1、一 級 直 齒 圓 柱 齒 輪 減 速 器一 級 直 齒 圓 柱 齒 輪 減 速 器機械設計基礎課程設計機電工程學院機電工程學院 任任 寧寧一級減速器設設 計計 題題 目目 帶式輸送機帶式輸送機傳動裝置傳動裝置設計設計3方案一方案二方案三方案四帶式輸送機傳動裝置設計帶式輸送機傳動裝置設計 設計方案：設計方案：見任務書見任務書 基本數據：基本數據：輸送帶拉力、輸送帶速度、卷筒直徑輸送帶拉力、輸送帶速度、卷筒直徑 工作條件：工作條件：見任務書見任務書 設計起止時間：設計起止時間：2015.6.23-2015.6.262015.6.23-2015.6.26作息時間作息時間（周二至周五）（周二至周五）

2、u早上早上8 8：3030到中午到中午1212：0000u下午下午1414：3030到到1717：0000設計任務設計任務 編寫設計計算說明書一份編寫設計計算說明書一份（包括電動機、聯軸器（包括電動機、聯軸器的選用，軸、齒輪的設計計算）（的選用，軸、齒輪的設計計算）（A4打印紙，約打印紙，約15頁，頁，5000字左右，封面）字左右，封面）。 繪制零件圖繪制零件圖2張張（大齒輪和高速軸，（大齒輪和高速軸，A3圖紙）圖紙）。成績評定：成績評定：設計表現設計表現20%、圖紙質量圖紙質量 60%、說明書說明書 20%。1011認識減速器認識減速器 減速器是減速器是原動機原動機和和工作機工作機之間獨立的

3、閉式之間獨立的閉式傳動裝置，用來傳動裝置，用來降低轉速降低轉速、傳遞動力傳遞動力、增增大轉矩大轉矩，以滿足工作需要。，以滿足工作需要。 減速器主要由減速器主要由箱體箱體、軸系零件軸系零件和和附件附件三部三部分組成。分組成。 為了便于軸系零件的安裝和拆卸，箱體通常制成為了便于軸系零件的安裝和拆卸，箱體通常制成剖分式剖分式。 剖分面一般取在軸線所在的水平面內（即水平剖剖分面一般取在軸線所在的水平面內（即水平剖分），以便于加工。分），以便于加工。箱體作用：箱體作用：支支承和固定軸系零件。承和固定軸系零件。（箱體必須具有足夠的強度和剛（箱體必須具有足夠的強度和剛度，以免引起沿齒輪齒寬上載荷度，以免引起

4、沿齒輪齒寬上載荷分布不勻。）分布不勻。）為了增加箱體的為了增加箱體的剛度，通常在箱體剛度，通常在箱體上制出筋板。上制出筋板。1313箱蓋箱蓋箱座箱座軸承旁軸承旁連接螺栓連接螺栓軸軸承承座座孔孔1414封封油油環環軸承軸承大齒輪大齒輪由于齒輪和軸承可由于齒輪和軸承可能分別采用潤滑油能分別采用潤滑油和潤滑脂，此時二和潤滑脂，此時二者不能相混，否則者不能相混，否則軸承潤滑脂被沖走，軸承潤滑脂被沖走，故應在軸承處采用故應在軸承處采用密 封 裝 置密 封 裝 置 “ 擋 油擋 油環環” 。1515視孔蓋視孔蓋通氣螺塞通氣螺塞吊鉤吊鉤吊耳吊耳墊片墊片16油面指油面指示器示器放油放油螺塞螺塞軸承蓋軸承蓋地腳

5、螺栓孔地腳螺栓孔起蓋起蓋螺釘螺釘定位銷定位銷肋板肋板毛氈密毛氈密封圈封圈定位銷作用：鏜軸承孔定位用，錐度定位銷作用：鏜軸承孔定位用，錐度 1：50 兩個，兩個， 對角線布置。對角線布置。起蓋螺釘作用：起蓋用起蓋螺釘作用：起蓋用 ，兩個對角線布置。，兩個對角線布置。 17181920減速器內部結構減速器內部結構 箱蓋和箱座之間用箱蓋和箱座之間用螺栓螺栓聯接成一整體。聯接成一整體。 為了使軸承座旁的聯接螺栓盡量靠近軸承座孔，為了使軸承座旁的聯接螺栓盡量靠近軸承座孔，并增加軸承支座的剛性，應在軸承座旁制出并增加軸承支座的剛性，應在軸承座旁制出凸臺凸臺。 設計螺栓孔位置時，應注意留出扳手空間設計螺栓孔

