二级减速器毕业论文

二级减速器毕业论文（精选5篇）

二级减速器毕业论文 篇1

济源职业技术学院

毕 业 设 计

题目

二级直齿圆柱齿轮减速器 系别

机电系 专业

机电一体化

班级

机电0808 姓名

乔吉培 学号

08010813 指导教师

菅毅 日期

2010年12月

设计任务书 题目：

带式运输机传动系统中的二级直齿圆柱齿轮减速器 设计要求：

1：运输带的有效拉力为F=2500N

2：运输带的工作速度为V=1.7m/s

3：卷筒直径为D=300mm

5：两班制连续单向运转（每班8小时计算）载荷变化不大 室内有粉尘

6：工作年限十年（每年300天计算）小批量生产

设计进度要求：

第一周 拟定分析传动装置的设计方案：

第二周 选择电动机

计算传动装置的运动和动力参数：

第三周 进行传动件的设计计算 校核轴 轴承 联轴器 键等：

第四周 绘制减速器的装配图：

第五周 准备答辩

指导教师（签名）：

摘 要

齿轮传动是现代机械中应用最广的一种传动形式 它由齿轮、轴、轴承及箱体组成的齿轮减速器 用于原动机和工作机或执行机构之间 起匹配转速和传递转矩的作用

齿轮减速器的特点是效率高、寿命长、维护简便 因而应用极为广泛

本设计讲述了带式运输机的传动装置--二级圆柱齿轮减速器的设计过程 首先进行了传动方案的评述 选择齿轮减速器作为传动装置

然后进行减速器的设计计算（包括选择电动机、设计齿轮传动、轴的结构设计、选择并验算滚动轴承、选择并验算联轴器、校核平键联接、选择齿轮传动和轴承的润滑方式九部分内容）运用AutoCAD软件进行齿轮减速器的二维平面设计 完成齿轮减速器的二维平面零件图和装配图的绘制

关键词：齿轮啮合 轴传动 传动比 传动效率 目 录

1、引言 1

2、电动机的选择 2 2.1.电动机类型的选择 2 2.2．电动机功率的选择 2 2.3．确定电动机的转速 2

3、计算总传动比及分配各级的传动比 4 3.1.总传动比 4 3.2．分配各级传动比 4

4、计算传动装置的传动和动力参数 5 4.1.电动机轴的计算 5 4.2.Ⅰ轴的计算(减速器高速轴)5 4.3.Ⅱ轴的计算(减速器中间轴)5 4.4.Ⅲ轴的计算(减速器低速轴)6 4.5.Ⅳ轴的计算(卷筒轴)6

5、传动零件V带的设计计算 7 5.1.确定计算功率 7 5.2.选择V带的型号 7 5.3.确定带轮的基准直径dd1 dd2 7 5.4.验算V带的速度 7 5.5.确定V带的基准长度Ld和实际中心距a 7 5.6.校验小带轮包角ɑ1 8 5.7.确定V带根数Z 8 5.8.求初拉力F0及带轮轴的压力FQ 8 5.9.设计结果 9

6、减速器齿轮传动的设计计算 10 6.1.高速级圆柱齿轮传动的设计计算 10 6.2.低速级圆柱齿轮传动的设计计算 11

7、轴的设计 14 7.1.高速轴的设计 14 7.2.中间轴的设计 15 7.3.低速轴的设计 16

8、滚动轴承的选择 20

9、键的选择 20

10、联轴器的选择 21

11、齿轮的润滑 21

12、滚动轴承的润滑 21

13、润滑油的选择 22

14、密封方法的选取 22 结 论 23 致 谢 24 参考文献 25

1、引言

计算过程及说明国外减速器现状

齿轮减速器在各行各业中十分广泛地使用着 是一种不可缺少的机械传动装置

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国外的减速器 以德国、丹麦和日本处于领先地位 特别在材料和制造工艺方面占据优势 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 最近报导

日本住友重工研制的FA型高精度减速器 美国Jan-Newton公司研制的X-Y式减速器 在传动原理和结构上与本项目类似或相近都为目前先进的齿轮减速器

当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率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

2、电动机的选择

2.1.电动机类型的选择

按已知的工作要求和条件

选用Y型全封闭笼型三相异步电动机

2.2．电动机功率的选择

Pd=Fv/(1000ηηw)

由电动机的至工作机之间的总效率为

ηηw=η1η23η32η4η5η6

η

1、η

2、η

3、η

4、η

5、η6分别为带的传动、齿轮传动的轴承、齿轮传动、齿轮传动联轴器、卷筒轴的轴承、卷筒的效率

则ηηw=0.96³0.993³0.972³0.97³0.98³0.96

=0.82

Pd=Fv/(1000ηηw)=2500³1.7／1000³0.82

=5.2kw 2.3．确定电动机的转速

卷筒轴的工作转速为

nW =60³1000³V／ΠD

=60³1000³1.7／300³π

=108.28r／min

取V带传动比i 1=2 ~4 齿轮传动比i2=8~40 则总传动比为i总=16~160故电动机转速的可选范围

nd=i总³nW

=﹙16~160﹚³108.28r／min

=﹙1732~17325﹚r／min

符合这一范围的同步转速有3000 r／min 再根据计算出的容量

由参考文献【1】 查得Y132s1-2符合条件

型号 额定功率 同步转速 满载转速 Y132s1-2 5.5 kw 3000r／min 2900r／min

3、计算总传动比及分配各级的传动比 3.1.总传动比

i总=n电动/nW=2900/108.28=26.78 3.2．分配各级传动比

i1为V带传动的传动比 i1的范围（2~4）i1=2.5 i2为减速器高速级传动比 i3为低速级传动比

i4为联轴器连接的两轴间的传动比 i4 =1 i总= i1 i2 i3 i4 i2 i3=26.78/2.5=10.71 i2=(1.3 i2 i3)1/2=3.7 i3=2.9

4、计算传动装置的传动和动力参数 4.1.电动机轴的计算 n0=nm=2900r／min P0= Pd =5.2kw T0＝9550³P0／n0 ＝9550³5.2／2900 =17.12N.m 4.2.Ⅰ轴的计算(减速器高速轴)n1=n0／i1 =2900／2.5 =1160r／min P1=P0³η1 ＝5.2³0.96 ＝4.99kw T1＝9550³P1／n1带

＝9550³4.99／1160 ＝41.1N.m 4.3.Ⅱ轴的计算(减速器中间轴)n2=n1／i2 =1160／3.7 =313.51 r／min P2=P1³η22³η3 =4.99³0.992³0.97 =4.75kw T2＝9550³P2／n2 ＝9550³4.75／313.51 ＝144.57 N.m 4.4.Ⅲ轴的计算(减速器低速轴)n3=n2／i3 =313.51／2.9 ＝108.11r／min P3＝P2³η2³η3³η4 ＝4.75³0.99³0.97³0.97 ＝4.42kw T3＝9550³P3／n3 ＝9550³4.42／108.11 ＝390.53 N.m 4.5.Ⅳ轴的计算(卷筒轴)n4=n3＝108.11r／min P4＝P3³η5³η6 ＝4.42³0.98³0.96＝4.16kw T4＝9550³P4／n4 ＝9550³4.16／108.11 ＝367.41 N.m

