1、注塑机减速器设计1.了解减速器的各种附件、箱体传动件以及轴承的结构特点；2.初绘装配草图及验算轴与轴承；3.在初绘装配草图以及验算轴与轴承的基础上，完成装配图。4.掌握“边绘图，边计算，边修改”的交替工作法，复杂装配（工作）图设计程序。第1页/共17页一、设计的目的 1、综合利用所学的知识，培养解决生产实际问题的能力。2、掌握一般机械的设计方法。常用机构的运动形式、特点和尺寸计算，常用机构的设计计算、校核、安装及维护，机械零部件的公差、配合，机械加工、制造方面的知识，机械制图知识二、机械设计的一般过程2、传动比分配3、计算各轴的转速1、选择电动机4、计算各轴的转矩5、齿轮传动设计6、轴及轴类零
2、件的设计与选择7、绘制装配图和零件图第2页/共17页 用于塑化物料，工作时载荷有轻微冲击，允许速度误差用于塑化物料，工作时载荷有轻微冲击，允许速度误差4 4，每天工作，每天工作2424小时，使用期限小时，使用期限5 5年（每年工作日年（每年工作日300300天），连天），连续单向运转。续单向运转。注塑机加工材料注塑机加工材料ABSABS，螺杆直径为，螺杆直径为50mm50mm，转速为，转速为220r/min220r/min，所需功率为所需功率为13KW13KW，螺杆工作所需扭矩为，螺杆工作所需扭矩为430430600N.m600N.m。试设计以。试设计以下结构的减速器：下结构的减速器：课程设计
3、题目第3页/共17页1、选择电动机（1）确定工作机功率(2)原动机功率P电动机=P螺杆/总总总 电机到工作机之间的总效率类型 效率开式闭式圆柱齿轮传动0.940.960.960.99V带传动0.940.97滚动轴承（每对）0.980.995弹性联轴器0.990.995P工作=P螺杆电动机至工作机间的总效率=123n123n分别为传动装置中各传动副（齿轮、蜗杆、带或链、轴承、联轴器）的效率第4页/共17页(3)确定电动机转速 同一类型、相同额定功率的电动机低速的级数多，外部尺寸及重量较大，同一类型、相同额定功率的电动机低速的级数多，外部尺寸及重量较大，价格较高，但可使传动装置的总传动比及尺寸减少
4、；高速电动机则与其相价格较高，但可使传动装置的总传动比及尺寸减少；高速电动机则与其相反，设计时应综合考虑各方面因素，选取适当的电动机转速。反，设计时应综合考虑各方面因素，选取适当的电动机转速。三相异步电动机常用的同步转速有三相异步电动机常用的同步转速有3000r/min,1500r/min,3000r/min,1500r/min,1000r/min,750r/min,1000r/min,750r/min,常选用常选用1500r/min1500r/min或或1000r/min1000r/min的电动机。的电动机。设计时可由工作机的转速要求和传动结构设计时可由工作机的转速要求和传动结构的合理传动比
5、范围，推算出电动机转速的的合理传动比范围，推算出电动机转速的可选范围，即可选范围，即n nd d=(i=(i1 1i i2 2i i3 3i in n)n)nW Wn nd d电动机可选转速范围电动机可选转速范围i i1 1,i,i2 2i in n各级传动机构的合理传动比各级传动机构的合理传动比范围范围由选定的电动机类型、结构、容量和转速由选定的电动机类型、结构、容量和转速查手册，查出电动机型号，并记录其型号、查手册，查出电动机型号，并记录其型号、额定功率、满载转速、中心高、轴伸尺寸、额定功率、满载转速、中心高、轴伸尺寸、键联接尺寸等。键联接尺寸等。设计传动装置时，一般按电动机的实际输设计传
6、动装置时，一般按电动机的实际输出功率出功率P Pd d计算，转速则取满载转速计算，转速则取满载转速n nW W。l d 查出其外伸轴径查出其外伸轴径d d和外和外伸长度伸长度l l，中心高，中心高H H第5页/共17页 传动机构选用指标平带传动V带传动链传动圆柱齿轮传动功率（常用值）/kw小（20）中（100）中（100）大（最大达50000）单级传动比常用值24242535最大值5768传动效率查表许用的线速度252530406级精度18外廓尺寸大大大小传动精度低低中等高工作平稳性好好较差一般自锁性能无无无无过载保护作用有有无无使用寿命短短中等长缓冲吸振能力好好中等长要求制造及安装精度低低中
