机电设备安装设备与调试技术报告1.doc

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1、机电设备安装设备与调试技术报告设计题目: 机电设备安装与调试 专 业: 班 级: 设 计 人: 完成日期: 指导教师： 前言 机械设计课程设计通常选择一般用途的机械传动系统或简单机械来进行。目前采用较广的是以减速器为主体的机械传动系统。这是因为减速器包括了机械设计课程的大部分零部件，具有典型的代表性。 本次实训的目的就是设计减速器。减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩，以满足工作需要。我们要设计的减速器的类型是单级斜齿圆柱齿轮减速器。综合运用机械设计基础课程及有关先修课程的知识，完成通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，培养学生分析问题和解决工程实际问题

2、的能力，掌握机械零件、机械传动装置的一般设计方法和步骤。提高计算能力、绘图能力，熟悉设计资料的使用，学会使用计算机设计软件，提高计算机设计及绘图能力，起到巩固、深化、融会贯通及扩展有关机械设计方面知识的作用 目录第一章 概述 51.1 课程设计的目的 5 1.2 课程设计的内容和任务 .5 1.2.1 课程设计的内容 5 1.2.2 课程设计的任务 5 1.3 课程设计的一般方法和步骤 5 1.3.1 课程设计的一般方法 5 1.3.2 课程设计的步骤 5 1.4 课程设计的注意事项 6第二章 传动装置的总体设计 7 2.1 拟定传动方案 7 2.1.1 传动装置的组成 .7 2.1.2 选择

3、传动方案 .7 2.2 确定减速器的结构类型 8 2.3 电动机的选择 9 2.3.1 选择电动机的类型 9 2.3.2 选择电动机的型号 9 2.4 计算传动比和分配传动比 .11 2.5 计算传动装置的运动和动力参数 11 2.5.1 计算各轴转速 12 2.5.2 计算各轴的输入功率 12 2.5.3 计算各轴转矩 12第三章 传动零件的设计计算 13 3.1 选择联轴器的类型和型号 13 3.1.1 选择联轴器的类型 13 3.1.2 选择联轴器的型号 13 3.2 带传动的设计 14 3.3 圆柱斜齿轮传动的设计 15 3.3.1 齿轮传动设计准则 15 3.3.2 齿轮传动参数的选

4、择原则 15 3.3.3 齿轮传动设计步骤 16 3.4 轴的设计 19 3.5 滚动轴承的型号和选择 22 3.5.1 轴承类型的选择 22 3.5.2 轴承尺寸的选择 22 3.6 键的类型和型号的选择 23第四章 减速器结构设计 24 4.1 减速器结构 24 4.2 箱体的结构设计 24第五章 润滑油及润滑方式的选择 29 5.1 齿轮润滑剂的选择 29 5.2 滚动轴承润滑剂的选择 29第六章 装配工作图的设计 30 6.1 减速器装配草图的设计 30 6.1.1 装配草图设计前的准备 30 6.1.2 装配草图设计的步骤 30 6.2 计算器装配工作图的设计 33第七章 零件工作图

5、的设计 34 7.1 轴类零件工作图的设计 34 7.2 齿轮类零件工作图的设计 35 7.3 箱体零件工作图的设计 .36设计小结 39参考文献 40附录 .41第一章 概述1.1 课程设计的目的 1）培养学生理论联系实际的设计思想，训练学生综合运用机械设计课程和其他先修课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力。 2）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，使学生掌握一般机械设计的程序和方法，培养独立、全面、科学的工程设计能力，掌握机械零件、机械传动装置的一般设计方法和步骤。， 3）提高计算能力、绘图能力，熟悉设计资料的使用，学会使用计算机设计软件，提高计算机设

6、计及绘图能力。 4）培养学生与他人合作，共同解决实际问题的能力。1.2 课程设计的内容和任务1.2.1 课程设计的内容 （1）拟定、分析传动装置的设计方案；（2）选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数；（3）进行传动件的设计计算，校核轴、轴承、联轴器、键等；（4）减速器装配三维实体设计及绘制减速器装配图；（5）零件三维实体设计及绘制零件工作图；（6）编写设计说明书；（7）总结和答辩 1.2.2 课程设计的任务 （1）减速器的零件图，零件的三维图；（2）绘制减速器装配图 1 张（A1号图纸）；（3）低速轴，低速齿轮三维实体及工程图 2 张；（4）设计计算说明书一份（5）答辩。1.3 课程设计的

