单级圆柱齿轮减速器的优化设计

一级圆柱齿轮减速器说明书

机械设计《课程设计》课题名称一级圆柱齿轮减速器的设计计算系别专业班级姓名学号指导老师完成日期目录第一章绪论第二章课题题目及主要技术参数说明 2.1 课题题目 2.2 主要技术参数说明 2.3 传动系统工作条件 2.4 传动系统方案的选择第三章减速器结构选择及相关性能参数计算 3.1 减速器结构

3.2 电动机选择 3.3 传动比分配 3.4 动力运动参数计算第四章齿轮的设计计算(包括小齿轮和大齿轮) 4.1 齿轮材料和热处理的选择 4.2 齿轮几何尺寸的设计计算 4.2.1 按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸 4.2.2 齿轮弯曲强度校核 4.2.3 齿轮几何尺寸的确定 4.3 齿轮的结构设计第五章轴的设计计算(从动轴) 5.1 轴的材料和热处理的选择 5.2 轴几何尺寸的设计计算 5.2.1 按照扭转强度初步设计轴的最小直径 5.2.2 轴的结构设计 5.2.3 轴的强度校核第六章轴承、键和联轴器的选择 6.1 轴承的选择及校核 6.2 键的选择计算及校核 6.3 联轴器的选择第七章减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算

7.1 润滑的选择确定 7.2 密封的选择确定 7.3减速器附件的选择确定 7.4箱体主要结构尺寸计算第八章总结参考文献第一章绪论本论文主要内容是进行一级圆柱直齿轮的设计计算，在设计计算中运用到了《机械设计基础》、《机械制图》、《工程力学》、《公差与互换性》等多门课程知识，并运用《AUTOCAD》软件进行绘图，因此是一个非常重要的综合实践环节,也是一次全面的、规范的实践训练。通过这次训练，使我们在众多方面得到了锻炼和培养。主要体现在如下几个方面：（1）培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。（2）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，使我们掌握了一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。（3）另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理、计算机辅助设计方面的能力。（4）加强了我们对Office软件中Word功能的认识和运用。第二章课题题目及主要技术参数说明

单级圆柱齿轮减速器

毕业设计(论文) 题目名称单级圆柱齿轮减速器题目类别学院（系）邗江电大专业班级02机电（五）班学生姓名杨健指导教师吴邦荣开题报告日期

摘要: 减速器的结构随其类型和要求不同而异。单级圆柱齿轮减速器按其轴线在空间相对位置的不同分为：卧式减速器和立式减速器。前者两轴线平面与水平面平行，如图1-2-1a所示。后者两轴线平面与水平面垂直，如图1-2-1b所示。一般使用较多的是卧式减速器，故以卧式减速器作为主要介绍对象。单级圆柱齿轮减速器可以采用直齿、斜齿或人字齿圆柱齿轮。一.主要特性由于减速器已成为一种通用的传动部件，因此，圆柱齿轮减速器多数已经标准化，ZD（JB1130-70）为单级圆柱齿轮减速器的标准型号。其主要参数均已标准化和规格化。单级圆柱齿轮减速器的主要性能参数为：传递功率P（标准ZD型减速器P=1~2000KW）传动比i为避免减速器的外廓尺寸过大，一般i〈6，其最大传动比imax=8~10，高速轴转速n1，中心距a（标准ZD型减速器a=100~700mm ）工作类型及装配型式机械零件课程设计，可以根据任务书的要求参考标准系列产品进

行设计，也可自行设计非标准的减速器。二.组成图1-2-2和图1-2-3所示分别为单级直齿圆柱齿轮减速器的轴测投影图和结构图。减速器一般由箱体、齿轮、轴、轴承和附件组成。箱体由箱盖与箱座组成。箱体是安置齿轮、轴及轴承等零件的机座，并存放润滑油起到润滑和密封箱体内零件的作用。箱体常采用剖分式结构（剖分面通过轴的中心线），这样，轴及轴上的零件可预先在箱体外组装好再装入箱体，拆卸方便。箱盖与箱座通过一组螺栓联接，并通过两个定位销钉确定其相对位置。为保证座孔与轴承的配合要求，剖分面之间不允许放置垫片，但可以涂上一层密封胶或水玻璃，以防箱体内的润滑油渗出。为了拆卸时易于将箱盖与箱座分开，可在箱盖的凸缘的两端各设置一个起盖螺钉（参见图1-2-3），拧入起盖

