![点击分享此内容可以赚币 分享](/master/images/share_but.png)
双圆弧齿轮减速器设计.doc
《双圆弧齿轮减速器设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《双圆弧齿轮减速器设计.doc(62页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、本科生毕业设计(论文)题 目:抽油机用53型双圆弧齿轮减速器设计学生姓名: xxx 系 别: 机电工程系 专业年级: 2007级机械设计制造及其自动化 指导教师: xxx 2011年 6月 16日摘要本文在对我国油田抽油机用减速器现状及发展趋势充分调研的基础上,完成了对游梁式抽油机53型双圆弧齿轮减速器的设计计算,其中包括驱动装置的选择、总传动比的设定及各级传动比的分配、各轴动力参数的计算齿轮传动设计和各级传动轴的设计计算,并结合设计对系统进行了动态校正和强度校核。用CAXA绘制二维装配图,Autodesk Inventor绘制三维图,最终设计出符合要求的齿轮减速器关键字: 双圆弧齿轮;减速器
2、;强度校核;ABSTRACTThis paper expounds the present situation and development of gear reducer trend .Focusing on the beam pumping unit double-arced gear reducer 53 type design calculation, including drives choice total ratio setting and the distribution of transmission ratio at all levels, gear transmissi
3、on design and various design and calculation of the drive shaft ,and according to the design of the system dynamic correction and strength check. Using CAXA Autodesk Inventor assembly drawing two-dinensionnal drawing drawing three-dimensional graph, finally designed to meet the requirements of gear
4、reducer.key words: Double-arc gears; Reducer; Strength check. 目录第1章概述11.1 减速器研究的目的和意义11.2 齿轮减速器的现状及发展趋势11.3 课题研究的内容31.4 进度安排3第2章 传动方案的拟定52.1 传动方案的选择52.2 电动机的选择72.3 总传动比确定及各级传动比分配92.4 计算传动装置的运动和动力参数9第3章 齿轮传动设计及计算113.1 高速级齿轮传动设计113.2 低速级齿轮传动设计18第4章 轴及其辅助零件的设计与计算254.1轴的设计254.2轴承的选择与校核334.3 键连接的选择与校核计算3
5、54.4 减速器附件设计及润滑密封37第5章 减速器的二维装配图与三维设计图40第6章 结论48总 结49致谢51参考文献52第1章 概述1.1 减速器研究的目的和意义A通过设计熟悉机器的具体操作,增强感性认识和社会适应能力,进一步巩固,深化已学过的理论知识,提高综合运用所学知识发现问题,解决问题的能力。 B学习机械设计的一般方法,掌握通用机械零件,机械传动装置或简单机械的设计原理和过程。C对所学技能的训练,例如:计算 绘图,查阅设计资料和手册,运用标准和规范等。D学会运用多种手段工具解决问题,如:在本设计中可选择CAD等制图工具。通过设计,提高分析问题解决问题的能力。通过设计加深了对所学知识
6、的认识和理解,为进一步开拓专业知识创造条件,锻炼了动手动脑的能力,通过实践运用巩固了所学知识,加深了解其基本原理。1.2 齿轮减速器的现状及发展趋势减速器是用于原动机和工作机之间的独立的传动装置。用来降低转速和增大扭矩,以满足工作的需要。在现代机械中应用很广泛。具有品种多,批量小更新换代快的特点。圆柱齿轮减速器具有体积小,重量轻,承载能力大,传动平稳,效率高,所配电机范围广等特点,可广泛用于各行业需要减速的设备上。当今的减速器正向大功率,大传动比,小体积,高机械效率以及使用寿命长的方向发展。我国减速器及齿轮技术发展总趋势是向六高 二低,二化方面发展。六高既高承载能力,高齿面硬度,搞速度,搞精度
