機械設(shè)計課程設(shè)計20111219課件

課件內(nèi)容第一部分課程設(shè)計概述第二部分減速器的結(jié)構(gòu)第三部分減速器設(shè)計計算的相關(guān)問題

第一部分課程設(shè)計概述1、培養(yǎng)學生綜合運用所學知識解決工程實際問題的能力，并通過實際設(shè)計訓練使所學理論知識得以鞏固和提高。2、學習和掌握一般機械設(shè)計的基本方法和程序，樹立正確的工程設(shè)計思想，培養(yǎng)獨立設(shè)計能力，為后續(xù)課的學習和實際工作打基礎(chǔ)。3、進行機械設(shè)計基本技能的訓練，包括設(shè)計計算、繪圖、查閱和使用標準規(guī)范、手冊、圖冊等相關(guān)技術(shù)資料等。

二、設(shè)計題目

常規(guī)題目為減速器，因為它包含齒輪、軸、箱體、螺栓、鍵、帶、聯(lián)軸器、軸承等多種零部件，且參考資料全面。

減速器是用于原動機和工作機之間用來起減速作用的獨立部件，它由剛性箱體、齒輪等傳動副及若干附件組成，屬系列產(chǎn)品。一、設(shè)計目的類型傳動簡圖傳動比特點及應用圓柱齒輪減速器單

級圖1

直齒輪：i4

斜齒輪：i6

應用廣泛、結(jié)構(gòu)簡單。齒輪可用直齒、斜齒或人字齒?？捎糜诘退佥p載，也可用于高速重載兩級展開式圖2

i=8~40

應用廣泛、結(jié)構(gòu)簡單，高速級常用斜齒。齒輪相對軸承不對稱，齒向載荷分布不均，故要求高速級小齒輪遠離輸入端，軸應有較大剛性兩級同軸式圖3

i=8~40

箱體長度較小，但軸向尺寸較大。輸入輸出軸同軸線，布置較合理。中間軸較長，剛性差，齒向載荷分布不均，且高速級齒輪承載能力難于充分利用兩級分流式圖4

i=8~40

高速級常用斜齒，一側(cè)左旋，一側(cè)右旋。齒輪對稱布置，齒向載荷分布均勻，兩軸承受載均勻。結(jié)構(gòu)復雜，常用于大功率變載荷場合類型傳動簡圖傳動比特點及應用行星齒輪減速器

i=2.8~12.5

傳動型式有多種，NGW型體積小，重量輕，承載能力大，效率高（單級可達0.97～0.99），工作平穩(wěn)。比普通圓柱齒輪減速器體積和重量減少50%，效率提高30%。但制造精度要求高，結(jié)構(gòu)復雜擺線針輪行星減速器圖6

直齒：

單級：i=11~87

傳動比大，效率較高（0.9～0.95），運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低，體積小，重量輕。過載和抗沖擊能力強，壽命長。加工難度大，工藝復雜諧波減速器圖7

單級：i=50~500

傳動比大，同時參與嚙合齒數(shù)多，承載能力高。體積小，重量輕，效率0.65～0.9，傳動平穩(wěn)，噪音小。制造工藝復雜

工作條件：單班制，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷輕微沖擊；工作年限10年，大修期3年；每年按330天計；室內(nèi)工作，有粉塵；運輸帶允許誤差為±5%；在中小型機械廠批量生產(chǎn)。

數(shù)據(jù)編號F1F2F3F4F5F6F7F8F9F10運輸帶工作拉力F/N1700198021002400260027002800290030003100運輸帶工作速度v/(m×s-1)1.301.301.351.381.401.421.451.401.501.55卷筒直徑D/mm330335340355360380390400410420設(shè)計題目-帶式輸送機傳動裝置設(shè)計功能：主要完成由輸送帶運送機器零、部件的工作三、設(shè)計工作量以二級展開式圓柱齒輪減速器為例。工作量：1、減速器裝配圖0#一張（手繪及電子版必須一致）

2、軸零件圖1張（3#或2#）

3、齒輪零件圖任選1張（3#或2#）

4、設(shè)計說明書一份四、設(shè)計主要步驟2、總體設(shè)計（約占總學時5%）分析和擬定傳動方案電動機的選擇運動和動力參數(shù)計算1、設(shè)計準備（約占總學時5%）研究設(shè)計任務書，分析設(shè)計題目，明確設(shè)計內(nèi)容、條件和要求；通過看實物、圖像、查閱資料等方式了解設(shè)計對象；擬定設(shè)計計劃；準備設(shè)計用具等。五、設(shè)計注意事項及成績評定設(shè)計成績分為：優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格成績評定主要依據(jù)：圖紙、答辯、平時、說明書注意事項：

