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1、課件內(nèi)容,,第一部分 課程設計概述,第二部分 減速器的結(jié)構(gòu),第三部分 減速器設計計算的相關(guān)問題,,第一部分 課程設計概述,1、培養(yǎng)學生綜合運用所學知識解決工程實際問題的能力,并通過實際設計訓練使所學理論知識得以鞏固和提高。,2、學習和掌握一般機械設計的基本方法和程序,樹立正確的工程設計思想,培養(yǎng)獨立設計能力,為后續(xù)課的學習和實際工作打基礎。,3、進行機械設計基本技能的訓練,包括設計計算、繪圖、查閱和使用標準規(guī)范、手冊、圖冊等相關(guān)技術(shù)資料等。,二、設計題目,常規(guī)題目為減速器,因為它包含齒輪、軸、箱體、螺栓、鍵、帶、聯(lián)軸器、軸承等多種零部件,且參考資料全面。,減速器是用于原動機和工作機之間用來起減
2、速作用的獨立部件,它由剛性箱體、齒輪等傳動副及若干附件組成,屬系列產(chǎn)品。,一、設計目的,,工作條件:單班制,連續(xù)單向運轉(zhuǎn),載荷輕微沖擊;工作年限10年,大修期3年;每年按330天計 ;室內(nèi)工作,有粉塵;運輸帶允許誤差為5%;在中小型機械廠批量生產(chǎn)。,設計題目-帶式輸送機傳動裝置設計,功能:主要完成由輸送帶運送機器零、部件的工作,,三、設計工作量,以二級展開式圓柱齒輪減速器為例。,工作量:1、減速器裝配圖0#一張(手繪及電子版必須一致),2、軸零件圖1張(3#或2#),3、齒輪零件圖任選1張(3#或2#),4、設計說明書一份,四、設計主要步驟,2、總體設計(約占總學時5%),分析和擬定傳動方案,
3、電動機的選擇,運動和動力參數(shù)計算,1、設計準備(約占總學時5%),研究設計任務書,分析設計題目,明確設計內(nèi)容、條件和要求;通過看實物、圖像、查閱資料等方式了解設計對象;擬定設計計劃;準備設計用具等。,,5、零件工作圖設計(約占總學時10%),6、撰寫整理設計計算說明書(約占總學時10%),7、設計總結(jié)及答辯(2012年1月4日開始) (約占總學時5%),3、裝配圖的設計(約占總學時50%),繪制裝配草圖,進行軸和傳動件的結(jié)構(gòu)設計,選擇鍵和軸承,進行鍵、軸承的校核,軸的強度驗算,進行機體結(jié)構(gòu)及其附件的設計,標注尺寸,填寫減速器特性、技術(shù)要求、標題欄和明細表,檢查、修改、線條加深,3、傳動件的設計
4、計算(約占總學時5%),V帶傳動,齒輪傳動 等,,五、設計注意事項及成績評定,設計成績分為:優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格,成績評定主要依據(jù):圖紙、答辯、平時、說明書,注意事項:,正確利用現(xiàn)有設計資料,勤于思考,敢于創(chuàng)新,正確使用標準和規(guī)范,設計是邊計算、邊畫圖、邊修改的交叉過程,要養(yǎng)成有錯必改,精益求精的科學態(tài)度。,,,第二部分 減速器的結(jié)構(gòu),,,油標尺,箱座,視孔蓋,通氣器,箱蓋,放油塞,軸承蓋,,,定位銷,,,低速軸系,,,高速軸系,中間軸系,,一、總體設計,擬定設計方案,二、選擇電動機,,類型選擇,電動機容量的確定,無特殊需要,選用Y系列三相交流異步電動機,所選電動機的額定功率Ped應
