毕业设计说明书参考

1、目 录摘要1.前言2.机器传动的总体方案52.1 传动装置的选择52.2 选择电机52.2.1 确定电机转速62.2.2 确定传动装置的总传动和分配传动比72.2.3 计算传动装置的运动和动力参数72.2.1 确定电机转速63.传动零件的设计计算和轴系零件初步选择931设计V带和带轮93.1.1设计V带.93.2 齿轮的计算112.2.1.高速级大小齿轮的确定11低速级大小齿轮的设计123.3 轴的计算152.3.1.高速轴设计152.3.2校核轴和轴承162.3.3.轴承寿命校核172.3.4.弯矩及轴的受力分析182.3.5.键的设计与校核183.4 中间轴的计算193.5 从动轴的计算2

2、23.6高速轴大齿轮的设计263.7 联轴器的选择283.8减速器附件的选择284.润滑与密封294.1 齿轮的润滑294.2 滚动轴承的润滑294.3 润滑油的选择294.4 密封方法的选取29致谢30 参考文献31二级直齿圆柱齿轮减速器摘要：齿轮传动是现代机械中应用最广的一种传动形式。它的主要优点是：瞬时传动比恒定、工作平稳、传动准确可靠，可传递空间任意两轴之间的运动和动力；适用的功率和速度范围广；传动效率高，=0.92-0.98；工作可靠、使用寿命长；外轮廓尺寸小、结构紧凑。由齿轮、轴、轴承及箱体组成的齿轮减速器,用于原动机和工作机或执行机构之间,起匹配转速和传递转矩的作用,在现代机械中

3、应用极为广泛。 国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点，特别是大型的减速器问题更突出，使用寿命不长。国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。关键字：直齿轮 减速器 二级1.前言 在21世纪成套机械装备中,齿轮仍然是机械传动的基本部件。CNC机床和工艺技术的发展,推动了机械传动结构的飞速发展。在传动系统设计中的电子控制、液压传动、齿轮、带链的混合传动,将成为变速箱

4、设计中优化传动组合的方向。在传动设计中的学科交叉,将成为新型传动产品发展的重要趋势。 当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。减速器与电动机的连体结构，也是大力开拓的形式，并已生产多种结构形式和多种功率型号的产品。近十几年来,由于近代计算机技术与数控技术的发展，使得机械加工精度，加工效率大大提高，从而推动了机械传动产品的多样化，整机配套的模块化，标准化，以及造型设计艺术化，使产品更加精致，美观化。2.机器传动装置的总体设计方案2.1传动装置的选择(1). 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。(2). 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布

5、不均匀，要求轴有较大的刚度。(3). 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级。 其传动方案如图2-1：图2-12.2选择电机2.2.1计算电机所需功率： 查手册9：带传动效率：0.96每对轴承传动效率：0.99圆柱齿轮的传动效率：0.96联轴器的传动效率：0.993卷筒的传动效率：0.96说明：电机至工作机之间的传动装置的总效率：2.2.2确定电机转速：查指导书5第7页表1：取V带传动比i=2:4二级圆柱齿轮减速器传动比i=8:40所以电动机转速的可选范围是：符合这一范围的转速有：750、1000、1500、3000根据电动机所需功率和转速查手册1表12-1有4种适用的

6、电动机型号，因此有4种传动比方案如下：方案电动机型号额定功率同步转速r/min额定转速r/min重量总传动比1Y112M-24KW3000289045Kg152.112Y112M-44KW1500144043Kg75.793Y132M1-64KW100096073Kg50.534Y160M1-84KW750720118Kg37.89综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、和带传动、减速器的传动比，可见第3种方案比较合适，因此选用电动机型号为Y132M1-6，其主要参数如下：额定功率kW满载转速同步转速质量ADEFGHLAB4960100073216388010331325152802.2.3确定

7、传动装置的总传动比和分配传动比：总传动比：分配传动比：取 则取经计算注：为带轮传动比，为高速级传动比，为低速级传动比。2.2.4计算传动装置的运动和动力参数：将传动装置各轴由高速到低速依次定为1轴、2轴、3轴、4轴依次为电机与轴1，轴1与轴2，轴2与轴3，轴3与轴4之间的传动效率。各轴转速：2各轴输入功率：各轴输入转矩：运动和动力参数结果如下表2-1：表2-1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3.6736.59601轴3.523.48106.9105.8314.862轴3.213.18470.3465.6683轴3.053.021591.51559.619.14

8、轴32.971575.61512.619.13.传动零件的设计计算和轴系零件初步选择3.1 设计V带和带轮：3.1.1设计V带确定V带型号查课本5表13-6得： 则根据=4.4, =960r/min,由课本5图13-5，选择A型V带，取。查课本5表13-7取。为带传动的滑动率。验算带速： 带速在范围内，合适。取V带基准长度和中心距a：初步选取中心距a：，取。由课本5第195页式（13-2）得：查课本5第202页表13-2取。由课本5第206页式13-6计算实际中心距：。验算小带轮包角：由课本5第195页式13-1得：。求V带根数Z：由课本5第204页式13-15得：查课本5第203页表13-3

