二級圓柱齒輪減速器設計【6張CAD圖紙】

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The issue of a second cylindrical gear reducer, the smallest volume as the objective function, reliability analysis and optimization of the design.The design is first, by performing on the cylindrical gear reducer structure and principle analysis presented in this analysis based on its design; Next, the main technical parameters were calculated selection; then, for each of the main components were designed and Checking and minimum volume as the objective function, reliability analysis and optimization design; Finally, AutoCAD drawing software to draw the cylindrical gear reducer assembly drawing and major components after optimization Fig.Key words: Cylindrical gear, Reducer, Shafts, Design目 錄摘要1Abstract1第1章 概述2第2章 總體參數(shù)計算32.1設計要求32.2 電動機的選擇42.3 分配傳動比52.4 各軸轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩計算5第3章 齒輪傳動設計63.1 低速級齒輪的設計63.2 高速級齒輪的設計10第4章 軸、軸上零件及附件的設計134.1 軸1的設計134.2 軸2的設計154.3 軸3的設計184.4箱體結(jié)構尺寸20第5章 總結(jié)21答謝詞21參考資料22第1章 概述隨著科技水平的提高和技術的圓柱齒輪減速器的傳動裝置有了很大的進步，越來越多的經(jīng)濟意識強烈要求每個企業(yè)項目也越來越多。然而，由于圓柱齒輪高性能的關鍵技術的基礎上，并卡測試裝置使用壽命低的問題，影響較大的差距控制系統(tǒng)等，目前仍然存在著一些問題。在信息技術時代高速發(fā)展的現(xiàn)代科技今天，我們的國家為提高qualit.comme主要設備材料的運輸，生產(chǎn)工藝技術的發(fā)展，機會高端合作，從而提高生產(chǎn)效率，節(jié)約能源，提高我國的國際競爭力，實現(xiàn)效益的最大化。圓柱齒輪減速器是廣泛應用于各類產(chǎn)品的機械設備，因此，提高承載能力和延長其使用壽命，減少其體積和質(zhì)量等具有重要意義conomique.ce主題的第二圓柱齒輪減速器，以最小的體積為目標函數(shù)，進行研究設計，可靠性分析和優(yōu)化，使學生在機械設計等方面的應用計算機技術得到綜合訓練，培養(yǎng)學生解決實際問題的能力。該圓柱齒輪減速器已廣泛應用于國民經(jīng)濟各個部門對每缸，近年來在聯(lián)合運輸系統(tǒng)在煤礦井下的露天礦和齒輪減速器和重要組成部分：鋼芯圓柱齒輪減速器，牽引繩傳送帶連續(xù)場和疏散交通設施等等。這些特點是輸送機輸送能力大（可達30000噸/小時），應用范圍廣（可攜帶礦石、煤炭、材料、石材及各種輸送粉也可在特定的條件下，安全可靠，高度自動化設備，維修方便，承載能力大（可達16），運行費用低，通過減少運輸距離，減少基建投資。目前的趨勢是：圓柱齒輪減速器的承載能力，帶寬大，長度增加的大轉(zhuǎn)角和水平的單機，合理使用張力和降低能源消耗的物料輸送帶清潔，最好的方法。我國1978年完成了鋼絲繩的圓柱齒輪減速器的應用范圍conus.le鋼芯的圓柱齒輪減速器。（1）適用于環(huán)境溫度一般為4045；寒冷地區(qū)的車站設備加熱引起的；（2）水平輸送，傾斜向上（16）和向下運輸，也可以旋轉(zhuǎn)；運輸單長距離輸送到15公里；（3）鋪設輸送線可以打開保護罩或前庭；（4）延長輸送帶的15帶；其使用壽命比普通帶長；在凹槽中，運輸距離。