一级圆柱齿轮减速器课程设计

一 级 圆 柱 齿 轮 减 速 器 机 械 设 计 基 础 课 程 设 计 设 计 题 目 带 式 输 送 机 传 动 装 置 设 计 方 案 一 方 案 二 方 案 三 带 式 输 送 机 传 动 装 置 设 计 设 计 方 案 ： 见 任 务 书 基 本 数 据 ： 输 送 带 拉 力 、 输 送 带 速 度 、 卷 筒 直 径 工 作 条 件 ： 见 任 务 书 设 计 起 止 时 间 ： 2013.11.25-2013.12.6 设 计 任 务编写设计计算说明书一份。（16开论文纸，约20页，8000字）。 绘制减速器装配图1张，要求有主、俯、侧三个视图，图幅A1，比例1：1（当齿轮副的啮合中心距a 110时）或1：1.5（当齿轮副的啮合中心距a 110时）。绘制零件工作图2张（A3或A2）。 成 绩 评 定 ： 综 合 设 计 表 现 、 图 纸 质 量 、 说 明书 及 答 辩 情 况 ， 按 百 分 制 平 分 。 认 识 减 速 器 减 速 器 是 原 动 机 和 工 作 机 之 间 独 立 的 闭 式传 动 装 置 ， 用 来 降 低 转 速 、 传 递 动 力 、 增大 转 矩 ， 以 满 足 工 作 需 要 。 减 速 器 主 要 由 箱 体 、 轴 系 零 件 和 附 件 三 部分 组 成 。 10 视 孔 盖 通 气 螺 塞箱 盖 箱 座吊 钩 吊 耳封油环 轴 承 轴 承 旁连 接 螺 栓轴承座孔大 齿 轮 视 孔 盖垫 片 油 面 指示 器放 油螺 塞轴 承 盖 地 脚 螺 栓 孔起 盖螺 钉定 位 销 肋 板 毛 毡 密封 圈 一 级 圆 柱 齿 轮 减 速 器 12 减速器内部结构 减 速 器 下 箱 体 18 减 速 器 上 箱 体 起 盖 螺 钉 作 用 ： 起 盖 用 ， 两 个 对 角 线 布 置 。 定 位 销 作 用 ： 镗 轴 承 孔 定 位 用 ， 锥 度 1： 50 两 个 ， 对 角 线 布 置 。 观 察 窗 作 用 ： 注 油 、 观 察 两 对 齿 轮 啮 合 情 况 ， 以能 进 手 为 宜 。 通 气 器 作 用 ： 平 衡 机 体 内 外 压 力 。 19 吊 钩 作 用 ： 起 吊 整 机 用 ， 与 底 座 铸 出 。 起 盖 吊 耳 作 用 ： 起 吊 盖 ， 与 上 盖 一 同 铸 出 。 油 标 尺 作 用 ： 测 量 油 面 深 度 ， 要 有 最 高 液 面 ， 最低 液 面 刻 度 。 位 置 设 计 要 防 止 拔 不 出 油 标 或 油 外溢 。 放 油 塞 作 用 ： 更 换 润 滑 油 的 出 口 ， 设 计 在 箱 体 底 座 最 低 位 置 处 。 20 减 速 器 结 构 分 析 1 箱 体 结 构 减 速 器 的 箱 体 用 来 支 承 和 固 定 轴 系 零 件 。 箱 体 必 须 具有 足 够 的 强 度 和 刚 度 ， 以 免 引 起 沿 齿 轮 齿 宽 上 载 荷 分 布 不匀 。 为 了 增 加 箱 体 的 刚 度 ， 通 常 在 箱 体 上 制 出 筋 板 。 为 了 便 于 轴 系 零 件 的 安 装 和 拆 卸 ， 箱 体 通 常 制 成 剖 分 式 。剖 分 面 一 般 取 在 轴 线 所 在 的 水 平 面 内 （ 即 水 平 剖 分 ） ， 以便 于 加 工 。 箱 盖 和 箱 座 之 间 用 螺 栓 联 接 成 一 整 体 ， 为 了 使 轴 承 座 旁 的联 接 螺 栓 尽 量 靠 近 轴 承 座 孔 ， 并 增 加 轴 承 支 座 的 刚 性 ， 应在 轴 承 座 旁 制 出 凸 台 。 设 计 螺 栓 孔 位 置 时 ， 应 注 意留 出 扳 手 空 间 。 21 2 轴 系 零 件当 高 速 级 的 小 齿 轮 直 径 和 轴 的 直 径 相 差 不 大 （ df-d 6 7mn） 时 ， 将 小 齿 轮 与 轴 制 成 一 体 ， 称 为齿 轮 轴 。