9、由内插值法得。EF=0.1=1.37+0.1=1.38 EF=0.08 查课本5第202页表13-2得。查课本5第204页表13-5由内插值法得。=163.0 EF=0.009=0.95+0.009=0.959则取根。求作用在带轮轴上的压力：查课本201页表13-1得q=0.10kg/m，故由课本5第197页式13-7得单根V带的初拉力：作用在轴上压力：。3.2齿轮的设计：高速级大小齿轮的设计：(1).材料：高速级小齿轮选用钢调质，齿面硬度为250HBS。高速级大齿轮选用钢正火，齿面硬度为220HBS。(2).查课本5第166页表11-7得： 。查课本5第165页表11-4得： 。故 。查课本

10、第168页表11-10C图得： 。故 。(3).按齿面接触强度设计：9级精度制造，查课本5第164页表11-3得：载荷系数，取齿宽系数 计算中心距：由课本5第165页式11-5得： 考虑高速级大齿轮与低速级大齿轮相差不大取 则取 实际传动比：传动比误差：。齿宽：取高速级大齿轮： 高速级小齿轮： (4).验算轮齿弯曲强度：查课本5第167页表11-9得： 按最小齿宽计算： 所以安全。齿轮的圆周速度： 查课本5第162页表11-2知选用9级的的精度是合适的。3.2.2低速级大小齿轮的设计：(1).材料：低速级小齿轮选用钢调质，齿面硬度为250HBS。低速级大齿轮选用钢正火，齿面硬度为220HBS。

11、(2).查课本5第166页表11-7得： 。查课本5第165页表11-4得： 。故 。查课本5第168页表11-10C图得： 。故 。(3).按齿面接触强度设计：9级精度制造，查课本第164页表11-3得：载荷系数，取齿宽系数计算中心距： 由课本5第165页式11-5得：取 则 取计算传动比误差：合适齿宽：则取 低速级大齿轮： 低速级小齿轮： (4).验算轮齿弯曲强度：查课本第167页表11-9得：按最小齿宽计算：安全。(5).齿轮的圆周速度：查课本5第162页表11-2知选用9级的的精度是合适的。减速器机体结构尺寸如表3-1：表3-1名称符号计算公式结果箱座厚度10箱盖厚度9箱盖凸缘厚度12

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76轴承旁联结螺栓直径M12盖与座联结螺栓直径=（0.5 0.6）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，至外箱壁的距离查手册表7112342218，至凸缘边缘距离查手册7表1122816外箱壁至轴承端面距离=+（510）50大齿轮顶圆与内箱壁距离>1.215齿轮端面与内箱壁距离>10箱盖，箱座肋厚98.5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）3.3 轴的

13、设计3.3.1高速轴设计：(1).材料：选用45号钢调质处理。查课本第230页表14-2取 C=100。(2).各轴段直径的确定：根据课本5第230页式14-2得： 又因为装小带轮的电动机轴径，又因为高速轴第一段轴径装配大带轮，且所以查手册第9页表1-16取。L1=1.75d1-3=60。因为大带轮要靠轴肩定位，且还要配合密封圈，所以查手册85页表7-12取，L2=m+e+l+5=28+9+16+5=58。段装配轴承且，所以查手册762页表6-1取。选用6009轴承。L3=B+2=16+10+2=28。段主要是定位轴承，取。L4根据箱体内壁线确定后在确定。装配齿轮段直径：判断是不是作成齿轮轴：

14、 查手册951页表4-1得：得：e=5.96.25。段装配轴承所以 L6= L3=28。3.3.2校核该轴和轴承：L1=73 L2=211 L3=96作用在齿轮上的圆周力为：径向力为作用在轴1带轮上的外力： 求垂直面的支反力：求垂直弯矩，并绘制垂直弯矩图：求水平面的支承力：由得NN求并绘制水平面弯矩图：求F在支点产生的反力：求并绘制F力产生的弯矩图：F在a处产生的弯矩：求合成弯矩图：考虑最不利的情况，把与直接相加。求危险截面当量弯矩：从图可见，m-m处截面最危险，其当量弯矩为：（取折合系数）计算危险截面处轴的直径：因为材料选择调质，查课本5225页表14-1得，查课本9231页表14-3得许用

15、弯曲应力，则：因为，所以该轴是安全的。3.3.3轴承寿命校核：轴承寿命可由式进行校核，由于轴承主要承受径向载荷的作用，所以，查课本5259页表16-9，10取取按最不利考虑，则有： 则 因此所该轴承符合要求。3.3.4弯矩及轴的受力分析如图3-1：图3-13.3.5键的设计与校核: 根据，确定V带轮选铸铁HT200，参考教材表10-9,由于在范围内，故轴段上采用键：, 采用A型普通键:键校核.为L1=1.75d1-3=60综合考虑取=50得查课本5155页表10-10所选键为：3.4中间轴的设计(1).材料：选用45号钢调质处理。查课本第230页表14-2取C=100。(2).根据课本5第23

