第一讲 - 减速器设计计算

1,机械基础工程训练（课程设计）,丁建完dingj一、课程设计的目的,二、设计题目,三、设计内容和要求,四、设计计划,五、减速器简介,六、确定传动方案,七、传动装置的运动及动力参数计算,八、传动件的计算,九、初算各轴最小直径,十、初选联轴器、滚动轴承,第一讲,2,一、课程设计的目的,1）综合运用已学的理论知识，分析并解决机械设计问题,2）学习机械设计的一般方法，培养正确的设计思想,整体,局部,3）掌握机械零部件的设计方法和过程,4）进一步培养制图技能和CAD软件应用能力,3,设计带式运输机传动装置中的两级圆柱齿轮减速器,二、设计题目,已知：F、V、D，工作环境，载荷性质，生产规模，工作期限,4,总传动比相对误差：i4,每年按300天计算，每班8小时,任务书保存好以后要上交,生产规模：小批量,工作期限：10年，两班制,5,三、设计内容和要求,内容：1）传动方案设计；,2）传动装置的运动及动力参数计算，,传动件和支承件的计算；,要求：1）减速器装配图一张（A0图幅）；,2）零件图两张(轴、齿轮，A3图幅)；,3）减速器的结构设计及零件图设计；,4）编写设计计算说明书。,3）设计计算说明书一份（手写）。,6,考核方式：图纸、说明书、答辩、平时成绩相结合。,分阶段检查：设计计算；,装配图；,同学之间，团结协作，相互检查。,装配图草图；,零件图、说明书。,7,四、设计计划,第一阶段：计算(时间：3天)确定方案并计算数据为绘制装配图作准备,第二阶段：绘装配草图(时间：5天)1、画装配草图2、校核轴、键的强度及滚动轴承的寿命,第三阶段：完成装配图(时间：6天)进一步完善装配图、标注尺寸与配合、名细表、标题栏、技术要求、技术特性,第四阶段：完成零件图(时间：1天)低速轴、低速轴上的大齿轮,第五阶段：写设计说明书(时间：1天),第六阶段：答辩(时间：1天),8,五、减速器简介,减速器是机械传动中的一个中间环节，用途广泛。,功能：降低原动机的转速；增大输出转矩。,9,10,通用减速器和专用减速器,减速器的常用类型,减速器的构造及附件,11,工作机,带式运输机,传动装置,原动机,电动机,六、确定传动方案,减速器,箱外传动件,+,确定传动方案需解决的问题：,1）确定原动机；,2）确定减速器的类型；,3）确定箱外传动件的类型及其布置。,绘出传动方案简图,箱外传动件只计算主要参数，不作结构设计,开式齿轮传动,带传动,链传动,12,确定箱外传动件的注意事项：,考虑传动件的特点，如速度、承载能力、平稳性、传动比；,结合任务书给定的工况条件，如工作环境、载荷特性、传动比；,哪种布置在高速级？哪种布置在低速级？,13,带传动：,传动平稳，吸振、能起过载保护作用。若载荷冲击较大，则优先考虑带传动，靠摩擦力工作，在传递同样功率的条件下，当带速较低时，传动结构尺寸较大。为减小带传动的结构尺寸，应将其布置在高速级。,14,链传动：,链速与瞬时传动比呈周期性变化，运动不均匀，冲击振动大。为了减少振动和冲击，应将其布置在低速级。,15,开式齿轮传动：,承载能力大，传动比大。若传动比较大，最好选开式齿轮传动润滑条件较差、工作环境恶劣、磨损快、寿命短，应布置在低速级。材料常用铸铁，常选用直齿轮，按弯曲疲劳强度计算；因其磨损快，故不用验算接触疲劳强度。