7、一般方法和步骤 1.3.1 课程设计的一般方法 根据设计任务书提出的设计的原始数据和工作条件，从方案设计开始，通过总体设计、部件和零件的设计计算，最后以工程图纸和设计计算说明书作为设计结果。还需要借助草图、初选参数或初估尺寸等手段，采用边计算、边画图、边修改的方法逐步完成。 1.3.2 课程设计的步骤 1 设计准备 研究设计任务书，分析设计题目，明确设计内容、条件和要求；通过参观实物或模型、查阅资料等方法了解设计对象，拟定设计计划。 2 机械传动系统的总体设计 分析或拟定机械传动系统的运动简图；选择电动机类型，计算传动系统的总传动比并分配各级传动比；计算各轴的转速、功率和转矩。 3 各级传动零

8、件的设计计算 设计计算齿轮传动、蜗杆传动、带传动等传动零件的主要参数和计算。 4减速器装配底图设计 装配底图的设计构思；装配底图的初步绘制、检查、修改和完善等5 减速器装配工作图的绘制 绘制正式视图，标注尺寸和配合，编写技术要求、技术特征、明细表、标题栏等 6 零件工作图的绘制 绘制齿轮、轴或箱体等的零件工作图 7 设计计算说明书的编写 8 设计总结与答辩 1.4 课程设计的主意事项 1 培养良好的工作习惯 在课程设计中，必须树立严肃认真、一丝不苟、刻苦钻研的工作态度。 2 端正对设计的认识 设计是一项复杂、细致的劳动，任何设计都不可能凭空想象出来，它需要借鉴前人的经验和数据。善于参考可分析已

9、有的结构方案，合理选用已有的经验数据，掌握和使用各种资料也是需要培养的基本设计能力之一。，我们必须吸收新的技术成果，创造性的进行设计。 3 掌握正确的设计方法 主意掌握设计进度，按预定计划完成阶段性的目标。主意设计计算与结构设计画图交替进行，采用边计算、边画图、边修改的正确设计发法。 4计算数据及时记录并整理第二章 传动系统的总体设计2.1 拟定传动方案 2.1.1 传动装置的组成 机器通常由原动机、传动系统和工作机三个部分组成。其中传动装置用于传递原动机的运动和动力，变换其运动形式以满足 2.1.2 选择传动方案 合理的传动方案首先满足工作机的性能要求，其次是满足工作可靠、结构简单、尺寸紧凑

10、、传动效率高、使用维护方便、工艺性和经济性好等要求。因此要通过分析和比较多种传动方案，选择其中最能满足众多要求的合理方案，最为最终确定的传动方案。 图所示为带式运输机的4种传动方案，下面进行分析和比较。 方案（a）采用V带传动和一级闭式齿轮传动，这种方案外廓尺寸较大，有减震和过载保护作用，不适合恶劣的工作环境；方案（b）采用二级圆柱齿轮减速器，这种方案结构尺寸小，传动效率高，适合于较差环境下长期工作；方案（c）是一级蜗杆减速器，此种方案结构紧凑，但传动效率低，长期连续工作不经济；方案（d）是二级锥齿轮减速器，宽度尺寸较b小，但是锥齿轮加工比圆柱齿轮困难，成本较高。表21 常用传动机构的主要性能

11、和应用普通V带传动链传动普通齿轮传动蜗杆传动平带传动常用功率中(=100)中（=100）大（最大50000）小（=50）小（=20）单级传动比常用值2425圆柱35圆锥2374024传动效率中中高低中外廓尺寸大大小小大传动精度低中等高小低工作平稳性好较差一般高好过载保护作用有无无无有使用寿命短中等长中等短润滑条件不需中等高高不需制造成本低中中高低 为了能更好的选择传动系统，下面几点内容供参考； 1）带传动承载能力低，在传动相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但是带传动平稳，能缓冲吸振，有过载保护，因此尽量放在传动装置的高级速。 2）链传动运转不均匀，有冲击，不适用于高速传动，宜布置在传动装置的低

