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1、一一 级级 圆圆 柱柱 齿齿 轮轮 减减 速速 器器机械设计基础课程设计1设设 计计 题题 目目带式输送机传动装置设计带式输送机传动装置设计2方案一方案二方案三带式输送机传动装置设计带式输送机传动装置设计设计方案：设计方案：见任务书见任务书基本数据：基本数据：输送带拉力、输送带速度、卷筒直径输送带拉力、输送带速度、卷筒直径工作条件：工作条件：见任务书见任务书设计起止时间：设计起止时间：2013.11.25-2013.12.62013.11.25-2013.12.6设计任务设计任务编编写写设设计计计计算算说说明明书书一一份份。（16开开论论文文纸纸，约约20页页，8000字）。字）。绘绘制制减减
2、速速器器装装配配图图1张张，要要求求有有主主、俯俯、侧侧三三个个视视图图，图图幅幅A1，比比例例1：1（当当齿齿轮轮副副的的啮啮合合中中心心距距a 110时）时）或或1：1.5（当齿轮副的啮合中心距当齿轮副的啮合中心距a 110时）时）。绘制零件工作图绘制零件工作图2张张（A3或或A2）。成绩评定：成绩评定：综合综合设计表现设计表现、图纸质量图纸质量、说明说明书书及及答辩答辩情况，按百分制平分。情况，按百分制平分。89认识减速器认识减速器减速器是减速器是原动机原动机和和工作机工作机之间独立的闭式之间独立的闭式传动装置，用来传动装置，用来降低转速降低转速、传递动力传递动力、增增大转矩大转矩，以满
3、足工作需要。，以满足工作需要。减速器主要由箱体、轴系零件和附件三部减速器主要由箱体、轴系零件和附件三部分组成。分组成。1010视孔盖视孔盖通气螺塞通气螺塞箱盖箱盖箱座箱座吊钩吊钩吊耳吊耳封封油油环环轴承轴承轴承旁轴承旁连接螺栓连接螺栓轴承轴承座孔座孔大齿轮大齿轮视孔盖视孔盖垫片垫片11油面指油面指示器示器放油放油螺塞螺塞轴承盖轴承盖地脚螺栓孔地脚螺栓孔起盖起盖螺钉螺钉定位销定位销肋板肋板毛毡毛毡密密封圈封圈12一级圆柱齿轮减速器1213141516减减速速器器内内部部结结构构17减速器下箱体1818减速器上箱体起盖螺钉作用：起盖用起盖螺钉作用：起盖用，两个对角线布置。，两个对角线布置。定位销作
4、用：镗轴承孔定位用，锥度定位销作用：镗轴承孔定位用，锥度1：50两个，两个，对角线布置。对角线布置。观察窗作用：注油、观察两对齿轮啮合情况，以观察窗作用：注油、观察两对齿轮啮合情况，以能进手为宜。能进手为宜。通气器作用：平衡机体内外压力。通气器作用：平衡机体内外压力。19吊钩作用：起吊整机用，与底座铸出。吊钩作用：起吊整机用，与底座铸出。起盖吊耳作用：起吊盖，与上盖一同铸出。起盖吊耳作用：起吊盖，与上盖一同铸出。油标尺作用：测量油面深度，要有最高液面，最油标尺作用：测量油面深度，要有最高液面，最低液面刻度。位置设计要防止拔不出油标或油外低液面刻度。位置设计要防止拔不出油标或油外溢。溢。放油塞作
5、用：更换润滑油的出口，设计在箱放油塞作用：更换润滑油的出口，设计在箱体底座最低位置处。体底座最低位置处。2021减速器结构分析减速器结构分析1 1箱体结构箱体结构减减速速器器的的箱箱体体用用来来支支承承和和固固定定轴轴系系零零件件。箱箱体体必必须须具具有有足足够够的的强强度度和和刚刚度度，以以免免引引起起沿沿齿齿轮轮齿齿宽宽上上载载荷荷分分布布不不匀。为了增加箱体的刚度，通常在箱体上制出匀。为了增加箱体的刚度，通常在箱体上制出筋板筋板。为为了了便便于于轴轴系系零零件件的的安安装装和和拆拆卸卸，箱箱体体通通常常制制成成剖剖分分式式。剖剖分分面面一一般般取取在在轴轴线线所所在在的的水水平平面面内内
