一级圆柱齿轮减速器

1、新乡职业技术学院毕业设计（论文） 新乡职业技术学院 毕业设计（论文） 题 目 ：一级圆柱齿轮减速器 系 别： 机械制造系 学生姓名： 学 号： 专业名称： 机械设计与制造 指导教师： 2013年12月20日ii新乡职业技术学院毕业设计（论文）摘要 这次毕业设计是由封闭在刚性壳内所有内容的齿轮传动是一独立完整的机构。通过这一次设计可以初步掌握一般简单机械的一套完整的设计及方法，构成减速器的通用零件图。 这次毕业设计主要 介绍了减速器的类型作用及构成等，全方位的运用所学过的知识。如：机械制图，金属材料工艺学公差等以学过的理论知识。在实际生产中得以分析和解决。减速器的一般类型有：圆柱齿轮减速器、圆锥

2、齿轮减速器、齿轮蜗杆减速器、轴装式减速器、组装式减速器、轴装式减速器、连体式减速器。 关键词： 减速器 刚性 工艺学 零部件 方案abstract this graduation design is a closed all the content in the rigid shell gear transmission is a complete independent institutions. by this time can be designed a preliminary master the simple machines of a complete set of design

3、and method, constitutes a general part drawing speed reducer. this graduation design is mainly introduced the reducer, such as the type of role and composition of comprehensive use of learned knowledge. such as: mechanical drawing, metal material technology of tolerance to studied the theory of know

4、ledge. to analyze and solve in the actual production. reducer general type: cylindrical gears reduction gear, bevel gear reducer, gear - worm reducer, shaft mounted reducer, packaged type gear reducer, even with reducer, shaft reducer.key words： reducer rigid technology componentsv新乡职业技术学院毕业设计（论文）目

5、录摘要iabstractii目 录iii绪论vi第1章：设计要求11.1设计题目11.2运动简图11.3工作条件1第2章：传动方案的拟定与电机选择22.1传动方案拟定22.2选择电动机22.2.1选择电动机类型22.2.2选择电动机容量22.2.3选择电动机的转速32.3各级传动比的分配32.3.1计算总传动比32.3.2分配各级传动比32.3.3计算各轴转速、功率及转矩、列成表格4第3章：传动零件设计计算53.1带传动53.1.1确定设计功率53.1.2选v带型号53.1.3确定带轮直径53.1.4验算带速53.1.5确定的基准长度和传动中心距53.1.6验算小带轮包角53.1.7计算带的根

6、数63.1.8计算初拉力63.1.9计算对轴的压力63.1.10带轮结构设计工作图63.2齿轮63.2.1选用斜齿轮传动63.2.2按轮齿弯曲疲劳强度设计73.2.3几何尺寸计算8第4章：轴的设计计算与校核104.1轴选择轴的材料，确定许用应力104.2按扭转强度，初估轴的最小直径104.3确定齿轮和轴承的润滑104.4轴系初步设计104.4.1轴的结构设计104.4.2径向尺寸104.4.3轴向尺寸的确定114.5轴的强度校核114.6.1轴选择轴的材料，确定许用应力144.6.3确定齿轮和轴承的润滑154.6.4轴系初步设计154.6.5轴的结构设计15第5章：键的选择与校核185.1轴齿

7、轮上的键185.1.1键的类型及其尺寸选择185.1.2验算挤压强度185.1.3确定键槽尺寸185.2联轴器上的键185.2.1键的类型及其尺寸选择195.2.2验算挤压强度195.2.3确定键槽尺寸195.3轴齿轮上的键195.3.1键的类型及其尺寸选择195.3.2验算挤压强度195.3.3确定键槽尺寸195.4带轮上的键205.4.1键的类型及其尺寸选择205.4.2验算挤压强度205.4.3确定键槽尺寸20第6章：减速器箱体的设计20第7章：轴承盖的选择227.1 7207轴承的轴承盖227.2 7312cj轴承的轴承盖22第8章：润滑与密封的选择238.1 润滑238.2 密封23

8、第9章：减速器附件及说明239.1 窥视孔盖239.2 六角头油塞239.3 通气管239.4 游标尺249.5 吊耳和吊钩249.5.1 吊耳环（铸在箱盖上）249.5.2 吊钩（铸在箱座上）24结论25参考文献26致 谢27第 vi 页新乡职业技术学院毕业设计（论文）绪论传动装置的总体设计，主要是分析和拟定传动方案，选择电动机型号。设计总传动比和分配各级传动比，计算传动装置的运动和动力参数，为设计传动件和装配草图提供依据，传动装置的传动方案是否合理，将直接影响机器的工作性能、重量和成本。带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其它形式大，但传动平稳，能缓冲吸振，宜布置在传动系统的高

