课程设计-减速器

1、第一阶段第一阶段 基础计算部分基础计算部分 第二阶段第二阶段 轴的结构设计部分轴的结构设计部分 第三阶段第三阶段 装配图和零件图的绘制及设计说明书装配图和零件图的绘制及设计说明书 课程设计要求：课程设计要求： 1 研究分析设计题目和工作条件，明确设计要求和设计内容；研究分析设计题目和工作条件，明确设计要求和设计内容； 2. 认真复习与设计有关的章节内容，提倡独立思考、深入钻认真复习与设计有关的章节内容，提倡独立思考、深入钻 研，主动地、创造性地进设计；研，主动地、创造性地进设计； 3. 设计态度严肃认真设计态度严肃认真,一丝不苟，反对照抄照搬，抄袭他人设一丝不苟，反对照抄照搬，抄袭他人设 计，

2、容忍错误等问题。按预定计划保质保量完成设计任务；计，容忍错误等问题。按预定计划保质保量完成设计任务； 4 通过设计在设计思想、设计方法和设计技能等方面得到良通过设计在设计思想、设计方法和设计技能等方面得到良 好的训练好的训练 一、选择电动机一、选择电动机(参见课程设计第三版参见课程设计第三版15 18） 1 选择电动机的类型、结构形式和转速，计算电动机的功率，选择电动机的类型、结构形式和转速，计算电动机的功率， 确定电动机的型号。确定电动机的型号。 1）所需电动机输出的功率）所需电动机输出的功率 P0=Pw/(kw) Pw 工作机器的输出功率工作机器的输出功率(kw) 由电动机到工作机的总效率

3、由电动机到工作机的总效率 2) 若已知工作机器的阻力若已知工作机器的阻力F(N)，圆周速度，圆周速度(m/s)，则，则 Pw=FV/1000 w (kW) 课程设计过程步骤课程设计过程步骤 3）按电动机的额定功率等于或略大于电动机所需输出功率）按电动机的额定功率等于或略大于电动机所需输出功率P0查表查表 选择电动机型号选择电动机型号 (查课程设计第三版查课程设计第三版327页表页表8-184） 记录电动机型号、额定功率、满载转速、外形尺寸、电动机中心高、轴伸尺记录电动机型号、额定功率、满载转速、外形尺寸、电动机中心高、轴伸尺 寸、键联接尺寸等。寸、键联接尺寸等。 二、总传动比二、总传动比i 及

4、其分配及其分配i1、 if 、 is（课程设计（课程设计19页）页） 由电机满载转速由电机满载转速nm和滚筒转速和滚筒转速nw确定总传动比确定总传动比i =nm/nw 总传动比：总传动比： i = i1if is 分配：分配： i1 为为V带的传动比；带的传动比； （24）(查查11页表页表2-1） if 为高速级齿轮的传动比；（为高速级齿轮的传动比；（35） is为低速级齿轮的传动比为低速级齿轮的传动比 if =（1.3 1.6) is 三、计算传动装置的运动和动力参数三、计算传动装置的运动和动力参数(具体过程参见具体过程参见2020 2121页页) ) 计算电动机轴、计算电动机轴、轴、轴、

5、轴和轴和轴及工作轴的转速、功率、转矩、轴及工作轴的转速、功率、转矩、 传动比和效率。传动比和效率。( (列表如列表如2121页，供以后设计计算使用）页，供以后设计计算使用） 前面一、二和三的设计内容可参照前面一、二和三的设计内容可参照2222页例题页例题2-12-1 2. 两带轮的结构设计两带轮的结构设计 三、三、V型带及带轮的设计计算型带及带轮的设计计算 1 .V型带的设计型带的设计（教材（教材163页例题）页例题） 1）传动比）传动比i1= 2) 工作情况系数工作情况系数 3）计算功率）计算功率 4）选）选V型带型号型带型号 5）小带轮直径）小带轮直径 6）大带轮直径）大带轮直径 7）验算

