機(jī)械結(jié)構(gòu)與傳動設(shè)計(jì)

機(jī)械結(jié)構(gòu)與傳動設(shè)計(jì)第1頁/共67頁主要內(nèi)容1.設(shè)計(jì)內(nèi)容舉例2.設(shè)計(jì)任務(wù)3.設(shè)計(jì)過程4.設(shè)計(jì)計(jì)算5.繪制裝配草圖6.繪制裝配圖7.繪制零件圖8.設(shè)計(jì)計(jì)算說明書內(nèi)容9.設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)10.準(zhǔn)備答辯11.減速器零件簡介第2頁/共67頁

設(shè)計(jì)某一帶式運(yùn)輸機(jī)，用一級斜齒圓柱齒輪減速器。運(yùn)輸機(jī)二班制連續(xù)工作，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，室內(nèi)工作，有粉塵。減速器小批量生產(chǎn)，使用期限10年，運(yùn)輸帶速度允差±5％。一、設(shè)計(jì)內(nèi)容舉例第3頁/共67頁第4頁/共67頁電機(jī)V帶傳動減速器FVD聯(lián)軸器卷筒運(yùn)輸帶F：運(yùn)輸帶拉力V：運(yùn)輸帶速度D：卷筒直徑第5頁/共67頁減速器設(shè)計(jì)已知條件：F：運(yùn)輸帶拉力（kN）V：運(yùn)輸帶速度（m/s）D：卷筒直徑（mm)減速器設(shè)計(jì)已知條件第6頁/共67頁第7頁/共67頁傳動方案設(shè)計(jì)第8頁/共67頁方案一采用二級圓柱齒輪減速器，適合于繁重及惡劣條件下長期工作，使用維護(hù)方便，但結(jié)構(gòu)尺寸較大。第9頁/共67頁方案二用蝸桿減速器，結(jié)構(gòu)緊湊，但傳動效率較低，在長期連續(xù)使用時(shí)成本較高，要使用銅合金第10頁/共67頁方案三用一級圓柱齒輪減速器和開式齒輪傳動，成本較低，但開式齒輪使用壽命較短。第11頁/共67頁以上三種方案雖然都能滿足電動絞車的功能要求，但結(jié)構(gòu)、性能和經(jīng)濟(jì)性不同，要根據(jù)工作條件要求去確定較好的傳動方案。滿足使用要求；滿足工藝要求；滿足經(jīng)濟(jì)要求。

擬訂傳動方案時(shí)，往往由幾種傳動形式組成多級傳動，要合理布置其傳動順序，常需考慮以下幾點(diǎn)：第12頁/共67頁1)帶傳動承載能力較低，傳遞相同轉(zhuǎn)矩時(shí)，結(jié)構(gòu)尺寸較大，但傳動平穩(wěn)，能緩沖吸振，因此，應(yīng)布置在高速級。

2)鏈傳動運(yùn)動速度不均勻，有沖擊，但傳力較大，宜布置在低速級。

3)蝸桿傳動能實(shí)現(xiàn)較大的傳動比，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動平穩(wěn)，但效率低，要使用銅合金，多用于中、小功率間歇運(yùn)動的場合。其承載能力較齒輪傳動低，與齒輪傳動同時(shí)應(yīng)用時(shí)，宜布置在高速級，以獲得較小的結(jié)構(gòu)尺寸，同時(shí)較高的齒面相對滑動速度也易于形成油膜，有利于提高承載能力及效率。

4)斜齒輪傳動的平穩(wěn)性較直齒輪好，常用于高速級或要求傳動平穩(wěn)的場合。

5)錐齒輪的加工比較困難，特別是大模數(shù)圓錐齒輪，一般只在需要改變軸的布置方向時(shí)采用，并盡量布置在高速級和限制傳動比，以減少大錐齒輪的直徑和模數(shù)，但此時(shí)轉(zhuǎn)速不宜過高。6)開式齒輪傳動的工作環(huán)境一般較差，潤滑條件不好，易磨損、壽命短，應(yīng)布置在低速級。第13頁/共67頁第14頁/共67頁第15頁/共67頁第16頁/共67頁第17頁/共67頁第18頁/共67頁第19頁/共67頁第20頁/共67頁二、課程設(shè)計(jì)任務(wù)：1.減速器裝配圖1張（1號或2號圖紙）；2.零件工作圖3張（齒輪、軸、上箱或下箱）（3號或4號圖紙）；3.設(shè)計(jì)計(jì)算說明書1份（6000~8000字）；4.

