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1、山东华宇职业技术学院高职毕业生毕业设计（论文）课题名称 一级圆柱齿轮减速器设计 专业 数 控 技 术 班级 06 高职数控13班 学号 20062021341 姓名 张 延 申 指导教师 于 清 东 摘 要机器通常是由原动机、传动装置和工作机三部分组成。传动装置是用以传递运动和动力，变换运动形式以实现工作机预定的工作要求，是机器重要的组成部分。减速器就是位于原动机与工作机之间的一种机械传动装置。由于其传递运动准确可靠，结构紧凑，效率高，寿命长，且维修方便，得到广泛应用。 本次毕业设计主要是机械传动装置的总体设计，包括传动方案的拟定与分析；电动机型号的选择；总传动比的计算及其分配；传动装置的运动
2、参数和动力参数的计算；各级传动件设计和装配图、零件图的绘制。关键词：直齿圆柱齿轮 减速器 传动装置 1 拟定传动方案为了估算传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速 即： 一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为17或25.因为运输带需要连续工作,单向运转,且载荷平稳故采用如图1.1的传动方案。图1.1传动方案2 电动机的选择2.1电动机类型的选择和结构形式按工作要求和工作条件,选用一般用途的Y(IP44)系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。Y系列三相交流异步机具有高效、节能、震
3、动小、噪声小和运行安全可靠的特点，安装尺寸和效率等级符合国际标准，因此选用Y（IP44）系列。2.2电动机容量电动机容量（功率）选得合适与否，对电动机的工作和经济性都有影响。当容量小于工作要求时，电动机不能保证工作机构的正常工作，或使电动机因长期过载发热量大而过早损坏，容量过大则电动机价格高，能量不能充分利用，经常处于不满载运行，其效率和功率因数都较低，增加电能消耗，造成很大浪费。电动机容量主要根据电动机运行时的发热条件来决定，电动机的发热与其运行状态有关。对于长期连续运转载荷不变或变化很小，常温下工作的机械，只要所选电动机的额定功率略大于或等于所需电动机功率卷筒轴的输出功率已知 则电动机的输
4、出功率 传动装置的总效率式中, 、分别为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。 由资料查得： 弹性连轴器 1个=0.99滚动轴承 2对=0.99圆柱齿轮闭式传动 1对=0.97V带开式传动 1副 =0.95卷筒轴滑动轴承润滑良好 1对=0.98则： 故 查表选取电动机额定功率Pd=4KW。2.3电动机的转速容量相同的同类电动机，电动机转速越高，则磁极数越少，尺寸和重量较小，价格也越低，但电动机转速与工作机转速相差过多势必造成传动系统的总传动比加大，致使外轮廓尺寸和重量增加，价格提高，而选用转速低的电动机是，则情况正好相反，有表2-1查得V带传动常用传动比范围24，单级圆柱齿轮传动比范围3
5、6。选用电动机最小转速：选用电动机的最大转速:同步转速为960r/min选定电动机型号为Y132M1-62.4电动机的技术数据和外形,安装尺寸查表20-1,表20-2得出Y132M1-6型电动机的技术数据和外形,安装尺寸,并列表如下：电机型号: Y132M1-6额定功率: 4Kw同步转速 1000r/min满载转速 960r/min 电动机质量 73kg轴径 28mm表2.1电机型号额定功率同步转速满载转速电机质量轴径mmY132M1-64Kw1000r/min960r/min73Kg28mm3 计算传动装置的传动比3.1传动装置总传动比电动机选定Y132M1-6,根据电动机满载转速nm=96
