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減速器課程設計 準備工作： 1．集中講課共二次，由主講教師完成。教師準備好設計任務書、設計計算說明書封面，課前分發(fā)給每位學生；講課內容主要為：強調課程設計的重要性，布置課程設計任務，講解課程設計的各階段工作內容和進度要求，第一階段的工作內容及方法，并明確其他相關事項及要求（參見以下各項）； 2．各班指導教師由教研室統(tǒng)一安排，并在首次集中講課時向學生介紹； 3．安排減速器拆裝試驗的班級及時間安排，并及時通知各指導教師； 4．設計用教室，由學生找院教學管理老師聯系； 5．向學生明確并強調課程設計時間：三周； 6．圖板、丁字尺由各班找核心教學區(qū)南3院機房曾老師聯系；其他繪圖工具自行解決； 7．要求統(tǒng)一使用帶鄭州大學頁眉的隱形橫格B5（信紙）書寫，不允許打??；明確說明書的書寫格式（參見課程設計指導書）。說明書的裝訂順序為：封面、任務書、目錄、正文、參考文獻（資料）。 8．圖紙由各班或個人自行解決，需準備折合A0圖紙至少1.5張；要求必須手繪，不許cad制圖打?。? 9．設計常用資料：各出版社出版的最新版機械設計手冊、機械設計簡明手冊等，自行解決；也可參考課程設計指導書的附錄； 10．第二次集中講課時間應安排在課程設計開始后的第四天，時間、地點由主講老師安排。 1 課程設計的目的和要求 一、 目的 1、 培養(yǎng)設計能力，在前面課程“公差”、“熱處理”、“機械設計”等學習的基礎上，進行綜合應用。 2、 通過擬定一些簡單方案，培養(yǎng)獨立分析問題、解決問題的能力。熟悉設計過程。 二、 要求 1、 認真、仔細 2、 分為階段性工作 3、 請假 4、 因材料、熱處理、齒輪齒數不同，同一數據可能會有不同結果，不能照抄。 2 設計任務和設計階段的劃分 機械零件課程設計任務書 設計用于帶式運輸機傳動系統(tǒng)的齒輪（蝸輪）減速器 工作條件：一班制、連續(xù)單向運轉、載荷平穩(wěn)，室內工作，有粉塵（運輸帶與滾筒摩擦阻力影響已在F中考慮）。 使用期限：十年 生產批量：20臺 生產條件：中等規(guī)模機械廠。可加工7-8級齒輪及蝸輪 動力來源：電力、三相交流380/220伏 題目數據： 運輸帶工作拉力F (N) 1500 2200 2300 2500 2600 2800 3300 4000 4800 運輸帶工作速度V (m/s) 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.4 1.2 1.6 1.4 卷筒直徑 D (mm) 220 240 300 400 220 350 350 400 500 運輸帶速度允許誤差 5% 設計工作量：1. 減速器裝配圖 1張 2. 零件工作圖 2張 3. 設計說明書 1份 參考傳動方案： 方案1 一、任務書 1、載荷平穩(wěn)： 2、壽命10年：要求軸承壽命年；若年，中修時更換； 年，亦可；年，調整。 3、齒輪：大于或等于8級精度，9級閉式一般不用。 4、傳動比誤差，高精度。 5、方案：2、3、4 二、圖紙 1、零號圖一張（1：1裝配） 2、零件圖3張（箱體或箱蓋、軸、齒輪） 三、設計說明書：30多頁 四、階段劃分 1、第一階段（3天）：運動簡圖（輸送帶緊邊在上）；運動參數（選擇電動機、分配傳動比、計算各軸轉速功率）；傳動零件設計（齒輪、蝸輪）。 2、設計和繪制部件裝配圖（10~11天）：繪圖和計算（校核）交叉進行，邊畫邊改。 3、零件圖設計（2天） 4、設計說明書（2天）：平時的計算保留下來。 