减速器的设计毕业设计.doc

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1、毕 业 设 计（论文）（说 明 书）题 目： 减速器的设计 姓 名： 编 号： 平顶山工业职业技术学院 年 月 日平顶山工业职业技术学院毕 业 设 计 （论文） 任 务 书姓名 专业 任 务 下 达 日 期 年 月 日设计（论文）开始日期 年 月 日设计（论文）完成日期 年 月 日设计（论文）题目： A编制设计 B设计专题（毕业论文） 指 导 教 师 系（部）主 任 年 月 日平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）答辩委员会记录 系 专业，学生 于 年 月 日进行了毕业设计（论文）答辩。设计题目： 专题（论文）题目： 指导老师： 答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，

2、经答辩委员会讨论评定，给予学生 毕业设计（论文）成绩为 。答辩委员会 人，出席 人答辩委员会主任（签字）： 答辩委员会副主任（签字）： 答辩委员会委员： ， ， ， ， ， ， 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语第 页共 页学生姓名： 专业 年级 毕业设计（论文）题目： 评 阅 人： 指导教师： （签字） 年 月 日成 绩： 系（科）主任： （签字） 年 月 日毕业设计（论文）及答辩评语： 摘要减速机是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将电机（马达）的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。在目前用于传递动力与运动的机构中，减速机的应用范围相当广泛。几乎在各式机械的传动系

3、统中都可以见到它的踪迹，从交通工具的船舶、汽车、机车，建筑用的重型机具，机械工业所用的加工机具及自动化生产设备，到日常生活中常见的家电，钟表等等.其应用从大动力的传输工作，到小负荷，精确的角度传输都可以见到减速机的应用，且在工业应用上，减速机具有减速及增加转矩功能。在目前用于传递动力与运动的机构中，减速器的应用范围相当广泛。其应用从大动力的传输工作，到小负荷，精确的角度传输都可以见到减速机的应用，且在工业应用上，减速机具有减速及增加转矩功能。因此广泛应用在速度与扭矩的转换设备。减速机的作用主要有：降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意不能超出减速机额定扭矩。减速同时降低

4、了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。大家可以看一下一般电机都有一个惯量数值。几乎在各式机械的传动系统中都可以见到它的踪迹，从交通工具的船舶、汽车、机车，建筑用的重型机具，机械工业所用的加工机具及自动化生产设备，到日常生活中常见的家电，钟表等等，应用范围十分广泛。减速机一般用于低转速大扭矩的传动设备，把电动机.内燃机或其它高速运转的动力通过减速机的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，普通的减速机也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果，大小齿轮的齿数之比，就是传动比。我的这次毕业设计是作为运输带上的变速所用，在传动过程中实现有效、平稳的额传动。为了更高效的实现运动，该

5、减速器设计为三轴传动，即用三个传动轴来进行传递功率。目录第一章 设计内容、任务及要求61.1设计内容61.2设计任务61.3设计要求6第二章 传动装置的总体设计72.1传动方案的分析和拟定72.2选择电动机72.3合理分配各级传动比，计算传动装置的运动和动力参数102.4 V带和带轮的设计12第三章 箱内及箱外传动件的设计、计算153.1传动件的设计153.2减速器附件设计22第四章 设计小结25第一章 设计内容、任务及要求1.1设计内容 本设计为一两级减速器，其主要用途为带式运输机上的减速装置，机械传动装置设计为圆柱式齿轮传动。运输机用途为单向传输，载荷平稳，变动较小。运输带的有效拉力为1.