5、传动零件V带的设计计算 5.1.确定计算功率

PC=KA²P额=1.1²5.5=6.05 kw 5.2.选择V带的型号

由PC的值和主动轮转速

由【1】图8.12选A型普通V带

5.3.确定带轮的基准直径dd1 dd2 由【1】表8.6和图8.12 选取dd1＝80mm 且dd1＝80mm＞dmin＝75mm 大带轮基准直径为

dd2＝dd1³n0／n1

=2900³80／1160 ＝200mm 按【1】表8.3选取标准值dd2＝200mm 则实际传动比i

i ＝dd2／dd1

＝200／80

＝2.5 主动轮的转速误差率在±5％内为允许值 5.4.验算V带的速度

V＝Π³dd1³n0／60000 ＝12.14m／s 在5~25 m／s范围内

5.5.确定V带的基准长度Ld和实际中心距a 按结构设计要求初定中心距a0=500mm L0＝2 a0＋∏﹙dd1＋dd2﹚／2＋﹙dd2－dd1﹚2／4 a0 ＝1000＋∏³280／2＋1602／2000 =1446.8mm 由【1】表8.4选取基准长度Ld＝1400mm 实际中心距a为

a＝a0＋﹙Ld－L0﹚／2 ＝1000+﹙1400－1446.8﹚／2 ＝ 476.6mm 5.6.校验小带轮包角ɑ1 α＝[180°－﹙dd2－dd1﹚／a ] ³57.3°

＝[180°－﹙200－80﹚／476.6] ³57.3°

＝165.6°＞120° 合格

5.7.确定V带根数Z Z≥Pc／[P0] ＝Pc／﹙P0＋ΔP0﹚³Kα³Kc P0＝[1.22＋﹙1.29－1.22﹚³﹙2900－2800﹚／﹙3200－2800﹚] ＝1.24kw ΔP0＝Kb³n0³﹙1－1／Ki﹚

＝0.0010275³2900³﹙1－1／1.1373﹚

＝0.3573kw KL＝0.96 Kα＝0.97 Z＝6.05／﹙1.24＋0.3573﹚³0.97³0.96 ＝4.06 圆整得Z=4 5.8.求初拉力F0及带轮轴的压力FQ 由【1】表8.6查得q＝0.1kg／m F0＝500³Pc2.5／Kα－1﹚／z³V＋qV2 ＝113N 轴上压力Fq为

Fq＝2³F³z³sin165.6／2

＝2³113³4³sin165.6／2 ＝894.93N 5.9.设计结果

选用4根A－1400GB／T11544－1997的V带 中心距476.6mm 轴上压力894.93N 带轮直径80mm和200mm

6、减速器齿轮传动的设计计算

6.1.高速级圆柱齿轮传动的设计计算 6.1.1.选择齿轮材料及精度等级

小齿轮选用45号钢调质 硬度为220~250HBS 大齿轮选用45号钢正火 硬度为170~210HBS 因为是普通减速器 故选用9级精度 要求齿面粗糙度Ra≦3.2~6.3μm 6.1.2.按齿面接触疲劳强度设计 T1=41.1N²m=41100N²mm 由【1】表10.11查得K=1.1 选择齿轮齿数 小齿轮的齿数取25 则大齿轮齿数Z2=i2²Z1=92.5 圆整得Z1=93 齿面为软齿面

由【1】表10.20选取Ψd=1 由【1】图10.24查得

σHLim1 =560 MPa σHLim2 =530 MPa 由表【1】10.10查得

SH=1 N1=60njLh=60³1160³1³(10³300³16)＝3.34³109 N2= N1／ i2=3.34³109／3.7=9.08³108 查【1】图10.27知 ZNT1=0.9 ZNＴ２=1 [σH]1= ZNT1³σHLim1／SH＝0.9³560／1=504 MPa [σH]2= ZNT2³σHLim2／SH＝1³530／1 =530 MPa 故d1≧76.43³[KT1﹙i2＋1﹚／Ψd³i2³[σH]12]1／3 =76.43³[1.1³41100³﹙3.7＋1﹚／1³3.7³5042]1／3 =46.62mm m= d1／Z1=46.62／25=1.86 由【1】表10.3知 标准模数 m=2 6.1.3.计算主要尺寸 d1=m Z1=2³25=50mm d2=m Z2=2³93=186mm b=Ψdd1=1³50=50mm 小齿轮的齿宽取 b2=50mm 大齿轮的齿宽取 b1=55m a=m﹙Z1＋Z2﹚／2=2³﹙25＋93／2=118m 6.1.4.按齿根弯曲疲劳强度校核

查【1】表10.13得 YF1 =2.65 YF2=2.18 应力修正系数YS 查【1】表10.14得 YS1=2.21 YS2=1.79 许用弯曲应力[σF] 由【1】图10.25查得 σFlim1 =210 MPa σFlim2 =190 MPa 由【1】表10.10差得 SF=1.3 由【1】图10.26查得 YNT1=YNT2=0.9 有公式(10.14)可得

[σF]1= YNT1³σFlim1／SF =210³0.9／1.3=145.38 MPa [σF]2= YNT2³σFlim2／SF =190³0.9／1.3=131.54 MPa 故 σF1 =2KT YF YS／bm2Z1=76.19MPa＜[σF]1=145.38MPa σF2 =σF1³YF2³YS2／YF1³YS1＝76.19³2.21³1.79／2.65³1.59 ＝71.53MPa＜[σF]2 ＝131.54MPa 所以齿根弯曲强度校核合格

6.1.5.检验齿轮圆周速度

V＝πd1³n1／60000＝3.14³50³1160／60000＝3.03 m/s 由【1】表10.22可知选9级精度是合适的

6.2.低速级圆柱齿轮传动的设计计算 6.2.1.选择齿轮材料及精度等级

小齿轮选用45号钢调质 硬度为220~250HBS 大齿轮选用45号钢正火 硬度为170~210HBS 因为是普通减速器 故选用9级精度 要求齿面粗糙度Ra≦3.2~6.3μm 6.2.2.按齿面接触疲劳强度设计

T2=144.57N²m=145000N²mm n2=313.51r／min 由【1】表10.11查得K=1.1 选择齿轮齿数 小齿轮的齿数取31 则大齿轮齿数Z2=i3²Z1=89.9 圆整得Z1=90 齿面为软齿面

由【1】表10.20选取Ψd=1 由【1】图10.24查得

σHLim1 =550 MPa σHLim2 =530 MPa 由表【1】10.10查得

SH=1 N1=60njLh=60³313.51³1³(10³300³16)＝9.03³108 N2= N1／ i3=9.03³108／2.9=3.11³108 查【1】图10.27知 ZNT1=1 ZNＴ２=1.06 [σH]1= ZNT1³σHLim1／SH＝1³550／1=550 MPa [σH]2= ZNT2³σHLim2／SH＝1.06³530／1 =562 MPa 故d1≧76.43³[KT1﹙i2＋1﹚／Ψd³i3³[σH]12]1／3 =76.43³[1.1³145000³﹙2.9＋1﹚／1³2.9³5502]1／3 =68.02mm m= d1／Z1=68.02／31=2.2 由【1】表10.3知 标准模数 m=2.5 6.2.3.计算主要尺寸 d1=m Z1=2.5³31=77.5mm d2=m Z2=2.5³90=225mm b=Ψdd1=1³77.5=77.5mm 大齿轮的齿宽取 b2=80mm 小齿轮的齿宽取 b1=85mm a=m﹙Z1＋Z2﹚／2=2³﹙31＋90)／2=151.25m 6.2.4.按齿根弯曲疲劳强度校核

查【1】表10.13得 YF1 =2.53 YF2=2.22 应力修正系数YS 查【1】表10.14得 YS1=1.64 YS2=1.79 许用弯曲应力[σF] 由【1】图10.25查得 σFlim1 =210 MPa σFlim2 =190 MPa 由【1】表10.10差得 SF=1.3 由【1】图10.26查得 YNT1=YNT2=1 有公式(10.14)可得

[σF]1= YNT1³σFlim1／SF =210³1／1.3=162 MPa [σF]2= YNT2³σFlim2／SF =190³1／1.3=146 MPa 故 σF1 =2KT YF YS／bm2Z1=85.4MPa＜[σF]1=162MPa σF2 =σF1³YF2³YS2／YF1³YS1＝85.4³2.22³1.79／2.53³1.64 ＝81.8MPa＜[σF]2 ＝146MPa 所以齿根弯曲强度校核合格

