一级减速器课程设计

3.计算各轴的转速、转矩和功率
计算各轴的n;P;T
各轴功率的计算
1功率计算的基准 小批量单件生产的机器;按Pd设计
2轴功率计算;按输入功率考虑
III 轴
II 轴
0轴
I轴
电机轴0轴
输入功率: P0=Pw/ŋ总= Pd 计算值 转速: n0 =nd 电机满载转速 输入扭矩: T0=9550*P0/n0Nm
1手册中推荐的传动比是范围值时;一般不应超过中间 值； 2考虑传动件尺寸的协调性、外廓尺寸的大小； 3注意传动比对结构合理性的影响 4齿轮传动的传动比不宜取整数均匀磨损
注意事项：
1此时的分配结果不是最终的;应随设计 进程及时调整；
2验算传动比误差是否超过允许值
由此初步分配完传动比;但实际传动比的确定必须在各级零件的 参数如齿轮的齿数确定下来之后才能最后确定&一般;实际确定的传动 比与设计要求的传动比有3% ~ 5%的误差是允许的&
5电机转速的确定
三相异步交流电机有四种同步转速： 3000、1500、1000、750r/min 转速高;极对数少;尺寸和质量小;价格低 如无特殊要求;一般选1500或1000r/min电机
电机的类型、结构、输出功率Pd和转 速确定后;可由标准中查出电机型号、 额定功率、满载转速、外形尺寸、中 心高、轴伸尺寸、键联接尺寸等&
第一阶段的工作是围绕轴的强度、轴承寿命进 行的;轴上各零件只须画出轮廓外形即可;不必画 出详细结构& 如：轴承——只画轮廓尺寸 齿轮、套筒——只画轮廓尺寸;不必画剖面线
三第三阶段——减速器箱体的结构设计
1、画主视图上箱盖的大头外形
暂不画小头外形
箱体结构设计
箱体壁厚按一级齿轮减速器中心距a选择壁 厚;
高速轴 I轴
输入功率: P I入 = P0 ŋ带
ŋ带：V带传动效率
输出功率: P I出 = P I入 ŋ轴承 ŋ轴承：轴承效率
转速:
n1=n0/ i带
输入扭矩: T I入 =9550*P I入 /n1Nm
输出扭矩: T I出 = T I入 ŋ轴承Nm
低速轴 II轴
输入功率: P I I入 = P I出 ŋ齿轮 ŋ齿轮齿轮传动效率 输出功率: P I I出 = P I I入 ŋ轴承
Ft2、 Fr2 、;
确定轴的支反力： RV1 、 RH1、RV2、RH2 ; 计算轴所受弯矩和扭矩;并画出弯矩图、扭矩图、 合成弯矩图、当量弯矩图；计算出危险截面的直径; 判断轴的强度是否满足强度要求&
8、轴承寿命的校核计算 低速轴的轴承所受径向力：
Fr1 RV12RH12
Fr2 RV22RH22
注意：相关尺寸的协调;如：小带轮孔 径与电机轴一致;小带轮外圆半径是否 小于电机中心高;大带轮半径是否高过 减速器中心高等&
5、齿轮传动设计
1采用直齿圆柱齿轮闭式软齿面传动；
2小齿轮用40Cr调质;大齿轮用45钢调质;传动 用模数m≥2mm；
3 强度计算中的功率用输入功率；
4Z1=20-35 ;Z2=iZ1求出后圆整； 5因圆整Z2时i变化了故须验算传动比误差：
一、草图阶段的任务和方法
1. 任务 按设计顺序 1完成轴系的结构设计 • 轴的结构设计 • 轴承组合结构设计 • 轴上各零件的尺寸、位置 • 与轴系设计相关的箱体结构
2进行轴的强度、轴承寿命、键的强度计算 3完成减速器箱体其余结构设计 4附件设计
2.方法
算画结合;逐步逼近 先主后次;由内而外;先轮廓后结构
计算寿命应大于预期寿命&
9、键的校核计算：
确定各键的材料、尺寸；并校核其强度&
10、联轴器的选择计算：
根据联轴器的计算扭矩T c=1.5 T II出和
安装轴径选出合适的弹性联轴器型号&
11、润滑方式的选择计算：
轴承的润滑方式根据速度因数dn选择; 齿轮的润滑方式根据分度圆周速度v选择.
