1114.帶式傳動(dòng)機(jī)減速器的高級齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 論文

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1、XX職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）XX職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題 目 帶式傳動(dòng)機(jī)減速器的高級齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)年級層次 06級?？茖?業(yè) 機(jī)電一體化姓 名 XXX學(xué) 號 XXXXXXXXXX指導(dǎo)教師 XXXXX論文完成時(shí)間： 2008 年 11 月 10 日摘要：齒輪傳動(dòng)是應(yīng)用極為廣泛和特別重要的一種機(jī)械傳動(dòng)形式，它可以用來在空間的任意軸之間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，目前齒輪傳動(dòng)裝置正逐步向小型化，高速化，低噪聲，高可靠性和硬齒面技術(shù)方向發(fā)展，齒輪傳動(dòng)具有傳動(dòng)平穩(wěn)可靠，傳動(dòng)效率高（一般可以達(dá)到94%以上，精度較高的圓柱齒輪副可以達(dá)到99%），傳遞功率范圍廣（可以從儀表中齒輪微小功率的傳動(dòng)到大型動(dòng)力機(jī)械幾萬千

2、瓦功率的傳動(dòng)），速度范圍廣（齒輪的圓周速度可以從0.1m/s到200m/s或更高，轉(zhuǎn)速可以從1r/min到20000r/min或更高），結(jié)構(gòu)緊湊，維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。因此，它在各種機(jī)械設(shè)備和儀器儀表中被廣泛使用，本課題就是齒輪傳動(dòng)的一個(gè)典型應(yīng)用。齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)是：1)效率高 在常用的機(jī)械傳動(dòng)中，以齒輪傳動(dòng)效率為最高，閉式傳動(dòng)效率為96%99%，這對大功率傳動(dòng)有很大的經(jīng)濟(jì)意義。2）結(jié)構(gòu)緊湊 比帶、鏈傳動(dòng)所需的空間尺寸小。3)傳動(dòng)比穩(wěn)定 傳動(dòng)比穩(wěn)定往往是對傳動(dòng)性能的基本要求。齒輪傳動(dòng)獲得廣泛應(yīng)用，正是由于其具有這一特點(diǎn)。4)工作可靠、壽命長 設(shè)計(jì)制造正確合理、使用維護(hù)良好的齒輪傳動(dòng)，工作十分可靠，壽命

3、可長達(dá)一二十年，這也是其它機(jī)械傳動(dòng)所不能比擬的。這對車輛及在礦井內(nèi)工作的機(jī)器尤為重要。但是齒輪傳動(dòng)的制造及安裝精度要求高，價(jià)格較貴，且不宜用于傳動(dòng)距離過大的場合。設(shè)計(jì)減速器應(yīng)先選擇它的電動(dòng)機(jī)，根據(jù)要求和條件選擇其型號。然后再計(jì)算出它的容量、轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)比、功率和效率。接下來就該設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)。帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算是比較重要的。再接下來就是齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算。要選擇齒輪的類型，按照其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，接觸面的疲勞強(qiáng)度與彎曲疲勞強(qiáng)度校核。然后就是軸的設(shè)計(jì)，軸承的選擇與驗(yàn)算，聯(lián)軸器的選擇與驗(yàn)算，箱體，箱蓋的主要尺寸計(jì)算。最后是齒輪和軸承的潤滑與密封方式的選擇和減速器附件的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞: 齒輪 傳動(dòng) 效率 目 錄第一章 前

4、 言41.1 設(shè)計(jì)的目的 41.2 傳動(dòng)方案的分析 4第二章 傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì) 62.1選擇電動(dòng)機(jī) 6 2.2 計(jì)算總傳動(dòng)比并分配各級傳動(dòng)比 72.3 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 7第三章 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 8第四章 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 104.1高速級減速齒輪設(shè)計(jì)（直齒圓柱齒輪） 104.1.1 齒輪的材料104.1.2 設(shè)計(jì)計(jì)算104.1.3 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度114.2低速級減速齒輪設(shè)計(jì)（直齒圓柱齒輪） 114.2.1 齒輪的材料114.2.2 設(shè)計(jì)計(jì)算114.2.3 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度13第五章 高速軸的設(shè)計(jì)145.1軸的分析 145.1.1 選擇軸的材料及熱處理 145.1.2