6、9KN，运输带转速为1.3米m/s。工作寿命两班制，8年，每年工作300天。1.2设计任务 1，拟定和分析传动装置的设计方案;2，选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数；3，进行传动件的设计计算及结构设计，校核轴、轴承、联轴器、键等零部件的强度，选择润滑和密封方式；4，绘制减速器装配图；5，绘制零件工作图；1.3设计要求 根据设计设计题目和实际内容，搞清楚所设计的传动装置应包含哪些机构及传动路线。除此之外，设计中还应注意强度、刚度、结构、工艺和装配等各项要求的关系。设计中注意标准和规范的采用，这样可以减轻设计工作量，节省设计时间，增加零件的互换性，降低设计和制造成本，提高设计质量，保证设计的

7、先进性。在如今的市场经济体系中，低廉的成本，较高的经济型是占领市场的重要因素，因此，在设计时必须注意影响产品成本的各方面因素。如：在满足使用要求和加工要求的条件下，尽可能的减少零件毛培种类，形状合理，结构简单，易于加工，便于安装和拆卸。这样做，既能减少材料的成本，又能降低制造、安装和维修的费用。绘制设计需要的草图时，按正式图的比例尺寸，作图顺序得当。绘制草图时，着重注意各零件之间的相对位置，对于细部结构可按简化画法画出。设计过程是一个边绘图边计算、修改的过程，要不断自查或互相检查，以及时发现并修改错误，以免造成大的返工，。及时记录并整理计算数据，改动数据后，要重新检查一遍相关数据，供下一步设计

8、及计算时正确使用。第二章 传动装置的总体设计2.1传动方案的分析和拟定 传动方案一般用机构运动简图表示，它主要反映运动和动力的传递路线，及各部件的组成和连接关系。与齿轮传动、链传动、蜗杆传动相比，带传动的承载能力较小，传递相同转矩时，其结构尺寸要比其他传动形式大，但是传动平稳性好，能缓冲吸振，因此适宜布置在高速级。所以将带轮布置在高速级。传动方案如下图所示：图2-1电动机外形2.2选择电动机减速器常采用电动机作为原动机。电动机有交流机和直流机之分，一般工厂里用的都是三相交流电，因而采用交流电动机。目前，应用最广的是Y系列自扇式笼型三相异步电动机，其结构简单，工作可靠，启动性好。对于载荷平稳的机

9、械，确定电动机功率时，应保证电动机额定功率等于或者稍大于工作机要求的功率。工作机所需输出功率为 式中 工作机所需的工作功率，即运输带主动端所需的功率，单位为 电动机至工作机主动端之间传动的总效率 运输带拉力或工作机的工作阻力 运输带速度为V带的效率,为第一对轴承的效率，为第二对轴承的效率，为第三对轴承的效率，为每对齿轮啮合传动的效率（齿轮为7级精度，油脂润滑. 因是薄壁防护罩,采用开式效率计算)。 查表可选取、的值分别为0.96，0.98，0.95，0.97，0.96所以 =0.759 执行机构为滚筒，滚筒轴的转速为 按推荐的传动比合理范围，取V带的传动比为为24,二级圆柱齿轮减速器的传动比为

10、840，则总传动比的合理范围为16160则电动机的转速可选范围为查表，从电动机和传动装置的尺寸大小、重量大小和带传动、减速器的传动比等因素考虑，选三相异步电动机的型号是Y112M4电动机，它的性能如下：额定功率为P=4.0KW，额定电流I=8.8A，满载转速1440 r/min，同步转速=1500r/min。查机械设计基础实训指导附录5-电动机，可知该Y112M-4型电动机的性能，如下表：表2-1电动机相关数据电动机型号额定功率同步转速满载转速电动机重量总传动比V带传动比减速器传动比Y112M-44KW1500144047016.152.37.02查附表5-3机座带底脚、端盖无凸缘电动机的安装

11、及外形尺寸：图2-2电动机外形表2-2电动机机体尺寸中心高外形尺寸地脚螺栓安装尺寸A X B地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸D X E112400X305X265190X1401228X602.3合理分配各级传动比，计算传动装置的运动和动力参数由选定的电动机满载转速和工作机主动轴转速即滚筒转速，可以计算得出传动装置的总传动比： 总传动比为各级传动比的连续相乘，即： 在本减速器中， 其中，分别为带和减速器的传动比。由机械设计实训指导表2-2，取V带传动比为2.3，则减速器传动比取二级圆柱齿轮减速器高速级传动比为计算可得：高速级传动比 低速级传动比 各轴转速： 轴 1440/2.3626.09r/min