行星齿轮减速器的优化设计

减速器是机械行业中十分重要的传动装置，传统的减速器设计通常3 ）限制模数最小值，得：需要有经验的人员选取适当的参数，进行反复的试凑、校核确定设计方4）限制齿宽系数b/m 的范围：，得：案，但也不一定是最佳设计方案，而优化设计的方法则通过设计变量的选取、目标函数和约束条件的确定，建立数学模型，通过求解得到满足5）满足接触强度要求，得：条件的最佳解，同时缩短设计周期。为了合理分配行星轮系的总传动比，并使系统体积小、质量轻，建立了具有3个设计变量、1个目标函数和几个约束方程的优化设计数学模型，并用MATLAB 优化工具箱进行求6）满足弯曲强度要求，得：解。 2K-H （NGW ）型行星齿轮减速器的优化设计：式中：、 -齿轮的齿形系数和应力校正系数； -许用弯曲应力。 3 所选优化方法的介绍惩罚函数法：根据惩罚函数项的不同构成形式，惩罚函数法又可分为外点惩罚函数法、内点惩罚函数法和混合惩罚函数法三种，分别简称为外点法、内点法和混合法。 3.1 外点法：外点法的计算步骤 1）给定初始点、收敛精度ε、初始罚因子和惩罚因子递增系数c ，置k=0； 1-中心轮 2-行星轮 3-壳体图1 NGW 型行星轮系机构简图图1为NGW 型行星轮系机构简图。已知：作用于中心轮的转矩T1＝1140N ·m ，传动比u ＝4.64，齿轮材料均为38SiMnMo ，表面淬火45-55HRC ，行星轮个数c=2，要求以重量最轻为目标，对其进行优化设计。 1 目标函数和设计变量的确定行星齿轮减速器的重量可取太阳轮和c 个行星轮重量之和来代替， 3.2 内点法：内点法是另一种惩罚函数法因此目标函数可简化为：其构成形式与上式相同，但要求迭代过程始终限制在可行域内进行。式中：z 1-中心轮1的齿数；m-模数，单位为（mm ）； b-齿宽，单位对于不等式约束，满足上述要求的复合函数有以下两种为（mm ）；c-行星轮的个数；u-轮系的传动比4.64。影响目标函数的独立参数应列为设计变量，即在通常情况下，行星轮个数可以根据机构类型事先选定，这样，设计变量为：其中，惩罚因子是一递减的正数序列，即 2 约束条件的建立由式（2）和式（3 ）可知，对于给定的某一惩罚因子，当点在可1）小齿轮z 1不根切，得：行域内时，两种惩罚项的值均大于零，而且当点向约束边界靠近时，两 2）限制齿宽最小值，得：行星齿轮减速器的优化设计赵明侠（宝鸡职业技术学院机械工程系陕西宝鸡 721013）摘要：根据可靠性设计理论和机械优化设计技术，以NGW 型行星齿轮减速器为例，初步探讨优化设计的原理和方法。关键词：行星齿轮减速器；优化设计；优化设计方法中图分类号：TH132 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）1010074－02 2）构造惩罚函数

一级圆柱齿轮减速器2013汇总

1. 工程图学实践课程内容及要求 1.1内容工程图学实践课程内容包含二部分： 1、绘制一级圆柱齿轮减速器的装配图及主要零件的零件图学习装配图、零件图的画图和读图方法，学习标准件的规定画法、标准件选用原则，完成一级圆柱齿轮减速器装配图的绘制（A1图纸），大齿轮及大齿轮轴2个零件的零件图的绘制（A3图纸）。 2、计算机绘图（二维软件AutoCAD、三维软件Inventor）。学习二维软件AutoCAD的基本绘图命令（直线、圆、圆弧、正多边形、矩形、多段线、剖面线等）、编辑命令（删除、移动、复制、缩放、拉伸、旋转、修剪、倒角、圆角等）、尺寸标注（线性、半径、直径、尺寸样式）、文字注释、打印，完成零件图形的绘制。学习三维软件Inventor，应用“拉伸”和“旋转”工具创建草图特征；应用“圆角”、“倒角”、“打孔”、“螺纹”、“抽壳”和“阵列”工具创建放置特征；应用“工作轴”、“工作平面”和“工作点”工具，创建工作特征；应用工程图工具，创建和编辑工程图；在装配模型中给零部件添加和编辑装配约束；完成轴的三维模型及零件工程图。 1.2要求及评分规则 1、要求根据减速器部件的特点及复杂性，装配图用主视、俯视、左视三个视图表达。减速器的工作原理及主要装配关系体现在两个传动轴上，这两个传动轴上的零件为主要装配线，应首先表达出来，故首先设计减速器俯视图草图（草图并非潦草的意思，草图中工程图的内容必须表达清楚，粗细线型分明），完成时间第5周前。绘制减速器主视图，必须保证与俯视图长度对应关系，同时需要表达的次装配关系为上下箱体的连接关系、通气阀的装配关系、油面观察结构的装配关系、放油螺塞的装配关系，在主视图设计的过程中，如与俯视图有矛盾的地方，修改俯视图。完成时间第7周前。绘制减速器左视图草图，将主、俯视图未表达清楚的主要结构及次要装配关系表达清楚，完成时间第8周前。设计大齿轮及大齿轮轴的零件图，完成时间第9周前. 完成减速器工作图（A1图纸），完成时间第15周.完成工作图检查无误的同学即可交图，交图截止时间，第16周周四5：00。过期一律不通过。 2、评分规则减速器设计80分，（其中草图30分，装配图和零件工作图50分），计算机绘图20分。

北航机械设计说明书-齿轮减速器

机械设计课程设计计算说明书设计题目齿轮减速器航空科学与工程院（系）100516班设计者志兵学号10051256 指导教师明磊 2013 年 5 月 4 日航空航天大学

前言本设计为机械设计基础课程设计的容，是先后学习过画法几何、机械原理、机械设计、工程材料、加工工艺学等课程之后的一次综合的练习和应用。本设计说明书是对一级减速器传动装置设计的说明，（减速器）使用广泛，本次设计是使用已知的使用和安装参数自行设计机构形式以及具体尺寸、选择材料、校核强度，并最终确定形成图纸的过程。通过设计，我们回顾了之前关于机械设计的课程，并加深了对很多概念的理解，并对设计的一些基本思路和方法有了初步的了解和掌握。