課程設(shè)計(jì)結(jié)束時(shí)進(jìn)行總結(jié)和答辯。第21頁/共67頁三、課程設(shè)計(jì)基本過程階段工作內(nèi)容具體工作任務(wù)工作量Ⅰ設(shè)計(jì)準(zhǔn)備1．閱讀和研究設(shè)計(jì)任務(wù)書，明確設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求；分析設(shè)計(jì)題目，了解原始數(shù)據(jù)和工作條件。2．通過參觀（模型、實(shí)物、生產(chǎn)現(xiàn)場）、看電視錄象及參閱設(shè)計(jì)資料等途徑了解設(shè)計(jì)對象。3．閱讀教材有關(guān)內(nèi)容，明確并擬訂設(shè)計(jì)過程和進(jìn)度計(jì)劃。4％Ⅱ

傳動裝置的方案設(shè)計(jì)分析和擬定傳動系統(tǒng)方案（運(yùn)動簡圖）10％傳動裝置的總體設(shè)計(jì)1．選擇電動機(jī)；

2．計(jì)算傳動系統(tǒng)總傳動比和分配各級傳動比；

3．計(jì)算傳動系統(tǒng)運(yùn)動和動力參數(shù)。Ⅲ減速器傳動零件的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪傳動、蝸桿傳動、帶傳動和鏈傳動的主要參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸。5％Ⅳ減速器裝配草圖設(shè)計(jì)和繪制

減速器裝配草圖設(shè)計(jì)和繪制準(zhǔn)備分析并選定減速器結(jié)構(gòu)方案35%減速器傳動軸及軸承裝置的設(shè)計(jì)1．設(shè)計(jì)軸；

2．選擇滾動軸承進(jìn)行軸承組合設(shè)計(jì)；

3．選擇鍵聯(lián)接和聯(lián)軸器。減速器箱體及附件的設(shè)計(jì)1．設(shè)計(jì)減速器箱體及附件；

2．繪制減速器裝配草圖。減速器裝配草圖檢查審查和修正裝配草圖第22頁/共67頁Ⅴ減速器裝配圖的繪制1．繪制減速器裝配圖。

2．標(biāo)注尺寸和配合。

3．編寫減速器特性、技術(shù)要求、標(biāo)題欄和明細(xì)表等。25%Ⅵ減速器零件工作圖的繪制1．繪制齒輪（或蝸輪）零件工作圖；

2．繪制軸零件工作圖；

3．繪制箱體零件工作圖。10%Ⅶ設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的編寫編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。9%Ⅷ總結(jié)和答辯總結(jié)和答辯。2%第23頁/共67頁四、設(shè)計(jì)計(jì)算1.選擇電動機(jī)2.傳動比分配3.計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速4.齒輪傳動設(shè)計(jì)

6.軸系零件設(shè)計(jì)5.驗(yàn)算系統(tǒng)誤差

第24頁/共67頁1.選擇電動機(jī)選擇電動機(jī)依據(jù)：功率P，轉(zhuǎn)速n

1）電動機(jī)功率計(jì)算Pca工作機(jī)功率：Pw=FV/1000（kW）已知：F——輸送帶拉力（N）

V——輸送帶速度（m/s）電動機(jī)需要功率：Pd=Pw

/η(kW)總效率

：η=η1.η2.η3……ηnη1——卷筒軸承效率η2——卷筒效率

η3——低速級聯(lián)軸器效率η4——輸出軸軸承效率

η5——齒輪嚙合效率η6——輸入軸軸承效率

η7——V帶傳動效率(效率值查設(shè)計(jì)手冊)計(jì)算電動機(jī)額定功率Pca=（1~1.3）Pd第25頁/共67頁常用機(jī)構(gòu)的效率——孫桓，陳作模，葛文杰。機(jī)械原理第26頁/共67頁第27頁/共67頁2)電動機(jī)轉(zhuǎn)速工作機(jī)轉(zhuǎn)速

