【正文】 淮北職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 《機械設(shè)計》課程設(shè)計計算說明書設(shè)計題目：二級圓柱齒輪減速器機電系：機械制造與自動化班級：機制三班設(shè)計者： 汪國四學 號：062040339指導教師：王忠生二○○九年四月二十日 目 錄第一章 減速器概述……………………………………………………………………………1 減速器的主要型式及其特性……………………………………………………………1 減速器結(jié)構(gòu)………………………………………………………………………………2 減速器潤滑 ……………………………………………………………………………3第二張 減速箱原始數(shù)據(jù)及傳動方案的選擇 …………………………………………………5 …………………………………………………………………………………5 ……………………………………………………………………………5第三章 電動機的選擇計算 ……………………………………………………………………8 電動機選擇步驟 …………………………………………………………………………8 型號的選擇 ………………………………………………………………………8 功率的選擇 ………………………………………………………………………8 轉(zhuǎn)速的選擇 ………………………………………………………………………9 電動機型號的確定………………………………………………………………………9第四章 軸的設(shè)計 ……………………………………………………………………………11 軸的分類 ………………………………………………………………………………11 軸的材料…………………………………………………………………………………11 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計……………………………………………………………………………12 軸的設(shè)計計算……………………………………………………………………………13 按扭轉(zhuǎn)強度計算…………………………………………………………………13 按彎扭合成強度計算……………………………………………………………14 軸的剛度計算概念………………………………………………………………14 軸的設(shè)計步驟……………………………………………………………………15 各軸的計算 ……………………………………………………………………………15………………………………………………………………………15………………………………………………………………………17………………………………………………………………………21 軸的設(shè)計與校核 ………………………………………………………………………23………………………………………………………………………23………………………………………………………………………24………………………………………………………………………24……………………………………………………………………24第五章 聯(lián)軸器的選擇…………………………………………………………………………26 聯(lián)軸器的功用……………………………………………………………………………26 聯(lián)軸器的類型特點………………………………………………………………………26 聯(lián)軸器的選用……………………………………………………………………………26 聯(lián)軸器材料………………………………………………………………………………27第六章 圓柱齒輪傳動設(shè)計……………………………………………………………………29 齒輪傳動特點與分類……………………………………………………………………29 齒輪傳動的主要參數(shù)與基本要求………………………………………………………29 主要參數(shù)…………………………………………………………………………29 精度等級的選擇…………………………………………………………………30 齒輪傳動的失效形式……………………………………………………………30 齒輪參數(shù)計算 …………………………………………………………………………31第七章 