目录前言 (2) 机械零件课程设计任务书 (4) 一、题目：设计（带式运输机的传动装置）齿轮减速器（编号14） (4) 二、设计任务 (4) 三、具体作业 (4) 主要零部件的设计计算 (5) 一、传动方案的确定 (5) 二、电动机的选择、传动系统的运动和动力参数 (5) 1．电动机的选择 (5) 2．传动比分配 (6) 3．各级传动的动力参数计算 (6) 4．将运动和动力参数计算结果进行整理并列于下表 (7) 三、传动零件的设计、计算 (7) 1.V带传动的设计 (7) 2．带的参数尺寸列表 (9) 3．减速器齿轮（闭式、斜齿圆柱齿轮）设计 (9) 四、轴的设计与校核 (14) 1．轴的初步设计 (14) 2．I轴的校核 (14) 3．II轴的校核 (16) 五、键联接的选择与校核 (18) 1．I轴外伸端处键联接 (18) 2．I轴与大齿轮配合处键联接 ................................... 错误!未定义书签。 3．II轴外伸端处键联接 (18) 4．II轴与大齿轮配合处键联接 (18) 六、轴承的选择与校核 (20) 1、高速轴承 (20) 2、低速轴承 (20) 七、润滑与密封形式，润滑油牌号及用量说明 (21) 八、箱体结构相关尺寸 (22) 九、减速器附件列表 (22) 十、参考资料 (23)

二级展开式圆柱齿轮减速器设计.

目录一．设计任务书 (2) 二．传动方案的拟定及说明 (4) 三．电动机的选择 (4) 四．计算传动装置的运动和动力参数 (4) 五．传动件的设计计算 (5) 六．轴的设计计算 (13) 七．滚动轴承的选择及计算 (27) 八．箱体内键联接的选择及校核计算 (29) 九．连轴器的选择 (30) 十．箱体的结构设计 (31) 十一、减速器附件的选择 (33) 十二、润滑与密封 (33) 十三、设计小结 (35) 十四、参考资料 (36)

一、设计任务书：题目：设计一用于带式运输机传动装置中的展开式二级圆柱齿轮减速器 1.总体布置简图： 1—电动机；2—联轴器；3—齿轮减速器；4—带式运输机；5—鼓轮；6—联轴器 2.工作情况：

载荷平稳、单向旋转 3.原始数据：电动机功率P(kW): 7.5 电动机主轴转速V（r/min）： 970 使用年限（年）：10 工作制度（班/日）：2 联轴器效率： 99% 轴承效率： 99% 齿轮啮合效率：97% 4.设计内容： 1)电动机的选择与运动参数计算； 2)直齿轮传动设计计算； 3)轴的设计； 4)滚动轴承的选择； 5)键和联轴器的选择与校核； 6)装配图、零件图的绘制； 7)设计计算说明书的编写。 5.设计任务： 1)减速器总装配图一张； 2)箱体或箱盖零件图一张； 3)轴、齿轮或皮带轮零件图任选两张； 4)设计说明书一份； 6.设计进度：

1）第一阶段：总体计算和传动件参数计算 1)第二阶段：轴与轴系零件的设计 2)第三阶段：轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制 3)第四阶段：装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写二、传动方案的拟定及说明：由题目所知传动机构类型为：展开式二级圆柱齿轮减速器。故只要对本传动机构进行分析论证。本传动机构的特点是：减速器横向尺寸较小，两大齿轮浸油深度可以大致相同。结构较复杂，轴向尺寸大，中间轴承受载荷大、刚度差，中间轴承润滑较困难。三、电动机的选择：由给定条件可知电动机功率7.5kW，转速970r/min,查表得电动机的型号为Y160M--6。四、计算传动装置的运动和动力参数：考虑到总传动比i=8,由于减速箱是展开式布置，为了使两个大齿轮具有相近的浸油深度，应试两级的大齿轮具有相近的直径，于是可按下式 i1 = i)5.1~3.1( 因为i=8，所以取i1=3.4，i2=2.35。五、各轴转速、输入功率、输入转矩：

一级圆柱齿轮减速器装配图(最好有尺寸标注)和设计说明书

仅供参考一、传动方案拟定第二组第三个数据：设计带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器（1）工作条件：使用年限10年，每年按300天计算，两班制工作，载荷平稳。（2）原始数据：滚筒圆周力F=1.7KN；带速V=1.4m/s；滚筒直径D=220mm。运动简图二、电动机的选择1、电动机类型和结构型式的选择：按已知的工作要求和条件，选用Y系列三相异步电动机。2、确定电动机的功率：（1）传动装置的总效率：η总=η带×η2轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒=0.96×0.992×0.97×0.99×0.95 =0.86 (2)电机所需的工作功率：Pd=FV/1000η总=1700×1.4/1000×0.86 =2.76KW 3、确定电动机转速：滚筒轴的工作转速：Nw=60×1000V/πD =60×1000×1.4/π×220 =121.5r/min 根据【2】表2.2中推荐的合理传动比范围，取V带传动比Iv=2~4，单级圆柱齿轮传动比范围Ic=3~5，则合理总传动比i的范围为i=6~20，故电动机转速的可选范围为nd=i×nw=（6~20）×121.5=729~2430r/min 符合这一范围的同步转速有960 r/min 和1420r/min。由【2】表8.1查出有三种适用的电动机型号、如下表方案电动机型号额定功率电动机转速（r/min）传动装置的传动比KW 同转满转总传动比带齿轮 1 Y132s-6 3 1000 960 7.9 3 2.63 2 Y100l2-4 3 1500 1420 11.68 3 3.89 综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，比较两种方案可知：方案1因电动机转速低，传动装置尺寸较大，价格较高。方案2适中。故选择电动机型号Y100l2-4。 4、确定电动机型号根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y100l2-4。其主要性能：额定功率：3KW，满载转速1420r/min，额定转矩2.2。三、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比：i总=n电动/n筒=1420/121.5=11.68 2、分配各级传动比（1）取i带=3 （2）∵i总=i齿×i 带π∴i 齿=i总/i带=11.68/3=3.89 四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速（r/min）nI=nm/i带=1420/3=473.33(r/min) nII=nI/i齿=473.33/3.89=121.67(r/min) 滚筒nw=nII=473.33/3.89=121.67(r/min) 2、计算各轴的功率（KW）PI=Pd×η带=2.76×0.96=2.64KW PII=PI×η轴承×η齿轮=2.64×0.99×0.97=2.53KW 3、计算各轴转矩Td=9.55Pd/nm=9550×2.76/1420=18.56N?m TI=9.55p2入/n1