7、。高可靠性和高传动效率。二低是低噪声,低成本;二化是标准化多样化,在现在机械中应用极为广泛。20世纪70年代末以来,减速器技术有了很大发展。产品发展的总趋势是小型化、高速化、低噪声和高可靠性;技术发展中最引人注目的是硬齿面技术、功率分支技术和模块化设计技术。到80年代,国外硬齿面技术已日趋成熟。采用优质合金钢锻件、渗碳淬火磨齿的硬齿面齿轮,精度不低于ISO1328-1975的6级,综合承载能力为中硬齿面调质齿轮的34倍,为软齿面齿轮的45倍。一个中等规格的硬齿面减速器的重量仅为中硬齿面减速器的1/3左右,且噪声低、效率高、可靠性高。对通用减速器而言,除普遍采用硬齿面技术外,模块化设计技术已成为
8、其发展的一个主要方向。它旨在追求高性能的同时,即可能减少零部件及毛坯的品种规格和数量,以便于组织生产,形成批量,降低成本,获得规模效益。同时,利用基本零件,增加产品的型式和花样,尽可能多地开发使用地变型设计或派生系列产品,如由一个通用系列派生出多个专用系列;摆脱了传统单一有底座实心轴输出安装方式,增添了空心轴输出的无底座悬挂式、多方位安装面等不同型式,扩大了使用范围。改革开放以来,我国陆续引进先进加工装备,通过引进、吸收国外先进技术和科研攻关,开始掌握了各种高速和低速重载齿轮装置的设计制造技术。材料和热处理质量级齿轮加工精度都有较大提高,通用圆柱齿轮的制造精度可以从JB17960的89级提高到
9、GB1009588的6级,高速齿轮的制造精度可稳定在45级。目前我国已可设计制造2800kW的水泥磨减速器、1700mm轧钢机各种齿轮减速器。各种棒、线材轧机用减速器已全部采用硬齿面。我国自行设计制造的高速齿轮装置的功率已达44000kW,齿轮圆周速度达168m/s。80年代末至90年代初,我国相继制订了近100个齿轮和蜗杆减速器的标准,研制了许多新型减速器,大体上实现了通用减速器的更新换代。许多产品达到了80年代的国际水平。部分减速器采用硬齿面厚,体积和重量明显减小,承载能力用寿命、传动效率和可靠性有了大幅度提高,对节能和提高主机的总体水平起到明显的作用,为发展我国的机械产品做出了贡献。进入
10、90年代中后期,国外又陆续推出了更新换代的减速器,不但更突出了模块化设计的杰特点,而且,在承载能力、总体水平,外观质量方面又有明显提高。研究、开发、推广成本较低而承载能力又能接近硬齿面的中硬齿面滚齿的新齿形和新结构。国内多年来使用行之有效的双圆弧齿轮、三环减速器和已成功应用的点线捏合齿轮等技术、应不断完善,大力推广10。随着齿轮的几何形状,材质和加工过工艺的改变,使得齿轮不断发展。目前,齿轮传动仍是各类机械中应用最为广乏的渐开线齿轮传递的功率已经达到十几万马力,齿轮的圆周速度达200m/s,最大直径可达数十米。随着生产的发展,对重在高速大功率的齿轮提出了更高的要求,而外啮合的渐开线齿轮由于传动
11、是凸齿廓对凹齿廓,要降低接触应力就必须增大齿面的曲率半径,势必要增大齿轮的直径,很难达到体积小的要求。再则渐开线齿轮的传动效率不够高看看,这对于建构紧凑的大功率,高效能传动在散热问题上造成很大的困难。因此双圆弧齿轮得到应用来降低齿面接触应力,提高传动效率。1956年诺维科夫提出了圆弧齿轮。圆弧齿轮沿齿长方向齿面的相对曲率半径很大,在同样的参数条件下,当齿轮的螺旋角时,圆弧齿轮的齿面相对曲率半径比渐开线斜齿轮大十几倍到二百多倍。圆弧齿轮齿面由初始的点接触,到饱和后的线接触,当其受载变形后,又变为局部的面接触。因此,齿面接触应力大幅度地降低,齿面承载能力大为提高。1.3 课题研究的内容减速器的设计
12、包括:(1)传动方案的分析和拟定,选择正确合理的传动方案;(2)电动机的选择,选择电动机的类型和结构形式,确定电动机的容量,电动机的转速(3)传动装置的运动和动力参数的计算-计算各轴的转速功率以及扭矩;(4)传动零件的设计计算-外部传动零件和内部传动零件的设计和计算;(5)轴的设计计算及校核,轴承连接件润滑密封的选择和校核;(6)箱体的结构设计和计算;1.4 进度安排3月1号-3月18号搜集阅读参考资料,确定传动方案,画图传动方案简图,熟悉制图软件,提交开题报告;3月19号-3月29号选择电动机,进行传动装置的运动和动力参数计算;4月1号-5月1号传动系统中的传动零件设计计算;5月2号-5月1
13、0号绘制减速器装配图草图和装配图;5月11号-5月25号绘制减速器箱体零件图、齿轮及轴的零件图及三维实体图;5月25号-6月15号检查论文,准备答辩;第2章 传动方案的拟定2.1 传动方案的选择抽油机减速器是一种承受重复交变载荷、长期连续运转的减速装置。减速器常用的分布方案有展开式,同轴式,分流式以及对称分流式,现分别对四种方案加以对比分析。(1)对称分流式(图2-1)图2-1传动方案1示意图该方案结构复杂,由于齿轮相对于轴承对称布置,与展开式相比载荷沿齿宽分布较均匀,轴承受载较均匀。中间轴危险截面上的转矩只想当于轴所传递转矩的一半,使用与变载荷的场合。与分流式相比,输出轴危险截面上的转矩是轴
