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1、机械设计课程设计,机械设计课程设计,主讲人： 郭 红郑州大学机械工程学院2011年12月,机械设计课程设计,提纲： 一、减速器简介 二、典型减速器外型及结构 三、设计工作及要求 四、传动方案拟定及计算 五、装配图绘制 六、绘制零件图 七、撰写设计说明书 八、参考样图,一、减速器简介,除了部分旋转类机械如鼓风机、水泵等直接由原动机驱动之外、绝大多数的工作机械其工作部分的转速与原动机的转速不一致，因此，需要协调原动机与工作机之间的速度。,功用：在机器中用来减速，也可以用来增速。,组成：由齿轮传动和蜗杆传动组成。,齿轮减速器,蜗杆减速器,蜗杆齿轮减速器,行星齿轮减速器,摆线针轮减速器,谐波齿轮减速器
2、,类型,一、减速器简介,上述六种减速器已有标准 系列产品，只有在选不到 合适的产品时，才自行 设计制造减速器。,一、减速器简介,一、减速器简介,1、齿轮减速器,特点：传动效率高、工作可靠、寿命长、维护简便、因而应用很广泛。,类型：,单级圆柱齿轮减速器,展开式双级圆柱 齿轮减速器,展开式三级圆柱 齿轮减速器,一、减速器简介（齿轮减速器）,单级圆锥齿轮减速器,分流式双级 圆柱齿轮减速器,分流式三级 圆柱齿轮减速器,同轴式双级 圆柱齿轮减速器,分流式双级 圆柱齿轮减速器,两级圆锥齿轮- 圆柱齿轮减速器,一、减速器简介,1、齿轮减速器（产品实例）,潘存云教授研制,展开式三级圆柱齿轮减速器,一、减速器简
3、介,2、蜗杆减速器,特点：结构紧凑、传动比大、工作平稳、噪声较小、传动效率低。,类型：,下蜗杆式,上蜗杆式,其中： S-低速级； f 高速级,双极蜗杆减速器,侧蜗杆式,一、减速器简介,2、蜗杆减速器,潘存云教授研制,一、减速器简介,3、蜗杆-齿轮减速器,特点：兼有两者的传动特点，通常把蜗杆传动作为高速级，因为在高速时， 蜗杆传动的效率较高。,类型：,一、减速器简介,3、蜗杆-齿轮减速器,潘存云教授研制,带式输送机实例1,一、减速器简介,4、减速器应用,带式输送机实例2,4、减速器应用,一、减速器简介,带式输送机实例3,4、减速器应用,一、减速器简介,二、典型减速器外型及结构,单级圆柱齿轮减速器
4、 双级圆柱齿轮减速器 圆锥圆柱齿轮减速器 圆柱蜗杆减速器,二、典型减速器外型及结构,单级圆柱齿轮减速器,二、典型减速器外型及结构,双级圆柱齿轮减速器,二、典型减速器外型及结构,圆锥圆柱齿轮减速器,二、典型减速器外型及结构,圆柱蜗杆减速器,二、典型减速器外型及结构,一、时间： （3周） 1、第一次集中讲解 布置任务 计算部分 2、减速器拆装（南3110） 每个班分成2组， 每个组1小时 3、第二次集中讲解 装配图的画法 零件图画法、设计计算说明书撰写 二、课程设计纪律 要求：学生在教室做课程设计 每天老师来的时候签到，计入平时成绩,三、设计工作及要求,三、参考资料 机械设计/机械设计基础-课程设
5、计 华中理工/ 重庆大学/同济 机械设计教材 机械设计手册 各种图册、参考书 四、资料文档 1、档案袋 填写要求：-3个地方需要填写完整 正面 /底面 /侧面 课程设计名称：机械设计 课程设计题目：带式运输机传动系统的齿轮减速器,三、设计工作及要求,2、图纸要求（共4张） 装配图（1张A0 或 A1） 零件图（共3张） 减速器上箱体（或下箱体）（1张A1） 大齿轮（1张A2） 输入轴（或输出轴）（1张A2） 总图纸量=1.5A0,三、设计工作及要求,3、设计计算说明书（30页） 要求：统一使用带有郑州大学抬头的隐横格纸（B5规格） (写结果的竖线右边距25mm) 内容：指导书-p52 装订顺序