5、答辯（2天）：答題簽核改錯簽 3 傳動裝置總體設計 一、分析傳動裝置組成特點，確定方案 1、機構簡圖 （1）兩級齒輪傳動 （2）帶傳動+一級齒輪傳動 2、合理布置多級傳動的傳動順序 ★ 帶傳動應在高速級，受力小、平穩(wěn)，且能緩沖吸振； ★ 鏈傳動應在低速級，瞬時傳動比不穩(wěn)，可承受大載荷，不滑動； ★ 蝸桿傳動適合中小功率，傳動比大，間歇運動； ★ 齒輪-蝸桿傳動：蝸桿放第一級，蝸桿有色。 ★ 錫青銅金屬，可減小尺寸，滑移速度可大，節(jié)省材料； 鋁鐵青銅，齒輪放一級，滑移速度小。 ★ 錐齒輪盡可能放高速，大尺寸不易加工； ★ 開式齒輪放低速級，因傳動精度低 ★ 若有斜齒輪和直齒輪，斜齒輪放高速，因其傳動平穩(wěn)。 二、各類減速器的運動特點 1、常用的傳動比范圍 2、各類減速器的應用特點 三、電機選擇 1、常用：Y系列交流電動機，超負荷能力較高。 例如：Y132S-4中132指中心高。 2、電機的容量（功率） 同一功率的電動機，有幾種同步轉速，同步轉速越高，電機外形尺寸越小，重量輕，價格低，效率高，但會使傳動比增大，從而造成減速器尺寸增大。 額定功率所需功率（） （1） 兩級齒輪傳動 工作機功率： 電機所需功率： 傳動總效率： ：彈性聯軸器效率 0.98 ：滾動軸承效率 0.98 ：齒輪效率 0.97 ：剛性聯軸器效率 0.99 ：卷筒效率 1（已在拉力F中考慮） 若，可靠近4選取；若，則取5.5 （2） 帶傳動+一級齒輪傳動 工作機功率： 電機所需功率： 傳動總效率： ：帶傳動效率 0.96 ：滾動軸承效率 0.98 ：齒輪效率 0.97 ：剛性聯軸器效率 0.99 ：卷筒效率 1（已在拉力F中考慮） 3、 轉速 工作機轉速： 電動機轉速： 為傳動比范圍；為滾筒直徑。電動機轉速能用1500 rpm就不用1000 rpm。根據選擇電機額定轉速。 四、傳動比分配 總傳動比： 兩級齒輪傳動中：為高速級齒輪傳動的傳動比，為低速級齒輪傳動的傳動比。 一般取，并使在其傳動比范圍內。 帶傳動+一級齒輪傳動中：為帶傳動的傳動比，為齒輪傳動的傳動比。 一般：； 五、傳動裝置運動和動力參數 1、確定各根軸的轉速nI、nII、nIII （1）兩級齒輪傳動 nI=；nII=nI /；nIII=nII /= nI / （2）帶傳動+一級齒輪傳動 nI=/；nII=nI /；nIII=nII 2、確定輸入功率PI、PII、PIII和輸出功率 （1）兩級齒輪傳動 PI=；PII=PI；PIII=PII （2）帶傳動+一級齒輪傳動 PI=；PII=PI；PIII=PII 注意：在計算各種功率時，對于通用機器常以電動機額定功率作為設計功率；對于專用機器（或用于指定工況的機器），則常用電動機的輸出功率（根據工作機的需要確定的功率）作為設計功率。 3、各軸輸入扭矩 （1） 兩級齒輪傳動 TI=；TII=TI；TIII=TII （2） 帶傳動+一級齒輪傳動 TI=；TII=TI；TIII=TII 得到各軸的參數后，整理列表并標出所選電機基本尺寸。 4 傳動零件設計 （1） 兩級齒輪傳動 一、 高速級齒輪傳動設計 已知：小齒輪傳遞的功率PI=；轉速nI=； 求： 二、 低速級齒輪傳動設計 已知：小齒輪傳遞的功率；轉速； 求： 三、 設計準則 1、 閉式軟齒面?zhèn)鲃? 按接觸強度設計，中心距取整數，修正角（）。中心距尾數取0、2、4、6、8、5，便于測量。帶小數時盡量帶.5的小數。模數按標準選取。 校核： 2、 閉式硬齒面?zhèn)鲃? 按彎曲強度設計，校核接觸強度： （2） 帶傳動+一級齒輪傳動 一、 帶傳動設計 已知：小輪傳遞的功率，轉速， 求：型號， 二、 齒輪傳動設計 已知：小齒輪傳遞的功率；轉速； 求： 初算軸頸 設計軸：，為輸入功率。 I軸：；II軸：；III軸： I軸和II軸：取大些；III軸取小些，否則軸承壽命太長。 注意問題： 1、 傳遞動力的齒輪，其模數，最好 2、 軟齒面齒輪，齒數，按接觸強度設計；硬齒面齒輪，齒數，按彎曲強度設計。 