减速器设计１演示文稿.ppt

1、单 级 圆 柱 齿 轮 减 速 器,单级斜齿圆柱齿轮减速器,工作机,电动机,减速器,联轴器,第一阶段：设计计算,带传动,设计任务2：设计单级斜齿圆柱齿轮减速器,机械振打清灰袋式除尘器的振子是由平底摆动从动件盘形凸轮机构的摆杆带动的；而凸轮轴的转动则是经由电动机通过带传动的一次减速，再经过一级斜齿圆柱齿轮减速器的再次减速后，由减速器的输出轴通过联轴器传递给凸轮轴的。,基本设计参数分组表,工作条件： 连续单向运转，载荷平稳，空载起动；使用期限8年，小批量生产，两班制工作，传送系统速度允许误差为5 ; 设计要求: (1) 电机的选择； (2) 带传动的设计计算； (3) 斜齿圆柱齿轮减速器的设计计算

2、； (4) 联轴器的选择； (5) 绘图要求： 装配草图一张（1图纸 ） 装配图一张（CAD，0图纸） 从动轴及斜齿圆柱齿轮的零件图各一张（3#图纸）,一. 选择电动机,在机械工业中常用的是:Y系列三相异步电动机； 属于一般用途的全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机。,王 :机械设计课程设计P185187,1.选择电动机的类型和结构型式,2.选择电动机的容量,电动机的 额定功率,工作机所需的电动机功率,1）工作机所需要的功率PW,凸轮的输入功率P（kw）,2）从电动机至工作机的总效率;,王 :机械设计课程设计P12表2-3机械传动和摩擦副的效率概略值,工作机,电动机,V带传 动效率,一对滚动轴承的

3、传动效率,闭式齿轮的传动效率,联轴器 的效率,电动机,王 :机械设计课程设计P12表2-3机械传动和摩擦副的效率概略值,工作机,V带传 动效率,一对滚动轴承的传动效率,闭式齿轮的传动效率,联轴器 的效率,电动机,工作机,开式齿轮的传动效率,题目五：活塞式油泵凸轮机构,题目一：搅拌机工作情况的分析和设计,3) 工作机所需电动机的计算功率：,工作机所需要的功率(kw),从电动机至工作机的总效率,机器起动情况影响系数,机器空载起动时其影响系数为:1,机器满载起动时其影响系数为:1.051.1,3. 确定电动机的转速,1）工作机轴的转速nW :,凸轮的转速n （r/min）,2）传动系统的总传动比 :

4、,王 :机械设计课程设计 P8表2-1: 带传动的传动比: P8表2-2: 一级圆柱齿轮减速器的传动比:,王 :机械设计课程设计 P8表2-1: 带传动的传动比: P8表2-2: 一级圆柱齿轮减速器的传动比:,题目五：活塞式油泵凸轮机构,题目一：搅拌机工作情况的分析和设计,王 :机械设计课程设计 P8表2-1: 带传动的传动比: P8表2-2: 一级圆柱齿轮减速器的传动比:,开式齿轮的减速比 : i,3）确定电动机的转速,希望电动机的转速,工作机轴的转速,：希望电动机的转速是一个转速的范围,王 :机械设计课程设计 P185表16-1查得电动机的数据,：确定电动机的转速时： 应在希望的转速范围内

5、选择； 在满足传动比的情况下尽可能选择较高转速的电机； 电机的转速（nm )为其满载转速；,4. 确定电动机的型号,电动机的额定功率：,王 :机械设计课程设计 P185表16-1查得电动机的数据,电动机的计算转速：,电动机的满载转速：,满足：,如：Y112M-4,工作机所需电动机的计算功率：,二.计算传动装置的总传动比和分配传动比,电动机的满载转速,工作机的转速,1、计算传动装置的总传动比,2、分配传动比,应满足:,带传动的传动比: 一级圆柱齿轮减速器的传动比:,推荐:,带传动的传动比取 圆柱齿轮的传动比取,传动比分配计算:,计算传动装置的总传动比:,分配传动比:,选定带传动的传动比:,圆柱齿

6、轮的传动比取:,计算传动装置的总传动比:,分配传动比:,圆柱齿轮的传动比取:,题目五：活塞式油泵凸轮机构,题目一：搅拌机工作情况的分析和设计,开式齿轮的减速比 : i,选定带传动的传动比:,三. 计算传动装置的运动和动力参数,电机轴:0,高速轴:1,低速轴:2,工作机轴:3,1、电机轴0:,工作机所需的电动机功率,电动机的满载转速,电机轴:0,高速轴:1,低速轴:2,工作机轴:3,2、各轴的输入功率: P1 、P2 、P3；（KW）,电机轴:0,高速轴:1,低速轴:2,工作机轴:3,输入功率计算：,1轴的转速: n1 （r/min）,转速的计算：,2轴的转速: n2 （r/min）,3轴的转速

