1、课程设计指导课课程设计指导课一级圆柱齿轮减速器一级圆柱齿轮减速器机械设计基础机械设计基础课程设计课程设计一、设计的目的一、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。、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。、掌握一般机械的设计方法。3、通过课程设计培养独立工作能力；、通过课程设计培养独立工作能力；4、熟悉与机械设计有关的标准、规范、资料、手册，并培、熟悉与机械设计有关的标准、规范、资料、手册，并培养运用它们解决实际问题的能力。养运用它们解决实际问题的能力。5、培养使用资料进行计算、绘图和数据处理的能力。、培养使用资料进行计算、绘图和数据
2、处理的能力。常用机构的运动形式、特点和尺寸计算，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，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，机械制图知识机械制图知识1、设计前的准备 2、总体方案设计3、总体结构设计 4、零部件设计5、联系厂家，生产样机，现场实验6、根据实验，修改设计7、编写设计说明书和使用说明书8、鉴定二、机械设计的一般过程二、机械设计的一般过程1、绘制、绘制减速器减速器装配图装配图1张（要求至少有主、俯两个图）；张（要求至少有主、俯两个图）；A2图纸（比例
3、图纸（比例1:1.5或或1:2），手工绘制。），手工绘制。2、绘制零件、绘制零件工作图工作图2张（减速器低速轴和大齿轮）张（减速器低速轴和大齿轮）A3图纸（比例图纸（比例1:1），手工绘制。），手工绘制。3、设计说明书一份、设计说明书一份（16开，约开，约20页，至少页，至少8000字）字）写明详细计算过程写明详细计算过程A2图纸轴零件图（A3图纸）齿轮零件图（A3图纸）五、课程设计计划五、课程设计计划 1.传动装置总体设计计算传动装置总体设计计算 第第1-2天天2.装配草图设计装配草图设计 第第3天天3.装配图设计及绘图装配图设计及绘图 第第4-6天天4.零件图设计及绘图零件图设计及绘图 第
4、第6-7天天4.编写设计计算说明书编写设计计算说明书 第第8-9天天5.交资料交资料 第第10天（天（7月月9日）日）六、要求与建议六、要求与建议1.计算过程纸张注意保存，方便说明书整理。计算过程纸张注意保存，方便说明书整理。2.说明书编写要求：说明书编写要求：按指定的格式书写：一律按指定的格式书写：一律打印打印，采取，采取A4纸张，页边距一律纸张，页边距一律采取：上、下采取：上、下2.5cm，左，左3cm,右右1.5cm，行间距取多倍行距（设，行间距取多倍行距（设置值为置值为1.25）；字符间距为默认值（缩放）；字符间距为默认值（缩放100%，间距：标准），间距：标准）封面、目录、正文采用统
5、一规定的格式。封面、目录、正文采用统一规定的格式。其中：其中：正文中的正文中的标题标题用四号黑体字；正文用小四号宋体。用四号黑体字；正文用小四号宋体。页码页码从正文开始在页脚按阿拉伯数字（宋体小五号）连从正文开始在页脚按阿拉伯数字（宋体小五号）连续编排，居中书写。续编排，居中书写。正文的全部标题正文的全部标题层次应整齐清晰，相同的层次应采用统层次应整齐清晰，相同的层次应采用统一字体表示。第一级为一字体表示。第一级为“第一章第一章”、“第二章第二章”等，第二级等，第二级为为“1.1”、“1.2”、“1.3”等，第三级为等，第三级为“1.1.1”、“1.1.2”等。等。3、说明书装订顺序：、说明书
6、装订顺序：封面封面（按规定格式）（按规定格式）目录目录（单独页码，参考提供的资料）（单独页码，参考提供的资料）正文正文（单独页码，参考提供的资料。包括：设计任务书，（单独页码，参考提供的资料。包括：设计任务书，电动机选择、电动机选择、传动比分配、传动装置的运动和动力参数计算，传动比分配、传动装置的运动和动力参数计算，传动件设计计算（齿轮传动），轴强度计算、传动件设计计算（齿轮传动），轴强度计算、轴承选择，键轴承选择，键的选择，联轴器的选择等）的选择，联轴器的选择等）4.画图的注意点：画图的注意点：螺栓连接的画法；三视图应同时进行；边框与标题栏（画螺栓连接的画法；三视图应同时进行；边框与标题栏（