6、）验算V带速度带速度 8）初定中心距）初定中心距 9）初算）初算V带长度带长度 10）确定）确定V带长度带长度 11）确定中心距）确定中心距 12）计算小带轮包角）计算小带轮包角 13）查包角修正系数）查包角修正系数 14）查带长修正系数）查带长修正系数 15）单根传递功率）单根传递功率P 16）单根带传递功率增量）单根带传递功率增量 17）计算）计算V带根数带根数 Z 18）计算）计算V带对轴的拉力带对轴的拉力F0 四、齿轮传动的设计计算（软齿面的斜齿圆柱齿轮传动）四、齿轮传动的设计计算（软齿面的斜齿圆柱齿轮传动） 根据：传递功率根据：传递功率P；传动比；传动比I； 小齿轮的转速小齿轮的转速

7、n; 工作时间工作时间、闭式传动。闭式传动。 （参照教材（参照教材218页例题页例题10-2） 1 选择材料、热处理、精度等级、选择材料、热处理、精度等级、决定齿面硬度、表面粗糙度决定齿面硬度、表面粗糙度。 2 按齿面接触疲劳设计按齿面接触疲劳设计 A) 确定确定Z1、Z2 和齿宽系数和齿宽系数 B) 计算实际传动比计算实际传动比 、传动比误差、传动比误差 C) 计算转矩计算转矩T D) 确定载荷系数确定载荷系数K E) 确定许用接触应力确定许用接触应力 F)查表确定查表确定 两齿轮的极限应力两齿轮的极限应力 G) 计算应力循环次数计算应力循环次数NL H) 查表确定查表确定 两齿轮的接触疲劳

8、寿命系数极限应力两齿轮的接触疲劳寿命系数极限应力ZNT1、 ZNT2。 。 I)查接触疲劳寿命的安全系数查接触疲劳寿命的安全系数 J)求出求出d1、确定标准模数、确定标准模数m 3. 按齿根弯曲疲劳强度设计按齿根弯曲疲劳强度设计 A）两齿轮的分度圆直径）两齿轮的分度圆直径 B）两齿轮齿宽）两齿轮齿宽 C) 查表两轮的齿形系数和应力修正系数查表两轮的齿形系数和应力修正系数 D) 计算许用弯曲应力计算许用弯曲应力 （查极限弯曲应力、弯曲寿命系数、应力修正系数、弯曲疲劳安全系数）（查极限弯曲应力、弯曲寿命系数、应力修正系数、弯曲疲劳安全系数） E) 计算弯曲许用应力计算弯曲许用应力 F)计算弯曲应力

9、计算弯曲应力 G) 计算齿轮传动的中心距计算齿轮传动的中心距 H) 计算齿轮的圆周速度计算齿轮的圆周速度 4. 两齿轮的几何尺寸计算两齿轮的几何尺寸计算 A) 齿顶圆直径齿顶圆直径 B) 齿根圆直径齿根圆直径 C) 分度圆直径分度圆直径 D) 螺旋角螺旋角 E) 齿顶高、齿根高、齿全高齿顶高、齿根高、齿全高 F)齿顶径向间隙齿顶径向间隙 G) 齿宽齿宽 H) 两齿轮的中心距两齿轮的中心距 为齿轮结构设计作准备为齿轮结构设计作准备 五、轴的设计五、轴的设计（参见课程设计（参见课程设计6668页页,课本课本377页例题）页例题） 1.各轴的功率计算各轴的功率计算 2.各轴的转速计算各轴的转速计算

10、（列表）（列表） 3.各轴的转矩计算各轴的转矩计算 4.减速器箱体结构尺减速器箱体结构尺 寸确定（课程设计寸确定（课程设计80页页 表表46） 5.齿轮的宽度齿轮的宽度 减速器箱体是用以支持 和固定轴系零件，是保 证传动零件的啮合精度、 良好润滑及密封的重要 零件，其重量约占减速 器总重量的50。因此， 机体结构对减速器的工 作性能、加工艺、材料 消耗、重量及成本等有 很大影响，设计时必须 全面考虑。 箱体材料多用铸铁 (HTl50或HT200)制造 箱体采用水平剖分式，上、下箱作成有一定壁厚接合面。为使上、下箱体可靠地 定位和联接，接合面向外做一定宽度的凸缘，凸缘宽度由其联接螺栓所需的扳手