7、: n3（r/min）,3、各轴的转速: n1 、 n2 、n3 ；（r/min）,电机轴:0,高速轴:1,低速轴:2,工作机轴:3,转矩的计算：,1轴的输入转矩 T1 :,2轴的输入转矩T2 :,3轴的输入转矩T3 :,4、各轴的输入转矩: T1 、T2 、 T3 （Nmm） ；,电机轴:0,高速轴:1,低速轴:2,工作机轴:3,电机轴:0,高速轴:1,低速轴:2,工作机轴:4,低速轴:3,题目五：活塞式油泵凸轮机构,题目一：搅拌机工作情况的分析和设计,题目五：活塞式油泵凸轮机构,题目一：搅拌机工作情况的分析和设计,1、电机轴0:,工作机所需的电动机功率,电动机的满载转速,电机轴:0,高速轴

8、:1,低速轴:2,工作机轴:4,低速轴:3,题目五：活塞式油泵凸轮机构,题目一：搅拌机工作情况的分析和设计,电机轴:0,高速轴:1,低速轴:2,工作机轴:4,低速轴:3,各轴的输入功率: P1 、P2 、P3 、 P4 ；（KW）,题目五：活塞式油泵凸轮机构,题目一：搅拌机工作情况的分析和设计,各轴的转速: n1 、 n2 、n3 、n4；（r/min）,电机轴:0,高速轴:1,低速轴:2,工作机轴:4,低速轴:3,题目五：活塞式油泵凸轮机构,题目一：搅拌机工作情况的分析和设计,电机轴:0,高速轴:1,低速轴:2,工作机轴:4,低速轴:3,各轴的输入转矩: T1 、T2 、 T3 、T4（Nm

9、m） ；,四. 传动零件的设计,1. 普通V带传动的设计计算,传递的功率P0 ；,已知条件,主动轮转速n0 ；,从动轮转速n1 或传动比 i 1 ；,传动位置要求 ；,工作条件,V带的型号、长度和根数；,设计内容,带轮直径和结构；,传动中心距 a ；,验算带速 v 和包角 ；,计算初拉力和压轴力；,1) 已知条件及设计内容,4、确定中心距 a 及带长 Ld,3、确定带轮基准直径d1、d2,6、确定带的根数 z,5、验算主动轮的包角1,d2 = i1 d1 应取标准值,N,2)设计计算步骤:,1、确定计算功率 Pc KAP,2、根据n0、 Pc选择带的截型,工作情况系数 查P218表13-8,验

10、算带速v （v525m/s）,N,N,Y,8、计算压轴力 FQ,9、V带轮的结构设计,带轮愈小，弯曲应力愈大，所以d1 dmin,z 4？,7、确定带的张紧力 F0,查P219图13-15,初定中心距 a0 0.7(d1+d2) a0 2(d1+d2),初算带长,计算实际中心距 a,a 过小， 带短 ，易疲劳,a 过大，易引起带的扇动,（圆整）,取基准带长 Ld（P212表13-2）, 确定中心距 a 及带长 Ld,（取 Ld与L0接近）,带轮材料,铸铁:常用材料的牌号为HTl50或HT200； 转速较高时宜采用铸钢；小功率时铸铝或塑料 ., 带轮结构设计(P223),结构型式,孔板式,实心式

11、,腹板式,轮辐式,小带轮的结构设计(P223图13-17),大带轮的结构设计(P223图13-17),大带轮的孔径（s）: 应与与其配合的轴段的直径一致；,大带轮的孔径（s）应与与其配合的轴段的直径一致；,该段轴的最小直径:,P245表14-2,P245公式14-2,dsdmin（1+修正系数）,考虑到键槽对轴的削弱,修正系数为:5%,王：机械设计课程设计P74表8-4,ds 应符合: GB 2822-1981,带轮槽的尺寸:见P224表1 3-10,大带轮的结构尺寸:见P223图13-18,带轮的轮缘宽度B,带轮的顶径,带轮槽的底径,L轮毂长度:,dh轮毂直径:,通常应取大带轮孔径 （ds）

12、的 (1.82) 倍。,通常应取大带轮孔径 （ds）的 (1.52) 倍。,腹板的厚度:,当L小于B但很接近时可取：L=B 。,(取整数),孔的各数:n,孔的各数:n,4、6、8、12,1）齿轮材料的选择,金属材料,45号钢,中碳合金钢,铸钢,低碳合金钢,铸铁,选材时考虑：,工作条件、载荷性质、经济性、制造方法等,齿轮毛坯锻造选可锻材料；铸造选可铸材料,2. 斜齿圆柱齿轮的设计,2） 热处理方式的确定,调 质,正 火,表面淬火,渗碳淬火,表面氮化,软齿面,改善机械性能，增大强度和韧性,硬齿面,：配对齿轮均采用软齿面时：,因：小齿轮受载次数多，故材料应选好些，热处理硬度稍高于大齿轮；故应有：HB

13、S1HBS2 （2050）HBS,（ HBS350）,（ HBS350）,小齿轮:45号钢调质处理（齿面硬度HBS1） 大齿轮:45号钢正火处理（齿面硬度HBS2）,教材：P166 表 11-1,建 议 :,小齿轮:45号钢调质处理（齿面硬度HBS1） 大齿轮:ZG310-570正火处理（齿面硬度HBS2）,小齿轮:40MnB调质处理（齿面硬度HBS1） 大齿轮:45号钢调质处理（齿面硬度HBS2）,大齿轮的尺寸较大时：,要求传递的功率较大时：,（1） 按齿面接触强度设计,载荷系数,3）设计计算,材料弹性系数,系节点区域数,螺旋角系数,载荷系数:P169表11-3,材料弹性系数:P171表11

