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1、 矿山机电101课程设计指导书 矿山机电101课程设计指导书 矿山机电101课程设计指导书 一课程设计的目的:是使学生对所学的理论和专业学问进展系统的总结,并结合实际加以综合运用,稳固和扩展所学学问,训练实践技能,提高分析问题和解决问题的力量。 通过设计,使学生了解和熟识煤炭工业生产、建立方面的方针、政策和有关技术规程、标准等技术文件,增加学生对有关技术和文献资料的查阅、收集、综合和整理的力量,熬炼学生综合运用所学学问分析、讨论和解决煤矿机械在实际生产中存在的技术问题的力量。 二设计内容:综采设备选型设计三设计步骤:1采煤机选型设计 1.1采煤机的进展概况1.2采煤机的分类及组成 1.3机械化
2、采煤类型(确定你所选择的采煤工艺)1.4采煤机的选型(确定采煤机型号及验算过程)1.5采煤机的使用及维护2.液压支架的选型设计 2.1液压支架的组成及工作原理2.2液压支架的类型及各种类型适用条件2.3液压支架架型选择2.4液压支架根本参数确定2.5液压支架的使用及维护 四设计要求: 1)要求学生独立自主完成选型设计. 2)提交设计说明书1份,(设计说明书中要有,综采工作面布置图,采煤机组成图,采煤机滚筒调高液压系统图,液压支架组成图,液压支架工作原理图) 3)说明书后应附有参考资料和书籍索引。 设计题目:(一)3302工作面为330西翼采区首采工作面,工作面两侧均 为实炭区,工作面切眼西距F
3、5断层26m,停采线东距330西翼轨道大巷最近119m。走向长度(m),1107倾斜长度(m)197,煤层厚度(m)5.85煤层倾角()4,顶板中等稳定。工作面效劳年限 工作面的效劳年限=可采推动长度/月设计推动长度=1107/(6.43080%)=7.2月 6.4日推动距离(m),(每天完成8个循环,每循环推动0.8m,三班生产);30平均每月生产天数;80%正规循环率。 (二)5307 工作面储量 工作面工作面综采设备选型设计 3 该工作面走向长度为160m,倾向长度为52m,平均煤厚为2.2m,煤层容重1.35t/m,计算工作面根底储量为2.5万t。依据煤炭资源回收率规定,工作面回采率按
4、95%计算,计算得可采储量2.4万t。详见表五。 储量计算表表五 走向长度(m)游标值160倾向长度斜面积(m)(m)常数528311.82.22煤厚容重3根底回采率储量(%)可采储量(万t)952.4(m)(t/m)(万t)1.352.5顶板破裂,不稳定 工作面效劳年限 工作面的效劳年限=可采推动长度/月设计推动长度 =160/(12.83080%)=0.53个月 12.8日推动距离(m),(每天机割16刀,每刀推动0.8m,三班生产);30平均每月生产天数;80%正规循环率。 (三)1206工作面综采设备选型设计 原始资料: 工作面走向长度:940m;工作面倾斜长度:150m;工作面倾角:
5、6;顺槽倾角:5 煤层厚度:1.8m2.2m;直接顶类别:类(不稳定)老顶级别:类(不明显)底板类别:(中硬) 底版比压:16MPa瓦斯浓度:高瓦斯 工作面设计产量:10万吨/月煤质:中硬 工作制度;三八制(两个班生产,一个班检修) (四)3322 工作面综采设备选型设计: 工作面长度140米 采高9米(采3米放6米)走向长:1240米煤层倾角58循环进度(截深)600毫米日产量2660.1吨月产量7.98万吨可采煤量183万吨工作面回采率85%效劳年限22.93月(五)3311工作面综采设备选型设计 工作面长度210米 采高6.2米(采3米放3.2米)走向长:660米煤层倾角58循环进度(截