3、 兩級齒輪傳動，中心距之和，最好，一般尾數選2、4、6、8、0、5 4、 斜齒輪的螺旋角最好，當不大時，可用深溝球軸承。當軸承的軸向力和徑向力之比時，可用深溝球軸承；時，用角接觸軸承或圓錐滾子軸承，優(yōu)先選用角接觸球軸承，因其極限轉速高。 5、 蝸桿軸校核其疲勞強度和剛度。 6、 與電機相聯的聯軸器用彈性聯軸器，因其速度較高（緩沖、減振）；輸出軸與工作機相聯的聯軸器用十字滑塊剛性聯軸器，因其轉矩較大。 7、 軸承一般面對面安裝，便于調整軸向間隙。 8、 電機軸與輸入軸直徑一般相同。 9、 一般機座壁厚大于機蓋壁厚2 mm，若減速器尺寸小，可取為一致。 10、按算出軸頸后，開鍵槽加大10%。 5 講解結構簡圖 一、各部分名稱作用及結構特點 1、附件結構 2、軸承端蓋 3、凸臺 4、軸承潤滑 5、齒輪軸 6、油溝 二、機體結構 1、鑄造式 2、剖分式 三、箱體上各部分尺寸 表3的數據計算出來 6 設計繪制減速器總裝圖 一、 方格紙圖數據準備 1、 傳動件的主要尺寸：中心距、模數、齒數、齒寬、分度圓直徑 蝸輪、蝸桿的中心距，幾何尺寸 2、 電動機型號：功率、轉速、中心高、軸頸 3、 聯軸器：型號及尺寸 4、 各段軸直徑及長度（階梯形） 5、 初選各軸上滾動軸承類型，確定寬度、內徑、外徑 6、 確定潤滑方式 7、 齒輪是否干涉 二、 精確校核軸，計算軸承壽命。如不合格，修改方格紙圖。 三、 繪制正式裝配圖 1、 齒輪軸 2、 軸承端蓋。帶進油槽的端蓋結構 3、 潤滑與密封。油潤滑：開油溝；脂潤滑：加擋油板。 4、 浸油高度與機體高度 5、 尺寸、配合、技術特性、技術要求。 6、 標注尺寸：特性尺寸（中心距）、配合尺寸、安裝尺寸、外形尺寸 7、 編號、明細表、標題欄 四、 裝配圖的一些常見錯誤和簡化畫法 裝配圖中，有些細節(jié)結構可以簡化，例如小的圓角和倒角，砂輪越程槽、退刀槽、箱體螺栓處的沉頭座坑等可以不畫出，使零件的裝配關系更加清晰。有些不明顯的或不影響讀圖的相貫線可以不畫出，這有利于正確反映裝配關系。 （1） 簡化畫法 圖6-1a中，軸承端蓋處和軸肩處的砂輪越程槽、箱體螺栓處的沉頭座坑可以不畫出（圖1b），但在畫零件圖時，這些細節(jié)不能簡化。軸承端蓋上進油缺口不必按投影關系細化畫出，采用簡化畫法（圖6-1b）既簡單，又有利于讀圖。 圖6-1 裝配圖的局部結構 圖6-2a中，軸上的圓角以及軸上鍵槽與鍵連接處的相貫線也不用細化，應采用簡化畫法（圖6-2b）。 圖6-2 軸與鍵的結構 （2） 軸、軸承及齒輪等方面的錯誤及改正 圖6-3a中，軸伸出段的截斷畫法不正確，應盡量將軸的伸出段全部畫出，如果由于圖紙面積所限需要將軸截去一部分時，應截去軸伸出段的中間部分，保留軸頭部分（圖6-3b）。 圖6-3a箱體底部的加工面積過大，應減小；箱體凸緣尺寸偏小，應加大，以滿足地腳螺栓的扳手空間尺寸。改正見圖6-3b。 圖6-3 減速器的局部結構 圖6-4a中，套杯凸緣與箱體之間的調整墊片是用于調整小錐齒輪的軸向位置的，軸承端蓋與套杯端面之間的調整墊片是用于調整軸承間隙的，這兩處的調整墊片都是由一組薄的軟鋼片（例如08F）組成的，因此剖開處只能涂黑（圖6-4b），不能畫成非金屬網格線或金屬剖面線。 套杯處軸承端蓋的凸緣部分不能采用普通軸承端蓋的尺寸（圖6-4a），因為軸承蓋螺釘要穿過套杯凸緣擰在箱體上，所以軸承端蓋和套杯的凸緣尺寸都應放大（圖6-4b）。軸承端蓋通常為鑄鐵材料，軸承蓋外端面應內凹一些以減少加工面積，軸承蓋與軸之間應有間隙，以免發(fā)生滑磨；小錐齒輪軸缺少軸向定位。改正見圖6-4b。 圖4 小錐齒輪軸系局部結構 圖6-5a中，嵌入式軸承蓋的徑向結構出現過定位，應當在榫槽的徑向留有間隙（圖6-5b），使用嵌入式軸承蓋時，不能采用一組薄墊片來調整軸承間隙（圖6-5a），應當采用單一的調整零件。