12、轴 626.09/3.24193.24r/min 轴 /193.24/2.33=82.93 r/min轴 =82.93 r/min式中，为电动机满载转速， 分别为 轴的转速。各轴的输入功率：轴 3.250.963.12kW轴 23.120.980.952.90kW轴 22.970.980.952.70kW轴 24=2.770.980.972.57kW由输入功率可以计算得出各个轴的输出功率：轴 轴 轴 轴 计算可得，各个轴的输入转矩： 电动机轴的输出转矩：=9550 =95503.25/1440=21.55 N所以: 轴 =21.552.30.96=47.58 Nm轴 =47.583.240.9

13、80.95=143.53 Nm轴 =143.532.330.980.95=311.35Nm轴 =311.350.950.97=286.91 Nm计算可得，各个轴输出转矩：轴 0.98=46.63 Nm轴 0.98=281.17 Nm轴 0.98=305.12Nm轴 0.98=140.66 Nm列出各个轴的运动和动力参数，以供以后的计算使用。表2-3轴名功率P KW转矩T Nm转速r/min输入输出输入输出电动机轴3.2521.5514401轴3.123.0647.5846.63626.092轴2.902.84143.53140.66193.243轴2.702.65311.35305.1282.

14、934轴2.572.52286.91281.1782.932.4 V带和带轮的设计（1）确定计算功率查表可知，工作情况系数：所以，工作情况系数：,式中为工作情况系数， 为电动机的额定功率。（2）选择V带的型号根据上式的计算结果和查表数据， ，查表，选择A型普通V带（3）确定两个带轮的直径查表，选取小带轮的直径大带轮直径为,式中为带传动的滑动率，通常取（1%2%）查表后可选择，则实际传动比、从动轮的实际转速应是：从动轮的转速误差率为： 在误差允许范围内。（4）验算带速计算可得，带速在525m/s范围内，带足够使用。（5）确定带轮的基准长度和实际中心距初步确定中心距所以初步选取中心距：初定中心距，

15、所以V带长度:=查表，选取基准长度得实际中心距取中心距为了考虑安装，调整以及补偿张紧力的需要，中心距的变动范围为： （6）检验小带轮包角小带轮包角 包角合适（7）确定V带根数Z 根据因，带速，传动比,查表，用线性插值法得查表，取=0.96.所以，V带根数： 圆整取Z=5 （8）求单根V带的初拉力及带轮轴上的压力由表查得A型普通V带的每米长质量，故初拉力：因此，V带作用在带轮上的压力：（9）带轮的结构设计结构图如下：图2-3带轮结构图第三章 箱内及箱外传动件的设计、计算3.1传动件的设计齿轮的选用原则：材料的选用原则：为了使齿轮能够正常工作，轮齿表面应具有较高的抗磨损能力，齿根则要具有较高的抗折

16、断能力，因此齿轮的齿面要硬，齿根要软。最常用的齿轮材料是锻钢，如各种碳素结构钢和合金结构钢。由于小齿轮受载次数比大齿轮多，且小齿轮齿根较薄，为了使配对的两齿轮使用寿命接近，故应使小齿轮的材料比大齿轮的硬度高一些，一般应大于3050HBS，齿数比越大，两齿轮的硬度差也越大。（1）选择齿轮材料及精度等级小齿轮选择45号钢，并调质处理。硬度为220250HBS；大齿轮用45号钢正火处理，硬度为170210HBS。取小齿轮齿数=24，则大齿轮齿数=3.2424=77.76，圆整取=78.齿轮的齿宽系数=1由国标GB/T100951998，选择齿轮的精度等级为7级，并对齿根进行喷丸强化处理，以及清除油污

