XXXX大學
畢 業(yè) 設 計 說 明 書
學生姓名： 學 號：
學 院：
專 業(yè)：
題 目： 二級直齒圓柱齒輪減速器的設計
指導教師： 職稱:
職稱:
20**年12月5日
目錄
1 引言 1
2 傳動裝置總體設計 2
2.0設計任務書 2
2.1 確定傳動方案 2
2.2 電動機的選擇 4
2.2.1 電動機的容量選擇 4
2.2.2 電動機轉(zhuǎn)速的選擇 5
2.2.3 電動機型號的確定 6
2.2.4 傳動比的分配 6
2.2.5 傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)計算 7
3 傳動零件的設計計算 8
3.1 高速級齒輪的參數(shù)計算 8
3.1.1 材料選擇及熱處理 8
3.1.2 齒根彎曲疲勞強度設計 8
3. 2 低速級齒輪的計算 11
4 軸及軸承裝置的設計計算 14
4. 1 軸的設計 14
4.1.1 中間軸的設計 15
4.1.2 輸入軸的設計 16
4.1.3 輸出軸的設計 17
4. 2 軸的校核 19
4.2.1 輸入軸的校核 19
4.2.2 中間軸的校核 24
4.2.3 輸出軸的校核 27
4. 3 軸承的壽命計算 29
4.3.1 7006C型軸承的校核 29
4.3.2 7013C型軸承的校核 29
4.3.3 7008C型軸承的校核 30
結(jié) 論 32
致 謝 33
參 考 文 獻 34
1 引言
齒輪傳動是現(xiàn)代機械中應用最廣的一種傳動形式。它的主要優(yōu)點是：①瞬時傳動比恒定、工作平穩(wěn)、傳動準確可靠，可傳遞空間任意兩軸之間的運動和動力；②適用的功率和速度范圍廣；③傳動效率高，η=0.92-0.98；④工作可靠、使用壽命長；⑤外輪廓尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊。由齒輪、軸、軸承及箱體組成的齒輪減速器,用于原動機和工作機或執(zhí)行機構(gòu)之間,起匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用,在現(xiàn)代機械中應用極為廣泛。
國內(nèi)的減速器多以齒輪傳動、蝸桿傳動為主，但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動比大而機械效率過低的問題。另外，材料品質(zhì)和工藝水平上還有許多弱點，特別是大型的減速器問題更突出，使用壽命不長。國外的減速器，以德國、丹麥和日本處于領先地位，特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢，減速器工作可靠性好，使用壽命長。但其傳動形式仍以定軸齒輪傳動為主，體積和重量問題，也未解決好。
當今的減速器是向著大功率、大傳動比、小體積、高機械效率以及使用壽命長的方向發(fā)展。減速器與電動機的連體結(jié)構(gòu)，也是大力開拓的形式，并已生產(chǎn)多種結(jié)構(gòu)形式和多種功率型號的產(chǎn)品。近十幾年來,由于近代計算機技術(shù)與數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，使得機械加工精度，加工效率大大提高，從而推動了機械傳動產(chǎn)品的多樣化，整機配套的模塊化，標準化，以及造型設計藝術(shù)化，使產(chǎn)品更加精致，美觀化。
在21世紀成套機械裝備中,齒輪仍然是機械傳動的基本部件。CNC機床和工藝技術(shù)的發(fā)展,推動了機械傳動結(jié)構(gòu)的飛速發(fā)展。在傳動系統(tǒng)設計中的電子控制、液壓傳動、齒輪、帶鏈的混合傳動,將成為變速箱設計中優(yōu)化傳動組合的方向。在傳動設計中的學科交叉,將成為新型傳動產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢。
2 傳動裝置總體設計
2.0設計任務書
1設計任務
設計帶式輸送機的傳動系統(tǒng)，采用兩級圓柱直齒齒輪減速器傳動。
2 設計要求
（1）外形美觀，結(jié)構(gòu)合理，性能可靠，工藝性好；
（2）多有圖紙符合國家標準要求；
（3）按畢業(yè)設計（論文）要求完成相關資料整理裝訂工作。
3 原始數(shù)據(jù)
（1）運輸帶工作拉力 F=4KN
（2）運輸帶工作速度V=2.0m/s
(3)輸送帶滾筒直徑 D=450mm
（4）傳動效率
4工作條件
兩班制工作，空載起動，載荷平穩(wěn)，常溫下連續(xù)（單向）運轉(zhuǎn)，工作環(huán)境多塵，中小批量生產(chǎn)，使用期限10年，年工作300天。
2.1 確定傳動方案
圖2-1(a)
圖2-1(b)
方案（a）為展開式兩級圓柱齒輪減速器，其推薦傳動比ī=8～40。展開式圓柱齒輪減速器的特點是其結(jié)構(gòu)簡單，但齒輪的位置不對稱。高速級齒輪布置在遠離轉(zhuǎn)矩輸入端，可使軸在轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形和軸在彎矩作用下產(chǎn)生的彎矩變形部分地互相抵消，以減緩沿齒寬載荷分布不均勻的現(xiàn)象。
方案（b）為同軸式兩級圓柱齒輪減速器，其推薦傳動比ī=8～40。同軸式圓柱齒輪減速器的特點是減速器橫向尺寸較小，兩對齒輪浸入油中深度大致相同。但軸向尺寸和重量較大，且中間軸較長、剛度差，使載荷沿齒寬分布不均勻，高速級齒輪的承載能力難于充分利用。
綜合比較展開式與同軸式圓柱齒輪減速器的優(yōu)缺點，在本設計中，我將采用展開式圓柱齒輪減速器為設計模版。
2.2 電動機的選擇
2.2.1 電動機的容量選擇
根據(jù)已知條件可以計算出工作機所需有效功率
.0
設 —— 輸送機滾筒軸至輸送帶間的傳動效率；
—— 聯(lián)軸器效率， =0.99
—— 閉式圓柱齒輪傳動效率， =0.97
—— 一對滾動軸承效率， =0.99
—— 帶式輸送機滾筒效率。 =0.96
估算運動系統(tǒng)總傳遞效率：
式中：
得傳動系統(tǒng)總效率
工作機所需電動機功率
由表2-1所列Y系列三相異步電動機技術(shù)數(shù)據(jù)中可以確定，滿足條件的電動機額定功率應取為11。
表2-1
電動機型號
額定功率
/
滿載轉(zhuǎn)速
/（）
Y100L-4
3
1420
2.2
2.2
Y112M-4
4
1440
2.2
2.2
Y132S-4
5.5
1440
2.2
2.2
Y132M-4
7.5
1440
2.2
2.2
Y160M-4
11
1460
2.2
2.2
Y160L-4
15
1460
2.2
2.2
Y160L-6
11
970
2.0
2.0
2.2.2 電動機轉(zhuǎn)速的選擇
根據(jù)已知條件由計算得知輸送機滾筒的工作轉(zhuǎn)速