二第二阶段——细化轴系部件结构
Δi=i-Z2/Z1/i100%≤±5% 6精度等级：8级
7齿宽系数： φd=0.8
已知： T I入 = ;工作条件任务书中给出
n1= ; i减= ;
选材：小齿轮用40Cr调质;大齿轮用45钢调质 精度等级：8级
齿宽系数： φd=0.8
选取Z1= ; Z2= i减Z1
按闭式软齿面传动设计计算原则计算&
V——输送带速度 m/s 电动机需要功率： Pd= P w /η kw
ŋ 总 效 率 ： 总=η1. η2. η3…… ηn
η 卷筒效率 1_________
η2_________卷筒轴承效率
η3_________低速级联轴器效率
η4_________低速级轴承效率
η5_________齿轮啮合效率
《机械设计基础》 课程设计
机械设计课程设计是高等工科院校机 械类本科学生第一次较全面的机械设计训 练;也是机械设计课程的一个重要的实践性 教学环节&
一、课程设计的目的
1. 培养学生综合运用所学知识解决工程实际 问题的能力；
2. 学习和掌握一般机械设计的基本方法和程 序;培养独立设计能力；
3. 进行机械设计工作基本技能的训练;包括 训练计算、绘图能力和运用设计资料
六、工作进度安排
1. 参数计算1.5天
1选择电动机 2传动比分配 3计算各轴的转速、功率、扭矩 4V带传动设计计算 5齿轮传动设计计算 6验算系统误差
六、工作进度安排
2.装配草图设计1.5天
草图设计与轴和轴承组合结构设计与计算交叉进 行 7轴的设计计算 8轴承寿命的校核计算 9键的校核计算 10联轴器的选择计算 11润滑方式的选择计算
A2图纸 3.设计计算说明书 不少于15页A4
设计计算说明书内容
1封面、目录 2课程设计任务书 3选电机、传动件工作能力计算过程 4减速器的部分结构尺寸、润滑方式、技术要求 5参考资料和文献
五、参考资料
1. 《机械设计基础》教材 2. 《机械设计课程设计》指导书 3. 《机械设计课程设计图册》 4. 《机械零件设计手册》
1. 选择电动机
1类型：如无特殊需要;一般选Y系列三 相交流异步电动机& 2电机容量的确定
Pe>Pd Pe—电动机的额定功率 Pd—电动机的实际输出功率
1避免Pe>>Pc 2启动过载能力应满足要求堵转转矩/额定转矩
选择电动机依据：功率Pd ;转速nd
3电动机功率计算
工作机功率 ：P w= FV/1000 kw 其 中 已 知： F——输送带拉力 N
4电动机转速计算
工作机转速nw ： 因：V= πDn/60*1000 m/s
故：nw=V*60*1000/ πDrpm 其中：V——输送机带速 m/s
D——卷筒直径
mm
电动机转速: nd= nwi总=6~24 nwrpm 其中：i总= nd /nw= i带i减= 6~24 i总——总传动比 i带——V带传动的传动比2~4 i减——减速器传动比单级3 ~6
1选材：45钢调质 2初估I 、II、 III轴径最小直径
dI
C3
PI入 n1
d II
C3
PII入 n2
dIII C3
PIII入 n3
若有键槽轴径加大5%;有配合要求的取标准直径&
减速器的构造
1 轴系部件：
1传动件 2轴 3轴承组合：轴承、端盖、密封、调整垫片
2 箱体 3 附件
减速器装配草图的绘制
轴承座旁螺栓位置要考虑扳手空间; 扳手空间大;操作方便;但太大螺栓太长 安
装不便;螺栓长度要符合螺栓长度系列; 参考课程设计指导书中有关内容&
2、画主视图箱座高度
按最大齿轮的顶圆考虑
L=δ+C1+C2+3～5 ㎜
各轴承座宽 度相同;便 于加工
4、确定轴的外伸长度
5、完成轴系的结构设计
包括：轴、轴承等轴上各零件 1轴承位置确定原则——支承刚度好;轴的弯矩小
简支结构
L 尽可能小
2轴承润滑方式确定轴承位置
齿轮圆周速度v≥2m/s;轴承采用油润滑;箱体剖 分面开油沟;靠近小轮处的轴承设挡油板&
六、工作进度安排
3.正式装配图绘制5天 4.设计计算说明书整理1天 5.答辩1天
七、设计步骤
1、选择电动机 2、传动比分配 3、计算各轴的转速、功率、扭矩 4、V带传动设计计算 5、齿轮传动设计计算 6、验算系统误差 7、轴的设计计算
七、设计步骤
