圆周力F1,卷筒的转速n二级减速器的传动比i=8-40,所以电动机的转速范围为: nd=in=(840)143.32=(1146.565732.8)r/min根据电动机功率和电动机转速查(机械设计简明手册)符合条件的电
12、动机有:型号Y100L2-4 功率/KW 3 转速(r/min)14203.4电动机的外形和安装尺寸中心高度100 长宽高L(380282.5245 安装尺寸AB 160140 轴伸尺寸DE 2860平键尺寸FG 824图2 Y100L24型电动机外形图第四章 确定传动机中传动比和分配传动比4.1计算传动装置总传动比式为电动机满载时转速(r/min),n为卷筒转速(r/min)4.2计算传动装置的分传动比已知中传动比,求两级减速器传动比:因为为斜齿轮传动比 则取V带传动比=1.2 由得: =3.067为高速级传动比,为低速级传动比第五章 带轮设计5.1设计带轮的功率,选取V带类型查表得工作情况
13、系数,根据依据、,从图选用A型普通V带。5.2确定带轮基准直径由表查得主动轮的最小基准直径,根据带轮的基准直径系列,取。根据式 (5-1)计算从动轮基准直径:根据基准直径系列,取。5.3验算带的速度根据 (5-2)得速度在5-25m/s内,适合5.4确定普通V带的基准长度和传动中心距根据 (5-3)得初步确定中心距。根据 (5-4)计算带的初选长度:根据表选取带的基准长度根据式 (5-5)计算带的实际中心距为根据 、, (5-6)中心距可调整范围为:5.5验算主动轮上的包角根据主动轮上包角大于1200,包角适合。5.6计算V带的根数Z由A型普通V带,、,查表得;由,查表得;由,查表得;由,查表
14、得.则根据 (5-7)有:取Z=4根。5.7计算初拉力F0根据式 (5-8)查表q=0.010kg/m,有:5.8计算作用在轴上的压力FQ根据 (5-9)得:5.9带轮结构设计与技术设计图3带轮的结构示意图第六章 计算传动装置的运动及动力参数对电动机:对于轴:对于II轴:对于III轴:对工作机: 表1 带式运输机传动装置各主轴主要参数计算结果参数轴名电动机轴轴轴轴工作机轴转速/(r/min)14201183385.7143143功率P/kW32.851.742.632转矩T/(Nm)202368175.6133传动比i1.23.0672.691效率0.960.970.970.99第七章 齿轮传
15、动设计7.1.高速级齿轮传动设计已知传递功率,小齿轮转速,由电动机驱动,双班制工作,使用寿命10年。计算结果及步骤如下:选择材料及热处理查参考文献,小齿轮选用45钢,调质,HBS1=217255,取HBS1=240,大齿轮选用45钢,正火,HBS2=162217,取HBS2=190。由表知,HBS1精度等级 齿数 实际传动比 齿数比误差 初选螺旋角HBS2=40,合适。选8级精度(GB1009588)。选小齿轮齿数,大齿轮齿数,圆整取实际传动比为:齿数比误差为:在允许误差范围内初选螺旋角按齿面接触疲劳强度设计确定计算参数 小齿轮传递转矩 由式得:齿轮材料弹性系数查参考文献得:齿宽系数 查参考文
16、献,取u=3.067节点区域系数由参考文献得:端面重合度(2) 查参考文献知设计公式:螺旋角系数轴向重合度 重合度系数初选载荷系数 接触应力循环次数由参考文献得:接触疲劳强度寿命系数 由参考文献得:ZN1=1,ZN2=1最小安全系数SHmin 由参考文献SHmin=1 接触疲劳极限Hlim 由参考文献得接触接触疲劳极限 Hlim1=350+HBS1=(350+240)MPa=590MPa Hlim2=200+HBS2=(200+190)MPa=390MPa许用接触应力H 由参考文献得:试计算小齿轮分度圆直径由于H2H1,所以应取较小值H2代入计算计算圆周速度v m/s使用系数KA 查参考文献得
17、:KA=1动载系数KV 根据vz1/100=2.48930/100=0.7467m/s,查参考文献得:KV=1.07齿间载荷分配系数由参考文献得:齿向载荷分配系数 由参考文献得:确定载荷系数 修正小齿轮分度圆直径 由参考文献得:确定齿轮参数及主要尺寸法面模数根据参考文献,取标准值中心距圆整为确定螺旋角 =15.60890分度圆直径、 确定齿宽、 圆整后取=50mm,=55mm(3)校核弯曲疲劳强度 由参考文献知校核公式为:斜齿轮当量齿数 由,可得齿形系数YFa1、YFa2应力修正系数YSa1、YSa2 查参考文献,YFa1=2.48,YFa2=2.18重合度系数查参考文献,YSa1=1.64,
18、YSa2=1.79 螺旋角系数查参考文献得:弯曲疲劳强度极限,由参考文献得:=320+0.45HBS1=(320+0.45240)MPa=416MPa=184+0.74HBS2=(184+0.74190)MPa=324.60MPa弯曲应力循环次数NF 由参考文献得: /u=3.4 109/3.067=1.11108弯曲疲劳强度寿命系数YN 由参考文献得:YN1=1,YN2=1弯曲疲劳强度安全系数SFmin计算许用弯曲 由参考文献 ,SFmin=1应力 校核齿面弯曲疲劳强度 (4)计算齿轮传动的其他几何尺寸端面模数 端面压力角由得:基圆直径 齿顶圆直径 da1= da2=齿根圆直径 齿顶高齿根高
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