12、级速。 3）蜗杆传动大多用于传动比大而功率小的场合，其承载能力较齿轮传动低，宜布置在传动的高级速，获得较小的结构尺寸。 4）锥齿轮的加工困难，特别是大模数锥齿轮，因此锥齿轮传动宜布置在传动的高速级并限制其传动比，减小其直径和模数。 5）斜齿轮传动较直齿轮传动平稳，宜布置在高速级或要求传动平稳的场合。 6）一般情况下，总是将改变运动形式的机构，如连杆机构、凸轮机构等布置在传动装置的末端。 根据上面的比较分析，我们选择的传动方案是a.2.2 确定减速器结构类型 减速器是由封闭在箱体内的齿轮传动、蜗杆传动或齿轮蜗杆传动所组成。作用是降低原动机的转速。常用减速器的类型和特点见表22。表22 常用减速器

13、的类型和特点类型简图及特点一级圆柱齿轮减速器传动比一般小于6，可用直齿、斜齿、人字齿。直齿用于速度较低或载荷较轻的传动，斜齿或人字齿用于速度较高或载荷较重的传动。传动功率可达数万千瓦，效率高、工艺简单，精度易保证，一般工厂都能制造，应用广泛。二级圆柱齿轮减速器传动比一般为840，展开式由于齿轮相对于轴承为不对称布置，因而沿齿向载荷分布不均，要求轴有较大刚度。分流式则齿轮相对于轴承为对称布置，常用于较大功率。同轴式减速器长度方向尺寸较小，但轴向尺寸较大，中间轴较长，刚性差，载荷沿齿宽分布不均。一级锥齿轮减速器用于输入和输出两轴线相交的传动，传动比一般小于24，可做成卧式或立式。轮齿可做成直齿、斜

14、齿或曲齿一级蜗杆减速器结构简单，尺寸紧凑，但传动效率低。适用于载荷较小、间隙工作的场合。传动比880。蜗杆圆周速度v4m/s时用蜗杆上置式。采用立轴布置时密封要求要高。根据以上分析和比较，我们选择的是单级斜齿圆柱齿轮减速器。2.3 电动机的选择 2.3.1 选择电动机的类型 电动机分成交流和直流电动机两种工业上广泛应用的是三相交流笼型异步电动机。对于需频繁快速启动、制动和逆转的机器，要求电动机具有较小的转动惯量和较大的承载能力，这时应用YZ型和YZR型 2.3.2 选择电动机的型号 1 确定电动机的功率 原则：电动机的额定功率等于或略大于工作要求的功率，即。工作机所需要的电动机输出功率为工作机

15、所需功率由机器的工作阻力和运动参数(线速度或转速)求得，电动机至工作机的传动装置总效率h为h = h1 h2 h3 hn其中h1 、 h2 、 h3 、 、 hn分别表示传动装置中各传动副（齿轮、蜗杆、带）、轴承、联轴器的效率。2.确定电动机的转速为电动机可选转速范围；i1 、 i2、 、 in 分别为各级传动机构的合理传动比范围 例：已知卷筒直径D=420mm，运输带的有效拉力F=5200N，运输带速度v=1.6m/s，卷筒效率为0.96，每天工作16小时。试选择合适的电动机。解：（1）选择电动机类型 由已知的工作要求和条件，选用Y型全封闭笼型三相异步电动机。（2）选择电动机功率工作机所需的

16、电动机输出功率 工作机的功率 带传动的效率 齿轮传动的轴承效率齿轮传动的效率联轴器的效率卷筒轴的轴承效率卷筒效率 h 1=0.96带传动的效率h 2=0.99齿轮传动的轴承效率h 3=0.97齿轮传动的效率h 4=0.97联轴器的效率h 5=0.98卷筒轴的轴承效率h 6=0.96卷筒效率（3）确定电动机转速卷筒轴的工作转速为电动机转速可选范围为： 方案电动机型号额定功率电动机转速r/min传动比Ped/kW同步转速满载转速总传动比带齿轮1Y225M1-630100098013.53.53.852Y132M1-64100096012.573.1443Y112M-441500144018.853