6.2.5.检验齿轮圆周速度

V＝πd1³n1／60000＝3.14³77.5³313.51／60000＝1.27 m/s 由【1】表10.22可知选9级精度是合适的

7、轴的设计

7.1.高速轴的设计

7.1.1.选择轴的材料及热处理

由已知条件知减速器传递的功率属于小功率 对材料无特殊要求 故

选用45号钢并经调质处理

7.1.2.按钮转强度估算直径 根据表【1】表14.1得C＝107～118 P1=4.99Kw

又由式 d1≧C³﹙P1／n1﹚1／3 d1≧﹙107～118﹚³﹙4.99／1160﹚1／3＝17.5～19.35 mm 考虑到轴的最小直径要连接V带 会有键槽存在故将估算直径加大3％ ～5％

取为18.03～20.32mm 由设计手册知标准直径为20mm 7.1.3.设计轴的直径及绘制草图 确定轴上零件的位置及固定方式 此轴为齿轮轴 无须对齿轮定位

轴承安装于齿轮两侧的轴段采用轴肩定位 周向采用过盈配合

确定各轴段的直径

由整体系统初定各轴直径

轴颈最小处连接V带d1=20mm d2=27mm 轴段3处安装轴承d3=30mm 齿轮轴段d4=38mm d5=d3=30mm

确定各轴段的宽度

由带轮的宽度确定轴段1的宽度

B=(Z-1)e+2f（由【1】表8.5得）B=63mm 所以b1=75mm；轴段2安装轴承端盖 b2取45mm 轴段

3、轴段5安装轴承 由【2】附表10.2查的 选6206标准轴承 宽度为16mm b3=b5= 16mm；齿轮轴段由整体系统决定 初定此段的宽度为b4=175mm

按设计结果画出草图 如图1-1

图1-1 7.2.中间轴的设计

7.2.1.选择轴的材料及热处理

由已知条件知减速器传递的功率属于小功率 对材料无特殊要求 故

选用45号钢并经调质处理

7.2.2.按钮转强度估算直径

根据表【1】表14.1得C＝107～118 P2=4.75Kw

又由式 d1≧C³﹙P2／n2﹚1／3 d1≧﹙107～118﹚³﹙4.75／313.51﹚1／3＝26.75～29.5 mm 由设计手册知标准直径为30mm 7.2.3.设计轴的直径及绘制草图 确定轴上零件的位置及固定方式 此轴安装2个齿轮 如图2-1所示 从两边安装齿轮

两边用套筒进行轴向定位 周向定位采用平键连接 轴承安装于齿轮两侧 轴向采用套筒定位 周向采用过盈配合固定

确定各轴段的直径

由整体系统初定各轴直径

轴段1、5安装轴承 d1=30mm 轴段2、4安装齿轮 d2=35mm 轴段3对两齿轮轴向定位 d3=42mm d4=35mm d5=d1=30mm

确定各轴段的宽度 如图2-1所示

由轴承确定轴段1的宽度 由【2】附表10.2查的 选6206标准轴承 宽度为16mm 所以b1= b5=33mm；轴段2安装的齿轮轮毂的宽为85mm b2取83mm 轴段4安装的齿轮轮毂的宽为50mm b4=48mm

按设计结果画出草图 如图2-1

图2-1

7.3.低速轴的设计

7.3.1.选择轴的材料及热处理

由已知条件知减速器传递的功率属于小功率 对材料无特殊要求 故

选用45号钢并经调质处理

由【1】表14.7查的强度极限σb＝650MP 再由表14.2得需用弯曲用力[σ﹣1b]＝60MPa

7.3.2.按钮转强度估算直径

根据【1】表14.1得C＝107～118 P3=4.42Kw T3＝390.53 N.m n3＝108.11r／min 又由式 d1≧C³﹙P3／n3﹚1／3 d1≧﹙107～118﹚³﹙4.42／108.11﹚1／3＝37.45～41.3 mm 考虑到轴的最小直径要安装联轴器 会有键槽存在故将估算直径加大3％ ～5％

取为38.57～43.37mm 由设计手册知标准直径为40mm 7.3.3.设计轴的直径及绘制草图 确定轴上零件的位置及固定方式 如图3-1所示

齿轮的左右两边分别用轴肩和套筒对其轴向固定 齿轮的周向固定采用平键连接 轴承安装于轴段2和轴段6 处 分别用轴肩和套筒对其轴向固定 周向采用过盈配合固定

确定各轴段的直径

由整体系统初定各轴直径

轴颈最小处连接轴承d1=40mm 轴段2轴段6处安装轴承d2=d6=45mm d3=53mm 轴段4对齿轮进行轴向定位 d4=63mm 轴段5安装大齿轮 d5= 56mm

确定各轴段的宽度

由联轴器的宽度确定轴段1的宽度 选用HL型弹性柱销联轴器

由【2】附表9.4查得选HL3型号

所以b1取94mm；轴段2安装轴承端盖和轴承 由【2】附表10.2查的 选6209标准轴承 宽度为b2取65mm 由整体系统确定轴段3取65mm b4=12.5mm 轴段5安装的齿轮轮毂的宽为80mm b5=78mm 轴段6安装轴承和套筒 b6=38.5mm

按设计结果画出草图 如图3-1

7.3.4.按弯扭合成强度校核轴径 画出轴的受力图（如图3-2）

做水平面内的弯矩图（如图3-3）

圆周力 FT＝ 2T3／d＝390530³2／225＝3471.38N 径向力 Fr＝Fttanα＝3471.38³0.364＝1263.58N 支点反力为 FHA＝L2FT／﹙L1＋L2﹚＝3471.38³126／﹙68＋126﹚

＝2254.61N FHc＝L1FT／﹙L1＋L2﹚＝3471.38³68／﹙68＋126﹚

＝1216.77N B-B截面的弯矩 MHB左＝FHA³L1＝2254.61³68＝153313.48 N.mm MHB右＝FHC³L2＝1216.77³126＝153313.02 N.mm 做垂直面内的弯矩图（如图3-4）

支点反力为FVA＝L2Fr／﹙L1＋L2）＝1263.58³126／﹙68＋126﹚

＝820.58 N FVc＝L1Fr／﹙L1＋L2﹚＝1263.58³68／﹙68＋126﹚

＝442.90 N B-B截面的弯矩 MVB左＝FVA³L1＝820.58³68＝55806.24N.mm MVB右＝FVC³L2＝442.90³126＝55805.40N.mm 做合成弯矩图（如图3-5）

合弯矩 Me左＝[﹙MHB左﹚2＋﹙MVB左﹚2 ]1／2

＝[﹙153313.48﹚2＋﹙55806.24﹚2] 1／2

＝ 163154.4 N.mm Me右＝[﹙MHB右﹚2＋﹙MVB右﹚2 ]1／2 ＝[﹙153313.02﹚2＋﹙55805.40﹚2] 1／2 ＝163153.68 N.mm 求转矩图

（如图3-6）

T3＝9550³P3／n3 ＝9550³4.42／108.11 ＝390.53 N.m 求当量弯矩

修正系数α＝0.6 Me＝[﹙M﹚2＋﹙αT﹚2]1／2＝285534.21 N.mm 确定危险截面及校核强度

σ eB＝Me／W＝285534.21／0.1²（50）3＝16.26MPa 查【1】表14.2得知 满足σ≦[σ﹣1b] ＝60MPa的条件 故设计的轴有足够的强度 并有一定的余量

图3-1

8、滚动轴承的选择

轴 型号 d（mm）D（mm）B（mm）高速轴 6206 30 62 16 中间轴 6206 30 62 16 低速轴 6209 45 85 19

9、键的选择

由【1】表14.8查得 选用A型普通平键 轴

轴径（mm）键宽（mm）键高（mm）键长（mm）高速轴 20 6 6 60 中间轴 35 10 8 70 35 10 8 40 低速轴 40 12 8 84 56 16 10 68

