機械設(shè)計課程設(shè)計步驟(減速器的設(shè)計).doc

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目 錄 第一章 傳動裝置的總體設(shè)計 一、電動機選擇 1.選擇電動機的類型 2.選擇電動機的功率 3.選擇電動機的轉(zhuǎn)速 4.選擇電動機的型號 二、計算總傳動比和分配各級傳動比 三、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 1.各軸轉(zhuǎn)速 2.各軸功率 3.各軸轉(zhuǎn)矩 4.運動和動力參數(shù)列表 第二章 傳動零件的設(shè)計 一、減速器箱體外傳動零件設(shè)計 1.帶傳動設(shè)計 二、減速器箱體內(nèi)傳動零件設(shè)計 1.高速級齒輪傳動設(shè)計 2.低速級齒輪傳動設(shè)計 三、選擇聯(lián)軸器類型和型號 1.選擇聯(lián)軸器類型 2.選擇聯(lián)軸器型號 第三章 裝配圖設(shè)計 一、裝配圖設(shè)計的第一階段 1.裝配圖的設(shè)計準(zhǔn)備 2.減速器的結(jié)構(gòu)尺寸 3.減速器裝配草圖設(shè)計第一階段 二、裝配圖設(shè)計的第二階段 1.中間軸的設(shè)計 2.高速軸的設(shè)計 3.低速軸的設(shè)計 三、裝配圖設(shè)計的第三階段 1.傳動零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 2.滾動軸承的潤滑與密封 四、裝配圖設(shè)計的第四階段 1.箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計 2.減速器附件的設(shè)計 3.畫正式裝配圖 第四章 零件工作圖設(shè)計 一、零件工作圖的內(nèi)容 二、軸零件工作圖設(shè)計 三、齒輪零件工作圖設(shè)計 第五章 注意事項 一、設(shè)計時注意事項 二、使用時注意事項 第六章 設(shè)計計算說明書編寫 第一章 傳動裝置總體設(shè)計 一、電動機選擇 1.選擇電動機的類型 電動機有直流電動機和交流電動機。直流電動機需要直流電源，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格較高；當(dāng)交流電動機能滿足工作要求時，一般不采用直流電動機，工程上大都采用三相交流電源，如無特殊要求應(yīng)采用三相交流電動機。交流電動機又分為異步電動機和同步電動機，異步電動機又分為籠型和繞線型，一般常用的是Y系列全封閉自扇冷式籠型三相異步電動機，它具有防止灰塵、鐵屑或其他雜物侵入電動機內(nèi)部的特點，適用于沒有特殊要求的機械上，如機床、運輸機、攪拌機等。所以選擇Y系列三相異步電動機。 2.選擇電動機的功率 電動機的功率用額定功率Ped表示，所選電動機的額定功率應(yīng)等于或稍大于工作機所需的電動機輸出功率Pd。功率小于工作要求則不能保證工作機正常工作，或使電動機長期過載，發(fā)熱大而過早損壞；功率過大，則增加成本，且由于電動機不能滿載運行，功率因素和效率較低，能量不能充分利用而造成浪費。工作機所需電動機輸出功率應(yīng)根據(jù)工作機所需功率和中間傳動裝置的效率等確定。 工作機所需功率為：，ηw——工作機（卷筒）的效率，查吳宗澤P5表1-7。 工作機所需電動機輸出功率為：，η1 ——帶傳動效率；η2——滾動軸承效率；η3 ——齒輪傳動效率；η4——聯(lián)軸器效率，查吳宗澤P5表1-7。 電動機的額定功率：Ped=（啟動載荷/名義載荷）Pd，查吳宗澤P167表12-1選擇電動機的額定功率。 3.選擇電動機的轉(zhuǎn)速 具有相同額定功率的同類型電動機有幾種不同的同步轉(zhuǎn)速。低轉(zhuǎn)速電動機級數(shù)多，外廓尺寸較大，質(zhì)量較重，價格較高，但可使總傳動比及傳動裝置的尺寸減小，高轉(zhuǎn)速電動機則相反，應(yīng)綜合考慮各種因素選取適當(dāng)?shù)碾妱訖C轉(zhuǎn)速。Y系列三相異步電動機常用的同步轉(zhuǎn)速有3000r/min、1500r/min、1000r/min和750r/min，一般多選同步轉(zhuǎn)速為1500r/min和1000r/min的電動機。為使傳動裝置設(shè)計合理，可根據(jù)工作機的轉(zhuǎn)速要求和各級傳動機構(gòu)的合理傳動比范圍，推算出電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍，即 nd=(i1i2…in)nw，nd為電動機可選轉(zhuǎn)速范圍，i1，i2，…，in為各級傳動機構(gòu)的合理傳動比范圍，nw為工作機轉(zhuǎn)速。 