二级减速器的设计-本科学位论文.doc
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1、毕业设计说明书二级减速器的设计班 级: 学号: 软件学院姓 名: 软件工程学 院: 袁文武 李秀玲专 业: 指导教师: 2014年 6 月二级减速器的设计摘 要减速器是一种利用封闭在刚性壳内的齿轮的速度转换装置。它已经有很长的应用历史了,作为传动机械行业中的一个重要的分支,减速器在很多行业中扮演了越来越重要的角色。随着现代工业的快速发展,人们对减速器提出了很多更高的要求,其主要是针对更高的功率容量、更短的研发周期、转矩范围大、设计形式多样、高寿命高可靠性等。但是当前减速器普遍存在着体积大、重量大,或者传动比大而机械效率过低的问题。国外的减速器,以丹麦、日本和德国等国家处于领先地位,尤其是在材料
2、和制造工艺等方面占有很大的优势,是器减速器的可靠性和使用寿命的性能受广泛好评。国内减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主,但普遍存在着功率与重量比小,或者传动比大而机械效率过低的问题。同时,由于材料品质和工艺水平相对较弱,使减速器(尤其是大型减速器)存在较多问题,使用寿命较短。所以,发展减速器技术对于发展我国机械工业有着至关重要的意义。随着中国从“制造大国”向“制造强国”的转变,国民经济重点行业核心制造领域对装备制造设备的要求更高,则对机械制造设备中的减速器的要求也就更高。本文介绍了减速器的概念及意义和参数化设计的概念及意义,完成了对二级减速器的设计,主要设计内容如下:首先,从二级减速器传动方案整体
3、设计出发对电动机进行选择、并计算传动装置的运动和动力参数;其次,分别对二级减速器的相关部件进行设计,包括传动件的设计计算,轴的设计计算、滚动轴承的选择及计算、键联接的选择及校核计算、联轴器的选择、减速器附件的选择和润滑与密封等。根据设计计算的结果和设计期间所得的资料进行归纳、分析,得出了自己的结论和见解。关键词:减速器,传动比,电动机,齿轮,中速轴 The secondary gear reducer designAbstractReducer is a kind of using closed in rigid shell gear speed conversion device. It a
4、lready has a long history of the application, as an important branch of transmission in the machinery industry, reducer played a more and more important role in many industries. With the rapid development of modern industry, people puts forward much higher requirements on speed reducer, it is mainly
5、 aimed at higher power capacity, shorter development cycle, large torque range, design a variety of forms, long service life of the high reliability, etc. But there is a widespread volume, weight, big current reducer, or big transmission ratio and the problem that the low mechanical efficiency. Fore
6、ign reducer to Denmark, Japan and Germany and other countries in a leading position, especially in such aspects as material and manufacturing process has great superiority, is the reliability of the gear reducer and the service life of the performance by the wide acclaim. And more domestic gear to g
7、ear transmission, worm drive is given priority to, but the common power and weight ratio is small, or large, the problem of low efficiency of mechanical transmission ratio. At the same time, due to relatively weak level of material quality and technology, make the problems more reducer (especially l
8、arge-scale reducer), short service life. Therefore, development of reducer technology for the development of our country mechanical industry has crucial significance. As China from the manufacturing power to manufacturing power, the core manufacturing key industries of the national economy to greate
9、r demands of the equipment manufacturing equipment, the speed reducer of mechanical manufacturing equipment requirements are higher.This paper introduces the concept of speed reducer and the meaning and the concept and significance of parametric design, completed the design of secondary reducer, the
10、 main design content is as follows: first, starting from the secondary reducer drive plan overall design was carried out on the motor selection, and calculate the transmission of movement and dynamic parameters; Second, the relevant parts of the secondary reducer design respectively, including the d
11、esign and calculation of transmission devices, the design of the shaft calculation, selection of rolling bearing and calculation, the selection and checking calculation of linkage, coupling, reducer fittings and lubrication and sealing, etc. According to the design and calculation of results and dat
12、a obtained during the design of induction, analysis, draw conclusions and my own ideas.Keywords:Reducer,Transmission ratio,Electromotor,Gear,Intermediate shaft中北大学2014届毕业设计说明书目 录1 引言12 确定传动方案及技术任务书设计42.1 确定传动方案42.2 技术任务书设计42.2.1 设计任务书42.2.2 主要技术指标和重要技术参数43 确定设计方案54 选择电动机,传动系统运动和动力参数计算64.1 选择电动机64.1.