9、速级，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。链传动传动平稳性差，宜布置在低速级。斜齿轮传动较直齿轮平稳，相对应用于低速级。一般情况下，总是将改变运动形式和机构布置在传动系统的末端。第 28 页新乡职业技术学院毕业设计（论文）第1章：设计要求1.1设计题目 设计皮带式输送机传动装置的一级圆柱齿轮减速器1.2运动简图原始数据已知条件卷筒切向力f/n卷筒直径d/mm卷筒转速n/r数据4200420361.3工作条件（1）工作情况：一班制，输送机连续单向运转，载荷有轻微震动，少粉尘。（2）使用期限：10年，大修期三年，每年工作300天。（3）生产批量：100台（小批生产）。（4）工厂能力：中等规模机

10、械厂，可加工78级精度齿轮。（5）动力来源：三相交流（220v/380v）电源。（6）设计工作量设计说明书 1份|:减速器装配图 1张 ，减速器零件图 ，2张装配图和零件图共1.5倍的a0图纸 第2章：传动方案的拟定与电机选择2.1传动方案拟定根据工作条件和原始数据，拟定传动方案：传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。 本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。传动方案采用了两级传动

11、，第一级传动为带传动，第二级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器。 带传动承载能力较低.在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有过载保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。 齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是现代机器中应用最为广泛的机构之。 2.2选择电动机 2.2.1选择电动机类型系列三相异步电动机，此系列电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，其结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，适用于不易燃，不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的机械。 2.2.2选择电动机容量工作机所需的功率 p=3.54kw其中带式输送机的

12、效率w = 0.94 其中为电动机至滚筒主动轴传动装置的总效率。包括v带传动，一对齿轮传动，两对滚动轴承及联轴器等的效率计算如下： =bgrcv带传动效率b = 0.96 ，一对齿轮传动效率g = 0.98，一对滚动球轴承效率r = 0.99，联轴器效率c = 0.995。因此， = 0.960.980.995 = 0.917所以 po = = = 3.86kw根据po选取电动机的额定功率pm = pm = （11.3）po = 3.865.02kw , 电动机的额定功率为pm = 4kw，电动机的额定功率为pm = 4kw 2.2.3选择电动机的转速v带传动比ib = 24，单级圆柱齿轮传动

13、比ig = 35，则总传动比的范围为i= （23）（45）= 620.电动机的转速范围应为 n = i = （620）36 = 216 720综合考虑电动机和传动装置的情况选择同步转速为720v/min.选择电动机的型号为y160m1-8，其满载转速m = 720. 此外，电动机的中心高，外形尺寸，轴伸尺寸等均可查表得出2.3各级传动比的分配 2.3.1计算总传动比 i=20 2.3.2分配各级传动比为使带传动的尺寸不至过大，满足ib1203.1.7计算带的根数由式（5-22）得z=由dd1=125mm n1=720r/min,查表5-9得p1=1.34kw由i=4,n1=720r/min,查

14、表5-10，得p1=0.22kw由1=154.7，查表5-14得p1=0.927kw 查表5-15，由ld=2800得kl=1.05z=3.42取z=4根3.1.8计算初拉力由表（5-23）得fo=500 +q查表5-4，b型带，q=0.17kg/mfo =500 +0.71 =237.9n3.1.9计算对轴的压力由式（5-24）得fq =2zfosin(/2) =24237.9sin(154.7/2) =1857n3.1.10带轮结构设计工作图3.2齿轮3.2.1选用斜齿轮传动选定齿轮传动类型，精度等级，材料，热处理方式，确定许用应力，选用斜齿轮传动。 考虑此减速器的功率较大，故大小齿轮都用

15、软齿面，选大小齿轮的材料为45钢，调质淬火，硬度为4050hrc（表7-7），齿轮按7级精度制造（表7-9） 6hlim=1150mpa【图7-33（b）】,6flim=380mpa 【图7-34（b）】sh=1,sf=1(表7-12)，yx=1（图7-35）故【h】=1150mpa 【f】=330mpa3.2.2按轮齿弯曲疲劳强度设计 按式（7-55）计算齿轮的模数 mnmm确定公式内的各计算数值 3.2.2.1初步选定齿轮参数 z1=36，z2=uz1=536=180 d=1.2(表7-13) 初选=14 3.2.2.2小齿轮的名义转距 t1=9550p/n=95503.84/180=20

16、3.7n/m=2.037nmm 3.2.2.3计算载荷系数kka=1.25(表7-10)初估速度v=1m/s,vz/100=0.24m/sk=1.01图7-28（b）=【1.88-3.2()】cos=【1.88-3.2()】cos14=1.72 =tan=tan14=3.43=+=1.72+3.43=5.15 k=1.43k=1.07k=kakv kk=1.251.011.431.07=1.933.2.2.4查取复合齿形系数yfszv1=39.41查图7-32得yfs1=4.38zv2=197.04 yfs1=3.95 3.2.2.5计算大小齿轮的并加以比较=0.0133=0.012 3.2.