10、联轴器的选择

低速轴和滚筒轴用联轴器连接 由题意选LT型弹性柱销联轴器 由【2】附表9.4查得HL3联轴器 型号

公称扭矩（N²m）许用转速（r／min）轴径（mm）轴孔长度（mm）D（mm）HL3 630 5000 40 60 160

11、齿轮的润滑

采用浸油润滑 由于低速级周向速度低

所以浸油高度约为六分之一大齿轮半径 取为35mm

12、滚动轴承的润滑

如果减速器用的是滚动轴承

则轴承的润滑方法可以根据齿轮或蜗杆的圆周速度来选择：

圆周速度在2m／s～3m／s以上时 可以采用飞溅润滑 把飞溅到箱盖上的油

汇集到箱体剖分面上的油沟中 然后流进轴承进行润滑 飞溅润滑最简单 在减速器中应用最广 这时

箱内的润滑油粘度完全由齿轮传动决定

圆周速度在2m/s～3m/s以下时 由于飞溅的油量不能满足轴承的需要 所以最好采用刮油润滑

或根据轴承转动座圈速度的大小选用脂润滑或滴油润滑 利用刮板刮下齿轮或蜗轮端面的油

并导入油沟和流入轴承进行润滑的方法称为刮油润滑

13、润滑油的选择

采用脂润滑时

应在轴承内侧设置挡油环或其他内部密封装置 以免油池中的油进入轴承稀释润滑脂

滴油润滑有间歇滴油润滑和连续滴油润滑两种方式 为保证机器起动时轴承能得到一定量的润滑油 最好在轴承内侧设置一圆缺形挡板 以便轴承能积存少量的油

挡板高度不超过最低滚珠(柱)的中心 经常运转的减速器可以不设这种挡板

转速很高的轴承需要采用压力喷油润滑

如果减速器用的是滑动轴承

由于传动用油的粘度太高不能在轴承中使用 所以轴承润滑就需要采用独自的润滑系统

这时应根据轴承的受载情况和滑动速度等工作条件选择合适的润滑方法和油的粘度

齿轮与轴承用同种润滑油较为便利 考虑到该装置用于小型设备 选用L-AN15润滑油

14、密封方法的选取

选用凸缘式端盖易于调整

采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封

密封圈型号按所装配轴的直径确定为（F）B25-42-7-ACM（F）B70-90-10-ACM 轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定

结 论

我们的设计是自己独立完成的一项设计任务 我们工科生作为祖国的应用型人才

将来所从事的工作都是实际的操作及高新技术的应用

所以我们应该培养自己市场调查、收集资料、综合应用能力 提高计算、绘图、实验这些环节来锻炼自己的技术应用能力

本次毕业设计针对“二级圆柱齿轮减速器设计”的要求 在满足各种参数要求的前提下 拿出一个具体实际可行的方案 因此我们从实际出发 认真的思考与筛选

经过一个多月的努力终于有了现在的收获 回想起来

在创作过程中真的是酸甜苦辣咸味味俱全 有时为了实现一个参数翻上好几本资料 然而也不见得如人心愿 在制作的过程中 遇到了很多的困难 通过去图书馆查阅资料 上网搜索

还有和老师与同学之间的讨论、交流 最终实现了这些问题较好的解决

由齿轮、轴、轴承及箱体组成的齿轮减速器 用于原动机和工作机或执行机构之间 起匹配转速和传递转矩的作用 在现代机械中应用极为广泛

本次设计的是带式运输机用的二级圆柱齿轮减速器 首先熟悉题目 收集资料 理解题目

借取一些工具书

进行了传动方案的评述

选择齿轮减速器作为传动装置

然后进行减速器的设计计算（包括选择电动机、设计齿轮传动、轴的结构设计、选择并验算滚动轴承、选择并验算联轴器、校核平键联接、选择齿轮传动和轴承的润滑方式九部分内容）然后用AutoCAD进行传统的二维平面设计

完成圆柱齿轮减速器的平面零件图和装配图的绘制 通过毕业设计

树立正确的设计思想

培养综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论与生产实际知识来分析和解决机械设计问题的能力及学习机械设计的一般方法和步骤 掌握机械设计的一般规律

进行机械设计基本技能的训练：例如计算、绘图、查阅资料和手册、运用标准和规范 进行计算机辅助设计和绘图的训练

通过这次毕业设计的学习和研究 我们开拓了视野

掌握了设计的一般步骤和方法

同时这三年来所学的各种专业知识又得到了巩固 同时

这次毕业设计又涉及到计算、绘图等 让我们又学到很多新的知识 但毕竟我们所学的知识有限

本设计的好多地方还等待更改和完善

致 谢

短暂的毕业设计是紧张而有效的 在掌握了三年所业学的专知识后

自己能够综合的运用并能完成自己和同学拟订的毕业设计 这也是对自己所学专业知识的考察和温习

虽然这是第一次全面的从完成由构思到设计完成 我从中也学到了很多

综合运用了课本知识

再加上实际生产所用到的一些设计工艺 认真的对自己设计的数据进行计算和核对

严格按照设计的步骤和自己已经标出的设计过程来进行计算 这些都是自己在设计中所能获得的好处

虽然在计算的过程中也遇到了很多在课本中没有遇到过的问题 这些都是在实际生产中所要考虑到的细节问题 而自己往往都会遗漏这样的设计

但在毕业设计指导老师高清冉老师指导下

她给出我们在设计中必须及在实际中所要考虑到的细节的讲解 使我体会到了理论联系实践的重要性 另外在设计的过程中需要用大量的数据 而这些数据都是计算得来的

因此需要翻阅大量的相关设计的文献

所以我在学校图书馆里认真的查阅并记录了数据 再进行数次的核对最终有了正确的设计数据

毕业设计能够顺利的完成与高老师的指导是分不开的 遇到的问题和自己不能设计的步骤 都是在高老师的讲解下得到满意的答案

从而加快了自己设计的进度和设计的正确性、严谨性 对学校要求的设计格式

高老师也反复的检查每一个格式和布局的美观 这样我们才能设计出符合标准的设计

时间就这样在自己认真设计的过程中慢慢的过去了 几周的时间过的是有效和充实的

到最后看到自己设计的题目完成后心情是非常喜悦的 因为这凝结了自己辛苦的劳动和指导老师的指导 所以说这次和同学完成设计收获甚多

最后在对高老师感激的同时

也要对在百忙中认真评阅我们设计的学院领导表示感谢 你们丰富的专业知识能给我们提出很多可行的方案 所以我由衷的表示谢意！

参考文献 【1】 陈立德

机械设计基础.第3版.高等教育出版社出版 2007 【2】 陈立德

机械设计课程设计.第3版.高等教育出版社 2007 【3】 杜白石

机械设计课程设计.西北农林科技大学机电学院 2003 【4】 龚桂义

机械设计课程设计指导书.北京：高等教育出版社 1996 【5】 吴宗泽

机械设计课程设计手册.第2版.北京：高等教育出版社 1999 【6】 朱文坚

机械设计课程设计.第2版.华南理工大学出版社 2004 【7】 汪朴澄

机械设计基础.第1版.人民教育出版社出版 1977 ?? ?? ?? ?? 1

济源职业技术学院毕业设计

II

二级减速器毕业论文 篇2

随着掘进机产业的规范化, 产品质量是衡量产品好坏的主要性能指标。在现代掘进机产品行业竟争越来越激烈的情况下, 开机率越来越受到人们的重视, 而截割减速器作为工作机构的传动件是影响其效率的重要因素之一。减速器噪声的大小直接影响工人对机组的正确判断, 本文将从纵轴式掘进机用二级行星圆柱齿轮减速器的结构设计、加工制造、车间装配及井下维护方面加以分析减速器产生噪声的原因, 提出能降低其噪声的一些措施, 以保证减速器的使用性能, 进而改善工人工作环境, 降低工人劳动强度。

