第一讲 一级圆柱齿轮减速器课程设计教材.ppt

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1、一级直齿圆柱齿轮减速器,机械设计基础课程设计,机电工程学院 任 宁,一级减速器,设 计 题 目,带式输送机传动装置设计,3,方案一,方案二,方案三,方案四,带式输送机传动装置设计,设计方案：见任务书 基本数据：输送带拉力、输送带速度、卷筒直径 工作条件：见任务书 设计起止时间：2015.6.23-2015.6.26,作息时间（周二至周五） 早上8：30到中午12：00 下午14：30到17：00,设计任务,编写设计计算说明书一份（包括电动机、联轴器的选用，轴、齿轮的设计计算）（A4打印纸，约15页，5000字左右，封面）。 绘制零件图2张（大齿轮和高速轴，A3图纸,成绩评定： 设计表现20%、

2、 图纸质量 60%、 说明书 20,10,11,认识减速器,减速器是原动机和工作机之间独立的闭式传动装置，用来降低转速、传递动力、增大转矩，以满足工作需要。 减速器主要由箱体、轴系零件和附件三部分组成,为了便于轴系零件的安装和拆卸，箱体通常制成剖分式。 剖分面一般取在轴线所在的水平面内（即水平剖分），以便于加工,箱体作用：支承和固定轴系零件。（箱体必须具有足够的强度和刚度，以免引起沿齿轮齿宽上载荷分布不匀。） 为了增加箱体的刚度，通常在箱体上制出筋板,13,13,箱盖,箱座,轴承旁 连接螺栓,轴承座孔,14,14,封油环,轴承,大齿轮,由于齿轮和轴承可能分别采用润滑油和润滑脂，此时二者不能相混

3、，否则轴承润滑脂被冲走，故应在轴承处采用密封装置“挡油环”,15,15,视孔盖,通气螺塞,吊钩,吊耳,垫片,16,油面指示器,放油螺塞,轴承盖,地脚螺栓孔,起盖螺钉,定位销,肋板,毛毡密封圈,定位销作用：镗轴承孔定位用，锥度1：50 两个， 对角线布置。 起盖螺钉作用：起盖用 ，两个对角线布置,17,18,19,20,减速器内部结构,箱盖和箱座之间用螺栓联接成一整体。 为了使轴承座旁的联接螺栓尽量靠近轴承座孔，并增加轴承支座的刚性，应在轴承座旁制出凸台。 设计螺栓孔位置时，应注意留出扳手空间,当高速级的小齿轮直径和轴的直径相差不大（df-d67mn）时，将小齿轮与轴制成一体，称为齿轮轴。 大齿

4、轮与轴分开制造，用普通平键作周向固定,轴承端盖与箱体座孔外端面之间垫有调整垫片组，以调整轴承游隙，保证轴承正常工作,轴肩,轴套,轴承端盖,封油环,调整垫片,深沟球轴承,1）观察孔盖板（视孔盖）： 为了检查传动零件的啮合情况，并向箱体内加注润滑油。 视孔盖平时用螺钉固定在箱盖上，盖板下垫有有纸质密封垫片,以防漏油,2）通气器（通气螺塞）： 通气器用来沟通箱体内、外的气流，箱体内的气压不会因减速器运转时的油温升高而增大，从而提高了箱体分箱面、轴伸端缝隙处的密封性能。 通气器多装在箱盖顶部或视孔盖上，以便箱内的膨胀气体自由溢出,5）油面指示器（油标） 为了检查箱体内的油面高度，及时补充润滑油，应在油

5、箱便于观察和油面稳定的部位，装设油面指示器,26,27,28,4）放油螺塞： 换油时，为了排放污油和清洗剂，应在箱体底部、油池最低位置开设放油孔，平时放油孔用油螺塞旋紧，放油螺塞和箱体结合面之间应加防漏垫圈,3）起吊装置： 为了便于搬运，需在箱体上设置起吊装置。 箱盖上铸有两个吊耳，用于起吊箱盖。 箱座上铸有两个吊钩，用于吊运整台减速器,29,设 计 步 骤,1. 电动机选择（p194） 2. 传动装置总体设计（p203） （1）计算总传动比和分配各级传动比 （2）计算传动装置的运动和动力参数 例子 3. 传动零件设计计算（p205） （1）选择联轴器类型及型号 （2）减速器内传动零件设计,3