大 齿 轮 与 轴 分 开 制 造 ， 用 普 通 平 键 作 周 向 固 定 。轴 上 零 件 用 轴 肩 、 轴 套 、 封 油 环 与 轴 承 端 盖 作 轴向 固 定 。两 轴 均 可 采 用 深 沟 球 轴 承 作 支 承 ， 承 受 径 向 载 荷的 作 用 。轴 承 端 盖 与 箱 体 座 孔 外 端 面 之 间 垫 有 调 整 垫 片 组 ，以 调 整 轴 承 游 隙 ， 保 证 轴 承 正 常 工 作 。 2 轴 系 零 件 该 减 速 器 中 的 齿 轮 传 动 可 采 用 油 池 浸 油 润 滑 ， 大齿 轮 的 轮 齿 浸 入 油 池 中 ， 靠 它 把 润 滑 油 带 到 啮 合处 进 行 润 滑 。 滚 动 轴 承 可 采 用 润 滑 脂 润 滑 ， 为 了 防 止 箱 体 内 的润 滑 油 进 入 轴 承 ， 应 在 轴 承 和 齿 轮 之 间 设 置 封 油环 。 轴 伸 出 的 轴 承 端 盖 孔 内 装 有 密 封 元 件 ， 如 采 用 毛毡 密 封 圈 ， 对 防 止 箱 内 润 滑 油 泄 漏 以 及 外 界 灰 尘 、异 物 浸 入 箱 体 ， 具 有 良 好 的 密 封 效 果 。 3. 减 速 器 附 件 （ 1） 观 察 孔 盖 板 （ 视 孔 盖 ） ： 为 了 检 查 传 动 零 件 的 啮 合 情 况 ， 并 向 箱 体 内 加 注 润 滑 油 。视 孔 盖 平 时 用 螺 钉 固 定 在 箱 盖 上 ， 盖 板 下 垫 有 有 纸 质 密 封 垫 片 ,以 防 漏 油 。 （ 2） 通 气 器 （ 通 气 螺 塞 ） ： 通 气 器 用 来 沟 通 箱 体 内 、 外 的 气 流 ， 箱 体 内 的 气 压 不 会 因减 速 器 运 转 时 的 油 温 升 高 而 增 大 ， 从 而 提 高 了 箱 体 分 箱 面 、 轴伸 端 缝 隙 处 的 密 封 性 能 。 通 气 器 多 装 在 箱 盖 顶 部 或 视 孔 盖 上 ， 以 便 箱 内 的 膨 胀 气 体自 由 溢 出 。 （ 3） 油 面 指 示 器 为 了 检 查 箱 体 内 的 油 面 高度 ， 及 时 补 充 润 滑 油 。 应 在 油 箱 便 于 观 察 和 油 面稳 定 的 部 位 ， 装 设 油 面 指示 器 。 油 面 指 示 器 分 油 标 和 油 尺两 类 ， 图 中 采 用 的 是 油 尺 。 25 26 油 标放 油 螺 塞吊 钩 （ 4） 放 油 螺 塞 ： 换 油 时 ， 为 了 排 放 污 油 和 清 洗 剂 ， 应 在 箱 体 底 部 、 油 池 最 低 位置 开 设 放 油 孔 ， 平 时 放 油 孔 用 油 螺 塞 旋 紧 ， 放 油 螺 塞 和 箱 体 结合 面 之 间 应 加 防 漏 垫 圈 。 27 （ 5） 起 吊 装 置 ： 为 了 便 于 搬 运 ， 需 在 箱 体 上 设 置 起 吊 装 置 。 箱 盖 上 铸 有 两 个 吊 耳 ， 用 于 起 吊 箱 盖 。 箱 座 上 铸 有 两 个 吊 钩 ， 用 于 吊 运 整 台 减 速 器 。 28 吊 钩吊 耳 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 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 。 设 计 步 骤 :1. 电 动 机 选 择 （ p194）2. 传 动 装 置 总 体 设 计 （ p203）（ 1） 计 算 总 传 动 比 和 分 配 各 级 传 动 比 ；（ 2） 计 算 传 动 装 置 的 运 动 和 动 力 参 数 计 算 ；例 子3. 