1 掘进机二级行星圆柱齿轮减速器的主要噪声来源

1.1 设计

设计包括结构设计及参数设计两方面。其中参数设计主要指标为重合度, 其代表着同时参与啮合的齿轮对数。减速器工作时, 参与啮合的齿轮平均对数越多, 表明其重合度系数越大, 此时齿轮受力合理, 传动就比较平稳, 产生的噪音就越小。结构设计指内部轴系和孔系配合要求合理, 间隙不能过大或过小。间隙太大, 起不到配合的效果, 容易发生偏移, 产生不必要的摩擦, 增加噪声等级;间隙过小容易造成轴承之类的零件转动不灵活, 也容易增加噪声等级。

1.2 精度

齿轮的制造精度决定着二级行星圆柱齿轮减速器的噪声值。齿轮精度越高, 则齿面越光滑, 相互啮合的齿面接触区域就越均匀密集, 如果整个啮合齿面上的接触区域越多越密集, 其产生噪声就越低。反之如果齿轮精度越低, 则啮合齿面就越粗糙, 相互啮合的齿面接触区域就越小且分布不均, 导致齿轮在其宽度方向上啮合不充分, 在工作过程中则会运转不稳定, 严重时会产生剧烈的冲击, 提高其噪声等级。

1.3 齿面点蚀

目前硬齿面齿轮在掘进机中被广泛应用, 主要是由于其具有传动质量好、承载能力高、重量轻、体积小等优点, 能满足掘进机的恶劣工况。掘进机二级行星圆柱齿轮减速器在井下运转一定时间后, 由于环境因素的影响, 在齿轮啮合面经常会出现麻点即点蚀。虽然选用的是硬齿面齿轮, 表面硬度比较高, 点蚀现象不容易发生, 但是一旦有点蚀发生, 就很不容易跑合, 由于井下检修减速器非常困难, 所以不容易被发现, 于是随着时间的推移, 工作时间的累积, 被点蚀的齿面会不断受到冲击, 点蚀区域也就随着不断扩大, 最终使得整个齿面受到破坏, 增大了齿轮啮合时产生冲击, 使得噪声等级增加。而点蚀产生的金属碎屑在箱体内随着润滑油不断的冲击齿轮, 加快了齿面的磨损, 进而导致整个减速器产生更大的噪声。

1.4 加工误差

加工误差主要有齿距累积误差及齿形误差两种。齿距累积误差是指在加工齿轮时, 毛坯在机床上的旋转轴线和成品齿轮在减速器内工作时的旋转轴线相互不重合, 从而造成齿轮各个齿的厚度不均匀。齿形误差主要是指加工齿轮的刀具在制造、磨刃和装卡中存在的误差导致成品齿轮齿面出现齿形不对称, 以及在根切后续加工中校正不充分, 使得齿轮在工作过程中出现不平稳以及脉动、根切及打齿现象从而产生噪声。

行星架在加工制造过程中, 机床选择不合理, 不能一次装卡完成所有孔系的加工, 会对行星轮轴位置度产生偏差, 直接导致齿轮副的侧隙发生变化, 如果侧隙过大, 在传动件正反转换向时将会产生巨大的冲击, 从而产生噪声。内齿圈加工过程中, 由于机床和装卡误差会导致齿面产生径向跳动误差, 而这直接影响到二级行星减速器内浮动件的浮动量, 过大的偏差会使得浮动件产生振动现象, 进而引发噪声;在热处理工序中, 如果选择的工艺不当, 热处理后会造成内齿圈齿向、齿形以及齿距等一系列参数都发生变化, 这也能导致使用过程中产生噪声。

1.5 齿面弹性变型

现有大型掘进机均使用在岩巷, 所以截割用的二级行星减速器均需承受重载, 因此齿轮在设计时都是硬齿面, 表面均做过热处理, 这样导致齿轮齿面的弹性变形会很大, 而由于其极差的跑合性, 导致齿轮在受重载啮合时较大的变形会引起冲击, 进而产生噪声。

1.6 装配误差

装配时由于齿侧间隙未调整到设计值以及零件清洗不干净, 都会导致齿轮啮合时出现振动产生噪声, 或者在装配时由于个别零部件未安装到位, 产生松动, 导致齿轮定位不准, 处于非正常啮合位置, 也会因为轴向移动而产生振动和噪声。

1.7 维护不当

掘进机减速器在长期使用过程中, 由于井下环境恶劣, 工作强度大, 齿轮工作时必然磨损齿面, 如果此时润滑油不能及时充分供给, 以及冷却系统不能正常工作, 润滑油不能及时更换, 这些都将导致受损齿面的加速磨损, 当磨损达到一定的严重程度时, 齿面精度发生变化, 啮合区域也发生变化, 减速器噪声就会增大。

2 降低减速器噪声的措施

针对以上这些噪声的产生都原由, 我们应从以下几个方面加以控制:

2.1 齿轮参数设计的改进

在设计时在保证强度要求的前提下增大齿轮重合度, 选用合理的配合等级, 保证浮动件以及轴承的游隙, 这些都能提高齿轮传动的平稳性。由于重合度与齿轮齿数以及齿形角有关, 因此我们可通过齿轮齿数的增加、齿轮变位系数的加大及将相互啮合齿轮的齿形角都调小, 以此来减小轮齿啮合时产生的冲击, 从而提高重合度, 进而减小齿轮传动时产生的噪声。

2.2 齿轮修形

对中、低速级以及承受重载的齿轮采取齿向修形 (见图1) 和齿顶齿廓修形 (见图2) 的措施, 这样可以使齿轮在齿工作面的中部承载, 且区域分布均匀, 避免了由于齿轮齿端承受重载现象的发生, 不容易断齿, 使其能够平稳啮合, 提高传动稳定性, 降低了噪声。

A:齿向修形量按下式计算:

2.2 mn+5≥△b1≤0.1b2+5

式中:△s1-齿端修形量;f Hβ-齿向线角度误差;△b1-齿向端部修形长度;b1-小齿轮齿宽;b2-大齿轮齿宽, 齿向修形只需修一对齿轮的小齿轮。

B:齿顶齿廓修形即渐开线的齿顶部分修去△Sa。

△Sa一般按模数取经验数, 参考数据见表1, 修形高度△h= (0.3至0.5) mn。修形角αk=0.25°至0.5°, 小模数取较大值, 大模数取较小值。

2.3 控制减速器内部关键件

齿圈和行星架是行星减速器内部最为重要的两个部件, 也是体积和质量最大的两个零件。二级行星圆柱齿轮减速器内齿圈最常用的材料为42Cr Mo, 热处理方式为调质处理后氮化处理。对于模数较大的内齿圈合理的加工工艺应采用采用粗插齿→调质→半精车→精插齿以消除插齿后的应力的方式, 这样可为后续热处理变形的控制打好基础, 最终宜采用氮化处理, 即可将其变形量控制在最小, 亦可提高齿圈的承载能力。为了保证齿轮轴的位置度以及各行星轴孔与行星架基准轴线的平行度, 对于行星架的加工应采用统一基准, 关键部位最好通过一次装卡完成。

合理应采用硬齿面来提高齿轮机械性能, 为了齿轮保证精度等级, 二级行星圆柱齿轮在加工制造过程中基准应该统一, 且精加工完成后应磨齿。

2.4 提高装配质量

装配质量直接影响减速器噪声等级的大小, 因此在减速器装配过程中应注意以下事项:

①装配前仔细检查各零部件, 认真清洗干净, 不允许留有毛刺等。组装时各级齿轮应能正常转动, 保证各级齿轮啮合齿面良好以及啮合侧隙准确无误, 保证定位零件 (如轴套) 的固定可靠, 避免齿轮端面在运转过程中发生振摆等现象。对于采用浮动均载机构的行星传动, 为了降低噪声以及减少发热, 得到较好的浮动和均载效果, 对于每一件浮动构件与相邻的两端零件之间应留有δ=0.5-1.0mm轴向间隙。②轴承在运输、装配过程中要避免碰撞以及划伤, 安装时内圈必须紧贴轴肩或定距环, 安装过程中避免施加不当的敲击, 轴向间隙需要安装时给定、调整。③按出厂检验标准对减速器进行试运行跑合, 待结束后更换润滑油。

2.5 日常维护与保养

减速器组装完成后, 其噪声等级即已产生。为了使减速器噪声保持在较低的噪声等级范围内, 我们需要对减速器进行定期维护和保养, 虽然这种做法不能直接降低减速器固有噪声等级, 但是可以使减速器抵抗噪声等级劣化的能力得以提高, 使其寿命得到合理的利用。因此定期检查和更换齿轮润滑油, 可以使齿轮及轴承一直处在良好的润滑环境下, 不但表面能光滑接触, 还可以及时散热, 使减速器达到平稳传递运动的效果。

3 结语

纵轴式掘进机用二级行星圆柱齿轮减速器产生噪声主要来源于零部件的设计的合理性、制造工艺的合理性、装配质量的好坏及维护保养是否到位, 因此优化齿轮结构及合理的参数设计、提高制造精度及制造工艺的合理性、提高装配质量及及时的维护保养是降低减速器噪声的有效途径, 也是产品在行业竞争之本。

参考文献

[1]成大先.机械设计手册第四版[M].北京:化学工业出版社, 2002:1-3.