17、。（2）齿轮传动的主要尺寸参数按齿面接触疲劳强度设计：转矩=载荷系数K及弹性系数取K=1.6. =189.8MP许用接触应力 ： 则： =4.4510h查得 再查资料得所以:=0.93550=511.5 =0.96450=432 由以上计算结果可知： =低速级齿轮的设计计算：按齿面接触强度设计：1.确定公式内的各计算数值试选K=1.6选取区域系数Z=2.45试选,查得=0.83 =0.88 =0.83+0.88=1.71应力循环次数N=60njL=60193.241(283008) =4.4510 N=1.9110查齿轮接触疲劳寿命系数：K=0.94 K= 0.97 按齿面硬度查得小齿轮的接触

18、疲劳强度极限,大齿轮的接触疲劳强度极限取失效概率为1%,安全系数S=1,则接触疲劳许用应力：=0.98550/1=517540.5查材料的弹性影响系数Z=189.8MP，选取齿宽系数 T=95.510=95.5102.90/193.24=14.3310N.m =65.712. 计算圆周速度： 0.6653. 计算齿轮宽度：b=d=165.71=65.714. 计算齿宽与齿高的比值： 模数 m= 齿高 h=2.25m=2.252.142=5.4621则 =65.71/5.4621=12.035. 计算纵向重合度6. 计算载荷系数KK=1.12+0.18(1+0.6+0.2310b =1.12+0

19、.18(1+0.6)+ 0.231065.71=1.4231使用系数K=1 同高速齿轮的设计,查表选取各数值=1.04 K=1.35 K=K=1.2故载荷系数K=11.041.21.4231=1.7767. 按实际载荷系数校正所算的分度圆直径d=d=65.71计算模数3. 按齿根弯曲强度设计m计算并确定齿轮的各个尺寸：小齿轮传递的转矩：143.3kNm齿数z：z30，zi z2.333069.9传动比误差 iuz/ z69.9/302.33i0.0325，允许齿宽系数：查表1初选螺旋角载荷系数K：当量齿数： zz/cos30/ cos1232.056 zz/cos70/ cos1274.797

20、齿形系数Y和应力修正系数Y 螺旋角系数Y轴向重合度 2.03Y10.797计算大小齿轮的 齿轮弯曲疲劳强度极限取 弯曲疲劳寿命系数K=0.90 K=0.93 S=1.4 = 计算大小齿轮的,并加以比较 大齿轮的法面模数：按国标圆整取模数 m=3，由于需要满足接触疲劳强度，因此需按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=72.91计算齿数.z=27.77 取z=30z=2.3330=69.9 取z=70 计算中心距 a=102.234将中心距圆整为103 修正螺旋角=arccos因值改变不多,故参数,等不必修正分度圆直径： d=61.34 d=143.12 计算齿轮宽度圆整，取（3）传动轴承和传动轴的设

21、计1. 传动轴承的设计输出轴上的功率P=2.70KW ，转速=82.93r/min，转矩=311.35Nm作用在齿轮上的应力：低速级大齿轮的分度圆直径为=143.21 F= F= F F= Ftan=4348.160.246734=1072.84N预算轴的最小直径查资料取，所以输出轴的直径最小的地方是用来安装联轴器，为了使轴与联轴器配合，应同时选取联轴器的型号，选取则：由于计算出的转矩小于联轴器的公称转矩,所以选取LT7型弹性套柱销联轴器，它的转矩为500Nm半联轴器的孔径，所以取，L=112mm，半联轴器和轴配合的长度尺寸依据要求确定传动轴的各段直径和长度尺寸： 为了满足半联轴器的要求,-轴