17、2.6计算重合度系数yy=0.25+=0.25+=0.6860(式(7-41) 3.2.2.7设计螺旋角系数yy=1- =1-3.43=0.5998(式(7-56)3.2.2.8设计计算mn=1.38 取mn=1.5mm(表7-2)3.2.3几何尺寸计算 3.2.3.1中心距aa=166.960mm取a=167mm3.2.3.2修正螺旋角=arc= arc1.5 =1403用值与初选值相比改变不多，故参数 k等不必修正 3.2.3.3大小齿轮分度圆直径d1,d2及齿宽b1,b2d1=55.67mmd1=278.34mmb=dd1=1.255.67=66.80mm圆整后，b2=72mm b1=8

18、2mm 3.2.3.4校核齿面接触疲劳强度z=0.384式（7-53）z=0.9849式（7-53）ze=189.8(表7-11)zh=2.42(图7-31)h = zzze zh=189.82.420.3840.9849=357.2mpa【h】故安全 3.2.3.5齿轮的实际圆周速度 v =0.525p所以挤压强度足够 5.2.3确定键槽尺寸由普通平键标准查得轴槽深t=5.5mm, 毂槽深t1=3.8mm. 5.3轴齿轮上的键 5.3.1键的类型及其尺寸选择齿轮传动要求齿轮与轴的对中性好，故选用a型平键联接根据轴径d=40mm,由表4-1查得键宽b=12mm,键高h=8mm,故轮毂长度为70

19、mm,故标准键长l=63mm。 5.3.2验算挤压强度将 l=l-b=63-12=51mm,k=0.4h=0.4*h=3.2mm代入公式（4-1）得挤压力为：p=62.41mpa由表4-2查得：轻微冲击载荷的许用挤压应力【p】=100p所以挤压强度足够 5.3.3确定键槽尺寸由普通平键标准查得轴槽深t=5.0mm, 毂槽深t1=3.3mm. 5.4带轮上的键 5.4.1键的类型及其尺寸选择选用a型平键联接根据轴径d=31.5mm,由表4-1查得键宽b=10mm,键高h=8mm,取标准键长l=45mm。 5.4.2验算挤压强度将 l=l-b=45-10=35mm,k=0.4h=0.4*h=3.2

20、mm代入公式（4-1）得挤压力为：p=115.48mpa由表4-2查得：轻微冲击载荷的许用挤压应力【p】=120p所以挤压强度足够 5.4.3确定键槽尺寸由普通平键标准查得轴槽深t=50mm, 毂槽深t1=3.3mm.第6章：减速器箱体的设计图3-1p = 3.54kw由表10-1 = 0.917po = 3.84kw由表3-2由表10-110i=20i=5n1=180r/minn2=36r/minn=36 r/minp1=3.84kwp2=3.69kwp=3.58kwto=53.1nmt1=203.7nmt2=978.9nt2=949.7nm由表5-13pd=5.2kwb型由表5-8dd1=

21、125mmdd2=500mmi=4v=4.71m/s合适ld=2800mma=890mm=154.7合适z=4根fo=237.9nfq =1857nh=1150mpaf=330mpaz1=36z2=180t1=2.037nmmt=1.72=3.43=5.15k=1.93zv1=39.41zv2=197.04y=0.6860y=0.5998mn=1.5mma=167mm=1403d1=55.67mmd1278.34mmb=66.80mmz=0.384z=0.9849h =357.2mpav=0.525m/s表14-2v=0.7m/st=978773 nmmft=7033 nmmfr=2639 n

22、mmf=1761 nmmfh=2741 nfh=-102nf=3516.5nmhb=208316nmmmhb=36762 nmmm=267254 nmmmb=269771 nmmmb=269771 nmmm=678011 nmmm=646263 nmmm=587264 nmmda=47.44mmdb=49.77mmd=55.67mmt=203712nmmft=7319 nmmfr=2746 nmmf=1833 nmmfh=1813nfh=933nmhb=105154nmmmhb=54132 nmmm=21225 nmmmb=23687nmmmb=219045 nmmt=203712nmmm=2

23、66547 nmmm=250839da=28.11mmdb=36.46mmp=111.74mpa【p】p强度足够t=7.5mmt1=4.9mmp=136.42mpa【p】p强度足够t=5.5mmt1=3.8mmp=62.41mpa【p】p强度足够t=5.0mmt1=3.3mm【p】p强度足够t=50mmt1=3.3mm名称符号尺寸关系=12mm1=10mmb=18mmb1=15mmb2=30mmd=16mmn=6mmd1=12mmd2=10mmd4=6mmc1=16mmc2=14mmdo=24mmro=5mmr=3mmd2=172mms=170mmh=80r1=14mml1=36mmm1=12