6、位置時，應注意留出扳手空間。 當高速級的小齒輪直徑和軸的直徑相差不大（當高速級的小齒輪直徑和軸的直徑相差不大（d df f- -d d667mn7mn）時，將小齒輪與軸制成一體，稱為時，將小齒輪與軸制成一體，稱為齒輪軸齒輪軸。 大齒輪與軸分開制造，用普通大齒輪與軸分開制造，用普通平鍵平鍵作周向固定。作周向固定。 軸承端蓋與箱體座孔外端面之間墊有軸承端蓋與箱體座孔外端面之間墊有調整墊片組調整墊片組，以調整軸承，以調整軸承游隙，保證軸承正常工作。游隙，保證軸承正常工作。軸肩軸肩軸軸套套軸承軸承端蓋端蓋封油環封油環調整墊片調整墊片深溝球軸承深溝球軸承（1 1）觀察孔蓋板（視孔蓋）：）觀察孔蓋板（視孔

7、蓋）：為了檢查傳動零件的嚙合情況，并為了檢查傳動零件的嚙合情況，并向箱體內加注潤滑油向箱體內加注潤滑油。視孔蓋平時用螺釘固定在箱蓋上，視孔蓋平時用螺釘固定在箱蓋上，蓋板下墊有有紙質密封墊片蓋板下墊有有紙質密封墊片, ,以防以防漏油。漏油。（2 2）通氣器（通氣螺塞）：）通氣器（通氣螺塞）：通氣器用來溝通箱體內、外的氣流通氣器用來溝通箱體內、外的氣流，箱體內的氣壓不會因減速，箱體內的氣壓不會因減速器運轉時的油溫升高而增大，從而提高了箱體分箱面、軸伸端器運轉時的油溫升高而增大，從而提高了箱體分箱面、軸伸端縫隙處的密封性能。縫隙處的密封性能。通氣器多裝在箱蓋頂部或視孔蓋上，以便箱內的膨脹氣體自由通氣

8、器多裝在箱蓋頂部或視孔蓋上，以便箱內的膨脹氣體自由溢出。溢出。（ 5 5 ） 油 面 指 示 器） 油 面 指 示 器（油標油標） 為了檢查箱體內的油為了檢查箱體內的油面高度，及時補充潤面高度，及時補充潤滑油，應在油箱便于滑油，應在油箱便于觀察和油面穩定的部觀察和油面穩定的部位，裝設油面指示器。位，裝設油面指示器。262728（4 4）放油螺塞：）放油螺塞： 換油時，為了排放污油和清洗劑，應在箱體底部、換油時，為了排放污油和清洗劑，應在箱體底部、油油池最低位置池最低位置開設放油孔，平時放油孔用油螺塞旋緊，開設放油孔，平時放油孔用油螺塞旋緊，放油螺塞和箱體結合面之間應加防漏墊圈。放油螺塞和箱體結

9、合面之間應加防漏墊圈。 （3 3）起吊裝置：）起吊裝置： 為了便于搬運，需在箱體上設置起吊裝置。為了便于搬運，需在箱體上設置起吊裝置。 箱蓋上鑄有兩個吊耳，用于起吊箱蓋。箱蓋上鑄有兩個吊耳，用于起吊箱蓋。 箱座上鑄有兩個吊鉤，用于吊運整臺減速器。箱座上鑄有兩個吊鉤，用于吊運整臺減速器。29設設 計計 步步 驟驟:1. 電動機選擇電動機選擇（p194）2. 傳動裝置總體設計（傳動裝置總體設計（p203）（1）計算總傳動比和分配各級傳動比計算總傳動比和分配各級傳動比（2）計算傳動裝置的運動和動力參數計算傳動裝置的運動和動力參數例子例子3. 傳動零件設計計算（傳動零件設計計算（p205）（1）選擇聯

10、軸器類型及型號選擇聯軸器類型及型號（2）減速器內傳動零件設計減速器內傳動零件設計30一、選擇電動機一、選擇電動機 1）確定電動機類型：）確定電動機類型： 推薦推薦Y系列系列380V，三相異步電動機，三相異步電動機 2）計算電動機功率）計算電動機功率 設：工作機（卷筒）所需功率設：工作機（卷筒）所需功率Pw 電動機至工作機之間傳動裝置的總效率為電動機至工作機之間傳動裝置的總效率為 電動機需要的功率電動機需要的功率Pd31wdedPPP 式中，式中， kW F為工作機（卷筒）的阻力為工作機（卷筒）的阻力(輸送帶拉力輸送帶拉力) ，N； v為工作機的線速度為工作機的線速度(輸送帶速度輸送帶速度) ，