6、深)600毫米日产量2748.吨月产量8.2万吨工作面回采率85%效劳年限12.2月(六)2219 工作面综采设备选型设计 工作面长度120米采高3.5米走向长:740米煤层倾角517循环进度(截深)600毫米日产量2970吨月产量8.9万吨可采煤量40万吨工作面回采率95%效劳年限4.5月顶板中等稳定 扩展阅读:课程设计指导书-baiwking机电09 机械设计课程设计 指导书 重庆交通大学机电与汽车工程学院 2023年元月 第1章绪论 1.1机械设计根底课程设计的目的 机械设计课程设计是继机械设计根底课程后的一个重要的综合性与实践性教学环节,是学生第一次较为全面的机械设计训练,其根本目的是
7、: (1)通过机械设计根底课程设计,综合运用先修课程的理论,结合生产实际学问,培育分析和解决一般工程实际问题的力量,并使所学学问得到进一步稳固和扩展。 (2)学习机械设计的一般方法,把握通用机械零件、机械传动装置或简洁机械的设计原理和过程。 (3)进展机械设计根本技能的训练,如计算、绘图、运用设计资料(手册、标准、标准等)以及阅历估算、数据处理等。 1.2机械设计根底课程设计的内容 选择作为机械设计根底课程设计的题目,通常是一般传动装置或简洁机械,例如图1-1所示带式运输机的传动装置。 课程设计的内容通常包括:确定传动装置的总体设计方案;选择电动机;计算传动装置的运动和动力参数;传动零件、轴的
8、设计计算;轴承、联轴器、润滑和联结件的选择及校核计算;箱体构造及其附件的设计;绘制装配工作图及零件工作图;编写设计计算说明书。 要求每个学生在设计中完成以下工作: 一、总装配图1张(A0),比例尺1:1(1:1.25)二、零件图2张(A3)三、说明书1份 1 图1-1带式运输机的传动装置1.3机械设计根底课程设计的步骤 机械设计根底课程设计的步骤通常是依据设计任务书,拟定若干方案并进展分析比拟, 然后确定一个正确、合理的设计方案,进展必要的计算和构造设计,然后用图纸表达设计结果,用设计计算说明书表达设计依据。 机械设计根底课程设计一般可按表1-1中所述几个阶段进展。 表1-1机械设计根底课程设
9、计阶段及设计主要内容阶段主要内容1.分析设计任务,明确工作条件、设计要求、内容和步骤2.了解设计对象,阅读有关资料、图纸,观看实物或模型以及进展减速器拆设计预备装试验等3.复习课程有关内容,熟识机械零件的设计方法和步骤4.预备好设计需要的图书、资料和用具,并拟定设计规划等1.确定传动方案,画出传动装置简图传动装置总体设计2.计算电动机的功率、转速,选择电动机的型号3.确定总传动比和安排各级传动比4.计算各轴的功率、转速和转矩各级传动零件设计1.减速器外的传动零件设计(带传动设计)2.减速器内的传动零件设计(斜齿轮传动设计)1.选择比例尺,合理布置视图,确定减速器各零件的相互位置减速器装配草图设
10、计2.初步计算轴径,选择联轴器,初选轴承型号,进展轴的构造设计3.确定轴上力作用点及支点距离,进展轴、轴承的校核计算4.分别进展轴系部件、传动零件、减速器箱体及其附件的构造设计减速器装配图设计1.绘制装配图、标注尺寸、协作及零件序号2.编写明细表、标题栏、减速器技术特性及技术要求3.完成装配图1.轴类零件工作图零件工作图设计2.齿轮类零件工作图3.箱体类零件工作图编写设计计算说明书设计总结及辩论 整理编写设计计算说明书1.总结设计的收获和阅历教训,做好辩论前的预备工作2.参与辩论1.4机械设计根底课程设计中应正确对待的几个问题 (1)学生要明确学习目的,端正学习态度。 在设计的全过程中必需严厉
11、仔细、刻苦钻研、一丝不苛、精益求精。只有这样,才能在 设计思想、力法和技能等各方面部获得较好的熬炼和提高。(2)在教师指导下由学生独立完成。 教师的指导作用主要在于使学生明确设计思路,启发学生独立思索,解答疑难问题和按设计进程进展阶段审查等。在设计中学生必需充分发挥制造性和主观能动性仔细阅读有关设计资料和课程设计指导书。认真分析参考图例的构造。提倡独立思索问题、分析问题和解决问题,独立完成设计,而不应被动地依靠教师和盲目抄袭。(3)正确处理理论计算和构造设计的关系。 机械零件的尺寸不行能完全由理论计算确定,而应综台考虑零件构造、加工、装配、经济性和使用条件等要求。通过强度条件计算出来的零件尺寸