14、-4,系节点区域数:标准齿轮ZH=2.5,螺旋角系数:,初选为：120,齿轮1的输入转矩,1轴的输入转矩: T1 （Nmm）,修正：1轴的转速: n1 （r/min）,大带轮的直径,小带轮的直径,齿数比,应注意：修正齿轮的齿数比,传动装置的总传动比,带的实际传动比为：,齿轮的齿数比：,许用接触应力,齿宽系数,齿宽系数:P175表11-6,软齿面齿轮、对称布置,因为齿轮材料及热处理的不同，所以就有：H1 H2,故设计时： H = min H1 , H2 ,求出 d1 选择 z1 计算 mn = （d1cos）/z1,：mn应取标准值（P57表4-1）,Z2 = u Z1 (取整),Z1、Z2 ：

15、最好为一奇一偶（考虑到齿面磨损的均匀性）。,：传动比误差为:,是否满足设计要求?,带的实际传动比,齿轮的实际传动比,运输带速度允许误差为,：齿轮的尺寸计算（P68表4-4）,1、计算中心距,中心距应取圆整数（以：0、5结尾的数）,2、反算 角,圆整后的中心距,3、齿轮的尺寸应按反算后的 角进行计算,d1=mtZ1,d2=mtZ2,齿顶圆直径：da=d+2ha,齿根圆直径：df=d-2hf,=d+2han*mn,=d-2 (han*+cn*)mn,分度圆直径：d = mt z,da1,da2,df1,df2,反算后的分度圆螺旋角,为便于装配： 取 b1 = b2 + (510) mm,b2 =

16、b = d d1,b=b1=b2,b1b2, 齿轮宽度b的确定：,应取圆整数,由于安装误差，无法确保啮合线的宽度是b。,由ZV=Z/cos3P173图11-8齿形系数,弯曲强度条件：,（2） 按齿根弯曲强度校核：,齿数 Z1 ZV1=Z1/cos3 YFa1 、YSa1,YFa1YFa2,齿形系数,应力修正系数,由ZVP174图11-19应力修正系数,YSa1 YSa2,齿轮齿数 Z1 Z2,当量齿轮齿数 ZV1 ZV2,齿数 Z1 ZV1=Z1/cos3 YFa1 、YSa1,即：配对的大小齿轮的弯曲应力不等,F1 F2,齿面硬度 HBS1 HBS2,齿轮齿根弯曲疲劳应力F1 F2,故应作到

17、：,mn,弯曲强度,齿厚 s,截面积,F,故当：齿轮的弯曲强度不足时：,应在满足齿面接触强度的条件下,适当减少齿轮的齿数，而增大其模数；,（3）齿轮的结构设计,？,齿轮的法向模数,建议:主动轴和小齿轮做成一体 (即为齿轮轴),齿轮的齿根圆(df1),df1d+(24),该段轴的直径(d),大齿轮的结构:见P182图11-16(a),（4）齿轮传动的润滑,当齿轮的圆周速度: v12 m/s 时,一般采用浸油润滑。 (P184图11-19),当齿轮的圆周速度: v2 m/s 时,滚动轴承应采用油润滑。即润滑油被旋转的齿轮飞溅到箱体内壁上，沿内壁流到分箱面的油沟中，并沿油沟流入轴承对轴承进行润滑。,

18、当齿轮的圆周速度: v1.52 m/s 时,润滑油被旋转的齿轮飞溅到箱体内壁上的油量很少不能满足轴承的润滑的需要,则轴承常用润滑脂单独润滑。,（5）滚动轴承的润滑,当齿轮的圆周速度: v1.52 m/s 时，润滑油被旋转的齿轮带起飞溅到箱体内壁上的油量很少，不能满足轴承的润滑的需要，则轴承常用润滑脂单独润滑。,没有油沟,没有油沟,封油圈,封油圈,封油圈的作用： 防止润滑齿轮的润滑油飞溅到润滑轴承的润滑脂上，使润滑脂变稀而流失。,当齿轮的圆周速度: v2 m/s 时,滚动轴承应采用油润滑。,油沟,油沟,润滑油被旋转的齿轮带起飞溅到箱体内壁上，沿内壁流到分箱面的油沟中，并沿油沟流入轴承对轴承进行润滑。,挡油板,当小齿轮尺寸较小时：为了防止小齿轮带起的润滑油直接冲击滚动轴承。,1）联轴器的作用： 用来把两轴联接在一起，机器运转时两轴不能分离。,3. 联轴器的选择,工作机,电动机,减速器,联轴器,带传动,2）联轴器的类型选择,弹性套柱销联轴器,王：机械设计课程设计P140 表13-4,13-5,Tc=KAT,(1)联轴器的计算转矩Tc的计算:,工作情况系数：P291表17-1,3）联轴器型号的选择,