减速器优化设计

一、减速器优化设计问题分析：二级锥齿圆柱齿轮减速器，高速级输入功率P1=2.156kW ，转速n1=940r/min ；总传动比i=9.4，齿宽系数d ?=1。齿轮材料和热处理：大齿轮为45号钢调质处理，硬度为240HBS ；小齿轮为40Cr 调质处理，硬度为280HBS ，工作寿命10年以上。在满足强度、刚度和寿命等条件下，使体积最小来确定齿轮传动方案。二、建立优化设计的数学模型 ①设计变量：将涉及总中心距a ∑齿轮传动方案的6个独立参数作为设计变量 X=[Mn 1,Mn 2,Z 1,Z 2,i 1,β]T=[x 1,x 2,x 3,x 4,x 5,x 6]T (其中Z1、Z2分别为高速级小齿轮齿数、低速级小齿轮齿数) ②目标函数：优化目标选为体积最小，归结为使减速器的总中心距a 最小，写成111222(1)(1)2cos Mn Z i Mn Z i a β +++= 减速器总中心距a ∑最小为目标函数 6 1542531cos 2)4.91()1()(min x x x x x x x X f -+++= ③约束条件:含性能约束和边界约束性能约束： (1) 齿面接触强度计算： 0cos 10845.6][31161313121≥-?β?σT K i Z m n d H 和0cos 10845.6][32 26232322 2≥-?β?σT K i Z m n d H 式中：][H σ—许用接触应力； 1T —高速轴的转矩； 2T —中间轴的转矩； 12,K K —载荷系数； d ?—齿宽系数。（2）齿根弯曲强度计算：高速级小、大齿轮的齿根弯曲强度条件为： 0cos 3)1(][21 12131111≥-+β?σT K Z M i Y n Fa d F

机械设计课程设计两级展开式圆柱齿轮减速器

目录一课程设计书 2 二设计要求 2 三设计步骤 2１. 传动装置总体设计方案３ 2．电动机的选择 4 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比５ 4．计算传动装置的运动和动力参数５５. 设计V带和带轮 6 6. 齿轮的设计8 7. 滚动轴承和传动轴的设计 1９８. 键联接设计２6 ９. 箱体结构的设计 27 10.润滑密封设计 30 11．联轴器设计30 四设计小结３1 五参考资料32 ? 一. 课程设计书设计课题: 设计一用于带式运输机上的两级展开式圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转，载荷变化不大,空载起动，卷筒效率为0.9６（包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(3０0天/年）,两班制工作，运输容许速度误差为5％，车间有三相交流，电压380/２20V 表一：

二. 设计要求 1.减速器装配图一张(Ａ1)。 2．ＣAD绘制轴、齿轮零件图各一张（A３)。 3.设计说明书一份。三. 设计步骤 1. 传动装置总体设计方案 2. 电动机的选择 3．确定传动装置的总传动比和分配传动比 4. 计算传动装置的运动和动力参数５. 设计V带和带轮 6. 齿轮的设计 7. 滚动轴承和传动轴的设计 8. 键联接设计 9．箱体结构设计 10. 润滑密封设计 11．联轴器设计 1.传动装置总体设计方案: 1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。２. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀, 要求轴有较大的刚度。３. 确定传动方案:考虑到电机转速高，传动功率大,将V带设置在高速级。其传动方案如下:

η2η3 η5 η4 η1 I II III IV Pd Pw 图一:（传动装置总体设计图) 初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。选择Ｖ带传动和二级圆柱斜齿轮减速器(展开式)。传动装置的总效率a η 5423321ηηηηηη=a =0.９６×398.0×2 95.0×0.97×０.96＝0.７５9； 1η为V 带的效率，n2为轴承的效率， 3η为第一对齿轮的效率,4η为联轴器的效率, 5η为卷筒轴滑动轴承的效率（因是薄壁防护罩，采用开式效率计算)。 2.电动机的选择电动机所需工作功率为： P =Ｐ/η=１900×1.3/1０00×０.７59＝3.25kW, 执行机构的曲柄转速为n = D π60v 1000?=８２.76r/mi ｎ, 经查表按推荐的传动比合理范围，Ｖ带传动的传动比i =2～4，二级圆柱斜齿轮减速器传动比i =8～40，则总传动比合理范围为i =16～1６０，电动机转速的可选范围为n =i ×n ＝（1６~160)×82.7６=1３2４.16～13２41.６ｒ/ｍin 。

