一、拟定传动装置的设计方案。
1. 拟定传动方案的任务。
拟定传动方案就是根据工作机的功能要求和工作条件,选择合适的传动机构类型,确定各类传动机构的布置顺序以及各组成部分的联接方式,绘出传动装置的运动简图。
2. 选择传动机构的类型。
根据常用传动机构的类型、性能和适用范围,按照选择类型的基本原则,合理选择传动机构的类型。
3. 多级传动的合理布置。
合理布置各种传动机构的顺序,对传动装置和整个机器的性能、传动效率和结构尺寸等有直接影响,因此应按照传动机构顺序合理布置的原则进行设计。
4. 分析比较,择优选定。
在拟定传动方案和对多种方案进行比较时,应根据机器的具体情况综合考虑,选择能保证主要要求的较合理的传动方案。若课程设计任务书中已给定了传动方案,则应分析论证该方案的合理性或提出改进意见,也可以另行拟定方案。
二、选择传动装置用的电动机。
1. 电动机类型和结构型式选择。
最常用的电动机是y系列笼型三相异步交流电动机,其效率高、工作可靠、结构简单、维护方便、**低,适用于不易燃、不易爆,无腐蚀性气体和无特殊要求的场合。由于起动性能较好,也适用于某些要求较高起动转矩的机械。常用结构型式为卧式封闭型电动机。
2. 选择电动机容量(功率)
(1)计算工作机所需功率pw
(2)计算电动机的输出功率pd
(3)确定电动机的额定功率ped
根据计算出的功率pd可选电动机的额定功率,应使ped等于或稍大于pd。
3. 选择电动机的转速。
选择电动机转速时,可先根据工作机主动轴转速nw和传动系统中各级传动的常用传动比范围,匡算出电动机转速的可选范围,以供参照比较。一般常选同步转速为1500r/min或1000r/min的电动机。
4. 确定电动机的型号。
根据选定的电动机类型、结构型式、功率和转速,查出电动机型号及其额定功率、满载转速、外形和安装尺寸等。将查得的数据和尺寸整理列表,以便在后面的设计中使用。
三、确定传动装置的总传动比并分配各级传动比。
1. 计算总传动比。
由电动机的满载转速nm和工作机主动轴的转速nw可确定传动装置的总传动比为:i=nm/nw
2. 合理分配各级传动比。
(1)对于两级卧式圆柱齿轮减速器,为使两级的大齿轮有相近的浸油深度,高速级传动比i1和低速级传动比i2可按下列方法分配:展开式和分流式 i1=(1.3~1.5)i2
(2)对于圆锥-圆柱齿轮减速器,为使大圆锥齿轮直径不致过大,高速级圆锥齿轮传动比可取i1=0.25i,且i1≤3,此处i为减速器总传动比。
注意:以上分配的各级传动比只是初始值,待有关传动零件参数确定后,再验算传动装置实际传动比是否符合设计任务书的要求。如果设计要求中没有特别规定工作机转速或速度的误差范围,则一般传动装置的传动比允差可按±(3~5)%考虑。
四、计算传动装置的运动和动力参数。
为了进行传动零件的设计计算,需计算传动装置各轴的转速、功率和转矩。计算时可先将各轴从高速轴至低速轴依次编号,再按顺序逐步计算。
1. 计算各轴转速n(r/min)
2. 计算各轴输入功率p(kw)
注意:在计算各轴功率时,对于通用机器常取ped作为设计功率,对于专用机器常用pd作为设计功率。
3. 计算各轴输入转矩t(n·m)
将计算所得的数据和结果整理列表,供以后设计计算时使用。
五、传动零件的设计计算。
在装配图设计前应先设计传动装置中的各级传动零件。若传动装置中除减速器外还有其它传动零件时,为使减速器设计的原始数据比较准确,通常应先设计减速器外部的传动零件。
