一級(jí)齒輪減速器設(shè)計(jì)指導(dǎo)學(xué)生課件-002

哈爾濱工業(yè)大學(xué)(威海)1概述1.準(zhǔn)備機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書、機(jī)械學(xué)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)圖冊(cè)，機(jī)械制圖、繪圖工具等。復(fù)習(xí)內(nèi)容：齒輪傳動(dòng)、軸、滾動(dòng)軸承、鍵、螺紋聯(lián)接、聯(lián)軸器選擇等。2.時(shí)間安排

1）電動(dòng)機(jī)選擇、運(yùn)動(dòng)參數(shù)、計(jì)算、傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算(2天)。

2）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪裝配草圖(2天)。

3）畫正式裝配圖：包括主要尺寸、配合公差、零件編號(hào)、明細(xì)表、技術(shù)要求等(3天)。

4）畫零件圖1張(低速軸或低速軸上齒輪)(1天)。5）編寫計(jì)算說明書(1天)。

6）檢查和裝訂、答辯(1天)。3.作息時(shí)間：上午8:00-11:30下午2:00-5:30321451、減速器裝配圖1張（0號(hào)或1號(hào)圖紙）；2、零件圖1張（大齒輪或低速軸，2號(hào)圖紙）；3、設(shè)計(jì)計(jì)算說明書1份。

設(shè)計(jì)期限：年月日至年月日頒發(fā)日期：年月日設(shè)計(jì)任務(wù)：3設(shè)計(jì)結(jié)果標(biāo)題欄與明細(xì)欄技術(shù)要求432145設(shè)計(jì)題目：帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置一級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)。采用一級(jí)圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)系統(tǒng)參考方案（見圖）

原始數(shù)據(jù)：輸送帶有效拉力F=1850N運(yùn)輸帶速度V=2.00m/s（允許誤差±5%）輸送機(jī)滾筒直徑D=500mm

減速器設(shè)計(jì)壽命為10年，每年300個(gè)工作日。工作條件：兩班制，常溫下連續(xù)工作；空載起動(dòng)，工作載荷平穩(wěn)，單向運(yùn)轉(zhuǎn)；三相交流電源，電壓為380/220伏。

帶式輸送機(jī)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)1通過聯(lián)軸器2將動(dòng)力傳入單級(jí)圓柱齒輪減速器3，再通過聯(lián)軸器4，將動(dòng)力傳至輸送機(jī)滾筒5，帶動(dòng)輸送帶工作。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書51．確定傳動(dòng)方案一、 初步設(shè)計(jì)61.電機(jī)類型：按照工作要求和條件，選用三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)，Y系列，額定電壓380V。2.選擇電動(dòng)機(jī)功率Ped工作機(jī)的輸出功率為二、選擇電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)所需的工作功率為由電動(dòng)機(jī)至運(yùn)輸帶的傳動(dòng)總效率為7二、選擇電動(dòng)機(jī)式中：η1、η2、η3、η4、η5分別為帶傳動(dòng)、軸承、齒輪傳動(dòng)、聯(lián)軸器和滾筒的傳動(dòng)效率。3.確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速滾筒軸工作轉(zhuǎn)速為83.確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速取V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比2~4，一級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比3~6，則總傳動(dòng)比合理范圍為6~24，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為4.電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選定根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊(cè)查出有三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，因此有三種傳動(dòng)比方案，如下表：方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率PedkW電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/min電動(dòng)機(jī)重量N總傳動(dòng)比同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速1Y132S-45.5150014406818.852Y132M2-65.510009608512.573Y160M2-85.57507201159.4394.電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選定綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、傳動(dòng)比，可見第2方案比較適合。因此選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M2-6，其主要性能如下表：型號(hào)額定功率額定電流轉(zhuǎn)速效率功率因數(shù)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩起動(dòng)電流最大轉(zhuǎn)矩重量額定轉(zhuǎn)矩額定電流額定轉(zhuǎn)矩kWAr/min%倍倍倍kgY132M2-65.512.696085.30.82.06.52.285101.計(jì)算總傳動(dòng)比三、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)2.合理分配各級(jí)傳動(dòng)比為使V帶傳動(dòng)外廓尺寸不致過大，初步取i0=2.8，則減速器傳動(dòng)比為：113.各軸轉(zhuǎn)速、輸入功率、輸入轉(zhuǎn)矩的計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速各軸輸入功率123.各軸轉(zhuǎn)速、輸入功率、輸入轉(zhuǎn)矩的計(jì)算各軸輸入轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩Ⅰ軸

Ⅱ軸

滾筒軸

133.各軸轉(zhuǎn)速、輸入功率、輸入轉(zhuǎn)矩的計(jì)算運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)設(shè)計(jì)結(jié)果整理于下表：軸名功率PkW轉(zhuǎn)矩TN?m轉(zhuǎn)速nr/min傳動(dòng)比效率輸入輸出輸入輸出電動(dòng)機(jī)軸

4.5

44.779602.8

Ⅰ軸4.324.23120.34117.93342.86Ⅱ軸4.114.03513.63503.3676.364.49

滾筒軸3.993.91498.32488.3576.361.00

14

1.帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)(普通V帶)四、傳動(dòng)件設(shè)計(jì)計(jì)算152.齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)根據(jù)：傳遞功率P；傳動(dòng)比i；小齒輪的轉(zhuǎn)速n;工作時(shí)間、閉式傳動(dòng)。1）選擇材料、熱處理、精度等級(jí)、決定齒面硬度、表面粗糙度。2）若選軟齒面按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì),需校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度若選硬齒面按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，需校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度16注意事項(xiàng)

1）斜齒輪的中心距a要圓整，其尾數(shù)為0，2，5，82）模數(shù)取標(biāo)準(zhǔn)值，并且≥1.53）β＝8°～20°

當(dāng)β＝8°～12°時(shí)用“60000”軸承當(dāng)β＝12°～20°時(shí)用“30000”或“70000”軸承

4）小齒輪齒寬b1應(yīng)比大齒輪齒寬b2大5～10mm

取齒寬系數(shù)Ψd=1～1.2

材料一般取45鋼，Pd≥5.5kW時(shí)用合金鋼如40Cr等。2.齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)17

與軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同步進(jìn)行

1．選擇視圖一般用三視圖，和必要的局部視圖

2．布置圖面

1）確定繪圖的有效面積裝配圖：0號(hào)圖紙，按1：1畫；

1號(hào)圖紙，按1：2畫（當(dāng)大齒輪齒頂圓直徑da>320mm時(shí)）。零件圖：2號(hào)圖紙，按1：1畫。

2）大體確定三視圖的位置

先畫俯視圖與主視圖（1）根據(jù)中心距先畫俯視圖的兩根軸線;

（2）然后畫齒輪；（3）按設(shè)計(jì)資料確定零件與箱體內(nèi)壁的間距△1和△2（取10-15mm），畫出俯視圖的箱體內(nèi)框線；三繪制裝配草圖：18零件與箱體內(nèi)壁的間距△1和△2（10-15mm），畫出俯視圖的箱體內(nèi)框線俯視圖與主視圖19HⅡ軸KHH△△

軸承端蓋△1eCH△K注意:H、△

、K有一定要求俯視圖20∵在開始設(shè)計(jì)軸時(shí)，軸的長(zhǎng)度和跨距未定，支座反力和彎矩就無法求得，這時(shí)常用簡(jiǎn)單公式初步估算出軸的最細(xì)處直徑dmin，并依次進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。軸1的最小直徑d1min(減速器的輸入端)