,16,七、传动装置的运动及动力参数计算,1、选择电动机,根据原始数据计算功率,(1)工作机的功率PW及转速nW,工作机功率：,工作机转速：,(2)电动机所需功率Pm,传动装置的总效率,包括轴承、齿轮、联轴器等效率，见表2-2,17,18,19,注意事项：,当工作条件差、加工精度低、维护不良时，应取低值，反之可取高值，情况不明时取中间值。每经过一对运动副或传动副，就有一次功率损耗。传动效率指一对传动啮合效率，未计轴承效率。轴承效率均指一对轴承而言。,20,(3)选择电动机型号,Y系列三相交流异步电动机，具有结构简单，价格低廉，维护方便等优点，适用于电源电压为380V无特殊要求的机械上。,根据所需功率在样本（表161）中选择具体型号。,注意事项：,所选电机的额定功率Pm应大于所需功率Pm；,功率过小，不能保证工作机正常工作或是电机长期过载工作而过早损坏；功率过大，价格高，且经常不在满载下运行，电动机效率和功率因素均较低，造成浪费。对于长期连续工作、载荷较稳定情况，额定功率稍大于所需功率。,同步转速有：300015001000750r/min,转速过高，传动比太大；过低，电机转矩大，价格贵,将电动机的主要参数列表，以备后用。,常选：15001000r/min,21,选取合适的同步转速；,2、总传动比的计算及分配,总传动比：,电机满载转速,工作机转速,各种传动件传动比的常用范围见表23,i外的取值：,开式齿轮i46,带传动i3,链传动i24,i减的取值：,每级圆柱齿轮i35,22,23,C、尽量使高速级与低速级的齿轮强度接近相等，即按等强度原则分配传动比,B、各级传动比在推荐范围内，先定外传动比，再定内传动比,D、两级大齿轮直径接近，以使浸油深度合理，避免低速级大齿轮浸油过深而增加搅油损失推荐：i高(1.31.4)i低,传动比分配原则：,A、充分发挥各级传动的潜力,24,各级传动比应使传动装置尺寸协调、结构匀称、不发生干涉,3、计算各轴的功率、转速及转矩,从高速级到低速级依次对轴编号,功率：,专用减速器用所需功率Pm；,计算的是每根轴的输入功率，不考虑本轴的轴承效率；,滚动轴承效率按对计算。,I轴轴承,25,转速：,转矩：,将计算值列表，以备后用,26,八、传动件的计算,按机械设计课程中介绍的方法进行。注意以下几点：,1）闭式圆柱齿轮传动,输入转矩不大时，可采用软齿面；,若减速器尺寸过大，可采用硬齿面；,高速级用斜齿，低速级斜齿、直齿均可；,若小齿轮直径过小，则设计成齿轮轴，与轴的材料相同，判断条件见图1910。,27,3）带、链传动,大带轮直径不能太大，否则不便于安装；,确定带传动中心距时，要结合传动方案；,链传动可取小节距的双排链，增强平稳性、减小链轮直径。,最后，验算总传动比的相对误差i是否符合要求,2）开式齿轮传动,大齿轮直径一般超过400mm，齿轮毛坯应铸造，,用可铸性材料，如灰铸铁、球墨铸铁等；,按弯曲强度设计；要防止轴与滚筒干涉。,28,九、初算各轴最小直径,扭转强度条件：,该轴段有键槽，则加大5，圆整成标准值,C为由轴的材料和受载情况确定的系数，若材料为45钢，通常取C=106117。高速轴转矩较小，C取较大值，低速轴转矩较大，C取较小值,若最小直径处接联轴器，则最小直径应取联轴器标准系列直径，需等联轴器选好后才能确定,29,十、初选联轴器、滚动轴承,联轴器：,根据转矩、转速、轴径及工况条件选取,高速级常选弹性套柱销弹性联轴器,联轴器两端孔径可不等，但需在规定范围内,滚动轴承：,高速轴、低速轴上的轴承，其内径d应比最小轴径大10mm左右，如dmin25，则取d35；,中间轴轴承内径最小轴径；,轴承类型根据载荷及轴向力大小选择；,初