1、 1 机电工程系高职学生 毕业设计（论文）任务书 1、 毕业设计（论文）主要内容及技术指标 （ 1）内容 1. 电动机的选择与运动参数计算； 2. 斜齿轮传动设计计算 3. 轴的设计 4. 滚动轴承的选择 5. 键和连轴器的选择与校核； 6. 装配图、零件图的绘制 7. 设计计算说明书的编写 （ 2）技术指标 1 减速器总装配图一张 2 齿轮、轴零件图各一张 3 设计说明书一份 工作制度（班 /日）： 2 2、毕业设计 （论文） 基本要求 编写设计（论文），格式按烟台工程职业技术学院毕业设计（论文）要求完成。 完成 一 张装配图，一张零件图 。 3、所需数据资料及参考文献 (1)推荐 :陈梓城
2、主编 ,电子技术实训 .北京 :机械工业出版社 ,2006 王廷才主编 ,电子线路 CAD Protel99 使用指南 .北京机械工业出版社 ,2002 (2)可自行根据需要从网上或图书馆查阅相关文献资料。 4、 进度计划 序号 阶段性工作及成果 时间安排 1 2 3 4 5 6 申报毕业设计（论文）课题 开题会，各指导教师下达任务书。 全体指导教师及学生大会：考试时间调整；各指导教师检查工作进展情况。 课题设计、撰 写论文、实物制作 上交有关材料给指导老师 答辩会 2008 年 6 月 2008 年 9 月 2008 年 10 月 2008 年 11 月中旬 2008 年 10 月 12 月
3、 2008 年 12 月 6 日前 2008 年 12 月 11 日 注：上述各项均可增加附页 减 速 器 设 计 王振伟 摘要 2 齿轮传动是应用极为广泛和特别重要的一种机械传动形式，它可以用来在空间的任意轴之间传递运动和动力，目前齿轮传动装置正逐步向小型化，高速化，低噪声，高可靠性和硬齿面技术方向发展，齿轮传动具有传动平稳可靠，传动效率高（一般可以达到 94%以上，精度较高的圆柱齿轮副可以达到 99%），传递功率范围广（可以从仪表中齿轮微小功率的传动到大型动力机械几万千瓦功率的传动 ）速度范围广（齿轮的圆周速度可以从 0.1m/s 到 200m/s 或更高，转速可以从 1r/min 到20
4、000r/min 或更高），结构紧凑，维护方便等优点。因此，它在各种机械设备和仪器仪表中被广泛使用，本课题就是齿轮传动的一个典型应用。 因为齿轮传动能够满足减震器实验台对传动的高度要求，因此，本设计采用齿轮传动。 关键词：减速器 零部件 齿轮传动 机械传动 前 言 由于减速器是当今世界上最常用的传动装置，所以 世界各国都不断的在改进它，寻求新的突破，降低其成本，提高其效率，扩大其应用范围。为了更好的适应现代市场的需求，就必须运用计算机3 辅助设计技术解决过去计算繁琐，绘图工作量大及工作效率低，速度慢的问题。基于这些方面，我运用了功能强大的三维造型软件 Pro-E对减速器的各个组成零件进行三维实
5、体造型并进行装配，实现所设计的减速器在投产前的装配检验。通过实体造型和装配，检验并修正设计计算中可能出现的一些问题，使其布局更合理，使产品的设计更贴近生产实际，并能直接生成二维图纸， 因此 节约了大量的时间。 一、 电动机的选择 1电动机类型和结构的选择 因为本传动的工作状况是：载荷平稳、单向旋转。所以选用常用的封闭式 Y（ IP44）系4 列的电动机。 2电动机容量的选择 1） 工作机所需功率 Pw Pw 3.4kW 2） 电动机的输出功率 Pd Pw/ 0.904 Pd 3.76kW 3电动机转速的选择 nd（ i1?i2in ） nw 初选为同步转速为 1000r/min 的电动机 4电
6、动机型号的确定 由表 20 1 查出电动机型号为 Y132M1-6,其额定功率为 4kW，满载转速 960r/min。基本符合题目所需的要求 计算传动装置的运动和动力参数 传动装置的总传动比及其分配 1计算总传动比 由电动机的满载转速 nm 和工作机主动轴转速 nw 可确定传动装置应有的总传动比为： i nm/nw nw 38.4 i 25.14 2合理分配各级传动比 由于减速箱是同轴式布置，所以 i1 i2。 设计一台单级斜齿圆柱齿轮减速器，该减速器用于带式运输机的传动系统中。 方案简图（题号 14）： 原始数据：传送带卷筒转速 150 rpm；减速器输出轴功率 4.3 KW。 5 技术条件