22、段右端需要加工出轴肩，取-的直径，轴的左端用挡圈定位,挡圈直径，为了保证挡圈只压在半联轴器上而不压在轴端上, 故-的长度应比 略短一些,现取初步选择滚动轴承.轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.根据工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型。2. 从动轴的设计 对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为：,故;而 .右端滚动轴承依靠轴肩进行轴向定位.查得7010C型轴承定位轴肩高度mm。 安装齿轮处的轴段直径，齿轮的右端与左端轴承之间采用套筒定位.齿轮的轮的宽度是75mm,为了使套筒端面压紧齿轮,此轴段应略短小于轮毂宽度,所以可

23、以. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高度为h=3.5mm,取.轴环的宽度=1.4x3,取b=8mm. 轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 ,故取. 设齿轮距箱体内壁之距离a=16,两圆柱齿轮之间的距离c=20.考虑到减速器箱体的铸造尺寸存在误差,因此，在确定滚动轴承的位置时,轴承应距减速器箱体内壁一段距离 s,取s=8,已知滚动轴承宽度T=16,高速齿轮轮毂长L=50,则:图3-1从动轴 图3-2中间轴 图3-3主动轴3.键的设计和计算根据需要选择键联接的类型和尺寸。一般8级以上

24、精度的尺寸的齿轮有定心精度要求，应用平键. 根据d=55 ，d=65选择键的尺寸： b=16 h=10 =36 b=20 h=12 =50校和键联接的强度性能。 查得 =110MP所以工作长度 36-16=2050-20=30键与轮毂键槽的接触高度 K=0.5 h=5 K=0.5 h=6 两个键都满足要求综上：键2：1636 A GB/T1096-1979键3：2050 A GB/T1096-19793.2减速器附件设计1.箱体结构的设计减速器的箱体采用砂型铸造，为了保证齿轮佳合质量采用剖分式结构，大端盖分机体采用配合。注意事项：（1.）机体应有适合的刚度性能。所以，在机体上外加肋板，外形设计

25、为长方形，以增强轴承座刚度 (2). 考虑到机体内零件的润滑要求，密封和散热性能，其传动件速度小于12m/s，适宜采用浸油润滑，同时为了避免油的流动使得沉渣甩出至齿轮，齿顶到油池底面的距离保证40mm，为保证箱体盖与机座连接处密封性，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精磨，其表面粗糙度为6.3。 (3).铸件壁厚为10mm，外倒圆角半径为3mm。机体外型简单，拔模方便.，机体结构有良好的工艺性。2，其他附件的设计(1)透视孔为了看到传动零件齿合区的位置，并有足够的空间，以便于能伸入进行操作，在机盖顶部开有透视孔，窥视孔有盖板，机体上开透视孔与凸缘一块，有便于加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封

26、，盖板用铸铁制成，用M6螺栓紧固。(2)放油孔螺塞：放油孔位于油池的最底面处，并布置在减速器内远离其他部件的一侧，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔处的机体外壁应凸起一块，加工成螺塞头部的支承面，并加密封封油圈加以密封。(3)油标：油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。油尺安置的部位不能太低，以防油进入油尺座孔而溢出. (4) 通气孔：减速器在运转一段时间后，箱体体内温度会升高，导致气压增大，为了便于排气，在箱体盖顶部的透视孔上安装通气器，以便达到箱体体内和箱体外为压力一致。(5) 启盖螺钉：启盖螺钉上的螺纹长度应大于机盖联结凸缘处的厚度。钉杆端部一般应制成圆柱形，以免破坏螺纹. (6)

27、定位销：为保证剖分式箱体的轴承座孔的装配精确度，在机体联结凸缘的长度方向各安装一个圆锥形定位销，以提高定位的精度。(7) 吊钩：在机盖上直接铸出吊钩和吊环，用以起吊或搬运较重的物体.减速器箱体结构尺寸如下：表3-1名称符号计算公式结果箱座壁厚10箱盖壁厚9箱盖凸缘厚度12箱座凸缘厚度15箱座底凸缘厚度25地脚螺钉直径M24地脚螺钉数目查手册6轴承旁联接螺栓直径M12机盖与机座联接螺栓直径=（0.50.6）M10轴承端盖螺钉直径=（0.40.5）10视孔盖螺钉直径=（0.30.4）8定位销直径=（0.70.8）8，至外机壁距离查机械课程设计指导书表4342218，至凸缘边缘距离查机械课程设计指导

