传动零件的设计ppt培训课件.ppt

1,第3章 传动零件的设计,第3章 传动零件的设计 3.1 选择联轴器类型及型号 3.2 减速器外传动零件的设计 3.3 减速器内传动零件的设计 3.4 传动零件的设计实例,,,2,第3章 传动零件的设计,选择完电动机之后，进行各级传动零件的设计计算必须先计算各级传动件的参数，确定其尺寸，并选好联轴器的类型和规格，再设计减速器装配图为使设计减速器的原始条件比较准确，一般先计算减速器的外传动件，如带传动、链传动和开式齿轮传动等，然后计算减速器内的传动件减速器中传动零件的设计计算方法按机械设计基础教材所述，本章仅就课程设计时对传动零件设计计算应注意的事项作简要说明3,3.1 选择联轴器类型及型号,一般在传动装置中有两个联轴器：一个是连接电动机轴与减速器高速轴的联轴器，另一个是连接减速器低速轴与工作机轴的联轴器一般选择可移式，以补偿制造与安装误差以及两轴的相对偏移弹性可移式联轴器不仅可以补偿两轴偏移，并且具有缓冲和吸振的能力，应优先选用，常选用弹性柱销联轴器低速时可选用无弹性元件的挠性联轴器，例如十字滑块联轴器等联轴器的型号和尺寸应根据轴的结构和轴的直径来确定，应注意联轴器的孔型与孔径与轴上相应结构、尺寸要一致。

4,3.2 减速器外传动零件的设计,3.2.1带传动（1）应注意带轮尺寸与传动装置外廓尺寸及安装尺寸的关系例如，装在电动机轴上的小带轮外圆半径应小于电动机的中心高，带轮轴孔的直径，长度应与电动机轴的直径，长度相对应，大带轮的外圆半径不能过大，否则会与机器底座相干涉等2）带轮的结构形式主要取决于带轮直径的大小，其具体结构及尺寸可查教材或设计手册应注意的是，大带轮轴孔的直径与长度应与减速器输入轴轴伸的尺寸相适应带轮轮毂的长度L与轮缘的宽度可以不同，一般轮毂长度L按轴孔的直径d确定，取L=(1.5～2)d，而轮缘宽度则取决于传动带的型号和根数3）带轮的直径确定后，应验算实际传动比和大带轮的转速，并以此修正减速器的传动比和输入转矩5,3.2.2链传动（1）应使链轮的直径、轴孔尺寸等与减速器，工作机相适应应由所选链轮的齿数计算实际传动比，并考虑是否需要修正减速器的传动比2）如果选用的单列链尺寸过大，则应改选双列链画链轮结构图时只需要画其轴面齿形图 3.2.3开式齿轮传动（1）开式齿轮传动一般布置在低速级，常采用直齿轮因开式齿轮传动润滑条件差，磨损严重，因此只需计算轮齿的弯曲强度，再将计算所得模数增大10%～20%。

2）应选用耐磨性好的材料作为齿轮材料选择大齿轮的材料时应考虑其毛坯尺寸和制造方法，例如当齿轮直径超过500mm时，应采用铸造毛坯3）由于开式齿轮的支承刚度小，其齿宽系数应取小些4）应检查齿轮的尺寸与工作机是否相称，有无碰撞，干涉等现象应按齿轮的齿数计算实际传动比，并视具体情况修改减速器的传动比6,3.3 减速器内传动零件的设计,减速器内传动零件的设计计算及结构设计方法均可依据教材的有关内容进行，设计时应注意如下事项1）在选用齿轮的材料前，应先估计大齿轮的直径如果大齿轮直径较大，则多采用铸造毛坯，齿轮材料应选用铸钢或铸铁材料如果小齿轮的根圆直径与轴颈接近，齿轮与轴可制成一体，选用的材料应兼顾轴的要求同一减速器的各级小齿轮（或大齿轮）的材料应尽可能一致，以减少材料的牌号，简化加工工艺2）计算齿轮的啮合几何尺寸时应精确到小数点后2到3位，角度应精确到“〞”（秒），而中心距，齿宽和结构尺寸应尽量圆整为整数斜齿轮传动的中心距应通过改变β角（螺旋角）的方法圆整为0，5结尾的整数3）传递动力的齿轮，其模数应大于1.5～2mm4）锥齿轮的分度圆锥角，可由传动比i算出，i值的计算应精确到小数点后4位，值的计算精确到“〞”（秒）。