工作機轉(zhuǎn)速： 查吳宗澤P188表13-2知：iV帶傳動=2~4，i單級圓柱齒輪傳動=2~5，則電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為 nd=(2~4)(3~5)(3~5)nw 電動機轉(zhuǎn)速推薦選擇1500r/min 4.選擇電動機的型號 根據(jù)電動機額定功率和轉(zhuǎn)速，由吳宗澤P167表12-1確定電動機型號。 電動機的主要外形尺寸和安裝尺寸（吳宗澤P168表12-3） ① 中心高：H ② 外形尺寸：L(AC/2+AD)HD ③ 地腳安裝尺寸：AB ④ 地腳螺栓孔直徑K ⑤ 軸伸尺寸：DE ⑥ 裝鍵部位尺寸：FG 二、計算總傳動比和分配各級傳動比 總傳動比為i，帶傳動的傳動比比為i0，高速級齒輪傳動的傳動比為i1，高速級齒輪傳動的傳動比為i2。 在已知總傳動比要求時，合理選擇和分配各級傳動機構(gòu)的傳動比應(yīng)考慮以下幾點 1）各級傳動比都應(yīng)在推薦的合理范圍以內(nèi)（吳宗澤P188表13-2）。 2）應(yīng)使各傳動件的尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)合理，避免相互干涉碰撞。例如由帶傳動和齒輪減速器組成的傳動中，一般應(yīng)使帶傳動的傳動比小于齒輪傳動的傳動比；若帶傳動的傳動比過大，將使大齒輪過大，可能會出現(xiàn)大帶輪輪緣與底座相碰；推薦i0=2~2.5。對于兩級齒輪減速器，兩級的大齒輪直徑盡可能相近，以利于浸油潤滑，一般推薦高速級傳動比i1=(1.3~1.5)i2。 i0=2~2.5= i1=(1.3~1.5)i2= （nm為電動機滿載轉(zhuǎn)速） 三、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 機械傳動裝置的運動和動力參數(shù)主要是指各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩，它是設(shè)計計算傳動件的重要依據(jù)。為進(jìn)行傳動件的設(shè)計計算，需先計算出各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩。一般按電動機至工作機之間運動傳遞的路線推算各軸的運動和動力參數(shù)。 1.各軸轉(zhuǎn)速 Ⅰ軸 ：；Ⅱ軸 ：；Ⅲ軸 ： 2.各軸功率 Ⅰ軸：；Ⅱ軸：；Ⅲ軸： 3.各軸轉(zhuǎn)矩 Ⅰ軸：；Ⅱ軸 ；Ⅲ軸 4.運動和動力參數(shù)列表 軸名 運動和動力參數(shù) 轉(zhuǎn)速n(r/min) 功率P/kW 轉(zhuǎn)矩T/Nm Ⅰ軸 Ⅱ軸 Ⅲ軸 設(shè)計傳動裝置時，一般按工作機實際需要的電動機輸出功率Pd計算，轉(zhuǎn)速則取滿載轉(zhuǎn)速 第二章 傳動零件設(shè)計計算 一、減速器箱體外傳動零件設(shè)計 1.帶傳動設(shè)計 1）已知條件：工作機實際需要的電動機輸出功率Pd，小帶輪轉(zhuǎn)速為電動機的滿載轉(zhuǎn)速nm，傳動比為i0，每天工作16小時，載荷變動小，輕載啟動。 2）設(shè)計步驟見教材P163~164。補充步驟9計算大小帶輪的最大直徑da(教材P160~161)。 3）注意事項： ① 此時應(yīng)檢查小帶輪的最大直徑與電動機的安裝尺寸是否干涉，即小帶輪的最大直徑是否大于電動機的中心高，若大于則會干涉，若小于則不會干涉。 ② 大帶輪的最大直徑與傳動裝置的外廓尺寸是否干涉的檢查待減速器的中心高確定后進(jìn)行。 二、減速器箱體內(nèi)傳動零件設(shè)計 1.高速級齒輪傳動設(shè)計 1）已知條件：斜齒圓柱齒輪傳動，輸入功率為PI，小齒輪轉(zhuǎn)速為nI，傳動比為i1，由電動機驅(qū)動，工作壽命為10年，每年工作300天，每天工作16小時，輕微沖擊，轉(zhuǎn)向不變。 2）設(shè)計步驟見教材P211~213，P218~221。 3）注意事項： ① 齒輪材料要求：若采用齒輪軸時，齒輪的材料應(yīng)兼顧軸的要求，選用45鋼，同一減速器的各級小齒輪（或大齒輪）的材料若沒有特殊要求選用相同的牌號，以減少材料牌號和降低加工的工藝要求；高速級常為齒輪軸，推薦選用45鋼。 ② 齒輪傳動的尺寸與參數(shù)取值原則：法面模數(shù)mn取為標(biāo)準(zhǔn)值，齒數(shù)z、中心距a、齒寬b取為整數(shù)，螺旋角β準(zhǔn)確到“秒”，分度圓直徑準(zhǔn)確到小數(shù)點后2到3位。 