13、1 确定电动机的容量64.1.2 确定电动机转速64.2 确定传动装置总传动比以及各级传动比的分配74.3 运动参数和动力参数计算75 V带传动的设计95.1 V带的基本参数105.2 带轮的材料136 渐开线斜齿圆柱齿轮设计146.1 高速级斜齿圆柱齿轮设计计算表146.2 低速级斜齿圆柱齿轮设计计算表206.3 斜齿轮设计参数表267 轴的设计计算277.1 高速轴的结构设计277.2 中速轴的结构设计307.3 高速轴的结构设计327.4 校核中速轴的强度358 轴承的选择和校核408.1 中速轴轴承的选择408.2 校核中速轴轴承是否满足工作要求40第 I 页 共 II 页9 键联接的
14、选择和校核439.1 中速轴大齿轮键的选择439.2 中速轴大齿轮键的校核4310 减速器的润滑、密封和润滑牌号的选择4410.1 传动零件的润滑4410.2 减速器密封4411 箱体主要设计尺寸4512 减速器附件的选择及简要说明4813 使用说明书(SM)4913.1 主要参数4913.2 二级斜齿轮减速器的结构4913.3 驱动机构4914 标准化审核报告(BS)5014.1 产品图样的审查5014.2 产品技术文件的审查5014.3 标注件的使用情况5014.4 审查结果5015 结论51参考文献52致谢53第 II 页 共 II 页1 引言减速器是一种动力传达机构,它是利用齿轮的速度
15、转换器,可以将电机(马达)的回转数减速到用户所要的回转数,并且得到较大转矩的机械机构1。在现如今使用的传递运动与动力的机械机构中,减速机的应用范围相当的广泛。减速器一般用在低转速大扭矩的传动装置中,把例如电动机、内燃机或其它等动力设备所产生的高速运转的动力通过减速器输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的,传动比就是普通减速器会有几对相同原理的齿轮为了达到理想的减速效果而所具有的大小齿轮的齿数之比2。减速器这种相对精密的机械装置,以其降低转速、增加转矩的功能被广泛应用着。因此,对不同的用途、不同的场合都有各种类别的减速器以满足生产及生活的需要。按照传统分类,减速器可分为齿轮减
16、速器、蜗杆减速器和行星齿轮减速器;按照传动级数不同可分为单级和多级减速器;按照齿轮形状可分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆锥圆柱齿轮减速器;按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同轴式减速器。这些分类的减速器的服务领域涉及冶金、有色、煤炭、建材、船舶、水利、电力、工程机械及石化等行业。尤其在我国,减速器行业已有40多年的发展历程,其产品在国防工业和国民经济的各个领域都有广泛的应用3。由此巨大的市场潜力催生了激烈的行业竞争,所以在这个竞争残酷的市场环境中减速器企业应加大创新力度,加快淘汰落后产能的速度,加大对节能高效产品的投入,调整产品结构,以应对这个竞争激烈并且复杂多变的市场环境,保持
17、良好的发展势头。由于减速器是一种由封闭在刚性内的齿轮转动、蜗杆传动或齿轮一蜗杆传动所组成的独立部件,所谓的增速器就是在通常情况下在动力机与工作机之间作为减速的传动装置;在少数情况中也用来做增速的装置4。由于传统设计的减速器效率低并且所出现的错误率较高,所以减速器参数化设计是有效提高减速器精度和效率的有效途径。而减速器参数化设计以及仿真的总体方案和技术路线也是在研究减速器的发展现状和参数化设计的研究基础上制定并应用在实际的设计和生产中的5。减速器之所以在现代机械工业中应用广泛是由于其结构紧凑、效率高、传递运动准确可靠、使用维护简单,同时可成批生产等诸多特点。较为突出的二级减速器是机械装置在传动中
18、应用非常广泛的一种传动机构,它可用作传递任意两个轴之间的运动和动力,所以是一个非常重要的机械传动零件。传统的减速器设计过程中,最初所给的几何模型是设计者使用原有的尺寸值所得到的,同时由于减速器结构较为复杂,所包含的零部件较多,并且减速器零件的结构以及形状是固定的不能改变的不变的,因此一旦零件尺寸发生变化,必须重新绘制与其相对应的几何模型,导致工程师们必须花费大量的时间和精力进行几乎一模一样的公式计算,由于这种情况导致设计及制造过程中在减速器的相似性设计上消耗了相当大的人力物力及财力。参数化设计的思想可以相当便捷地解决这一问题。使用参数化设计的思想及其技术进行产品设计可以达到非常容易地修改减速器
19、图形和尺寸的效果,与此同时可以将以往某些产品设计的经验和知识继承下来。这样设计者就可以把时间、经验和精力集中于更具有创造性的概念和整体设计中去,这样就可以避免手工制造重复计算的繁琐,并且提高了模型设计的精度和减速器设计的效率6。参数化设计技术的实现快速产品设计的常用有效手段,主要用于标准化、系列化和通用化程度比较高的定型产品。虽然重复性劳动多是减速器设计的一大特点,但其外形尺寸和结构形式则基本一致,不会有太大的变化,便于进行参数化设计。在传动方面,选取带式传动。带传动是利用张紧在带轮上的柔性带的运动进行运动或动力传递的一种机械传动方式。根据传动原理的不同,靠带与带轮间的摩擦力传动的摩擦型带传动
20、和靠带与带轮上的齿相互啮合传动的同步带传动是带传动的主要传动方式。带传动之所以在近现代机械传动中运用如此广泛,归功于带传动有结构简单、传动平稳、能缓冲吸振、可以在大的轴间距和多轴间传递动力,同时其造价低廉、不需要润滑、维护容易等特点。两种形式的带传动也有其各自的优缺点,摩擦性带传动能过载打滑和产生噪声递,但其传动比不准确有一定的滑动率(通常在2%以下),同步带传动虽然可保证传动同步,但对载荷变动的吸收能力稍差,高速运转时有噪声7。传动时间随带式输送机主参数可以在一定范围调节,使输送带按照预先设定的传动速度图平稳运行,并能实现满载传动;在多机驱动时具有功率平衡的功能;电动机能空载传动,降低对电网
21、的冲击;具有过载保护功能。中国自行设计制造的高速齿轮减(增)速器的功率已达42000kW,齿轮圆周速度达150m/s以上。但是,中国大多数减速器的技术水平还不高,老产品不可能立即被取代,新老产品并存过渡会经历一段较长的时间。而当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长、高水平、高性能、积木式组合设计、型式多样化,变型设计多等方向发展。第 53 页 共 53 页2 确定传动方案及技术任务书设计2.1 确定传动方案(1)根据工作要求和工作环境,确定展开式二级圆柱斜齿轮减速器传动方案为此设计的方案。由于此方案具有工作可靠、传递效率高、使用维护方便并且环境适用性好等特点,并且
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