二级齿轮减速器设计说明书x

机械设计课程设计设计说明书设计题目带式输送机传动装置设计者班级学号指导老师时间目录

一、设计任务书 (2) 二、传动方案拟定 (2) 三、电动机的选择 (3) 四、传动装置的运动和动力参数计算 (4) 五、高速级齿轮传动计算 (5) 六、低速级齿轮传动计算 (6) 七、齿轮传动参数表 (8) 八、轴的结构设计 (8) 九、轴的校核计算 (11) 十、滚动轴承的选择与计算 (16) 十一、键联接选择及校核 (18) 十二、联轴器的选择与校核 (18) 十三、减速器附件的选择 (19) 十四、润滑与密封 (20) 十五、设计小结 (21) 十六、参考资料 (21) 一．设计任务书 1. 设计题目：

设计带式输送机传动装置 2. 设计要求： 1) 输送带工作拉力F=5.5kN；F=5.8kN 2) 输送带工作速度V=1.4m/s V=0.26m/s 允许输送带速度误差为±5%； 3) 滚筒直径D=450mm； 4) 滚筒效率η1=0.96 n1=0.98（包括滚筒于轴承的效率损失）； 5) 工作情况两班制，连续单向运转，载荷较平稳； 6) 工作折旧期8年； 7) 工作环境室内，灰尘较大，环境最高温度35℃； 8) 动力来源电力，三相交流，电压380/220V； 9) 检修间隔期四年一大修，二年一次中修，半年一次小修； 10) 制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。 3. 设计内容： 1) 传动方案拟定 2) 电动机的选择 3) 传动装置的运动和动力参数计算 4) 齿轮传动设计计算 5) 轴的设计计算 6) 滚动轴承、键和连轴器的选择与校核； 7) 装配图、零件图的绘制 8) 设计计算说明书的编写 4. 设计任务： 1) 装配图一张（A1以上图纸打印） 2) 零件图两张（一张打印一张手绘） 1) 设计说明书一份 5. 设计进度要求： 12月21日装配草图第一阶段D303 全体 12月28日装配草图第三阶段完成D303 全体 1月4日完成装配图D303 全体 1月5-7日零件图设计 1月8-10日设计说明书、准备答辩 1月13-15日答辩机动901 参见最后的答辩安排二．传动方案拟定选择展开式二级圆柱齿轮减速器，其结构简单，但齿轮相对于轴承的位置不对称，因此要求轴有较大的刚度，高速级齿轮布置在远离转矩的输入端，这样，轴载转矩的作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的弯曲变形可部分相互抵消，以减缓沿齿宽载荷分布不均匀的现象，用于载荷比较平稳的场合，高速级一般做成斜齿，低速级可做成直齿。总体布置简图如下：

单级齿轮减速器机械优化设计

青岛理工大学琴岛学院机械优化设计课题名称：单级齿轮减速器的优化设计学院：机电工程系专业班级：机械设计及其自动化143 学号学生：指导老师：青岛理工大学教务处 2016年11月27日

《单级齿轮减速器的优化设计》说明书摘要机械优化设计是一种非常重要的现代设计方法，能从众多的设计方案中找出最佳方案，从而大大提高设计的效率和质量。每一种优化方法都是针对某一种问题而产生的，都有各自的特点和各自的应用领城。常用的机械优化设计方法包括无约束优化设计方法、约束优化设计方法、基因遗传算方法等并提出评判的主要性能指标。机械优化设计的目的是以最低的成本获得最好的效益,是设计工作者一直追求的目标,从数学的观点看,工程中的优化问题,就是求解极大值或极小值问题,亦即极值问题。本文从优化设计的基本理论、优化设计与产品开发、优化设计特点及优化设计应用等方面阐述优化设计的基本方法理论。关键词：机械优化设计；优化方法；优化应用。

目录摘要......................................................... II 1设计任务.. (1) 2 齿轮的传统设计 (2) 3优化设计的数学模型 (7) 3.1确定设计变量和目标函数 (7) 3.2确定约束条件 (7) 4 Matlab计算机程序 (9) 5结果分析 (11) 参考文献 (12)

1设计任务设计如图2-40所示的单级直齿圆柱齿轮减速器，其齿数比2.3u =，工作寿命要求10年两班制，原动机采用电动机，工作载荷均匀平稳，小齿轮材料为40Cr,调质后表面淬火，齿面硬度HB=235~275，MPa H 531][1=σ,MPa F 5.297][1=σ,大齿轮材料为45钢，调质，齿面硬度为HB=217~255，a 513][2MP H =σ， MPa F 4.251][2=σ，载荷系数k=1.3，P=28KN ，n=1440rad/min 要求在满足工作要求的前提下使两齿轮的重量最轻。

一级圆柱齿轮减速器2016(1)