軸承的設(shè)計及校核……………………………………………………………………40 軸承種類的選擇…………………………………………………………………………40 深溝球軸承結(jié)構(gòu)………………………………………………………………………40 軸承計算………………………………………………………………………………41第八章 箱體設(shè)計 ……………………………………………………………………………43第九章 設(shè)計結(jié)論 ……………………………………………………………………………44第使章 設(shè)計小結(jié) ……………………………………………………………………………45第十一章. 參考文獻 …………………………………………………………………………46 致謝 ………………………………………………………………………………………4746第一章 減速器概述 減速器的主要型式及其特性減速器是一種由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動、蝸桿傳動或齒輪—蝸桿傳動所組成的獨立部件，常用在動力機與工作機之間作為減速的傳動裝置；在少數(shù)場合下也用作增速的傳動裝置，這時就稱為增速器。減速器由于結(jié)構(gòu)緊湊、效率較高、傳遞運動準確可靠、使用維護簡單，并可成批生產(chǎn)，故在現(xiàn)代機械中應(yīng)用很廣。減速器類型很多，按傳動級數(shù)主要分為：單級、二級、多級；按傳動件類型又可分為：齒輪、蝸桿、齒輪蝸桿、蝸桿齒輪等。電動機聯(lián)軸器高速軸中間軸低速軸減速器系統(tǒng)框圖以下對幾種減速器進行對比：1）圓柱齒輪減速器當傳動比在8以下時，可采用單級圓柱齒輪減速器。大于8時，最好選用二級(i=8—40)和二級以上(i40)的減速器。單級減速器的傳動比如果過大，則其外廓尺寸將很大。二級和二級以上圓柱齒輪減速器的傳動布置形式有展開式、分流式和同軸式等數(shù)種。展開式最簡單，但由于齒輪兩側(cè)的軸承不是對稱布置，因而將使載荷沿齒寬分布不均勻，且使兩邊的軸承受力不等。為此，在設(shè)計這種減速器時應(yīng)注意：1)軸的剛度宜取大些；2)轉(zhuǎn)矩應(yīng)從離齒輪遠的軸端輸入，以減輕載荷沿齒寬分布的不均勻；3)采用斜齒輪布置，而且受載大的低速級又正好位于兩軸承中間，所以載荷沿齒寬的分布情況顯然比展開好。這種減速器的高速級齒輪常采用斜齒，一側(cè)為左旋，另一側(cè)為右旋，軸向力能互相抵消。為了使左右兩對斜齒輪能自動調(diào)整以便傳遞相等的載荷，其中較輕的齠輪軸在軸向應(yīng)能作小量游動。同軸式減速器輸入軸和輸出軸位于同一軸線上，故箱體長度較短。但這種減速器的軸向尺寸較大。圓柱齒輪減速器在所有減速器中應(yīng)用最廣。它傳遞功率的范圍可從很小至40 000kW，圓周速度也可從很低至60m/s一70m／s，甚至高達150m／s。傳動功率很大的減速器最好采用雙驅(qū)動式或中心驅(qū)動式。這兩種布置方式可由兩對齒輪副分擔載荷，有利于改善受力狀況和降低傳動尺寸。設(shè)計雙驅(qū)動式或中心驅(qū)動式齒輪傳動時，應(yīng)設(shè)法采取自動平衡裝置使各對齒輪副的載荷能得到均勻分配，例如采用滑動軸承和彈性支承。 圓柱齒輪減速器有漸開線齒形和圓弧齒形兩大類。除齒形不同外，減速器結(jié)構(gòu)基本相同。傳動功率和傳動比相同時，圓弧齒輪減速器在長度方向的尺寸要比漸開線齒輪減速器約30％。2）圓錐齒輪減速器它用于輸入軸和輸出軸位置布置成相交的場合。二級和二級以上的圓錐齒輪減速器常由圓錐齒輪傳動和圓柱齒輪傳動組成，所以有時又稱圓錐—圓柱齒輪減速器。因為圓錐齒輪常常是懸臂裝在軸端的，為了使它受力小些，常將圓錐面崧，作為，高速極：山手面錐齒輪的精加工比較困難，允許圓周速度又較低，因此圓錐齒輪減速器的應(yīng)用不如圓柱齒輪減速器廣。3）蝸桿減速器主要用于傳動比較大(j10)的場合。通常說蝸桿傳動結(jié)構(gòu)緊湊、輪廓尺寸小，這只是對傳減速器的傳動比較大的蝸桿減速器才是正確的，當傳動比并不很大時，此優(yōu)點并不顯著。由于效率較低，蝸桿減速器不宜用在大功率傳動的場合。蝸桿減速器主要有蝸桿在上和蝸桿在下兩種不同形式。