17、.55.385根据计算和分析，我们选择的是方案1.2.4 计算总传动比和分配传动比对于多级传动本例：带传动的传动比一般小于齿轮传动的传动比2.5 计算传动装置的运动和动力参数2.5.1 各轴转速轴 轴 ，轴 2.5.2 各轴的输入功率轴 轴 轴 2.5.3 各轴转矩电动机轴 轴 轴 轴 第三章 传动零件的设计计算3.1 选择联轴器的类型和型号 3.1.1 选择联轴器的类型 一般在传动装置中有两个联轴器：一个是减速器高速轴与电动机相连的联轴器，另一个是减速器低速轴与工作机相连的联轴器。联轴器的类型根据工作条件来选择。连接减速器高速轴与电动机的联轴器，转速高、转矩小，减震性能良好，所以多选用弹性套

18、柱销联轴器；连接减速器低速轴与工作机的联轴器，转速较低、转矩较大，减速器与工作机常不在同一底座上而要求两者之间有较大的轴线偏移补偿，所以多选用滑块联轴器。我们选择的是弹性套柱销联轴器。 3.1.2 选择联轴器的型号根据 由GB 432884中选取 型号 TL10 公称转矩/(N.M) 2000 许用转速（钢）/(r/min) 2300轴孔直径（钢） 63 65 70 71 75 轴孔长度(mm) 107 D/mm 315 A/mm 80 质量m/kg 61.43.2 带传动的设计 带传动常用带传动。带设计的主要内容是确定带的型号和根数，带轮的材料、直径和中心矩等。1 计算设计功率2 选取带的型

19、号 根据计算功率Pc=12.024KW和小带轮转速n1=980r/min，选择V带型号 B型 3 确定带轮基准直径1) 自定小带轮基准直径，要符合最小直径要求，参考表取 2) 验算带速v 由公式P=FV知，传递功率一定时，带速越低，圆周力越大，带容易打滑，同时使带的尺寸和根数增加，因此带传动应布置在高速级。带高速时，带每秒绕转次数增多，同时离心力加大，使带与带轮间的摩擦力降低而影响带的工作能力，一般应使带速在（525）m/s之间。 3）计算大带轮基准直径 参考表选取4 确定中心矩a和胶带长度Ld 1）初步确定中心距取2）初选后，可根据下式计算带的初选长度 根据初选长度，查表选出和相近的标准带基

20、准长度Ld=2800mm5 计算出实际中心距a 中心距的变动范围为 6验算小带轮包角一般应使，若不满足此条件，可采取适当增大中心距、减少两带轮的直径火灾带轮外侧加张紧轮等措施。 7确定带根数z由表查得 , 查得包角系数 查得长度系数 取8计算预拉力式中q带每米长的质量（kg/m），查表得，取9带传动作用在轴上的压力10选择带轮的结构小带轮基准直径为125（小于150mm）采用实心式，大带轮基准直径为450（在150mm450mm之间）采用腹板式。V带轮槽型基准宽度项宽基准线上槽高基准线下槽高槽间距轮缘厚度第一槽对称面至轮端面的距离带轮外径B14.017.23.510.87.53.3 圆柱斜齿轮

21、传动的设计 3.3.1 齿轮传动设计准则 设计齿轮传动时，应分析具体的工作条件，判断可能发生的主要失效形式，以确定相应的设计准则。 对于软齿面的闭式齿轮传动，齿面点蚀是主要的失效形式。在设计计算时，通常按齿面接触疲劳强度设计，再作齿根弯曲疲劳校核。 对于硬齿面的闭式齿轮传动，齿根疲劳折断是主要失效形式。在设计计算时，通常按齿根弯曲疲劳强度设计，再作齿面接触疲劳强度校核。 对于开式传动，其主要失效形式将是齿面磨损。但由于磨损的机理比较复杂，通常只能按齿根弯曲疲劳强度计算，再考虑磨损，将所求得的模数增大10%20%。 3.3.2 齿轮传动参数的选择原则 齿轮传动设计时的参数较多，但不是所有的参数都