5）蜗杆传动的中心距应尽量圆整成尾数0或5的整数蜗杆的螺旋线方向应尽量选用右旋，以便于加工蜗杆传动的啮合几何尺寸也应精确计算6）当蜗杆的圆周速度v10m/s时，为避免润滑油剧烈搅动，应采用蜗杆上置式7）蜗杆的强度和刚度验算以及蜗杆传动的热平衡计算都要在装配草图的设计中进行 8）各齿轮的参数和几何尺寸的计算结果应及时整理并列表备用7,3.4 传动零件的设计实例①,,,,,①传动零件的设计实例中所标注的公式、图、表序号均见周亚焱主编《机械设计基础》（化学工业出版社2008年出版）教材例3-1】设计某铣床电动机与变速箱的普通V带传动已知所需电动机输出功率为P＝3.8kW（电动机额定功率P＝4kW），主动轮转速n1＝1440 r/min，从动轮转速n2＝400 r/min，要求中心距约为450mm，两班制工作，载荷变动较小 【解】设计计算过程列于下表：,,8,,,,,,由表8-9查得，KA=1.2，由式（8-15）得,由表8-10、8-11选带轮基准直径，小带轮dd1=100mm；大带轮,由式（8-12）得,,按表8-11将dd2取标准为355 mm，则实际从动轮转速,由式（8-13）,由下式计算带的基准长度Ldo,,,,9,,,,,,按式（8-15）计算实际中心距a,8.验算小带 轮的包角,包角,查表8-5，单根V带的基本额定功率Po=1.31 kW； （按 A型和dd1带查得n1=1200 r/min与n1=1460 r/min时，P0的值分别为1.14 kW 与1.32kW，故当n1=1440r/min时,查表8-6，用插值法求得查得功率增量ΔPo=0.169 kW； 查表8-7，用插值法求得包角系数Kα=0.91；查表8-8 带长修正系数KL =0.99； 由式（8-17）得,由式（8-18）得,由式（8-19）得,Po=1.31 kW ΔPo=0.168 kW Kα=0.91 KL =0.99 取Z= 4,,,,,,,a= 425mm,,,10,,,,,,【例3-2】试设计一级减速器中的直齿圆柱齿轮传动，该减速器由电动机驱动，载荷平稳，单向运转。

传递功率P =11kW，主动齿轮转速n1 = 980r/min，传动比i=3 【解】设计计算过程列于下表：,,首先确定式(10-24)中各参数： 查表(10-8)取K=1.2 查表(10-10)取φd=1 u =i=3 T1=9.55×106 P/n1=9.55×106×11/980 =107194（N·mm） 查表（10-9）取ZE=189.8 查图10-21得σHlim1=700 MPa，σHlim2=540MPa 查表10-11取SHmin=1 由式(10-25)计算得[σH1]=700MPa，[σH2]=540MPa [σH]使用较小的[σH2]=540MPa 按公式(10-24)计算小齿轮直径:,,11,,,,,,,,查表10-12，查取YF1=2.52，YS1=1.625；YF2=2.20，YS2=1.78 查图10-22得σFlim1=550MPa，σFlim2=410MPa 查表10-11取SFmin =1 由式(10-26)计算得[σF1]=550MPa，[σF2]=410MPa 按式(10-26)验算齿根弯曲疲劳强度σF1=,(MPa) ＜[σF1],12,,,,,,【例3-3】试设计一级减速器中的斜齿圆柱齿轮传动，载荷平稳，单向运转。