7、画图之前第一步）；每个结构彻底理解（参考模型）；图线清晰；图之前第一步）；每个结构彻底理解（参考模型）；图线清晰；5.交作业时间：交作业时间：14年年7月月9日日七、设计的基本步骤七、设计的基本步骤1、选择电动机、选择电动机2、传动比分配、传动比分配2、传动比分配、传动比分配3、计算各轴的转速、计算各轴的转速3、计算各轴的转速、计算各轴的转速1、选择电动机、选择电动机4、计算各轴的转矩、计算各轴的转矩4、计算各轴的转矩、计算各轴的转矩5、带传动设计、带传动设计5、带传动设计、带传动设计6、齿轮传动设计、齿轮传动设计6、齿轮传动设计、齿轮传动设计7、轴及轴类零件的设计与选择、轴及轴类零件的设计与
8、选择7、轴及轴类零件的设计与选择、轴及轴类零件的设计与选择8、绘制装配图和零件图、绘制装配图和零件图8、绘制装配图和零件图、绘制装配图和零件图传动方案简图传动方案简图一级减速器 电机带传动 减速器FVD 联轴器卷筒运输带F：运输带拉力（：运输带拉力（kN）V：运输带速度（：运输带速度（m/s）D：卷筒直径（：卷筒直径（mm)P带传动居前带传动居前,缓缓冲吸震冲吸震,过载保过载保护齿轮护齿轮,且只有且只有高速才能提高高速才能提高传动能力传动能力P:功率（功率（kw）传动类型传动类型传传 动动 类类 别别效率效率单单 级级 传传 动动 比比常用值常用值最大值最大值圆柱齿轮传圆柱齿轮传动动7级精度（
9、稀油润滑）级精度（稀油润滑）8级精度（稀油润滑）级精度（稀油润滑）9级精度（稀油润滑）级精度（稀油润滑）开式齿轮（脂润滑）开式齿轮（脂润滑）0.980.990.970.960.940.963535354610101015圆锥齿轮传圆锥齿轮传动动7级精度（稀油润滑）级精度（稀油润滑）8级精度（稀油润滑）级精度（稀油润滑）开式齿轮（脂润滑）开式齿轮（脂润滑）0.970.980.940.970.920.9523234666蜗杆传动蜗杆传动自锁蜗杆自锁蜗杆单头蜗杆单头蜗杆双头蜗杆双头蜗杆四头蜗杆四头蜗杆0.400.450.700.750.750.820.800.92开式开式1560闭式闭式1040开式
10、开式100闭式闭式80带传动带传动 平带传动平带传动V带传动带传动0.980.96242467滚动轴承滚动轴承球轴承（稀油润滑）球轴承（稀油润滑）滚子轴承（稀油润滑）滚子轴承（稀油润滑）0.99（一对）（一对）0.98（一对）（一对）联轴器联轴器 浮动式（十字沟槽式等）浮动式（十字沟槽式等）齿式联轴器齿式联轴器弹性联轴器弹性联轴器0.970.990.990.990.995带式输送机带式输送机输送机滚筒输送机滚筒0.96总工作电机PPF电机带传动减速器VD联轴器卷筒运输带卷筒轴需要的输出功率为：1000FVPw 电动机输出功率：)/(/543221wwdPPP96.0199.0299.0497.
11、0396.05 F-牛顿 V-米/秒 D-毫米 P-千瓦DVnw100060 V鼓轮转速鼓轮转速 根据求出的根据求出的P、n查手册（查手册（）。）。转速转速n：建议选用同步转速为：建议选用同步转速为1000-1500（rpm）功率功率P：为使传动可靠，额定功率应大于计算功率即：为使传动可靠，额定功率应大于计算功率即 P额（额（Ped）Pd=PW/总总 选定电动机：型号（选定电动机：型号（Y系列）、同步转速系列）、同步转速n、满载转、满载转速速nm、额定功率额定功率P额（额（Ped）、轴的中心高、轴的中心高、电动机轴电动机轴径、起动转矩径、起动转矩/额定转矩的比值。额定转矩的比值。同步转速150
12、0rpm（4级）Y100L142.25.01420810.827.02.22.2Y100L2436.8142082.50.817.02.22.2Y112M448.8144084.50.827.02.22.2Y132S45.511.6144085.50.847.02.22.2Y132M47.515.41440870.857.02.22.2Y160M41122.61460880.847.02.22.2Y系列电动机技术数据 同步转速1000rpm（6级）Y112M62.25.694080.50.746.52.02Y132S637.2960830.766.52.02Y132M1649.4960840.