11、空间等尺寸确定。（见表4-6） 3）低速轴的概略设计）低速轴的概略设计 A.步骤与高速轴类同步骤与高速轴类同 2)中间轴的概略设计中间轴的概略设计 A.材料、热处理、材料、热处理、 B.按扭转计算最小直径按扭转计算最小直径 C.装两轴承和两轴承盖处的直径和长度（试选轴承与轴承盖）装两轴承和两轴承盖处的直径和长度（试选轴承与轴承盖） D.装齿轮处的直径和长度装齿轮处的直径和长度 E.齿轮与箱体的距离齿轮与箱体的距离 F.轴的总长度轴的总长度 7、轴的概略设计轴的概略设计(参见课程设计参见课程设计6668页页,课本课本377页例题页例题) 设计到这里开始作草图（查表：设计到这里开始作草图（查表：

12、轴承及轴承盖各参数、套筒的结构尺寸、齿轮的按装、轴承及轴承盖各参数、套筒的结构尺寸、齿轮的按装、 联轴器的结构尺寸等，选择轴承的润滑方式。）联轴器的结构尺寸等，选择轴承的润滑方式。） 1）高速轴的概略设计）高速轴的概略设计 A.材料、热处理、材料、热处理、 B.按扭转计算最小直径按扭转计算最小直径 C.装装V带轮处长度、外伸端直径与长度、带轮处长度、外伸端直径与长度、 D.装两轴承和两轴承盖处的直径和长度（试选轴承与轴承盖课程设计装两轴承和两轴承盖处的直径和长度（试选轴承与轴承盖课程设计81页表页表 47） E.装齿轮处的直径和长度装齿轮处的直径和长度 F.齿轮与箱体的距离齿轮与箱体的距离 G

13、. 轴的总长度轴的总长度 8 15 2 2 3 3 L2 e m T )85(3 212 ccTmL 当轴承采用脂润滑时，应加封油 环，其结构见课程设计73图4-41 8. 轴的结构设计轴的结构设计 1）轴上的键槽宽度和长度确定）轴上的键槽宽度和长度确定 2）轴肩、轴环宽度与高度、各圆角半径和倒角大小）轴肩、轴环宽度与高度、各圆角半径和倒角大小 3）轴上零件的固定方法和紧固件）轴上零件的固定方法和紧固件 4）轴上各零件的润滑方法和密封件的尺寸安装）轴上各零件的润滑方法和密封件的尺寸安装 5）作出轴的结构草图）作出轴的结构草图 9. 轴系零、部件的设计轴系零、部件的设计 1） 设计小带轮的轮槽及

14、带轮结构设计小带轮的轮槽及带轮结构（按教材（按教材160 页进行）页进行） 2） 设计大带轮的轮槽及带轮结构设计大带轮的轮槽及带轮结构 3） 齿轮的结构设计齿轮的结构设计（课程设计（课程设计3536页）页） A) 高速轴上小齿轮的结构设计及标注（齿轮轴或实体齿轮）高速轴上小齿轮的结构设计及标注（齿轮轴或实体齿轮） B) 中间轴大齿轮的结构设计及标注（孔板式齿轮）中间轴大齿轮的结构设计及标注（孔板式齿轮） C) 中间轴上的小齿轮（实体齿轮）中间轴上的小齿轮（实体齿轮） D) 低速轴上的大齿轮（孔板式）低速轴上的大齿轮（孔板式） 六六 、三根轴的强度较核和输出轴的疲劳强度校核计算、三根轴的强度较核