12、,经常是零件必需满意的最小尺寸,而不肯定就是最终采纳的构造尺寸。例如轴的尺寸,在进展构造设计时,要综合地考虑轴上零件的装拆、调整和固定以及加工工艺等要求,并进展强度校核计算,之后才确定轴的尺寸。因此,在设汁过程中,设计汁算和构造设计是相互补充、交替进展的。应计意“边计算、边画图、边修改”,由于产品的设计需要经过屡次反复修改才能得到较高的设计质量。 此外,一些次要尺寸不需强度校核。有的可依据阅历公式确定,如箱体的构造尺寸等;有的则由设计者考虑加工、使用等条件,参照类似构造,用类比的方法确定,例如轴上的定位轴套、挡油环等。 (4)正确处理继承与创新的关系。 长期的设计和生产实践已经积存了很多可供参
13、考和借鉴的珍贵阅历和资料继承和进展这些阅历和成果,不但可以削减重复丁作,加快设计进程,而且是提高设计质量的重要保证。设计人员应留意利用和继承已有的成果和阅历,不应闭门造车、凭空臆造要擅长吸取前人的阅历和成果,学握和使用已有的设计资料。但是,不能盲目地、机械地抄袭已有的类似产品,应在继承的根底上,依据详细条件和要求敢于创新敢于提出新方案不断地完善和改良设计。所以,设计是继承和创新相结合的过程,这样才能使设计工作不断地向前进展。(5)正确使用标准和标准。 设计中是否尽量采纳标准和标准,也是评价设计质量的一项指标。例如设计中采纳的滚动轴承、带、联轴器、密封件和紧固件等,其参数和尺寸必需严格遵守标准的
14、规定。此外,绘图时,图纸的幅面及格式、比例、图线、字体、视图表达、尺寸标注等应严格遵守机械制图标准,要求图纸表达正确、清楚、图面干净,设计说明书要求计算正确无误书写工整清楚。 第2章传动装置总体设计 传动装置总体设计的内容包括确定传动方案、选择电动机型号、合理安排传动比、计算传动装置的运动和动力参数。 2.1确定传动方案 在课程设计中,设计任务书已给定传动装置方案如图2-1所示,学生应了解和分析这种方案的特点。 传动方案应首先满意工作机的工作要求,如所传递的功率及转速。此外,还应具有构造简洁、尺寸紧凑、加工便利、本钱低廉、传动效率高和使用维护便利等特点,以保证工作机的工作质量和牢靠性。要同时到
15、达这些要求,经常是困难的,设计时要统筹兼顾,保证重点要求。图2-1所示是带式运输机的四种传动方案。图2-1所示是带式运输机的四种传动方案。方案(a)选用了V带传动和闭式齿轮传动。V带传动布置于高速级,能发挥它的传动平稳、缓冲吸振和过载爱护的优点,但此方案构造尺寸较大,V带传动也不相宜用于繁重工作要求的场合及恶劣的工作环境。方案(b)构造紧凑,但由于蜗杆传动效率低,功率损耗大,不相宜用于长期连续运转的场合。方案(c)采纳二级闭式齿轮传动,更能适应在繁重及恶劣的条件下长期工作,且使用维护便利。方案(d)适合布置在狭窄的通道(如矿井巷道)中上作,但加工圆锥齿轮比圆性齿轮困难,本钱也较高。这4种方案各
16、有其特点,适用于不同的工作场合。设计时要依据工作条件和设计要求,综合比拟选取其中最优者。本课程设计拟选用类似方案(a),即图1-1所示装置。 图2-1带式运输机传动方案 2.2选择电动机 电动机是已经系列化的产品,在机械设计根底课程设计中,要依据工作载荷大小及性质、转速凹凸、启动特性、过载状况、工作环境、安装要求及空间尺寸限制和经济性等要求,从产品名目中选择电动机的类型、构造型式、容量(功率)和转速,最终确定详细型号。2.2.1选择电动机的类型和构造型式 本课程设计选择使用Y系列三相异步电动机。在沟通电动机中,三相异步电动机在工业中广泛应用。常用的Y系列三相异步电动机属于一般用途的全封闭自扇冷
17、式笼型三相异步电动机。其构造简洁、工作牢靠、起动特性好、价格低廉、维护便利,适用于非易燃、非易爆、无腐蚀性和无特别要求的机械上,如运输机等。 常用的、设计需要的Y系列三相异步电动机技术数据如表2-1。表2-1Y系列三相异步电动机技术数据型号Y90L-4额定功率KW1.5满载转速r/min140014201*201*40144014401460Y100L1-42.2Y100L2-43Y112M-4Y132S-4Y132M-4Y160M-445.57.511电动机型号Y100L1-4的含义为:Y表示异步电动机,100表示机座中心高(mm),L表示机座长度,1表示铁心长度,4表示极数。 2.2.2选
