机械零件课程设计含图(一级减速器)

机械设计基础课程设计（一级减速器）
一．概述
1．准备
设计手册，图册，绘图工具等。

复习内容：齿轮传动、轴、滚动轴承、键、螺纹联接、联轴器选择等。

2．时间安排
1）电动机选择、传动比分配、运动参数、计算、传动零件设计计算（一天）。

2）参观和动手装拆减速器，并开始绘装配草图（一天）。

3）画正式装配图：包括主要尺寸、配合公差、零件编号、明细表、技术要求等（二天）。

4）编写计算说明书，答辩。

（一天）边计算边写计算说明书
6）检查和装订。

二．设计步骤
1．选择电动机
1）电机类型：
推荐Y 系列380V ，三相异步电动机（查指导书) 2）选择电动机功率P ed
设：工作机（卷筒）所需功率P W 卷筒效率ηW
电机至卷筒轴的传动总效率ηa （减速器效率） 电机需要的功率P d 计算如下：ed r
d P P P ≤=
η
W
r FV P η1000=
式中F 单位为N ，V 单位为m/s
2
2联轴器齿轮轴承ηηηη⋅⋅=
）（s m Dn
V /1000
60⨯=
π (式中D 单位为mm ，n 单位为r/min)
995
.0~99.097
.099
.098.0＝＝球＝滚子＝联轴器齿轮轴承
ηηη⎩⎨
⎧
96.0＝卷筒η
举例：现算出P d =2.08kW 查手册取P ed =2.2kW
3）确定电动机转速n d
已知减速器输出轴，即卷筒的转速为n （r/min ） 因为一级减速器的总传动比合理范围是i a =2~8
所以：电动机转速为n d =i a ·n=（2～8）n
例如 n=260 r/min
则 n d =520～2080 r/min
该范围内的转速有 750 r/min, 1000 r/min, 1500 r/min
电动机方案比较
注：i a =满载转速/
通过比较得知：2号方案较好，其重量轻，价格便宜，传动比适中。

4
卷筒轴承η
ηη⋅=W
2．传动零件设计计算（复习教材，齿轮设计具体步骤可参考教材P172例题7.2和P182例题7.3）
1）联轴器选择（根据转矩选型即可）
低速级：刚性连轴器，高速级：弹性连轴器 2）斜齿轮要计算的参数
a ; m n ; z 1 , z 2 ;
b 1 , b 2 ; β d ai , d fi , d i (i=1~2)
3）直齿轮要计算的参数
a ; m ; z 1 , z 2 ;
b 1 , b 2 ; d ai , d fi , d i (i=1~2)
4）计算卷筒实际转速及误差
)/(
/1
212z z n i n n ed ed =＝卷筒
%5≤n
n
n －误差＝
卷筒
3．注意事项
1）斜齿轮的中心距a 要圆整，其尾数为0，2，5，8 2）模数取标准值，并且≥1.5
3）β＝8°～20°
当β＝8°～12°时用“60000”轴承（深沟球轴承）
当β＝12°～20°时用“30000”（圆锥滚子轴承）或“70000”轴承（角接触球轴承） 4）小齿轮齿宽b 1应比大齿轮齿宽b 2大5~10mm 取齿宽系数Ψd =1.0~1.2
材料一般取45钢，P d ≥5.5kW 时用合金钢如40Cr 等。

三 绘制装配草图（与轴的结构设计同步进行）
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
如用0号图纸，按1：1画；1号图纸，按1：2画。

装配图：0号图纸，按1：1画；
1号图纸，按1：2画（当大齿轮齿顶圆直径da>320mm 时）。

零件图：2号图纸，按1：1画。

2）大体确定三视图的位置 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：齿轮的顶圆不能与其它的轴干涉）；
（3）按设计资料确定零件与箱体内壁的间距△1和△2，画出俯视图的箱体内框线； 参见指导书
一级圆柱齿轮减速器装配草图（一）
（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d min ，并依次进行轴的结构设计。