6、0r/min及工作转速nw=60.0241r/min。就可以计算出传动装置的总传动比3.2分配各级传动比选取V带传动比则单级圆柱齿轮减速器比为所计算的值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围要。4 计算传动装置的运动和动力参数4.1各轴转速电动机轴为轴，减速器高速轴为轴，低速轴为轴，则各轴转速为：4.2各轴输入功率按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即 轴I 的功率轴II功率4.3各轴转距电动机轴转矩轴1的转矩轴2的转矩5 设计带轮5.1计算功率P=Pd=4kw运输带连续工作，一班制（工作8小时）,单向运转，载荷平稳, 运输带速度允许误差为5%，原动机为鼠笼型交流电动机。查表得
7、，则计算功率P传动的名义功率即额定功率工作情况系数5.2选择普通V带型号已知根据Pc=4.4kw， ，由图13-15确定V带型号为A型小带轮的直径d1=8100mm5.3确定带轮基准直径由表8-11及推荐标准值确定小带轮直径则大带轮直径查表选取标准值 =315mm5.4验算带速 在525m/s范围内，符合带速要求。从动轮转速从动轮转速误差:误差在规定的范围内，符合设计要求。5.5 V带基准长度和中心距（1）初定中心距中心距的范围初步选取a0=350mm（2）初算带长（3）选定基准长度查表并园得带的基准长度Ld=1600mm（4）确定实际中心距传动的实际中心距选取中心距 中心距的变化范围为436
8、508mm（5）验算小带轮包角因为包角=153.22120 故合格（6）求v带根数z由公式可求其根数根据=960r/min, =120mm 查表得单根V型带的额定功率=1.06Kw 根据包角=153.22 查表得 则 取4根V型带（7）作用在带上的压力查表得q=0.10则单根带的初拉力6 轴的设计6.1轴的径向尺寸设计阶梯轴的径向的结构尺寸的变化主要取决于轴上的零件的安装、定位、受力情况、对轴的表面粗糙度和加工精度的要求。 轴的径向尺寸确定是在初算直径的基础上进行的，轴径的初步估算法是按纯扭距并降低许用扭转切应力的方法进行的，其计算公式为: P转轴所传递的功率n为轴的转速初选轴I和轴II 45
9、钢 则c=110取=28mm由于轴II与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查表选取YL10YLd10联轴器。Tn=630580.5878Nm 轴II直径与联轴器内孔一致取=45mm6.2轴的轴向尺寸的确定各轴段的轴向尺寸取决于轴上零件的轮毂宽度，而轮毂宽度一般与轴的直径有关，确定了轴的直径，就可以根据不同零件的结构要求确定其轮毂以及轴上零件定位和固定可靠的需要。（1）为保证轴向定位和固定可靠,与齿轮、联轴器、带轮等零件配合的轴段的长度一般应比其他相配合的轮毂稍短一点。（2）为了保证安装零件时轮毂上的键槽和轴上的键容易对准，应使轴上的键槽靠近轮毂装入一端。（3）轴的外伸长度取决于轴承盖
10、和轴伸出端安装的零件。（4）轴的箱体段长度需要待箱体，轴承孔处凸缘的宽度，轴承盖厚度及轴外伸端所安装的零件位置和尺寸等确定后才能最后定出。6.3联轴器的选择由于轴II与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查表选取YL10YLd10联轴器。7 齿轮的设计7.1齿轮强度由=320r/min P=3.8kw i=3选取软齿面齿轮,小齿轮用40MnB，调质处理，齿面硬度为260HBS大齿轮用ZG35SiMn，调质处理，齿面硬度为225HBS。因，SH1=1.1 SH2=1.1，因，SF=1.3所以 7.2按齿面接触强度设计假设齿轮按9级精度制造，取载荷系数K=1.5，齿宽系数小齿轮上的转矩 待
11、添加的隐藏文字内容2按 计算中心距已知 u=i=5.333则 mm齿数 =19, 则模数m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数m2.5 确定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm齿宽b=取b1=70mm,b2=60mm7.3验算弯曲强度齿形系数YF1=2.57，YF2=2.18按式（11-8）轮齿弯曲强度8 轴承的选择轴承的类型是根据载荷大小、方向和性质，转速高低、旋转精度，工作条件及经济性等来选择的；尺寸大小型号由轴承的寿命计算确定。一般减速器采用滚动轴承。由滚动轴承的寿命计算确定。滚动轴承部件的结构设计主要考虑轴承的支撑刚度，同轴度以及轴承的固定调整，安装、拆卸、密封和润滑等问