11、m/s； 為工作機的效率。為工作機的效率。 總效率總效率為：為： 其中，其中， 分別為傳動裝置中每一傳分別為傳動裝置中每一傳動副（齒輪、帶或鏈）、每對軸承、每個聯軸器的效率。動副（齒輪、帶或鏈）、每對軸承、每個聯軸器的效率。（p4）w012.n、 、32wdedPPP1000wwFvP012.n 3）確定電動機轉速）確定電動機轉速 已知卷筒轉速為已知卷筒轉速為nw（r/min） 電動機轉速的可選范圍為電動機轉速的可選范圍為 其中，其中， 為各級傳動的合理傳動比為各級傳動的合理傳動比范圍（范圍（p196，表，表14-2 ）。）。 常用轉速有常用轉速有 750 r/min, 1000 r/min,

12、 1500 r/min 123.niiii、 、 、3360 1000wvnD 1 2 3(. )wnwdninii ii n 根據選定的電動機類型、功率和轉速，根據選定的電動機類型、功率和轉速，由表由表12-112-1表表12-1412-14查出電動機型號；查出電動機型號； 記錄其型號、額定功率、滿載轉速、外記錄其型號、額定功率、滿載轉速、外形尺寸、中心高、軸伸尺寸、鍵連接尺形尺寸、中心高、軸伸尺寸、鍵連接尺寸、地腳尺寸等參數備用；寸、地腳尺寸等參數備用； 設計傳動裝置時，一般按工作機實際需設計傳動裝置時，一般按工作機實際需要的電動機輸出功率要的電動機輸出功率P Pd d計算，轉速則取計算，

13、轉速則取滿載轉速滿載轉速。341 計算總傳動比及分配各級傳動比計算總傳動比及分配各級傳動比 傳動裝置的總傳動比為：傳動裝置的總傳動比為： 式中，式中，nm為電動機滿載轉速，為電動機滿載轉速，r/min； nw為工作機轉速，為工作機轉速， r/min。 多級傳動中，總傳動比應為：多級傳動中，總傳動比應為： 式中，式中， 為各級傳動機構的傳動為各級傳動機構的傳動比。比。35mwnin1 2 3.ni i i ii 123niiii、 、 、. . . 、在已知總傳動比要求時，如何合理選擇和分在已知總傳動比要求時，如何合理選擇和分配各級傳動比，要考慮以下幾點配各級傳動比，要考慮以下幾點： （1 1）

14、各級傳動機構的傳動比應盡量在推薦）各級傳動機構的傳動比應盡量在推薦范圍內選取（表范圍內選取（表1-61-6）。）。 （2 2）應使傳動裝置結構尺寸較小，重量較）應使傳動裝置結構尺寸較小，重量較輕。輕。 （3 3）應使各傳動件尺寸協調，結構勻稱合）應使各傳動件尺寸協調，結構勻稱合理，避免干涉碰撞。理，避免干涉碰撞。36注意：注意： 傳動裝置的傳動裝置的實際傳動比實際傳動比要由選定的齒數或要由選定的齒數或標準帶輪直徑準確計算，因而與要求的傳標準帶輪直徑準確計算，因而與要求的傳動比可能動比可能有誤差有誤差。 一般允許工作機實際轉速與要求轉速的相一般允許工作機實際轉速與要求轉速的相對誤差為（對誤差為（

15、3 35 5）% %。372 計算傳動裝置的運動和動力參數計算計算傳動裝置的運動和動力參數計算 設一傳動裝置從電動機到工作機有三軸，依次設一傳動裝置從電動機到工作機有三軸，依次為為、軸，則：軸，則：（1）各軸轉速（）各軸轉速（r/min）232nni10mnni121nnii0, i1, i2分別為電動機軸至分別為電動機軸至軸、軸、 至至軸，軸， 至至 軸間的傳動比。軸間的傳動比。 （2）各軸功率（）各軸功率（kW）3223011223dPPP 101dPP21120112dPPP 01, 12, 23分別為電動機軸至分別為電動機軸至軸、軸、 至至軸，軸， 至至 軸間的傳動效率。軸間的傳動效率