第2章 總體參數(shù)計算2.1設計要求2.1.1 已知條件 1）工作條件：單班制（8h/工作日），連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷有輕微沖擊，室內(nèi)工作，有粉塵，環(huán)境最高溫度35度； 2）使用折舊期：10年； 3）檢修間隔期：4年一次大修，2年一次中修，半年一次小修； 4）動力來源：電力，三項交流，電壓380V/220V； 5）運輸帶速度允許誤差：-5%+5%；6）制造條件及生產(chǎn)批量：一般機械廠制造，小批量生產(chǎn)。2.1.2 設計原始數(shù)據(jù)符號運輸帶工作拉力F(N)運輸帶工作速度V(m/s)卷筒直徑D(mm)數(shù)據(jù)64000.83002.1.3 傳動方案二級圓柱齒輪減速器2.2 電動機的選擇2.2.1 選擇電動機類型電動機是標準部件，因為是在室內(nèi)工作，并且運動平穩(wěn)，所以選擇Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動機。2.2.2 電動機容量的選擇1）運輸機所需要的功率為：其中：F=6400N.m，V=0.8m/s，D=300mm得2）電動機的輸出功率為電動機至卷筒軸的總效率。取聯(lián)軸器效率，圓柱齒輪傳動效率，軸承效率，滾筒的傳動效率，電動機至卷筒軸的總效率為：3）電動機所需功率為：因有輕微震動 ，電動機額定功率只需略大于即可，查機械設計手冊表19-1選取電動機額定功率為7.5kw。2.2.3 電動機轉(zhuǎn)速的選擇2.3 分配傳動比2.3.1 總傳動比滿載轉(zhuǎn)速。故總傳動比為：2.3.2 分配傳動比考慮潤滑問題的兩級齒輪，大齒輪的兩級深度應相似。在高速和低速兩級齒輪在傳動比的值1.3，取則：；2.4 各軸轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩計算2.4.1 各軸的轉(zhuǎn)速1軸 ；2軸 ；3軸 鼓輪軸 2.4.2 各軸的輸入功率1軸 ；2軸 ；3軸 ；2.4.3 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電機軸 ；1軸 ；2軸 ；3軸 ；整理列表軸名功率轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳動比電機軸6.0259.27 9701軸5.9658.68 97012軸5.72281.58 19453軸5.51028.89 51.053.8第3章 齒輪傳動設計3.1 低速級齒輪的設計3.1.1 選精度等級、材料和齒數(shù)精度等級的選擇表6.1 ，40Cr齒輪（改性），280HBS材料硬度，高速（45調(diào)質(zhì)鋼），240HBS硬度。選小齒輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù)取3.1.2 按齒面接觸疲勞強度設計由設計計算公式進行試算，即（9）計算試算小齒輪分度圓直徑，代入中的較小值計算圓周速度v計算齒寬b（11）計算模數(shù)3.1.3 按齒根彎曲強度設計彎曲強度的設計公式為（1）確定公式內(nèi)的計算數(shù)值計算載荷系數(shù)（2）查取齒形系數(shù)由表6.4查得（3）查取應力校正系數(shù) 由表6.4查得（4）計算大小齒輪的，并比較 大齒輪的數(shù)據(jù)大（5）設計計算比較計算的齒面疲勞強度大于齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)m與模數(shù)模數(shù)3.52mm可取的抗彎強度比標準值，m= 4mm接觸強度計算和圓后算出小齒輪齒數(shù)取大齒輪齒數(shù)取3.1.4 幾何尺寸計算（1）計算分度圓直徑（2）計算中心距 （3）計算齒寬寬度取序號名稱符號計算公式及參數(shù)選擇1齒數(shù)Z27，1032模數(shù)m4mm3分度圓直徑4齒頂高5齒根高6全齒高7頂隙8齒頂圓直徑9齒根圓直徑10中心距3.2 高速級齒輪的設計3.2.1 選精度等級、材料和齒數(shù)精度等級的選擇表6.1 40Cr齒輪（改性），280HBS材料硬度，高速（45調(diào)質(zhì)鋼），240HBS硬度。