1、 安徽 农业大学经济技术学院 毕 业 设 计 题目 二级直齿圆柱齿轮减速器 系别 专业 机械 制造及其自动化 班级 4 姓名 周明 学号 12530102 指导教师 王柯 日期 2016 年 3 月 12 机械设计制造及其自动化 II 二级减速器三维造型设计摘要 齿轮传动是 机械中 广泛应用的 传动形式。 它 由轴、轴承、齿轮 及箱体组成的齿轮减速 在机械化生产中起着不可替代的作用。目前在减速器的设计领域，研究开发以产品设计为目标，全过程综合应用 器 ,用于工作机 或执行机构之间 ,起 到匹配转速和传递转矩的功能。其 特点是效率高、寿命长、维护 简便，因而应用广泛。 由于减速器内部结构复杂，如
2、果单独用二维看上去不能一目了然，三维造型设计就解决了这样一个问题，它能把减速器的关键部件很清晰的展现出来。因此，通过减速器的三维造型设计来研究三维造型设计技术具有很强的代表性。 本设计以 SolidWorks 软件为主，并结合 AutoCAD 二维绘图软件，设计 了一个二级圆柱齿轮减速器，实现了减速器的三维模型生成。 Solidworks 软件是一个基于 Windows 操作平台的三维设计软件 ,它由著名的Solidworks 公司发布。它是近年来出现且得到迅速推广应用的三维计算机 辅助设计软件，它本身是一款参数化建模软件。它不仅可以帮助工程设计人员以更快的速度将更优的产品带入市场，而且便于实
3、现从 2D 到 3D 的设计方式转变。它的这些特点加快了整个 3D 行业的发展步伐。 12 机械设计制造及其自动化 III 目 录 1、引言 . 1 2、电动机的选择 . 2 2.1. 电动机类型的选择 . 错误 !未定义书签。 2.2 电动机功率的选择 . 2 2.3确定电动机的转速 . 3 3、计算总传动比及分配各级的传动比 . 错误 !未定义书签。 3.1. 总传动比 . 错误 !未定义书签。 3.2 分配各级传动比 . 错误 !未定义书签。 4、计算传动装置的传动和动力参数 . 错误 !未定义书签。 4.1.电动机轴的计算 . 错误 !未定义书签。 4.2.轴的计算 (减速器高速轴 )
4、 . 错误 !未定义书签。 4.3.轴的计算 (减速器中间轴 ) . 错误 !未定义书签。 4.4.轴的计算 (减速器低速轴 ) . 错误 !未定义书签。 4.5.轴的计算 (卷筒轴 ) . 错误 !未定义书签。 5、减速器齿轮传动的设计计算 . 6 5.1.高速级圆柱齿轮传动的设 计计算 . 6 5.2.低速级圆柱齿轮传动的设计计算 . 8 6、轴的设计 . 10 6.1.高速轴的设计 . 11 6.2.中间轴的设计 . 11 6.3.低速轴的设计 . 11 12 机械设计制造及其自动化 IV 7、滚动轴承的选择 . 14 8、键的选择 . 14 9、联轴器的选择 . 15 10、齿轮的润滑
5、 . 15 11、滚动轴承的润滑 . 15 12、润滑油的选择 . 16 13、密封方法的选取 . 16 结 论 . 17 致 谢 . 18 参考文献 . 20 12 机械设计制造及其自动化 1 1、 引言 齿轮减速器在各行各业中十分广泛地使用着， 不论是现在还是将来它都是不可或缺 的机械传动装置。当前减速器普遍存在着体积 大、重量大，或者传动比大而机械效率过低的问 题。目前德国、丹麦和日本处于领先地位，尤其是 在材料和制造工艺方面占据 着 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。当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率
6、以及使用寿命长的方向发展。 因此，除了不断改进材料品质、提高工艺水平外，还在传动原理和传动结构上深入探讨和创新，平动齿轮传动原理的出现就是一例。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。目前，超小型的 减速器的研究成果尚不明显。在医疗、生物工程、机器人等领域中，微型发动机已基本研制成功，美国和荷兰近期研制分子发动机的尺寸在纳米级范围如能辅以纳米级的减速器，则应用前景远大。 12 机械设计制造及其自动化 2 2、电动机的选择 2 1 电动机类型的选择 由于输送机的工作条件是连续单向运转，工作时有小小的震动，使用有效期限是10 年，载荷不太大， Y 系
7、列电动机是全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机 Y 系列电动机效率高，节能，堵转转矩高、噪声低、振动小、 运行安全可靠 使用维护方便等特点。 因此我开始选用的电动机是 Y 系列的电动机。 2.2 电动机功率的选择 电动机功率的选择直接会影响到电动机的工作性能和经济性能的好坏，如果选择的电动机功率小于工作要求，就不能保证工作机正常工作；如果选择的电动机功率过大，电动机又不能满载运行，功率因素与效率较低，从而加大了电能的消耗，造成许多浪费。 (1)带式运输机所需的功率 Pw Pw=Fw*Vw=7000 0.8/1000 w=7000 0.8/1000 0.96=5.38kw 设计给定原始数据：输送带拉