18、择电动机的容量 电动机的容量(功率)选择是否适宜,对电动机的工作和经济性都有影响。容量小于工作要求,则不能保证工作机的正常工作,或使电动机因长期超载而过早损坏;容量选得过大,则电动机的价格高,传动力量又不能充分利用,而且由于电动机常常在轻载下运转,其效率和功率因数较低从而造成能源的铺张。 对于载荷比拟稳定、长期运转的机械(例如运输机),通常根据电动机的额定功率选择,而不必校核电动机的发热和起动转矩。选择电动机容量时应保证电动机的额定功率Ped等于或稍大于工作机所需的电动机功率Pd,即 PedPd 工作机所需电动机功率为 PdPwKW 式中Pw工作机所需功率,指输入输送器轴的功率,KW;由电动机
19、至工作机的总效率。 工作机所需功率Pw,在任务书第一类题目中已经给出。在其次类题目中,应由工作机的工作阻力(输送带工作拉力)F和运动参数如工作机线速度(输送带速度)v计算求得。 PwFvKW1000式中F工作机的工作阻力,N; 工作机的线速度,m/s。v 传动装置的总效率应为组成传动装置的各个运动副效率的乘积,即123n 式中1,2,3,n分别为每一运动副、每对轴承、每个联轴器及传动滚筒的效率。各种传动机构、轴承、联轴器和滚筒的效率概略值见表2-2。 计算总效率时应留意以下几点: 资料中查出的效率值为一范围时,按详细状况取值,一般可取中间值。轴承效率是指一对轴承的效率。 当动力经过每一个运动副
20、时,都会产生功率损耗,故计算效率时应逐一计入。对于本课程设计,任务书第一类题目中总的效率为 联轴承2齿带 任务书其次类题目中总的效率为 滚筒联轴承3齿带 表2-2机械传动和摩擦副的效率概略值 种类圆柱齿轮传动8级精度油润滑9级精度油润滑V带传动滚动轴承球轴承效率0.970.980.960.990.980.990.9950.966 滚子轴承弹性联轴器传动滚筒2.2.3选择电动机的转速 除了选择适宜的电动机系列和容量外,还要选择适当的电动机转速,以便确定满意工作机要求的电动机型号。容量一样的同类型电动机,有几种不同的转速可供设计者选用,如三相异步电动机的同步转速,一般有3000r/min(2极)、
21、1500r/min(4极)、1000r/min(6极)及750r/min(8极)四种。电动机的同步转速愈高,磁极对数愈少,其重量愈轻、外廓尺寸愈小、价格愈低。但是电动机转速与工作机转速相差过多势必使总传动比加大,致使传动装置的外廓尺寸和重量增加,价格提高。而选用较低转速的电动机时,则状况正好相反,即传动装置的外廓尺寸和重量减小,而电动机的尺寸和外廓增大,价格提高。因此,在确定电动机转速时,应进展分析比拟,权衡利弊,选择最优方案。 设计中常选用同步转速为1500r/min或1000r/min两种电动机,如无特别要求,一般不选用3000r/min和750r/min的电动机。 就本设计来讲,电动机的
22、选择可查表2-1。 设计计算传动装置时,通常用工作机所需电动机功率Pd进展计算,而不用电动机的额定功率Ped。传动装置的输入转速可按电动机额定功率时的转速,即满载转速nm计算,这一转速与实际工作时的转速相差不大。 2.3计算装置的总传动比和安排各级传动比 由选定的电动机满载转速nm和工作机的转速nw,可得传动装置总传动比为 ianmnwnw在任务书第一类题目中已经给出,在任务书其次类题目中 nw式中D卷筒直径,mm。 601000vr/min D工作机的线速度(输送带速度),m/s。v 总的传动比为各级传动比i0,i1,i2,i3,in的乘积,即 iai0i1i2i3in 就本课程设计而言,i