15、和输出轴的疲劳强度校核计算（参见教材（参见教材 例题例题377383页）页） 1.求出齿轮的受力求出齿轮的受力Ft、Fr、Fa 2.作出三根轴的空间受力简图作出三根轴的空间受力简图 3.作出水平平面的受力图、求解水平面的约束力作出水平平面的受力图、求解水平面的约束力 4.作出水平面的弯矩图、求出最大弯矩作出水平面的弯矩图、求出最大弯矩 5.作出竖直平面的受力图、求解竖直平面的约束力作出竖直平面的受力图、求解竖直平面的约束力 6.作出竖直面的弯矩图、求出最大弯矩作出竖直面的弯矩图、求出最大弯矩 7.作出合成弯矩图作出合成弯矩图 8.作出扭矩图作出扭矩图 9.求出当量弯矩求出当量弯矩 10. 代入

16、强度条件、核算危险截面强度代入强度条件、核算危险截面强度 七、轴承寿命计算、联轴器与键的计算七、轴承寿命计算、联轴器与键的计算 1.三根轴上轴承的寿命计算三根轴上轴承的寿命计算 A) 轴承型号：轴承型号： B) 查表查出：查表查出： 基本额定动载荷基本额定动载荷C； C) 查出温度系数查出温度系数 D) 计算轴承受的当量动载荷计算轴承受的当量动载荷P; E) 用工作小时数用工作小时数Lh表示轴承的寿命。表示轴承的寿命。 F) P C nP Cf n L t h 16670 )( 60 10 6 G) 能否满足使用要求能否满足使用要求 2. 输出轴上联轴器的计算输出轴上联轴器的计算 A) 计算名

17、义转矩计算名义转矩T B) 查表教材查表教材14-1工作情况系数工作情况系数K C) 得出：计算转矩得出：计算转矩Tc D) 查出所使用联轴器的许用转矩和许用转速查出所使用联轴器的许用转矩和许用转速 E) 是否满足是否满足Tc=T n =n 3. 三根轴上键的强度计算三根轴上键的强度计算 1）查出键的结构尺寸）查出键的结构尺寸b*h*L 2) 校核键的挤压强度（参看教材校核键的挤压强度（参看教材108页例题）页例题） 本阶段完成的任务本阶段完成的任务 1. 所有轴的结构设计及按弯扭合成强度校核和输出轴的精确疲劳强所有轴的结构设计及按弯扭合成强度校核和输出轴的精确疲劳强 度校核度校核 2、所有滚

18、动轴承的型号确定及其寿命校核。、所有滚动轴承的型号确定及其寿命校核。 3、所有键尺寸的确定及其强度校核、所有键尺寸的确定及其强度校核 4、齿轮及轴承润滑方法及润滑油或润滑脂的牌号的选择。、齿轮及轴承润滑方法及润滑油或润滑脂的牌号的选择。 5、齿轮结构设计、齿轮结构设计 6、减速器箱体主要结构尺寸（课程设计表、减速器箱体主要结构尺寸（课程设计表4-6） 7、用坐标纸画出减速器的俯视草图。（参课程设计图、用坐标纸画出减速器的俯视草图。（参课程设计图5-8） 十一、整理和编写设计说明书十一、整理和编写设计说明书 1.设计说明书内容设计说明书内容14项（参见课程设计项（参见课程设计145页）页） 2.

19、设计说明书格式（参见课程设计设计说明书格式（参见课程设计146页）页） 十、设计和绘制零件工作十、设计和绘制零件工作 1.中间轴上大齿轮的加工零件图中间轴上大齿轮的加工零件图（参考课程设计（参考课程设计122页的图页的图6-9） 2.输出轴的加工零件作图输出轴的加工零件作图（参考课程设计（参考课程设计118页的图页的图6-5） 九、九、减速器装配图的绘制减速器装配图的绘制 1. 减速器箱体结构及装配图的绘制（步骤参见课程设计减速器箱体结构及装配图的绘制（步骤参见课程设计96-110 页）页） （参考课程设计（参考课程设计47页的图页的图4-6） 2. 标注尺寸公差及配合、写出技术特性、零件按顺