13、776.52.02Y132M265.512.696085.30.786.52.02Y160M67.517.0970860.786.52.02Y160L61124.6970870.786.52.02Y系列电动机技术数据 齿轮齿轮带iii原则：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：63 齿齿轮轮i42带i滚筒电动机总nni（不用整数）（不用整数）四、计算运动和动力参数四、计算运动和动力参数I轴n I=min)/(rin带电动机II轴n II=min)/(riin齿轮带电动机各轴转矩：(Nmm)1055.96iiinpT各轴功率：注意：注意：II轴设计输出转速与所轴设计输
14、出转速与所要求的转速不符，但误差在要求的转速不符，但误差在以内即可满足工程要求。以内即可满足工程要求。)(kWp带轴承电动机I)(2kWp齿轮轴承带电动机II1、各轴转速：、各轴转速：2、计算各轴的转矩、计算各轴的转矩01、带传动设计、带传动设计 参照课本或设计手册进行，可选择普通参照课本或设计手册进行，可选择普通V带或窄带或窄V带。带。应注意的问题：应注意的问题：1、原始数据：原始数据：电动机功率：电动机功率：Pd电动机转速：电动机转速：ndV带传动理论传动比：带传动理论传动比：i2、选定大、小带轮后，选定大、小带轮后，i 带带可能与分配值不同，应采用新值。可能与分配值不同，应采用新值。3、
15、带轮的中心距在带轮的中心距在400500之间选取。之间选取。4、带的根数可以向上圆整，或向下圆整，但保证误差在、带的根数可以向上圆整，或向下圆整，但保证误差在5%以内且不多于以内且不多于4。5、注意带轮最小直径，带轮直径要在基准直径系列中选。带、注意带轮最小直径，带轮直径要在基准直径系列中选。带轮基准长度要在基准长度系列中选。轮基准长度要在基准长度系列中选。2、齿轮传动设计、齿轮传动设计)z/z(ni/nnddw12 先按齿面接触强度计算公式设计齿轮的结构尺寸先按齿面接触强度计算公式设计齿轮的结构尺寸,然后然后再用齿轮弯曲强度计算公式进行校核。再用齿轮弯曲强度计算公式进行校核。在以上运算基础上
16、可计算箱体尺寸在以上运算基础上可计算箱体尺寸注意带传动，齿轮传动，轴承选取时要圆整的尺寸！注意带传动，齿轮传动，轴承选取时要圆整的尺寸！有些尺寸不能算出来多少就直接使用有些尺寸不能算出来多少就直接使用一般中心距一般中心距150-300mm设计计算中需要验算的内容设计计算中需要验算的内容1、齿轮传动的强度验算、齿轮传动的强度验算2、低速轴的弯扭合成强度验算、低速轴的弯扭合成强度验算3、低速轴键的强度验算、低速轴键的强度验算4、低速轴上的滚动轴承寿命验算、低速轴上的滚动轴承寿命验算5、传动大齿轮浸油深度验算、传动大齿轮浸油深度验算6、选择减速器内齿轮润滑方式验算、选择减速器内齿轮润滑方式验算V7、
17、选择滚动轴承的润滑（剂）方式验算、选择滚动轴承的润滑（剂）方式验算dn1、装配草图设计、装配草图设计（含轴的结构设计、滚动轴承组合设计等）（含轴的结构设计、滚动轴承组合设计等）2、正式装配图（含箱体和箱体附件设计）、正式装配图（含箱体和箱体附件设计）装配草图设计是装配图设计的规划和准备阶段正式装配图装配草图设计是装配图设计的规划和准备阶段正式装配图设计是对草图的进一步细化和完善设计是对草图的进一步细化和完善.特点：特点：“算画结合算画结合”边边画边算（边计算，边画图，边修改）画边算（边计算，边画图，边修改）草图设计草图设计1、准备工作、准备工作（1）A2图纸一张，选择合适比例，用仪器画图纸一张
