机械设计课程设计步骤减速器的设计Word文档格式.docx
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2.低速级齿轮传动设计
三、选择联轴器类型和型号
1.选择联轴器类型
2.选择联轴器型号
第三章装配图设计
一、装配图设计的第一阶段
1.装配图的设计准备
2.减速器的结构尺寸
3.减速器装配草图设计第一阶段
二、装配图设计的第二阶段
1.中间轴的设计
2.高速轴的设计
3.低速轴的设计
三、装配图设计的第三阶段
1.传动零件的结构设计
具有相同额定功率的同类型电动机有几种不同的同步转速。
低转速电动机级数多,外廓尺寸较大,质量较重,价格较高,但可使总传动比及传动装置的尺寸减小,高转速电动机则相反,应综合考虑各种因素选取适当的电动机转速。
Y系列三相异步电动机常用的同步转速有3000r/min、1500r/min、1000r/min和750r/min,一般多选同步转速为1500r/min和1000r/min的电动机。
为使传动装置设计合理,可根据工作机的转速要求和各级传动机构的合理传动比范围,推算出电动机转速的可选范围,即
nd=(i1i2…in)nw,nd为电动机可选转速范围,i1,i2,…,in为各级传动机构的合理传动比范围,nw为工作机转速。
工作机转速:
查吴宗泽P188表13-2知:
iV带传动=2~4,i单级圆柱齿轮传动=2~5,则电动机转速的可选范围为
nd=(2~4)×
(3~5)×
nw
电动机转速推荐选择1500r/min
根据电动机额定功率和转速,由吴宗泽P167表12-1确定电动机型号。
电动机的主要外形尺寸和安装尺寸(吴宗泽P168表12-3)
①中心高:
H②外形尺寸:
L×
(AC/2+AD)×
HD③地脚安装尺寸:
A×
B
④地脚螺栓孔直径K⑤轴伸尺寸:
D×
E⑥装键部位尺寸:
F×
G
总传动比为i,带传动的传动比比为i0,高速级齿轮传动的传动比为i1,高速级齿轮传动的传动比为i2。
在已知总传动比要求时,合理选择和分配各级传动机构的传动比应考虑以下几点
1)各级传动比都应在推荐的合理范围以内(吴宗泽P188表13-2)。
2)应使各传动件的尺寸协调,结构合理,避免相互干涉碰撞。
例如由带传动和齿轮减速器组成的传动中,一般应使带传动的传动比小于齿轮传动的传动比;
若带传动的传动比过大,将使大齿轮过大,可能会出现大带轮轮缘与底座相碰;
推荐i0=2~2.5。
对于两级齿轮减速器,两级的大齿轮直径尽可能相近,以利于浸油润滑,一般推荐高速级传动比i1=(1.3~1.5)i2。
i0=2~2.5=i1=(1.3~1.5)i2=(nm为电动机满载转速)
机械传动装置的运动和动力参数主要是指各轴的转速、功率和转矩,它是设计计算传动件的重要依据。
为进行传动件的设计计算,需先计算出各轴的转速、功率和转矩。
一般按电动机至工作机之间运动传递的路线推算各轴的运动和动力参数。
Ⅰ轴:
;
Ⅱ轴:
Ⅲ轴:
Ⅰ轴:
Ⅱ轴:
Ⅲ轴:
Ⅱ轴;
Ⅲ轴
轴名
运动和动力参数
转速n(r/min)
功率P/kW
转矩T/N·
m
Ⅰ轴
Ⅱ轴
Ⅲ轴
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
第二章传动零件设计计算
1)已知条件:
工作机实际需要的电动机输出功率Pd,小带轮转速为电动机的满载转速nm,传动比为i0,每天工作16小时,载荷变动小,轻载启动。