正確利用現(xiàn)有設(shè)計資料，勤于思考，敢于創(chuàng)新

正確使用標準和規(guī)范

設(shè)計是邊計算、邊畫圖、邊修改的交叉過程，要養(yǎng)成有錯必改，精益求精的科學態(tài)度。

第二部分減速器的結(jié)構(gòu)油標尺箱座視孔蓋通氣器箱蓋放油塞軸承蓋定位銷低速軸系高速軸系中間軸系轉(zhuǎn)速的選擇

電動機的型號確定

常用同步轉(zhuǎn)速有：3000、1500、1000、750r/min電動機的可選轉(zhuǎn)速范圍同步轉(zhuǎn)速低的電動機，級對數(shù)多，尺寸大，重量大，成本高，但總傳動比?。煌睫D(zhuǎn)速高則正好相反。根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速范圍，從手冊中查出適用的電動機型號。并記錄下電動機的額定功率Ped，滿載轉(zhuǎn)速nm，外形尺寸，中心高，伸出端直徑等主要參數(shù)和安裝尺寸。n—工作機轉(zhuǎn)速，由已知條件求得各效率查表確定三、傳動比的分配總傳動比

分配傳動比時應注意以下幾點：

1）各級傳動比都應在合理范圍內(nèi)

2）應注意使各傳動件尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱，避免發(fā)生相互干涉。3）對于多級減速傳動，可按照“前小后大”（即由高速級向低速級逐漸增大）的原則分配傳動比，且相鄰兩級差值不要過大。大帶輪碰地面高速級大齒輪碰低速軸4）在采用浸油潤滑時，分配傳動比時要考慮傳動件的浸油條件。展開式或分流式二級圓柱齒輪減速器，其高速級傳動比i1和低速級傳動比i2的關(guān)系通常取

分配圓錐－圓柱齒輪減速器的傳動比時，通常取錐齒輪傳動比i1≤3。兩級同軸式圓柱齒輪減速器，兩級傳動比可取為5）盡量使傳動裝置外廓尺寸緊湊，或重量最小。五、傳動件的設(shè)計計算

1.帶傳動由前面的計算，已知：帶傳動的輸入功率，小帶輪的轉(zhuǎn)速，傳動比i帶需要設(shè)計：帶的型號、根數(shù)Z、基準長度Ld，帶輪基準直徑dd，壓軸力FQ，帶傳動的中心距a等。取系列值檢查帶輪尺寸與傳動裝置外廓尺寸的相互關(guān)系。如裝在電機軸上的小帶輪直徑與電機中心高是否適宜，其軸孔直徑與電機軸徑是否一致，大帶輪是否過大與底板相碰等。

根據(jù)情況，選擇直齒輪或斜齒輪傳動，軟齒面或硬齒面。要設(shè)計：模數(shù)m，中心距a，齒數(shù)z，分度圓直徑d，齒頂圓直徑da，齒根圓直徑df,齒寬b，精度等級，螺旋角，齒輪的結(jié)構(gòu)形式等。2.齒輪傳動（1）軟齒面與硬齒面齒輪傳動的設(shè)計程序不同

注意：對閉式軟齒面齒輪傳動(配對齒輪之一的硬度≤350HBS),

最常出現(xiàn)：齒面疲勞點蝕

先按齒面接觸強度進行設(shè)計，然后校核齒根彎曲強度對閉式硬齒面齒輪傳動（配對齒輪的硬度均>350HBS），最常出現(xiàn)：輪齒折斷

先按齒根彎曲強度進行設(shè)計，然后校核齒面接觸強度

齒寬b——取整，b1=b2+(5～10)mm；直徑d

、da

、df

，螺旋角——應為精確值（2）數(shù)據(jù)處理模數(shù)m——標準系列值，不小于1.5mm；

中心距a——0或5結(jié)尾的整數(shù)對于直齒輪，a應嚴格等于對于斜齒輪，a應嚴格等于固定式聯(lián)軸器可移式聯(lián)軸器（要求被聯(lián)接兩軸軸線嚴格對中）（可補償被聯(lián)接兩軸的相對位移）剛性可移式聯(lián)軸器彈性可移式聯(lián)軸器（無彈性元件）（有彈性元件）齒式聯(lián)軸器凸緣聯(lián)軸器套筒聯(lián)軸器十字滑塊聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器

彈性套柱銷聯(lián)軸器彈性柱銷聯(lián)軸器輪胎式聯(lián)軸器…….…………

七、聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器的選擇包括聯(lián)軸器類型和型號的合理選擇。（一）、聯(lián)軸器的類型對中小型減速器，輸入軸、輸出軸均可采用彈性套柱銷聯(lián)軸器或彈性柱銷聯(lián)軸器按計算轉(zhuǎn)矩并兼顧所聯(lián)接兩軸的尺寸選定。要求所選聯(lián)軸器允許的最大轉(zhuǎn)矩不小于計算轉(zhuǎn)矩，聯(lián)軸器軸孔直徑應與被聯(lián)接兩軸的直徑匹配。

