機械設(shè)計基礎(chǔ)變速器

1、機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計第一章 課程設(shè)計概述1.1準備 設(shè)計手冊，圖冊，繪圖工具等。 復習內(nèi)容：齒輪傳動、軸、滾動軸承、鍵、螺紋聯(lián)接、聯(lián)軸器選擇等。1.2時間安排 1)電動機選擇、傳動比分配、運動參數(shù)、計算、傳動零件設(shè)計計算(兩天)。 2)參觀和動手裝拆減速器(或看錄相)，并開始繪裝配草圖(三天)。 3)畫正式裝配圖：包括主要尺寸、配合公差、零件編號、明細表、技術(shù)要求等(三天)。4)畫零件圖2張，低速軸(輸出軸)和低速軸上大齒輪。(一天) 5)編寫計算說明書(設(shè)計計算時就可整理)。(一天)6)檢查和裝訂。1.3減速器簡介一級斜齒圓柱齒輪減速器二級斜齒圓柱齒輪減速器二級圓柱齒輪電動機減速器一級圓柱蝸

2、桿減速器二級圓柱齒輪-蝸桿減速器一級圓柱蝸桿減速器三級圓錐-圓柱齒輪減速器三級斜齒圓柱齒輪減速器二級斜齒圓柱齒輪減速器第二章 傳動比計算及電動機選型2.1按照設(shè)計要求確定傳動方案 二級圓柱齒輪減速器傳動方案有：展開式、同軸式、分流式。注：高速級小齒輪位置最好遠離輸入端，使齒面接觸較均勻。 2.2選擇電動機 1)電機類型： 推薦Y系列380V，三相異步電動機 2)選擇電動機功率Ped圖2-1傳動方案圖 設(shè)：工作機(卷筒)所需功率PW(KW)PWF·V/1000 (kW)卷筒效率W 電機至卷筒軸的傳動總效率a(減速器效率) 電機需要的功率Pd (kW) 機械傳動效率和傳動比概略值傳動類型

3、傳 動 類 別效 率 單 級 傳 動 比最大值常用值圓柱齒輪傳動7級精度（稀油潤滑）8級精度（稀油潤滑）9級精度（稀油潤滑）開式齒輪（脂潤滑）0.980.970.960.940.961010101535353546滾動軸承球軸承（稀油潤滑）滾子軸承（稀油潤滑）0.99（一對）0.98（一對）  滑動軸承潤滑不良正常潤滑液體摩擦0.94（一對）0.97（一對）0.99（一對）  聯(lián)軸器浮動式（十字溝槽式等）齒式聯(lián)軸器彈性聯(lián)軸器0.97.990.990.990.995  帶式輸送機輸送機滾筒0.96  舉例：現(xiàn)算出Pd

4、=2.08kW 查手冊取電動機額定功率：Ped=2.2kW Y系列電動機技術(shù)數(shù)據(jù)型號額定功率(kW)滿 載 時電流(A)轉(zhuǎn)速(r/min)效率(%)功率因數(shù)Y100L142.251420810.82Y100L243.06.8142082.50.81Y112M44.08.8144084.50.82Y112M62.25.694080.50.74Y132S63.07.2960830.76Y132M164.09.4960840.77 對于Ped=2.2kW的電動機型號有四種型號Y90L-2Y100L1-4Y112M-6Y132S-8同步轉(zhuǎn)速3000 r/min1500 r/min1000 r/min7

5、50 r/min滿載轉(zhuǎn)速2840 r/min1420 r/min940 r/min710 r/min 3)確定電動機轉(zhuǎn)速nd 已知卷筒轉(zhuǎn)速為n(r/min) 二級減速器的總傳動比合理范圍是ia=825 所以：電動機轉(zhuǎn)速為nd=ia·n=(825)n 例如 n=65 r/min 則 nd=5201625 r/min 該范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速有 750 r/min, 1000 r/min, 1500 r/min電動機方案比較方案電動機型號額定功率Ped(kW)電動機轉(zhuǎn)速電動機重量(kg)參考價格減速器傳動比ia同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速1Y100L142.21500142040低21.852Y112M62.