5、初估軸徑 145.1.3 初選軸承 145.1.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 145.1.5 軸的受力分析 145.1.6 判斷危險(xiǎn)截面 155.1.7 高速軸軸承 155.1.8 鍵的校核 155.2從動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 175.2.1 選擇軸的材料 175.2.2 軸的結(jié)構(gòu)示意圖17第六章 軸承的選擇與驗(yàn)算186.1主動(dòng)軸承的選擇與驗(yàn)算 186.1.1 確定軸承的基本參數(shù) 186.1.2 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷P186.1.3 計(jì)算基本額定壽命 186.2動(dòng)軸承的選擇與驗(yàn)算186.2.1 確定軸承的基本參數(shù) 186.2.2 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷P186.2.3 算基本額定壽命 18第七章 聯(lián)軸器的選擇與驗(yàn)算 197.1 類

6、型選擇 197.2 計(jì)算轉(zhuǎn)矩 197.3 型號選擇 19第八章 箱體、箱蓋主要尺寸計(jì)算 20第九章 齒輪和滾動(dòng)軸承潤滑與密封方式的選擇219.1減速器的潤滑 219.2減速器的密封 21第十章 減速器附件的設(shè)計(jì) 2210.1 視孔蓋和窺視孔的設(shè)計(jì) 2210.2 排油孔與油塞 22第十一章 結(jié)論 23參考文獻(xiàn)24后記25第一章 前 言1.1設(shè)計(jì)的目的 機(jī)械零件畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械技術(shù)課程后進(jìn)行的一項(xiàng)綜合訓(xùn)練，其主要目的是通過畢業(yè)設(shè)計(jì)使學(xué)生鞏固、加深在機(jī)械技術(shù)課程中所學(xué)到的知識，提高學(xué)生綜合運(yùn)用這些知識去分析和解決問題的能力。同時(shí)學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，了解和掌握常用機(jī)械零部件、機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡

7、單機(jī)械的設(shè)計(jì)方法與步驟。1.2傳動(dòng)方案的分析 機(jī)器一般是由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作裝置組成。傳動(dòng)裝置是用來傳遞原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力、變換其運(yùn)動(dòng)形式以滿足工作裝置的需要，是機(jī)器的重要組成部分。傳動(dòng)裝置是否合理將直接影響機(jī)器的工作性能、重量和成本。合理的傳動(dòng)方案除滿足工作裝置的功能外，還要求結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、成本低廉、傳動(dòng)效率高和使用維護(hù)方便。 本設(shè)計(jì)中原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，工作機(jī)為皮帶輸送機(jī)。傳動(dòng)方案采用了兩級傳動(dòng)，第一級傳動(dòng)為帶傳動(dòng)，第二級傳動(dòng)為單級直齒圓柱齒輪減速器。 帶傳動(dòng)承載能力較低在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時(shí)，結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大，但有過載保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，還可緩和沖擊和振動(dòng)，故布置在傳動(dòng)的高速級，以降低傳遞的

8、轉(zhuǎn)矩，減小帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸。 齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命較長，是現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用最為廣泛的機(jī)構(gòu)之。本設(shè)計(jì)采用的是單級直齒輪傳動(dòng)。 本設(shè)計(jì)中減速器的箱體用水平剖分式結(jié)構(gòu)，用HT200灰鑄鐵鑄造而成。設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置（簡圖如下）原始數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)編號35710運(yùn)輸機(jī)工作轉(zhuǎn)矩T/(N.m)690630760620運(yùn)輸機(jī)帶速V/(m/s)0.80.90.750.9卷筒直徑D/mm300380300360工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有輕微振動(dòng)，使用期限為10年，小批量生產(chǎn)，單班制工作（8小時(shí)/天）。運(yùn)輸速度允許誤差為。第二章傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì)運(yùn)輸機(jī)工作軸轉(zhuǎn)矩T/(N.m)6