7、：该传动设备两班制连续工作，单向回转，有轻微振动，卷筒转速允许误差为5% ，使用期限 10 因为 i 25.14，取 i 25， i1=i2=5 速度偏差为 0.5%5%，所以可行。 各轴转速、输入功率、输入转矩 项 目 电动机轴 高速轴 I 中间轴 II 低速轴 III 鼓 轮 转速（ r/min） 960 960 192 38.4 38.4 功率（ kW） 4 3.96 3.84 3.72 3.57 转矩（ N?m） 39.8 39.4 191 925.2 888.4 传动比 1 1 5 5 1 效率 1 0.99 0.97 0.97 0.97 传动件设计计算 1 选精度等级、材料及齿数
8、1） 材料及热处理； 选择小齿轮材料为 40Cr（调质），硬度为 280HBS，大齿轮材料为 45 钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为 40HBS。 2） 精度等级选用 7级精度； 3） 试选小齿轮齿数 z1 20，大齿轮齿数 z2 100 的； 4） 选取螺旋 2按齿面接触强度设计 因为低速级的载荷大于高速级的载荷，所以通过低速级的数据进行计算 按式（ 10 21）试算，即 dt 1） 确定公式内的各计算数值 （ 1） 试选 Kt 1.6 （ 2） 由图 10 30 选取区域系数 ZH 2.433 （ 3） 由表 10 7 选取尺宽系数 d 1 （ 4） 由图 10 26 查得
9、 1 0.75， 2 0.87，则 1 2 1.62 （ 5） 由表 10 6 查得材料的弹性影响系数 ZE 189.8Mpa （ 6） 由图 10 21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 Hlim1 600MPa；大齿轮的解除疲劳强度极限 Hlim2 550MPa； （ 7） 由式 10 13 计算应力循环次数 N1 60n1jLh 601921 （ 283005 ） 3.3210e8 N2 N1/5 6.64107 6 （ 8） 由图 10 19 查得接触疲劳寿命系数 KHN1 0.95； KHN2 0.98 （ 9） 计算接触疲劳许用应力 取失效概率为 1，安全系数 S 1，由式
10、（ 10 12）得 H1 0.95600MPa 570MPa H2 0.98550MPa 539MPa H H1 H2/2 554.5MPa 2） 计算 （ 1） 试算小齿轮分度圆直径 d1t d1t = =67.85 （ 2） 计算圆周速度 v= = =0.68m/s （ 3） 计算齿宽 b 及模数 mnt b=dd1t=167.85mm=67.85mm mnt= = =3.39 h=2.25mnt=2.253.39mm=7.63mm b/h=67.85/7.63=8.89 （ 4） 计算纵向重合度 = = 0.3181tan14 =1.59 （ 5） 计算载荷系数 K 已知载荷平稳，所以取
11、 KA=1 根据 v=0.68m/s,7 级精度，由图 10 8 查得动载系数 KV=1.11；由表 10 4查的 KH 的计算公式和直齿轮的相同， 故 KH=1.12+0.18(1+0.61 )11 +0.2310 67.85=1.42 由表 10 13 查得 KF=1.36 由表 10 3 查得 KH=KH=1.4 。故载荷系数 K=KAKVKHKH=11.031.41.42=2.05 （ 6） 按实际的载荷系数 校正所得的分度圆直径，由式（ 10 10a）得 d1= = mm=73.6mm （ 7） 计算模数 mn 7 mn = mm=3.74 3按齿根弯曲强度设计 由式 (10 17
12、mn 1） 确定计算参数 （ 1） 计算载荷系数 K=KAKVKFKF=11.031.41.36=1.96 （ 2） 根据纵向重合度 =0.318dz1tan=1.59 ，从图 10 28 查得螺旋角影响系数 Y 0。 88 （ 3） 计算当量齿数 z1=z1/cos =20/cos 14 =21.89 z2=z2/cos =100/cos 14 =109.47 （ 4） 查取齿型系数 由表 10 5 查得 YFa1=2.724； Yfa2=2.172 （ 5） 查取应力校正系数 由表 10 5 查得 Ysa1=1.569； Ysa2=1.798 （ 6） 计算 F F1=500Mpa F2=