1. 工程图学实践课程内容及要求；- 1.1课程内容工程图学实践课程内容包含二部分： 1．绘制一级圆柱齿轮减速器的装配图及主要零件的零件图了解减速器功能、工作原理及应用。学习装配图、零件图的画图和读图方法，学习标准件的规定画法、标准件选用原则、标准件技术手册的查阅与使用方法，完成一级圆柱齿轮减速器装配图的绘制（A1图纸），大齿轮及大齿轮轴的零件图的绘制（A3图纸），完成主要零件的草图（分四类：大齿轮轴系零件、小齿轮轴系零件、箱体及其附件、箱盖及其附件）。 2．计算机绘图（二维软件AutoCAD、三维软件Inventor）。学习二维软件AutoCAD的基本绘图命令（直线、圆、圆弧、正多边形、矩形、多段线、剖面线等）、编辑命令（删除、移动、复制、缩放、拉伸、旋转、修剪、倒角、圆角等）、尺寸标注（线性、半径、直径、尺寸样式）、文字注释、打印，完成零件图形的绘制。学习三维软件Inventor，应用“拉伸”和“旋转”工具创建基于草图的特征；应用“圆角”、“倒角”、“打孔”、“螺纹”、“抽壳”和“阵列”工具创建放置特征；应用“工作轴”、“工作平面”和“工作点”工具，创建工作特征；应用工程图工具，创建和编辑工程图；在装配模型中给零部件添加和编辑装配约束；完成轴的三维模型及零件工程图。 1.2要求及考评原则 1．要求根据一级圆柱齿轮减速器部件的特点及复杂性，装配图用主视、俯视、左视三个视图表达。减速器的工作原理及主要装配关系体现在两个传动轴上，这两个传动轴上的零件为主要装配线，应首先表达出来，故首先从绘制减速器俯视图的草图（草图并非潦草的意思，草图是设计的初稿及基础，草图中工程图的内容必

一级齿轮减速器课程设计说明书

目录一、运动参数的计算.............................................4 二、带传动的设计 .............................................6 三、齿轮的设计 ................................................8 四、轴的设计 ...................................................12 五、齿轮结构设计................................................18 六、轴承的选择及计算..........................................19 七、键连接的选择和校核.......................................23 八、联轴器的选择 .............................................24 九、箱体结构的设计 (24) 十、润滑密封设计 (26) *-一．运动参数的计算 1．电动机的选型 1）电动机类型的选择按工作要求选择Y 系列三相异步电机，电压为380V 。 2）电动机功率的选择滚筒转速：6060 1.1 84.0min 0.25 v r n D ωππ?= ==? 负载功率: /10002300 1.1/1000 2.52w P FV ==?= KW 电动机所需的功率为：kw a w d p p η= （其中：d p 为电动机功率，w p 为负载功率，a η 为总效率。）为了计算电动机所需功率d p ，先确定从电动机到工作机只见得总效率a η，设1η、 2η、3η、4η分别为V 带传动、闭式齿轮传动（齿轮精度为8级）、滚动轴承和联轴器的效率查《机械设计课程设计》表2-2得 1η=0.95 2η=0.97 3η=0.99 4η=0.99 3a 1234 30.950.970.990.990.8852 ηηηηη==???=

两级圆柱齿轮减速器(展开式).

两级圆柱齿轮减速器（展开式）目录机械设计课程设计任务书 (1) 1、机械系统总体设计 (2) 1.1、传动方案设计 (2) 1.2、电动机的选择 (2) 2、传动装置总体设计 (4) 2.1、总传动比及分配各级传动比计算 (4) 2.2、传动装置的运动和动力参数 (4) 3、传动零件的设计计算 (5) 3.1、带传动零件设计计算 (5) 3.2、减速器内传动零件设计计算 (7) 3.2.1、齿轮材料选择 (7) 3.2.2、高速级齿轮设计计算 (7) 3.2.3、低速级齿轮设计计算 (9) 4、总装配设计计算 (11) 4.1、轴系零件设计计算 (11) 4.1.1、输入轴的设计计算 (11) 4.1.2、中间轴的设计计算 (12) 4.1.3、输出轴的设计计算 (13) 4.1.4、轴承的选择计算 (18) 4.1.5、键的设计计算 (19) 4.2、联轴器选择 (19) 4.3、减速器的润滑与密封 (19) 5、设计总结 (20) 6、参考文献 (20)

机械设计课程设计任务书课程设计题目Ⅲ：设计两级圆柱齿轮减速器（展开式） 1、设计要求：设计热处理车间零件清洗用传动设备。该传输色设备的传动系统由电动机经减速器装置后传至传送带。两班制工作。使用期限为5年。传输带运动速度的允许误差为±5%。 2、原始数据：设计题号为：C8 3、运动简图： 4、设计工作量： 1、减速器装配图1张（A1或A2）； 2、零件工作图1～3张； 3、设计说明书1份。

1、机械系统总体设计 1.1、传动方案设计传动方案如图所示为带传动联接的展开式二级圆柱齿轮传动 1.2、电动机的选择 1）、选择电动机的类型：按工作要求和条件，选用三机笼型电动机，封闭式结构，电压380V ，Y 型。 2）、选择电动机容量：电动机所需的工作功率为 kw w d a P P η= （其中：d p 为电动机功率，w p 为负载功率，a η为总效率。）负载功率为 kw 10001000w Fv Tv P r = = 因此有 kw 10001000d a a Fv Tv P r ηη= = 传动装置的总效率ηa 应为组成传动装置的各部分运动副效率只之乘积,即： 4212345a ηηηηηη=???? 式中：1η、2η、3η、4η、5η分别为带传动、轴承、齿轮传动、联轴器和卷筒的传动效率取传动效率为带传动的效率10.96η= 滚动轴承效率 20.98η= 闭式齿轮传动效率30.97η= 联轴器效率40.99η= 卷筒效率50.96η=