[2]杨玉致.机械噪声控制技术[M].北京:中国农业机械出版社, 1983:5-6.

二级减速器毕业论文 篇3

录

第1章 前 言..................................................................................1

1.1 引言...................................................................................1 1.2任务分配..............................................................................1 第2章 减速器零部件三维造型设计.........................................2

2.1 引言...................................................................................2 2.2 箱盖建模.............................................................................3 2.3 箱底造型设计（略）.....................................................12 2.4 轴承端盖建模..................................................................13 第3章 生成工程图.....................................................................15 3.1 Ⅰ轴的工程图..................................................................15 3.2 装配图的工程图............................................................16 第4章 虚拟装配..........................................................................17 4.1 窥视孔盖虚拟装配.......................................................18 4.2 轴1虚拟装配..................................................................19 4.3 轴2虚拟装配................................................................19 4.4 轴3虚拟装配................................................................20 4.5 总装配图.........................................................................20 第5章 小 结................................................................................30 第6章 参考文献..........................................................................31

第1章 前 言

1.1 引言

UG NX是由Siemens PLM Sofewar发布的集CAD／CAM／CAE于一身的三维参数化设计软件。它致力于从概念设计到工程分析再到制造的整个产品开发过程，使产品的开发从设计到加工真正实现了数据的无缝集成；它是企业产品开发全过程的解决方案，涉及产品设计、仿真和制造中开发过程的全范围，包括产品概念设计、式样造型设计、结构细节设计、性能仿真、工装设计和数控加工；UG NX是一个全三维的双精度系统，它允许用户精确地描述几乎任一几何形状，通过组合这些形状，用户可以设计、分析产品并建立它们的工程图，一旦设计完成，制造应用允许用户选择描述零件的几何体，加入制造信息并自动生成刀具位置源文件（CLSF），用来驱动数控机床进行零件的加工（CNC）。

UG软件被当今世界领先的制造商用于从事概念设计、工业设计、详细的机械设计以及工程仿真和数字化制造等工作，广泛应用于航空、航天、汽车、船舶、通用机械、家用电器、医疗设备和电子工业以及其他高科技应用领域的机械设计等行业，它已成为世界上最优秀的公司广泛使用的系统之一。

UG NX 6.0软件具有多个功能强大的应用模块，主要包括CAD、CAM、CAE、注塑模、钣金件、管路应用产品、质量工程应用、逆向工程应用模块，其中每个功能模块都以Gateway环境为基础，它们之间既相互联系，又相对独立。每个模块都具有独立的功能，而且模块之间具有一定的关联性。因此用户可以根据工作的需要，将产品调入到不同的模块中进行设计或加工编程等操作。

1.2任务分配

第一天：布置设计任务，查阅资料，拟定方案，零部件造型设计； 第二天：零部件造型设计； 第三天：工程图生成；

第四天：虚拟装配、撰写说明书； 第五天：检查、答辩。

第2章 减速器零部件三维造型设计

2.1 引言

UG软件建模是基于特征的复合建模，是显示建模、参数化建模、基于约束的建模技术的选择性组合。

显示建模：显示建模的对象是相对于模型空间，而不是相对于彼此建立。对一个或多个对象所做的变化不影响其他对象。

参数化建模:将用于模型定义的尺寸参数和参数值随模型存储，参数变量可以彼此引用。从而建立模型的各个特征之间的关系。可以通过编辑参数变量改整个模型。

基于约束的建模:模型几何体的一组设计规则的定义，称之为约束。模型是通过约束或求解的。这些约束可以是尺寸约束或几何约束。

2.2 箱盖建模

1.拉伸创建草图。

2.完成草图并拉伸，布尔（无）。

3.拉伸创建草图。

4.完成草图并拉伸，布尔（求和）。

5.拉伸创建草图。

6.完成草图并拉伸，布尔（求和）。

7.创建凸台。

8.镜像凸台特征。

9.拉伸创建草图。

10.完成草图并拉伸，布尔（求和）。

11.创建三个简单孔直径分别为90，100，140。

12.修剪体，对其进行修剪。

13.拉伸创建草图，内壁厚为8。

14.拉伸形成空腔。

15.创建窥视孔，拉伸创建草图，尺寸如图。

16.完成草图进行拉伸。

17.创建矩形腔体。

18.创建沉头孔，沉头孔直径为

32、深度为2，孔直径为

18、深度贯通，布尔（求差）。

19.镜像螺栓孔，求和。

20.创建箱座箱盖连接螺栓孔，沉头孔直径为

19、深度为2，孔直径为

12、深度贯通并镜像。

21.定位销孔，创建锥孔，直径为8，锥角为1.15。

22.结构细化，创建边倒圆特征。

23.创建视孔盖螺纹孔，M8×1.25，并生成螺纹。

24.创建起盖螺纹孔，M8×1.25,并生成螺纹。

25.分别创建轴承该盖螺纹孔，M8×1.25、M10×1.5,并生成螺纹，并镜像。

26.箱盖造型设计整体图。

2.3 箱底造型设计（略）

箱底造型设计主要依附于箱盖，在箱体的基础之上结合机械设计课程设计的设计尺寸等相关要素，完成此零件的造型设计。

2.4 轴承端盖建模

1.创建闷盖，新建建模文件，回转体，进入草图界面，绘制草图。

2.完成草图，回转草图。

3.选择螺纹孔→绘制截面命令，确定孔的中心位置。

4.倒斜角，建立螺纹孔，并生成螺纹。

5.建立透盖，选择闷盖，创建简单孔，根据轴直径确定孔径。布尔（求差）

6.完成透盖并保存。

第3章 生成工程图

UG采用当前先进的复合建模技术，保证了工程图与装配图的相关性，使工程图随模型的改变而同步、自动地进行更新，从而通过直观友好的操作界面，方便、快捷地建立和管理符合标准的零件图和装配图，为工程和技术图纸的生成和管理提供了一个完全自动地工具。

3.1 Ⅰ轴的工程图

（见附录1：Ⅰ轴的工程图）

3.2 装配图的工程图

（见附录2：装配图的工程图）

第4章 虚拟装配

零件之间的装配关系就是零件之间的位置约束，也可以见零件组装成组件，然后再将多个组件装配成总装配件。

根据装配的模型和零件模型的引用关系，UG软件有3种创建装配体的方法，即从顶向下装配、从底向上装配和混合装配。

自顶向下装配：如果装配模型中的组件存在关联，可以基于一个组件创建一个组件，即首先完成装配级的装配模型，然后再根据装配级模型创建其子装配件。也可以首先完成顶层装配模型文件，然后在装配体中创建零部件模型，再将其中的子装配体另外存储。

从底向上装配：先创建零件模型，再组合成子装配模型，最后由子装配模型生成总装配件的装配方法。

混合装配：混合装配是将自顶向下装配和从底向上装配结合在一起的装配方法，这将增加装配设计的功能。例如，用户开始用从底向上的装配方法，然后为了设计的顺利进行改用自顶向下装配的方法，这两种方法之间互相转换。