轴1的最细直径为d 1min (减速器的输入端)
mm n P A d 203
1
10min 1≥=
圆整后与联轴器、电机轴一致；联轴器两端轴径允许不同，但相差不能太大，查表
轴2的最细直径为d 2min （减速器的输出端）
3
2
20min 2n P A d =
圆整后与联轴器一致；联轴器两端轴径允许不同，但相差不能太大，查表
注意：有键槽处，估算直径要加大3～7％；然后圆整。

3．进行轴的结构设计（参见教材及指导书）
轴径设计、轴段长度设计
（要求在说明书中画出轴的结构简图，可不画轴上零件）
4．轴上零件的具体结构设计
主要有：齿轮、套筒、联轴器等
5．箱体及其它零件设计
主要有：油标尺、通气器、检查孔盖、放油螺塞、连接螺栓、吊钩、钓耳、启盖螺钉、定位销等参见手册（大部分为标准件）
四绘制正式装配图
1．装配图的绘制略
2．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）
3．技术要求
1）减速器特性（功率，输入转速，总传动比，传动效率等）
2）技术要求
4．零件编号及明细表
五绘制零件图
低速轴或大齿轮（略）
六编写计算说明书及装订
减速箱总图作图步骤
1、在主视图和俯视图上作轴心线（注意图面布置），再画齿轮轮廓（齿顶圆以及齿宽）。

2、在俯视图上画减速箱内壁，考虑内壁面与齿轮端面间的距离。

3、在俯视图上作轴承座空外端面。

轴承座孔深（即箱体内壁面到轴承座空外端面的距离）
L=δ+c1+c2+（5~10mm）δ、c1、c2 按照手册上的表“铸铁减速器箱体主要结构尺寸”及“铸造箱体凸台和凸缘螺栓联接处的结构尺寸”选取。

（c1、c2根据螺栓直径查取，螺栓直径根据输出轴上的轴承外径确定）。

4、在俯视图上进行轴上零件的布置及定位、安装，确定各零件在轴线方向的尺寸：齿轮、
轴承、套筒、轴承端盖、联轴器，由此确定各段轴径的长度及直径。

（各轴肩尺寸参考手册“各轴段直径的确定”。

）（可参考资料“减速箱轴设计示例”）
注意：
1、轴承与内壁面间应当留有距离（查手册）；
2、轴承端盖尺寸也在手册上查取；
3、联轴器与轴承端盖间的距离约20~30mm。

4、输出端（大齿轮一边）箱体内壁面及箱盖内壁面考虑齿顶圆与内壁面的距离而定，输入端则不然！
5、输入端的内壁面确定，必须在主视图上画好轴承座孔外径、轴承旁联接螺栓，然后才能确定箱体、箱盖的尺寸。

6、箱盖的形状确定后，才能在主视图上画透视孔。

——附件尽量放在整个箱体之后画。

7、各零件的内部结构（比如轴承等）先不要画，只定出位置及外形尺寸，先画出整体布置。

附：设计说明书格式及内容
一、封面
二、设计任务书 三、目录
四、设计说明书正文
1、电机选择计算；
2、运动参数计算：各轴功率、转矩、传动比等；
3、齿轮传动计算：大、小齿轮 1）直齿轮要计算的参数 • a ; m ; z 1 , z 2; b1 , b 2; • d ai , d fi , d i (i=1~2) • 2）斜齿轮要计算的参数 • a ; m n ; z 1 , z 2; b 1 , b 2; β; • d ai , d fi , d i (i=1~2) • 3）计算卷筒实际转速及误差
4、各轴的结构设计 ：
轴段直径计算，轴段长度设计（参见教材例题）；
5、联轴器选择，轴承选择； 6．密封及润滑方式的选择 7、低速轴的校核计算。

五、设计小结
)
/(
/12
12z z n i n n ed ed =＝卷筒%
5≤n
n
n －误差＝
卷筒
1.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
3.理由：油塞与箱座接合处未设计密封件，会造成漏油。

改进措施：在接合处加上一密封圈。

4.理由：装油塞处箱壁太薄，不利于螺钉联接改进措施：装油塞处应设计凸台。

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。