23、ai带i齿轮 如何合理安排各级传动比,是传动装置设计中又一个重要问题。传动比安排得合理,可以减小传动装置的外廓尺寸、重量,到达构造紧凑、降低本钱的目的,还可以得到较好的润滑条件。就本课程设计而言,安排传动比主要应考虑以下几点: (1)各级传动比均应在推举范围内选取,不得超过最大值。V带传动的单级传动比常用值为24,最大值为7;圆柱齿轮传动的单级传动比常用值为35,最大值为8。 (2)各级传动零件应做到尺寸协调、构造均匀,避开相互间发生碰撞或安装不便。例如图2-2所示,由V带和一级圆柱齿轮减速器组成的二级传动中,由于带传动的传动比过大,使得大带轮外圆半径大于减速器中心高,造成尺寸不协调,安装时需
24、将地基控坑,为避开消失这种状况,应合理安排带传动与齿轮传动的传动比。 传动比可按下式安排: i齿轮(1.11.3)i带留意:以上传动比的安排只是初步的。传动装置的实际传动比必需在各级传动零件的参数,如带轮直径、齿轮齿数确定后才能计算出来,故应在各级传动零件的参数确定后计算实际总传动比。一般允许总传动比的实际值与设计要求的规定值有(3%5%)的误差。 图2-2带轮过大造成安装不便2.4计算传动装置的运动和动力参数 在选定电动机型号,安排传动比之后,应计算传动装置各局部的功率及各轴的转速、转矩,为传动零件和轴的设计计算供应依据。 各轴的转速可依据电动机的满载转速nm及传动比进展计算;转动装置各局部
25、的功率和转矩通常是指各轴的输入功率和输入转矩。 电动机轴的输出功率、转速和转矩分别为 P0Pd,n0nm,T09550带传动的输入功率和转速分别为 P0(Nm)n0P带P0,n1带n0 主动轴的输入功率、转速和转矩分别为 P主动轴P带带,n主动轴n1带i带,T主动轴9550主动轴承的转速为 P主动轴n主动轴(Nm) n主动轴承n主动轴 齿轮的输入功率、转速和转矩分别为 P齿轮P主动轴轴承, n1齿轮n主动轴,T1齿轮9550P齿轮n1齿轮(Nm) 从动轴的输入功率、转速和转矩分别为 P从动轴P齿轮齿从动轴承的转速为 , n从动轴n主动轴i齿,T从动轴9550P从动轴n从动轴(Nm) n从动轴承
26、n从动轴 联轴器的输入功率、转速和转矩分别为 P联轴器P从动轴轴承, nl联轴器n从动轴,T联轴器9550P联轴器n联轴器 设计与校核计算所需转动装置各局部的功率和转速如表2-3。 表2-3转动装置各局部的功率和转速输入功率(KW)带传动主动轴主动轴承齿轮传动从动轴从动轴承联轴器P带n1带P主动轴P齿轮n1齿轮P从动轴P联轴器输入转速(r/min)n主动轴n主动轴承n从动轴n从动轴承nl联轴器 第3章传动零件设计 传动装置是由各种类型的零、部件组成的,其中打算其工作性能、构造布置和尺寸大小的主要是传动零件。而支承零件和联结零件等都要依据传动零件的需求来设计,所以,一般应先设计传动零件。传动零件
27、的设计包括确定传动零件的材料、热处理的方法、参数、尺寸和主要构造。减速器是独立、完整的传动部件,为了使设计减速器时的原始条件比拟精确,通常应先设计减速器外的传动件,例如带传动等。 各类传动零件的设计方法均按有关教材所述,这里不再重复。下面仅就应留意的问题做简要提示。 一般V带传动设计 通常,由于课程实际的学时限制,带传动设计只需确定主要参数和尺寸,而不进展具体的构造设计。 设计一般V带传动所需的已知条件主要有:原动机种类和所需的传递功率;主动轮和从动轮的转速(或传动比);工作要求及对外廓尺寸、传动位置的要求等。设计内容包括:带的型号、长度和根数;带轮的材料、构造类型、基准直径及传动中心矩。另外
28、,特殊要求出作用在轴上的载荷FQ以及轮毂的长度l。轮毂的长度l可按轴孔直径d的大小确定,常取 l(1.52)d。而轮毂长度则取决于带的型号和根数。 3.2减速器内传动零件设计 本设计采纳圆柱齿轮传动,齿轮传动的设计步骤可参阅有关教材。下面仅就应留意的问题做简要提示。 齿轮顶圆直径da400500mm时,一般采纳锻造毛坯;当齿轮直径与轴的直径相差不大时,应将齿轮和轴做成一体。 齿轮传动的几何参数和尺寸应分别进展标准化、圆整或计算其准确值。例如,模数必需标准化;中心矩和齿宽应当圆整;分度圆、齿顶圆和齿根圆、螺旋角等必需计算其准确值。 齿轮的构造尺寸计算查阅相关资料并应尽量圆整,以便于制造和测量。另