一级直齿圆柱齿轮减速器设计说明书

机械基础课程设计说明书设计题目：一级直齿圆柱齿轮减速器班级学号：2007级生物工程1班学生姓名：指导老师：完成日期：2010 年3 月14 日所在单位：

设计任务书 1、题目设计用于带式输送机的机械传动装置——一级直齿圆柱齿轮减速器。 2、参考方案（1）V带传动和一级闭式齿轮传动（2）一级闭式齿轮传动和链传动（3）两级齿轮传动 3、原始数据 4、其他原始条件（1）工作情况：一班制，输送机连续单向运转，载荷有轻微震动，室内工作，少粉尘。（2）使用期限：10年，大修期三年，每年工作300天。（3）生产批量：100台（属小批生产）。（4）工厂能力：中等规模机械厂，可加工7～8级精度齿轮。（5）动力来源：三相交流（220V/380V）电源。（6）允许误差：允许输送带速度误差5% 。 5、设计任务（1）设计图。一级直齿（或斜齿）圆柱齿轮减速器装配图一张，要求有主、俯、

侧三个视图，图幅A1，比例1：1（当齿轮副的啮合中心距110 a≤时）或1： 1.5（当齿轮副的啮合中心距110 a>时）。（2）设计计算说明书一份（16开论文纸，约20页，8000字）。目录一传动装置的总体设计 1、传动方案的确定 (1) 2、电动机的选择 (1) 3、传动装置的总传动比的计算和分配 (3) 4、传动装置的运动和动力参数的确定 (3) 二传动零件的设计 1、V带设计 (5) 2、齿轮传动设计 (7) 3、轴的设计 (11) 4、滚动轴承的选择与校核计算 (18) 5、键联接的选择及其校核计算 (19) 6、联轴器的扭矩校核 (20) 7、减速器基本结构的设计与选择 (21) 三箱体尺寸及附件的设计 1、箱体的尺寸设计 (23) 2、附件的设计 (25)

机械优化设计作业-48-圆柱齿轮减速器的优化设计

《机械优化设计》课程作业（2014至2015学年度第2学期）

随着现代工业的不断发展和扩大，对工业机械的需求量也再迅速的增加，同时对机械设备的可靠性，维修性，安全性，经济性也提出而来更高的要求。作为主要的传动装置，圆柱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。而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。因此我们可以借助计算机辅助软件对其参数进行优化设计。 1．圆柱齿轮减速器的主要优缺点 1）效率高在常用的机械传动装置中，以圆柱齿轮传动的效率最高。如一级圆柱齿轮传动的效率可达99%。这对大功率传动十分重要，因为即使效率只提高1%，也有很大经济意义。2）结构紧凑在同样的使用条件下，圆柱齿轮减速器所需的尺寸一般较小。 3）工作可靠、寿命长设计制造正确合理、使用维护良好的圆柱齿轮减速器，工作十分可靠，寿命可长达一、二十年，这也是其他机械传动所不能比拟的。这对车辆及在矿井内工作的机器尤为重要。 4）传动比稳定传动比稳定往往是对传动性能的基本要求。圆柱齿轮传动获得广泛应用，也就是由于有这一特点。但是圆柱齿轮减速器的制造及安装精度要求高，价格较贵，且不宜用于传动距离过大的场合。圆柱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。当前国内的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。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。二级齿轮减速器在工程机械中应用非常广泛，其性能好坏直接影响机械产品的技术性能。传统的减速器设计通常是先根据经验选取适当的参数，通过手工计算进行反复的试凑，确定参数后，再进行强度校核，设计中大多比较保守，设计出的减速器较为笨重。随着科学技术和国民经济的发展，对齿轮减速器的需求量越来越大，且对质量提出了更高的要求，若仍采用传统的单一产品设计方法是远不能满足市场多样化的需求，不能适应激烈的市场竞争，也很难提高产品的综合技术经济效益及保证产品质量。优化设计则是通过设计变量的选取，以及目标函数和约束条件的确定，建立数学模型，通过计算机运算求得满足条件的最优解。随着技术的进步，硬齿面减速器发展迅速，由于硬齿面减速器的设计计算、材料选用、加工工艺和热处理等要求都非常高，因此减速器的优化设计就显得非常重要。在齿轮减速器中应用优化设计方法，对于进一步提高齿轮的承载能力、延长齿轮的使用寿命，以及减小传动部件的体积和重量，具有显著的效果 2．研究意义及未来前景本课题的研究意义在于改变传统的齿轮减速器设计方式，提高企业的经济效益及其在市场上的竞争力。齿轮减速器以其效率高，工作耐久，维护方便，而得到广泛应用。但传统的齿轮减速器设计是面向某一具体产品，从零件设计入手，逐步完成整机设计，除少量标准件外，几乎是全新的，生产上及技术上的继承性很差，且新产品设计周期长，工艺装备及生产准备工作量大，生产线也需作较大的调整。随着科学技术和国民经济的发展，对齿轮减速器的需求量越来越大，且对质量提出了更高的要求，若仍采用传统的单一产品设计方法是远不能满足市场多样化的需求，不能适应激烈的市场竞争，也很难提高产品的综合技术经济效益及保证产品质量。机械优化设计给机械工程界带来了巨大经济效益，随着技术更新和产品竞争的加剧，优化设计的发展前景非常的广阔。当今的优化正逐步的发展到多学科优化设计，充分利用了先进计算机技术和科学的最新成果。虚拟设计技术是发展的必然，仿真技术也将更加趋于协同