6、2100094046中14.53Y132S82.275071062高10.92 注：ia=滿載轉(zhuǎn)速/n卷筒 通過比較得知：1號方案較好，其重量輕，價格便宜，傳動比適中（注：我們一般取1000 r/min, 1500 r/min）。 2.3分配減速器傳動比ia 按浸油潤滑條件考慮，取高速級傳動比i1=1.3·i2 由 ia=1.3 i2·i2=1.3·i22圖2-2 傳動比分配 2.4運動參數(shù)計算 設(shè) n，n，n分別為， 軸的轉(zhuǎn)速(r/min) T，T，T分別為， 軸的輸入扭矩(N·mm) P，P，P分別為， 軸的輸入功率(kW) 將計算結(jié)果列成表格以便查

7、找。軸軸軸卷筒功率（kW）輸入4.5684.3874.2134.046輸出4.5224.3434.1714.006轉(zhuǎn)矩（T）輸入42.24204.86711.78697.62輸出41.82202.81704.66690.64轉(zhuǎn)速（r/min）960197.9453.0753.07傳動比4.853.731.000第三章 傳動零部件設(shè)計及校核計算3.1齒輪設(shè)計及校核計算（根據(jù)課本例題進行計算） 1、直齒輪要計算的參數(shù)zi，bi，dai , dfi , di (i=14)；a1 , a2 ; m12 , m34 ; 2、斜齒輪要計算的參數(shù) zi，bi，dai , dfi , di (i=14)；a1

8、 , a2 ; mn12 , mn34 ; 12 ,34; 3、計算卷筒實際轉(zhuǎn)速及誤差 4、注意事項 1)斜齒輪的中心距a要圓整，其尾數(shù)為0，2，5，82)模數(shù)m取標準值（查教材），并且m1.5mm3) 直齒輪 用“60000”軸承（深溝球軸承）斜齒輪8°20° 當8°12°時用“70000”軸承（角接觸球軸承） 當12°20°時用“30000”軸承（圓錐滾子軸承） 4)小齒輪齒寬b1應(yīng)比大齒輪齒寬b2大510mm 取齒寬系數(shù)d=0.71.2 材料一般取45鋼，Pd5.5kW時可用合金鋼如40Cr等。5）齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計（草圖）對齒頂圓直

9、徑的齒輪可采用鍛造毛坯。其中直徑小的齒輪，當齒根至鍵槽底部距離小于2.5倍齒輪模數(shù)m時，將齒輪和軸制成一體，稱為齒輪軸；反之，齒輪與軸分開制造。對于的齒輪常用實心式結(jié)構(gòu)，對于 的齒輪常用輻板式結(jié)構(gòu)。對齒頂圓直徑 的齒輪，因鍛造很困難而采用鑄造齒輪，一般常用輪輻式或輻板式結(jié)構(gòu)。3.2 軸的設(shè)計1、初選軸徑 在開始設(shè)計軸時，軸的長度和跨距未定，支座反力和彎矩就無法求得，這時常用簡單公式初步估算出軸的最細處直徑dmin，并依次進行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 軸1的最細直徑為d1min(減速器的輸入端) 軸2的最細直徑為d2min(為減速器中間軸軸承處直徑) 軸3的最細直徑為d3min(減速器的輸出端) 注意：有

10、鍵槽處，估算直徑要加大37；然后圓整，盡量為偶數(shù)。說明：根據(jù)扭矩查表來選擇聯(lián)軸器，選擇聯(lián)軸器時先只考慮扭矩，不考慮直徑來選具體型號。軸直徑主要還是由上述公式獲得。 2.進行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.3軸上零件的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計與選擇當完成軸的受力分析和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，就可著選擇滾動軸承，并進行軸承組合設(shè)計。1滾動軸承的選擇首先應(yīng)綜合考慮軸承所受載荷大小、方向和性質(zhì)，轉(zhuǎn)速高低，軸承裝置的結(jié)構(gòu)、裝配條件和經(jīng)濟性等因素，選擇軸承類型，然后選擇尺寸。軸承的內(nèi)徑尺寸可根據(jù)軸頸直徑選定，軸承的型號應(yīng)通過壽命計算最后確定。軸承的壽命最好與減速器壽命大致相同，或按減速器工作壽命的1/2取值，按所給題目的設(shè)計要求，即取滾動軸