16、。 （3）各軸轉矩（）各軸轉矩（N.m）1001dTT i21 1 12001 1 12dTTiT ii32 223001 1 12 223dTT iT iii9550dddpTn主主 要要 內內 容容 齒輪傳動設計齒輪傳動設計（參考教科書（參考教科書P175P175的例題的例題11-111-1。 ） 軸的設計（高速軸和低速軸）軸的設計（高速軸和低速軸） 滾動軸承的選擇滾動軸承的選擇（1）選擇齒輪材料、熱處理方法及精度等級）選擇齒輪材料、熱處理方法及精度等級 減速器為一般齒輪傳動，圓周速度不會太減速器為一般齒輪傳動，圓周速度不會太大，根據教科書大，根據教科書P168的表的表112，初選，初選8

17、級級精度。精度。（2）按齒面接觸疲勞強度設計齒輪）按齒面接觸疲勞強度設計齒輪 （3）主要參數選擇和幾何尺寸計算）主要參數選擇和幾何尺寸計算齒數齒數對于閉式軟齒面齒輪傳動，通常對于閉式軟齒面齒輪傳動，通常z1在在2040之間選之間選取。為了使重合度較大，取取。為了使重合度較大，取z120，則，則z2iz1。模數模數m=d1/z1 標準模數應大于或等于上式計算出的模數。標準模數應大于或等于上式計算出的模數。分度圓直徑分度圓直徑d中心距中心距a齒輪寬度齒輪寬度b大齒輪寬度大齒輪寬度 小齒輪寬度小齒輪寬度 其他幾何尺寸的計算其他幾何尺寸的計算（齒頂圓直徑、齒根圓直徑（齒頂圓直徑、齒根圓直徑 ） 21d

18、bd（4）按輪齒彎曲強度校核齒輪）按輪齒彎曲強度校核齒輪注意事項：注意事項： 齒輪需要計算的參數：齒輪需要計算的參數：a a，m m，z z1 1, , z z2 2, , b b1 1 , , b b2 2, , d daiai , , d dfifi, , d di i ; ; 模數應取標準值，齒寬和其他結構尺寸應盡量圓模數應取標準值，齒寬和其他結構尺寸應盡量圓整；整； 小齒輪齒寬小齒輪齒寬b b1 1應比大齒輪齒寬應比大齒輪齒寬b b2 2大大5 510 mm10 mm，取，取齒寬系數齒寬系數d d=1=11.21.2 ； 材料一般取材料一般取4545鋼，鋼，P Pd d5.5 kW5.

19、5 kW時用合金鋼如時用合金鋼如40Cr40Cr等。等。四、繪制裝配底圖四、繪制裝配底圖 1選擇視圖選擇視圖 一般用三視圖，和必要的局部視圖一般用三視圖，和必要的局部視圖46主視圖應符合其工作位置，重點表達外形。主視圖應符合其工作位置，重點表達外形。俯視圖采用沿結合剖切的畫法，將內部的裝配關系以及零俯視圖采用沿結合剖切的畫法，將內部的裝配關系以及零件之間的相互位置清晰地表達出來，同時也表達出齒輪的件之間的相互位置清晰地表達出來，同時也表達出齒輪的嚙合情況、回油槽的形狀以及軸承的潤滑情況。嚙合情況、回油槽的形狀以及軸承的潤滑情況。 左視圖可采用外形圖或局部視圖，主要表達外形。左視圖可采用外形圖或

20、局部視圖，主要表達外形。可以考慮在其上作局部剖視，表達出安裝孔的內部可以考慮在其上作局部剖視，表達出安裝孔的內部結構，以便于標注安裝尺寸。結構，以便于標注安裝尺寸。 2布置圖面布置圖面 1）確定繪圖的）確定繪圖的有效面積有效面積 考慮圖形尺寸、比例、明細表、技術要求等因素。考慮圖形尺寸、比例、明細表、技術要求等因素。 2）大體確定三視圖的位置）大體確定三視圖的位置3、設計步驟、設計步驟 畫出圖框、標題欄、明細表的底稿線；畫出圖框、標題欄、明細表的底稿線； 按中心距先畫軸心線，再畫齒輪、軸及軸承；按中心距先畫軸心線，再畫齒輪、軸及軸承； 先畫箱內，后畫箱外；先畫箱內，后畫箱外； 先粗畫，后細畫；