軸2的最小直徑d2min（減速器的輸出端）

注意：有鍵槽處，估算直徑要加大3～5％；然后圓整。圓整后與聯(lián)軸器、電機(jī)軸一致；聯(lián)軸器兩端軸徑允許不同，但相差不能太大，查表圓整后與聯(lián)軸器一致；聯(lián)軸器兩端軸徑允許不同，但相差不能太大，查表（4）確定軸的支點(diǎn)和軸上零件力的作用點(diǎn)21軸徑設(shè)計(jì)、軸段長(zhǎng)度設(shè)計(jì)（要求在說明書中畫出軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，可不畫軸上零件）

4．軸的強(qiáng)度校核及軸承壽命計(jì)算，鍵聯(lián)接的強(qiáng)度驗(yàn)算等要求計(jì)算及校核低速級(jí)軸的強(qiáng)度

參考教材例題3．進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)22軸設(shè)計(jì)例

設(shè)計(jì)如圖所示的斜齒圓柱齒輪減速器的輸出軸（Ⅱ軸）。已知傳遞功率P=12kW，輸出軸的轉(zhuǎn)速n=260r/min,從動(dòng)齒輪的分度圓直徑d=251.4mm，螺旋角β=9°30′7″，右旋。齒輪輪轂寬度b2=70mm，單向運(yùn)轉(zhuǎn)。23（1）根據(jù)工作條件選擇材料，確定許用應(yīng)力有鍵槽，放大3~5%，33.68~37.91mm，取標(biāo)準(zhǔn)直徑d1=35mm。選45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表得到許用彎曲應(yīng)力[σ-1b]=60MPa。（2）按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步估算軸的最小直徑243）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制結(jié)構(gòu)草圖HⅡ軸KHH△△

軸承端蓋△1eCH△K25作出裝配簡(jiǎn)圖，擬定裝配方案；確定軸上零件的位置和固定方式確定各軸段的直徑確定各軸段的長(zhǎng)度軸的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，圓角、倒角、退刀槽等。26①②③④⑤⑥⑦箱體內(nèi)壁線27水平面內(nèi)支點(diǎn)反力垂直面內(nèi)支點(diǎn)反力水平面內(nèi)彎矩圖垂直面內(nèi)彎矩圖合成彎矩圖扭矩圖（4）按彎扭合成強(qiáng)度校核軸徑285）修改軸的結(jié)構(gòu)

6）完成軸的零件工作圖。29主要有：齒輪、套筒、聯(lián)軸器等注意：1）此時(shí)應(yīng)考慮齒輪、軸承的潤(rùn)滑方式，連軸器的型號(hào)，考慮此潤(rùn)滑方式下密封以及它們對(duì)軸的要求：如脂潤(rùn)滑應(yīng)有擋油環(huán)，裝在軸上位置，密封圈）軸承v<2m/s時(shí)，脂潤(rùn)滑；v>2m/s時(shí)，油潤(rùn)滑。

2）聯(lián)軸器的選擇（低速級(jí):剛性聯(lián)軸器，高速級(jí)：彈性聯(lián)軸器）6．箱體及其它零件設(shè)計(jì)主要有：油標(biāo)尺、通氣器、檢查孔蓋、放油螺塞、連接螺栓、吊鉤、釣耳、啟蓋螺釘、定位銷等

參見手冊(cè)（大部分為標(biāo)準(zhǔn)件）5．軸上零件的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)301．裝配圖的繪制略