2)设计步骤见教材P163~164。
补充步骤9计算大小带轮的最大直径da(教材P160~161)。
3)注意事项:
①此时应检查小带轮的最大直径与电动机的安装尺寸是否干涉,即小带轮的最大直径是否大于电动机的中心高,若大于则会干涉,若小于则不会干涉。
②大带轮的最大直径与传动装置的外廓尺寸是否干涉的检查待减速器的中心高确定后进行。
斜齿圆柱齿轮传动,输入功率为PI,小齿轮转速为nI,传动比为i1,由电动机驱动,工作寿命为10年,每年工作300天,每天工作16小时,轻微冲击,转向不变。
2)设计步骤见教材P211~213,P218~221。
①齿轮材料要求:
若采用齿轮轴时,齿轮的材料应兼顾轴的要求,选用45钢,同一减速器的各级小齿轮(或大齿轮)的材料若没有特殊要求选用相同的牌号,以减少材料牌号和降低加工的工艺要求;
高速级常为齿轮轴,推荐选用45钢。
②齿轮传动的尺寸与参数取值原则:
法面模数mn取为标准值,齿数z、中心距a、齿宽b取为整数,螺旋角β准确到“秒”,分度圆直径准确到小数点后2到3位。
4)齿轮的参数和几何尺寸列表
mn1=,β1=,z1=,z2=,d1=,d2=,aI-II=,b1=,b2=,da1=,da2=,df1=,df2=
5)根据上述计算尺寸判断齿轮的结构形式(教材P229),若为实心式在轴的结构设计时应注意判断是否采用齿轮轴。
斜齿圆柱齿轮传动,输入功率为PII,小齿轮转速为nII,传动比为iII,由电动机驱动,工作寿命为10年,每年工作300天,每天工作16小时,轻微冲击,转向不变。
与高速级齿轮传动设计相同。
mn3=,β3=,z3=,z4=,d3=,d4=,aII-III=,b3=,b4=,da3=,da4=,df3=,df4=
5)与高速级齿轮传动设计相同。
联轴器除连接两轴并传递转矩外,有些还具有补偿两轴因制造和安装误差而造成的轴线偏移的功能,以及缓冲、吸振、安全宝华等功能,故要根据传动装置工作要求选择联轴器的类型。
本减速器的低速轴与工作机轴用联轴器相连,由于联轴器连接的这两根轴的转速较低,传递的转矩较大,减速器与工作机常不在同一底座上,要求有较大的轴线偏移补偿,因此常选用无弹性元件的挠性联轴器,如齿式联轴器。
标准联轴器主要按传递的转矩、转速和轴的直径来选择型号,型号的选择在减速器的低速轴设计时确定。
装配图是表达各零部件结构形状、相互位置与尺寸的图样,也是表达设计人员构思的基本语言。
它是绘制零部件工作图及零部件生产、机器组装、调试、维护的主要依据。
设计装配工作图时,要综合考虑工作条件、强度、刚度、加工、装拆、调整、润滑、维护和经济性等方面的要求,要用合理和足够的视图表达清楚。
装配图设计内容多、复杂,要边画、边算、边改。
减速器装配图设计步骤:
①减速器装配图设计准备
②绘制装配草图:
画出传动零件、箱体内壁线和轴承座孔端面的位置,进行轴的结构设计,校核轴和键的强度,计算轴承的寿命
③进行传动零件和轴承端盖的结构设计,选择轴承的润滑和密封方式
④设计减速器的箱体和附件
⑤检查装配图
⑥画正式装配图
1.装配图的设计装备
1)准备有关设计数据
联轴器:
毂孔直径和长度(低速轴设计时确定)。
带轮:
毂孔直径和长度(高速轴设计时确定)。
齿轮的主要参数及尺寸:
中心距、分度圆直径、齿顶圆直径、齿宽。
减速器的结构尺寸:
各种螺栓、壁厚、减速器内各零件的位置尺寸。
2)选择图样比例和视图布置
比例尺一般选择1:
1或1:
2。