21、先粗畫，后細畫； 先畫俯視圖，再畫主視圖；先畫俯視圖，再畫主視圖； 最后畫側視圖；最后畫側視圖； 布圖上下左右前后要適當勻稱。布圖上下左右前后要適當勻稱。514、先畫俯視圖、先畫俯視圖 （1）根據中心距）根據中心距a先畫俯視圖的兩根軸線先畫俯視圖的兩根軸線 （2）然后畫齒輪（注意：齒輪的齒頂圓不能）然后畫齒輪（注意：齒輪的齒頂圓不能與其它的軸干涉）；與其它的軸干涉）； （3）按設計資料決定傳動零件的軸向間距，）按設計資料決定傳動零件的軸向間距，然后確定零件與箱體內壁的間距，畫出俯視圖然后確定零件與箱體內壁的間距，畫出俯視圖的箱體內框線；的箱體內框線； （4）確定軸的支點和軸上零件力的作用點。）

22、確定軸的支點和軸上零件力的作用點。 1 1、畫剖面線、編排序號、畫尺寸界線等。、畫剖面線、編排序號、畫尺寸界線等。 2 2、檢查、加深。經檢查校對后，擦去多余、檢查、加深。經檢查校對后，擦去多余的圖線，然后按線型加深。的圖線，然后按線型加深。 3 3、畫箭頭，填寫尺寸數值、標題欄、明細、畫箭頭，填寫尺寸數值、標題欄、明細表及技術要求等。表及技術要求等。 4 4、全面檢查，完成作圖、全面檢查，完成作圖 注意：尺寸標注注意：尺寸標注 1）定位尺寸定位尺寸（齒輪中心距及偏差，地腳螺釘尺（齒輪中心距及偏差，地腳螺釘尺寸，主、從動軸外伸端的配合長度和直徑，機座寸，主、從動軸外伸端的配合長度和直徑，機座中

23、心高等）中心高等） 2）配合尺寸配合尺寸（齒輪與軸，軸承與軸，軸承與箱（齒輪與軸，軸承與軸，軸承與箱體，等）體，等） 3）外廓尺寸外廓尺寸（減速器的最大長、寬、高；減速（減速器的最大長、寬、高；減速器底座的長、寬、高）器底座的長、寬、高）58設計中應注意的問題設計中應注意的問題 輸入（出）軸外伸端長度、直徑應與聯軸器孔徑匹輸入（出）軸外伸端長度、直徑應與聯軸器孔徑匹配。配。 軸伸出的軸承端蓋孔內裝有密封元件，如采用軸伸出的軸承端蓋孔內裝有密封元件，如采用毛氈毛氈密封圈密封圈，對防止箱內潤滑油泄漏以及外界灰塵、異，對防止箱內潤滑油泄漏以及外界灰塵、異物浸入箱體，具有良好的密封效果。物浸入箱體，具

24、有良好的密封效果。59要求與建議要求與建議601. 計算過程紙張注意保存，方便說明書整理。計算過程紙張注意保存，方便說明書整理。2. 說明書編寫要求：說明書編寫要求： 裝訂順序：封面，目錄（有頁碼），設計任務書，電動機裝訂順序：封面，目錄（有頁碼），設計任務書，電動機選擇、傳動比分配、傳動裝置的運動和動力參數計算，傳動件選擇、傳動比分配、傳動裝置的運動和動力參數計算，傳動件設計計算（聯軸器的選擇、齒輪傳動、軸強度計算、軸承選設計計算（聯軸器的選擇、齒輪傳動、軸強度計算、軸承選擇）擇） 。3. 畫圖的注意點：畫圖的注意點： 邊框與標題欄（畫圖之前第一步）；邊框與標題欄（畫圖之前第一步）； 每個結

25、構徹底理解（參考模型）；圖線清晰。每個結構徹底理解（參考模型）；圖線清晰。要求與建議要求與建議61注意：注意：1. 重點參考：指導書重點參考：指導書P191-250。 2. 作息時間和平時一致。作息時間和平時一致。 3. 成績：計算說明書成績：計算說明書20%，畫圖，畫圖60%，平時，平時20%。進度安排進度安排大齒輪大齒輪低速軸低速軸齒輪軸齒輪軸軸零件圖（A3圖紙）70齒輪零件圖（A3圖紙）71例：例：運輸帶工作拉力：F=7 kN運輸帶工作速度：v=1.1m/s滾 筒 直 徑：D=400mm滾 筒 效 率：5=96%72設 計 步 驟1、計算工作機(滾筒)所需功率和轉速：732、電動機輸出功率：、電動機輸出功率：wdPPmin)/(100060rDvnw21234 5 4 322 1 235451000wFvP()KW23、 確定電動機額定功率確定電動機額定功率4、確定電動機轉速：、確定電動機轉速：74ded