13、380MPa KFN1=0.95 KFN2=0.98 F1=339.29Mpa F2=266MPa （ 7） 计算大、小齿轮的 并加以比较 = =0.0126 = =0.01468 大齿轮的数值大 。 2） 设计计算 mn =2.4 mn=2.5 8 4几何尺寸计算 1） 计算中心距 z1 =32.9，取 z1=33 z2=165 a =255.07mm a圆整后取 255mm 2） 按圆整后的中心距修正螺旋角 =arcos =13 5550” 3） 计算大、小齿轮的分度圆直径 d1 =85.00mm d2 =425mm 4） 计算齿轮宽度 b=dd1 b=85mm B1=90mm， B2=8
14、5mm 5） 结构设计 以大齿轮为例。因齿轮齿顶圆直径大于 160mm， 而又小于 500mm，故以选用腹板式为宜。其他有关尺寸参看大齿轮零件图。 轴的设计计算 拟定输入轴齿轮为右旋 II轴： 1初步确定轴的最小直径 d =34.2mm 2求作用在齿轮上的受力 Ft1= =899N Fr1=Ft =337N Fa1=Fttan=223N ； Ft2=4494N Fr2=1685N 9 Fa2=1115N 3轴的结构设计 1） 拟定轴上零件的装配方案 i. I-II 段轴用于安装轴承 30307，故取直径为 35mm。 ii. II-III 段轴肩用于 固定轴承，查手册得到直径为 44mm。 i
15、ii. III-IV 段为小齿轮，外径 90mm。 iv. IV-V段分隔两齿轮，直径为 55mm。 v. V-VI 段安装大齿轮，直径为 40mm。 vi. VI-VIII 段安装套筒和轴承，直径为 35mm。 2） 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1. I-II 段轴承宽度为 22.75mm，所以长度为 22.75mm。 2. II-III 段轴肩考虑到齿轮和箱体的间隙 12mm，轴承和箱体的间隙 4mm，所以长度为16mm。 3. III-IV 段为小齿轮，长度就 等于小齿轮宽度 90mm。 4. IV-V 段用于隔开两个齿轮，长度为 120mm。 5. V-VI 段用于安装大
16、齿轮，长度略小于齿轮的宽度，为 83mm。 6. VI-VIII 长度为 44mm。 4 求轴上的载荷 1 66 207.5 63.5 Fr1=1418.5N Fr2=603.5N 查得轴承 30307 的 Y值为 1.6 Fd1=443N Fd2=189N 因为两个齿轮旋向都是左旋。 故： Fa1=638N Fa2=189N 5精确校核轴的疲劳强度 1） 判断危险截面 10 由于截面 IV 处 受的载荷较大，直径较小，所以判断为危险截面 2） 截面 IV 右侧的 截面上的转切应力为 由于轴选用 40cr，调质处理，所以 （ 2P355 表 15-1） a) 综合系数的计算 由 ， 经直线插入
17、，知道因轴肩而形成的理论应力集中为 ， I轴： 1作用在齿轮上的力 FH1=FH2=337/2=168.5 Fv1=Fv2=889/2=444.5 2初步确定轴的最小直径 3轴的结构设计 1） 确定轴上零件的装配方案 2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 d) 由于联轴器一端连 接电动机，另一端连接输入轴，所以该段直径尺寸受到电动机外伸轴直径尺寸的限制，选为 25mm。 e) 考虑到联轴器的轴向定位可靠，定位轴肩高度应达 2.5mm，所以该段直径选为 30。 f) 该段轴要安装轴承，考虑到轴肩要有 2mm 的圆角，则轴承选用 30207 型，即该段直径定为 35mm。 g) 该段轴要安装齿轮，考虑到轴肩要有 2mm 的圆角，经标准化，定为 40mm。 h) 为了齿轮轴向定位可靠，定位轴肩高度应达 5mm，所以该段直径选为 46mm。 i) 轴肩固定轴承，直径为 42mm。 j) 该段轴要安装轴承， 直径定为 35mm。 2） 各段长度的确定 各段长度的确定从左到右分述如下： a) 该段轴安装轴承和挡油盘，轴承宽 18.25mm，该段长度定为 18.25mm。 b) 该段为轴环，宽度不小于 7mm，定为 11mm。 c) 该段安装齿轮，要求长度要比轮毂短 2mm，齿轮宽为 90mm，定为 88mm。