4）齒輪的參數(shù)和幾何尺寸列表 mn1=，β1=，z1=，z2=，d1=，d2=，aI-II=，b1=，b2=，da1=，da2=，df1=，df2= 5）根據(jù)上述計算尺寸判斷齒輪的結(jié)構(gòu)形式（教材P229），若為實心式在軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)注意判斷是否采用齒輪軸。 2.低速級齒輪傳動設(shè)計 1）已知條件：斜齒圓柱齒輪傳動，輸入功率為PII，小齒輪轉(zhuǎn)速為nII，傳動比為iII，由電動機驅(qū)動，工作壽命為10年，每年工作300天，每天工作16小時，輕微沖擊，轉(zhuǎn)向不變。 2）設(shè)計步驟見教材P211~213，P218~221。 3）注意事項：與高速級齒輪傳動設(shè)計相同。 4）齒輪的參數(shù)和幾何尺寸列表 mn3=，β3=，z3=，z4=，d3=，d4=，aII-III=，b3=，b4=，da3=，da4=，df3=，df4= 5）與高速級齒輪傳動設(shè)計相同。 三、選擇聯(lián)軸器類型和型號 1.選擇聯(lián)軸器類型 聯(lián)軸器除連接兩軸并傳遞轉(zhuǎn)矩外，有些還具有補償兩軸因制造和安裝誤差而造成的軸線偏移的功能，以及緩沖、吸振、安全寶華等功能，故要根據(jù)傳動裝置工作要求選擇聯(lián)軸器的類型。 本減速器的低速軸與工作機軸用聯(lián)軸器相連，由于聯(lián)軸器連接的這兩根軸的轉(zhuǎn)速較低，傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，減速器與工作機常不在同一底座上，要求有較大的軸線偏移補償，因此常選用無彈性元件的撓性聯(lián)軸器，如齒式聯(lián)軸器。 2.選擇聯(lián)軸器型號 標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器主要按傳遞的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和軸的直徑來選擇型號，型號的選擇在減速器的低速軸設(shè)計時確定。 第三章 裝配圖設(shè)計 裝配圖是表達(dá)各零部件結(jié)構(gòu)形狀、相互位置與尺寸的圖樣，也是表達(dá)設(shè)計人員構(gòu)思的基本語言。它是繪制零部件工作圖及零部件生產(chǎn)、機器組裝、調(diào)試、維護(hù)的主要依據(jù)。 設(shè)計裝配工作圖時，要綜合考慮工作條件、強度、剛度、加工、裝拆、調(diào)整、潤滑、維護(hù)和經(jīng)濟性等方面的要求，要用合理和足夠的視圖表達(dá)清楚。裝配圖設(shè)計內(nèi)容多、復(fù)雜，要邊畫、邊算、邊改。 減速器裝配圖設(shè)計步驟： ① 減速器裝配圖設(shè)計準(zhǔn)備 ② 繪制裝配草圖：畫出傳動零件、箱體內(nèi)壁線和軸承座孔端面的位置，進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，校核軸和鍵的強度，計算軸承的壽命 ③ 進(jìn)行傳動零件和軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計，選擇軸承的潤滑和密封方式 ④ 設(shè)計減速器的箱體和附件 ⑤ 檢查裝配圖 ⑥ 畫正式裝配圖 一、裝配圖設(shè)計的第一階段 1.裝配圖的設(shè)計裝備 1）準(zhǔn)備有關(guān)設(shè)計數(shù)據(jù) 聯(lián)軸器：轂孔直徑和長度（低速軸設(shè)計時確定）。 帶輪：轂孔直徑和長度（高速軸設(shè)計時確定）。 齒輪的主要參數(shù)及尺寸：中心距、分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒寬。 減速器的結(jié)構(gòu)尺寸：各種螺栓、壁厚、減速器內(nèi)各零件的位置尺寸。 2）選擇圖樣比例和視圖布置 比例尺一般選擇1：1或1：2。一般有三個視圖，必要時還應(yīng)有局部視圖、向視圖和局部放大圖。根據(jù)減速器傳動零件的尺寸，估計減速器的輪廓尺寸，同時考慮標(biāo)題欄、明細(xì)表、技術(shù)特性、技術(shù)要求等所需空間，合理布置視圖。參考復(fù)印P16圖4-1。 2.減速器的結(jié)構(gòu)尺寸 減速器一般由箱體、軸系零部件、附件三大部分組成。 1）一般用途的減速器箱體采用鑄鐵制造，箱體結(jié)構(gòu)圖見復(fù)印P16圖4-2，箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸確定參考復(fù)印P18表4-1，各符號的含義見復(fù)印P16圖4-2和復(fù)印P19表4-3。 