8、轴承寿命的校核计算 9、键的校核计算 10、联轴器的选择计算 11、润滑方式的选择计算 12、绘制装配图
输出扭矩: T III出 = T III入 ŋ轴承Nm
整理数据;列表备查
轴号 电机轴 I轴 II轴 III轴
功率
转矩
转速
传动比
4. V带传动的设计计算
已知：主动轮的转速n0 =nd ;从动轮的转速 n1 = ;传递的功率Pd = 计算值; 工作条件任务书中给出；
求： d1= ; d2= ;带的型号;根数Z= ;长度; 带轮宽度;中心距a= ;对轴的压力FQ= &
齿轮圆周速度v＜2m/s;轴承采用脂润滑;各轴 承处均设挡油板& 有挡油板时：轴承内侧端面距箱体内壁线8-12mm 无挡油板时：轴承内侧端面距箱体内壁线0-3mm
3轴承类型的选择：
载荷大小、方向、性质及转速 常选：深沟球、圆锥滚子
6、计算轴、轴承和键
• 弯矩图按比例、分平面画出 • 轴的强度计算方
输入扭矩: T I I入 =9550*P I I入 /n2Nm
输出扭矩: T I I出 = T I I入 ŋ轴承Nm
滚筒轴 III轴
输入功率: P III入 = P I I 出 ŋ联轴器
输出功率: P III出 = P III入 ŋ轴承
转速:
n3=n2
输入扭矩: T III入 =9550*P III入 /n3Nm
二、准备工作
1、整理前期完成的计算数据 齿轮几何尺寸、联轴器型号、电机轴直 径、各轴的运动和动力参数……
2、阅读参考资料 课程设计指导书 装配图详细设计步骤 减速器立体结构图
三、草图绘制方法
一 第一阶段——完成轴系部件的设计
1、分配视图空间主、俯、侧视图;确定首先着手 的视图
圆柱齿轮减速器——俯视图入手 2、确定轴线位置;画出齿轮外形、箱体内壁线
草图设计步骤
按中心距先画轴心线;再画轴及轴承; 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&
注意： 1输入、输出轴的外伸方向应与方案布局图一致 2△1、△2按经验尺寸确定 3左侧内壁线暂不画;由主视图决定
3、确定轴承座宽度L
通常;按电机的实际输出功率Pd进行传 动装置的设计计算&传动装置的转速 按照电机的满载转速计算&
2. 传动比分配
i总= nd /nw
i总= i带i减 i总——总传动比 i带——V带传动的传动比;推荐取3 i减——减速器传动比
则 i减= i总/ i带
i减要精确到小数点后两位&
传动比的分配一般遵循以下原则
η6__________高速级轴承效率
η 带传动效率 7_________
效率值查设计手册
计算总效率时的注意事项：
1轴承效率均指一对轴承而言；
2同类型的几对传动副、轴承、联轴器应 分别计入各自的效率；
3资料推荐的效率一般有一个范围;可根据 工作条件、精度等级选取&如：工作条 件差、精度低、润滑不良的齿轮传动取 小值;反之取大值&
轴承寿命不满足时;可按大修期确定
3轴的结构设计：参考指导书 布置轴上零件；确定各轴段的直径和长度；
预选轴承和联轴器；
提示：轴承的选择;同一根轴上的两个轴承 型号相同；
联轴器应满足传递扭矩和孔径要求；
高速轴直径<低速轴直径 4低速轴的强度计算： 根据轴上零件的布置情况和预选轴承型号;确 定轴的支点距和齿轮2所受各力：
确定： d1 、 d2、 da1、 da2、 df1、 df2、 b1 、 b2 、 a 、 m等参数&
齿面接触强度校核式：
6、验算传动系统误差
输送带速实际Vw在求解过程中与理论V发生 了变化;故应验算系统误差& V-Vw/V100%<±5% 若不满足应重新计算&
7、轴的设计计算
dC3 P n
初估的轴径为受扭段的最小直径;如此处有 键槽;还应考虑键槽对轴强度削弱的影响& 一般有一个键槽时;直径增大3~5%&轴的直 径需圆整;且应与联轴器孔径配合
二、课程设计的题目
用于带式输送机上的单级直齿圆柱齿轮 减速器
电动机+带传动+单级圆柱齿轮减速器
三、课程设计的内容
1. 电动机选择;传动比分配 2. 传动件和支承件的设计计算 3. 减速器装配图 4. 设计计算说明书的编写
四、课程设计提交的内容
1. 减速器正式装配图1张A1图纸 2. 零件工作图轴工作图、齿轮工作图