24、mmm=10mm1=15mm2=13mm箱体壁厚箱盖壁厚箱座箱盖箱座底凸缘厚度地脚螺栓直径地脚螺栓数目轴承旁连接螺栓直径箱盖箱座连接螺栓直径轴承端盖螺钉直径检查孔盖螺钉直径d至箱外壁距离d1至箱外壁距离d2至箱外壁距离d至凸缘边缘距离d2至凸缘边缘距离轴承座外径轴承旁连接螺栓距离轴承旁凸台高度轴承旁凸台半径箱外壁轴承座端面距离箱盖筋厚箱座筋厚大齿轮顶圆与箱内壁距离齿轮端面与箱内壁距离1bb1b2dnd1d2d3d4c1c2dorord2shr1l1m1m120.025a+81=o.85b=1.5b1=1.51b2=2.5d=16n=6d1=0.75dfd2=(0.5-0.6)dd3=10,n=

25、4(7312cj),d3=12,n=6(7207cj)d4=6c1=16c2=14do=24ro=24r=3d2=d+(55.5)d3sd2h=80r1=c2l1=c1+c2+(58)m10.85m0.85111。2828第7章：轴承盖的选择两个轴承盖均选用凸缘式7.1 7207轴承的轴承盖d3=10mmd0=d3+1=11mmd=72mm(表10-38)d0=d+2.5d3=97mmd2=d0+2.5d3=122mmd4=d-(1015)mm,d4=60mm d=d-(34)mm,d=68mme=1.2d3=12mme1=(0.10.15)de，e1=12mmb=6mm h=5mm7.2 7

26、312cj轴承的轴承盖d3=12mmd0=d3+1=13mmd=130mm(表10-38)d0=d+2.5d3=160mmd2=d0+2.5d3=190mmd4=d-(1015)mm,d4=118mm d=d-(34)mm,d=126mme=1.2d3=14.4mme1=(0.10.15)de，e1=18mmb=8mm h=7mm第8章：润滑与密封的选择8.1 润滑 因齿轮圆周速度较小，采用浸油润滑，浸油深度h=10mm,润滑油的深度h=40mm。 轴承选用脂润滑，选用钙基2号钠基3号润滑脂。8.2 密封轴伸出处毡圈式密封轴承室内侧选用挡油环密封箱盖与箱座接合面开回油沟密封第9章：减速器附件及

27、说明9.1 窥视孔盖 a=150250mm a=100mm b=75mm a1=150mm b1=100mm c=125mm c1=60mm j=80mm r=12mm 螺钉尺寸 m620 螺钉数 49.2 六角头油塞d=m201.5 d0=30mml=28mm l=15mm a=4mm d=25.4s=22mm d1=21mmd1=22mm 材料q2359.3 通气管d为m161.5 d=22mmd1=19.6mm s=17mml=23mm l=12mma=2mm d1=5mm9.4 游标尺 d为m12 d1=4mm d2=12mm d3=6mm h=28mm a=10mm b=6mm c=

28、4mm d=20mm d1=16mm9.5 吊耳和吊钩9.5.1 吊耳环（铸在箱盖上） d=b(1.82.5)1=20mm r(1-1.2)d=24mm e(0.81)d=18mm9.5.2 吊钩（铸在箱座上） k=c1+c2=30mm h0.8k=24mm h=0.5k=15mm r=k/6=5mm b=(1.82.5) =24mm h1按结构确定。 结 论通过这两个星期的课设计我们收获了许许多多的东西。不仅 使我们在专业课上加深了对所学知识的理解和应用，而且大大提高了我们的动手能力和分析能力。我们实习的主要内容是齿轮减速器，通过自己切身的体会，运用自己所学的知识来设计，李在老师等人的指导下

29、，我们圆满完成了老师给我们布置的各项任务。在这两周的实习生活中，我们收获的不仅仅是“圆满完成了任务”，通过实习，我们也深深地懂得了团队精神的重要性。当然，在计算过程中由于没有经验或者粗心大意难免会犯一些这样或那样的错误，但由于我们大家的共同的共同努力，经过多次的修改，反复的验算，及时的修正了错误，最终画出了一幅比较准确的图纸。实习虽然结束了，但我们的学习还没结束，由于我们品时学的知识不是很扎实，在我们实习中还是造成了不小的障碍，这也给我们以后踏上工作之路敲了一个警钟。有参与就有收获，在实习中能发现小问题能避免在以后的工作中出现大的问题。我们未知的东西还很多，我们的路还很长，所以我决心要正视自己的不足，在这为数不多的日