5、等于或稍大于電動機的實際輸出功率Pd,即,電動機的實際輸出功率,若容量過小,不能保證工作機正常工作,電機過早損壞;若容量過大,成本增加,造成浪費,,第三部分 減速器設計的有關(guān)問題,,轉(zhuǎn)速的選擇,電動機的型號確定,常用同步轉(zhuǎn)速有:3000、1500、1000、750r/min,電動機的可選轉(zhuǎn)速范圍,同步轉(zhuǎn)速低的電動機,級對數(shù)多,尺寸大,重量大,成本高,但總傳動比??;同步轉(zhuǎn)速高則正好相反。,根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速范圍,從手冊中查出適用的電動機型號。并記錄下電動機的額定功率Ped,滿載轉(zhuǎn)速nm,外形尺寸,中心高,伸出端直徑等主要參數(shù)和安裝尺寸。,n工作機轉(zhuǎn)速,由已知條件求得,各效率查表確定,,三、傳動比的分
6、配,總傳動比,分配傳動比時應注意以下幾點: 1)各級傳動比都應在合理范圍內(nèi) 2)應注意使各傳動件尺寸協(xié)調(diào),結(jié)構(gòu)勻稱,避免發(fā)生相互干涉。,3)對于多級減速傳動,可按照“前小后大”(即由高速級向低速級逐漸增大)的原則分配傳動比,且相鄰兩級差值不要過大。,,大帶輪碰地面,高速級 大齒輪 碰低速軸,4)在采用浸油潤滑時,分配傳動比時要考慮傳動件的浸油條件。 展開式或分流式二級圓柱齒輪減速器,其高速級傳動比i1和低速級傳動比i2的關(guān)系通常取 分配圓錐圓柱齒輪減速器的傳動比時,通常取錐齒輪傳動比i13。 兩級同軸式圓柱齒輪減速器,兩級傳動比可取為,,5)盡量使傳動裝置外廓尺寸緊湊,或重量最小 。,,四
7、、運動和動力參數(shù)的計算,1. 計算各軸轉(zhuǎn)速,2. 計算各軸輸入功率,3. 計算各軸輸入轉(zhuǎn)矩,將上述參數(shù)列成表2-3,,,,,,五、傳動件的設計計算,1. 帶傳動,由前面的計算,已知:帶傳動的輸入功率,小帶輪的轉(zhuǎn)速,傳動比i帶,需要設計:帶的型號、根數(shù)Z、基準長度Ld,帶輪基準直徑dd,壓軸力FQ,帶傳動的中心距a等。,檢查帶輪尺寸與傳動裝置外廓尺寸的相互關(guān)系。如裝在電機軸上的小帶輪直徑與電機中心高是否適宜,其軸孔直徑與電機軸徑是否一致,大帶輪是否過大與底板相碰等 。,,,根據(jù)情況,選擇直齒輪或斜齒輪傳動,軟齒面或硬齒面。,要設計:模數(shù)m,中心距a,齒數(shù)z,分度圓直徑d,齒頂圓直徑da,齒根圓直
8、徑df ,齒寬b,精度等級,螺旋角,齒輪的結(jié)構(gòu)形式等。,2. 齒輪傳動,(1)軟齒面與硬齒面齒輪傳動的設計程序不同,注意:,對閉式軟齒面齒輪傳動 (配對齒輪之一的硬度350HBS), 最常出現(xiàn):齒面疲勞點蝕 先按齒面接觸強度進行設計,然后校核齒根彎曲強度,對閉式硬齒面齒輪傳動(配對齒輪的硬度均350HBS), 最常出現(xiàn):輪齒折斷 先按齒根彎曲強度進行設計,然后校核齒面接觸強度,,,齒寬b取整,b1 = b2 + (5 10) mm;,直徑d 、 da 、 df ,螺旋角應為精確值,(2)數(shù)據(jù)處理,模數(shù)m標準系列值,不小于 1.5mm ;,中心距a0或5結(jié)尾的整數(shù),對于直齒輪,