2）減速器中各零件的位置尺寸確定參考復(fù)印P19表4-2，各符號的含義見復(fù)印P22圖4-6。 注意事項：此時應(yīng)檢查大帶輪的最大直徑是否與地面發(fā)生干涉，即大帶輪的最大直徑是否大于減速器的中心高，若大于則會干涉，若小于則不會干涉。 3.減速器裝配草圖設(shè)計第一階段 主要任務(wù)：確定減速器內(nèi)各傳動零件的輪廓位置，箱體的內(nèi)壁線和軸承座孔端面。 先從主視圖和俯視圖入手，確定箱體結(jié)構(gòu)時再補齊左視圖。從箱體內(nèi)的傳動零件畫起，由內(nèi)向外，內(nèi)外兼顧。參看復(fù)印P22圖4-6。 1）畫出傳動零件的中心線。 2）畫出齒輪的輪廓：從中間軸開始畫，主視圖兩個大齒輪畫齒頂圓和分度圓，兩個小齒輪畫分度圓；俯視圖上畫出相應(yīng)齒輪的齒頂圓、分度圓和齒寬，中間軸上兩齒輪端面間距為Δ4。 3）畫出箱體內(nèi)壁線：主視圖上距低速級大齒輪齒頂圓Δ1的距離畫箱蓋部分內(nèi)壁線，根據(jù)壁厚δ畫部分外壁線；俯視圖上按兩小齒輪端面與箱體內(nèi)壁間的距離Δ2畫出沿箱體長度方向的兩條內(nèi)壁線，沿箱體寬度方向畫出距低速級大齒輪齒頂圓Δ1的一側(cè)內(nèi)壁線。高速級小齒輪的一側(cè)內(nèi)壁線及箱體結(jié)構(gòu)暫不畫。 4）確定箱體軸承座孔端面位置：根據(jù)軸承座孔長度L1，即可畫出箱體軸承座孔外端面線。 二、裝配圖設(shè)計的第二階段 主要任務(wù)：進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，確定聯(lián)軸器和軸承的型號，軸承端蓋的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計。對低速軸進(jìn)行軸和鍵的強度校核、軸承的壽命計算。 1.中間軸的設(shè)計 已知條件：Ⅱ軸的輸入功率PⅡ、轉(zhuǎn)速nⅡ和轉(zhuǎn)矩TⅡ 設(shè)計步驟： 1）擬定軸上的裝配方案：如圖1所示 2）初步確定軸的最小直徑：（中間軸的最小直徑處無鍵槽，最小直徑無需增大）。 3）確定軸的直徑 ① dⅠ-Ⅱ= dⅤ-Ⅵ≥dmin，且滿足滾動軸承的內(nèi)圈孔徑 確定滾動軸承的代號：按照載荷情況選擇滾動軸承的類型代號（選用圓錐滾子軸承吳宗澤P75或角接觸求軸承吳宗澤P73），根據(jù)軸的直徑確定軸承的內(nèi)徑代號，軸承的尺寸系列代號一般先按中等寬度選?。ǜ鶕?jù)軸承的類型查相應(yīng)的軸承標(biāo)準(zhǔn)表），即對相同類型和內(nèi)徑的軸承選擇軸承標(biāo)準(zhǔn)表中Cr較大的軸承。根據(jù)軸的直徑確定軸承的內(nèi)徑代號，寫出軸承的代號及其尺寸dIIDIITII= 軸承端蓋的設(shè)計：選凸緣式軸承蓋，尺寸計算見吳宗澤P166表11-10，mII=L1-TII-Δ3 ② dⅡ-Ⅲ= dⅣ-Ⅴ＞ dⅠ-Ⅱ，且滿足吳宗澤P11表1-16的標(biāo)準(zhǔn)尺寸 ③ dⅢ-Ⅳ=（1.07~1.1）dⅡ-Ⅲ，且取為整數(shù) 4）確定軸的長度 ① lⅠ-Ⅱ= TII+Δ3+Δ2+（2~3） ② lⅡ-Ⅲ= b3-(2~3) ③ lⅢ-Ⅳ=Δ4 ④ lⅣ-Ⅴ= b2-(2~3) ⑤ lⅤ-Ⅵ= TII+Δ3+Δ2+（b1-b2）/2+（2~3） ⑥ L2=Δ2+ b3+Δ4+ b2+Δ2+（b1-b2）/2 ⑦ L3=2L1+L2(L1=δ+C1+C2+（5~8）) 5）軸上零件的周向定位：選擇高速級大齒輪和低速級小齒輪處的鍵。鍵槽距齒輪裝入側(cè)軸端距離一般為2~5mm，以便于安裝齒輪時使齒輪轂孔上的鍵槽容易對準(zhǔn)鍵。 6）擋油環(huán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計見復(fù)印P39圖5-4 圖1 中間軸的裝配方案 2.高速軸的設(shè)計 已知條件：I軸的輸入功率PI、轉(zhuǎn)速nI和轉(zhuǎn)矩TI 設(shè)計步驟： 1）擬定軸上的裝配方案：如圖2所示 2）初步確定軸的最小直徑：（高速軸的最小直徑處安裝帶輪，有鍵槽，最小直徑需增大5%~7%）。 3）確定軸的直徑 ① dⅠ-Ⅱ≥dmin，且滿足吳宗澤P11表1-16的標(biāo)準(zhǔn)尺寸 ② dⅡ-Ⅲ=（1.07~1.1）dⅠ-Ⅱ，且滿足密封圈的孔徑；選擇密封圈，見吳宗澤P90表7-12 ③ dⅢ-Ⅳ=dⅦ-Ⅷ＞dⅡ-Ⅲ，且滿足滾動軸承的內(nèi)圈孔徑 確定滾動軸承的代號：確定原則與中間軸相同。