16、0页式14-2得：段要装配轴承，所以查手册9第9页表1-16取，查手册62页表6-1选用6208轴承，L1=B+=18+10+10+2=40。装配低速级小齿轮，且取，L2=128，因为要比齿轮孔长度少。段主要是定位高速级大齿轮，所以取，L3=10。装配高速级大齿轮，取 L4=84-2=82。段要装配轴承，所以查手册9第9页表1-16取，查手册962页表6-1选用6208轴承，L1=B+3+=18+10+10+2=43。(3).校核该轴和轴承：L1=74 L2=117 L3=94作用在2、3齿轮上的圆周力： N 径向力：求垂直面的支反力计算垂直弯矩：求水平面的支承力：计算、绘制水平面弯矩图：求合

17、成弯矩图，按最不利情况考虑：求危险截面当量弯矩：从图3-2可见，m-m,n-n处截面最危险，其当量弯矩为：（取折合系数）计算危险截面处轴的直径： n-n截面: m-m截面: 由于，所以该轴是安全的。轴承寿命校核：轴承寿命可由式进行校核，由于轴承主要承受径向载荷的作用，所以，查课本5259页表16-9，10取取则，轴承使用寿命在2至3年范围内，因此所该轴承符合要求。轴矩及轴的受力分析图如图3-2：图3-2(4).键的设计与校核：已知参考教材表10-11，由于所以取因为齿轮材料为45钢。查课本5155页表10-10得L=128-18=110取键长为110. L=82-12=70取键长为70根据挤压

18、强度条件，键的校核为：所以所选键为: 3.5从动轴的设计（1）确定各轴段直径计算最小轴段直径。因为轴主要承受转矩作用，所以按扭转强度计算，由式14-2得：考虑到该轴段上开有键槽，因此取查手册79页表1-16圆整成标准值，取为使联轴器轴向定位，在外伸端设置轴肩，则第二段轴径。查手册785页表7-2，此尺寸符合轴承盖和密封圈标准值，因此取。设计轴段，为使轴承装拆方便，查手册62页，表6-1，取，采用挡油环给轴承定位。选轴承6215:。设计轴段，考虑到挡油环轴向定位，故取设计另一端轴颈，取，轴承由挡油环定位，挡油环另一端靠齿轮齿根处定位。 轮装拆方便，设计轴头，取，查手册79页表1-16取。设计轴环

19、及宽度b使齿轮轴向定位，故取取,（2）确定各轴段长度。有联轴器的尺寸决定(后面将会讲到).因为,所以轴头长度因为此段要比此轮孔的长度短其它各轴段长度由结构决定。（3）校核该轴和轴承：L1=97.5 L2=204.5 L3=116求作用力、力矩和和力矩、危险截面的当量弯矩。作用在齿轮上的圆周力： 径向力：求垂直面的支反力：计算垂直弯矩：.m求水平面的支承力。计算、绘制水平面弯矩图。求F在支点产生的反力求F力产生的弯矩图。F在a处产生的弯矩：求合成弯矩图。考虑最不利的情况，把与直接相加。求危险截面当量弯矩。从图可见，m-m处截面最危险，其当量弯矩为：（取折合系数）计算危险截面处轴的直径。因为材料选

20、择调质，查课本5225页表14-1得，查课本5231页表14-3得许用弯曲应力，则：考虑到键槽的影响，取因为，所以该轴是安全的。（4）轴承寿命校核。轴承寿命可由式进行校核，由于轴承主要承受径向载荷的作用，所以，查课本5259页表16-9，10取取按最不利考虑，则有： 则,该轴承寿命为64.8年,所以轴上的轴承是适合要求的。图3-3（5）弯矩及轴的受力分析图如图3-3：（6）键的设计与校核：因为d1=63装联轴器查课本5153页表10-9选键为查课本5155页表10-10得因为L1=107初选键长为100,校核所以所选键为: 装齿轮查课本5153页表10-9选键为查课本5155页表10-10得因

21、为L6=122初选键长为100,校核所以所选键为:.3.6 高速轴大齿轮的设计因 采用腹板式结构代号结构尺寸和计算公式结果轮毂处直径72轮毂轴向长度84倒角尺寸1齿根圆处的厚度10腹板最大直径321.25板孔直径62.5腹板厚度25.2电动机带轮的设计 代号结构尺寸和计算公式结果 手册7157页38mm68.4mm取60mm81mm74.7mm10mm15mm5mm3.7联轴器的选择计算联轴器所需的转矩： 查课本5269表17-1取 查手册794页表8-7选用型号为HL6的弹性柱销联轴器。3.8.减速器附件的选择通气器由于在室内使用，选通气器（一次过滤），采用M18×1.5油面指示器选用游标尺M16起吊装置采用箱盖吊耳、箱座吊耳放油螺塞选用外六角油塞及垫片M16×1.54.润滑与密封4.1齿轮的润滑采用浸油润滑，由于低速级周向速度为，所以浸油高度约为六分之一大齿轮半径，取为35mm。4.2滚动轴承的润滑由于轴承周向速度为，所以宜开设油沟、飞溅润滑。4.3润滑油的选择齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设