18、，选择合适比例，用仪器画（2）主要传动件的参数计算完备（齿轮几何尺寸、）主要传动件的参数计算完备（齿轮几何尺寸、轴径估算）轴径估算）2、要求、要求（1）草图设计正确，迅速，主要结构要表达清楚。）草图设计正确，迅速，主要结构要表达清楚。各零件尺寸可随时标注在图纸上。各零件尺寸可随时标注在图纸上。（2）草图不要求线型，同样零件可只画一个，其它）草图不要求线型，同样零件可只画一个，其它 简画。简画。（3）所有零件尺寸随手画在草图上，以免再次查）所有零件尺寸随手画在草图上，以免再次查 找。找。草图设计步骤草图设计步骤 按中心距先画轴心线，再画轴及轴承，按中心距先画轴心线，再画轴及轴承，先画箱内，后画箱
19、外，先画箱内，后画箱外，先粗画，后细画，先粗画，后细画，先画俯视图，再画主视图，先画俯视图，再画主视图，最后画侧视图。最后画侧视图。布图上下左右要适当匀称。布图上下左右要适当匀称。1 1）确定视图确定视图比例及排列位置：比例及排列位置：2 2）确定减速器箱体内壁线：确定减速器箱体内壁线：P28（齿顶至内壁的距离齿顶至内壁的距离 1 1 齿轮端面至内壁的距离齿轮端面至内壁的距离 2 2）待定3 3）确定减速器箱体凸缘宽度：确定减速器箱体凸缘宽度：（前后宽度前后宽度 L=+c1 1+c2 2+8+8、（侧面宽度侧面宽度 L=+c1 1+c2 2c1 1、c2 2由由d1 1查取查取 ）c1 1、c
20、2 2由由d2 2查取见查取见p17 p17 ）1.1.图纸总体布局：图纸总体布局：减速器装配草图的设计减速器装配草图的设计2.2.轴及轴承装置组合设计：轴及轴承装置组合设计：1 1）各轴结构及尺寸设计：各轴结构及尺寸设计：2 2）初选轴承类型、代号、外形尺寸并确定安装位置初选轴承类型、代号、外形尺寸并确定安装位置l2：估算最小轴径并初定轴的结构形状；估算最小轴径并初定轴的结构形状；确定各轴段径向尺寸；确定各轴段径向尺寸；确定各轴段轴向尺寸。确定各轴段轴向尺寸。有些待定有些待定3 3）选择联轴器型号选择联轴器型号5 5）设计轴承端盖结构尺寸设计轴承端盖结构尺寸6 6）设计齿轮结构尺寸设计齿轮结
21、构尺寸7 7）确定支承结构及调整方式确定支承结构及调整方式8 8）设计轴承润滑及密封方式设计轴承润滑及密封方式l2l2脂润滑脂润滑挡油环挡油环油润滑油润滑油沟油沟+端盖缺口端盖缺口4 4）轴的强度校核轴的强度校核箱盖壁厚102.11取50306箱底厚度207H其他部件的设计其他部件的设计1、箱体设计、箱体设计2、附件设计、附件设计 通气器通气器 检查孔和盖板检查孔和盖板 放油塞放油塞 油标尺油标尺 起盖螺钉起盖螺钉 起吊装置起吊装置 4.设计中应注意的问题设计中应注意的问题 1）输入（出）轴外伸端长度、直径应与联轴器孔径匹配。）输入（出）轴外伸端长度、直径应与联轴器孔径匹配。2）润滑剂和润滑方
22、式的选择）润滑剂和润滑方式的选择 减速器内齿轮的润滑剂和润滑方式按圆周速度减速器内齿轮的润滑剂和润滑方式按圆周速度V确定，确定，减速器内轴承的润滑剂和润滑方式按速度因数减速器内轴承的润滑剂和润滑方式按速度因数dn确定。由于确定。由于齿轮和轴承可能分别采用润滑油和润滑脂（或润滑油），此时齿轮和轴承可能分别采用润滑油和润滑脂（或润滑油），此时二者不能相混，否则轴承润滑脂被冲走，故应在轴承处采用密二者不能相混，否则轴承润滑脂被冲走，故应在轴承处采用密封装置封装置“挡油盘挡油盘”。注意，并不是每个轴承处都安挡油盘。注意，并不是每个轴承处都安挡油盘。3）油底油面高度）油底油面高度3050，以保证足够的油