1. 减速器外部的传动件设计。
主要是计算带传动、开式齿轮传动或链传动的主要参数和几何尺寸。
1)带传动设计时,应注意检查带轮的尺寸与其相关零部件尺寸是否协调,避免与机座或其它零部件发生碰撞。带轮轮毂内孔直径应与相配的轴颈相适应,当带轮安装在电动机轴上时,则轮毂的长度应按电动机的轴伸长来确定。
2)开式齿轮传动的尺寸确定之后,应注意检查传动的结构尺寸与其它相关零部件是否发生干涉。(3)链轮外廓尺寸及轮毂孔尺寸应与减速器、工作机的其它零件相适应。
在完成外部传动件设计时,应根据最后选定的大小带轮直径、大小齿轮或链轮齿数,计算各有关传动的实际传动比。
2. 减速器内部的传动件设计。
减速器外部传动件设计完成后,可进行减速器内部传动零件的设计计算,主要是计算高速级和低速级齿轮传动的主要参数和几何尺寸。
根据设计计算结果,将传动零件的有关数据和尺寸整理列表,并画出其结构简图,以备自在装配图设计和轴、轴承、键联接等校核计算时应用。
六、传动装置中各轴的设计计算。
一) 初算轴的直径。
按扭转强度估算各轴的直径,在估算轴径时应注意以下几点:
1. 对于外伸轴,由公式求出的直径为外伸轴段的最小直径;对于非外伸轴,计算时应取较大的a值,估算的轴径可作为安装齿轮处的直径。
2. 计算轴径处有键槽时,应适当增大轴径以补偿键槽对轴强度的削弱。
3. 外伸轴段装有联轴器时,外伸轴段的轴径应与联轴器毂孔直径相适应;外伸轴段用联轴器与电动机相联时,应注意外伸轴段的直径与电动机轴的直径不能相差太大。
二) 轴的结构设计。
1. 轴的各段直径确定。
轴上装有齿轮、带轮和联轴器处的直径,应参照课程设计手册取标准值;轴上装有密封元件和滚动轴承处的直径,应与密封元件和轴承孔的内经尺寸一致;轴上两个支点的轴承,应尽量采用相同的型号,以便于轴承座孔的加工;当轴肩用作滚动轴承内圈定位时,轴肩的直径应按轴承的安装尺寸要求取值;为了轴上零件装拆方便或区分加工表面时,相邻两轴段的直径略有差值即可,也可采取相同公称直径而取不同的公差数值。
2. 轴的各段长度确定。
1)对于安装齿轮、带轮、联轴器的轴段,当这些零件靠其它零件顶住来实现轴向固定时,该轴段的长度应略短于相配轮毂的宽度,以保证固定可靠。
2)安装滚动轴承处轴段的轴向尺寸由轴承的位置和宽度来确定。
3)当轴承采用脂润滑时,常需在轴承旁设置封油盘。
4)轴的外伸段长度取决于其上安装的传动件尺寸和轴承盖的结构。若采用凸缘式轴承盖,应考虑装拆轴承盖螺栓所需的距离;若外伸轴装有弹性套柱销联轴器时,应留有装拆弹性套柱销的必要距离。
在轴的设计过程中涉及到初选滚动轴承类型和型号,选择联轴器的类型和型号,选择键联接的类型和尺寸,选择轴承端盖型式和尺寸等。
三)滚动轴承的选择。
初选滚动轴承的类型及轴的支承型式(两端固定或一端固定、一端游动等)。
四)联轴器的选择。
联轴器的类型应根据工作要求选定。当用于联接电动机轴与减速器高速轴的时,由于轴的转速较高,一般应选用具有缓冲、吸振作用的弹性联轴器,例如弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器。当用于联接减速器低速轴与工作机轴时,由于轴的转速较低,传递的转矩较大,又因为减速器轴与工作机轴之间往往有较大的轴线偏移,因此常选刚性可移式联轴器,例如滚子联轴器、齿式联轴器。