選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，取3.2.2 按齒面接觸疲勞強度設計由設計計算公式進行試算，即1） 確定公式各計算數(shù)值（7）由圖6.16查得接觸疲勞強度壽命系數(shù) （8）計算接觸疲勞強度許用應力取失效概率為1，安全系數(shù)為S=1，由式10-12得（9）計算試算小齒輪分度圓直徑，代入中的較小值計算圓周速度v計算齒寬b計算齒寬與齒高之比b/h模數(shù)齒高計算載荷系數(shù)K根據(jù)，7級精度，查得動載荷系數(shù)假設，由表查得由表5.2查得使用系數(shù)由表查得查得故載荷系數(shù)（10）按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式可得（11）計算模數(shù)3.2.3 按齒根彎曲強度設計彎曲強度的設計公式為（1）確定公式內(nèi)的計算數(shù)值（4）計算大小齒輪的，并比較 大齒輪的數(shù)據(jù)大（5）設計計算計算結(jié)果對比，模數(shù)m的疲勞強度計算齒面接觸大于彎曲疲勞強度計算模擬-數(shù)字的牙齒，這是可取的2.07mm模塊可以彎曲強度標準值，所以m= 2.5mm。并根據(jù)接觸電阻的分度圓直徑算出小齒輪齒數(shù)取大齒輪齒數(shù)取3.2.4 幾何尺寸計算（1）計算分度圓直徑（2）計算中心距 （3）計算齒寬寬度取B1=55mm; B2=50mm序號名稱符號計算公式及參數(shù)選擇1齒數(shù)Z25，1252模數(shù)m2.5mm3分度圓直徑4齒頂高5齒根高6全齒高7頂隙8齒頂圓直徑9齒根圓直徑10中心距第4章 軸、軸上零件及附件的設計4.1 軸1的設計4.1.1 尺寸與結(jié)構設計計算（1）高速軸上的功率P1,轉(zhuǎn)速n1和轉(zhuǎn)矩T1，（2）初步確定軸的最小直徑先按式初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機械設計表11.3，取，于是得：（3）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度4.1.2 強度校核計算（1）求作用在軸上的力已知高速級齒輪的分度圓直徑為= ，根據(jù)機械設計（軸的設計計算部分未作說明皆查此書）式(10-14)，則（2）軸荷載（2軸的過程，例如，其他類似的軸不重復）首先，根據(jù)方案的決策樹結(jié)構計算簡圖的確定軸承的旋轉(zhuǎn)位置，教材中提取有價值的。6207型球軸承，通過研究手冊中的a 17mm。因此，范圍支撐軸的L1 = 172毫米。根據(jù)計算做圖軸彎矩和扭矩圖的arbre.de樹圖結(jié)構板的彎曲和扭轉(zhuǎn)的C部分是危險截面的計算C節(jié)處MH，MV和M中所列的值表。載荷水平面H垂直面V支反力F，C截面彎矩M總彎矩扭矩（3）按彎扭合成應力校核軸的強度根據(jù)式(15-5)及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應力，取，軸的計算應力已選定軸的材料為45Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得。因此，故安全。4.2 軸2的設計4.2.1 軸2的轉(zhuǎn)速和功率轉(zhuǎn)矩P2=5.72Kw，n2=194n/min，T2=281.58N.m4.2.2 求作用在齒輪上的力（1）求作用在低速級小齒輪上的力 圓周力： 徑向力： 軸向力：（2）求作用在高速級大齒輪上的力。因大齒輪為從動輪，所以作用在其上的力與主動輪上的力大小相等方向相反。 圓周力：徑向力：軸向力： 4.2.3 初步確定軸的最小直徑先按式初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機械設計-表15-3，取，于是得：該軸的最小直徑顯然是軸承處軸的直徑和，故4.2.4 軸的結(jié)構設計（1）方案的制定裝配零件在軸（2）根據(jù)軸向定位的直徑和軸的長度確定每段（一）最初的選擇。滾動軸承的軸承不受軸向力，因此滾珠軸承。根據(jù)工作需要，根據(jù)4.2.5 求軸上的載荷對于6207型深溝球軸承，計得：，根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。