传递功率P =19kW，主动齿轮转速n1 = 270r/min，传动比i=4.2 【解】设计计算过程列于下表：,,,,13,,,,,,:,,,1)计算齿轮传动中心距: a = mn (z1+z2)/2cos,=3(25+105)/2cos100=198(mm)；,修正螺旋角2)计算齿轮的几何参数: 分度圆直径:d1=mnz1/cos,=3×25/cos100=76.16(mm),按式(10-36b)验算齿面接触疲劳强度：,首先确定各参数： 由图10-34，查取ZH=2.47 由表10-9，选ZE=189.8 查图10-21得σHlim1=1500MPa，σHlim2=1200MPa 查表10-11取SHmin=1 由式(10-23)计算得[σH1]=1500MPa，[σH2]=1200MPa,a =198 mm；,＜,d2=mnz2/cos,齿宽b =ψdd 1 =0.7×76.16=53.31 (mm)，取b2 =55 mm,b1=60mm， （齿宽尺寸的尾数应为0或5；为便于安装， b1= b2 +5mm） 其他几何参数计算从略14,【例3-4】 设计如图所示一带式输送机中的单级斜齿轮减速器的从动轴。

已知从动轴的功率为P2=23.8kW，转速n2=260r/min，齿轮的主要参数及尺寸为：法面模数为mn=4mm，法面压力角 20°，齿数比u=3.95,小齿轮齿数z1＝20，分度圆上的螺旋角为 ，小齿轮分度圆直径为d1＝80.81mm，大齿轮分度圆直径为d2＝319.19mm，齿宽为B1=85mm，B2=80mm单 级 斜 齿 轮 减 速 器 运 动 简 图,,15,,,,,,,,,【解】设计计算过程列于下表：,,16,,,,,,,,,17,,,,,,轴上主要零件的布置图,,18,,,,,,轴上零件的装配方案图,,19,,,,,,,,,d2=63mm d3=65mm d4=75mm d5=85mm d6=74mm B=23mm a＝15mm s=5mm B3＝50mm b=16 mm,20,,,,,,轴的结构设计图,21,,,,,,,,,圆周力：,径向力：,轴向力：,22,,,,,,,,,水平面上的支反力：,垂直面上的支反力：,剖面C处的弯矩 水平面上的弯矩：,垂直面上的弯矩：,合成弯矩：,23,,,,,,,,,,,,,,,,,=59MPa,,,<,,因为单向回转，视转矩为脉动循环，,,,已知,＝560(N·m),＝650MPa，查表得：,＝59MPa，,＝98MPa，则,＝0.602,剖面C处的当量弯矩：,1）剖面C当量弯矩最大，二其直径与邻接段相差不大，故剖面C为危险剖面。

已知,＝575.8(N·m),＝13.65MPa <,＝59MPa,＝,＝575.8(N·m) ，,24,,,,,,轴 的 弯 矩 图 与 扭 矩 图,25,,,,,,,,2）剖面D处虽然仅受转矩，但其直径较小，则该剖面也为危险剖面＝526.3(N·m),＝31.6MPa <,,<,＝59MPa,,26,,,,,,【例3-5】已知一单级圆柱齿轮减速器中，相互啮合的一对齿轮为渐开线圆柱直齿轮，传动轴轴颈直径为d＝55mm，转速n＝1450r/min，拟采用滚动轴承，轴承所承受的径向载荷Fr=2400N，外传动零件传递给轴的轴向载荷为 Fa＝520N，载荷平稳，工作温度正常要求预期寿命25000h，试确定轴承型号27,,,,,【例3-6】如图14-22b所示，轴上面对面安装一对7309AC轴承，轴转速n＝400r/min，两轴承承受的径向载荷分别为: Fr1＝3000N，Fr2＝1200N,轴上轴向载荷Fa＝1000N,方向指向轴承1，工作时有较大的冲击，环境温度为125℃，试计算该对轴承的寿命28,【例3-7】如图所示，在电机与增压油泵之间用联轴器相联接已知电机功率P＝7.5kW，转速n＝960r/min,电机伸出轴端的直径d1＝38mm，油泵轴的直径d2=42mm，试选择联轴器型号。

解】解题过程见下表：,,注：TL6弹性套柱销联轴器的技术参数为 公称扭矩：250 N·mm 许用转速：nmax＝3300r/min (联轴器材料为铁)；nmax＝3800r/min(联轴器材料为钢) 轴孔直径：dmin＝32mm，dmax＝42mm29,,,再 见,化 学 工 业 出 版 社,,。