11、承預(yù)期壽命 小時。減速器中軸承的最低壽命為 小時。有關(guān)滾動軸承尺寸選擇的具體方法和步驟可參考機械設(shè)計基礎(chǔ)教材。2滾動軸承組合設(shè)計為了保證滾動軸承正常工作，作了正確選擇軸承類型和尺寸外，還必須合理地從結(jié)構(gòu)上考慮軸承組合設(shè)計，包括正確選擇軸承組合方式；軸承的安裝、固定、調(diào)整和拆卸；選擇軸承的配合；軸承的潤滑和密封等。在考慮軸承潤滑問題時應(yīng)注意以下幾點： 通常利用浸入箱座油池內(nèi)的齒輪旋轉(zhuǎn)時將稀油直接濺入軸承內(nèi)，或?qū)R至箱蓋內(nèi)壁上的稀油沿坡口流到箱座剖分面上的輸油溝，然后沿輸油溝流入軸承。油溝尺寸一般取深5mm，寬810mm，可由鑄造或機加工獲得。當齒輪圓周速度 m/s時，飛濺的油量不夠，此

12、時宜用潤滑脂潤滑軸承。潤滑脂可在定期檢修減速器時涂入，或在軸承座上開注油孔定期注入。為防止箱體內(nèi)潤滑油進入軸承引起潤滑脂變稀流失，應(yīng)在軸承的內(nèi)側(cè)擋油盤。§5.3  鍵聯(lián)接和聯(lián)軸器的選擇鍵和聯(lián)軸器可按標準選擇，其結(jié)構(gòu)尺寸與軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計有關(guān)。1鍵聯(lián)接軸上零件齒輪、蝸輪及聯(lián)軸器的周向固定，一般采用過盈配合附加普通平鍵聯(lián)接。平鍵的剖面尺寸（鍵高 鍵高 h）按軸徑 d由標準中查取，鍵長L由輪彀長度 決定，一般取 ，且 ，再根據(jù)鍵的標準長度系列取定。鍵聯(lián)接應(yīng)滿足擠壓強度條件和剪切強度條件，因此要取鍵聯(lián)接中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力和鍵的許用剪應(yīng)力對其強度進行校核。2聯(lián)軸器的選擇首先應(yīng)根據(jù)工

13、作條件和使用要求選擇聯(lián)軸器類型，然后根據(jù)聯(lián)軸器所傳遞的轉(zhuǎn)矩（用計算轉(zhuǎn)矩）、被聯(lián)接軸的轉(zhuǎn)速和直徑確定其結(jié)構(gòu)尺寸，并按標準選定聯(lián)軸器型號。減速器輸入軸可選用TL型彈性套柱銷聯(lián)軸器（GB4323-84）；減速器輸出軸可選用HL型彈性柱銷聯(lián)軸器（GB5014-85）。3.4箱體及其它零件設(shè)計3.5軸的強度及軸承壽命計算，鍵聯(lián)接的強度驗算等草圖設(shè)計出來后，要進行相關(guān)零件的校核。(略)3.6箱體的結(jié)構(gòu)（螺紋尺寸）名 稱符號結(jié)構(gòu)尺寸計算公式計算結(jié)果箱座壁厚=0.025a+3810mm箱體壁厚=0.0085a+3810mm箱座凸緣壁厚bb=1.515mm箱蓋凸緣壁厚b1b1=1.515mm箱座座凸緣壁厚pP=

