毕业设计盘磨机二级斜齿圆柱齿轮减速器的设计.doc

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1、常州信息职业技术学院学生毕业设计（论文）报告系 别： 机电工程学院 专 业： 机械设计与制造 班 号： 机制101班 学 生 姓 名： 张 鹏 学 生 学 号： 11111111 设计（论文）题目： 盘磨机齿轮减速器的设计 指 导 教 师： 王军（大） 设 计 地 点： 常州信息职业技术学院 起 迄 日 期： 2012.12-_2013.5 目 录绪论.6一、设计方案7二、电动机的选择8三、传动比的分配8四、计算传动装置的运动和动力参数8五、齿轮的设计9六、轴的设计14七、减速器的润滑与密封21八.箱体结构的设计21九、结论24十、谢辞24参考文献25作者： 常州信息职业技术学院 机电工程系

2、机制101班 张鹏日期：2013年4月盘磨机二级斜齿圆柱齿轮减速器的设计摘 要本报告主要研究了盘磨机二级斜齿圆柱齿轮减速器的设计方法和具体步骤。斜齿轮主要是能够提高齿轮啮合的重合度，使齿轮传动平稳，降低噪音。 提高齿根的弯曲强度、齿面的接触强度，可以选择合适的变位系数来解决。或者加大齿轮的模数。电动机型号选定后，进行了传动比的计算并进行分配，是否合理的分配传动比将直接影响到传动装置的外廓尺寸、重量、成本以及减速器的中心距等。其后的传动装置的运动和动力参数的计算在计算部分占有一定的比重，各项参数的准确性对整个机器的运行有着很大的影响。在齿轮设计中详细介绍了齿轮材料的选择及许用应力的确定、按齿根弯

3、曲疲劳强度设计计算确定齿轮参数及主要尺寸、确定齿轮传动精度以及齿轮结构的设计，在设计齿轮的具体结构时，要综合考虑多种因素，如齿轮的尺寸、材料、加工方法、热处理等。关键字：减速器、齿轮Abstract:This report mainly studies plate mill level 2 helical gear reducer design methods and steps. The helical gear is mainly can improve the gear meshing coincidence degree, make smooth transmission gears,

4、 reduce noise. Improve the tooth root bending strength, the tooth contact strength, can choose the right shift coefficient to solve. Or increase the gear module. Motor model selected, the calculation of the transmission and distribution, whether reasonable distribution of transmission ratio will dir

5、ectly affect the transmission device the size, weight, cost profile and the center distance of gear reducer, etc. Subsequent transmission device of sport and the computation of dynamic parameters in the calculation of the proportion of taking a part, the accuracy of the parameters of the whole machi

6、ne operation has very big effect. In the design of gear introduced the selection of materials and gear allowable stress, according to the determination of tooth root bending fatigue strength design parameters and the main gear calculate and determine the size, sure gear transmission precision and ge

7、ar structure design, the design of concrete structure in gear, considering many factors, such as the size of the gear, materials, processing methods, heat treatment, etc. Keywords：reducer、gear绪论：减速器的类别、品种、型式很多，目前已制定为行（国）标的减速器有40余种。减速器的类别是根据所采用的齿轮齿形、齿廓曲线划分；减速器的品种是根据使用的需要而设计的不同结构的减速器；减速器的型式是在基本结构的基础上根

8、据齿面硬度、传动级数、出轴型式、装配型式、安装型式、联接型式等因素而设计的不同特性的减速器。与减速器联接的工作机载荷状态比较复杂，对减速器的影响很大，是减速器选用及计算的重要因素，减速器的载荷状态即工作机（从动机）的载荷状态，通常分为三类：均匀载荷;中等冲击载荷;强冲击载荷。减速器是指原动机与工作机之间独立封闭式传动装置，用来降低转速并相应地增大转矩。此外，在某些场合，也有用作增速的装置，并称为增速器。 我们通过对减速器的研究与设计，我们能在另一个角度了解减速器的结构、功能、用途和使用原理等，同时，我们也能将我们所学的知识应用于实践中。在设计的过程中，我们能正确的理解所学的知识，而我们选择减速

9、器，也是因为对我们过控专业的学生来说，这是一个很典型的例子，能从中学到很多知识。1、设计方案1.1、根据设计项目要求，考虑到电动机购买方便、结构简单，制造、使用和维护方便，且运行可靠，所以原动机选用电动机，并且盘磨机的工作没有太大的冲击，所以电动机与减速器用联轴器直接相连，为了消除电动机轴与减速器轴的同轴度误差，我们选弹性套柱销联轴器。1.2、此装置每日工作8小时，传动工作年限为八年，盘磨机传动不逆转，而且工作时可以有轻微的振动，主轴转速允许有5%的误差，因此选择二级斜齿圆柱齿轮减速器。斜齿轮主要是能够提高齿轮啮合的重合度，使齿轮传动平稳，降低噪音。 提高齿根的弯曲强度、齿面的接触强度，可以选