29、外,其构造设计还有赖于第四章轴的构造设计即轴头局部直径确实定。 第4章装配草图设计 装配图是表达各零件的相互关系、位置、外形和尺寸的图样,也是机器组装、调试、维护和绘制零件图等的技术依据。由于装配图的设计和绘制比拟简单,因此,应先做装配草图设计。在设计过程中,必需综合考虑零件的工作条件、材料、强度、刚度、制造、安装、调整、润滑和密封等方面的要求,以期得到工作性能好、便于制造维护、本钱低廉的机器。 装配草图的设计内容包括:确定轴的构造及其尺寸;选择轴承型号;确定轴的支点距离和轴上零件力的作用点;设计和绘制轴上的传动零件和其它零件的构造;箱体及其附件的构造,为工作图(装配工作图和零件工作图等)的设
30、计打下根底。在绘图过程中要留意:传动零件的构造尺寸是否协调和是否有干预;验算轴的强度和轴承的寿命。 在装配草图的设计过程中,绘图与计算是交互进展的,经过反复修改,以获得较好的设计效果。应当避开单纯追求图纸的外表美观,而不情愿修改已发觉的不合理构造。设计时通常采纳“边计算、边画图、边修改”,逐步完善和细化设计图纸。 装配草图设计可按初绘装配草图,轴、轴承的校核计算,完成装配草图三个阶段进展。 4.1初绘减速器装配草图 4.1.1初绘装配草图前的预备 在绘制装配草图前,应做好以下预备工作: (1)通过参观和拆装实际减速器,观看有关减速器的录象,阅读减速器装配图,了解各零部件的功用、构造和相互关系,
31、做到对设计内容心中有数; (2)确定主要零件的主要尺寸,如齿轮的分度圆和齿顶圆直径、宽度、轮毂长度、传动中心矩等; (3)按工作条件和转矩选定联轴器的类型和型号,查出对两端轴孔直径和孔宽及其有关装配尺寸的要求。详细的型号确定还有赖于轴的构造尺寸确实定; (4)按工作条件初步选择轴承类型; (5)确定滚动轴承的润滑和密封方式。当大齿轮的圆周速度v23m/s时,可采纳飞溅的润滑油润滑轴承;当v2m/s时,可采纳润滑脂润滑轴承。轴承的密封型式可依据轴承的润滑方式和工作环境选定; (6)推举减速器箱体的构造采纳剖分式,如图4-1。图4-2和4-3为铸造箱体的减速器构造图,其各局部尺寸可按表4-1、4-
32、2所列公式确定。 图4-1一级圆柱齿轮减速器图4-2二级圆柱齿轮减速器图4-3圆锥圆柱齿轮减速器图4-4轴承在箱体中的位置图4-5轴承座构造(a)油润滑(b)脂润滑 表4-1铸铁一级圆柱减速器箱体构造尺寸 名称箱座壁厚箱盖壁厚箱座凸缘厚度箱盖凸缘厚度箱座底凸缘厚度地脚螺钉直径地脚螺钉数目符号尺寸关系0.025a180.02a181.51bb1b2df1.512.50.036a12a250时,n4a250500时,n6a500时,n8n轴承旁联结螺栓直径箱盖与箱座联结螺栓直径联结螺栓d2的间距轴承端盖螺钉直径窥视孔盖螺钉直径定位销直径d1d20.75df(0.50.6)dfld3150200(0
33、.40.5)df(0.30.4)dfd4dC1d(0.70.8)d2见表4-2见表4-2dfdf、d1、d2至外箱壁距离、d2至凸缘边缘距离(0.70.8)dC2轴承旁凸台半径凸台高度外箱壁至轴承座端面距离大齿轮顶圆与内箱壁距离齿轮端面与内箱壁距离箱盖、箱座筋厚轴承端盖外径轴承旁联结螺栓距离R1C2依据低速级轴承座外径确定,以便于扳手操作为准hl112m1、mC1C2(510)1.2m10.851,m0.85轴承座直径(5D25.5)d3S尽量靠近,以Md1和Md3互不干预为准,一般取SD2 表4-2C1、C2值螺栓直径M8141218M10161422M12181626M16222033M2