6、（即即水水平平剖剖分分），以以便于加工。便于加工。箱箱盖盖和和箱箱座座之之间间用用螺螺栓栓联联接接成成一一整整体体，为为了了使使轴轴承承座座旁旁的的联联接接螺螺栓栓尽尽量量靠靠近近轴轴承承座座孔孔，并并增增加加轴轴承承支支座座的的刚刚性性，应应在在轴轴承承座座旁旁制制出出凸凸台台。设设计计螺螺栓栓孔孔位位置置时时，应应注注意意留留出扳手空间出扳手空间。212轴系零件轴系零件当当高高速速级级的的小小齿齿轮轮直直径径和和轴轴的的直直径径相相差差不不大大（d df f-d d667mn7mn）时时，将将小小齿齿轮轮与与轴轴制制成成一一体体，称称为为齿齿轮轴轮轴。大齿轮与轴分开制造，用普通大齿轮与轴分
7、开制造，用普通平键平键作周向固定。作周向固定。轴轴上上零零件件用用轴轴肩肩、轴轴套套、封封油油环环与与轴轴承承端端盖盖作作轴轴向固定。向固定。两两轴轴均均可可采采用用深深沟沟球球轴轴承承作作支支承承，承承受受径径向向载载荷荷的作用。的作用。轴轴承承端端盖盖与与箱箱体体座座孔孔外外端端面面之之间间垫垫有有调调整整垫垫片片组组，以调整轴承游隙，保证轴承正常工作。以调整轴承游隙，保证轴承正常工作。232轴系零件轴系零件该减速器中的齿轮传动可采用该减速器中的齿轮传动可采用油池浸油润滑油池浸油润滑，大，大齿轮的轮齿浸入油池中，靠它把润滑油带到啮合齿轮的轮齿浸入油池中，靠它把润滑油带到啮合处进行润滑。处进
8、行润滑。滚动轴承可采用滚动轴承可采用润滑脂润滑脂润滑，为了防止箱体内的润滑，为了防止箱体内的润滑油进入轴承，应在轴承和齿轮之间设置润滑油进入轴承，应在轴承和齿轮之间设置封油封油环环。轴伸出的轴承端盖孔内装有密封元件，如采用轴伸出的轴承端盖孔内装有密封元件，如采用毛毛毡毡密封圈密封圈，对防止箱内润滑油泄漏以及外界灰尘、，对防止箱内润滑油泄漏以及外界灰尘、异物浸入箱体，具有良好的密封效果。异物浸入箱体，具有良好的密封效果。243.减速器附件减速器附件（1 1）观察孔盖板（视孔盖）：）观察孔盖板（视孔盖）：为为了了检检查查传传动动零零件件的的啮啮合合情情况况，并并向向箱箱体体内内加加注注润润滑滑油油
9、。视视孔孔盖盖平平时时用用螺螺钉钉固固定定在在箱箱盖盖上上，盖盖板板下下垫垫有有有有纸纸质质密密封封垫垫片片,以防漏油。以防漏油。（2 2）通气器（通气螺塞）：）通气器（通气螺塞）：通通气气器器用用来来沟沟通通箱箱体体内内、外外的的气气流流，箱箱体体内内的的气气压压不不会会因因减减速速器器运运转转时时的的油油温温升升高高而而增增大大，从从而而提提高高了了箱箱体体分分箱箱面面、轴轴伸端缝隙处的密封性能。伸端缝隙处的密封性能。通通气气器器多多装装在在箱箱盖盖顶顶部部或或视视孔孔盖盖上上，以以便便箱箱内内的的膨膨胀胀气气体体自由溢出。自由溢出。（3）油面指示器为了检查箱体内的油面高度，及时补充润滑油
10、。应在油箱便于观察和油面稳定的部位，装设油面指示器。油面指示器分油标和油尺两类，图中采用的是油尺。252626油标油标放油螺塞放油螺塞吊钩吊钩27（4）放油螺塞：换油时，为了排放污油和清洗剂，应在箱体底部、油油池池最最低低位位置置开设放油孔，平时放油孔用油螺塞旋紧，放油螺塞和箱体结合面之间应加防漏垫圈。2728（5 5）起吊装置：）起吊装置：为了便于搬运，需在箱体上设置起吊装置。为了便于搬运，需在箱体上设置起吊装置。箱盖上铸有两个吊耳，用于起吊箱盖。箱盖上铸有两个吊耳，用于起吊箱盖。箱座上铸有两个吊钩，用于吊运整台减速器。箱座上铸有两个吊钩，用于吊运整台减速器。28吊钩吊钩吊耳吊耳1.理由：理