寫出軸承的代號及其尺寸dIDITⅠ= 軸承端蓋的設(shè)計：選凸緣式軸承蓋，尺寸計算見吳宗澤P166表11-10，mI= L1- TI -Δ3，eI 注意：齒輪從右端裝入，注意判斷齒輪的結(jié)構(gòu)形式，先假定采用齒輪和軸分開制造，參照教材P229判斷齒輪的結(jié)構(gòu)形式。若齒輪和軸分開制造，參照后面的低速軸設(shè)計?，F(xiàn)以齒輪軸為例 ④ dⅣ-Ⅴ=dⅥ-Ⅶ= daI，daI為滾動軸承內(nèi)圈的安裝尺寸，根據(jù)軸承的代號查表確定 ⑤ dⅤ-Ⅵ= da1，da1為高速級小齒輪的齒頂圓直徑 4）確定軸的長度 ① lⅠ-Ⅱ= 帶輪的輪轂長度-（2~3）；帶輪的輪轂長度=（1.5~2）dⅠ-Ⅱ ② lⅡ-Ⅲ=L’I+eI+mI，L’I≥15~20 ③ lⅢ-Ⅳ= TI+Δ3+自行確定的長度 ④ lⅣ-Ⅴ=L2 -Δ2- b1-自行確定的長度 ⑤ lⅤ-Ⅵ=b1 ⑥ lⅥ-Ⅶ=Δ2-自行確定的長度 ⑦ lⅦ-Ⅷ=TI+Δ3+自行確定的長度 5）軸上零件的周向定位：選擇帶輪處的鍵。鍵槽距零件裝入側(cè)軸端距離一般為2~5mm，以便于安裝帶輪時使帶輪轂孔上的鍵槽容易對準(zhǔn)鍵。 6）擋油環(huán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計見復(fù)印P39圖5-4； 圖2 高速軸的裝配方案 3.低速軸的設(shè)計 已知條件：Ⅲ軸的輸入功率PⅢ、轉(zhuǎn)速nⅢ和轉(zhuǎn)矩TⅢ 設(shè)計步驟： 1）擬定軸上的裝配方案：如圖3所示 2）初步確定軸的最小直徑：（高速軸的最小直徑處安裝聯(lián)軸器，有鍵槽，最小直徑需增大5%~7%）。 3）確定軸的直徑 ① dⅠ-Ⅱ=聯(lián)軸器孔徑，且聯(lián)軸器的孔徑≥dmin。選擇聯(lián)軸器：類型為齒式聯(lián)軸器，由吳宗澤P95表8-3，根據(jù)計算轉(zhuǎn)矩Tca=KATⅢ、轉(zhuǎn)速nⅢ和dmin選擇聯(lián)軸器型號，確定聯(lián)軸器的軸孔直徑和軸孔長度 ② dⅡ-Ⅲ=（1.07~1.1）dⅠ-Ⅱ，且滿足密封圈的孔徑；選擇密封圈，見吳宗澤P90表7-12 ③ dⅢ-Ⅳ=dⅦ-Ⅷ＞dⅡ-Ⅲ，且滿足滾動軸承的內(nèi)圈孔徑 確定滾動軸承的代號：確定原則與中間軸相同。寫出軸承的代號及其尺寸dIIIDIIITIII= 軸承端蓋的設(shè)計：選凸緣式軸承蓋，尺寸計算見吳宗澤P166表11-10，mIII= L1- TIII -Δ3，eIII ④ dⅣ-Ⅴ＞dⅢ-Ⅳ，且滿足吳宗澤P11表1-16的標(biāo)準(zhǔn)尺寸 ⑤ dⅤ-Ⅵ=（1.07~1.1）dⅣ-Ⅴ，且取為整數(shù) ⑥ dⅥ-Ⅶ= daIII，daIII為滾動軸承內(nèi)圈的安裝尺寸，根據(jù)軸承的代號查表確定 4）確定軸的長度 ① lⅠ-Ⅱ=聯(lián)軸器的軸孔長度-（2~3） ② lⅡ-Ⅲ=L’III+eIII+mIII，L’III≥15~20 ③ lⅢ-Ⅳ= TIII+Δ3+Δ2+（b3-b4）/2+（2~3） ④ lⅣ-Ⅴ=b4 –(2~3) ⑤ lⅤ-Ⅵ≥1.4h（h= (dⅤ-Ⅵ- dⅣ-Ⅴ)/2），且取為整數(shù) ⑥ lⅥ-Ⅶ=L2-Δ2-（b3-b4）/2- b4- lⅤ-Ⅵ-自行確定的長度 ⑦ lⅦ-Ⅷ=TIII+Δ3+自行確定的長度 5）軸上零件的周向定位：選擇聯(lián)軸器和高速級大齒輪處的鍵；鍵槽距零件裝入側(cè)軸端距離一般為2~5mm，以便于安裝齒輪和聯(lián)軸器時使齒輪和聯(lián)軸器轂孔上的鍵槽容易對準(zhǔn)鍵。 6）擋油環(huán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計見復(fù)印P39圖5-4。 圖3 低速軸的裝配方案 7）軸的強度校核 ① 做出軸的計算簡圖：查設(shè)計手冊確定軸承的支點位置，作用在齒輪上的三個分力取在齒輪輪轂寬度的中點，聯(lián)軸器上的轉(zhuǎn)矩作用面取在聯(lián)軸器軸孔長度中間平面上，做出軸的計算簡圖；求出作用在齒輪上的三個分力，根據(jù)低速軸的轉(zhuǎn)向并判斷齒輪上的三個分力和聯(lián)軸器上的轉(zhuǎn)矩方向，然后把齒輪上的三個分力向軸上轉(zhuǎn)化。 ② 做出彎矩圖：根據(jù)軸的計算簡圖分別計算水平面和垂直面上的支反力及各力產(chǎn)生的彎矩，并按計算結(jié)果分別做出水平面上的彎矩MH圖和垂直面上的彎矩MV圖。然后計算總彎矩并做出M圖。 ③ 做出扭矩圖。 ④ 判斷危險截面，并計算危險截面的合成彎矩M和轉(zhuǎn)矩T。 ⑤ 按彎扭合成強度校核軸的強度。 