传 动 零 件 设 计 计 算 （ p1205）（ 1） 选 择 联 轴 器 类 型 及 型 号 ；（ 2） 减 速 器 外 传 动 零 件 设 计 ；（ 3） 减 速 器 内 传 动 零 件 设 计 。 4. 绘 制 装 配 底 图 （ p212）5. 验 算 轴 系 零 件 （ p227）6. 设 计 和 绘 制 箱 体 及 其 附 件 的 结 构 （ p228）7. 装 配 底 图 的 检 查 （ p237）8. 完 成 装 配 图 （ p238）9. 完 成 零 件 图 （ p244）设 计 步 骤 : 一 、 选 择 电 动 机 1） 确 定 电 动 机 类 型 ： 推 荐 Y系 列 380V， 三 相 异 步 电 动 机 2） 计 算 电 动 机 功 率 设 ： 工 作 机 （ 卷 筒 ） 所 需 功 率 Pw 电 动 机 至 工 作 机 之 间 传 动 装 置 的 总 效 率 为 电 动 机 需 要 的 功 率 Pd 计 算 如 下 ： 式 中 ， kW F为 工 作 机 （ 卷 筒 ） 的 阻 力 (输 送 带 拉 力 ) ， N； v为 工 作 机 的 线 速 度 (输 送 带 速 度 ) ， m/s； 为 工 作 机 的 效 率 。 总 效 率 为 ： 其 中 ， 分 别 为 传 动 装 置 中 每 一 传动 副 （ 齿 轮 、 带 或 链 ） 、 每 对 轴 承 、 每 个 联 轴 器 的 效 率 。（ p4） w 0 1 2 . n 、 、 、 、 wd edPP P 1000w wFvP 0 1 2. n 3） 确 定 电 动 机 转 速 已 知 卷 筒 转 速 为 nw（ r/min） 电 动 机 转 速 的 可 选 范 围 为 其 中 ， 为 各 级 传 动 的 合 理 传 动 比范 围 （ p196， 表 14-2 ） 。 常 用 转 速 有 750 r/min, 1000 r/min, 1500 r/min 1 2 3 . ni i i i、 、 、 、 60 1000w vn D 1 2 3( . )w ndn in ii i i 根 据 选 定 的 电 动 机 类 型 、 功 率 和 转 速 ，由 表 12-1表 12-14查 出 电 动 机 型 号 ； 记 录 其 型 号 、 额 定 功 率 、 满 载 转 速 、 外形 尺 寸 、 中 心 高 、 轴 伸 尺 寸 、 键 连 接 尺寸 、 地 脚 尺 寸 等 参 数 备 用 。 设 计 传 动 装 置 时 ， 一 般 按 工 作 机 实 际 需要 的 电 动 机 输 出 功 率 Pd计 算 ， 转 速 则 取满 载 转 速 。 1 计 算 总 传 动 比 及 分 配 各 级 传 动 比 传 动 装 置 的 总 传 动 比 为 ： 式 中 ， nm为 电 动 机 满 载 转 速 ， r/min； nw为 工 作 机 转 速 ， r/min。 多 级 传 动 中 ， 总 传 动 比 应 为 ： 式 中 ， 为 各 级 传 动 机 构 的 传动 比 。 mwni n 1 2 3 . ni i i i i 1 2 3 ni i i i、 、 、 .、 在 已 知 总 传 动 比 要 求 时 ， 如 何 合 理 选 择 和 分配 各 级 传 动 比 ， 要 考 虑 以 下 几 点 ： （ 1） 各 级 传 动 机 构 的 传 动 比 应 尽 量 在 推 荐范 围 内 选 取 （ 表 1-6） 。 （ 2） 应 使 传 动 装 置 结 构 尺 寸 较 小 ， 重 量 较轻 。 （ 3） 应 使 各 传 动 件 尺 寸 协 调 ， 结 构 匀 称 合理 ， 避 免 干 涉 碰 撞 。 注 意 ： 传 动 装 置 的 实 际 传 动 比 要 由 选 定 的 齿 数 或标 准 带 轮 直 径 准 确 计 算 ， 因 而 与 要 求 的 传动 比 可 能 有 误 差 。 