第3章 传动零件的设计

3
3.2 减速器外传动零件的设计
（1）应注意带轮尺寸与传动装置外廓尺寸及安装尺寸的 1 关系。例如， 关系。例如，装在电动机轴上的小带轮外圆半径应小于电 动机的中心高，带轮轴孔的直径， 动机的中心高，带轮轴孔的直径，长度应与电动机轴的直 长度相对应，大带轮的外圆半径不能过大， 径，长度相对应，大带轮的外圆半径不能过大，否则会与 机器底座相干涉等。 机器底座相干涉等。 （2）带轮的结构形式主要取决于带轮直径的大小，其具 带轮的结构形式主要取决于带轮直径的大小， 体结构及尺寸可查教材或设计手册。应注意的是， 体结构及尺寸可查教材或设计手册。应注意的是，大带轮 轴孔的直径与长度应与减速器输入轴轴伸的尺寸相适应。 轴孔的直径与长度应与减速器输入轴轴伸的尺寸相适应。 带轮轮毂的长度L与轮缘的宽度可以不同，一般轮毂长度L 带轮轮毂的长度L与轮缘的宽度可以不同，一般轮毂长度L 按轴孔的直径d确定， =(1.5～2)d 按轴孔的直径d确定，取L=(1.5～2)d，而轮缘宽度则取决 于传动带的型号和根数。 于传动带的型号和根数。 （3）带轮的直径确定后，应验算实际传动比和大带轮的 带轮的直径确定后， 转速，并以此修正减速器的传动比和输入转矩。 转速，并以此修正减速器的传动比和输入转矩。
3.3 减速器内传动零件的设计
减速器内传动零件的设计计算及结构设计方法均可依据教材的有关内容进行， 减速器内传动零件的设计计算及结构设计方法均可依据教材的有关内容进行，设计时 应注意如下事项。 应注意如下事项。 在选用齿轮的材料前，应先估计大齿轮的直径。如果大齿轮直径较大， （1）在选用齿轮的材料前，应先估计大齿轮的直径。如果大齿轮直径较大，则多采 用铸造毛坯，齿轮材料应选用铸钢或铸铁材料。如果小齿轮的根圆直径与轴颈接近， 用铸造毛坯，齿轮材料应选用铸钢或铸铁材料。如果小齿轮的根圆直径与轴颈接近，齿 轮与轴可制成一体，选用的材料应兼顾轴的要求。同一减速器的各级小齿轮（或大齿轮） 轮与轴可制成一体，选用的材料应兼顾轴的要求。同一减速器的各级小齿轮（或大齿轮） 的材料应尽可能一致，以减少材料的牌号，简化加工工艺。 的材料应尽可能一致，以减少材料的牌号，简化加工工艺。 计算齿轮的啮合几何尺寸时应精确到小数点后2 角度应精确到“ （2）计算齿轮的啮合几何尺寸时应精确到小数点后2到3位，角度应精确到“〞” ），而中心距 齿宽和结构尺寸应尽量圆整为整数。 而中心距， （秒），而中心距，齿宽和结构尺寸应尽量圆整为整数。斜齿轮传动的中心距应通过改 螺旋角）的方法圆整为0 结尾的整数。 变β角（螺旋角）的方法圆整为0，5结尾的整数。 传递动力的齿轮，其模数应大于1.5 2mm。 1.5～ （3）传递动力的齿轮，其模数应大于1.5～2mm。 锥齿轮的分度圆锥角，可由传动比i算出， 值的计算应精确到小数点后4 （4）锥齿轮的分度圆锥角，可由传动比i算出，i值的计算应精确到小数点后4位，值 的计算精确到“ 的计算精确到“〞”（秒）。 蜗杆传动的中心距应尽量圆整成尾数0 的整数。 （ 5）蜗杆传动的中心距应尽量圆整成尾数0或5的整数。蜗杆的螺旋线方向应尽量选 用右旋，以便于加工。蜗杆传动的啮合几何尺寸也应精确计算。 用右旋，以便于加工。蜗杆传动的啮合几何尺寸也应精确计算。 当蜗杆的圆周速度v<10m/s <10m/s时 一般采用蜗杆下置式； >10m/s >10m/s时 （6）当蜗杆的圆周速度 <10m/s时，一般采用蜗杆下置式；当v>10m/s时，为避免润 滑油剧烈搅动，应采用蜗杆上置式。 滑油剧烈搅动，应采用蜗杆上置式。 （7）蜗杆的强度和刚度验算以及蜗杆传动的热平衡计算都要在装配草图的设计中进 行。 各齿轮的参数和几何尺寸的计算结果应及时整理并列表备用。 （ 8）各齿轮的参数和几何尺寸的计算结果应及时整理并列表备用。
a0= 450 450mm
6.初算带长L 6.初算带长 d0 初算带长
(355 − 100) 2 = 2 × 450 + (100 + 355) + = 1650(mm) 2 4 × 450
π
Ld =1600 1600mm 1600
由表8-8查得相近的基准长度 1600mm。 由表 查得相近的基准长度Ld =1600 查得相近的基准长度 1600 。
dd1 100 = 1440 × r / min = 405 .6r/min dd 2 355 转速误差为： （ ％＜5 允许。 转速误差为：[（405.6-400）/400]×100％=1.4％＜5％,允许。 ） ] 100％=1.4％＜ n2 = n1
验算带速v 4.验算带速 验算带速 由式（ 12） 由式（8-12）得 v = 由式（ 13） 由式（8-13）
6
Байду номын сангаас
3.4 传动零件的设计实例①
