课程设计(双极圆柱齿轮减速器)

F：运输带拉 力 V：运输带速 度 D：卷筒直径
F
卷筒
V
D
运输带
联轴器
减速器 带传动
电机
减速器设计已知条件： F：运输带拉力（kN） V：运输带速度（m/s） D：卷筒直径（mm)
带传动居前,缓 冲吸震,过载保 护齿轮,且只有 高速才能提高 传动能力
卷筒
F V
D
运输带
联轴器
减速器
带传动
电机
1、选择电动机
将各轴转速n、功率P、转矩T及轴间传动比i、效率η列表P10
计算各轴转速、功率、转矩的计算公式汇总：
Ⅰ轴 Ⅱ轴 Ⅲ轴
nm n i带
n nII i1齿 nII n i2 齿
P P 0 P 带 电机 电机
P 1齿轮 ⅡP ⅠⅡ P 轴承 P P Ⅱ ⅡⅢ P Ⅱ 轴承 2齿轮
• 3、任务（以设计手册为参考资料） • 1）通过草图设计检查传动比分配是否合理， • 低速轴与高速级大齿轮是否干涉， • 两大齿轮浸油深度：高速级大齿轮浸油深1个齿高 时，低速大轮浸油深度<半径的1/3~1/6。（P19） • 2）轴的结构设计和轴系零件设计，定出支点距， 后对低速轴进行弯扭组合强度验算。 • 3）轴承的组合设计 • 确定轴承的型号和工作位置、润滑方式和密封装 置，对低速轴上的轴承进行寿命计算。 • 4）确定箱体的结构及各部分尺寸。 • 5）减速器附件设计（吊钩、吊耳、窥视孔、油标尺 等）（P76） • 6）确定联接件结构尺寸及位置。 • 7）验算
三、设计任务量 1、画A0号草图、装配图各一张， 四、参考资料
A3号零件图二张。 课程设计指导书 机械设计（教材）
2、设计论文（说明书）一份。 机械设计手册（含齿轮、带、轴、轴承、键的内容）
课程设计图册
五、设计步骤
• 选择电动机 • 传动比分配 • 计算各轴的转速 • 带传动和齿轮传动设计计算 • 验算系统误差 • 滚动轴承寿命、轴的强度验算
2、学习简单机械传动装置的设计原理和过程。
3、进行机械设计基本技能训练。（计算、绘
图、使用技术资料）
二、课程设计任务书
名称：铸钢车间型砂传送带传动装置设计。
要求：工作环境通风不良、单向运转、双班制工作、使 用年限、小批量生产、底座（为传动装置的 独立底座）用型钢焊接。 设计参数 传动系统简图 传动外形图 装配图 零件图
准备工作
1. 电机选择：中心高、轴径，轴外伸长度； 2. 齿轮零件主要尺寸：节圆直径、顶圆直径、 齿宽、中心距 3. 联轴器类型：毂孔直径、毂孔长度 4. 滚动轴承类型及支承形式： 5.图纸幅面和绘图比例：
草图设计
1、准备工作 （1）A0图纸一张，选择合适比例，用仪器画 （2）主要传动件的参数计算完备（齿轮几何尺寸、 轴径估算） 2、要求 （1）草图设计正确，迅速，主要结构要表达清楚。 各零件尺寸可随时标注在图纸上。 （2）草图不要求线型，同样零件可只画一个，其它 简画。 （3）所有零件尺寸随手写在草图上，以免再次查 找。
P T 9550 n
TⅡ 9550
T 9550
P Ⅱ nⅡ
P n
4、齿轮传动设计
• 1）采用斜齿圆柱齿轮闭式软齿面传动； • 2）选用中碳钢，传动用模数m≥2-4mm； 3）中心距取整(>150) i高=（1.1~1.5)i低 4) 强度计算中的功率用输出功率； 5) β 角方向确定应使中间轴的轴向力有所抵消； 6）β =8-15°，Z1=20-40 ，Z2=iZ1求出后圆整； 7）因圆整Z2时i变化了故须验算传动比误差： Δ i=[（i-Z2/Z1）/i]100%≤±5% • 8）检查浸油深度，当高速级大齿轮浸油1个齿高 时，低速级大齿轮浸油深度小于其分度圆半径的 六分之一到三分之一，以降低搅油功耗。 • • • • •
0.025 a 8
式中：Δ1为大齿轮齿顶圆与箱体壁间的距离，一般取Δ1=1.2δ=10~15mm δ为箱盖的厚度
确定箱体内壁线
小齿轮端面与箱体 的内壁间的距离Δ2 =10-15mm 大齿轮齿顶圆距内壁 Δ1≥1.2δ
10
0.025 a 8
一个齿高或≥10mm
30~50mm
P d A3 n
估算最小直径
为装拆方便取直 径差1—3mm
机械设计课程设计
• 1. 开题（第一阶段）
• 2. 装配草图和正式装配图
• 3. 零件图和设计说明书 • 4. 答辩
机械设计课程设计(第一次布置)
一、设计目的
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。 其目的是： 1、综合运用先修课理论，培养分析和解决工 程实际问题的能力。
6、验算传动系统速度误差
• 输送带速实际nw在求解过程中与理论V发生 了变化，故应验算系统误差。
• [（ n-nw）/nw]100%<±5%
• 若不满足应重新计算。
7、滚动轴承寿命、轴的强度验算
• 草图设计完成后，进行计算.