9、 a應嚴格等于,對于斜齒輪, a應嚴格等于,,六、最小軸徑的估算,,估計各軸受扭段的最小軸徑,2)當此軸段上有鍵槽時,將d 按單、雙鍵分別加大4%或7%后,取整數(shù)。,1)C為由軸的許用扭切應力所確定的系數(shù),與材料有關(guān),查表確定。 注意:若為齒輪軸(上圖),軸的材料即為齒輪的材料。,說明:,若最小軸徑處裝聯(lián)軸器,最小軸徑應與聯(lián)軸器的孔徑匹配。,,,固定式聯(lián)軸器,可移式聯(lián)軸器,(要求被聯(lián)接兩軸軸線嚴格對中),(可補償被聯(lián)接兩軸的相對位移),,剛性可移式聯(lián)軸器,彈性可移式聯(lián)軸器,(無彈性元件),(有彈性元件),齒式聯(lián)軸器,,,凸緣聯(lián)軸器,套筒聯(lián)軸器,十字滑塊聯(lián)軸器,萬向聯(lián)軸器,,彈性套柱銷聯(lián)軸器,彈
10、性柱銷聯(lián)軸器,輪胎式聯(lián)軸器,.,,,七、聯(lián)軸器的選擇,,聯(lián)軸器的選擇包括聯(lián)軸器類型和型號的合理選擇。,(一)、聯(lián)軸器的類型,,對中小型減速器,輸入軸、輸出軸均可采用彈性套柱銷聯(lián)軸器或彈性柱銷聯(lián)軸器,,,,按計算轉(zhuǎn)矩并兼顧所聯(lián)接兩軸的尺寸選定。要求所選聯(lián)軸器允許的最大轉(zhuǎn)矩不小于計算轉(zhuǎn)矩,聯(lián)軸器軸孔直徑應與被聯(lián)接兩軸的直徑匹配。,即 TcKAT T,,且保證,(二)、聯(lián)軸器型號的確定,式中:Tc聯(lián)軸器傳遞的名義轉(zhuǎn)矩;,KA工作情況系數(shù),查表;,T聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)矩,查標準。,,1.確定箱體的結(jié)構(gòu),整體式或剖分式,鑄造或焊接,2.確定軸承的潤滑方式,當齒輪的圓周速度v 2m/s時,軸承采
11、用脂潤滑。軸承端面與箱體內(nèi)壁的距離為812mm,此時要設有封油盤。,當齒輪的圓周速度v 2m /s時,軸承采用油潤滑。軸承端面與箱體內(nèi)壁的距離為23mm 。,2
12、1.先畫高速級齒輪,2.兩個大齒輪端面相距3,畫低速級齒輪,3.畫箱體內(nèi)壁:小齒輪端面與內(nèi)壁相距2 ,大齒輪頂圓與內(nèi)壁相距1,左側(cè)暫不畫,4.畫軸承端面位置:若為脂潤滑,軸承端面與箱體內(nèi)壁的距離為812mm,5.明確軸上主要零件的布置及定位方法,依據(jù)初估軸徑,考慮定位軸肩和非定位軸肩逐一確定各軸段直徑,,畫圖過程,,軸段直徑: 從聯(lián)軸器d1處開始,,軸段長度:,軸徑確定后,初定軸承型號,從而查得軸承寬度B,,注意事項,齒輪輪轂的長度應滿足l=(1.21.5)d,至少l=d, d裝齒輪處軸的直徑,當齒寬系數(shù)取值較小時,尤其是硬齒面,會導致齒寬b較小,可能會出現(xiàn)齒輪輪轂長度l小