6、（左侧装订）：封面- 目录-任务书-(p52) 封面填写要求 机械工程 学院（系） 机械工程 专业 200？-？班 课程：机械设计 题目：带式运输机传动系统的齿轮减速器 学生：xxx 指导教师：郭红 /赵华东/铁瑛 教研室主任：陈江义 完成日期： 年 月 日,三、设计工作及要求,五、资料清单,三、设计工作及要求,六、任务分配 1、分配办法 推荐使用2级斜齿圆柱齿轮减速器 减速器箱体内部必须是2级传动，且齿轮必须用斜齿轮 布置方式不限： 展开式 同轴式 分流式 ,三、设计工作及要求,三、设计工作及要求,七、时间进度,三、设计工作及要求,七、时间进度,（一）目的和内容 1、目的 运用所学的有关机械
7、设计的理论和技能，以及各种有关先修课程的知识进行一次较为全面而综合的设计练习； 查阅手册的能力； 2、内容 箱内2级斜齿圆柱齿轮传动减速器 完成： 装配图（1张） 零件图（3张） 设计计算说明书（1本）,四、传动方案拟定及计算,四、传动方案拟定及计算,机械零件课程设计任务书 设计用于带式运输机传动系统的齿轮（蜗轮）减速器 工作条件：一班制、连续单向运转、载荷平稳，室内工作， 有粉尘（运输带与滚筒摩擦阻力影响已在F中考虑）。 使用期限：十年 生产批量：20台 生产条件：中等规模机械厂。可加工7-8级齿轮及蜗轮 动力来源：电力、三相交流380/220伏,题目数据：,运输带速度允许误差 5%,（二）
8、机械传动装置的总体设计 1、拟定传动方案（布置形式不限） 箱内2级斜齿圆柱齿轮传动 也可为“蜗杆 + 斜齿轮” 若传动比太大，可考虑加 V带传动 按照p3-6：给出方案比较或说明,四、传动方案拟定及计算,常用的传动比范围 各类减速器的应用特点,（二）机械传动装置的总体设计 1、拟定传动方案,四、传动方案拟定及计算,带传动+一级齿轮传动,两级齿轮传动,（二）机械传动装置的总体设计,四、传动方案拟定及计算,2、合理布置多级传动的传动顺序 带传动应在高速级，受力小、平稳，且能缓冲吸振； 链传动应在低速级，瞬时传动比不稳，可承受大载荷， 不滑动； 蜗杆传动适合中小功率，传动比大，间歇运动； 齿轮-蜗杆
9、传动：蜗杆放第一级，蜗杆有色。 锡青铜金属，可减小尺寸，滑移速度可大，节省材料； 铝铁青铜，齿轮放一级，滑移速度小。 锥齿轮尽可能放高速，大尺寸不易加工； 开式齿轮放低速级，因传动精度低 若有斜齿轮和直齿轮，斜齿轮放高速，因其传动平稳。,四、传动方案拟定及计算,3、电机选择 常用：Y系列交流电动机，超负荷能力较高。 例如：Y132S-4中132指中心高。 （1）电机的容量（功率） 同一功率的电动机，有几种同步转速，同步转速越高，电机外形 尺寸越小，重量轻，价格低，效率高，但会使传动比增大，从而 造成减速器尺寸增大。,所需功率（,）,（二）机械传动装置的总体设计,额定功率,四、传动方案拟定及计算
10、,3、电机选择,例如两级齿轮传动：,工作机功率：,电机所需功率：,传动总效率：,若,，可靠近4选取；,，则取5.5,若,四、传动方案拟定及计算,3、电机选择,(1)工作机功率：,传动总效率：,：带传动效率 0.96,：滚动轴承效率 0.98,：齿轮效率 0.97,：刚性联轴器效率 0.99,：卷筒效率 , 1（已在拉力F中考虑）,电动机功率：,（2）电机转速选择 思路：nwnd 注意： 总传动比与传动级数成正比 每种传动方式都有其合理的传动比范围 最好使用推荐范围 p4 表2-1 一般选电动机同步转速为1500、1000 rpm,四、传动方案拟定及计算,工作机转速：,电动机转速：,其中 i 为
11、传动比范围； D 为滚筒直径。根据 nd 选择电动机 额定转速 nm，电动机转速能用1500 rpm 就不用1000 rpm。,。,3、传动比分配 总传动比:,四、传动方案拟定及计算,两级齿轮传动中：i1 为高速级齿轮传动的传动比， i2 为低速级齿轮传动的传动比。 一般取,，并使在其传动比范围内。,带传动+一级齿轮传动中：i1 为带传动的传动比，,i2 为齿轮传动的传动比。,四、传动方案拟定及计算,4、运动、动力参数计算,（1）确定各根轴的转速 nI、nII、nIII,（2）确定输入功率 PI、PII、PIII 和输出功率,注意：在计算各种功率时，对于通用机器常以电动机额定功率 作为设计功率