8、力 Fw(N)=7000 输送带速度 Vw(m/s)=0.8 滚筒直径 D(mm)=350 (2)计算 电动机到工作机间的总效率 由课程设计课本查得： 1 带传动的效率， 1=0.96 2 一对滚动轴承效率， 2=0.98 3 圆柱齿轮传动效率， 3=0.99 4 联轴器效率 ， 4=0.98 5 带式运输机滚筒效率， 5=0.96 计算运动系统总传递效率： (3)所需电动机功率： KW 12 机械设计制造及其自动化 3 由表 2-1所列 Y系列三相异步电动机技术数据中可以定 ，满足条件 ed dpP 的电动机额定功率 edp 应取为 7.5kw。2.3确定电动机的转速 同一类型、相同额定功率
9、的电动机低速的级数较多，外部尺寸和重量较大一些，价格也相对来说较高，但可以使传动装置的总传动比和尺寸减小；高速电动机则与之相反，设计的时候应该综合考虑各个方面的因素，选取合适的电动机转速对接下来的设计和计算都十分重要。 三相异步电动机常用的同步转速有 750r/min, 1000r/min , 1500r/min , 3000r/min,常用的是1500r/min或 1000r/min的电动机。 （ 1）根据已知条件可以计算得知送机滚筒的工作转速 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 6 0 0 . 8 4 3 . 6 7 63 . 1 4 3 5 0w Vn D r/min （ 2）确定电
10、动机的转速 dn 为了便于选择电动机转速 ,先推算电动机转速的可选范围。由机械设计课程设计 表2-1查得 V带的传动比范围为 1 24i 高速齿轮传动比 2 36i 低速齿轮传动比3 36i 。则传动装置的总的传动比为 12 机械设计制造及其自动化 4 1 2 3 18 144i i i i 故电动机转速范围为 1 8 1 4 4 4 3 . 6 7 6 / m in 7 8 6 . 1 6 8 6 2 8 9 . 3 4 4 / m indn r r 可见同步转速为 ,1000r/min、 1500r/min、 3000r / min 的电动机均符合要求。 由于 3000r /min 的电动
11、机体积小，转速高，传动不平稳：而又要满足电动机额定功率的要求，因此选同步转速为 1500r /min的电动机： 表 2-2 电动机型号 额定功率 （ kw） 同步转速（ r/min） 满载转速（ r/min） 总传动比 Y132M-4 7.5 1500 1440 32.97 由表中数据可知，选定电动机型号为 Y132M-4. 3、 计算总传动比及分配各级的传动比 3.1、传动装置的总传动比 1440 32.9743.676mwni n 3 2、分配各级传动比 取 V 带传动比为 1 2.5i ，则两级减速器的传动比为 132.97 13.192.5j ii i 两级圆柱齿轮减速器 高 速级齿轮
12、传动比为 2i ，低速级齿轮传动比为 3i ，： 2 1. 3 1. 3 13 .1 9 4. 14jii 12 机械设计制造及其自动化 5 3 2 1 3 .1 9 3 .1 94 .1 4jii i 4、 计算传动装置的传动和动力 4.1、各轴转速 电动机轴为 0 轴，减速器高速轴为 1 轴，中速轴为 2 轴，低速轴为 3 轴，鼓轮主动轴为 4轴，因此各轴转速分别为： 0 1 4 4 0 / m inmn n r 0111440 5 7 6 / m in2 .5nnri 1225764 .1 4 /rmn ii nn 2343139.13 / m in3.15nn n ri 4.2、各轴的
13、输入功率 根据电动机的额定功率 0 7.5edp p kw 10 vp p kw 2 1 3 2 7 . 2 0 . 9 9 0 . 9 8 6 . 9 9p p k w 3 2 3 2 6 . 9 9 0 . 9 9 0 . 9 8 6 . 7 8p p k w 4 3 4 2 6 . 7 8 0 . 9 8 0 . 9 8 6 . 5 1p p k w 3.3、 各轴的转矩 0007 .59 5 5 0 9 5 5 0 4 9 .7 41440pT N mn 1117 .29550 576pT N mn 12 机械设计制造及其自动化 6 2226 .9 99550 7 3 9 .1 3pT
14、 N mn 3336 .7 89550 4 4 .1 7pT N mn 4446 .59550 4 4 .1 7pT N mn 则得传动装置运动和动力参数如下表所示 轴名 效率 P（ kw） 转矩 T(N m) 转速 n(r/min) 传动比 i 效率 电动机轴 7.5 49.74 1440 2.5 0.96 高速轴 7 2 119.38 576 中速轴 6.99 90.31 739.13 4.14 0.96 低 速轴 6.78 1465.9 44.17 3.19 0.96 滚筒轴 6.5 1405.37 44.17 1 0.96 5、减速器齿轮传动的设计计算 5.1 高速级圆柱齿轮传动的设计计算 选定高速级齿轮类型、精度等级、材料及齿数 （ 1） 齿轮类型 根据已定的传动方案选用直齿圆柱齿轮 z （ 2）齿轮的材料 由课本表 11-1： 高速级小齿轮选用 45 钢，齿面硬度为 250HBS, lim 11600480HFEMpaMpa 高速级大齿轮选用 45 钢，齿面硬度为 220HBS , lim 22HFEMpaMpa 由表 11-5，取 1.2, 1.25HFSS
