展开式两级圆柱斜齿轮减速器设计毕业设计说明书.doc

毕业设计（论文）题目: 展开式两级圆柱斜齿轮减速器设计机械工程及自动化 专业学生姓名 班级 2010级 指导老师 职称(务) 指导单位 大 连 交 通 大 学 教研室主任 完成日期 2012年4月25日大连交通大学成人教育学院毕业设计（论文）评阅书学生姓名 班级 2010级 题 目 展开式两级圆柱斜齿轮减速器设计指导老师 职称（务） 指导单位 大 连 交 通 大 学1. 指导教师评语： 签名： 年 月 日2. 答辩委员会综合评语：经毕业设计（论文）答辩委员会综合评定成绩为： 答辩委员会主任（签字） 年 月 日大连交通大学成人教育学院毕业设计（论文）任务书题 目: 展开式两级圆柱斜齿轮减速器设计起止日期 2012 年 3 月 15 日至2012 年 6 月 25 日学生姓名 李 鹏 班级 2010级 指导老师 许 斌 职称(务) 指导单位 大 连 交 通 大 学 教研室主任 日期 年 月 日任务及要求：任务：展开式两级圆柱斜齿轮减速器用于传动设备传送清洗零件，单班制工作，工作时有轻微振动，工作期限8年。每年按300天计，轴承寿命为齿轮寿命的三分之一以上。原始数据：卷筒直径D（mm）输送带速度v（m/s）运输带所需扭矩T（Nm）4500.94001-电动机 2-带传动 3-减速器 4-联轴器 5-卷筒 6-运输带要求： 1、选择电动机 2、皮带、两级齿轮等传动件设计计算 3、轴、轴承、键、联轴器设计计算或选择验算 4、绘制减速器装配图(0号图幅)一张 5、绘制零件工作图两张（轴类、齿轮各一张） 6、编写设计说明书毕业设计（论文）内容计： 说明书（论文） 26 页表 格 2 张插 图 2 幅附 设 计 图 3 张完成日期 2012 年 4 月 25 日目 录第一章 原动机选择7第二章 机械系统运动和动力参数计算7第三章 带传动的设计计算9第四章 高速级斜齿轮传动的设计计算11第五章、低速级斜齿轮传动的设计计算14第六章、轴的设计计算及校核18第七章、滚动轴承的选择计算23第八章、 键联接的选择及验算25第九章、联轴器的选择25参考文献26计算与说明主要结果第一章、电动机的选择1.1、传动总效率由机械设计课程设计第十章表10-1查得：V带传动效率，齿轮（8级精度）效率，一对滚动轴承效率，万向联轴器效率；则，电动机到运输机的传动总效率为:1.2、工作机所需功率与电动机所需的工作功率查Y系列电动机技术数据，选电动机额定功率为3kW的Y132S6电动机。查表10-3得电动机技术数据和主要尺寸如下表：型号额定功率/kW满载转速同步转速电动机中心高H/mm外伸轴直径和长度D/mm×E/mmY132S63960100013238×80第二章、传动系统的运动和动力参数计算2.1、计算传动装置总传动比和分配各级传动比2.1.1传动装置总传动比 工作机转速 传动装置总传动比 2.1.2分配传动装置各级传动比根据表4.29取带传动传动比则减速器传动比为而，令，代入上式求得：高速级传动比，低速级传动比。2.2、传动装置的运动和动力参数2.2.1各轴转速2.2.2各轴功率2.2.3各轴转矩计算结果如下表： 轴名参数电动机轴1轴2轴3轴工作机轴转速功率P/kW转矩T/N·m传动比i2.53.612.781效率0.950.960.960.97第三章 带传动的设计计算3.1、确定计算功率查表（未指明哪本书表的均代表教材的表）13-8 取工作情况系数=1.1 则：3.2、选择V带的带型 由, =960r/min选用普通A型V带。3.3、选择带轮、由表5-7，查取A型带轮，应使，小带轮转速较低，选。3.4、验算带速根据机械设计式子（813）计算带的速度。带速不宜过低或过高， 一般应使v（525m/s），而带速在525m/s之间，故选择合适。3.5、计算大带轮的基准直径参考表5-8给出的带轮直径系列，取。转速误差 3.6、确定中心距a和带长3.6.1由式（5-18） 得，根据机械设计式子（820），初选 由机械设计式子（822）计算所需的基准长度带长 由机械设计表82取带的基准长度3.6.2按机械设计式子（823）计算实际中心距 a中心距 中心距的调整范围7、验算小带轮上的包角由式（5-4）>,故合理。8、确定V带根数按式（5-21） 由和n960r/min，查表84a得由表5-10查得由表5-9查得由表5-3查得代入求根数公式（5-21），得取z=2,符合表5-7推荐的轮槽数。