12、；对于专用机器（或用于指定工况的机器），则常用电动机的 输出功率 （根据工作机的需要确定的功率）作为设计功率。,（3）各轴输入扭矩,得到各轴的参数后，整理列表并标出所选电机基本尺寸。,5、传动零件计算,四、传动方案拟定及计算,（2）两级齿轮传动（低速级齿轮）,求：,求：,已知：小齿轮传递的功率 ；转速 n1=nm；传动比 i=i1,（1）两级齿轮传动（高速级齿轮）,已知：小齿轮传递的功率 ；转速 ；传动比 i=i2,5、传动零件计算 （3）齿轮传动设计准则 统一的斜齿轮，若尺寸、功率大的要用硬齿面齿轮 传递动力的齿轮，其模数 ， 最好 中心距要圆整，尾数取 0、2、4、6、8、5，便于测量。两
13、级齿轮传动中心距之和 中间轴两个斜齿轮轴向力要尽量抵消 计算出齿轮的各种几何参数,四、传动方案拟定及计算,6、联轴器的选择 考虑采用刚性 / 弹性的 型号确定：根据计算转矩 7、轴颈初估 仅只考虑承受扭矩的情况下 务必要保留计算的结果，以备设计计算说明书之用,四、传动方案拟定及计算,选择传动机构类型的基本原则：,功率：传递大功率时考虑提高传动效率，应选用传动效率高的机构， 如齿轮传动； 传递小功率时可选结构简单、制造方便、成本低的机构。 载荷平稳性：载荷多变和可能过载时应考虑缓冲吸振及过载保护（带 传动、弹性联轴器、保护装置） 传动比准确性：传动比要求严格及尺寸紧凑时考虑齿轮、蜗杆传动； 工作
14、环境：多粉尘、潮湿、易燃、易爆宜选用链传动、闭式齿轮/蜗杆 传动，禁止使用带传动等摩擦传动。,四、传动方案拟定及计算,布置传动机构顺序的基本原则：, 传动能力较小的带传动及其他摩擦传动宜布置在高速级，有利于整个机构结构紧凑、带传动传动平稳、缓冲吸振、减少噪声。 蜗杆传动在闭式传动中一般布置在高速级（可减少外廓尺寸、宜形成润滑油膜，提高传动效率），在开式传动中布置在低速级。 直齿/斜齿的2级传动，斜齿放在高速级。 链传动一般放在低速级（可减少冲击和振动 ）。 圆锥齿轮宜放在高速级（大尺寸圆锥齿轮加工困难）。,四、传动方案拟定及计算,传动比分配的基本原则：, 各级传动比应在推荐值的范围内； 应使各
15、级传动的结构尺寸协调、均匀； 应使传动装置外廓尺寸紧凑，重量轻； 使各级大齿轮直径相近，以使大齿轮有相接近的浸油深度； 两级卧式圆柱齿轮减速器 展开式和分流式：i1=(1.11.5)i2 同轴式：i1=i2 圆锥-圆柱：i1=0.25i，i13 蜗杆-齿轮：i2=(0.030.06)i 避免传动零件间发生干涉碰撞 这只是初始值，需要修正，但必须保证不超差,四、传动方案拟定及计算,（一）减速器拆装,目的： 1、了解减速器结构、熟悉各零件的名称、形状、用途及各零件之间 的装配关系； 2、观察齿轮的轴向定位方式及安装顺序； 3、了解轴承的安装尺寸和拆装方法； 4、了解减速器附件的名称、结构、安装位置
16、及作用； 5、观察减速器主要零件的结构；,五、绘制装配图,拆装工具： 1、活口扳手 2、改锥（螺丝刀） 十字型 一字型 步骤： 1、拔出定位销 2、拧下轴承端盖上的螺钉，取下轴承端盖及垫片 3、拧下上、下箱体联接螺栓及螺栓旁联接螺栓 4、 把上箱体拿下 5、观察： 齿轮端面-箱体内壁的距离 输出轴大齿轮外圆面-箱体内壁/底面的距离 输入轴小齿轮外圆面-箱体内壁距离,五、绘制装配图,步骤： 6、观察轴系的结构、安装情况 轴向定位、周向定位、各段直径、长度 7、观察减速器辅助零件的用途、结构和安装位置 轴承端盖（嵌入式 / 凸缘式） 窥视孔、视孔盖 通气器 油面指示器（油标） 放油孔、螺塞 起吊装置 （吊环 / 吊耳） 定位销 起盖螺钉,五、绘制装配图,步骤： 8、润滑方式及密封方式 9、观察各种螺栓（钉）的数量、位置和大约直径 地脚螺栓 轴承旁联接螺栓 上、下箱体联接螺栓 轴承端盖联接螺