8）軸承的壽命校核（參見練習(xí)題） ① 求軸承的徑向載荷和作用在軸上的外加軸向載荷Fae ；；Fae= Fa4（齒輪4的軸向力） ② 畫出軸承所受的內(nèi)部軸向力； ③ 計算軸承內(nèi)部軸向力Fd； ④ 判斷壓緊軸承和放松軸承； ⑤ 計算軸承的軸向力Fa； ⑥ 計算載荷系數(shù)X、Y； ⑦ 計算當(dāng)量動載荷P； ⑧ 計算軸承的壽命Lh； ⑨ 判斷軸承壽命是否滿足要求 9）鍵的強度校核（參考教材P106） ① 聯(lián)軸器處鍵的強度校核 ② 大齒輪處鍵的強度校核 三、裝配圖設(shè)計的第三階段 1.傳動零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 減速器的傳動零件主要有帶傳動、齒輪傳動和聯(lián)軸器，其中帶傳動和聯(lián)軸器是外部傳動零件，齒輪傳動是內(nèi)部傳動零件。 1）減速器外部傳動零件設(shè)計：帶傳動和聯(lián)軸器等外部傳動零件主要確定其安裝尺寸，即與軸配合的輪轂孔直徑和長度，裝配圖只畫減速器部分，一般不畫外部傳動零件。 2）減速器內(nèi)部傳動零件結(jié)構(gòu)設(shè)計：齒輪傳動等內(nèi)部傳動零件，需進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算可參考教材P229~231或復(fù)印P37~38。裝配圖的齒輪結(jié)構(gòu)畫法參見復(fù)印P37~38。 2.滾動軸承的潤滑與密封 1）潤滑劑的選擇：根據(jù)三根軸上dn的最小值選擇（參考教材P332）。 2）潤滑方式的選擇：參考復(fù)印P38~39。 3）滾動軸承的密封：為防止外界的灰塵、雜質(zhì)等進(jìn)入軸承并防止軸承內(nèi)的潤滑油外泄，應(yīng)在外伸軸端的軸承端蓋孔內(nèi)設(shè)置密封件。密封方法有接觸式密封和非接觸式密封。接觸式密封有氈圈油封和唇形密封圈等，其中氈圈油封多用于軸的圓周速度v<3~5m/s的脂潤滑，唇形密封圈適用于軸的圓周速度v<7m/s的脂潤滑和油潤滑。軸承端蓋的連接螺釘和密封處的畫法參見復(fù)印P39。 四、裝配圖設(shè)計的第四階段 1.箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計 減速器的箱體廣泛采用剖分式結(jié)構(gòu)，其設(shè)計要點主要有： 1）箱體壁厚及其結(jié)構(gòu)尺寸的確定：參照復(fù)印P16表4-1確定 2）箱蓋與箱座連接螺栓凸臺結(jié)構(gòu)尺寸的確定（見復(fù)印P42~43） 包括軸承旁連接螺栓位置的確定和凸臺高度h的確定 3）箱蓋頂部外表面輪廓確定（見復(fù)印P43） 箱體頂部外表面輪廓主要由大齒輪一側(cè)的圓弧、小齒輪一側(cè)的圓弧和大小齒輪圓弧的切線三部分組成。外表面輪廓確定后向內(nèi)平移箱蓋壁厚δ1即為箱蓋內(nèi)壁，應(yīng)注意判斷高速級大齒輪的齒頂圓到箱蓋的內(nèi)壁的距離是否滿足≥Δ1。 此時可根據(jù)主視圖上小齒輪一側(cè)的內(nèi)壁圓弧投影，畫出俯視圖上小齒輪一側(cè)的內(nèi)壁線。 4）箱體的密封與油面高度的確定（見復(fù)印P43~44） 為保證箱體密封，箱體剖分面連接凸緣應(yīng)有足夠?qū)挾?，同時也應(yīng)有足夠的扳手活動空間。剖分面沿長度方向的連接凸緣寬度=C1+C2+δ（C1、C2由Md1確定），沿寬度方向的連接凸緣寬度=C1+C2+δ，（C1、C2由Md2確定）。為了提高密封性，可在剖分面設(shè)置回油溝或在剖分面涂密封膠。 油面最低高度的確定：由低速級大齒輪齒頂圓直徑到箱座內(nèi)表面底面的距離和兩個大齒輪浸入油池的深度兩部分之和。 油面最大高度的確定：兩個大齒輪浸入油池的深度不應(yīng)超過其分度圓半徑的1/3。 5）其他注意要點 肋板的設(shè)計：箱體應(yīng)有足夠的剛度，設(shè)計箱體時首先保證軸承座的剛度，使軸承座有足夠的壁厚，在軸承座孔凸臺上下處設(shè)計剛性加強肋。肋板的設(shè)計參照吳宗澤P223圖16-49。 箱體的機加工工藝性：箱體上的加工表面和非加工表面要有一定的距離，以保證加工精度和裝配精度。采用凸出或凹入結(jié)構(gòu)應(yīng)視加工方法確定：軸承座孔端面、窺視孔、通氣器、放油螺塞、油標(biāo)等等處均應(yīng)設(shè)置3~8mm的凸臺；支承螺栓頭部或螺母的支承面一般應(yīng)設(shè)置沉頭座，沉頭座锪平深度不限，在圖上可畫出2~3mm深度。 在箱座底面也應(yīng)鑄出凸出，其相應(yīng)凹槽的深度為3~5mm，寬度的確定由箱體內(nèi)壁線向內(nèi)平移3~5mm確定。