11、由：插孔位置太高，插孔位置太高，测油杆不便插入和拔出，测油杆不便插入和拔出，凸台无法加工。凸台无法加工。改进措施改进措施：将插孔位置：将插孔位置往下移，以便测油杆能往下移，以便测油杆能顺利的插入和拔出。顺利的插入和拔出。易出错的结构提示易出错的结构提示2.理由理由：放油孔位置偏高，放油孔位置偏高，箱内的油放不干净。箱内的油放不干净。改进措施改进措施：放油孔应设计放油孔应设计在油池的最低处。在油池的最低处。不合理不合理合理合理改进措施改进措施：a.应将螺栓移到与轴承座孔外圆相切的位置。应将螺栓移到与轴承座孔外圆相切的位置。b.将轴承盖螺钉转一个角度，沿圆周均匀分布。将轴承盖螺钉转一个角度，沿圆周
12、均匀分布。不合理不合理合理合理5.理由理由：a.轴承旁螺栓距轴承座孔中心太远轴承旁螺栓距轴承座孔中心太远或太近，不利于提高联接刚度和拧紧操作；或太近，不利于提高联接刚度和拧紧操作；b.轴承盖螺钉设计在剖分面上轴承盖螺钉设计在剖分面上,是错误的。是错误的。不合理不合理6.理由理由：两螺栓靠得太：两螺栓靠得太近，用扳手拧紧或松近，用扳手拧紧或松开螺母时，扳手空间开螺母时，扳手空间不够。不够。改进措施改进措施：两螺栓要：两螺栓要有一定的间距使扳手有一定的间距使扳手有足够的空间。有足够的空间。7.理由理由：定位销孔位置不当。：定位销孔位置不当。改进措施改进措施：定位销孔应布置在：定位销孔应布置在箱盖与
13、箱座的联接凸缘上，箱盖与箱座的联接凸缘上，沿长度方向非沿长度方向非对称布置，且对称布置，且间距应尽量大间距应尽量大些。些。8.理由理由：视孔盖与箱盖接：视孔盖与箱盖接触处未设计加工凸台，不触处未设计加工凸台，不便于加工箱盖上的孔。便于加工箱盖上的孔。改进措施改进措施：应在视孔盖与：应在视孔盖与箱盖接触处设计加工凸台箱盖接触处设计加工凸台9.理由理由：吊耳孔位置不：吊耳孔位置不当，孔壁强度可能不够当，孔壁强度可能不够改进措施改进措施：应将耳孔位：应将耳孔位置往内侧移。置往内侧移。10.理由理由：锥销的长度过短，：锥销的长度过短，不利于装拆。锥销孔未设不利于装拆。锥销孔未设计成通孔。计成通孔。改进
14、措施改进措施：锥销应加长：锥销应加长锥销孔应设计成通孔。锥销孔应设计成通孔。设设计计步步骤骤:1.电动机选择电动机选择（p194）2.传动装置总体设计（传动装置总体设计（p203）（1）计算总传动比和分配各级传动比计算总传动比和分配各级传动比；（2）计算传动装置的运动和动力参数计算计算传动装置的运动和动力参数计算；例子例子3.传动零件设计计算（传动零件设计计算（p1205）（1）选择联轴器类型及型号选择联轴器类型及型号；（2）减速器外传动零件设计；）减速器外传动零件设计；（3）减速器内传动零件设计减速器内传动零件设计。334.绘制装配底图绘制装配底图（p212）5.验算轴系零件（验算轴系零件（