6、0,一、选择电动机,1）确定电动机类型： 推荐Y系列380V，三相异步电动机 2）计算电动机功率 设：工作机（卷筒）所需功率Pw 电动机至工作机之间传动装置的总效率为 电动机需要的功率Pd,31,式中， kW F为工作机（卷筒）的阻力(输送带拉力) ，N； v为工作机的线速度(输送带速度) ，m/s； 为工作机的效率。 总效率为： 其中， 分别为传动装置中每一传动副（齿轮、带或链）、每对轴承、每个联轴器的效率。（p4,32,3）确定电动机转速,已知卷筒转速为nw（r/min） 电动机转速的可选范围为 其中， 为各级传动的合理传动比范围（p196，表14-2 ）。 常用转速有750r/min,1

7、000r/min,1500r/min,33,根据选定的电动机类型、功率和转速，由表12-1表12-14查出电动机型号； 记录其型号、额定功率、满载转速、外形尺寸、中心高、轴伸尺寸、键连接尺寸、地脚尺寸等参数备用； 设计传动装置时，一般按工作机实际需要的电动机输出功率Pd计算，转速则取满载转速,34,1 计算总传动比及分配各级传动比,传动装置的总传动比为： 式中，nm为电动机满载转速，r/min； nw为工作机转速， r/min。 多级传动中，总传动比应为： 式中， 为各级传动机构的传动比,35,在已知总传动比要求时，如何合理选择和分配各级传动比，要考虑以下几点,1）各级传动机构的传动比应尽量在

8、推荐范围内选取（表1-6）。 （2）应使传动装置结构尺寸较小，重量较轻。 （3）应使各传动件尺寸协调，结构匀称合理，避免干涉碰撞,36,注意,传动装置的实际传动比要由选定的齿数或标准带轮直径准确计算，因而与要求的传动比可能有误差。 一般允许工作机实际转速与要求转速的相对误差为（35）,37,2 计算传动装置的运动和动力参数计算,设一传动装置从电动机到工作机有三轴，依次为、轴，则： （1）各轴转速（r/min,i0, i1, i2分别为电动机轴至轴、 至轴， 至 轴间的传动比,2）各轴功率（kW,01, 12, 23分别为电动机轴至轴、 至轴， 至 轴间的传动效率,3）各轴转矩（N.m,主 要

9、内 容,齿轮传动设计（参考教科书P175的例题11-1。 ） 轴的设计（高速轴和低速轴） 滚动轴承的选择,1）选择齿轮材料、热处理方法及精度等级,减速器为一般齿轮传动，圆周速度不会太大，根据教科书P168的表112，初选8级精度,2）按齿面接触疲劳强度设计齿轮,3）主要参数选择和几何尺寸计算,齿数 对于闭式软齿面齿轮传动，通常z1在2040之间选取。为了使重合度较大，取z120，则z2iz1。 模数m=d1/z1 标准模数应大于或等于上式计算出的模数。 分度圆直径d 中心距a 齿轮宽度b 大齿轮宽度 小齿轮宽度 其他几何尺寸的计算（齿顶圆直径、齿根圆直径,4）按轮齿弯曲强度校核齿轮,注意事项,

10、齿轮需要计算的参数：a，m，z1,z2,b1 , b2, dai, dfi, di; 模数应取标准值，齿宽和其他结构尺寸应尽量圆整； 小齿轮齿宽b1应比大齿轮齿宽b2大510 mm，取齿宽系数d=11.2； 材料一般取45钢，Pd5.5 kW时用合金钢如40Cr等,四、绘制装配底图,1选择视图 一般用三视图，和必要的局部视图,46,主视图应符合其工作位置，重点表达外形,俯视图采用沿结合剖切的画法，将内部的装配关系以及零件之间的相互位置清晰地表达出来，同时也表达出齿轮的啮合情况、回油槽的形状以及轴承的润滑情况,左视图可采用外形图或局部视图，主要表达外形。可以考虑在其上作局部剖视，表达出安装孔的内