參看吳宗澤P223圖16-49 2.減速器附件設(shè)計 1）窺視孔和窺視孔蓋的設(shè)計（復(fù)印P45、P53） 2）通氣器的設(shè)計（復(fù)印P46） 3）起吊裝置（復(fù)印P47） 4）油標(biāo)（復(fù)印P49、P52） 5）放油孔和放油螺塞的設(shè)計 6）啟蓋螺釘?shù)脑O(shè)計（復(fù)印P51） 7）定位銷的設(shè)計（復(fù)印P51、P53） 3.畫正式裝配圖 1）檢查底圖（復(fù)印P52~54） 2）完善和加深（復(fù)印P54） 在裝配圖繪制好后，先對視圖不要加深，在尺寸、零件編號、明細(xì)表和零件工作圖等全部內(nèi)容完成并詳細(xì)檢查后再加深完成裝配圖。 3）標(biāo)注尺寸（復(fù)印P54~55） 外形尺寸：長、寬、高 安裝尺寸：箱體底面尺寸（長、寬、厚）；地角螺栓的孔徑、位置尺寸、中心距；減速器的輸入軸、輸出軸與底座的中心高、輸入軸和輸出軸外伸端的直徑和配合長度。 特性尺寸：齒輪傳動之間的中心距及其偏差 主要零件的配合尺寸：表明零件之間裝配要求的尺寸，用配合代號標(biāo)注。主要有：齒輪與軸（同時標(biāo)注軸和輪轂孔的配合代號）、聯(lián)軸器與軸（裝配圖不畫聯(lián)軸器，故只標(biāo)軸的配合代號）、帶輪與軸（裝配圖不畫帶輪，故只標(biāo)軸的配合代號）、軸承內(nèi)圈孔徑與軸（只標(biāo)軸的配合代號）、軸承外圈與軸承座孔（只標(biāo)軸承座孔的配合代號）。配合精度的選擇參看復(fù)印P55表6-14。 4）編寫技術(shù)要求（復(fù)印P55~56） 5）對全部零件進(jìn)行編號（復(fù)印P56）：公共引線的標(biāo)注參照吳宗澤P232圖16-71 6）編制標(biāo)題欄和明細(xì)表（復(fù)印P56）：標(biāo)題欄和明細(xì)表參照復(fù)印P85 第四章 零件工作圖設(shè)計 一、零件工作圖的內(nèi)容 零件工作圖是制造、檢驗和制定零件工藝規(guī)程的基本技術(shù)文件，他是在裝配圖的基礎(chǔ)上繪制而成的。一張完整的零件工作圖應(yīng)該包括： 1.一組視圖 2.一組尺寸 3.技術(shù)要求 4.標(biāo)題欄：復(fù)印P85 二、軸零件工作圖設(shè)計 參看復(fù)印P60圖7-3 1.視圖選擇 軸的零件工作圖一般只需要一個主視圖，按軸的水平線布置視圖，在有鍵槽和孔的部位應(yīng)增加斷面圖，不易表達(dá)清楚地局部如退刀槽、砂輪越程槽等可以繪制局部放大圖。 2.尺寸及公差的標(biāo)注 徑向尺寸：軸的各段直徑都應(yīng)標(biāo)注。在裝配圖中有配合要求的軸段，應(yīng)根據(jù)裝配圖標(biāo)注的配合，查表確定并在零件圖中標(biāo)注徑向尺寸及其極限偏差。極限偏差查吳宗澤P107 軸向尺寸：首先選擇尺寸基準(zhǔn)，盡量使尺寸的標(biāo)注能夠反映出制造工藝與測量要求；還應(yīng)避免出現(xiàn)封閉的尺寸鏈，一般把軸上最不重要的一段軸向尺寸作為封閉環(huán)，不標(biāo)注其尺寸。軸向尺寸不標(biāo)注尺寸公差，示例參考復(fù)印P58 鍵槽尺寸：參考鍵的標(biāo)準(zhǔn)吳宗澤P53，標(biāo)注軸槽的深度（d-t）、寬度b、長度L和定位尺寸。（d-t）的極限偏差按相應(yīng)的t的極限偏差選取，但應(yīng)取去“-”號，寬度b的極限偏差按“正常連接的軸N9”選擇。定位尺寸：鍵槽距零件裝入側(cè)軸端距離一般為2~5mm，以便于安裝軸上零件時使軸上零件的鍵槽容易對準(zhǔn)鍵。 倒角和過渡圓角：若倒角和過渡圓角尺寸相同，可在技術(shù)要求中說明 3.形位公差的標(biāo)注 為保證加工精度和裝配質(zhì)量，軸的零件工作圖上應(yīng)標(biāo)出必要的形位公差。軸的形位公差推薦項目參照復(fù)印P58，形狀公差的圓度、圓柱度的數(shù)值查吳宗澤P118表9-10，位置公差的圓跳動、對稱度的數(shù)值查吳宗澤P120表9-12，具體標(biāo)注的形位公差項目參照復(fù)印P58~59表7-1，標(biāo)注示例參照復(fù)印P60圖7-3 4.表面粗糙度 軸的各部分精度不同，加工方法不同，表面粗糙度也不相同，軸的表面粗糙度參數(shù)Ra推薦值參考復(fù)印P59表7-2。標(biāo)注時應(yīng)注意表面粗糙度符號的尖端必須指向?qū)嶓w表面，標(biāo)注示例參照復(fù)印P60圖7-3。 5.技術(shù)要求 參考復(fù)印P59和復(fù)印P60圖7-3 三、齒輪零件工作圖設(shè)計 參看復(fù)印P65圖7-6 1.