机械设计课程设计(第二次布置)
第二阶段设计的主要内容:
• 1、装配草图设计（含轴的结构设计、滚动轴 承组合设计等） • 2、正式装配图（含箱体和箱体附件设计） 装配草图设计是装配图设计的规划和准备阶段 正式装配图设计是对草图的进一步细化和完善 特点：“算画结合”边画边算（边计算，边画图， 边修改）
3)各轴扭矩T(Nm)
• • • • 电动机轴：(P10) Td=9550×Pd/nm（Nm） I轴 TI= 9550×PI/nI（Nm） II轴 TII= 9550×PII/nII（Nm）
……
计算出参数列表备用(P10)。
轴 号 轴 轴 功率 P Pd PI入 PII入 PI出 PII出 扭矩 T Td T I入 TII入 T I出 TII出 转速n nm nI n II 传动比I 效率ŋ 电动机轴 I II
待定…
4）确定减速器箱体凸缘宽度：
（前后宽度 L=+c1+c2+8、 c1、c2由d1查取 ） （侧面宽度 L′=+c1+c2 c1、c2由d2查取见p17 ）
c2 c1
c1c2
减速器装配草图的设计
2.轴及轴承装置组合设计：
1）各轴结构及尺寸设计：
估算最小轴径并初定轴的结构形状； 确定各轴段径向尺寸； 有些待定… 确定各轴段轴向尺寸。 ＊一般多用单支点双向固定；
已知小齿轮轴的输入功率，小齿轮转速，传动比，设计一对 标准斜齿圆柱齿轮传动。轻载、工作平稳。为使轴承端盖能 顺利安装，一般中心距不小于150毫米。
设计确定： 齿轮的精度、Z1 、 Z2 、 a 、m、 d1 、 d1 、 da1 、 da2 、 df 1 、 df 2 、 b1 、 b2 。Z1在20—40间选取 传动类型及失效形式: 传动类型:软齿面闭式斜齿圆柱齿轮传动 失效形式:点蚀 精度8级 故先按齿面接触强度计算公式设计齿轮的结构尺寸,然后再用 齿轮弯曲强度计算公式进行校核。
2）初选轴承类型、代号、外形尺寸并确定安装位置l2： 3）选择联轴器型号
4）设计轴承端盖结构尺寸
5）设计齿轮结构尺寸 6）确定支承结构及调整方式 7）设计轴承润滑及密封方式
脂润滑 油润滑
封油盘 挡油盘+油沟 +端盖缺口
l2
l2
确定齿轮的位置
画出传动零件的中心线。
△3＝8～15mm
2、箱体的设计 1）箱盖大齿轮一端外轮廓半径的确定 外轮廓半径=大齿轮顶圆半径+Δ1+δ
η1 ：带传动器效率 ； η2：轴承效率 η3：齿轮啮合效率 η4：联轴器效率 η5：运输带传动效率 (效率值查设计手册或P7)
Tn PW 9.55 10 6
Pd= Pw /η
4 0.99
5 0.96
1
3 2 2 3 4 5
3 0.97
1 0.96
设计计算中需要验算的内容
1、各级齿轮传动的强度验算 2、低速轴的弯扭合成强度验算 3、低速轴键的强度验算 4、低速轴上的滚动轴承寿命验算 5、两级传动大齿轮浸油深度验算 6、选择减速器内齿轮润滑方式验算 7、选择滚动轴承的润滑（剂）方式验算dn值 （P154） 8、对照任务书，验算传动误差
4.设计中应注意的问题 1）输入（出）轴外伸端长度、直径应与联轴器孔径 匹配。 2）润滑剂和润滑方式的选择 齿轮的润滑剂和润滑方式按圆周速度V确定（P153）， 轴承的润滑剂和润滑方式按速度因数dn确定。由于齿轮和 轴承可能分别采用润滑油和润滑脂（或润滑油），此时二 者不能相混，否则轴承润滑脂被冲走，故应在轴承处采用 密封装置“封油盘”或“挡油盘” （P30、P84、、 P94）。注意，并不是每个轴承处都安挡油盘。 3）齿轮顶圆与箱底距离≧30~50，以保证足够的油量 （P57）。 4）注意轴承盖的嵌入式和凸缘式结构。（P94、P86） 5）齿轮与轴的结合方式可设计成齿轮与轴分离，也可以成 齿轮轴（P94）。