对于中小型减速器,其输出轴与工作机轴的轴线偏移不很大时,也可选用弹性柱销联轴器。
注意:所选定的联轴器,其轴孔直径的范围应与被联接两轴的直径相适应。应注意减速器高速轴外伸段轴径与电动机的轴颈不得相差很大,否则难以选择合适的联轴器。
电动机选定后,其轴径是一定的,应注意调整减速器高速轴外伸段的直径。联轴器型号选定后应将有关尺寸列表备用。
五)键联接的选择。
七、减速器装配图设计。
(一)装配草图设计。
装配图用来表达减速器的整体结构、轮廓形状、各零部件的结构及相互关系,也是指导装配、检验、安装及检修工作的技术文件。装配图所涉及的内容较多,设计过程较复杂,往往要变计算、边画图、边修改直至最后完成装配工作图。装配图设计的各个阶段不是绝对分开的,会有交叉和反复。
在进行某些零件设计时,可能会对前面已进行的设计作必要的修改。
1.在主视图和俯视图中画出齿轮的中心线。
2. 根据齿轮直径和齿宽画出齿轮轮廓位置。
3. 根据推荐的数据确定各传动零件之间的位置。
4. 画出箱体内壁线和轴承内侧端面的初步位置。
5. 确定轴承座孔的长度,画出轴承座孔外端面线。
6. 画出轴承孔并确定轴承的位置,画出轴承的轮廓。
7. 画出轴承盖及其联接螺母、垫圈和润滑密封。
8. 确定箱体凸缘的外边线。
9. 确定箱体外传动件的位置。
10. 画出各轴段的直径和长度。
11. 标注各段轴的长度,确定各作用力的作用点及跨距。
12. 根据齿轮结构设计的资料和图例,画出齿轮的结构
13. 根据需要画出滚动轴承内侧的封油盘和挡油盘。
二)装配工作图设计。
完整的装配工作图应包括表达减速器结构的各个视图、主要尺寸和配合、技术特性和技术要求、零件编号、零件明细表和标题栏等。表达减速器结构的各个视图应在已绘制的装配草图基础上进行修改、补充,使视图完整、清晰并符合制图规范。装配图上应尽量避免用虚线表示零件结构。
必须表达的内部结构或某些附件的结构,可采用局部视图或局部剖视图加以表示。本阶段应完成的内容为:
1. 标注尺寸。
2. 注明减速器技术特性。
3. 编写技术要求。
4. 零件编号。
5. 编写零件明细表和标题栏。
6. 检查装配图。
装配工作图检查修改之后,待零件工作图完成后,再加深描粗,即可得到完整的装配工作图。
八、轴、轴承及键联接的校核计算。
1. 确定轴上力作用点和轴承支点距离。
由初绘装配草图,可确定轴上传动零件受力点的位置和轴承支点间距离。圆锥滚子轴承和角接触球轴承的支点与轴承端面间的距离可查轴承标准。
2. 轴的校核计算。
轴的强度校核计算按照教材中介绍的方法进行。若校核后强度不够,则应采取适当措施提高轴的强度。如轴的强度裕量过大,应待轴承及键联接验算后,综合考虑各方面情况再决定如何修改。
3. 滚动轴承寿命的校核计算。
主要包括:(1)画出计算简图,标上各作用力。(2)计算轴承的载荷。
(3)计算轴承的寿命。滚动轴承的寿命可与减速器的寿命或减速器的检修期(2~3年)大致相符。若计算出的寿命达不到要求,可考虑选另一种系列的轴承,必要时可改变轴承类型。
机械设计课程设计说明书
设计带式运输机传动装置 简图如下 1.原始数据 2.工作条件 1 每天一班制工作,每年工作300天,使用年限10年,大修期3年 2 连续单向回转,工作时有轻微振动,运输带允许速度误差 5 3 室内工作,环境中有粉尘 4 生产厂加工7 8级精度的齿轮 5 动力源为三相交流电 6 小批量生产。1 传动装...