减速器设计_课件讲解

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1、机械设计课程设计 课程设计设计过程: 1 如进行传动方案的设计（已拟定完成） 2 电动机功率及传动比分配， 3 主要传动零件的参数设计 (V带、V带轮2个、轴2个、齿轮2个）标准件的选用. 4 减速器结构、箱体各部分尺寸确定，结构工艺性设计， 5 装配图的设计要点及步骤等。 6 设计和绘制零件工作图 7 整理和编写设计说明书 基本目的： 1 培养正确的设计思想，训练综合运用所学的理论知识解决工程实际问 题的能力； 2 学习机械设计的一般方法，掌握通用机械零件、机械传动装置的设计过程 和进行方式。 3 设计基本技能的训练。如计算、绘图、熟悉和运用设计资料、手册、图册 、 标 准和规范等。 课程设

2、计时间安排 1.传动装置总体设计（0.5天） 2.编写设计计算说明书 （1天） 3.装配图设计（2天） 4.零件图设计（2天） 5.答辩（1天） 设计的工作量： 1)装配图-张(1号)； 2)零件工作图2张(传动零件、轴或机体等) 3)计算说明书一份，约4000一6000字 课程设计要求： 1 研究分析设计题目和工作条件，明确设计要求和设计内容 ； 2. 认真复习与设计有关的章节内容，提倡独立思考、深入钻 研，主动地、创造性地进设计； 3. 设计态度严肃认真,一丝不苟，反对照抄照搬，抄袭他人设 计，容忍错误等问题。 4 通过设计在设计思想、设计方法和设计技能等方面得到良 好的训练 一、选择电动

3、机 1 选择电动机的类型、结构形式和转速，计算电动机的功率 ， 确定电动机的型号。 一对齿轮效率0.97；一对轴承效率0.99 ； 联轴器效率0.99 ； 带传动效率0.96 1）所需电动机输出的功率 Pd=Pw/ (kw) Pw 工作机器的输出功率(kw) 由电动机到工作机的总效率 2) 若已知工作机器的阻力F(N)，圆周速度(m/s)，则 Pw=F*V/1000 (kW) 课程设计过程步骤 3）由Pd查表选择电动机型号(查课程设计75页附录5） 二、总传动比i 及其分配i1、i2 由电机转速n1和滚筒转速n3确定总传动比i =n1/n3 分配：i1 为V带的传动比； （24） i2 为齿轮

4、的传动比；（24） 总传动比：i=i1* i2 三、V型带及带轮的设计计算 1 .V型带的设计 1）传动比i1= 2) 工作情况系数 3）计算功率 4）选V型带型号 5）小带轮直径 6）大带轮直径 7）验算V带速度 8）初定中心距 9）初算V带长度 10）确定V带长度 11）确定中心距 12）计算小带轮包角 13）查包角修正系数 14）查带长修正系数 15）计算V带根数 Z 16）计算V带对轴的拉力F0 2. 计算两带轮的宽度B 四、齿轮传动的设计计算 根据：传递功率P；传动比I； 小齿轮的转速n; 工作时间、闭式传动。 1 选择材料、热处理、精度等级、决定齿面硬度、表面粗糙度。 2按齿面接触

5、疲劳设计 3确定Z1、Z2 和齿宽系数 A) 算实际传动比 、传动比误差 B)计算转矩T C) 确定载荷系数K D) 确定许用接触应力 E)查表确定 两齿轮的极限应力 F)计算应力循环次数NL G) 查表确定 两齿轮的接触疲劳寿命系数极限应力ZNT1、 ZNT2。 H) 查接触疲劳寿命的安全系数 I)求出d1、确定标准模数m (查表6-1） 3. 校核齿根弯曲疲劳强度 A）两齿轮的分度圆直径 B）两齿轮齿宽 C) 查表两轮的齿形系数和应力修正系数 D) 计算许用弯曲应力 （查极限弯曲应力、弯曲寿命系数、应力修正系数、弯曲疲劳安全系数） E) 计算弯曲许用应力 F)计算弯曲应力 G) 计算齿轮传