14、2.525mm箱座上的肋厚mm0.859mm箱蓋上的肋厚m1M10.8519mm地腳螺栓數(shù)目n雙級：66地腳螺栓螺栓直徑dd=0.036a+12M20通孔直徑d25mm沉頭座直徑D048mm地腳凸緣直徑C130mmC225mm軸承旁螺栓螺栓直徑d10.75 dM16通孔直徑d117.5mm沉頭座直徑D032mm剖面凸緣直徑C124mmC220mm上下箱螺栓螺栓直徑d2d2=(0.50.6) dM8通孔直徑d29mm沉頭座直徑D020mm剖面凸緣直徑C115mmC212mm定位銷孔直徑d3d3(0.70.8)d26mm軸承旁螺栓距離 SSD2125mm軸承旁突臺半徑RRc212mm軸承旁突臺高度

15、h50mm大齒輪與內(nèi)壁間距11>1.215mm剖分面至底面高度HH(11.2) a200mm第四章 繪圖4.1 繪制裝配草圖1.選擇視圖 一般用三視圖，和必要的局部視圖 2.布置圖面 1)確定繪圖的有效面積(不絕對) 對于低速級a2<180mm-200mm建議用0號圖紙，按1：1畫。 對于低速級a2180mm建議用0號圖紙，按1：2畫。 2)大體確定三視圖的位置 先畫俯視圖 (1)根據(jù)中心距a12,a34先畫俯視圖的三根軸線; 現(xiàn)以兩級圓柱齒輪減速器為例，見上圖。由減速器傳動零件的設(shè)計計算得知齒輪傳動中心距和齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù)。選定比例尺，按高速級、低速級中心距 、和齒輪幾何尺寸畫出三根

16、軸線和齒輪輪廓，并參考同類型減速器結(jié)構(gòu)畫出軸、軸承及減速器箱體內(nèi)壁和軸承孔?？紤]相鄰齒輪沿軸向不發(fā)生干涉，計入尺寸s，可取 ；考慮齒輪與箱體內(nèi)壁沿軸向不發(fā)生干涉，計入尺寸 k，可取 ；為保證滾動軸承放入箱體軸承孔內(nèi)，計入尺寸 c，當軸承采用油潤滑時，可取 ，當軸承采用脂潤滑時，可取 ；初取軸承寬度 ，、分別表示1軸、2軸、3軸所用滾動軸承寬度；和 分別為減速器高速級小齒輪寬度和低速級小齒輪寬度。由此，初步取定軸及軸上零件的相互位置，求得三根軸的支承跨距分別為:待有關(guān)零件的結(jié)構(gòu)尺寸確定后，可對初定跨距進行修正。一般情況下，如出入不大或偏于安全，則不必修改及重新計算。 (2)然后畫齒輪(注意：齒輪

17、的頂圓不能與其它的軸干涉)； (3)按設(shè)計資料決定傳動零件的軸向間距3，然后確定零件與箱體內(nèi)壁的間距1和，畫出俯視圖的箱體內(nèi)框線； 4.2 繪制正式裝配圖 圖幅尺寸（摘自GB4457.1-84）幅面代號A0A1A2A3A5A6寬度*長度（B*L）841*1189594*841420*594297*420210*297148*210留裝定邊裝訂邊寬a25其它周邊寬c105不留裝訂邊周邊寬e20101.裝配圖的繪制 略 2.尺寸標注由于減速器裝配圖是安裝減速器時所依據(jù)的圖樣，因此在圖上必須標注有關(guān)尺寸，一般包括：（1）特性尺寸表明減速器的性能、規(guī)格和特性的尺寸。如傳動齒輪中心距及偏差。（2）配合尺寸(齒輪與軸，軸承與軸，軸承與箱體等)有配合要求的兩零件接合部位應(yīng)標注配合尺寸。如傳動零件、聯(lián)軸器、軸承內(nèi)圈、軸套、擋油盤等與軸之間；軸承外圈、軸承蓋等與箱體軸承座孔之間。配合和精度等級選擇是否得當對減速器的工作性能、加工工藝和制造成本均有