13、于所在軸直徑d,此時應加長輪轂至滿足上述要求。 此時,最初根據(jù)齒寬b確定的箱體內(nèi)壁位置必須作相應的調(diào)整。,,1.鍵的選擇及校核,軸的結(jié)構(gòu)設計完成后,根據(jù)鍵所在的軸徑查標準確定鍵的截面尺寸b、h。兼顧輪轂長度確定標準鍵長L 。,驗算鍵的擠壓強度。若強度不足,可采用相隔180的雙鍵,但按1.5個鍵計算 。,2.軸承的壽命計算,類型的選擇:若軸上的齒輪為斜齒輪,最好選用7類或3類軸承,以便承受較大的軸向載荷;若為直齒輪,優(yōu)先選用6類軸承。,型號的確定:可從中系列初選。如軸頸直徑d=40mm,若選深溝球軸承,則可初選6308。,求得各軸承所受的當量動載荷P,從而計算軸承壽命Lh ,滿足,校核計算,,
14、軸的結(jié)構(gòu)設計初步完成后,可精確確定:軸的支點位置及軸上所受載荷的大小、方向和作用點。軸的強度校核一般遵循下列步驟:,,畫出軸的空間受力簡圖,作出水平面的受力圖和彎矩MH圖,作出垂直面的受力圖和彎矩MV圖,作出轉(zhuǎn)矩T 圖,確定危險截面,進行校核計算,作出合成彎矩M 圖 ( ),3.軸的強度校核,一般用途的軸,可按當量彎矩法進行強度校核 ;對重要軸,對軸進行疲勞強度安全系數(shù)校核。,,九、圖面布置,繪制裝配圖時,首先必須考慮圖面布置問題,其布置形式如下:,,十、裝配圖完成階段的工作,裝配圖底圖完成后,應進行尺寸標注,技術(shù)要求、減速器特性、零部件編號及零件明細表和標題欄的填寫,檢查無誤后加深,完
15、成裝配圖。,尺寸標注:裝配圖上只標注以下四類尺寸,技術(shù)特性:在裝配圖上以表格形式列出,技術(shù)要求:,(1)輸入功率和轉(zhuǎn)速(2)傳動效率(3)總傳動比及各級傳動比等。,(1) 特性尺寸。指減速器的中心距及偏差。,(2) 配合尺寸。如齒輪、帶輪、聯(lián)軸器和軸的配合,軸承和軸、軸承座的配合等。,寫明在視圖上無法表示的關(guān)于裝配、調(diào)整、檢驗、維護等方面的技術(shù)說明。,(3) 安裝尺寸。如底板尺寸、中心高、地腳螺栓孔及位置等。,(4) 外形尺寸。指總長、總寬、總高,,零部件編號:,按要求對各個零件正確編號,既不能重復也不能遺漏。各視圖中的編號均按順時針或逆時針方向排列整齊。,零件明細表和標題欄:,零件明細表和標
16、題欄必須符合標準 。明細表中的內(nèi)容應與零部件編號對應,由下向上填寫,,十一、繪制零件工作圖,應包括制造和檢驗零件所需的全部內(nèi)容。包括:圖形、尺寸及其公差、表面粗糙度、形位公差、材料和熱處理說明、技術(shù)要求、標題欄等。,,(一)、主要內(nèi)容,目錄(標題及頁次),設計任務書,傳動方案的擬定(簡要說明,附傳動方案簡圖),電動機的選擇,傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)計算,傳動零件的設計計算,軸的設計計算,鍵聯(lián)接的選擇和計算,滾動軸承的選擇和計算,聯(lián)軸器的選擇,主要參考文獻,設計小結(jié),潤滑方法和密封形式,潤滑油牌號的選擇,十二、撰寫設計計算說明書,,(二)、封面要求,,(三)、計算部分的格式要求,二級展開式圓柱齒輪減速器,蝸桿減速器,齒輪蝸桿減速器,返回,圓錐圓柱齒輪減速器,行星齒輪減速器,返回,擺線針輪減速器,油、脂潤滑的軸承所處位置,(A)軸承為脂潤滑,(B)軸承為油潤滑,注意:封油盤的位置與畫法,注意:油溝,返回,常見軸承蓋的類型,(A)凸緣式軸承蓋,(B)嵌入式軸承蓋,返回,