1、?机械设计机械设计?课程设计是重要的实践教学环节，其根课程设计是重要的实践教学环节，其根本目的在于：本目的在于：1 1、训练综合运用、训练综合运用?机械设计机械设计?课程和有关先修课程课程和有关先修课程的理论及生产实际知识解决实际机械设计问题的能力，的理论及生产实际知识解决实际机械设计问题的能力，培养正确设计思想，稳固所学知识；培养正确设计思想，稳固所学知识；2 2、学习机械设计的一般方法，了解和掌握机械零、学习机械设计的一般方法，了解和掌握机械零件、传动装置的设计方法和步骤，培养机械设计能力件、传动装置的设计方法和步骤，培养机械设计能力和独立解决工程实际问题的能力；和独立解决工程实际问题的能
2、力；3 3、学会运用设计资料及进展经历估算，培养机械、学会运用设计资料及进展经历估算，培养机械设计的根本技能。设计的根本技能。课程设计课程设计题目题目：二级减速器二级减速器 目的目的和和意义意义：动力机动力机工作机工作机传动装置传动装置减速器减速器减 速 器 在距离间传递或和分配能量、实现转速的在距离间传递或和分配能量、实现转速的改变或运动形式的改变改变或运动形式的改变构造紧凑、效率较高、传递运动准确可靠、使用构造紧凑、效率较高、传递运动准确可靠、使用维护简单，可成批生产，在现代机器中应用很广维护简单，可成批生产，在现代机器中应用很广齿轮减速器单级斜齿圆柱齿轮减速器外廓尺寸比较二级齿轮减速器的
3、传动布置形式二级齿轮减速器的传动布置形式展开式展开式设计时应注意：1轴的刚度宜大些；2转矩应从远离齿轮的轴端输入；3采用斜齿轮时应使轴向力向着受径向力小的轴承。分流式分流式对称布置，受载大的低速级位于两轴承中间，载荷分布情况好高速级常采用斜齿，旋向相反，轴向力可相互抵消。轴应能在轴向作小量游动同轴式同轴式输入轴和输出轴同一轴线，箱体长度短，但轴向尺寸和重量较大，中间轴长，高速级齿轮的承载能力难于充分利用非对称布置，载荷分布不均匀，且两轴承受力不等其它类型减速器其它类型减速器传动比大时，构造紧凑。效率低齿轮传动在高速级构造紧凑蜗杆传动在高速级，效率较高传动效率高，传动比和传动功率范围广，体积和重
4、量小蜗杆减速器蜗杆减速器齿轮齿轮-蜗蜗杆减速器杆减速器行星齿轮行星齿轮减速器减速器 一、一、传动方案的分析和拟定传动方案的分析和拟定 二、二、电动机的选择电动机的选择 三、三、传动装置的运动和动力参数的计算传动装置的运动和动力参数的计算 四、四、传动零件的设计计算传动零件的设计计算 五、五、轴的设计计算轴的设计计算 六、轴承、联接件、润滑密封及联轴器的选六、轴承、联接件、润滑密封及联轴器的选择和验算择和验算 七、箱体构造及附件的设计七、箱体构造及附件的设计 八、装配图及零件图的设计与绘制八、装配图及零件图的设计与绘制 九、设计说明书的整理和编写九、设计说明书的整理和编写 设计内容：设计内容：1
5、、设计准备约占、设计准备约占5%2、传动装置的总体设计约占、传动装置的总体设计约占5%3、各级传动零件的设计约占、各级传动零件的设计约占5%4、装配草图设计约占、装配草图设计约占35%5、装配工作图绘制约占、装配工作图绘制约占25%6、零件工作图绘制约占、零件工作图绘制约占10%7、设计说明书编写约占、设计说明书编写约占10%8、设计总结和辩论约占、设计总结和辩论约占5%设计步骤：设计步骤：1、A0 装配图；装配图；2、零件工作图、零件工作图;3、设计说明书。、设计说明书。完成工作：完成工作：第 一 阶 段 准备、分析、设计计算准备、分析、设计计算一、传动方案的分析和拟定传动方案的分析和拟定1
6、.圆柱圆柱齿轮减速器齿轮减速器减速器工作原理123F电 动 机2，4-联 轴 器3-二 级 圆 柱 齿 轮 减 速 器5皮 带6-轴 承4VD65一、传动方案的分析和拟定传动方案的分析和拟定FVD二、二、电动机的选择电动机的选择 1、选择电动机类型和构造型式、选择电动机类型和构造型式 -常用常用Y系列三相交流异步电动机系列三相交流异步电动机2、确定电动机的容量、确定电动机的容量 -额定功率额定功率mP0P略大于所需功率略大于所需功率工作机所需功率工作机所需功率WWWWvFP1000kW式中：式中：Pw工作机所需功率，工作机所需功率，kW；Fw工作机的工作阻力，工作机的工作阻力，N；v 工作机卷