V——輸送機(jī)帶速(m/s)

D——卷筒直徑(mm)電動機(jī)轉(zhuǎn)速:（r/min）

——減速器、帶傳動等傳動機(jī)構(gòu)的總傳動比第28頁/共67頁第29頁/共67頁第30頁/共67頁第31頁/共67頁3）選定電動機(jī)根據(jù)

查手冊。第32頁/共67頁第33頁/共67頁第34頁/共67頁2.傳動比分配分配原則：（多級）各級傳動尺寸協(xié)調(diào)，承載能力接近，兩個(gè)大齒輪直徑接近以便潤滑。浸油深度與齒輪的圓周速度有關(guān)，當(dāng)高速級大齒輪浸油1個(gè)齒高時(shí)，低速級大齒輪浸油深度小于其分度圓半徑的六分之一到三分之一，降低攪油功耗。第35頁/共67頁尺寸緊湊,便于潤滑不同的傳動比分配對外廓尺寸的影響第36頁/共67頁3.計(jì)算各軸的n，P，T1）各軸轉(zhuǎn)速電動機(jī)軸:nm（滿載轉(zhuǎn)速）小帶輪軸:nI=nm大帶輪軸:nII=nI/i帶

……2)各軸輸入功率電動機(jī)軸:Pd=Pw/?總大帶輪軸:PI=Pd?（?帶傳動效率）

減速器輸出軸:PII=PI*

?12?12——減速器輸入軸至

輸出軸的軸效率第37頁/共67頁3)各軸扭矩T（Nm）4.驗(yàn)算傳動系統(tǒng)速度誤差輸送帶速實(shí)際Vw在求解過程中與理論V發(fā)生了變化，故應(yīng)驗(yàn)算系統(tǒng)誤差。若不滿足應(yīng)重新計(jì)算。第38頁/共67頁5.減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸第39頁/共67頁第40頁/共67頁五、繪制裝配草圖第41頁/共67頁草圖設(shè)計(jì)1.準(zhǔn)備工作（1）圖紙一張，選取合適比例。（2）主要傳動件的參數(shù)計(jì)算完備（齒輪幾何尺寸、軸徑估算）2.要求（1）草圖設(shè)計(jì)正確，迅速，主要結(jié)構(gòu)要表達(dá)清楚。各零件尺寸可隨時(shí)標(biāo)注在圖紙上。（2）草圖不要求線型，同樣零件可只畫一個(gè)，其它簡畫。（3）所有零件尺寸記在草圖上，以免再次查找。第42頁/共67頁3.任務(wù)（以設(shè)計(jì)手冊為參考資料）

1）通過草圖設(shè)計(jì)檢查傳動比分配是否合理，低速軸與高速大齒輪是否干涉，兩大齒輪浸油深度：高速大齒輪浸油深1個(gè)齒高時(shí)低速大輪浸油深度<半徑的1/3~1/6。

2）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和軸系零件設(shè)計(jì)（補(bǔ)充設(shè)計(jì)計(jì)算）定出支點(diǎn)距后對中間軸進(jìn)行彎扭強(qiáng)度驗(yàn)算。

3）軸承的組合設(shè)計(jì)確定軸承的型號和工作位置、潤滑方式和密封裝置，對中間軸上的軸承進(jìn)行壽命計(jì)算。

4）確定箱體的結(jié)構(gòu)及各部分尺寸。

5）減速器附件設(shè)計(jì)（吊鉤、吊耳、觀察窗、油標(biāo)尺等）

6）確定聯(lián)接件結(jié)構(gòu)尺寸及位置。

7）驗(yàn)算第43頁/共67頁設(shè)計(jì)計(jì)算中需要驗(yàn)算的內(nèi)容①各級齒輪傳動的強(qiáng)度驗(yàn)算②中間軸的彎扭合成強(qiáng)度驗(yàn)算③中間軸鍵的強(qiáng)度驗(yàn)算（只驗(yàn)算一處）④中間軸上的滾動軸承壽命驗(yàn)算⑤兩級傳動大齒輪浸油深度驗(yàn)算⑥選擇減速器內(nèi)齒輪潤滑方式⑦選擇滾動軸承的潤滑（劑）方式驗(yàn)算dn第44頁/共67頁4.設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題