如下圖所示載荷水平面垂直面支反力F彎矩M總彎矩扭矩T6）按彎扭合成應力校核軸的強度 進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面，即圓柱齒輪的截面，取，軸的計算應力：前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由機械設計表，查得，因此，安全。4.3 軸3的設計4.3.1 功率P3,轉(zhuǎn)速n3和轉(zhuǎn)矩T3，4.3.2 求作用在齒輪上的力圓周力：徑向力：軸向力：4.3.3 初步確定軸的最小直徑先按式初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機械設計表11.3，取，于是得：4.3.4 軸的結(jié)構設計載荷水平面垂直面支反力F彎矩M總彎矩扭矩T（4）按彎扭合成應力校核軸的強度 進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面，即安裝齒輪處，取，軸的計算應力：前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由機械設計 查得，因此，安全。計得：，根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。如下圖所示。4.4箱體結(jié)構尺寸1箱座壁厚，2箱蓋壁厚3箱座凸緣厚度4箱蓋凸緣厚度5箱座底凸緣厚度6地底螺釘直徑，取M207地底螺釘數(shù)目8軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 ，取M149箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑 取M1010聯(lián)接螺栓的間距12窺視孔蓋螺釘直徑,取M613定位銷直徑14，至外箱壁距離15軸承旁凸臺半徑16凸臺高度17箱體外壁至軸承座端面距離19大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離20齒輪端面與內(nèi)箱壁距離21箱蓋，箱座筋厚 ，22軸承端蓋外徑 23軸承旁聯(lián)接螺栓距離24大齒輪齒頂圓至箱底內(nèi)壁的距離25箱底至箱底內(nèi)壁的距離26減速器中心高27箱體內(nèi)壁至軸承座孔端面的距離28軸承端蓋凸緣厚度29軸承端面至箱體內(nèi)壁的距離30旋轉(zhuǎn)零件間的軸向距離31齒輪頂圓至軸表面的距離第5章 總結(jié)設計階段的大學學習是一種罕見的理論與實踐相結(jié)合的學習機會，通過圓柱齒輪減速器的理論和實踐知識的組合設計，運動綜合運用我的專業(yè)知識，能力解決實際問題，而且提高了我的文件和設計手冊的設計規(guī)范的能力水平，和其他的專業(yè)知識，而且通過對局部控制組件，妥協(xié)，以及細節(jié)的決定，我的運動能力，經(jīng)驗了豐富，壓縮力的能力和意愿的質(zhì)量，也提高耐力水平不同。答謝詞大學生活即將結(jié)束，在這四年，我遇到了很多朋友熱心幫助教授工作設計成功的完成不是他們的熱情幫助和顧問的指導，教師和學生在這里都給予指導和幫助我的畢業(yè)這表示最誠摯的謝意。首先，設計指導，感謝你緊張的工作，試圖引導時間，我們總是關心我們的進展狀況，要求我們掌握幫助教師管理在整個設計過程中，從實際操作數(shù)據(jù)準備階段，它提供了指導，我不僅學到了書本上的知識，更學會操作方法。其次，給予幫助教師設計的畢業(yè)生，與我的同學以誠摯的感謝，在設計的過程中，他們給了我很多的幫助和無私的關懷，更重要的是提供信息，在許多方面，我們的技術。此外，也給所有的學生我的幫助表示感謝?？傊?，本設計的結(jié)果是教師和學生，在一個月內(nèi)，我們合作的非常愉快，教會我很多偉大的真理，是一種資產(chǎn)，我的生活，我在新教師和學生對我的幫助表示感謝！祝萬事如意，身心健康 學生： 2016年5月參考資料1 李海萍機械設計基礎機械工業(yè)出版社 2011年2 李海萍機械設計基礎課程設計機械工業(yè)出版社 2011年3 李萍萍機械制圖與計算機繪圖機械工業(yè)出版社 2011年4 成大先機械設計手冊化學工業(yè)出版社 2010年5 馬小麗機械產(chǎn)品設計機械工業(yè)出版社 2009年共 24 頁 第 23 頁