7、等高要求润滑条件不需不需中等高环境适应性不能接触酸、碱、油、爆炸性气体好一般第6页/共17页按手册推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传按手册推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围动比范围i1=3i1=35 5。故电动机转速的可选范围为。故电动机转速的可选范围为n nd d=i=i n n螺杆螺杆（3 35 5）2202206606601100 r/min1100 r/min查表符合这一范围的同步转速有查表符合这一范围的同步转速有750750、和、和10001000。比较以下几种方案，选择较为合理的电动机：方案1：Y180L6 额定功率kW=15；同步转速r/min
8、=1000；满载转速r/min=970；总传动比i总=n电动/n螺杆=970/220=4.4方案2：Y200L8 额定功率kW=15；同步转速r/min=750满载转速r/min=730；总传动比i总=n电动/n螺杆=730/220=3.3 如果是低压380V的防护等级一般是IP44以上，做IP54肯定是没问题的，低压交流电机现在一般不做IP23的，IP23是开启式，从外面能看到电机内部，指防护大于12mm固体和防止与电机垂直线成60度角范围内的淋水对电机的影响；IP54是封闭电机，指防护尘和防溅水电机。如果是高压电机应该两种防护等级都可以做到。第7页/共17页2、传动比分配齿轮齿轮链链带带i
9、ii 原则：各级传动比应在合理的范围内：各级传动尺寸协调，传动比应满足：42 带带i63 齿轮齿轮i62 链链i i i总总=i=i减减=i=i高高*i i低低=n=nm m/n/nw w i i减减减速器传动比减速器传动比 i i高高减速器内高速级传动比减速器内高速级传动比 i i低低减速器内低速级传动比减速器内低速级传动比 n nm m电动机满载转速电动机满载转速 n nw w工作机转速工作机转速 i i高高=（1.21.21.3)i1.3)i低低 i i减减=（1.21.21.3)i1.3)i低低2 2第8页/共17页3、计算各轴的n，P，T 1）各轴转速 电动机轴:nm（满载转速）I轴
10、:nI=nm II轴:n II=nI/i高 2)各轴输入功率 电动机轴:Pd=Pw/总 I轴:P I=Pd （联轴器效率）II轴:P I I=P I*12 12I轴至 II轴效率第9页/共17页3)各轴扭矩Tl 电动机轴：l Td=9550*Pd/nm（Nm）l I轴：TI=Td II轴：TII=TI*12*I高 计算出参数列表备用。轴 号功率 P扭矩 T转速 n传动比i电动机轴 Pd Td nm i=1 I 轴PI入PI出TI入TI出 n I II 轴PII入PII出TII入TII出 n II第10页/共17页4、齿轮传动设计圆柱齿轮设计计算及结构设计的方法、步骤均可依教材圆柱齿轮设计计算及
11、结构设计的方法、步骤均可依教材的有关内容进行，其注意事项如下：的有关内容进行，其注意事项如下：（1 1）齿轮材料的选择要注意毛坯制造方法：）齿轮材料的选择要注意毛坯制造方法：选择材料前应选择材料前应先估计大齿轮的直径，如果大齿轮直径较大，应选用铸造毛先估计大齿轮的直径，如果大齿轮直径较大，应选用铸造毛坯，材料一般可选铸钢或铸铁；如果小齿轮的齿根圆直径与坯，材料一般可选铸钢或铸铁；如果小齿轮的齿根圆直径与轴径接近，可制成齿轮轴，选用的材料应兼顾轴的要求，轴径接近，可制成齿轮轴，选用的材料应兼顾轴的要求，同同一减速器的各小齿轮（或大齿轮）的材料应尽可能一致，以一减速器的各小齿轮（或大齿轮）的材料应
12、尽可能一致，以减少材料的牌号，降低加工的工艺要求。减少材料的牌号，降低加工的工艺要求。（2 2）计算齿轮的啮合几何尺寸时应精确到小数点后）计算齿轮的啮合几何尺寸时应精确到小数点后2 23 3位，位，角度应精确到秒，而中心距、宽度和结构尺寸应尽量圆整为角度应精确到秒，而中心距、宽度和结构尺寸应尽量圆整为整数。整数。（3 3）参数的合理选择，通常取）参数的合理选择，通常取Z Z1 1=20=204040，在保证齿根弯曲，在保证齿根弯曲强度的前提下，强度的前提下，Z Z1 1可取大些；传递动力的齿轮，其模数应大可取大些；传递动力的齿轮，其模数应大于于1.51.52mm2mm。第11页/共17页 5、
13、计算轴类零件（1 1）初选轴径）初选轴径 轴的结构设计要在初步估算出一段轴径的轴的结构设计要在初步估算出一段轴径的基础上进行。轴径可按扭转强度初算基础上进行。轴径可按扭转强度初算 初估的轴径为轴上受扭段的最小直径，此处如有键槽，还要考虑键槽对轴初估的轴径为轴上受扭段的最小直径，此处如有键槽，还要考虑键槽对轴强度削弱的影响。有一个键槽时，直径增大强度削弱的影响。有一个键槽时，直径增大5%5%7%7%并圆整，若外伸轴用联并圆整，若外伸轴用联轴器与电动机轴相联，则应综合考虑电动机轴径及联轴器孔径尺寸，对初轴器与电动机轴相联，则应综合考虑电动机轴径及联轴器孔径尺寸，对初算轴径尺寸适当调整。算轴径尺寸适