視圖選擇 齒輪的零件工作圖一般需要兩個視圖，即主視圖和俯視圖。主視圖按軸線水平線布置，采用全剖視圖；側(cè)視圖以表達(dá)孔、鍵槽等形狀和尺寸為主，為表達(dá)齒形的有關(guān)特征及參數(shù)，必要時側(cè)視圖可畫出局部斷面圖。 2.尺寸及公差的標(biāo)注 徑向尺寸：以軸線為為基準(zhǔn)標(biāo)注，主要包括：齒頂圓直徑、分度圓直徑、軸孔直徑、腹板式環(huán)形槽的外徑和內(nèi)徑、孔板式孔分布中心直徑和孔的直徑。其中：軸孔直徑應(yīng)根據(jù)裝配圖上標(biāo)注的配合，查表確定并在零件圖中標(biāo)注徑向尺寸及其極限偏差，極限偏差查吳宗澤P112；齒頂圓直徑按h11查表確定并在零件圖中標(biāo)注徑向尺寸及其極限偏差，極限偏差查吳宗澤P109。 軸向尺寸：標(biāo)注齒輪寬度，不標(biāo)注尺寸公差。 鍵槽尺寸：參考鍵的標(biāo)準(zhǔn)吳宗澤P53，標(biāo)注轂槽的深度（d+t1）、寬度b。（d+t1）的極限偏差按相應(yīng)的t1的極限偏差選取，寬度b的極限偏差按“正常連接的轂JS9”選擇。 倒角和過渡圓角：若倒角和過渡圓角尺寸相同，可在技術(shù)要求中說明 3.形位公差的標(biāo)注 對齒輪類零件的配合表面、安裝或測量基準(zhǔn)面均應(yīng)標(biāo)注形位公差。標(biāo)注的項目主要有：齒頂圓的徑向跳動、基準(zhǔn)端面對軸線的端面圓跳動、鍵槽側(cè)面對孔中心線的對稱度。形位公差推薦值參照復(fù)印P62表7-3。圓跳動、對稱度的數(shù)值查吳宗澤P120表9-12，標(biāo)注示例參照復(fù)印P65圖7-6 4.表面粗糙度 齒輪表面粗糙度參數(shù)Ra推薦值參考復(fù)印P63表7-4。標(biāo)注示例參照復(fù)印P65圖7-5。 5.嚙合特性表 嚙合特性表布置在零件工作圖的右上角，主要項目：模數(shù)、齒數(shù)、螺旋角、旋向、變位系數(shù)、精度等級等，表格形式參看復(fù)印P65圖7-6 6.技術(shù)要求 參考復(fù)印P64和P65圖7-6 第五章 注意事項 一、設(shè)計時注意事項 1.大皮帶輪的半徑與地面避免發(fā)生干涉； 2.小皮帶輪與電機在安裝上避免與地面發(fā)生干涉； 3.高速級大齒輪的齒頂圓與低速軸避免發(fā)生干涉； 4.在大皮帶輪安裝好后，軸承端蓋的螺釘應(yīng)在不發(fā)生干涉的情況下卸下； 5.軸承端蓋的設(shè)計，應(yīng)避免端蓋與端蓋之間發(fā)生干涉； 6.密封要求，所有的軸承端蓋均使用調(diào)整墊片加以密封，視孔蓋同樣使用墊片加以密封，在箱體與箱座密封時涂上密封膠。 二、使用時注意事項 1.油量達(dá)到規(guī)定要求，并定期加油，換油； 2.高速級軸的軸承使用壽命不大，要定期更換； 3.軸承均采用脂潤滑，潤滑是加2/3的潤滑脂。 第六章 設(shè)計計算說明書編寫 一、設(shè)計計算說明書封面格式 機械設(shè)計課程設(shè)計 計算說明書 設(shè)計題目： 學(xué) 校： 學(xué) 院： 專業(yè)班級： 設(shè) 計 者： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 二、設(shè)計計算說明書的主要內(nèi)容 1.設(shè)計說明書的主要內(nèi)容 1）目錄（標(biāo)題及頁次） 2）設(shè)計任務(wù)書 3）系統(tǒng)方案設(shè)計（附總體方案見圖） 4）電動機選擇 5）傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算（包括分配各級傳動比，計算各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩） 6）傳動零件的設(shè)計計算（包括帶傳動設(shè)計，高速級和低速級齒輪傳動設(shè)計） 7）軸的設(shè)計計算（包括高速軸、中間軸和低速軸，聯(lián)軸器的選擇、鍵的選擇、軸承端蓋、擋油環(huán)等） 8）強度校核計算（包括低速軸及其上的鍵和滾動軸承） 9）注意事項 10）設(shè)計小結(jié)（心得體會） 11）參考文獻(xiàn)（格式參考吳宗澤P294） 2.編寫設(shè)計計算說明的注意事項 1）計算時要列出公式，代入數(shù)值，寫出結(jié)果，標(biāo)明單位 2）計算及說明中應(yīng)附加必要的插圖和表格，寫出簡短的結(jié)論 3）設(shè)計步驟應(yīng)編寫必要的大小標(biāo)題 三、設(shè)計計算說明書書寫格式 設(shè)計步驟 計算及說明 主要計算結(jié)果