9、90。運(yùn)輸機(jī)帶速V/(m/s)0.8。卷筒直徑D/mm300輸送帶的有效拉力Fw2350，輸送帶的速度Vw=1.5。1)選擇合適的電動(dòng)機(jī)；2)計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比，分配各級傳動(dòng)比；3)計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)。2.1、選擇電動(dòng)機(jī)(1)選擇電動(dòng)機(jī)類型：按工作要求和條件選取Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。(2)選擇電動(dòng)機(jī)容量： 工作機(jī)所需功率： ,其中帶式輸送機(jī)效率w=0.94。 電動(dòng)機(jī)輸出功率： 其中為電動(dòng)機(jī)至滾筒、主動(dòng)軸傳動(dòng)裝置的總效率，包括V帶傳動(dòng)效率b、一對齒輪傳動(dòng)效率g、兩對滾動(dòng)軸承效率及聯(lián)軸器效率c，值，計(jì)算如下：=b g r 2c=0.90由教材1表101

10、(134頁)查得各效率值，代入公式計(jì)算出效率及電機(jī)輸出功率。使電動(dòng)機(jī)的額定功率Pm(11.3)Po，由教材表10110(223頁)查得電動(dòng)機(jī)的額定功率Pm=5.5。 (3)選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速：計(jì)算滾筒的轉(zhuǎn)速： 95.49根據(jù)教材表31確定傳動(dòng)比的范圍：取V帶傳動(dòng)比ib24，單級齒輪傳動(dòng)比ig35，則總傳動(dòng)比的范圍：i(2X3)(4X5)620。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為n=inw(620)nw=592.941909.8在這個(gè)范圍內(nèi)電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速有1000rmin和1500rmin，綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的情況，同時(shí)也要降低電動(dòng)機(jī)的重量和成本，最終可確定同步轉(zhuǎn)速為1000，根據(jù)同步轉(zhuǎn)速確定電動(dòng)機(jī)的型號

11、為Y132M2-6，滿載轉(zhuǎn)速960。（教材1223頁）型號額定功率滿載轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速1000連接這些數(shù)據(jù)源，并檢索，處理和更新數(shù)據(jù)。2.2計(jì)算總傳動(dòng)比并分配各級傳動(dòng)比 (1)計(jì)算總傳動(dòng)比：i=nmnW=814 (2)分配各級傳動(dòng)比：為使帶傳動(dòng)尺寸不至過大，滿足ibdmin 。5.1.2各軸段長度的確定：軸段1的長度為軸承6008的寬度和軸承到箱體內(nèi)壁的距離加上箱體內(nèi)壁到齒輪端面的距離加上2mm，l1=32mm。2段應(yīng)比齒輪寬略小2mm，為l2=73mm。3段的長度按軸肩寬度公式計(jì)算l3=1.4h；去l3=6mm，4段：l4=109mm。l5和軸承6008同寬取l5=15mm。l6=55mm，7段

12、同大帶輪同寬，取l7=90mm。其中l(wèi)4，l6是在確定其它段長度和箱體內(nèi)壁寬后確定的。于是，可得軸的支點(diǎn)上受力點(diǎn)間的跨距L1=52.5mm，L2=159mm，L3=107.5mm。5.1.3.軸上零件的周向固定為了保證良好的對中性，齒輪與軸選用過盈配合H7/r6。與軸承內(nèi)圈配合軸勁選用k6，齒輪與大帶輪均采用A型普通平鍵聯(lián)接，分別為16*63 GB1096-1979及鍵10*80 GB1096-1979。5.1.4.軸上倒角與圓角為保證6008軸承內(nèi)圈端面緊靠定位軸肩的端面，根據(jù)軸承手冊的推薦，取軸肩圓角半徑為1mm。其他軸肩圓角半徑均為2mm。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB6403.4-1986，軸的左右端倒

13、角均為1乘45度。5.1.5、軸的受力分析：（1） 計(jì)算支座反力：Ft=2T1/d1=Fr=Fttg20=3784，F(xiàn)Q=1588N在水平面上：FR1H=FR2H=Fr-FR1H=1377-966=411N在垂直面上：FR1V=Fr2V=Ft- FR1V=1377-352=1025N（2） 彎矩在水平面上：a-a剖面左側(cè)： MAh=FR1Hl3=96652.5=50.715Nma-a剖面右側(cè)： MAh=FR2Hl2=411153=62.88 Nm在垂直面上：MAv=MAV=FR1Vl2=352153=53.856 Nm，合成彎矩：a-a剖面左側(cè)a-a剖面右側(cè)轉(zhuǎn)矩 3784（68/2）=128.