1）輸入（出）軸外伸端長度、直徑應(yīng)與聯(lián)軸器孔徑匹配。

2）潤滑劑和潤滑方式的選擇減速器內(nèi)齒輪的潤滑劑和潤滑方式按圓周速度V確定，減速器內(nèi)軸承的潤滑劑和潤滑方式按速度因數(shù)dn確定。由于齒輪和軸承可能分別采用潤滑油和潤滑脂，此時(shí)二者不能相混，否則軸承潤滑脂被沖走，故應(yīng)在軸承處采用密封裝置“擋油盤”。注意，并不是每個(gè)軸承處都安擋油盤。

3）油底油面高度≧30~50，以保證足夠的油量。

4）軸承蓋選嵌入式結(jié)構(gòu)。

5）齒輪與軸的結(jié)合方式可設(shè)計(jì)成齒輪與軸分離，也可以成齒輪軸。

第45頁/共67頁5.草圖設(shè)計(jì)步驟

按中心距先畫軸心線，再畫軸及軸承，先畫箱內(nèi)，后畫箱外，先粗畫，后細(xì)畫，先畫俯視圖，再畫主視圖，最后畫側(cè)視圖。布圖上下左右要適當(dāng)勻稱。第46頁/共67頁第47頁/共67頁六、繪制裝配圖裝配圖設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：按國家機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定畫法繪制各視圖；標(biāo)注必要的尺寸及配合；標(biāo)注零件的序號；繪制并填寫標(biāo)題欄及明細(xì)表；編制減速器技術(shù)特性表；編寫技術(shù)條件。第48頁/共67頁減速器的技術(shù)條件可參考如下內(nèi)容：1.裝配前所有零部件用煤油清洗，滾動軸承用汽油清洗，機(jī)體內(nèi)不允許有任何雜物存在。內(nèi)壁涂上不被機(jī)油浸蝕的防銹涂料。2.滾動軸承裝配后，用手轉(zhuǎn)動時(shí)應(yīng)輕快靈活。軸承的軸向游隙如需要在裝配時(shí)調(diào)整，應(yīng)調(diào)至規(guī)定數(shù)值（如調(diào)整軸承間隙：φd1為0.05～0.1mm，φd2為0.08～0.15mm）。3.嚙合側(cè)隙用鉛絲檢驗(yàn)不小于0.16mm，鉛絲不得大于最小側(cè)隙的4倍。4.用涂色法檢驗(yàn)斑點(diǎn)，按齒高接觸斑點(diǎn)不小于40％，按齒長接觸斑點(diǎn)不小于50％，必要時(shí)可用研磨或刮研以改善接觸情況。5.箱蓋及箱座接合面嚴(yán)禁使用墊片及其它任何填料，必要時(shí)允許涂密封膠或水玻璃。各接觸面運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不允許有漏油和滲油現(xiàn)象出現(xiàn)。6.減速器裝配后，選擇合適的潤滑劑和潤滑方式，加至所要求的油面高度，達(dá)到規(guī)定的油量。第49頁/共67頁7.空載跑合試驗(yàn)：在額定轉(zhuǎn)速下正、反運(yùn)轉(zhuǎn)1～2小時(shí)，要求運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，響聲均勻（如噪音小于70dB），聯(lián)接不松動，不漏油不滲油等；負(fù)載跑合試驗(yàn)：在額定轉(zhuǎn)速及額定功率下運(yùn)轉(zhuǎn)至油溫穩(wěn)定為止。油池溫升不得超過35℃，軸承溫升不得超過40℃。8.跑合試驗(yàn)合格后，更換潤滑劑，用煤油擦洗零件，用汽油洗凈軸承再進(jìn)行裝配。若滾動軸承采用潤滑脂潤滑，則裝配前應(yīng)向軸承空腔內(nèi)填入適量（約為空腔體積的1/2左右）的潤滑脂。9.搬動、起吊減速器應(yīng)用箱座上的吊鉤。箱蓋上的吊環(huán)螺釘（或吊耳）只供起吊箱蓋時(shí)用。10.外伸軸段應(yīng)涂油脂并加防護(hù)套，減速器外表面涂灰色油漆（或其他顏色油漆），運(yùn)輸時(shí)勿倒置，儲藏地點(diǎn)應(yīng)干燥。第50頁/共67頁七、繪制零件圖內(nèi)容：軸、齒輪、箱體等。要求：按零件圖的有關(guān)規(guī)定繪制。第51頁/共67頁1.前言2.