4.1 窥视孔盖虚拟装配

1．以窥视孔盖为基本工作面。

2.添加组件透气螺塞，设置为通过约束。

3.采用同心约束，安装透气螺塞。

4.完成窥视孔盖装配图，保存。

4.2 轴1虚拟装配

以零件齿轮轴为基本工作件置于绝对原点。采用同心约束在齿轮轴安装挡油环及轴承。采用接触在轴上安装键。完成轴1装配图，保存该装配图。

4.3 轴2虚拟装配

以轴2为基本工作件，置于绝对原点。采用接触约束在轴上安装轴上的两个键。采用同心、接触约束安装两个齿轮。采用同心约束安装挡油环及轴承。完成轴2装配图，保存。

4.4 轴3虚拟装配

以轴3为基本工作件，置于绝对原点。采用接触约束在轴上安装轴上的键。采用同心、接触约束安装低速级大齿轮。采用同心约束安装挡油环及轴承。完成轴3装配图并保存。

4.5 总装配图

1.箱体为基本工作件。

2.安装油塞调整垫圈。

进入已经创建的装配环境，单击开

命令在添加组建对话框中选择打命令，所要装配的组建名：zhiquan（纸圈）。

进行如图设置并单击“应用”。

选择索要约束的对象。

3.安装油塞。

参照纸圈安装，打开yousai（油塞）组建，同心约束。

4.安装油标尺。

参照纸圈安装，打开youbiaochi（油标尺）组建，同心约束。

5.安装调整垫片。

参照纸圈安装，打开dianquan（垫圈）组建，同心约束。

6.安装轴承端盖。

参照纸圈安装，打开gai（盖）组建，同心约束。

7.通过同心及接触约束装配低速轴。

参照纸圈安装，打开3zhouzhuangpei（3轴装配）组建，同心及接触约束。

8.通过同心及接触约束装配中间轴。

参照纸圈安装，打开2zhouzhuangpei（2轴装配）组建，同心及接触约束。

9.通过同心及接触约束装配高速轴。

参照纸圈安装，打开chilunzhouzhuangpei（齿轮轴装配）组建，同心及接触约束。

10.装配箱盖，通过接触及同心约束将其定位。

参照纸圈安装，打开xianggai（箱盖）组建，同心及接触约束。

11.安装窥视孔垫片及窥视孔盖。

参照纸圈安装，打开shikongdianquan（视孔垫圈）组建，同心约束。

12.安装轴承旁连接螺栓。

参照纸圈安装，打开M16-145（螺栓）组建，同心约束。

安装垫圈。

再安装螺母。

13.安装箱底箱盖连接螺栓。

参照纸圈安装，打开M10luoshuan（螺栓）组建，同心约束。

安装垫圈。

再安装螺母。

14.安装起盖螺钉。

参照纸圈安装，打开M8-15（螺栓）组建，同心约束。

15.安装轴承盖螺钉。

参照纸圈安装，打开M8qigailuoshuan（螺栓）组建，同心约束。

16.通过镜像装配安装好两边的螺钉。

17.安装透视孔螺钉。

18.完成总装配图，并保存。

第5章 小 结

为期一周的UG课程设计主要是针对几种常见的零件的绘制，进一步掌握UG的应用，增强动手操作的能力。我学到了很多东西，也认识了自己的很多不足，感觉受益匪浅！

刚开始时面对时，感觉有大量的图要完成而不知道从何处落手，以前上课的时候是一步一步，一个一个的命令的学，课后的练习与前面学到的知识的连贯性不大，开始绘图时感觉很多知识有些陌生。

在运用UG 6.0的过程中我学会了很多东西，通过不断的制图过程中，我的画图速度明显提高了，并且这次的课程高计给我教训最深刻的就是做事一定要严谨，不能有丝毫的马虎。在画箱盖的过程中我不小心一个尺寸弄错了，到装配时装不上去才发现，导致又得返工重新调整整个箱盖。所以深刻的理解到在作图时必须要很细心，步步为营，做到精确。与此同时，也感觉到UG绘图的便捷，其在设计过程中基本是以参数化定义所有的线条，在你完成某一零件后，发现某一部件需要修改，只要对一些参数进行修改即可。另外，在绘图过程中出现颇多的错误，向同学请教后，慢慢的熟悉了某些技巧。这锻炼了我们请教的勇气和团体合作的能力。

这就是我在此次课程设计中的心得体会，及时总结，发现问题，弥补不足，才能有今后的提高，让我们有信心在未来的学习工作中更出色的完成任务。

最后，感谢老师平时的认真授业解惑，才能让我在这次课程设计中不至于太过急躁，才能有序的进行每一个步骤，谢谢您！

第6章 参考文献

二级减速器毕业论文 篇4

该生政治上积极要求上进，热爱集体，学习刻苦认真，工作积极主动，能吃苦耐劳，能出色的完成交给的各项任务，勤奋诚实，为人踏实，乐于助人，富有团队协作精神及创新能力，是一名合格的大学生。

该同学为人诚恳，乐于助人，平时积极参加校内外的各项活动和各种社会实践；不怕挫折，勇于创新，有一定的适应能力和团队合作精神。

该同学开朗自信，学习认真，团结同学，能经常参加校内外的各项活动和实践锻炼；有良好的心理素质和应变能力，勇于进去，不怕挫折，是个优秀人才。

该同学为人谦虚，随和，乐观向上，有进取心。有一定的组织和协调能力，有较强的公共和创新意识，是一个极具发展潜力、复合型的优秀人才。

该同学为人诚恳，谦虚，随和，乐观向上，有进取心，乐于助人，平时积极参加校内外的各项活动和暑期社会实践；有良好的心理素质和应变能力，勇于进取，不怕挫折；在平时专业学习上，该同学能刻苦学习钻研。

该生学习认真，勤奋努力，思想进步，朴实诚信，待人礼貌，与同学相处融洽，性格开朗，知识面广，有较强的动手能力和创新能力，积极参加社会活动，有爱心，尊敬老师，遵守各项制度，积极参加社会实践，注意自身各方面素质的提高。

该生思想积极要求上进，向党组织靠拢，学习认真刻苦勤奋，与同学友爱团结，诚信待人。在担任班团干部期间，工作积极负责，有较强的团队精神，尊敬老师，遵守各项制度，动手能力和应用能力较强，积极参加社会活动和社会实践，提高自身各方面素质。

该生思想进步，学习认真，友爱同学，待人真诚。性格开朗，适应能力强，知识面广，有团队精神。在担任班干部期间，工作认真负责，有较强的组织、协调活动能力，尊敬老师，遵守各项规章制度，动手能力较强，积极参加社会活动和社会实践，提高自身各方面素质。

该生思想积极要求上进，向党组织靠拢，学习勤奋努力，成绩优良，喜欢体育活动，有较强的团队精神和集体荣誉感。热爱班集体，关心帮助同学，待人诚恳，相处融洽，积极参加集体活动，有较强的组织活动能力，思维活跃，动手能力、应用能力较强。

该生思想要求上进，学习态度端正，视野开阔，工作认真负责，有一定的工作能力，善于与同学沟通，乐于助人，待人真诚，团队意识及协作精神强，是名全面发展的高素质合格大学生。

该生思想上积极要求上进，尊敬师长，乐于助人，学习自主性强，成绩优良，富有挑战竞争意识及创新能力，工作负责认真，有良好的领导组织及沟通协作精神，兴趣爱好广泛，心理素质好，是一名全面发展的优秀大学生。

该生学习刻苦勤奋，认真学习，学习优等，思想积极上进，团结友爱，能及时完成老师布置的任务，在担任班干部期间，工作认真负责，做好宿舍清洁卫生工作，尊敬老师，遵守各项制度，有较强的动手和应用能力，积极参加各种社会活动和社会实践。