9、确定初拉力查表5-4得按式（5-22） 10、计算作用在轴上的压力F第四章 高速级斜齿轮传动的设计计算4.1、选择齿轮材料，热处理及精度考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮，软齿面传动。 4.1.1 材料：材料选45钢，软齿面传动。小齿轮调质，齿面硬度230240HBS，大齿轮正火，齿面硬度190200HBS。 4.1.2 齿轮精度运输机为一般工作机，速度不高，按GB/T100951998，选择8级精度。 4.2、选取齿轮齿数和螺旋角初选，取。初选螺旋角=10°4.3、按齿面接触疲劳强度设计4.3.1据式（6-3）有 其中，因载荷有轻微冲击，初选=1.8，由表6-6，选取齿宽系数由表6-5，选取材料的弹性影响系数由图6-14，选取区域系数由式（6-7）得，由图6-13，查得弹性系数，由式（6-12），计算应力循环次数由图6-15查得，寿命系数 , 由图6-16d查得，取，则则许用接触应力将确定后的各项数值代入设计公式，求得：4.3.2修正及计算圆周速度 由表6-3取使用系数由图6-7取动载系数由图6-19取齿向载荷分布系数由表6-4取齿间载荷分布系数则载荷系数按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径模数由表6-1，选取第一系列标准模数齿轮主要几何尺寸：圆整中心距，取则修正螺旋角4.4 、计算分度圆直径和齿宽4.4.1 ，4.4.2 齿宽 圆整后取，4.5校核齿根弯曲疲劳强度式中，为重合度系数； 为螺旋角系数；为载荷作用于齿顶的齿形系数； 为载荷作用于齿顶的应力修正系数。计算当量齿轮端面重合度 由机械原理可知：端面压力角（其中标准压力角取）所以 1，满足齿轮传动的连续性条件。则 由图6-28，查得当量齿数 由图6-19、6-20按查得：，；由图6-21查得，弯曲疲劳强度寿命系数,;由图6-22c查得，弯曲疲劳极限,由图6-22b查得取最小安全系数，则课计算出许用弯曲应力将确定出的各项数值代入弯曲疲劳强度校核公式：故齿根弯曲疲劳强度足够。第五章 低速级斜齿轮传动的设计计算5.1、选择齿轮材料和热处理、精度等级材料选45钢，软齿面传动。小齿轮调质，齿面硬度230240HBS，大齿轮正火，齿面硬度190200HBS，精度等级为8级。5.2、选取齿轮齿数和螺旋角初选，取。初选 =15°。5.3、按齿面接触疲劳强度设计（式中各参数意义同上）5.3.1 式中，因载荷有轻微冲击，初选=1.8，由表6-6，取由表6-5，选由图6-14，查得由式（6-7）得，端面重合度由图6-13，查得由式（6-12），由图6-15查得，,由图6-16d查得，取；取设计齿轮参数将确定后的各项数值代入设计公式，求得：5.3.2 修正：计算圆周速度 由表6-3查得，由图6-7查得，由图6-19查得，由表6-4查得，则由表6-1，选取第一系列标准模数齿轮主要几何尺寸：圆整中心距，取则5.4、计算分度圆直径和齿宽，取，5.5、校核齿根弯曲疲劳强度计算当量齿轮端面重合度 由机械原理可知：所以 符合齿轮传动连续性条件。由图6-28，查得由图6-19、6-20按查得：，；由图6-21查得，,;由图6-22c查得，,由图6-22b查得取，有将确定出的各项数值代入弯曲疲劳强度校核公式：可见，齿根弯曲疲劳强度足够。第六章 轴的设计计算及校核6.1、选择轴的材料轴的材料选45钢，调质处理。由机械设计表8-1查得，。由表8-3，取。6.2、已计算出输出轴的功率、转速，转矩6.3、初估最小轴径由式（8-2）得，从机械设计课程设计表16-2查得，采用弹性柱销联轴器,其公称转矩，许用转速，故取联轴器轴段直径，半联轴器长。6.4、按弯扭合成强度条件计算6.4.1 高速轴校核计算由所确定的结构图可确定出简支梁的支撑距离。6.4.1.1 画出轴的计算简图如图4.1所示。6.4.1.2 计算轴上外力圆周力 径向力轴向力6.4.1.3 求支反力图4水平面支反力由 得， 弯矩垂直面支反力，据得，6.4.1.4 计算轴的弯矩，并画弯矩图水平面弯矩 垂直面弯矩 合成弯矩6.4.1.5 计算并画当量弯矩转矩按脉动循环变化计算，取应力校正系数 校核危险截面可见，高速轴的强度足够。图4.1 高速端受力及弯矩图6.4.2 低速轴校核计算由所确定的结构图可确定出简支梁的支撑距离，。2）计算轴上外力圆周力 径向力轴向力3）求支反力图4水平面支反力由 得， ，弯矩垂直面支反力据得，4）计算轴的弯矩，并画弯矩图水平面弯矩 垂直面弯矩 合成弯矩5）计算并画当量弯矩图转矩按脉动循环变化计算，取应力校正系数 校核危险截面可见，轴的强度足够。