一般有三个视图,必要时还应有局部视图、向视图和局部放大图。
根据减速器传动零件的尺寸,估计减速器的轮廓尺寸,同时考虑标题栏、明细表、技术特性、技术要求等所需空间,合理布置视图。
参考复印P16图4-1。
减速器一般由箱体、轴系零部件、附件三大部分组成。
1)一般用途的减速器箱体采用铸铁制造,箱体结构图见复印P16图4-2,箱体的主要结构尺寸确定参考复印P18表4-1,各符号的含义见复印P16图4-2和复印P19表4-3。
2)减速器中各零件的位置尺寸确定参考复印P19表4-2,各符号的含义见复印P22图4-6。
注意事项:
此时应检查大带轮的最大直径是否与地面发生干涉,即大带轮的最大直径是否大于减速器的中心高,若大于则会干涉,若小于则不会干涉。
主要任务:
确定减速器内各传动零件的轮廓位置,箱体的内壁线和轴承座孔端面。
先从主视图和俯视图入手,确定箱体结构时再补齐左视图。
从箱体内的传动零件画起,由内向外,内外兼顾。
参看复印P22图4-6。
1)画出传动零件的中心线。
2)画出齿轮的轮廓:
从中间轴开始画,主视图两个大齿轮画齿顶圆和分度圆,两个小齿轮画分度圆;
俯视图上画出相应齿轮的齿顶圆、分度圆和齿宽,中间轴上两齿轮端面间距为Δ4。
3)画出箱体内壁线:
主视图上距低速级大齿轮齿顶圆Δ1的距离画箱盖部分内壁线,根据壁厚δ画部分外壁线;
俯视图上按两小齿轮端面与箱体内壁间的距离Δ2画出沿箱体长度方向的两条内壁线,沿箱体宽度方向画出距低速级大齿轮齿顶圆Δ1的一侧内壁线。
高速级小齿轮的一侧内壁线及箱体结构暂不画。
4)确定箱体轴承座孔端面位置:
根据轴承座孔长度L1,即可画出箱体轴承座孔外端面线。
进行轴的结构设计,确定联轴器和轴承的型号,轴承端盖的结构尺寸设计。
对低速轴进行轴和键的强度校核、轴承的寿命计算。
已知条件:
Ⅱ轴的输入功率PⅡ、转速nⅡ和转矩TⅡ
设计步骤:
1)拟定轴上的装配方案:
如图1所示
2)初步确定轴的最小直径:
(中间轴的最小直径处无键槽,最小直径无需增大)。
3)确定轴的直径
①dⅠ-Ⅱ=dⅤ-Ⅵ≥dmin,且满足滚动轴承的内圈孔径
确定滚动轴承的代号:
按照载荷情况选择滚动轴承的类型代号(选用圆锥滚子轴承吴宗泽P75或角接触求轴承吴宗泽P73),根据轴的直径确定轴承的内径代号,轴承的尺寸系列代号一般先按中等宽度选取(根据轴承的类型查相应的轴承标准表),即对相同类型和内径的轴承选择轴承标准表中Cr较大的轴承。
根据轴的直径确定轴承的内径代号,写出轴承的代号及其尺寸dII×
DII×
TII=
轴承端盖的设计:
选凸缘式轴承盖,尺寸计算见吴宗泽P166表11-10,mII=L1-TII-Δ3
②dⅡ-Ⅲ=dⅣ-Ⅴ>dⅠ-Ⅱ,且满足吴宗泽P11表1-16的标准尺寸
③dⅢ-Ⅳ=(1.07~1.1)×
dⅡ-Ⅲ,且取为整数
4)确定轴的长度
①lⅠ-Ⅱ=TII+Δ3+Δ2+(2~3)
②lⅡ-Ⅲ=b3-(2~3)
③lⅢ-Ⅳ=Δ4
④lⅣ-Ⅴ=b2-(2~3)
⑤lⅤ-Ⅵ=TII+Δ3+Δ2+(b1-b2)/2+(2~3)
⑥L2=Δ2+b3+Δ4+b2+Δ2+(b1-b2)/2
⑦L3=2L1+L2(L1=δ+C1+C2+(5~8))
5)轴上零件的周向定位:
选择高速级大齿轮和低速级小齿轮处的键。
键槽距齿轮装入侧轴端距离一般为2~5mm,以便于安装齿轮时使齿轮毂孔上的键
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