15、p227）6.设计和绘制箱体及其附件的结构设计和绘制箱体及其附件的结构（p228）7.装配底图的检查（装配底图的检查（p237）8.完成装配图完成装配图（p238）9.完成零件图（完成零件图（p244）34设设 计计 步步 骤骤:一、选择电动机一、选择电动机1）确定电动机类型：）确定电动机类型：推荐推荐Y系列系列380V，三相异步电动机，三相异步电动机2）计算电动机功率）计算电动机功率设：工作机（卷筒）所需功率设：工作机（卷筒）所需功率Pw电动机至工作机之间传动装置的总效率为电动机至工作机之间传动装置的总效率为电动机需要的功率电动机需要的功率Pd35计算如下：计算如下：式中，式中，kWF为工作
16、机（卷筒）的阻力为工作机（卷筒）的阻力(输送带拉力输送带拉力)，N；v为工作机的线速度为工作机的线速度(输送带速度输送带速度)，m/s；为工作机的效率。为工作机的效率。总效率总效率为：为：其中，其中，分别为传动装置中每一传动分别为传动装置中每一传动副（齿轮、带或链）、每对轴承、每个联轴器的效率。副（齿轮、带或链）、每对轴承、每个联轴器的效率。（p4）363）确定电动机转速）确定电动机转速已知卷筒转速为已知卷筒转速为nw（r/min）电动机转速的可选范围为电动机转速的可选范围为其中，其中，为各级传动的合理传动比范为各级传动的合理传动比范围（围（p196，表，表14-2）。）。常用转速有常用转速有
17、750r/min,1000r/min,1500r/min37根据选定的电动机类型、功率和转速，根据选定的电动机类型、功率和转速，由表由表12-112-1表表12-1412-14查出电动机型号；查出电动机型号；记录其型号、额定功率、满载转速、外记录其型号、额定功率、满载转速、外形尺寸、中心高、轴伸尺寸、键连接尺形尺寸、中心高、轴伸尺寸、键连接尺寸、地脚尺寸等参数备用。寸、地脚尺寸等参数备用。设计传动装置时，一般按工作机实际需设计传动装置时，一般按工作机实际需要的电动机输出功率要的电动机输出功率P Pd d计算，转速则取计算，转速则取满满载转速载转速。381计算总传动比及分配各级传动比计算总传动比
18、及分配各级传动比传动装置的总传动比为：传动装置的总传动比为：式中，式中，nm为电动机满载转速，为电动机满载转速，r/min；nw为工作机转速，为工作机转速，r/min。多级传动中，总传动比应为：多级传动中，总传动比应为：式中，式中，为各级传动机构的传为各级传动机构的传动比。动比。39在已知总传动比要求时，如何合理选择和分在已知总传动比要求时，如何合理选择和分配各级传动比，要考虑以下几点配各级传动比，要考虑以下几点：（1 1）各级传动机构的传动比应尽量在推荐）各级传动机构的传动比应尽量在推荐范围内选取（表范围内选取（表1-61-6）。）。（2 2）应使传动装置结构尺寸较小，重量较）应使传动装置结
19、构尺寸较小，重量较轻。轻。（3 3）应使各传动件尺寸协调，结构匀称合）应使各传动件尺寸协调，结构匀称合理，避免干涉碰撞。理，避免干涉碰撞。40注意：注意：传动装置的传动装置的实际传动比实际传动比要由选定的齿数或要由选定的齿数或标准带轮直径准确计算，因而与要求的传标准带轮直径准确计算，因而与要求的传动比可能动比可能有误差有误差。一般允许工作机实际转速与要求转速的相一般允许工作机实际转速与要求转速的相对误差为对误差为（3 35 5）%。412计算传动装置的运动和动力参数计算计算传动装置的运动和动力参数计算设一传动装置从电动机到工作机有三轴，依次设一传动装置从电动机到工作机有三轴，依次为为、轴，则：