目錄（標(biāo)題及頁次）3.

設(shè)計(jì)任務(wù)書（設(shè)計(jì)題目）4.

傳動系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)5.

電動機(jī)選擇6.

傳動比的分配7.

傳動系統(tǒng)的運(yùn)動和動力參數(shù)計(jì)算8.

減速器傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算八、課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書第52頁/共67頁9.減速器軸的設(shè)計(jì)計(jì)算10.減速器滾動軸承的選擇及其壽命驗(yàn)算11.鍵聯(lián)接的選擇12.聯(lián)軸器的選擇13.減速器箱體及附件設(shè)計(jì)14.減速器潤滑方式及密封種類的選擇15.設(shè)計(jì)小結(jié)（簡要說明課程設(shè)計(jì)的體會，分析自己的設(shè)計(jì)所具有的特點(diǎn)，找出設(shè)計(jì)中存在的問題）16.參考文獻(xiàn)（文獻(xiàn)編號[

]

編著者姓名·書名·出版單位所在地：出版單位，出版年份）第53頁/共67頁1.設(shè)計(jì)時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，首先應(yīng)自己考慮，查找資料，提出自己的看法和意見，與指導(dǎo)教師磋商，不應(yīng)向指導(dǎo)教師尋求答案。2.貫徹四邊的設(shè)計(jì)方法：邊計(jì)算、邊設(shè)計(jì)、邊繪圖、邊修改。3.按時(shí)提交作業(yè)：杜絕延誤甚至不交作業(yè)的現(xiàn)象。4.評估階段：學(xué)生和指導(dǎo)教師共同進(jìn)行工作總結(jié)、找出差距和補(bǔ)救改正辦法。九、課程設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)第54頁/共67頁十、

準(zhǔn)備答辯完成設(shè)計(jì)后，應(yīng)及時(shí)做好本課程設(shè)計(jì)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)——答辯的準(zhǔn)備工作及答辯。在答辯前，應(yīng)做好以下兩方面的工作：按要求完成規(guī)定的設(shè)計(jì)任務(wù)，把圖紙疊好（參照機(jī)械制圖零部件測繪第五章第三節(jié)——暨南大學(xué)出版社）；說明書裝訂好，一同放在機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)資料袋內(nèi)；資料袋封面寫上班級、姓名、學(xué)號、指導(dǎo)教師、題目等。主標(biāo)題欄第55頁/共67頁十一、減速器零件的作用簡介1.減速器箱體箱體是減速器的主要零件之一，為拆裝方便，常使用剖分式結(jié)構(gòu)，并用螺栓將箱座與箱蓋聯(lián)成整體。箱體通常采用灰鐵或鑄鋼鑄造（實(shí)驗(yàn)用減速器為塑料），為了保證箱體的剛度，常在箱體外制有加強(qiáng)筋。為了便于拔模，箱體的凸臺、加強(qiáng)筋等部位有一定的斜度。

第56頁/共67頁

2.油塞（螺塞）

設(shè)在箱座下側(cè)面，用與換油、排除油污和清洗減速器內(nèi)腔時(shí)放油。設(shè)計(jì)時(shí)必須保證箱座內(nèi)底面高于油塞螺紋孔，以便于排盡油。

3.油尺

用與檢查減速器內(nèi)潤滑油的油面高度，除油尺外，還有圓形、管狀和長型油標(biāo)。一般放在低速級有較穩(wěn)之處。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證其高度適中，并防止油標(biāo)與箱座邊緣和吊鉤干涉。

第57頁/共67頁4.窺視孔

設(shè)在箱蓋頂部，用來觀察、檢查齒輪的嚙合和潤滑情況，潤滑油也由此孔注入，其大小視減速大小而定，一般應(yīng)能保證將手伸入箱內(nèi)進(jìn)行操作檢查和觀察嚙合處。5.通氣孔減速器工作一段時(shí)間后，溫度會逐漸升高，引起箱內(nèi)空氣膨脹，油蒸汽由該