二级直齿课程设计流程.docx
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二级直齿课程设计流程
机械设计课程设计(二级减速器)讲义
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(两天)。
2)参观和动手装拆减速器,轴的结构设计及强度校核,并开始绘装配草图(三天)。
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(三天)。
4)画零件图2张(低速轴和低速轴上齿轮)。
(一天)
5)编写计算说明书。
(一天)
6)检查和装订。
二.设计步骤
1.按照设计要求确定传动方案
二级圆柱齿轮减速器传动方案有:
展开式、同轴式、分流式。
Ⅰ
注:
高速级小齿轮位置最好远离输入端,使齿面接触较均匀。
Ⅲ
Ⅱ
2.选择电动机(参见指导书)
1)电机类型:
推荐Y系列380V,三相异步电动机
2)选择电动机功率Ped
设:
工作机(卷筒)所需功率PW
卷筒效率ηW
电机至卷筒轴Ⅲ的传动总效率ηa(减速器效率)
电机需要的功率Pd
计算如下:
式中PW=F·V/1000(kW)
举例:
现算出Pd=2.08kW
查手册取Ped=2.2kW
对于Ped=2.2kW的电动机型号有四种
型号
Y90L-2
Y100L1-4
Y112M-6
Y132S-8
同步转速
3000r/min
1500r/min
1000r/min
750r/min
满载转速
2840r/min
1420r/min
940r/min
710r/min
3)确定电动机转速nd
已知卷筒转速为n(r/min)
二级减速器的总传动比合理范围是ia=8~25
所以:
电动机转速为nd=ia·n=(8~25)n
例如n=65r/min
则nd=520~1625r/min
该范围内的转速有750r/min,1000r/min,1500r/min
电动机方案比较
方案
电动机
型号
额定功率Ped(kW)
电动机转速
电动机重量(kg)
参考价格
减速器传动比ia
同步转速
满载转速
1
Y100L1-4
2.2
1500
1420
40
21.85
2
Y112M-6
2.2
1000
940
46
14.5
3
Y132S-8
2.2
750
710
62
10.92
注:
ia=满载转速/n卷筒
通过比较得知:
1号方案较好,其重量轻,价格便宜,传动比适中。
3.分配减速器传动比ia
按浸油润滑条件考虑,取高速级传动比i1=1.3·i2
由ia=1.3i2·i2=1.3·i22
4.运动参数计算
设nⅠ,nⅡ,nⅢ―――分别为Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ轴的转速(r/min)
TⅠ,TⅡ,TⅢ―――分别为Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ轴的输入扭矩(N·mm)
PⅠ,PⅡ,PⅢ―――分别为Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ轴的输入功率(kW)
将计算结果列成表格以便查找。
运动参数的计算(包括计算各轴的转速、功率和转矩)列表表示
轴号
功率P(kW)
转矩T(N.mm)
转速
传动比
效率
轴Ⅰ
轴Ⅱ
轴Ⅲ
卷筒
5.传动零件设计计算(参考教材齿轮设计一章例题)
1)斜齿轮要计算的参数
a1,a2;mn12,mn34;z1,z2,z3,z4;b1,b2,b3,b4;β12,β34
dai,dfi,di(i=1~4)
2)直齿轮要计算的参数
a1,a2;m12,m34;z1,z2,z3,z4;b1,b2,b3,b4;
dai,dfi,di(i=1~4)
3)计算卷筒实际转速及误差
6.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
当β=12°~20°时用“30000”或“70000”轴承
4)小齿轮齿宽b1应比大齿轮齿宽b2大5~10mm
取齿宽系数Ψd=1~1.2
材料一般取45钢,Pd≥5.5kW时用合金钢如40Cr等。
三绘制装配草图
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
对于低速级a2<180mm建议用0号图纸,按1:
1画。
对于低速级a2≥180mm建议用1号图纸,按1:
2画。
2)大体确定三视图的位置
先画俯视图
(1)根据中心距a1,a2先画俯视图的三根轴线;
(2)然后画齿轮(注意:
齿轮的顶圆不能与其它的轴干涉);
(3)按设计资料决定传动零件的轴向间距△3,然后确定零件与箱体内壁的间距△1和△,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。
轴1的最细直径为d1min(减速器的输入端)
轴2的最细直径为d2min(为减速器中间轴轴承处直径)
轴3的最细直径为d3min(减速器的输出端)
注意:
有键槽处,估算直径要加大3~7%;然后圆整。
据此选择联轴器(参见指导书,根据转矩选型即可),d1、d3的尺寸要与联轴器孔径一致。
3.进行轴的结构设计
略(参见教材与指导书)
4.轴的强度及轴承寿命计算,键联接的强度验算等
略(参见教材)
5.轴上零件的具体结构设计
主要有:
齿轮、套筒、联轴器等
6.箱体结构设计(指导书)
7.减速器附件的结构设计(指导书)
8.减速器的润滑与密封
四绘制正式装配图
1.装配图的绘制略(二级总图参见手册P79,其中部分结构未表达,要参见一级总图P80)
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.技术特性
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、大齿轮)(参见指导书)
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。
附录1:
课程设计说明书参考格式
设计说明书内容
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
•a1,a2;m12,m34;z1,z2,z3,z4;
•b1,b2,b3,b4;
•dai,dfi,di(i=1~4)
•2)斜齿轮要计算的参数
•a1,a2;mn12,mn34;z1,z2,z3,z4;
•b1,b2,b3,b4;
•β12,β34
•dai,dfi,di(i=1~4)
•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、低速轴的校核计算。
7、箱体设计、附件选用、密封及润滑方式的选择等等
五、设计小结
六、主要参考资料
正文格式(如下)
设计计算、简图及说明
结果
二、齿轮传动设计
1.高速级齿轮传动设计
1)选择材料、确定许用应力
小齿轮:
45钢,调质,HB1=220
大齿轮:
45钢,正火,HB2=190
查教材P.224表15.1查得SH=1.1SF=1.4
……
[бH]1=504.5Mpa
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- 关 键 词:
- 二级 课程设计 流程