20、轴，则：（1）各轴转速（）各轴转速（r/min）i0,i1,i2分别为电动机轴至分别为电动机轴至轴、轴、轴，轴，、轴间的传动比。轴间的传动比。（2）各轴功率（）各轴功率（kW）01,12,23分别为电动机轴至分别为电动机轴至轴、轴、轴，轴，、轴间的传动效率。轴间的传动效率。（3）各轴转矩（）各轴转矩（N.m）注意事项：注意事项：齿轮需要计算的参数：齿轮需要计算的参数：a a，m m，z z1 1,z z2 2,b b1 1,b b2 2,d daiai,d dfifi,d di i;模数应取标准值，齿宽和其他结构尺寸应尽量圆模数应取标准值，齿宽和其他结构尺寸应尽量圆整；整；小齿轮齿宽小齿轮齿宽
21、b b1 1应比大齿轮齿宽应比大齿轮齿宽b b2 2大大5 510 mm10 mm，取，取齿宽系数齿宽系数d d=1=11.21.2；材料一般取材料一般取4545钢，钢，P Pd d5.5 kW5.5 kW时用合金钢如时用合金钢如40Cr40Cr等。等。45四、绘制装配底图1选择视图一般用三视图，和必要的局部视图2布置图面1）确定绘图的有效面积2）大体确定三视图的位置463、设计步骤、设计步骤按中心距先画轴心线，再画齿轮、轴及按中心距先画轴心线，再画齿轮、轴及轴承；轴承；先画箱内，后画箱外；先画箱内，后画箱外；先粗画，后细画；先粗画，后细画；先画俯视图，再画主视图；先画俯视图，再画主视图；最后
22、画侧视图；最后画侧视图；布图上下左右要适当匀称。布图上下左右要适当匀称。474、先画俯视图、先画俯视图（1）根据中心距）根据中心距a先画俯视图的两根轴线先画俯视图的两根轴线（2）然后画齿轮（注意：齿轮的齿顶圆不能）然后画齿轮（注意：齿轮的齿顶圆不能与其它的轴干涉）；与其它的轴干涉）；（3）按设计资料决定传动零件的轴向间距，）按设计资料决定传动零件的轴向间距，然后确定零件与箱体内壁的间距，画出俯视图然后确定零件与箱体内壁的间距，画出俯视图的箱体内框线；的箱体内框线；（4）确定轴的支点和轴上零件力的作用点。）确定轴的支点和轴上零件力的作用点。在开始设计轴时，轴的在开始设计轴时，轴的长度长度和和跨距
23、跨距未定，未定，支座反力和弯矩就无法求得，这时常用简支座反力和弯矩就无法求得，这时常用简单公式初步估算出轴的最细处直径单公式初步估算出轴的最细处直径dmin，并依次进行轴的结构设计。并依次进行轴的结构设计。5、轴的结构设计（、轴的结构设计（p214）6、设计和绘制减速器轴系结构、设计和绘制减速器轴系结构（p217）（1）齿轮的结构设计）齿轮的结构设计（2）滚动轴承的组合设计）滚动轴承的组合设计49注意：尺寸标注注意：尺寸标注1）定位尺寸定位尺寸（齿轮中心距及偏差，地脚螺钉尺（齿轮中心距及偏差，地脚螺钉尺寸，主、从动轴外伸端的配合长度和直径，机座寸，主、从动轴外伸端的配合长度和直径，机座中心高等
24、）中心高等）2）配合尺寸配合尺寸（齿轮与轴，轴承与轴，轴承与箱（齿轮与轴，轴承与轴，轴承与箱体，等）体，等）3）外廓尺寸外廓尺寸（减速器的最大长、宽、高；减速（减速器的最大长、宽、高；减速器底座的长、宽、高）器底座的长、宽、高）50设计中应注意的问题1.输入（出）轴外伸端长度、直径应与联轴器孔径输入（出）轴外伸端长度、直径应与联轴器孔径匹配。匹配。2.润滑剂和润滑方式的选择润滑剂和润滑方式的选择减速器内齿轮的润滑剂和润滑方式按圆周速度减速器内齿轮的润滑剂和润滑方式按圆周速度V确确定，减速器内轴承的润滑剂和润滑方式按速度因数定，减速器内轴承的润滑剂和润滑方式按速度因数dn确定。确定。51设计中应