单级圆柱齿轮减速器和一级带传动

计算过程及计算说明一、传动方案拟定第三组：设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动（1）工作条件：使用年限8年，工作为二班工作制，载荷平稳，环境清洁。（2）原始数据：滚筒圆周力F=1000N；带速V=2.0m/s；滚筒直径D=500mm；滚筒长度L=500mm。二、电动机选择 1、电动机类型的选择： Y系列三相异步电动机 2、电动机功率选择：（1）传动装置的总功率： η总=η带×η2轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒 =0.96×0.982×0.97×0.99×0.96 =0.85 (2)电机所需的工作功率： P工作=FV/1000η总 =1000×2/1000×0.8412 =2.4KW 3、确定电动机转速：计算滚筒工作转速： n筒=60×1000V/πD =60×1000×2.0/π×50 =76.43r/min 按手册P7表1推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围I’a=3~6。取V带传动比I’1=2~4，则总传动比理时范围为I’a=6~24。故电动机转速的可选范围为n’d=I’a× n筒=（6~24）×76.43=459~1834r/min 符合这一范围的同步转速有750、1000、和1500r/min。根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号：因此有三种传支比方案：如指导书P15页第一表。综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第2方案比较适合，则选n=1000r/min 。 4、确定电动机型号根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y132S-6。其主要性能：额定功率：3KW，满载转速960r/min，额定转矩2.0。质量63kg。三、计算总传动比及分配各级的伟动比 1、总传动比：i总=n电动/n筒=960/76.4=12.57 2、分配各级伟动比（1）据指导书P7表1，取齿轮i齿轮=6（单级减速器i=3~6合理）

单级直齿圆柱齿轮减速器计算

、齿轮传动的设计计算（1）选择齿轮材料与热处理：所设计齿轮传动属于闭式传动，通常齿轮采用软齿面。查阅表[1] 表6-8，选用价格便宜便于制造的材料，小齿轮材料为45钢，调质，齿面硬度260HBS；大齿轮材料也为45钢，正火处理，硬度为215HBS；精度等级：运输机是一般机器，速度不高，故选8级精度。 (2)按齿面接触疲劳强度设计由d1≥ (6712×kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3 确定有关参数如下：传动比i齿=3.89 取小齿轮齿数Z1=20。则大齿轮齿数：Z2=iZ1= ×20=77.8取z2=78 由课本表6-12取φd=1.1 (3)转矩T1 T1=9.55×106×P1/n1=9.55×106×2.61/473.33=52660N?mm (4)载荷系数k : 取k=1.2 (5)许用接触应力[σH] [σH]= σHlim ZN/SHmin 由课本[1]图6-37查得： σHlim1=610Mpa σHlim2=500Mpa 接触疲劳寿命系数Zn：按一年300个工作日，每天16h计算，由公式N=60njtn 计算 N1=60×473.33×10×300×18=1.36x109 N2=N/i=1.36x109 /3.89=3.4×108 查[1]课本图6-38中曲线1，得ZN1=1 ZN2=1.05 按一般可靠度要求选取安全系数SHmin=1.0 [σH]1=σHlim1ZN1/SHmin=610x1/1=610 Mpa [σH]2=σHlim2ZN2/SHmin=500x1.05/1=525Mpa 故得： d1≥ (6712×kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3 =49.04mm 模数：m=d1/Z1=49.04/20=2.45mm 取课本[1]P79标准模数第一数列上的值，m=2.5 (6)校核齿根弯曲疲劳强度 σ bb=2KT1YFS/bmd1 确定有关参数和系数分度圆直径：d1=mZ1=2.5×20mm=50mm d2=mZ2=2.5×78mm=195mm 齿宽：b=φdd1=1.1×50mm=55mm 取b2=55mm b1=60mm (7)复合齿形因数YFs 由课本[1]图6-40得：YFS1=4.35,YFS2=3.95 (8)许用弯曲应力[σbb] 根据课本[1]P116： [σbb]= σbblim YN/SFmin

单级圆柱齿轮减速器设计说明书

机械设计基础课程设计说明书设计题目带式输送机传动系统中的减速器机电系专业级班学生姓名完成日期指导教师

目录第一章绪论第二章课题题目及主要技术参数说明 2.1 课题题目 2.2 主要技术参数说明 2.3 传动系统工作条件 2.4 传动系统方案的选择第三章减速器结构选择及相关性能参数计算 3.1 减速器结构 3.2 电动机选择 3.3 传动比分配 3.4 动力运动参数计算 3.5带的选择第四章齿轮的设计计算(包括小齿轮和大齿轮) 4.1 齿轮材料和热处理的选择 4.2 齿轮几何尺寸的设计计算 4.2.1 按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸 4.2.2 齿轮弯曲强度校核 4.2.3 齿轮几何尺寸的确定 4.3 齿轮的结构设计第五章轴的设计计算(从动轴)

5.1 轴的材料和热处理的选择 5.2 轴几何尺寸的设计计算 5.2.1 按照扭转强度初步设计轴的最小直径 5.2.2 轴的结构设计 5.2.3 轴的强度校核第六章轴承、键和联轴器的选择 6.1 轴承的选择及校核 6.2 键的选择计算及校核 6.3 联轴器的选择第七章减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算 7.1 润滑的选择确定 7.2 密封的选择确定 7.3减速器附件的选择确定 7.4箱体主要结构尺寸计算第八章总结参考文献

第一章绪论本论文主要内容是进行一级圆柱直齿轮的设计计算，在设计计算中运用到了《机械设计基础》、《机械制图》、《工程力学》、《公差与互换性》等多门课程知识，并运用《AUTOCAD》软件进行绘图，因此是一个非常重要的综合实践环节,也是一次全面的、规范的实践训练。通过这次训练，使我们在众多方面得到了锻炼和培养。主要体现在如下几个方面：（1）培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。（2）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，使我们掌握了一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。（3）另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理、计算机辅助设计方面的能力。（4）加强了我们对Office软件中Word功能的认识和运用。