图4.2 低速端受力及弯矩图6.5、按疲劳强度的安全系数校核计算6.5.1 判断危险截面由于截面C处过盈配合引起的应力集中最严重，同时所受应力又较大，属危险截面，应进行疲劳强度校核的安全系数计算。6.5.2 C截面处疲劳强度安全系数校核轴肩圆角引起的有效应力集中系数,按附图1b、附图2b查得，由，按附图5查得尺寸系数，；由轴精车加工，按附图8查得表面质量系数=0.93。综合影响系数值为 ， 截面C左侧附近由于键槽引起的有效应力集中系数，按附图3、附图4查得，故得综合影响系数值为，取上面综合影响系数、中的较大值，故、。轴材料是45钢，查表8-1取弯曲等效系数，扭转等效系数。只考虑弯矩作用的安全系数，由式（8-7）得，只考虑转矩作用的安全系数，由式（8-7）得，由式（8-6）计算安全系数取S=1.51.8，,所以截面C安全。第七章、滚动轴承的选择计算7.1、一轴轴承的选择计算7.1.1 选择轴承类型和型号选择轴承型号圆锥滚子轴承30308查表8-23取轴承基本额定动载荷为：；基本额定静载荷为：, e=0.3,Y=1.67.1.2 计算轴承的径向载荷据得， 根据得，垂直方向支反力合成支反力7.1.3 计算轴承的轴向载荷因为 ，故轴承1压紧，轴承2放松,7.1.4 计算动载荷对于轴承1： 对于轴承2： 7.1.5 计算轴承寿命 因为，该对轴承的最短寿命为 ，故该对轴承寿命足够。7.2、其他轴轴承的选择计算低速、中间轴滚动轴承的校核计算同低速轴承计算同高速轴（略），结果均具符合要求。第八章、 键联接的选择及验算8.1、二轴大齿轮键联接强度计算二轴大齿轮周向定位采用A型普通平键联接，由机械设计课程设计表12-1查得平键截面。键联接的强度计算，根据平键联接的挤压强度条件k=0.5h=0.5×8mm=4mm,l=L-b=50mm-12mm=38mm,d=80mm, 由表4-1查得，所以平键联接的强度足够。8.2、其余轴上的键联接的选择及验算方法同上，结果均满足要求。第九章、联轴器的选择根据轴的计算转矩，转速和三轴的最小直径，从机械设计课程设计表16-2查得，采用弹性柱销联轴器,其公称转矩，许用转速。由于 ，可知联轴器满足要求。结论减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩，以满足工作需要，选用减速器时应根据工作机的选用条件，技术参数，动力机的性能，经济性等因素，比较不同类型、品种减速器的外廓尺寸，传动效率，承载能力，质量，价格等，选择最适合的减速器。通过对减速机的设计我充分了解减速器的工作机的选用条件，技术参数，动力机的性能，经济性等因素，比较不同类型、品种减速器的外廓尺寸，传动效率，承载能力，质量，价格等，选择最适合的减速器。通过对减速机的设计我熟练掌握大学所学的专业知识. 并通过用AutoCAD制图，进一步提高计算机绘图能力，为学生毕业后的工作打下良好基础。根据原始数据和参考文献在熟悉了减速器的工作原理和适应场合，在导师的带领下根据进度先进行调研报告。最终进行毕业设计说明书和完成计算机绘图。谢辞本课题在研究过程中得到了许斌老师的悉心指导，在这段紧张忙碌的日子里，他帮助我分析问题、解决问题。许老师的渊博的学识和敬业精神让我在学习和工作中受益匪浅。在我即将毕业离校之际，感谢大连工人大学的领导和辅导员老师，同时也感谢机械系的专业课老师，让我学会了大量的专业课知识，并能很好的运用到工作中去。抱着终身学习的态度，我将不断的努力学习，理论联系实际，把学习作为一种精神追求，真正做到学以立德、学以增智、学以创业。 参考文献1机械设计（教材）第八版，高等教育出版社，主编：濮良贵 纪名刚 。2机械设计课程设计，机械工业出版社，主编：殷玉枫。3机械制图（第五版）（教材），高等教育出版社，主编：钱可强4机械设计手册简明手册，化学工业出版社，主编：骆素君 朱诗顺5机械原理（第七版）（教材），高等教育出版社，主编：孙桓 陈作模 6材料力学（第二版）（教材），高等教育出版社，主编：单辉祖。7机械设计课程设计（教材），东北大学出版社，主编：巩云鹏 田万禄 张祖立 黄秋波。8机械设计（教材），东北大学出版社，主编：孙志礼等。9计算机辅助机械零件设计，上海交通大学出版社，主编：黄世清等。10计算机辅助机械设计，华中理工大学出版社，主编：卢左潮等。11机械零件设计手册（第三版），冶金工业出版社，主编：蔡春源。最后确定电机Y系列三相异步电动机型号为Y132S6，额定功率3kW，满载转速960r/min。普通A型V带V带根数=2