14、当调整。（2 2）联轴器选择）联轴器选择 一般传动装置中有两个联轴器，一个联接一般传动装置中有两个联轴器，一个联接电动机轴与减速器高速轴的联轴器，另一个是联接减速器低电动机轴与减速器高速轴的联轴器，另一个是联接减速器低速轴与工作机的联轴器。速轴与工作机的联轴器。对中、小型减速器的输入轴、输出对中、小型减速器的输入轴、输出轴均可采用弹性柱销联轴器，它加工制造容易，装拆方便、轴均可采用弹性柱销联轴器，它加工制造容易，装拆方便、成本低，能缓冲减震。本方案联轴器联接低速轴与工作机，成本低，能缓冲减震。本方案联轴器联接低速轴与工作机，选弹性柱销联轴器选弹性柱销联轴器 第12页/共17页3）轴承的选择减速
15、器中常用的轴承是滚动轴承，滚动轴承类型可参照如下原则进行选减速器中常用的轴承是滚动轴承，滚动轴承类型可参照如下原则进行选择：择：（1 1）考虑轴承所承受载荷的方向和大小）考虑轴承所承受载荷的方向和大小。原则上，当轴承仅承受纯径向。原则上，当轴承仅承受纯径向载荷时，一般选用深沟球轴承；当轴承既承受径向载荷又承受轴向载荷时，载荷时，一般选用深沟球轴承；当轴承既承受径向载荷又承受轴向载荷时，一般选用角接触球轴承或圆锥滚子轴承：但如果轴向载荷不大时，应选用一般选用角接触球轴承或圆锥滚子轴承：但如果轴向载荷不大时，应选用深沟球轴承。深沟球轴承。（2 2）转速较高，旋转精度要求较高，而载荷较小时和般选用球
16、轴承。）转速较高，旋转精度要求较高，而载荷较小时和般选用球轴承。（3 3）载荷较大且有冲击振动时，宜选用滚子轴承（相同外形尺寸下，滚）载荷较大且有冲击振动时，宜选用滚子轴承（相同外形尺寸下，滚子轴承一般比球轴承承载能力大，但当轴承内径子轴承一般比球轴承承载能力大，但当轴承内径d20mmd20mm时，这种优点不显时，这种优点不显著，由于球轴承价格低廉，应选球轴承）。著，由于球轴承价格低廉，应选球轴承）。（4 4）轴的刚度较差、支承间距较大，轴承孔同轴度较差或多点支承时，）轴的刚度较差、支承间距较大，轴承孔同轴度较差或多点支承时，一般选用自动调心轴承；而不能自动调心的滚子轴承仅能用在轴的刚度较一般
17、选用自动调心轴承；而不能自动调心的滚子轴承仅能用在轴的刚度较大、支承间距不大、轴承孔同轴度能严格保证的场合。大、支承间距不大、轴承孔同轴度能严格保证的场合。（5 5）同一轴上各支承应尽可能选用同类型号的轴承）同一轴上各支承应尽可能选用同类型号的轴承 轴承的强度校核 轴承寿命一般按减速器的使用年限选定。对初选的轴轴承寿命一般按减速器的使用年限选定。对初选的轴承型号，应根据负荷情况确定其寿命，如不合要求，承型号，应根据负荷情况确定其寿命，如不合要求，一般可更换轴承系列或类型，但不轻易改变轴承内孔一般可更换轴承系列或类型，但不轻易改变轴承内孔尺寸。具体计算方法见教材。尺寸。具体计算方法见教材。第13
18、页/共17页4）键的选择采用平键联接，键槽的宽度和深度根据轴颈确定（见教材）采用平键联接，键槽的宽度和深度根据轴颈确定（见教材）,键长根键长根据毂长确定。平键联接主要校核挤压与剪切强度。计算中许用挤压据毂长确定。平键联接主要校核挤压与剪切强度。计算中许用挤压应力应选取轴、键、轮毂三者中最弱的。应力应选取轴、键、轮毂三者中最弱的。5）滚动轴承的组合设计（1 1）轴系部件的轴向固定）轴系部件的轴向固定圆柱齿轮减速器轴承支点跨距较小，齿轮传动效率高、温升小，因此圆柱齿轮减速器轴承支点跨距较小，齿轮传动效率高、温升小，因此轴热膨胀伸长量很小，所以轴系常采用两端固定方式：内圈轴向固定采用轴热膨胀伸长量很
19、小，所以轴系常采用两端固定方式：内圈轴向固定采用轴肩或套筒，外圈在箱体轴承座孔中，常用轴承盖作轴向固定。轴肩或套筒，外圈在箱体轴承座孔中，常用轴承盖作轴向固定。轴承盖与轴承外端面间，装有调整垫片，用以补偿轴系零件的轴间制轴承盖与轴承外端面间，装有调整垫片，用以补偿轴系零件的轴间制造误差、调整轴承游隙和少量调整齿轮的轴间位置。造误差、调整轴承游隙和少量调整齿轮的轴间位置。（2 2）轴承的润滑与密封）轴承的润滑与密封第14页/共17页6）装配图草绘设计 第15页/共17页7）轴的强度校核 8）减速器箱体绘制 9）减速器箱盖绘制 10）绘制装配图 11）绘制零件图 第16页/共17页感谢观看！第17页/共17页