14、7Nm5.1.6、判斷危險(xiǎn)截面顯然，如圖所示，a-a剖面左側(cè)合成彎矩最大、扭矩為T，該截面左側(cè)可能是危險(xiǎn)截面；b-b截面處合成灣矩雖不是最大，但該截面左側(cè)也可能是危險(xiǎn)截面。若從疲勞強(qiáng)度考慮，a-a，b-b截面右側(cè)均有應(yīng)力集中，且b-b截面處應(yīng)力集中更嚴(yán)重，故a-a截面左側(cè)和b-b截面左、右側(cè)又均有可能是疲勞破壞危險(xiǎn)截面。5.1.7、高速軸軸承：軸承的型號為6008，Cr=16.2 kN1） FA/COr=02） 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷：查表得fP=1.2徑向載荷系數(shù)X和軸向載荷系數(shù)Y為X=1，Y=0 =1.2（1352）=422.4 N3） 驗(yàn)算6008的壽命： 驗(yàn)算右邊軸承： 5.1.8、鍵的校核1

15、) 鍵1 108 L=80 GB1096-79 則強(qiáng)度條件為： 查表許用擠壓應(yīng)力，所以鍵的強(qiáng)度足夠鍵2 128 L=63 GB1096-79 則強(qiáng)度條件為： 查表許用擠壓應(yīng)力，所以鍵的強(qiáng)度足夠2) 畫出軸的結(jié)構(gòu)示意圖：3) 計(jì)箅軸各段直徑：由教材1表39-7得：A=118106，取A=118(取較大值)，d127.14,軸上有一個(gè)鍵槽，故軸徑增大d1=d1”（1+5%）28.50 按教材1138頁圓整dl=30 d2=d1+2a=d1+2(007-01)d1=34.2-36，因d2必須符合軸承密封元件的要求，取d2=35。(教材1191頁) d3=d2（15）mm36-40，d3必須與軸承的內(nèi)

16、徑一致，圓整d340。所選軸承型號為6208，B18，D80，G22.8，C0r=15.8 d4=d3+(1-5)mm=41-45，為裝配方便而加大直徑，應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑；一般取0,2,5,8為尾數(shù)。取d4=45，d5=d3=40，同一軸上的軸承選用同一型號，以便于軸承座孔鏜制和減少軸承類型。4) 計(jì)笪軸各段長度B帶輪=(Z一1)e+2f=，e、f值查教材表34-8L1=(1.52)d1，按138頁取Ll=58，L2=l1+e+m=50e=1.2d3，其中d3為螺釘直徑，教材1查表51(23頁)m=L-3-B軸承小=6+C1+C2+(38)-3小一B軸承小=20式中6、Cl、C2查表51。l1

17、、3小查表68(75頁，按凸緣式端蓋查l1),若me取m=e即可。L3=B軸承小+2小+3小，2小查表68(75頁)Tc；許用轉(zhuǎn)速：n1=1000n11主動(dòng)端：了型軸孔、A型鍵槽、軸徑，半聯(lián)軸器長度。聯(lián)軸器的選擇結(jié)果：型 號軸孔直徑軸孔長度公稱轉(zhuǎn)矩許用轉(zhuǎn)速HL44511212504000第八章 箱體、箱蓋主要尺寸計(jì)算箱體采用水平剖分式結(jié)構(gòu),采用HT200灰鑄鐵鑄造而成。箱體主要尺寸計(jì)算如下：名稱符號尺寸箱體厚度具體內(nèi)容參照23頁表5-18mm第九章 齒輪和滾動(dòng)軸承潤滑與密封方式的選擇9.1減速器的潤滑(1)、齒輪的潤滑：根據(jù)齒輪的圓周速度6.28選擇10mm潤滑，浸油深度，(36頁)潤滑油粘度