带传动。 【例3-1】设计某铣床电动机与变速箱的普通 带传动。已 】设计某铣床电动机与变速箱的普通V带传动 知所需电动机输出功率为P＝ 知所需电动机输出功率为 ＝3.8kW（电动机额定功率 ＝ （电动机额定功率P＝ 4kW），主动轮转速 1＝1440 r/min，从动轮转速 2＝ ），主动轮转速 ），主动轮转速n ，从动轮转速n 400 r/min，要求中心距约为 ，要求中心距约为450mm，两班制工作，载荷 ，两班制工作， 变动较小。 变动较小。 设计计算过程列于下表： 【解】设计计算过程列于下表：
πd d 1n1
60 × 1000 =
dd1=100 100mm 100 dd2=355 355mm 355 转速误差＜5％, 转速误差＜ 允许
π ×100 ×1440
60 × 1000
= 7.54( m/s )
v=7.54m/s v在5～25 之间， 25m/s之间 之间， 在 合适
5.初定中心距 初定中心距 a0
0.7 d d 1 + d d 2） ao ≤ 2 d d 1 + d d 2 （ ≤ （ ）
318.5≤a 910 得 318.5 o≤910 根据已知条件取中心距a 根据已知条件取中心距 o= 450mm。 。 由下式计算带的基准长度L 由下式计算带的基准长度 do
2 （d − d ） π Ldo = 2ao + （d d 1 + d d 2） + d 2 d1 2 4ao
结果 a= 425 425mm
a min
a min = 401mm
a min = a + 0.03Ld = 425 + 0.03 × 1600 = 473( mm )
a max = 473mm
包角 144.7° 144.7 >120° α1 =144.7°>120°。
8.验算小带 8.验算小带 轮的包角 α
2
3.1 选择联轴器类型及型号
一般在传动装置中有两个联轴器： 一般在传动装置中有两个联轴器：一个是 连接电动机轴与减速器高速轴的联轴器， 连接电动机轴与减速器高速轴的联轴器，另 一个是连接减速器低速轴与工作机轴的联轴 器。一般选择可移式，以补偿制造与安装误 一般选择可移式， 差以及两轴的相对偏移。 差以及两轴的相对偏移。弹性可移式联轴器 不仅可以补偿两轴偏移， 不仅可以补偿两轴偏移，并且具有缓冲和吸 振的能力，应优先选用， 振的能力，应优先选用，常选用弹性柱销联 轴器。 轴器。低速时可选用无弹性元件的挠性联轴 例如十字滑块联轴器等。 器，例如十字滑块联轴器等。联轴器的型号 和尺寸应根据轴的结构和轴的直径来确定， 和尺寸应根据轴的结构和轴的直径来确定， 应注意联轴器的孔型与孔径与轴上相应结构、 应注意联轴器的孔型与孔径与轴上相应结构、 尺寸要一致。 尺寸要一致。
计算过程 由表8 查得， =1.2，由式（ 15） 由表8-9查得，KA=1.2，由式（8-15）得
结果 KA=1.2 1.2 Pc=4.56 kW 4.56 A型 型
Pc = K A P = 1.2 × 3.8 = 4.56( kW )
根据P 4.56 4.56kW，n1=1440 1440r/min，由图8-10确定为 型V带。 确定为A型 带 根据 c =4.56 ， 1440 ，由图8 10确定为
5
3.2.3开式齿轮传动 3.2.3开式齿轮传动
（1）应使链轮的直径、轴孔尺寸等与减速器，工作机相适 1 轴孔尺寸等与减速器， 应由所选链轮的齿数计算实际传动比， 应。应由所选链轮的齿数计算实际传动比，并考虑是否需要 修正减速器的传动比。 修正减速器的传动比。 （2）如果选用的单列链尺寸过大，则应改选双列链。画链 如果选用的单列链尺寸过大，则应改选双列链。 轮结构图时只需要画其轴面齿形图。 轮结构图时只需要画其轴面齿形图。
α1=144.7°>120° 144.7°>120° 144.7
合适。 合适。
1
查表8 带的基本额定功率P 1.31 查表8-5，单根V带的基本额定功率 o=1.31 kW； 单根 带的基本额定功率 ； （按 A型和dd1带查得n1=1200 r/min与n1=1460 r/min时，P0的值分别为1.14 kW 型 带查得 与 时 的值分别为1.14 1.32kW，故当 1=1440 与1.32 ，故当n =1440r/min时 时 9.确定带的 确定带的 根数Z 根数 查表8-6，用插值法求得查得功率增量∆Po=0.169 kW； 查表 ，用插值法求得查得功率增量 ； 查表8 用插值法求得包角系数K 0.91 查表8 带长修正系数K 0.99 0.91； 0.99； 查表8-7，用插值法求得包角系数 α=0.91；查表8-8 带长修正系数 L =0.99； 由式（8-17）得 由式（ 17）
8
设计项目 按式（ 按式（8-15）计算实际中心距 ）计算实际中心距a 7.计算中心 7.计算中心 距a
a ≈ ao +
计 算 过 程
Ld − Ldo 1600 − 1650 = 450 + = 425(mm ) 2 2 = a − 0.015 Ld = 425 − 0.015 × 1600 = 401( mm )