即

Tc＝KAT

[T]聯(lián)軸器的極限轉(zhuǎn)速工作轉(zhuǎn)速且保證(二)、聯(lián)軸器型號的確定式中：Tc—聯(lián)軸器傳遞的名義轉(zhuǎn)矩；KA—工作情況系數(shù)，查表；[T]—聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)矩，查標準。4.減速器結(jié)構(gòu)尺寸的確定

繪制減速器裝配圖前，必須確定減速器的基本機體結(jié)構(gòu)尺寸，計算出表4-1的所有尺寸，并理解其含義。

下面以鑄造剖分式箱體、脂潤滑軸承、凸緣式軸承端蓋的二級展開式圓柱齒輪減速器為例，說明輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程。1.先畫高速級齒輪2.兩個大齒輪端面相距3，畫低速級齒輪3.畫箱體內(nèi)壁：小齒輪端面與內(nèi)壁相距2

，大齒輪頂圓與內(nèi)壁相距1，左側(cè)暫不畫4.畫軸承端面位置：若為脂潤滑，軸承端面與箱體內(nèi)壁的距離為8~12mm5.明確軸上主要零件的布置及定位方法，依據(jù)初估軸徑，考慮定位軸肩和非定位軸肩逐一確定各軸段直徑畫圖過程1.鍵的選擇及校核

軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計完成后，根據(jù)鍵所在的軸徑查標準確定鍵的截面尺寸b、h。兼顧輪轂長度確定標準鍵長L

。

驗算鍵的擠壓強度。若強度不足，可采用相隔180的雙鍵，但按1.5個鍵計算。2.軸承的壽命計算

類型的選擇：若軸上的齒輪為斜齒輪，最好選用7類或3類軸承，以便承受較大的軸向載荷；若為直齒輪，優(yōu)先選用6類軸承。型號的確定：可從中系列初選。如軸頸直徑d=40mm,若選深溝球軸承，則可初選6308。

求得各軸承所受的當量動載荷P，從而計算軸承壽命Lh,滿足校核計算一般以大修期計算

軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計初步完成后，可精確確定：軸的支點位置及軸上所受載荷的大小、方向和作用點。軸的強度校核一般遵循下列步驟：

畫出軸的空間受力簡圖作出水平面的受力圖和彎矩MH圖作出垂直面的受力圖和彎矩MV圖作出轉(zhuǎn)矩T圖確定危險截面，進行校核計算作出合成彎矩M

圖（）3.軸的強度校核一般用途的軸，可按當量彎矩法進行強度校核；對重要軸，對軸進行疲勞強度安全系數(shù)校核。

九、圖面布置

繪制裝配圖時，首先必須考慮圖面布置問題，其布置形式如下：十、裝配圖完成階段的工作

裝配圖底圖完成后，應進行尺寸標注，技術(shù)要求、減速器特性、零部件編號及零件明細表和標題欄的填寫，檢查無誤后加深，完成裝配圖。尺寸標注：裝配圖上只標注以下四類尺寸技術(shù)特性：在裝配圖上以表格形式列出技術(shù)要求：

（1）輸入功率和轉(zhuǎn)速（2）傳動效率（3）總傳動比及各級傳動比等。

（1）特性尺寸。指減速器的中心距及偏差。

（2）配合尺寸。如齒輪、帶輪、聯(lián)軸器和軸的配合，軸承和軸、軸承座的配合等。寫明在視圖上無法表示的關(guān)于裝配、調(diào)整、檢驗、維護等方面的技術(shù)說明。

（3）安裝尺寸。如底板尺寸、中心高、地腳螺栓孔及位置等。

（4）外形尺寸。指總長、總寬、總高零部件編號：按要求對各個零件正確編號，既不能重復也不能遺漏。各視圖中的編號均按順時針或逆時針方向排列整齊。零件明細表和標題欄：零件明細表和標題欄必須符合標準。明細表中的內(nèi)容應與零部件編號對應，由下向上填寫，十一、繪制零件工作圖應包括制造和檢驗零件所需的全部內(nèi)容。包括：圖形、尺寸及其公差、表面粗糙度、形位公差、材料和熱處理說明、技術(shù)要求、標題欄等。(一)、主要內(nèi)容目錄（標題及頁次）設(shè)計任務書傳動方案的擬定（簡要說明，附傳動方案簡圖）電動機的選擇，傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)計算傳