20、序编号标注尺寸公差及配合、写出技术特性、零件按顺序编号 3. 编写技术要求、零件明细表和标题栏编写技术要求、零件明细表和标题栏 八、八、减速器箱体和附件设计选择减速器箱体和附件设计选择 1.减速器箱体尺寸设计（参见课程设计减速器箱体尺寸设计（参见课程设计71-77） 2.减速器附件：油标、排油孔螺塞、检查孔盖板、通气器、起吊装置、定位销减速器附件：油标、排油孔螺塞、检查孔盖板、通气器、起吊装置、定位销 （参见课程设计（参见课程设计77-85页）页） 减速器箱体是用以支持 和固定轴系零件，是保 证传动零件的啮合精度、 良好润滑及密封的重要 零件，其重量约占减速 器总重量的50。因此， 机体结构对

21、减速器的工 作性能、加工艺、材料 消耗、重量及成本等有 很大影响，设计时必须 全面考虑。 箱体材料多用铸铁 (HTl50或HT200)制造 箱体采用水平剖分式，上、下箱作成有一定壁厚接合面。为使上、下箱体可靠地 定位和联接，接合面向外做一定宽度的凸缘，凸缘宽度由其联接螺栓所需的扳手 空间等尺寸确定。（见表4-6） 减速器附件 v轴承端盖用以固定轴承及调整轴承间隙并承受轴向力。轴承 端盖有嵌入式和凸缘式两种。 嵌入式轴承端盖嵌入式轴承端盖 嵌入式轴承端盖结构简单，但密封性能差，调整轴承间隙比 较麻烦。需打开机盖，放置调整垫片，只宜用于向心球轴承。 如用嵌入式端盖固定角接触轴承时，应在端盖上增加调

22、整螺 钉，以便于调整。 v凸缘式轴承端盖（见表凸缘式轴承端盖（见表4-7） 凸缘式轴承端盖调整轴承间隙比较方便，密封性能比 较好。为了调整轴承间隙，在端盖与机体之间放置由 调整垫片。 不合理结构：轴承盖螺轴承盖螺 钉设计在剖分面上钉设计在剖分面上,是错是错 误的误的 合理结构：将轴承盖螺钉将轴承盖螺钉 转一个角度，沿圆周均匀转一个角度，沿圆周均匀 分布分布 v油标 油标用来指示箱内油面高度，应设置在便于观察和油 面稳定之处，如低速级传动件附近。油标的结构尺寸 见表4-10 v放油螺塞 减速器底部设有放油孔，用于排出污油，注油前用螺塞堵住。放油 孔的位置应在油池最低处，并安排在减速器不与其他部件

23、靠近的一 侧，以便于放油。 不合理结构：放油孔位放油孔位 置偏高，箱内的油放不置偏高，箱内的油放不 干净干净 合理结构：放油孔应设计在放油孔应设计在 油池的最低处油池的最低处 减速器装配图常见的错误 不合理结构：装油塞处箱壁太装油塞处箱壁太 薄，不利于螺钉联接薄，不利于螺钉联接 合理结构：装油塞处应装油塞处应 设计凸台设计凸台 v启盖螺钉和定位销 机盖与机座接合面上常涂有水玻璃或密封胶，联结后接合较紧， 不易分开。为便于取下机盖，在机盖凸缘上常装有一至二个启盖 螺订，在启盖时，可先拧动此螺钉顶起机盖 启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联接凸缘的厚度,钉杆端部要 做成圆柱形,或半圆形，以免顶坏螺纹，

24、启盖螺钉直径与凸缘联接 螺栓相同。 为了保证轴承座孔的安装精度，在机盖和机座用螺栓联接后， 镗孔之前装上两个定位销，销孔位置尽量远些以保证定位精度。 如机体结构是对称的(如蜗杆传动机体)，销孔位置不应对称布置。 定位销安置在机体联接凸缘的长度方向两侧，一般为圆锥定位销 不合理结构：定位销孔位定位销孔位 置不当置不当 合理结构：定位销孔应布置在定位销孔应布置在 箱盖与箱座的联接凸缘上，沿箱盖与箱座的联接凸缘上，沿 长度方向非对称布置，且间距长度方向非对称布置，且间距 应尽量大些。应尽量大些。 不合理结构：锥销的长锥销的长 度过短，不利于装拆。度过短，不利于装拆。 锥销孔未设计成通孔锥销孔未设计成通孔 合理结构：锥