25、注意的问题由于齿轮和轴承可能分别采用润滑由于齿轮和轴承可能分别采用润滑油和润滑脂，此时二者不能相混，油和润滑脂，此时二者不能相混，否则轴承润滑脂被冲走，故应在轴否则轴承润滑脂被冲走，故应在轴承处采用密封装置承处采用密封装置“挡油盘挡油盘”。3.油底油面高度油底油面高度3050mm，以，以保证足够的油量。保证足够的油量。4.轴承盖选嵌入式结构比较简单。轴承盖选嵌入式结构比较简单。52要求与建议要求与建议531.计算过程纸张注意保存，方便说明书整理。计算过程纸张注意保存，方便说明书整理。2.说明书编写要求：说明书编写要求：装订顺序：封面，目录（有页码），设计任务书，电动机装订顺序：封面，目录（有页
26、码），设计任务书，电动机选择、传动比分配、传动装置的运动和动力参数计算，传动件选择、传动比分配、传动装置的运动和动力参数计算，传动件设计计算（齿轮传动，轴强度计算、轴承选择，键的选择，联设计计算（齿轮传动，轴强度计算、轴承选择，键的选择，联轴器的选择）轴器的选择）。3.画图的注意点：画图的注意点：螺栓连接螺栓连接和和齿轮齿轮的画法；三视图应同时进行；边框与标题的画法；三视图应同时进行；边框与标题栏（画图之前第一步）；每个结构彻底理解（参考模型）；图栏（画图之前第一步）；每个结构彻底理解（参考模型）；图线清晰；线清晰；要求与建议要求与建议54注意：注意：1.重点参考：指导书重点参考：指导书P19
27、1-250 2.上午上午8:30-11:30 下午下午14:30-17:30 3.成绩：计算说明书成绩：计算说明书30%，画图，画图50%，包括答，包括答 辩、平时辩、平时20%。进度安排进度安排设计任务下达；电动机选择、计算总传动设计任务下达；电动机选择、计算总传动比和分配各级传动比；传动装置的运动和比和分配各级传动比；传动装置的运动和动力参数计算。动力参数计算。11.25传动零件设计计算（选择联轴器类型及型传动零件设计计算（选择联轴器类型及型号、减速器内传动零件设计）。号、减速器内传动零件设计）。11.26-11.28装配图的绘制装配图的绘制轴系、齿轮、箱体、标轴系、齿轮、箱体、标准件。准
28、件。11.29-12.2装配图的绘制装配图的绘制完善；零件图绘制。完善；零件图绘制。12.3-12.4设计说明书编写、提交，答辩。设计说明书编写、提交，答辩。12.5-12.656A2图纸轴零件图（A3图纸）57齿轮零件图（A3图纸）58例：例：运输带工作拉力：F=7 kN运输带工作速度：v=1.1m/s滚 筒 直 径：D=400mm滚 筒 效 率：5=96%59设计步骤1、计算工作机(滚筒)所需功率和转速：602、电动机输出功率：3.确定电动机额定功率4、确定电动机转速：61滚筒工作转速：所需电机转速：5、确定电机型号：查课程设计手册，根据 和 定电机型号 6、计算总传动比：627、分配传动比：8、计算各轴的转速、功率和转矩；63画图步骤画图步骤：先画俯视图较方便先画俯视图较方便64螺钉联接装配图的简化画法螺钉联接装配图的简化画法bmL0.5dbm:钢：钢：bm=d铸铁铸铁:bm=1.25d或或1.5d铝铝:bm=2d螺钉长度：螺钉长度：L计计=bm+二、两圆柱齿轮啮合的画法二、两圆柱齿轮啮合的画法在非圆投影的剖视图在非圆投影的剖视图 中，两轮节线重合，中，两轮节线重合，画点划线。画点划线。齿根线齿根线画画 粗实线。齿顶线粗实线。齿顶线画法画法 为为一个轮齿为可见，一个轮齿为可见，画粗实线，一个轮齿画粗实线，一个轮齿 被遮住，被遮住，不画线不画线。画图要点：画图要点：