一级圆柱齿轮减速器课程设计

一级圆柱齿轮减速器——《机械设计基础》课程设计1设计题目•带式输送机传动装置设计2方案一方案二方案三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：2013.11.25-2013.12.6设计任务•编写设计计算说明书一份。（16开论文纸，约20页，8000字）。•绘制减速器装配图1张，要求有主、俯、侧三个视图，图幅A1，比例1：1（当齿轮副的啮合中心距a≤110时）或1：1.5（当齿轮副的啮合中心距a﹥110时）。•绘制零件工作图2张（A3或A2）。成绩评定：综合设计表现、图纸质量、说明书及答辩情况，按百分制平分。89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。1010视孔盖通气螺塞箱盖箱座吊钩吊耳封油环轴承轴承旁连接螺栓轴承座孔大齿轮视孔盖垫片11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12一级圆柱齿轮减速器1213141516减速器内部结构17减速器下箱体1818减速器上箱体•起盖螺钉作用：起盖用，两个对角线布置。•定位销作用：镗轴承孔定位用，锥度1：50两个，对角线布置。•观察窗作用：注油、观察两对齿轮啮合情况，以能进手为宜。•通气器作用：平衡机体内外压力。19•吊钩作用：起吊整机用，与底座铸出。•起盖吊耳作用：起吊盖，与上盖一同铸出。•油标尺作用：测量油面深度，要有最高液面，最低液面刻度。位置设计要防止拔不出油标或油外溢。•放油塞作用：更换润滑油的出口，设计在箱•体底座最低位置处。2021减速器结构分析•1．箱体结构•减速器的箱体用来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。•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。212．轴系零件当高速级的小齿轮直径和轴的直径相差不大（df-d≤6～7mn）时，将小齿轮与轴制成一体，称为齿轮轴。大齿轮与轴分开制造，用普通平键作周向固定。轴上零件用轴肩、轴套、封油环与轴承端盖作轴向固定。两轴均可采用深沟球轴承作支承，承受径向载荷的作用。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。232．轴系零件•该减速器中的齿轮传动可采用油池浸油润滑，大齿轮的轮齿浸入油池中，靠它把润滑油带到啮合处进行润滑。•滚动轴承可采用润滑脂润滑，为了防止箱体内的润滑油进入轴承，应在轴承和齿轮之间设置封油环。•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。243.减速器附件•（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。•（3）油面指示器•为了检查箱体内的油面高度，及时补充润滑油。•应在油箱便于观察和油面稳定的部位，装设油面指示器。•油面指示器分油标和油尺两类，图中采用的是油尺。25262627•（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。2728•（5）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。281.理由：插孔位置太高，测油杆不便插入和拔出，凸台无法加工。改进措施：将插孔位置往下移，以便测油杆能顺利的插入和拔出。易出错的结构提示2.理由：放油孔位置偏高，箱内的油放不干净。改进措施：放油孔应设计在油池的最低处。不合理合理改进措施：a.应将螺栓移到与轴承座孔外圆相切的位置。b.将轴承盖螺钉转一个角度，沿圆周均匀分布。不合理合理5.理由：a.轴承旁螺栓距轴承座孔中心太远或太近，不利于提高联接刚度和拧紧操作；b.轴承盖螺钉设计在剖分面上,是错误的。不合理6.理由：两螺栓靠得太近，用扳手拧紧或松开螺母时，扳手空间不够。改进措施：两螺栓要有一定的间距使扳手有足够的空间。7.理由：定位销孔位置不当。改进措施：定位销孔应布置在箱盖与箱座的联接凸缘上，沿长度方向非对称布置，且间距应尽量大些。8.理由：视孔盖与箱盖接触处未设计加工凸台，不便于加工箱盖上的孔。改进措施：应在视孔盖与箱盖接触处设计加工凸台9.理由：吊耳孔位置不当，孔壁强度可能不够改进措施：应将耳孔位置往内侧移。10.理由：锥销的长度过短，不利于装拆。锥销孔未设计成通孔。改进措施：锥销应加长;锥销孔应设计成通孔。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计算；例子3.传动零件设计计算（p1205）（1）选择联轴器类型及型号；（2）减速器外传动零件设计；（3）减速器内传动零件设计。334.绘制装配底图（p212）5.验算轴系零件（p227）6.设计和绘制箱体及其附件的结构（p228）7.装配底图的检查（p237）8.完成装配图（p238）9.完成零件图（p244）34设计步骤: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η•电动机需要的功率Pd35计算如下：•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η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）w012...n、、、、36wdedPPP1000wwFvP012...n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,1000r/min,1500r/min''''123...niiii、、、、37601000wvnD''''''123(...)wndniniiii•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。381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。39mwnin123...niiiii123niiii、、、...、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。40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±（3~5）%。412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Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴，则：（1）各轴转速（r/min）232nni10mnni121nnii0,i1,i2分别为电动机轴至Ⅰ轴、Ⅰ、Ⅱ轴，Ⅱ、Ⅲ轴间的传动比。•（2）各轴功率（kW）3223011223dPPP101dPP21120112dPPPη01,η12,η23分别为电动机轴至Ⅰ轴、Ⅰ、Ⅱ轴，Ⅱ、Ⅲ轴间的传动效率。•（3）各轴转矩（N.m）1001dTTi21112001112dTTiTii32223001112223dTTiTiii9550dddpTn注意事项：•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5~10mm，取齿宽系数Ψd=1~1.2；•材料一般取45钢，Pd≥5.5kW时用合金钢如40Cr等。45四、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••2．布置图面•1）确定绘图的有效面积•2）大体确定三视图的位置463、设计步骤•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；•布图上下左右要适当匀称。474、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。∵在开始设计轴时，轴的长度和跨距未定，支座反力和弯矩就无法求得，这时常用简单公式初步估算出轴的最细处直径dmin，并依次进行轴的结构设计。5、轴的结构设计（p214）6、设计和绘制减速器轴系结构（p217）（1）齿轮的结构设计（2）滚动轴承的组合设计49•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）50设计中应注意的问题•1.输入（出）轴外伸端长度、直径应与联轴器孔径匹配。•2.润滑剂和润滑方式的选择•减速器内齿轮的润滑剂和润滑方式按圆周速度V确定，减速器内轴承的润滑剂和润滑方式按速度因数dn确定。51设计中应注意的问题•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，否则轴承润滑脂被冲走，故应在轴承处采用密封装置“挡油盘”。•3.油底油面高度≧30~50mm，以保证足够的油量。•4.轴承盖选嵌入式结构比较简单。52要求与建议531.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（齿轮传动，轴强度计算、轴承选择，键的选择，联轴器的选择）。3.画图的注意点：螺栓连接和齿轮的画法；三视图应同时进行；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54注意：1.重点参考：指导书P191-2502.上午8:30-11:30下午14:30-17:303.成绩：计算说明书30%，画图50%，包括答辩、平时20%。进度安排设计任务下达；电动机选择、计算总传动比和分配各级传动比；传动装置的运动和动力参数计算。11.25传动零件设计计算（选择联轴器类型及型号、减速器内传动零件设计）。11.26-11.28装配图的绘制——轴系、齿轮、箱体、标准件。11.29-12.2装配图的绘制——完善；零件图绘制。12.3-12.4设计说明书编写、提交，答辩。12.5-12.656A2图纸轴零件图（A3图纸）57齿轮零件图（A3图纸）58例：运输带工作拉力：F=7kN运输带工作速度：v=1.1m/s滚筒直径：D=400