34、0262440M24342848M30403561C1minC2min沉头座直径4.1.2初绘装配草图的步骤 传动零件(齿轮)、轴和轴承是减速器的主要零件,其它零件的构造随之确定。绘图时先画主要零件,后画次要零件;由箱内零件画起,内外兼顾,逐步向外画;先画零件的中心线及轮廓线,后画细部构造。画图时以一个视图为主,兼顾其它视图。 初绘装配草图的步骤如下:4.1.2.1选择比例尺,合理布置视图 尽量选用1:1比例。布图时,应依据齿轮的中心矩、顶圆直径及轮宽等主要尺寸,估量出减速器的轮廓尺寸,合理布置图面。 4.1.2.2确定减速器各零件的相互位置绘图挨次如下: (1)确定传动件的轮廓和相对位置 在
35、主、俯视图上画出箱体内齿轮的中心线、齿顶圆、分度圆、齿宽和轮毂长等轮廓尺寸,其它细部构造暂不画出。 (2)确定箱体内壁和轴承座端面的位置 大齿轮顶圆和齿轮端面与箱体内壁之间留有肯定距离1和2,以避开由于箱体铸造误差引起的间隙过小,造成齿轮与箱体相碰。1和2取值参见表4-1。小齿轮顶圆与箱体内壁间的距离,可待完成装配草图阶段由主视图上箱体构造的投影关系确定。 减速器箱体内壁至轴承内侧之间的距离为4。如轴承采纳箱体内润滑油润滑时,4的值见图4-4(a),如轴承采纳润滑脂润滑时,则需要装挡油环,4的值见图4-4(b)。在轴承位置确定后,画出轴承轮廓。 箱体内壁至轴承座端面的距离l2的值确实定要考虑扳
36、手空间的尺寸C1、C2,参见图4-5;C1、C2值见表4-2。 4.1.2.3初步计算轴径 画出齿轮和箱体的轮廓图后,依据轴所传递的转矩,按扭转强度初步计算轴的直径,详细可查有关教材。 当从动轴外伸局部与联轴器联结时,计算轴径应在所选联轴器孔径的允许范围内,否 则应转变轴径d,与其相匹配。 4.1.2.4进展轴的构造设计 轴的构造设计包括确定轴的合理形状和全部构造尺寸。 轴的构造应满意:轴和轴上零件有精确的工作位置;轴上零件应便于装拆和调整;轴应具有良好的制作工艺等。通常把轴做成阶梯形(图4-6)。 图4-6轴的构造(a)轴承脂润滑(b)轴承油润轴的构造设计参考有关教材。 留意:轴的外伸长度取
37、决于外接零件及轴承盖的构造。4.1.2.5初步选择轴承型号 轴承型号和详细尺寸可依据轴的直径初步选出,一般一根轴上取同一型号的轴承,使轴承孔可一次镗出,保证加工精度。 4.1.2.6选择键的类型及型号4.1.2.7画出轴承盖形状 除画出轴承盖形状外,还要完整画出一个联结螺栓,其余只画出中心线。4.1.2.8确定轴上力的作用点及支点距离 轴的构造确定后,依据轴上传动零件和轴承的位置可定出轴上力的作用点和轴的支点距离(图4-7)。轴承的支点可近似取轴承宽度的重点位置。 确定出传动零件的力作用点及支点距离后,便可进展轴和轴承的校核计算。 4.2轴、轴承的校核计算 4.2.1校核轴的强度 轴的强度校核
38、可参阅有关教材。4.2.2验算滚动轴承寿命 轴承寿命计算可参阅有关教材。留意的一点是,轴承的径向载荷应当由齿轮所受径向力与切向力的合力计算获得。 图4-7一级圆柱齿轮减速器初绘草图4.3完成减速器装配草图 这一阶段的主要任务是对减速器的轴系部件进展构造细化设计,并完成减速器箱体及其附件的设计。 4.3.1轴系部件构造设计 以初绘草图阶段所确定的设计方案为根底,对轴系部件(包括齿轮、轴上其它零件和与轴承组合有关的零件)进展构造设计。设计步骤大致如下。 4.3.1.1齿轮的构造设计 齿轮的构造设计可参阅有关教材。4.3.1.2滚动轴承的细部构造轴承的简化画法可参阅有关书籍。4.3.1.3轴承盖的构
39、造 轴承盖用于固定轴承、调整轴承间隙及承受轴向载荷,轴承盖有嵌入式和凸缘式两种。嵌入式轴承盖构造简洁,但间隙调整比拟麻烦。本课程设计推举使用凸缘式。 凸缘式轴承盖调整轴承间隙比拟便利,密封性能好,应用较多。 凸缘式轴承盖多用铸铁铸造,应使其具有良好的铸造工艺性。对穿通式轴承盖,由于安装密封件要求轴承盖与轴协作处有较大厚度,设计时应使其厚度匀称,如图4-8所示的构造。 当轴承采纳箱体内的润滑油润滑时,为了将传动件飞溅的油经箱体剖分面上的油沟引入轴承应在轴承盖上开槽,并将轴承盖的端部直径做小些。以保证油路畅通(图4-9)。 轴承盖的构造尺寸见附表3。 图4-8凸缘式轴承盖4.3.1.4轴外伸处的密