22、进行选择，如压力角和齿制参数等，都是由标准决定的，而模数分度圆直径或中心距等，则是由强度计算决定的，齿数和螺旋角等是设计中的自选参数，在自选参数的选取上，应从承载能力，传动的平稳性和结构尺寸的要求等方面来考虑。 1 齿数 中心距一定时，增加齿数能使重合度增大，提高传动稳定性；同时齿数增多，相应模数减少，可以节约材料，减轻重量。所以在满足弯曲疲劳强度的前提下，应适当减小模数，增大齿数。为避免根切，标准斜齿圆柱齿轮 2 齿宽系数 从齿面接触强度来看，增大齿宽系数，可提高齿轮承载能力，并相应减少径向尺寸，使结构紧凑；但齿宽系数越大，尺宽越大，沿尺宽方向载荷分布不均匀就越大，致使轮齿接触不良。设计中常

23、根据尺宽系数这一关系对齿宽作必要的限制，一般减速器斜齿轮常取 3 螺旋角 一般斜齿圆柱齿轮螺旋角在之间，初步设计时可取。螺旋角过小，显不出斜齿传动平稳、重合度大等优势，但过大，会使轴向力增大，影响轴承寿命。设计中，常在模数和齿数确定后，为圆整中心距或配凑标准中心距而需根据以下几何关系确定螺旋角 3.3.3 齿轮传动设计步骤（1）选择材料，确定许用应力。查表知，两轮均选用，渗碳淬火，小轮硬度为59，大轮56。由表和图查得 ， 查表得，故（2）按弯曲疲劳强度设计计算法向模数 1）由于原动机为电动机，载荷平稳，冲击小，查表选 2)小齿轮的转矩 3）按一般减速器，取齿宽系数 4）初选螺旋角5）取 6）

24、计算当量齿数由表查得。比较，有的数值大，将该值与上述各值代入式中，得 由表查得标准模数，取（3）确定基本参数，计算主要尺寸。1）计算中心距，由表公式得，圆整取2）修正螺旋角螺旋角在之间，可用。3）计算齿宽为补偿两轮轴向尺寸误差，取4）计算齿轮几何尺寸小齿轮的几何尺寸名称符号计算公式齿顶高齿根高全齿高h分度圆直径d齿顶圆直径齿根圆直径基圆直径中心距a大齿轮的几何尺寸名称符号计算公式待添加的隐藏文字内容1齿顶高齿根高全齿高h分度圆直径d齿顶圆直径齿根圆直径基圆直径中心距a （4）校核齿面接触疲劳强度 满足强度条件3.4 轴的结构设计轴的结构设计包括轴的合理形状和全部尺寸两大内容。由于影响轴结构的因

25、素很多，所以轴的结构设计具有较大的灵活性和多样性。设计时，必须针对不同情况进行具体的分析，轴的结构应满足：轴和装在轴上的零件要有准确的工作位置;轴上零件应易于拆装和调整；轴上结构要有利于减小应力集中以提高疲劳强度；轴应具有良好的加工工艺性。1 轴上零件装配方案轴的结构取决于轴上零件的装配方案，为了方便轴上零件的装拆，常将轴做成阶梯轴。对于一般剖分式箱体中的轴，它的直径从轴端部逐步向中间增大。可依次将齿轮、套筒、右端滚动轴承、轴承盖及联轴器从轴的右端装拆，另一滚动轴承从左端装拆。为使轴上零件易于安装，轴端及各轴段的端部应有倒角。在满足使用要求的情况下，轴的形状和尺寸应力求简单，以便于加工。 2

26、轴上零件的固定和定位 1）轴上零件的轴向定位和固定为了防止轴上零件的轴向移动，应对轴上零件进行轴向定位和固定。常用轴向定位和固定的方法有轴肩定位、轴环定位、套筒定位及轴端挡圈定位等 2）轴上零件的周向固定 为了满足机器传递运动和转矩的要求，轴上零件除了要轴向定位外，还必须有可靠的周向定位。周向定位的目的是限制轴上零件与轴发生相对转动。常用的周向定位方式有键、花键、销以及过盈配合等。 3.4.1 轴设计的一般步骤。 1 选择轴的材料，确定许用应力。 轴的材料选45钢，正火处理，查表 2 估算轴的最小直径。 输出端与联轴器相配合的轴段轴径最小，查表取C=110,则 轴上有一个键槽，直径增大3%，查