11、部结构，以便于标注安装尺寸,2布置图面,1）确定绘图的有效面积 考虑图形尺寸、比例、明细表、技术要求等因素。 2）大体确定三视图的位置,3、设计步骤,画出图框、标题栏、明细表的底稿线； 按中心距先画轴心线，再画齿轮、轴及轴承； 先画箱内，后画箱外； 先粗画，后细画； 先画俯视图，再画主视图； 最后画侧视图； 布图上下左右前后要适当匀称,51,4、先画俯视图,1）根据中心距a先画俯视图的两根轴线 （2）然后画齿轮（注意：齿轮的齿顶圆不能与其它的轴干涉）； （3）按设计资料决定传动零件的轴向间距，然后确定零件与箱体内壁的间距，画出俯视图的箱体内框线； （4）确定轴的支点和轴上零件力的作用点,1、画

12、剖面线、编排序号、画尺寸界线等。 2、检查、加深。经检查校对后，擦去多余的图线，然后按线型加深。 3、画箭头，填写尺寸数值、标题栏、明细表及技术要求等。 4、全面检查，完成作图,注意：尺寸标注 1）定位尺寸（齿轮中心距及偏差，地脚螺钉尺寸，主、从动轴外伸端的配合长度和直径，机座中心高等） 2）配合尺寸（齿轮与轴，轴承与轴，轴承与箱体，等） 3）外廓尺寸（减速器的最大长、宽、高；减速器底座的长、宽、高,58,设计中应注意的问题,输入（出）轴外伸端长度、直径应与联轴器孔径匹配。 轴伸出的轴承端盖孔内装有密封元件，如采用毛毡密封圈，对防止箱内润滑油泄漏以及外界灰尘、异物浸入箱体，具有良好的密封效果,

13、59,要求与建议,60,1. 计算过程纸张注意保存，方便说明书整理。 2. 说明书编写要求： 装订顺序：封面，目录（有页码），设计任务书，电动机选择、传动比分配、传动装置的运动和动力参数计算，传动件设计计算（联轴器的选择、齿轮传动、轴强度计算、轴承选择） 。 3. 画图的注意点： 边框与标题栏（画图之前第一步）； 每个结构彻底理解（参考模型）；图线清晰,要求与建议,61,注意：1. 重点参考：指导书P191-250。 2. 作息时间和平时一致。 3. 成绩：计算说明书20%，画图60%，平时20,进度安排,大齿轮,低速轴,齿轮轴,轴零件图（A3图纸,70,齿轮零件图（A3图纸,71,例,运输带

14、工作拉力：F=7 kN 运输带工作速度：v=1.1m/s 滚 筒 直 径：D=400mm 滚 筒 效 率：5=96,72,设 计 步 骤,1、计算工作机(滚筒)所需功率和转速,73,2、电动机输出功率,3、 确定电动机额定功率,4、确定电动机转速,74,滚筒工作转速,所需电机转速,5、确定电机型号,查课程设计手册，根据 和 定电机型号,6、计算总传动比,75,7、分配传动比,8、计算各轴的转速、功率和转矩,例：电动机经减速器带动水泥搅拌机工作。已知：电动机的功率P=11KW,转速n=970r/min,电动机的直径和减速器输入轴的直径均为42mm,工作有中等冲击。试选择电动机与减速器之间的联轴器,解： （1）选择联轴器类型,为了缓和冲击和减轻振动， 选用弹性套柱销联轴器,2）求计算转矩,由291页，表17-1查得：载荷系数KA=1.9 故 计算转矩： Tc=KAT=1.9108=205N.m,3）确定型号 由手册选取TL6，有关数据为,公称扭矩（许用扭矩）为250N.m 许用转速为3800r/min（联轴器材料为钢时） 许用的轴孔直径在3242mm之间,满足本题要求，故适用