40、封设计 图4-9油润滑轴承轴承盖构造在输入轴或输出轴的外伸处,为防止润滑剂外漏及外界的灰尘、水分和其它杂质渗入,造成轴承的磨损或腐蚀,要求设置密封装置。 密封的型式许多,密封效果也不一样。本课程设计推举采纳毡圈密封。毡圈密封使用于脂润滑及转速不高的稀油润滑,其构造型式见图4-10。 18 图4-10毡圈密封4.3.1.5挡油环的细部构造 挡油环的细部构造可参阅有关书籍。4.3.1.6轴套、轴端挡圈等的构造 轴套构造简洁,可依据实际构造自行设计。轴端挡圈是标准件,其构造型式和尺寸可参阅有关书籍。 4.3.2减速器箱体的构造设计 减速器箱体是支承和固定轴系部件、保证传动传动零件正常啮合、良好润滑和
41、密封的根底零件。因此,应具有足够的强度和刚度。 箱体多用灰铸铁铸造。 为便于轴系部件的安装和拆卸,箱体多做成剖分式,由箱座和箱盖组成,剖分面多取轴的中心线所在平面,箱座和箱盖采纳一般螺栓联结,圆锥销定位。剖分式铸造箱体的设计要点如下。 4.3.2.1轴承座的构造设计 为保证减速器箱体的支承刚度,箱体轴承座处应有足够的厚度,并且设置加强肋。4.3.2.2轴承旁联结螺栓凸台的构造设计 为了提高箱体轴承座孔处的联结刚度,应使轴承孔两侧的联结螺栓尽量靠近轴承,但应避开与箱体上固定轴承盖的罗纹孔及箱体剖分面上的油沟发生干预。通常取两联结螺栓的中心矩SD2(D2为轴承盖外径)。 为提高联结刚度,在轴承座旁
42、联结螺栓处应做出凸台,凸台的高度h由联结螺栓直径所确定的扳手空间尺寸C1和C2确定(图4-11)。由于减速器上各轴承盖的外径不等,为便于制造,各凸台高度应设计全都,并以最大轴承盖直径D2所确定的高度为准。 凸台的尺寸由作图确定,画凸台构造时应按投影关系,在三个视图上同时进展。4.3.2.3箱盖圆弧半径确实定 通常箱盖顶部在主视图上的外廓由圆弧和直线组成,大齿轮所在一侧箱盖的外外表圆弧半径 Rra11(ra为齿顶圆半径)。在一般状况 下,轴承旁螺栓凸台均在圆弧内侧,按有关尺寸画出即可。而小齿轮一侧的外外表圆弧半径应依据构造作图确定。 4.3.2.4箱体凸缘的构造设计 为了保证箱盖与箱座的联结刚度
43、,箱盖与箱座联结凸缘应有较大的厚度b1和b,箱座底面凸缘的宽度B应超过箱座的内壁,以利于支撑(图4-12)。 4.3.2.5箱体凸缘联结螺栓的布置 为保证箱体密封,除箱体剖分面联结凸缘要有足够的宽度及剖分面要经过精剖或刮研加 19 图4-11凸台构造工外,还应合理布置箱体凸缘联结螺栓。通常对中小型减速器,螺栓间距取100150mm。尽量对称匀称布置,并留意不要与吊耳、吊钩和定位销等发生干预。 图4-12箱体联结凸缘及底座凸缘4.3.2.6油面位置及箱座高度确实定 当传动零件采纳浸油润滑时,浸油深度应依据传动零件的类型而定。对于圆柱齿轮,通常浸油深度为一个齿高。 为避开传动零件转动时将沉积在油池
44、底部的污物搅起,造成齿面磨损,应使大齿轮齿顶距油池底面的距离不小于3050mm(图4-13)。 为保证润滑及散热的需要,减速器内应有足够的油量。单级减速器每传递1KW的功率,需油量为 V00.350.7L。V0小值用于低粘度油,大值用于 高粘度油。 图4-13减速器油面及油池深度应使油池容积VV0,油池容积越大,则润滑油的性能维持越久,润滑效果越好。综合以上各项要求即可定出箱座高度。4.3.2.7油沟的构造型式及尺寸 当轴承利用传动零件飞溅起来的润滑油润滑时,应在箱座的剖分面上开设输油沟,使溅起的油沿箱盖内壁经斜面流入输油沟内,再经轴承盖上的导油槽流入轴承(图4-9)。 输油沟有铸造油沟和机加工油沟两种构造型式。机加工油沟简单制造,工艺性好,故用得较多,其构造尺寸见图4-14。 为提高减速器箱体的密封性,可在箱座的剖分面上制造出与箱内沟通的回油沟,使渗入箱体剖分 图4-14输油沟构造面的油沿回油沟流回箱内。 4.3.2.8箱体构造应具有良好的工艺性(1)铸造工艺性 为便于造型、浇铸及削减铸造缺陷,箱体应力求外形简洁、壁厚匀称、过渡平缓,为避开产生金属积聚,不宜采纳形成锐角