10、择合适的变位系数来解决。或者加大齿轮的模数。采用斜齿轮时传动时，齿轮会产生轴向推力，要采用推力轴承消除。1.3、由于展开式齿轮相对于轴承为不对称布置，因而载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。为了减小高速级齿轮对轴的弯矩，高速级齿轮要远离电动机，以增大扭矩。低速级齿轮靠近电动机。注意事项：采用斜齿轮时传动时，齿轮会产生轴向推力。要采用角接触球轴承消除。2、电动机的选择已知电动机功率P=9KW,电动机转速n=1500r/min,查表可得电动机为Y系列三相异步电动机, 电动机型号为Y132M-4(Y表示系列代号,132表示机座中心高,M表示中机座,4为电动机的级数),满载转速1440r/min，额定

11、功率p额=7.5KW,额定转矩为2.2Nm。3、传动机的分配根据电动机的满载转速n电及工作机轴的转速n主，可求得传动装置的总传动比i: i =n电 /n主 =1440/50 =28.8分配传动比由i减 i锥=i 得i减=i/i锥 =28.8/4=7.2按展开式布置，考虑润滑条件，减速器的外型尺寸尽量减小，参考相关资料可取： 高速级： i高=3 则低速级： i低=i减/i高 =7.2/3=2.44、计算传动装置的运动和动力参数4.1、各轴的转速：1轴： n1=n电/i高=1440/3=480r/min2轴： n2=n1/i低=480/2.4=200r/min主轴： n主=n2/i锥=200/4=

12、50r/min4.2、各轴的输入功率：取齿轮传动效率1=0.95,滚动轴承的传动效率2=0.981轴： p1=p额12=7.5*0.95*0.98=6.983kw2轴： p2=p112=6.983*0.95*0.98=6.501kw4.3、各轴的输入转矩:电动机轴： T0=9550（p额/n电）=9550（7.5/1440）=49.74N.m1轴： T1=9550（p1/n1）=9550（6.983/480）=138.93N.m2轴： T2=9550（p2/n2）=9550（6.501/200）=310.42N.m4.4、整理列表轴名功率p/kw转矩T/N.m转速n/（r.min）电动机轴17

13、.549.7414402轴6.983138.934803轴6.501310.422005、齿轮的设计5.1、 1、2齿轮的设计5.1.1、依照传动方案，本设计选用二级展开式斜齿圆柱齿轮传动。5.1.2、盘磨机为一般工作机器,运转速度不高，查常用机构与零件设计，选用 8 级精度。5.1.3、材料选择：小齿轮材料为40Gr，调质，齿面硬度为55HRC，由图10-15、图10-16查的：接触疲劳强度极限H,lim1=620MPa，弯曲疲劳强度极限F,lim1=500MPa。 大齿轮材料为45钢，表面淬火，齿面硬度为50HRC，由图10-15、图10-16查的：接触疲劳强度极限 H,lim2=590M

14、Pa，弯曲疲劳强度极限 F,lim2=460MPa。取SH,lim=1 SF,lim=1 则H1=H,lim1/SH,lim=620/1=620 MPaH2=H,lim2/SH,lim=590/1=590 MPaF1=F,lim1/SF,lim=500/1=500 MPaF2=F,lim2/SF,lim=460/1=460 MPa5.1.4、按齿面接触疲劳强度计算： d1载荷系数K： 因载荷有轻微冲击，齿轮相对于轴承不对称布置，由表10-7取K=1.4，齿宽系数由表10-8取得=1.0。许用接触应力H H=H2=590MPa传动比i i=i高=3将以上参数代入式 d1得 d1 d145.35.

15、1.5、确定齿轮参数及主要尺寸：齿数 取z1=23，则z2=iz1=3*23=69模数 初选螺旋角=15o 则法面模数 mn=1.899 取标准值mn=2mm中心距 标准中心距 a1=95.4mm 为了便于箱体的加工和测量，取a1=96mm，则实际螺旋角 在8o25o的范围内，故合适。其他主要尺寸： 分度圆直径： 48mm 144mm 齿顶圆直径： 齿宽： 。取b1=55mm5.1.6、齿轮尺寸表：将几何尺寸汇于表：序号名称符号参数选择1法面模数mn22螺旋角16.6o3分度圆直径d1，d248mm,144mm4齿顶圆直径da1，da252mm,148mm5齿宽b1，b255mm,48mm6中