该生诚实守信，为人正直，作风踏实，做事具有很好的计划性，认真负责。学习勤奋，刻苦努力，尊敬师长，关心同学，人际关系融洽，活动积极，遵守学校各项规章制度，积极社会活动，热心公益事业。

该生学习态度端正，学习认真，有较强的思维能力和动手能力。吃苦耐劳、朴实大方，认真对待工作、与同学相处关系融洽、尊敬老师、遵守各项制度、社会实践经验丰富。思想上要求进步，积极向党组织靠拢，学习勤奋努力、喜欢体育运动、乐于助人、与同学和睦相处、尊敬老师、遵守各项制度、社会实践经验丰富、有较强的动手能力和创新能力。

该同学积极要求进步，遵守大学生《学生守则》、尊敬老师、团结同学乐于助人、忠厚朴实为人诚实、学习目的明确、学习自觉性较高、勤奋学习、认真努力、思维敏捷、动手能力较强、积极参加社会活动和社会实践。

该生在校期间，认真学习，学完学校规定的全部必修课程和选修课程、成绩优良、热爱祖国、关心集体、政治上要求进步、自觉遵守学校的各项规章制度、学习目的明确肯下工夫。积极参加各项文体活动、较注重自己各方面素质的培养。

该生在校期间学习态度端正，成绩优良，有较强的创新思维能力，尊敬师长，热爱集体，为人诚恳，工作踏实认真，能吃苦耐劳，富团队意识及协作精神，是一名全面发展的合格大学生。

二级减速器毕业论文 篇5

齿轮传动在工程实际中应用广泛,虽然相关的设计方法及技术已经比较成熟,但依然不能完全满足现代工业对传动装置性能、效率、结构、成本、可靠性等方面的综合要求。随着计算机技术的飞速发展,以传统的设计方法为基础结合计算机软件进行齿轮传动设计变得切实可行。MATLAB优化工具箱(Optimization Toolbox)中包含一系列优化算法和模块,可用于不同领域的计算机辅助设计、分析与应用开发,再加之其具有界面友好、编程容易、调试方便等特点,是进行齿轮传动优化设计求解的有力辅助工具。

2 建立数学模型

如图1所示为二级斜齿圆柱齿轮减速器的传动方案设计草图,在工程实际中的设计目标通常是在实现工作性能的前提下尽可能地减小减速器的体积。

2.1 设计变量

将与减速器体积V有关的9个独立参数作为设计变量。

式中,mn1、mn3-高、低速级齿轮副模数;z1,z3-高、低速级小齿轮齿数;u1-高速级传动比;β1,β3-高、低速级齿轮副螺旋角;Φd1,Φd3-高、低速级齿宽系数。

2.2 目标函数

2.3 约束条件

2.3.1 性能约束

(1)齿面接触疲劳强度条件σH≤σHP

当螺旋角β=8°~15°时,标准斜齿圆柱齿轮传动的齿面接触强度校核公式[1]为:

式中,K-载荷系数;ZE-弹性系数,钢制材料ZE=189.8。

T1=9550P/n1,T3=0.97u1T1。于是可得到约束条件:

(2)齿根弯曲疲劳强度条件σF≤σHP

当螺旋角β=8°~15°时,齿根弯曲疲劳强度校核公式[1]为

式中,YFS为复合齿形系数。

YFS与当量齿数ZV的函数关系[2]如下

ZV=17～23,YFS=(8.16～1.276)ln ZV

ZV=23～60,YFS=(4.85～0.224)ln ZV

于是有约束条件

(3)高速级大齿轮与低速轴不干涉

由图1可知不干涉条件为

式中,D3-低速轴直径。

于是有约束条件:g5(X)=da2/2+D3/2-d3/2-d4/2≤0

2.3.2 边界约束

(1)齿轮法面模数mn≥1.5mm,可得约束条件

g6(X)=2-mn1≤0 g7(X)=2-mn3≤0

(2)不发生根切的最少齿数zv≥17,于是有约束条件

(3)斜齿轮螺旋角的取值范围为8°≤β≤15°,于是有约束条件

g10(X)=8-β1≤0,g11(X)=8-β3≤0

g12(X)=β1-15≤0,g13(X)=β3-15≤0

(4)为确保齿轮传动润滑条件[2]

u1=(1.1～1.5)u2,其中u=u1·u2

式中,u-减速器总传动比;u1-高速级传动比;u2-低速级传动比。于是有约束条件:

g14(X)=1.1u2-u1≤0,g15(X)=u1-1.5u2≤0

(5)齿轮齿宽系数φd需满足:0.3≤φd≤0.6(齿轮为硬齿面非对称分布传动),于是有约束条件:

g16(X)=0.3-φd1≤0,g17(X)=0.3-φd3≤0

g18(X)=φd1-0.6≤0,g19(X)=φd3-0.6≤0

3 优化设计范例

3.1 已知数据

电动机驱动二级斜齿圆柱减速器,电机型号为Y2-180L-6,额定功率P=15k W,满载转速n1=970r/min,总传动比u=20。工作状况:单班8h制,要求寿命10年,单向运转,载荷较平稳。要求减速器工作可靠,体积尽可能小些,齿轮按7级精度制造。

大、小齿轮均采用20Cr Mn Ti钢渗碳淬火,硬度56~62HRC,弯曲疲劳极限应力σFlim=430MPa,弯曲疲劳极限应力σHlim=1500MPa。低速轴采用40Cr调质。

3.2 优化前处理

根据已知条件和设计要求,查阅相关手册计算一下数据。

取D3=75mm。斜齿传动,加工精度为7级,故取K=1.3。

3.3 编制程序及运行结果

结合优化设计的范例可知,这是一个约束非线性规划问题,运用MATLAB的fmincon函数[3]计算目标函数的最优解,最后程序的运行结果为:

3.4 优化结果后处理

经检验,最优点位于性能约束g1(X)、g2(X)和边界约束g15(X)、g16(X)、g17(X)的交集上。

高速级和低速级齿轮副模数mn1、mn2按照规范圆整为标准值mn1=3mm和mn2=4mm;高速级小齿轮齿数圆整为z1=22;根据高速级传动比u1=5.3,则高速级大齿轮齿数为z2=u1z1=117;低速级小齿轮齿数圆整为z3=23;低速级传动比u2=20/u1,则低速级大齿轮齿数z4=z3u2=23×(20/5.3)=86。则低速级中心距:

圆整为a12=425mm,则高速级齿轮副螺旋角调整为β1=11.1345°

圆整为a34=450mm,则低速级齿轮副螺旋角调整为β3=8.5971°

4 结语

设计减速器时需要考虑传动装置性能、效率、结构、成本、可靠性等诸多因素,因此可根据不同的设计目标建立数学模型并结合MATLAB软件编制程序求最优解。优化结果的好坏很大程度上取决于建立的数学模型,其不仅要满足性能约束,而且设计变量边界的确定及初始点的选取也至关重要。

摘要：文中根据优化设计的思想结合二级斜齿圆柱齿轮减速器设计的一般要求,建立起了数学模型,包括目标函数、设计变量、约束条件等要素。通过一个范例来说明齿轮传动优化设计的过程,并借助MATLAB软件的优化工具箱编制了计算最优解的程序,求出了最优解。设计减速器时借助优化设计的思想和计算机程序,考虑现代工业对传动装置性能、效率、结构、成本、可靠性等方面的综合要求更能提高产品的竞争力,对其他同类机械产品的设计也有一定的参考价值。

关键词：齿轮传动,优化设计,数学建模,MATLAB

参考文献

[1]彭文生,等.机械设计[M].北京:高等教育出版社,2002.

[2]孟兆明,常德功.机械最优设计技术[M].北京:化学工业出版社,2002.

[3]飞思科技产品研发中心[M].北京:电子工业出版社,2003.

[4]郭仁生.基于MATLAB和Pro/ENGINEER优化设计实例解析[M].北京:机械工业出版社,2007.