27、表得，取 3 计算齿轮受力。 齿轮分度圆直径为d=333.4mm,转矩为圆周力为径向力为轴向力为4轴的结构设计。减速器的从动轴。 1）轴上零件的装配和定位方位的方案的确定。 为便于轴上零件的装配，将轴制成阶梯形。齿轮、左侧轴承、联轴器从左侧装入；定位方式依次为：轴肩、套筒、轴肩；另一轴承从右侧装入，采用轴肩定位。各件的固定方式为：齿轮右侧用轴肩，左侧用套筒；左侧轴承右侧用套筒，左侧用轴承盖。 2）确定轴上的各段直径。 从左到右，第一段与联轴器配合，选择弹性柱销联轴器的规格为LT10，孔径为65mm，孔长，所以确定；要符合轴承内经标准系列，选用深沟球轴承，代号6015，故； 3）确定轴的各段长度

28、。 与传动零件相配合的轴段长度应比传动零件的轮毂宽度略小2mm左右，；第二段轴长考虑轴承盖螺钉至联轴器距离为1015mm，取。其余各段轴长与箱体的设计有关，可由齿轮开始向两端逐步确定。齿轮端面与箱壁的距离取1015；轴承端面与箱体的内壁的距离与轴承的润滑有关，轴承宽为20， 5 轴的强度校核 1）计算支座反力水平面支座反力： 得：垂直面支座反力： 2）水平面弯矩、垂直面弯矩及合成弯矩。水平面弯矩为垂直面弯矩为合成弯矩为：3）危险截面的当量弯矩为4）校核危险截面的直径增大3%为46.95，因结构设计时的轴径为60，故满足长度条件。6 绘制轴的零件工作图。 减速器的主动轴：因尺寸需要，齿轮和轴的尺

29、寸相近，将轴与齿轮做成一个整体。 1）确定轴上的各段直径。 估算轴的最小直径，输入端与带轮相配合的轴段轴径最小，查表取C=110,则，所以确定；d3要符合轴承内经标准系列，选用深沟球轴承，代号6015，故；. 2）确定轴的各段长度。 与传动零件相配合的轴段长度应比传动零件的轮毂宽度略小2mm左右，第一段与带轮配合，带轮的根数为6根，带轮的厚度，所以确定；第二段轴长考虑轴承盖螺钉至联轴器距离为1015mm，取。其余各段轴长与箱体的设计有关，可由齿轮开始向两端逐步确定。齿轮端面与箱壁的距离取1015；轴承端面与箱体的内壁的距离与轴承的润滑有关，轴承宽为20，. 3 绘制主动轴的零件工作图。3.5

30、滚动轴承的型号选择滚动轴承的型号选择包括轴承类型的选择、轴承尺寸及精度等级的选择。3.5.1 轴承类型的选择选择轴承类型的主要依据是轴承的收载情况、转速大小以及安装、拆卸要求等。选择时可从以下方面考虑：1） 载荷的性质、大小和方向 受冲击载荷时宜选择滚子轴承，反之选用球轴承。载荷的时宜选用滚子轴承，只受径向载荷时宜选用深沟球轴承，只受轴向力宜选用推力轴承。2） 转速的高低 转速高时宜选用球轴承，反之则选用滚子轴承。3） 调心性能要求 对于两轴承孔的跨距较大，或轴受载后弯曲变形较大等情况，为使轴正常运转，宜选用调心轴承。4） 拆装要求 对于需要经常拆卸或装拆困难的轴承，宜选用内外圈可分离结构的轴承。综上所述，我们选择的是深沟球轴承。3.5.2 轴承尺寸的选择同一类型同一内经的轴承，随其外径和宽度尺寸的不同，其承载能力也不同。选择轴承尺寸时，要计算承载能力，按承载能力确定轴承尺寸。3.5.3 轴承精度等级的选择普通减速器中，一般采用0级精度的轴承。根据以上所述，我们选择深沟球轴承，代号6014，d=70mm,D=110mm,B=20和代号 6015,b=75mm,D=115mm,B=20mm.3.6 键的类型和型号选择键是标准件