一 般 允 许 工 作 机 实 际 转 速 与 要 求 转 速 的 相对 误 差 为 （ 35） %。 2 计 算 传 动 装 置 的 运 动 和 动 力 参 数 计 算 设 一 传 动 装 置 从 电 动 机 到 工 作 机 有 三 轴 ， 依 次为 、 、 轴 ， 则 ：（ 1） 各 轴 转 速 （ r/min） 23 2nn i1 0mnn i 12 1nn ii0, i1, i2分 别 为 电 动 机 轴 至 轴 、 、 轴 ， 、 轴 间 的 传 动 比 。 （ 2） 各 轴 功 率 （ kW） 3 2 23 01 12 23dP P P 1 01dP P2 1 12 01 12dP P P 01, 12, 23分 别 为 电 动 机 轴 至 轴 、 、 轴 ， 、 轴 间 的 传 动 效 率 。 （ 3） 各 轴 转 矩 （ N.m）1 0 01dT T i2 1 1 12 0 01 1 12dT Ti T i i 3 2 2 23 0 01 1 12 2 23dT T i T i i i 9550 dd dpT n 注 意 事 项 ： 齿 轮 需 要 计 算 的 参 数 ： a， m， z1, z2, b1 , b2, dai , dfi, di ; 模 数 应 取 标 准 值 ， 齿 宽 和 其 他 结 构 尺 寸 应 尽 量 圆整 ； 小 齿 轮 齿 宽 b1应 比 大 齿 轮 齿 宽 b2大 510 mm， 取齿 宽 系 数 d=11.2 ； 材 料 一 般 取 45钢 ， Pd 5.5 kW时 用 合 金 钢 如 40Cr等 。 四 、 绘 制 装 配 底 图 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 2） 大 体 确 定 三 视 图 的 位 置 3、 设 计 步 骤 按 中 心 距 先 画 轴 心 线 ， 再 画 齿 轮 、 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 。 4、 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 齿 顶 圆 不 能与 其 它 的 轴 干 涉 ） ； （ 3） 按 设 计 资 料 决 定 传 动 零 件 的 轴 向 间 距 ，然 后 确 定 零 件 与 箱 体 内 壁 的 间 距 ， 画 出 俯 视 图的 箱 体 内 框 线 ； （ 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 dmin，并 依 次 进 行 轴 的 结 构 设 计 。 5、 轴 的 结 构 设 计 （ p214）6、 设 计 和 绘 制 减 速 器 轴 系 结 构（ p217）（ 1） 齿 轮 的 结 构 设 计（ 2） 滚 动 轴 承 的 组 合 设 计 注 意 ： 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 ） 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 减 速 器 内 齿 轮 的 润 滑 剂 和 润 滑 方 式 按 圆 周 速 度 V确定 ， 减 速 器 内 轴 承 的 润 滑 剂 和 润 滑 方 式 按 速 度 因 数dn确 定 。 设 计 中 应 注 意 的 问 题 由 于 齿 轮 和 轴 承 可 能 分 别 采 用 润 滑油 和 润 滑 脂 ， 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 “ 挡 油 盘 ” 。 3. 油 底 油 面 高 度 3050 mm， 以保 证 足 够 的 油 量 。 4. 轴 承 盖 选 嵌 入 式 结 构 比 较 简 单 。 要 求 与 建 议1. 