16、心距a196mm7齿数z1，z223,698螺旋方向右、左9径向变位系数x010精度等级8HKGB/T10095-19885.1.7、验算齿面弯曲疲劳强度：当量齿数Zv1= Z1/=23/=24Zv2= Z2/=69/=72复合齿数系数YFs：由x=0（标准齿轮）及Zv1、Zv2查图10-42得YFs1=4.3，YFs2=4.0则F1 F2所以弯曲强度足够。5.1.8、确定齿轮传动精度：齿轮圆周速度 由图10-22确定为8级精度，齿厚偏差选HK。5.2、 3、4齿轮的设计5.2.1、材料选择：小齿轮材料为40Gr，调质，齿面硬度为55HRC，由图10-15、图10-16查的：接触疲劳强度极限H

17、,lim3=620MPa，弯曲疲劳强度极限F,lim3=500MPa。 大齿轮材料为45钢，表面淬火，齿面硬度为50HRC，由图10-15、图10-16查的：接触疲劳强度极限 H,lim4=590MPa，弯曲疲劳强度极限 F,lim4=460MPa。取SH,lim=1 SF,lim=1 则H3=H,lim3/SH,lim=620/1=620 MPaH4=H,lim4/SH,lim=590/1=590 MPaF3=F,lim3/SF,lim=500/1=500 MPaF4=F,lim4/SF,lim=460/1=460 MPa5.2.2、按齿面接触疲劳强度计算： d1载荷系数K： 因载荷有轻微冲

18、击，齿轮相对于轴承不对称布置，由表10-7取K=1.4，齿宽系数由表10-8取得=1.0。许用接触应力H H=H2=590MPa传动比i i=i低=2.4将以上参数代入式 d3 得 d3 d365.15.2.3、确定齿轮参数及主要尺寸：齿数 取z3=31，则z4=iz1=2.4*31=74.4 取整数74模数 初选螺旋角=15o 则法面模数 mn=2.02 取标准值mn=2mm中心距 标准中心距 a2=108.91mm 为了便于箱体的加工和测量，取a2=109mm，则实际螺旋角 在8o25o的范围内，故合适。其他主要尺寸： 分度圆直径： 64.4mm 153.5mm 齿顶圆直径： 齿宽： 取b

19、4=65mm 。取b3=70mm5.2.4、齿轮尺寸表：将几何尺寸汇于表：序号名称符号参数选择1法面模数mn22螺旋角15.6o3分度圆直径d3，d464.4mm,153.5mm4齿顶圆直径da3，da4mm,157.5mm5齿宽b4，b470mm,65mm6中心距a2109mm7齿数Z3，z431,748螺旋方向右、左9径向变位系数x010精度等级8HKGB/T10095-19885.2.5、验算齿面弯曲疲劳强度：当量齿数Zv3= Z3/=31/=32Zv4= Z4/=74/=80复合齿数系数YFs：由x=0（标准齿轮）及Zv3、Zv4查图10-42得YFs3=4.06，YFs4=4.0则F

20、3 1.215齿轮端面与内机壁距离10机盖，机座肋厚9 8.5轴承端盖外径+（55.5）83（1轴）103（2轴）118（3轴）轴承旁联结螺栓距离83（1轴）103（2轴）118（3轴）9、结论 作为一名机械设计制造及自动化大三的学生，我觉得能做类似的课程设计是十分有意义，而且是十分必要的。在已度过的大三的时间里我们大多数接触的是专业基础课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面，如何去锻炼我们的实践面？如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢？我想做类似的大作业就为我们提供了良好的实践平台。在做本次课程设计的过程中，我感触最深的当数查阅大量的设计手册了。为了让自己的设计更加完善，

21、更加符合工程标准，一次次翻阅机械设计手册是十分必要的，同时也是必不可少的。我们是在作设计，但我们不是艺术家。他们可以抛开实际，尽情在幻想的世界里翱翔，我们是工程师，一切都要有据可依.有理可寻，不切实际的构想永远只能是构想，永远无法升级为设计。 作为一名专业学生掌握一门或几门制图软件同样是必不可少的，由于本次大作业要求用 auto CAD制图，因此要想更加有效率的制图，我们必须熟练的掌握它。虽然过去从未独立应用过它，但在学习的过程中带着问题去学我发现效率好高，记得大一学CAD时觉得好难就是因为我们没有把自己放在使用者的角度，单单是为了学而学，这样效率当然不会高。边学边用这样才会提高效率，这是我作本次课程设计的第二大收获。但是由于水平有限，难免会有错误，还望老师批评指正。谢辞 本文从拟定题目到定稿，历时四月有余。在本设计完成之际，首先要向我的导师王军老师致以诚挚的谢意。在本设计的写作过程中，老师给了我极大的指导和帮助。老师学识渊博、治学严谨，平易近人，在老师的悉心指导中，我不仅学到了扎实的专业知识，也在怎样处人处事等方面收益很多；同时他对工作的积极热情、认真负责、有条不