23、量。，以保证足够的油量。4）注意轴承盖的嵌入式和凸缘式结构。）注意轴承盖的嵌入式和凸缘式结构。5）齿轮与轴的结合方式可设计成齿轮与轴分离，也可以成齿轮）齿轮与轴的结合方式可设计成齿轮与轴分离，也可以成齿轮轴。轴。最高油面最高油面1/6d最低油面最低油面10mmdV2m/s飞溅润滑min/.10254rmmdn脂润滑飞溅润滑用油沟箱体结构设计箱体结构设计 机座壁厚机座壁厚 按二级齿轮减速器按二级齿轮减速器a选择壁厚选择壁厚 a-低速级中心距低速级中心距 轴承座旁螺栓扳手空间轴承座旁螺栓扳手空间 扳手空间大操作方便，但扳手空间大操作方便，但h太大螺太大螺 栓太长，安装不便，且要合于螺栓长栓太长，安
24、装不便，且要合于螺栓长 度系列度系列 螺栓中心到机座外壁距离螺栓中心到机座外壁距离 螺栓中心到机座外凸边缘尺寸螺栓中心到机座外凸边缘尺寸起盖螺钉起盖螺钉作用：作用：起盖用起盖用 ，两个对角线布置。，两个对角线布置。定位销定位销作用：作用：镗轴承孔定位用，两个对角线布置。镗轴承孔定位用，两个对角线布置。观察窗观察窗作用：作用：注油、观察两对齿轮啮合情况，以能注油、观察两对齿轮啮合情况，以能 进手为宜。进手为宜。吊钩吊钩作用：作用：起吊整机用，与底座铸出。起吊整机用，与底座铸出。起盖吊耳起盖吊耳作用：作用：起吊盖，与上盖一同铸出。起吊盖，与上盖一同铸出。放油塞放油塞作用：作用：更换润滑油的出口，更
25、换润滑油的出口，设计在箱体设计在箱体 底座最低位置处。底座最低位置处。油标尺油标尺作用：作用：测量油面深度，要有最高液面，测量油面深度，要有最高液面，最低液面刻度。位置设计要防止拔不出油标最低液面刻度。位置设计要防止拔不出油标 或油外溢。或油外溢。正式装配图正式装配图 1）各视图应能完整表达箱内外结构（达到使他人能）各视图应能完整表达箱内外结构（达到使他人能 拆图的目的）拆图的目的）2）符合制图）符合制图国家标准国家标准，零件编号，标题栏，明细，零件编号，标题栏，明细 表，技术要求等应齐全。表，技术要求等应齐全。3）标注尺寸）标注尺寸 a.特性尺寸特性尺寸:齿轮中心距及公差值。齿轮中心距及公差
26、值。b.外廓尺寸外廓尺寸:长长*宽宽*高高，包括外伸端轴长。，包括外伸端轴长。c.安装尺寸安装尺寸:地脚螺钉孔径及定位尺寸、孔地脚螺钉孔径及定位尺寸、孔 距、距、外伸端轴中心高。外伸端轴中心高。d.配合尺寸配合尺寸:齿轮与轴、轴承内外圈、键槽、外伸齿轮与轴、轴承内外圈、键槽、外伸 端与联轴器。装配图上标注公差代号。端与联轴器。装配图上标注公差代号。4）列出减速器特性：）列出减速器特性：功率、转速、传动比。功率、转速、传动比。零件图零件图 1、低速轴、低速级大齿轮低速轴、低速级大齿轮 2、要求：标出全部尺寸、公差值、形位、要求：标出全部尺寸、公差值、形位 公差、粗糙度、材料及热处理方法公差、粗糙
27、度、材料及热处理方法 技术要求等。技术要求等。轴的键槽处要有移出剖面，轴的键槽处要有移出剖面，齿轮轴列出参数表。齿轮轴列出参数表。编写设计计算说明书编写设计计算说明书格式参考附件中提供的资料格式参考附件中提供的资料 装配图 3技术要求技术要求 零件在制造过程或检验时所必须保证的设计零件在制造过程或检验时所必须保证的设计要求和条件，不便用图形或符号表示时，应在零件图技术要求和条件，不便用图形或符号表示时，应在零件图技术要求中列出，其内容根据不同的零件的加工方法和要求确要求中列出，其内容根据不同的零件的加工方法和要求确定。一些在零件图中多次出现，且具有相同几何特征的局定。一些在零件图中多次出现，且具有相同几何特征的局部结构尺寸部结构尺寸(如倒角、圆角半径等如倒角、圆角半径等)，也可在技术要求中列，也可在技术要求中列出。出。4标题栏标题栏 标题栏按国家标准格式设置在图纸的右下角，标题栏按国家标准格式设置在图纸的右下角，主要内容有零件的名称、图号、数量、材料、比例等。主要内容有零件的名称、图号、数量、材料、比例等。