調整環(huán)剖面處為金屬剖面線（圖6-5b），不應涂黑，通過更換不同厚度調整環(huán)的方法來調整軸承間隙。圖6-5a中軸的端面伸出軸承，將影響裝拆調整環(huán)。因此，軸的端部不能伸出軸承（圖6-5b）。 圖6-5 嵌入式軸承端蓋連接結構 圖6-6a中，軸肩過高影響軸承的拆卸；軸承蓋與軸之間沒有間隙將產生滑磨；軸上有配合要求的軸段前沒有軸肩，既增加了軸精加工的成本，又增加了裝拆難度。改正見圖6-6b。 圖6-6 軸系的局部結構 圖6-7a中，小齒輪與大齒輪寬度相等，這種設計不好，增加了加工和裝配的精度要求，否則就不能保證齒輪的嚙合寬度要求；軸與齒輪的配合段等長，不能保證齒輪的可靠固定；小齒輪齒根圓到軸孔的壁厚看似還合適，但鍵槽處的齒輪壁厚太??；齒輪嚙合處的畫法不正確。改正如圖6-7b。齒輪的嚙合處一般不畫出被壓齒輪的齒頂虛線，也可以畫出齒頂虛線；可以采用圖示的大齒輪的齒在上的畫法，也可以采用小齒輪的齒在上的畫法。 圖6-7 齒輪與軸的局部結構 在圖6-8a中，甩油環(huán)不應與箱體內壁平齊，否則箱體壁面流下的油不易被甩掉，而會由甩油環(huán)的徑向間隙進入軸承室；齒輪不剖開時，齒根圓不必畫出；齒輪局部剖開處的細實線不能截止在齒輪內部；斜齒輪上畫出齒的斜向為好。改正見圖6-8b。 圖6-8 齒輪與軸的局部結構 圖6-9a中，小錐齒輪的齒頂圓大于套杯孔徑，不便于齒輪軸及軸上零件的裝拆；軸肩與軸承內圈等高不便于軸承的拆裝。改正見圖6-9b。 圖6-9 小錐齒輪軸系局部結構 在圖6-10a中，油溝在軸承左側處和螺栓孔處要漏油；軸承蓋上通常開設4個缺口，以保證潤滑油能流進軸承室，圖6-10a中軸承蓋少下部缺口；為了使軸承端蓋上的缺口在偏離分箱面時，仍能保證軸承室可靠進油，應當在軸承蓋上加工環(huán)形階梯。改正見圖6-10b。 圖6-10 油潤滑軸承的局部結構 （3）箱體及附件等方面的錯誤及改正 在圖6-11a中，分箱面處的點劃線有錯，應當改為粗實線（軸承蓋處除外）；軸承采用油潤滑，但潤滑油無法流入油溝；螺栓連接畫法有錯；油尺的位置太低，不能正確指示油面，而且，潤滑油易從油尺插孔處漏出；放油塞位置偏高，不能將油全部排出。改正見圖6-11b。 箱座地腳螺栓孔處的剖面線的斜向以及疏密程度有錯，應當與箱座其它部位的剖面線一致。在減速器裝配圖中，同一零件在同一視圖中或在不同視圖中，其剖面線的斜向和疏密程度應當是相同的。 圖6-11 減速器的局部結構（軸承采用油潤滑） 在圖6-12a中，油池底部到大齒輪齒頂圓的距離太小，齒輪轉動時易將池底的雜物攪起；放油塞處箱體結構有錯。改正見圖6-12b。 圖6-12 箱體的局部結構 在圖6-13a中，箱蓋視孔口的上凸部分少線條；透氣塞與視孔蓋的連接處缺少焊接符號；右圖透氣塞是通過螺母與視孔蓋連接的，但為了防止螺母松脫后落入箱內，應將螺母與視孔蓋焊接在一起；螺釘連接畫法有錯；視孔蓋與箱體連接處一般用4個螺釘，布置在視孔蓋的四角處，通過透氣塞的剖面是剖不到螺釘的，可通過在剖面中加局部剖面來展示螺釘連接，或者不剖視螺釘連接。改正見圖6-14b。 圖6-13 視孔蓋與透氣塞的結構 在圖6-14a中，軸承旁螺栓凸臺距箱座底部凸緣的距離偏小，螺栓無法從下方裝入取出，應當改由上方裝入；軸承蓋螺釘不能布置在分箱面上。改正見圖6-14b。 圖6-14 軸承旁螺栓與軸承蓋螺釘 在圖6-15a中，左視圖上的螺栓和螺釘不滿足投影關系。改正見圖6-15b。減速器上的螺紋連接件及其他零件都應當滿足三視圖的投影關系。 圖6-15 螺栓在視圖中的對應畫法 在圖6-16a中，軸承旁連接螺栓的凸臺、軸承座外圓壁面、肋板等處都應當有鑄造拔模斜度；圓錐銷下部應當伸出箱座，否則拆卸困難；箱座吊鉤處多線條；分箱面處應當是粗實線；螺釘處局部剖視圖的細實線不宜截止在兩零件的接縫處。改正見圖6-16b。 圖6-16 減速器的局部結構 7 零件圖 8 說明書 9 答辯