6、动的中心距 H) 计算齿轮的圆周速度 4. 两齿轮的几何尺寸计算 A) 齿根圆直径 B)分度圆直径 C) 基圆直径 D) 齿顶高、齿根高、齿全高 E)齿顶径向间隙 F)齿厚、齿槽宽、齿距 G) 两齿轮的中心距（尽量满足课程设计 表3.2） H) 齿顶圆的压力角 I)计算重合度 五、轴的设计 1.各轴的功率计算 2.各轴的转速计算 （列表） 3.各轴的转矩计算 4、轴的概略设计 1）高速轴的概略设计 A.材料、热处理、 B.按扭转计算最小直径 C.装V带轮处长度、外伸端直径与长度、 D.装两轴承和两轴承盖处的直径和长度（试选轴承与轴承盖） E.装齿轮处的直径和长度 F.齿轮与箱体的距离 G. 轴

7、的总长度 2）低速轴的概略设计 A.步骤与高速轴类同 B.注意：变速箱等宽、高速轴轴承的中心与 低速轴轴承的中心要在 同一条直线上，也就是要求两根轴轴承中心等宽度。 C.设计到这里开始作草图（查表： 轴承及轴承盖各参数、套筒的结 构尺寸、齿轮的按装、连轴器的结构尺寸等） 齿 轮 减 速 器 的 相 关 尺 寸 符 号 名 称 尺 寸 2 转 动 零 件 端 面 至 箱 体 内 壁 的 距 离 2 1 0 1 5 （ 对 于 重 型 减 速 器 应 取 大 些 ） b 小 齿 轮 宽 度 由 齿 轮 结 构 设 计 确 定 B 、 B 1 轴 承 宽 度 根 据 轴 颈 直 径 选 择 滚 动

8、轴 承 确 定 1 齿 顶 圆 与 箱 体 内 壁 之 间 的 最 小 间 隙 1 1 . 2 （ - - 箱 体 壁 厚 ） l 小 锥 齿 轮 轴 承 支 点 间 的 距 离 l = （ 2 . 5 3 ） d ( d - - 轴 颈 直 径 ) l 轴 承 支 点 间 的 距 离 由 装 配 图 计 算 决 定 l 1 箱 外 零 件 至 轴 承 支 点 间 的 距 离 5. 轴的结构设计（见教材） 1）轴上的键槽宽度和长度确定 2）轴肩、轴环宽度与高度、各圆角半径和倒角大小 3）轴上零件的固定方法和紧固件 4）轴上各零件的润滑方法和密封件的尺寸安装 5）作出轴的结构草图 6. 轴系零、

9、部件的设计 1） 设计小带轮的轮槽及带轮结构（按教材进 行）作出教材所示的结构图并标注 2） 设计大带轮的轮槽及带轮结构 作出教材所示的结构图并标注 3） 齿轮的结构设计（教材） A) 小齿轮的结构设计及标注（齿轮轴或实体齿轮） B) 大齿轮的结构设计及标注（孔板式齿轮） 六 、低速轴轴的强度较计算（参见教材） 1.求出齿轮的受力Ft、Fr、Fa 2.作出低速轴的空间受力简图 3.作出水平平面的受力图、求解水平面的约束力 4.作出水平面的弯矩图、求出最大弯矩 5.作出竖直平面的受力图、求解竖直平面的约束力 6.作出竖直面的弯矩图、求出最大弯矩 7.作出合成弯矩图 8.作出扭矩图 9.求出当量弯

10、矩 10. 代入强度条件、核算危险截面强度 七、轴承寿命计算、联轴器与键的计算 1.高速轴上轴承的寿命计算 A) 轴承型号： B)查表查出： 基本额定动载荷C； C) 查出温度系数 D) 计算轴承受的径向载荷P; E)用工作小时数Lh表示轴承的寿命。 F) G) 能否满足使用要求 2. 低速轴上联轴器的计算 A) 计算名义转矩T B)查表教材工作情况系数K C) 得出：计算转矩Tc D) 查出所使用联轴器的许用转矩和许用转速 E)是否满足Tc 无弹元件挠性联轴器（十字滑块联轴 器） 3) 传递转矩较大的重型机械 = 齿式联轴器； 4) 对于高速、有振动和冲击的机械 = 弹性元件挠性联轴器（弹