圖面尺寸：裝訂邊：25mm，其余三邊：10mm2．尺寸標(biāo)注

1）定位尺寸（齒輪中心距及偏差，地腳螺釘尺寸，主、從動(dòng)軸外伸端的配合長(zhǎng)度和直徑，機(jī)座中心高等）

2）配合尺寸（齒輪與軸，軸承與軸，軸承與箱體，等）

3）外廓尺寸（減速器的最大長(zhǎng)、寬、高；減速器底座的長(zhǎng)、寬、高）

3．技術(shù)要求

1）減速器特性（功率,輸入轉(zhuǎn)速,總傳動(dòng)比,傳動(dòng)效率等）

2）技術(shù)要求

4．零件編號(hào)及明細(xì)表五繪制零件圖(軸、齒輪)六編寫計(jì)算說明書及裝訂四繪制正式裝配圖31表4-1鑄鐵減速器箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸323334單級(jí)減速器外觀35減速器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)36圖紙布置先畫俯視圖標(biāo)題欄與明細(xì)欄技術(shù)要求37①主視圖3810-15mm10-15mm5-8mm②俯視圖39③側(cè)視圖40④標(biāo)題欄41觀察孔蓋與透氣器放油螺塞油標(biāo)齒輪嚙合的畫法細(xì)節(jié)42螺栓連接通孔端蓋悶蓋毛氈圈密封43

2.理由：放油孔位置偏高，箱內(nèi)的油放不干凈。

改進(jìn)措施：放油孔應(yīng)設(shè)計(jì)在油池的最低處。不合理合理1.理由：插孔位置太高，測(cè)油桿不便插入和拔出，凸臺(tái)無法加工。

改進(jìn)措施：將插孔位置往下移，以便測(cè)油桿能順利的插入和拔出。易出錯(cuò)的結(jié)構(gòu)提示444.理由：裝油塞處箱壁太薄，不利于螺釘聯(lián)接

改進(jìn)措施：裝油塞處應(yīng)設(shè)計(jì)凸臺(tái)。不合理合理3.理由：油塞與箱座接合處未設(shè)計(jì)密封件，會(huì)造成漏油。

改進(jìn)措施：在接合處加上一密封圈。45不合理合理5.理由：a.軸承旁螺栓距軸承座孔中心太遠(yuǎn)或太近，不利于提高聯(lián)接剛度和擰緊操作；

b.軸承蓋螺釘設(shè)計(jì)在剖分面上,是錯(cuò)誤的。

不合理改進(jìn)措施：

a.應(yīng)將螺栓移到與軸承座孔外圓相切的位置。

b.將軸承蓋螺釘轉(zhuǎn)一個(gè)角度，沿圓周均勻分布。467.理由：定位銷孔位置不當(dāng)。

改進(jìn)措施：定位銷孔應(yīng)布置在箱蓋與箱座的聯(lián)接凸緣上，沿長(zhǎng)度方向非對(duì)稱布置，且間距應(yīng)盡量大些。

6.理由：兩螺栓靠得太近，用扳手?jǐn)Q緊或松開螺母時(shí)，扳手空間不夠。

改進(jìn)措施：兩螺栓要有一定的間距使扳手有足夠的空間。479.理由：吊耳孔位置不當(dāng)，孔壁強(qiáng)度可能不夠

改進(jìn)措施：應(yīng)將耳孔位置往內(nèi)側(cè)移。10.理由：錐銷的長(zhǎng)度過短，不利于裝拆。錐銷孔未設(shè)計(jì)成通孔。

改進(jìn)措施：錐銷應(yīng)加長(zhǎng);錐銷孔應(yīng)設(shè)計(jì)成通孔。8.理由：視孔蓋與箱蓋接觸處未設(shè)計(jì)加工凸臺(tái)，不便于加工箱蓋上的孔。

改進(jìn)措施：應(yīng)在視孔蓋與箱蓋接觸處設(shè)計(jì)加工凸臺(tái)48軸的零件圖⑤標(biāo)題欄49齒輪軸零件圖標(biāo)題欄50齒輪零件圖⑤標(biāo)題欄51設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容一、封面二、設(shè)計(jì)任務(wù)書三、目錄四、設(shè)計(jì)說明書正文：內(nèi)容應(yīng)完整（見下頁(yè)）五、設(shè)計(jì)小結(jié)52設(shè)計(jì)說明書正文內(nèi)容一、 初步設(shè)計(jì)

1. 原始數(shù)據(jù) 2. 傳動(dòng)系統(tǒng)方案的擬定 二、 電動(dòng)機(jī)的選擇

1. 電動(dòng)機(jī)的容量選擇 2. 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 3. 電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選定 三