18、為59。(2)、軸承的潤滑：滾動(dòng)軸承根據(jù)軸徑選擇脂潤滑，潤滑脂的裝填量，潤滑脂的類型為鈣基2號鈉基2號。9.2減速器的密封(1)、軸伸出處密封：軸伸出處密封的作用是使?jié)L動(dòng)軸承與箱外隔絕防止?jié)櫥停ㄖ┞┏龊拖渫怆s質(zhì)，水基灰塵等侵入軸承室避免軸承急劇磨損和腐蝕，采用墊圈密封方式(2)、軸承室內(nèi)側(cè)密封：采用擋油環(huán)密封方式，其作用是防止過多的油，雜質(zhì)以及嚙合處的熱油沖入軸承室(3)、箱蓋與箱座接合面的密封：采用密封條密封方法第十章 減速器附件的設(shè)計(jì)10.1、窺視孔蓋和窺視孔的設(shè)計(jì)作用：檢查傳動(dòng)件的嚙合、潤滑、接觸斑點(diǎn)、齒側(cè)間隙及向箱內(nèi)注入潤滑油。結(jié)構(gòu)示意圖窺視孔開在機(jī)蓋的頂部,應(yīng)能看到傳動(dòng)零件嚙合，

19、并有足夠的大小,以便于檢修。10.2、排油孔與油塞作用：排放污油，設(shè)在箱座底部結(jié)構(gòu)示意圖放油孔的位置應(yīng)在油池最低處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便于放油，放油孔用螺塞堵住，其結(jié)構(gòu)如圖：第十一章 結(jié)論由于時(shí)間緊迫，所以這次的設(shè)計(jì)存在許多缺點(diǎn)，比如說箱體結(jié)構(gòu)龐大，重量也很大。齒輪的計(jì)算不夠精確等等缺陷，我相信，通過這次的實(shí)踐，能使我在以后的設(shè)計(jì)中避免很多不必要的工作，有能力設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)更緊湊，傳動(dòng)更穩(wěn)定精確的設(shè)備。通過這次設(shè)計(jì)使我學(xué)到了和意識到了很多東西。在設(shè)計(jì)過程中，是我感受到一定要認(rèn)真、細(xì)心。尤其是其中的計(jì)算。這讓我意識到在以后的不管是工作還是做事，都要有一個(gè)認(rèn)真的態(tài)度。也使我的在這

20、方面的專業(yè)知識得到了鞏固和提高，使我熟悉和掌握了設(shè)計(jì)的整個(gè)過程。使我的專業(yè)知識能力更多的轉(zhuǎn)換為實(shí)踐的能力，為我以后的工作打下了基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)1張建中主編.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì).徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社2劉會(huì)霞主編.金屬工藝學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20013蔣忠理 主編.機(jī)電與數(shù)控專業(yè)英語.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20074導(dǎo)向科技編著.AutoCAD 2002基礎(chǔ).北京：人民郵電出版社，20035張定華 主編.工程力學(xué).北京：高等教育出版社，2000年8月6李澄，吳天生，聞百橋 主編.機(jī)械制圖（第二版）.北京：高等教育出版社，203年8月7郭仁生魏宣燕編著.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第二版）.北京：清華大學(xué)出版社，2005年謝辭畢業(yè)論文終于完稿了，回想一個(gè)月來的前期準(zhǔn)備、提筆寫作和論文修改，我禁不住的感慨萬千。面對今天已經(jīng)成稿的畢業(yè)論文，我要感謝我的論文指導(dǎo)老師周伯英，是他用謙虛嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和誨人不倦的傳道、授業(yè)、解惑精神，幫助我克服種種困難，完成論文的寫作。我還要感謝我的父母、同學(xué)和所有幫助過我以及給我精神動(dòng)力的人。最后還要感謝系里的領(lǐng)導(dǎo)和各位老師，使我們能夠安心的做好畢業(yè)設(shè)計(jì)。感激之情無以言表，只能千言萬語匯成一句話：衷心的感謝所有我應(yīng)該感謝的人，謝謝。 第 25 頁 共 25 頁