11、性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器） 5) 轴线位置有较大变动的两轴 = 万向联轴器； 6) 有安全保护要求的轴 = 安全联轴器。 2.计算转矩： 3.转速： 将其参数列表。 联轴 器型 号 公称 扭矩 Tca (N m) 许用 转速 n (r/mi n) 轴 孔直 径 d (mm ) 外 径 D (m m) 轴 孔 长 度 减速器装配底图设计 内容： 结构设计和校核计算交叉进行； 绘图和计算交叉进行； 结构设计所占的比重最为突出。 原则： 先合理布置图面再绘图， 先主要零件，再次要零件； 先中心线和轮廓线，再结构细节； 先俯视图兼顾其它视图。 一、准备工作 确定各级传动零件的主要尺寸和参数 齿轮

12、传动：中心距、分度圆和齿顶圆 直径、齿轮宽度等。 初步考虑箱体结构、轴承组合结构 带轮的结构尺寸； 电动机的安装尺寸； 联轴器的结构类型和结构尺寸； 初选轴承类型； 初步确定滚动轴承组合设计方案： 型号、固定、定位、间隙调整 、装拆等 。 考虑减速器装配图的布图 图面比例、合理布置图面 二、第一阶段 先主后次、先粗后细、先俯后它的原则 主要零件轮廓线绘制 确定箱体内壁位置 轴的结构设计 先高速轴结构设计，再低速轴结构设计。 ）结构设计要求 定位；工艺性；装拆。 ）结构设计步骤 从一端向另一端或由两端向中间设计 轴向尺寸； 安装键的轴端 ； 轴外伸长度取决于轴承盖结构和轴端安装 的零件； 轴的径

13、向尺寸。如前所算。 ） 滚动轴承及联轴器的选择 轴承受载的大小、方向、性质及转速 优先选用向心球轴承； 可选用角接触球轴承、圆锥滚子轴承。 ）轴、轴承等的校核计算 轴的校核计算 ； 定出结构，轴承支点及力的作用点； 画出受力图，进行受力分析； 绘制弯矩图、扭矩图和当量弯矩图； 判定轴的危险截面； 按弯扭合成条件进行强度校核计算。 轴承寿命校核计算 ； 预期工作寿命：如减速器的检修期等（23年） 如不符合要求，可改变轴承类型或系列。 键联接的强度校核计算； 验算抗挤压强度。 许用挤压应力按轮毂材料选取。 如强度不足，可通过改变键长，采用双键、 花键或增大轴径等措施来满足。 第二阶段 传动零件的结

14、构设计 传动零件的结构设计要求； 满足传动基本参数的要求 满足零件强度、刚度与寿命等方面的要求 满足加工工艺和装配工艺的要求 传动零件（齿轮）的结构设计 ； 选定合适的结构型式 推荐的经验公式与数据进行结构设计 齿轮轴式、盘式、腹板式和轮辐式四种类型 轴承的润滑和密封 轴承的润滑 ； 油润滑：油沟，缺口和环形通路 脂润滑：甩油环 轴承的密封 ； 防止润滑剂向外泄漏 外界灰尘、水分和其它杂质渗入 减速器的润滑及密封设计 浸油润滑； 齿轮圆周速度 浸入深度不宜太深或太浅 箱体的结构设计 刚度、强度要求； 密封可靠、结构紧凑； 良好的加工和装配工艺性； 原则： 先箱体、后附件、先主体、后局部，先轮 廓、后细节 箱体结构设计 ； ）轴承座应有足够的厚度 ）轴承座孔两侧联接螺栓要靠近一些， 并在两侧设置凸台 ）联接处凸缘厚度比箱壁厚，可取1.5倍 ）箱座高度按结构需要确定 ）设计铸造箱体要遵循铸造生产工艺要求 ）设计箱体时应注意机械加工工艺要求 附件设计 ； ）视孔及视孔盖 ）通气装置 ）放油孔螺塞 ）油标装置 ）定位销 ）起盖螺钉 ）起吊装置 ）轴承盖的结构 四、检查阶段 结构、工艺方面 制图方面 装配图的设计 基本内容： 表达机器（或部件）的装配关系、 工作原理和零件主要结构的一组视图； 尺寸标注和配合代号； 技术要求； 技术特性； 零件编号、明细表及标