2 0.99
2)电动机转速计算n
•工作机转速nw ： nw =(V×60×1000)/(πD) •电动机转速: nd= nwi总=(8~40) nw（rpm） 其中：i总=8~40 i总——减速器总传动比
3）选定电动机
• 根据求出的P、n查手册(P197)。 • 转速n：建议选用同步转速为1500（rpm） • 功率P：为使传动可靠，额定功率应大于 计算功率即 P额（Ped ）>Pd=PW/ŋ总 • 选定电动机：型号（Y系列）、 • 同步转速n、满载转速nm、 • 额定功率P额（Ped ） 、轴的中心 高、 • 电动机轴径、 • 起动转矩/额定转矩的比值。 • 记录备用
选择电动机依据：功率P，转速n 1）电动机功率计算P (P7)
Tn P 工作机功率： (kw) W 9.55 10 6
其中已知：T___鼓轮轴所需扭矩(Nmm) n___鼓轮转速 （r/min） 电动机需要功率： Pd= Pw /η (kw)
总 效 率 ： η=η1. η2. η3…… ηn
2、传动比分配
原则： 各级传动比应在合理的范围内：
各级传动尺寸协调，传动比应满足：
i总
n电动机 n滚筒
i带 2 ~ 4
i带 i齿轮 i齿轮
（不用整数）
i齿轮 3 ~ 6
3、计算各轴的n，P，T
• • • • 1）各轴转速（P9） 电机轴:nm（满载转速） I轴 : nI = nm /i带 II轴: n II =nI/i高 …… 2)各轴输入功率(P10) I轴: P I = Ped ŋ带 ŋ轴承 II轴: P I I= P I * ŋ12 = P I * ŋ齿轮 * ŋ轴承 ……
5.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。
减速器装配草图的设计
1.图纸总体布局：
1）确定视图比例及排列位置： 2）画出箱内齿轮轴线及外廓尺寸： （旋转零件轴向距离4 ） （P24、P25） 3）确定减速器箱体内壁线： （齿顶至内壁的距离1 齿轮端面至内壁的距离2）
2、传动比分配(P8)
• 分配原则：各级传动尺寸协调， 承载能力接近，两个大齿轮直径 接近以便润滑。（浸油深度）
目的：（1）尺寸协调、互不干涉
（2）尺寸紧凑、便于润滑
• • • • • • • •
i总= i带×I齿= i带× i高× i低=nm/nw i带——减速器外带传动传动比 I齿——减速器传动比 i高——减速器内高速级传动比 i低——减速器内低速级传动比 nm——电动机满载转速 nw——工作机转速 i高=（1.1~1.5)i低
5、带传动传动设计
• 详细见教科书带传动章节例题或上课例题
带传动设计
参照课本或设计手册进行，可选择普通V带或窄V带。 应注意的问题： 1、原始数据： 电动机功率：Pd 电动机转速：nd V带传动理论传动比：i
2、 选定大、小带轮后，i 带可能与分配值不同，应采用新值。
3、带轮的中心距在400~500之间选取。 4 、带的根数可以向上圆整，或向下圆整，但保证误差在5% 以内且不多于4。 5 、注意带轮最小直径，带轮直径要在基准直径系列中选。带 轮基准长度要在基准长度系列中选。