12、题。由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列，径向载荷Fr=2031.9N，两个轴承支撑。Fr1=2031.9/21015.9N因为大修期三年，可更换一次轴承，所以取三年。工作时间Lh3*365*8=8760（小时）由公式式中 fp=1.1 P=Fr1=1015.9N ft=1 (工作环境温度不高)（深沟球轴承系列）则 由附表选6207型轴承齿轮减速器首选两端单向固定的轴系固定方式，并利用凸缘式轴承盖与箱体外端面之间的一组垫片调整轴承间隙。9 键的选择键连接的强度校核主要是看其抗挤压强度是否满足要求，许用挤压应力应按键连接键、轴、轮毂中材料最弱的选取，一般是轮毂材料最弱 选用平键A型，由
13、表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算b=14mm, h=9mm, l=80mm d=40mm由公式所以选用普通平键 所以齿轮与轴的键连接中可采用此平键10 减速器的选择10.1通气器 通气装置用于排泄由于传动零件运转产生的压缩气体，使箱体内外压力平衡。通气装置多安排在箱体顶部的视孔盖上，常用的有通气螺栓和网式通气器两种结构形式。由于在外界使用,有粉尘选用通气室采用M181.510.2油面指示器油标尺是用于显示箱体内油面高度。常用油标有圆形油标尺和长形油标尺等。本课题选用规格为M16的油标尺。圆形油标尺的结构简单，应用较多。在检查油面高度时拔出油标尺，以杆上油痕判断油面高度。油标尺上两刻线的
14、位置分别表示极限油面允许值。油标尺一般安装在箱体侧面，设计时应合理确定油标尺插座位置及倾斜角度，一方面防止油从中溢出，另一方面还要考虑，油标尺插取和加工的方便以及与其它结构是否有干涉、碰撞等。10.3起吊装置采用箱盖吊耳，箱座吊耳。10.4放油螺栓塞六角细牙螺栓及垫片M16*1.510.5窥视孔及视孔盖选用板结构的窥视孔盖11 润滑与密封11.1齿轮的润滑采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为V=3.14dn/60000=0.6542m/s大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。11.2滚动轴承的润滑采用飞溅润滑在箱座凸缘上开设油沟,并设挡油盘,以防止轴承旁齿轮啮合时所挤
15、出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。11.3润滑油的选择齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备。选用L-AN15润滑油11.4密封方式的选取选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。 轴承盖结构尺寸按其定位的轴承外径决定。鸣 谢 本次毕业设计过程中，由于我个人的经验和水平有限，因此很难避免在设计中存在许多不合理之处，希望各位老师及同学多多批评指正。本设计是在于清东老师的精心指导和严格要求下完成的。于老师那严谨求实的治学态度，待人以诚的宽广胸怀以及渊博的知识，为我们树立了榜样，是我们今后做学问的楷模。在此向他表示忠心的感谢！在设计说明书的编写过程中，同时也得到了其他老师和同学的大力支持和帮助，在此一并感谢！ 编 者 张延申 2008年12月27日参 考 文 献1 汤慧瑾主编,机械零件课程设计,北京：高等教育出版社，19902 濮良贵主编。机械设计,北京：高等教育出版社，20063 机械设计手册编写组编,机械设计手册机械手册之五,19834 机械设计手册编写组编,机械设计手册机械手册之六,19835 温松明主编,互换性与测量技术基础，长沙：湖南大学出版社出版，19966 冯炳尧主编,机械设计与制造简明手册，上海：上海科技出版社，1998