计 算 过 程 纸 张 注 意 保 存 ， 方 便 说 明 书 整 理 。2. 说 明 书 编 写 要 求 ： 装 订 顺 序 ： 封 面 ， 目 录 （ 有 页 码 ） ， 设 计 任 务 书 ， 电 动 机选 择 、 传 动 比 分 配 、 传 动 装 置 的 运 动 和 动 力 参 数 计 算 ， 传 动 件设 计 计 算 （ 齿 轮 传 动 ， 轴 强 度 计 算 、 轴 承 选 择 ， 键 的 选 择 ， 联轴 器 的 选 择 ） 。3. 画 图 的 注 意 点 ： 螺 栓 连 接 和 齿 轮 的 画 法 ； 三 视 图 应 同 时 进 行 ； 边 框 与 标 题栏 （ 画 图 之 前 第 一 步 ） ； 每 个 结 构 彻 底 理 解 （ 参 考 模 型 ） ； 图线 清 晰 ； 要 求 与 建 议注 意 ： 1. 重 点 参 考 ： 指 导 书 P191-250 2.上 午 8:30-11:30 下 午 14:30-17:30 3.成 绩 ： 计 算 说 明 书 30%， 画 图 50%， 包 括 答 辩 、 平 时 20%。 进 度 安 排设 计 任 务 下 达 ； 电 动 机 选 择 、 计 算 总 传 动比 和 分 配 各 级 传 动 比 ； 传 动 装 置 的 运 动 和动 力 参 数 计 算 。 11.25传 动 零 件 设 计 计 算 （ 选 择 联 轴 器 类 型 及 型号 、 减 速 器 内 传 动 零 件 设 计 ） 。 11.26-11.28装 配 图 的 绘 制 轴 系 、 齿 轮 、 箱 体 、 标准 件 。 11.29-12.2装 配 图 的 绘 制 完 善 ； 零 件 图 绘 制 。 12.3-12.4设 计 说 明 书 编 写 、 提 交 ， 答 辩 。 12.5-12.6 A2图 纸 轴 零 件 图 （ A3图 纸 ） 齿 轮 零 件 图 （ A3图 纸 ） 例 ： 运 输 带 工 作 拉 力 ： F=7 kN运 输 带 工 作 速 度 ： v=1.1m/s滚 筒 直 径 ： D=400mm滚 筒 效 率 ： 5=96% 设 计 步 骤1、 计 算 工 作 机 (滚 筒 )所 需 功 率 和 转 速 ：2、 电 动 机 输 出 功 率 ： wd PP min)/(100060 rD vnw 21 2 3 4 543221 235 451000w FvP ( )KW 3.确 定 电 动 机 额 定 功 率4、 确 定 电 动 机 转 速 ： ded PP 应 等 于 或 稍 大 于 edP滚 筒 工 作 转 速 ： 400100060 vn w所 需 电 机 转 速 ： wd nn )408(5、 确 定 电 机 型 号 ：查 课 程 设 计 手 册 ， 根 据 和 定 电 机 型 号 edP dn 6、 计 算 总 传 动 比 ： mwni n7、 分 配 传 动 比 ：21 iii 8、 计 算 各 轴 的 转 速 、 功 率 和 转 矩 ； ）：i：i（ 63,42 21 齿 轮 传 动带 传 动 dPP 1 112 PP 3223 PP 543221 2 35 41 mn n 112 /inn 223 /inn 9550 /d d dT P n 画 图 步 骤 ： 先 画 俯 视 图 较 方 便 螺 钉 联 接 装 配 图 的 简 化 画 法bm L0.5d bm: 钢 ： bm=d铸 铁 : bm=1.25d或 1.5d铝 : bm=2d螺 钉 长 度 ：L计 =bm+ 二 、 两 圆 柱 齿 轮 啮 合 的 画 法 在 非 圆 投 影 的 剖 视 图 中 ， 两 轮 节 线 重 合 ， 画 点 划 线 。 齿 根 线 画 粗 实 线 。 齿 顶 线 画 法 为 一 个 轮 齿 为 可 见 ， 画 粗 实 线 ， 一 个 轮 齿 被 遮 住 ， 不 画 线 。画 图 要 点 ：