蝸桿圓周速度小于4m/s時最好采用蝸桿在下式，這時，在嚙合處能得到良好的潤滑和冷卻條件。但蝸桿圓周速度大于4m/s時，為避免攪油太甚、發(fā)熱過多，最好采用蝸桿在上式。 4）齒輪蝸桿減速器它有齒輪傳動在高速級和蝸桿傳動在高速級兩種布置形式。前者結(jié)構(gòu)較緊湊，后者效率較高?！⊥ㄟ^比較，我們選定圓柱齒輪減速器。 減速器結(jié)構(gòu)近年來，減速器的結(jié)構(gòu)有些新的變化。為了和沿用已久、國內(nèi)目前還在普遍使用的減速器有所區(qū)別，這里分列了兩節(jié)，并稱之為傳統(tǒng)型減速器結(jié)構(gòu)和新型減速器結(jié)構(gòu)。1）傳統(tǒng)型減速器結(jié)構(gòu) 絕大多數(shù)減速器的箱體是用中等強度的鑄鐵鑄成，重型減速器用高強度鑄鐵或鑄鋼。少量生產(chǎn)時也可以用焊接箱體。鑄造或焊接箱體都應(yīng)進行時效或退火處理。大量生產(chǎn)小型減速器時有可能采用板材沖壓箱體。減速器箱體的外形目前比較傾向于形狀簡單和表面平整。箱體應(yīng)具有足夠的剛度，以免受載后變形過大而影響傳動質(zhì)量。箱體通常由箱座和箱蓋兩部分所組成，其剖分面則通過傳動的軸線。為了卸蓋容易，在剖分面處的一個凸緣上攻有螺紋孔，以便擰進螺釘時能將蓋頂起來。聯(lián)接箱座和箱蓋的螺栓應(yīng)合理布置，并注意留出扳手空間。在軸承附近的螺栓宜稍大些并盡量靠近軸承。為保證箱座和箱蓋位置的準確性，在剖分面的凸緣上應(yīng)設(shè)有2—3個圓錐定位銷。在箱蓋上備有為觀察傳動嚙合情況用的視孔、為排出箱內(nèi)熱空氣用的通氣孔和為提取箱蓋用的起重吊鉤。在箱座上則常設(shè)有為提取整個減速器用的起重吊鉤和為觀察或測量油面高度用的油面指示器或測油孔。關(guān)于箱體的壁厚、肋厚、凸緣厚、螺栓尺寸等均可根據(jù)經(jīng)驗公式計算，見有關(guān)圖冊。關(guān)于視孔、通氣孔和通氣器、起重吊鉤、油面指示Oe等均可從有關(guān)的設(shè)計手冊和圖冊中查出。在減速器中廣泛采用滾動軸承。只有在載荷很大、工作條件繁重和轉(zhuǎn)速很高的減速器才采用滑動軸承。2）新型減速器結(jié)構(gòu) 下面列舉兩種聯(lián)體式減速器的新型結(jié)構(gòu)，圖中未將電動機部分畫出。1）齒輪—蝸桿二級減速器；2）圓柱齒輪—圓錐齒輪—圓柱齒輪三級減速器。這些減速器都具有以下結(jié)構(gòu)特點： ——在箱體上不沿齒輪或蝸輪軸線開設(shè)剖分面。為了便于傳動零件的安裝，在適當部位有較大的開孔。 ——在輸入軸和輸出軸端不采用傳統(tǒng)的法蘭式端蓋，而改用機械密封圈；在盲孔端則裝有沖壓薄壁端蓋。 ——輸出軸的尺寸加大了，鍵槽的開法和傳統(tǒng)的規(guī)定不同，甚至跨越了軸肩，有利于充分發(fā)揮輪轂的作用。 和傳統(tǒng)的減速器相比，新型減速器結(jié)構(gòu)上的改進，既可簡化結(jié)構(gòu)，減少零件數(shù)目，同時又改善了制造工藝性。但設(shè)計時要注意裝配的工藝性，要提高某些裝配零件的制造精度。 圓周速度u≤12m/s一15m／s的齒輪減速器廣泛采用油池潤滑，自然冷卻。為了減少齒輪運動的阻力和油的溫升，浸入油中的齒輪深度以1—2個齒高為宜。速度高的還應(yīng)該淺些，建議在0．7倍齒高左右，但至少為10mm。速度低的(0．5m／s一0．8m／s)也允許浸入深些，可達到1／6的齒輪半徑；更低速時，甚至可到1／3的齒輪半徑。潤滑圓錐齒輪傳動時，齒輪浸入油中的深度應(yīng)達到輪齒的整個寬度。對于油面有波動的減速器(如船用減速器)，浸入宜深些。在多級減速器中應(yīng)盡量使各級傳動浸入油中深度近予相等。如果發(fā)生低速級齒輪浸油太深的情況，則為了降低其探度可以采取下列措施：將高速級齒輪采用惰輪蘸油潤滑；或?qū)p速器箱蓋和箱座的剖分面做成傾斜的，從而使高速級和低速級傳動的浸油深度大致相等。 減速器油池的容積平均可按1kW約需0．35L一0．7L潤滑油計算(大值用于粘度較高的油)，同時應(yīng)保持齒輪頂圓距離箱底不低于30mm一50mm左右，以免太淺時激起沉降在箱底的油泥。減速器的工作平衡溫度超過90℃時，需采用循環(huán)油潤滑，或其他冷卻措施，如油池潤滑加風扇