28、书表42816外机壁至轴承座端面距离=+（812）50大齿轮顶圆与内机壁距离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）120（1轴）125（2轴）150（3轴）轴承旁联结螺栓距离120（1轴）125（2轴）150（3轴）第四章 设计小结通过这次带式运输机上的二级展开式圆柱斜齿轮减速器的课程设计使我我真正理论和实际相结合，是我深入了解设计概念和设计过程的实践考验，对于提高自己机械设计的综合能有很大的帮助。机械设计是机械行业业的基础,是一门有很大的综合型的课程，涉及面广，包含机械原理、机械设计、工程力学、材料学、公差与配合及互换性、CAD绘图软件，机械设计

29、手册等很多方面的内容。通过这次的设计实践，使我对机械设计有了更多的了解和认识.为自己以后的工作打下了坚实的基础.这次设计,对于培养理论联系实际的设计思想，综合运用机械设计和有关专业知识的能力,结合实际反思理论以及实际问题的能力都有很大的助益，另外，它还有助于扩展自己机械设计方面的知识等方面有重要的作用。在这次的毕业设计过程中,综合运用先修课程中所学的有关知识与技能,结合各个教学实践环节进行机械课程的设计,一方面,逐步提高了我们的理论水平、构思能力、工程洞察力和判断力,特别是提高了分析问题和解决问题的能力,为我们以后对专业产品和设备的设计打下了宽广而坚实的基础。由于时间及知识水平的能力，这次的设

30、计有很多的不足之处，尚且有待自己去加强改正。需要更加努力学习和掌握有关机械设计的新知识，巩固旧知识，做到温故且知新，继续培养设计习惯和思维从而提高设计实践操作能力。致谢时至今日，毕业论文的设计已经将近尾声，在这将近2个月的时间内，一边实习工作，一边在闲暇的时间进行毕业设计，用努力和汗水，终于换来了这二十多页的毕业论文。但是，论文的完成，也意味着我的大学生活也将要结束了。三年的学习，换来的是自己脑海中掌握的知识和技能。这三年，是我一生中最重要的三年，不仅让我掌握了专业知识，还让我怎么去和别人相处，培养了自己的社交能力。一个富有营养的三年，它的作用将会在以后的生活中逐渐体现。厚积而薄发，我会将知识

31、一点一点的发挥出来，和自己的工作相结合，继而走向更高的理想之巅。这次论文的设计，不仅仅是我一个人的成就。它更是老师的悉心指点和同学的热情帮助的结晶。尤其是我的指导老师魏老师，从论文的选择，材料的收集，结构的设计，一直到最后的定稿，都离不开老师和同学的身影。在实习时，由于条件的限制，一些资料都留在学校，手中缺乏足够的资料来进行论文的写作。最后还是通过电话联系到了老师和同学，由他们帮我查找资料，才让我的毕业论文得以顺利进行。在这里，请允许我向尊敬的老师和亲爱的同学们由衷的说一句：“谢谢你们了！”。由于时间的关系和自己所学知识的限制，这次的毕业论文尚有很多不足之处，需要老师的指正，谢谢！参考资料1.机械设计西北工业大学机械原理及机械零件教研室编著。高等教育出版社2.机械原理西北工业大学机械原理及机械零件教研室编著。高等教育出版社3.现代工程图学教程湖北科学技术出版社，2002年8月版4.机械零件设计手册国防工业出版社1986年12月版5.机械设计手册机械工业出版社2004年9月第三版6.实用轴承手册 辽宁科学技术出版社2001年10月版7.机械课程设计指导书 第二版