14、所传递转矩的一半。 (2)分流式(图2-2)图2-2传动方案2示意图该方案结构复杂,由于齿轮相对于轴承对称布置,与展开式相比载荷沿齿宽分布较均匀,轴承受载较均匀。中间轴危险截面上的转矩只想当于轴所传递转矩的一半,使用与变载荷的场合。(3)展开式(图2-3)图2-3传动方案3示意图该方案结构简单,但齿轮相对于轴承的位置不固定,因此要求轴有交大的刚度。高速级齿轮布置在远离转矩输入端,这样,轴在转矩作用下产生的扭转变形和在载荷作用下产生的弯曲变形可部分互相抵消,以减缓沿齿宽分布不均匀的现象。用于载荷比较平衡的场合。(4)同轴式(2-4)图2-4传动方案4示意图该方案减速器的横向尺寸较小,两对齿轮侵入
15、油中深度大致相同。但轴向尺寸大和重量较大,且中间轴较长,刚度差,沿齿宽载荷分布不均匀,高速轴的承载能力难于充分利用。抽油机减速器是一种承受重复交变载荷、长期连续运转的减速装置。抽油机由电动机驱动,电动机1皮带2将动力传入减速器3,在输出端带动曲柄工作。由于抽油机工作时的载荷变化大,传动系统中采用两级对称分流式双圆弧圆柱齿轮减速器结构,高速级齿轮相对于轴承位置对称,沿齿宽载荷分布较均匀,高速级和低速级均为人字齿双圆弧圆柱齿轮传动。通过比较知选择传动方案1如图2-1;2.2 电动机的选择2.2.1 选择电动机类型 按已知工作条件和要求,选用Y系列一般用途的三相异步电动机2.2.2 选择电动机的容量
16、(1)减速器输出功率= (2-1)由公式(2-1)得= 27.749kw 抽油机输出转速等于抽油机的冲程=5r/min(2) 电动机至减速器之间传动装置的总效率为(2-2), 分别为皮带,轴承及齿轮传动的效率,由公式(2-2)得 (3) 确定电动机的额定功率(2-3)电动机的输出功率可由公式(2-3)得到: 选定电动机的额定功率2.2.3 选择电动机的转速抽油机的冲程r/min该传动系统为分流式圆柱齿轮传动,查阅教材表18-1推荐传动比为=860,则总传动比可取 8至60之间则电动机转速的可选范围为=8=857.32=458.56r/min =60=6057.32=3439.2r/min可见同
17、步转速为1000r/min,1500r/min,3000r/min的电动机都符合,这里初选同步转速为1000r/min,1500r/min,3000r/min的三种电动机进行比较,由参考文献1中表16-1查得:表2-11方案电动机型号额定功率(KW)电动机转速n/(r/min)质量/kg同步转速满载转速1Y160M-237300029302.02.22002Y160M-437150014602.22.22303Y160L-63710009702.02.02004Y180L-8377507401.72.0220 由表中数据,综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量,价格以及总传动比,即选定方案42.
18、3 总传动比确定及各级传动比分配2.3.1 计算总传动比由参考文献1中表16-1查得:满载转速r/min总传动比=740/5=148 r/min2.3.2 分配各级传动比查阅参考文献1机械设计课程设计中表2-3 分配各级传动比;取高速级的圆柱齿轮传动比 =6.10,则低速级的圆柱齿轮的传动比为4.782.4 计算传动装置的运动和动力参数2.4.1 各轴转速电动机轴为电机轴0,减速器高速级轴为轴1,中速轴为轴2低速级轴为轴3,则 = 740 r/min r/min r/min r/min2.4.2 按电动机额定功率计算各轴输入功率2.4.3 各轴转矩(2-4)由公式(2-4)得 30.68/23
19、.89 =12.26将轴的运动参数汇总于下表以备查用:表2-3 各轴动力参数轴名功率P(kw)转矩T(N.mm)转速n(r/min)传动比i效率电机轴33.307405.00.96输入轴31.972.10145.786.100.94中间轴30.6812.2623.894.780.94输出轴28.3053.95.00第3章 齿轮传动设计及计算3.1 高速级齿轮传动设计3.1.1选择材料、精度及参数(1) 按图2-1所示传动方案,选用圆弧圆柱齿轮传动;(2)抽油机为一般工作机器,速度不高,故选用7级精度;(3) 材料选择。选择大小齿轮材料为45(调制);(4) 初选小齿轮齿数,则大齿轮齿数6.10
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 圆弧 齿轮 减速器 设计
![提示](https://www.zixin.com.cn/images/bang_tan.gif)
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【w****g】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【w****g】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。