7、筒的速度，工作机卷筒的速度，m/s；w工作机的效率工作机的效率。FVD二、二、电动机的选择电动机的选择 0)3.11(PPm3、确定电机转速、确定电机转速-满载转速满载转速mn电动机所需功率电动机所需功率 电动机额定功率电动机额定功率wPP 0kW式中：式中：Pw工作机所需功率，工作机所需功率，kW；机械传动装置的总效率，机械传动装置的总效率，即由电动机至工作机之间的总效率即由电动机至工作机之间的总效率。FVD低高ii)5.13.1(IIPP00IIIIIIPPIIIIIIIIIIPPIIIIIInPT61055.9IIIIIIIIInPT61055.9三、分配传动比及三、分配传动比及运动和动
8、力参数计算运动和动力参数计算Wmnni 1 1、考虑润滑考虑润滑2 2、各轴转速、各轴转速mInn 高innIII低innIIIII3 3、各轴功率、各轴功率 4 4、各轴转矩、各轴转矩 IIInPT61055.9(Nmm)参参 数数轴轴 名名电动机轴电动机轴I轴轴II轴轴III轴轴卷筒卷筒轴轴转速转速n(r/min)功率功率P（kW）转矩转矩T(Nm)传动比传动比 效率效率 四、四、传动零件的设计计算传动零件的设计计算 圆柱齿轮传动的设计计算圆柱齿轮传动的设计计算1 1、根据经历选择材料和热处理方式；、根据经历选择材料和热处理方式；高要求功率大、构造紧凑：高要求功率大、构造紧凑：选合金钢或合
9、金铸钢；采用外表化淬火或渗选合金钢或合金铸钢；采用外表化淬火或渗碳淬火碳淬火 一般要求：一般要求：选碳钢或铸钢或铸铁；采用正火或调质选碳钢或铸钢或铸铁；采用正火或调质 各级小齿轮或大齿轮材料应尽可能各级小齿轮或大齿轮材料应尽可能一样。一样。圆柱齿轮传动的设计计算圆柱齿轮传动的设计计算2 2、根据齿面硬度确定设计准那么；、根据齿面硬度确定设计准那么；软齿面闭式齿轮传动软齿面闭式齿轮传动 按齿面接触疲劳强度条件设计，按齿面接触疲劳强度条件设计，再验算校核轮齿弯曲强度；再验算校核轮齿弯曲强度；硬齿面闭式齿轮传动硬齿面闭式齿轮传动 按轮齿的弯曲强度条件设计，按轮齿的弯曲强度条件设计，再验算校核齿面接触
10、疲劳强度再验算校核齿面接触疲劳强度 圆柱齿轮传动的设计计算圆柱齿轮传动的设计计算3 3、是否采用齿轮轴、是否采用齿轮轴 假设齿轮的齿根至键槽的距离假设齿轮的齿根至键槽的距离x2.5mn,x2.5mn,采用齿轮和轴做成一体；采用齿轮和轴做成一体；假设假设x x2.5mn,2.5mn,采用齿轮和轴分开加工。采用齿轮和轴分开加工。4 4、齿数的选取、齿数的选取 不能产生根切；不能产生根切；齿数越多，重合度越大，传动越平稳；齿数越多，重合度越大，传动越平稳；小齿轮齿数小齿轮齿数z z1 1与大齿轮齿数与大齿轮齿数z z2 2最好互为最好互为质数。质数。圆柱齿轮传动的设计计算圆柱齿轮传动的设计计算5 5
11、、齿宽系数：、齿宽系数：d d=b/d=b/d1 1 齿轮在轴的对称部位：齿轮在轴的对称部位：d d稍大一些；稍大一些；齿轮在轴的非对称部位：齿轮在轴的非对称部位：d d稍小一些；稍小一些；小齿轮的宽度小齿轮的宽度b b1 1=b+(5=b+(5 10)mm10)mm。6 6、中心距、中心距a a、模数、模数m m、齿数、齿数z z、传动比、传动比i i、齿宽、齿宽系数系数 d d等主要参数互相影响，并保持一定几等主要参数互相影响，并保持一定几何关系何关系不断调整。不断调整。7 7、采用试算法、采用试算法 估算轴的直径估算轴的直径 最小直径最小直径d d按扭转变形的强度公式进展估算，即按扭转变
12、形的强度公式进展估算，即dC3(P/n)1/2 mmdC3(P/n)1/2 mm式中，式中，PP轴传递的功率，轴传递的功率，kWkW；nn轴的转速，轴的转速，r.minr.min；CC由轴的材料和受载情况确定的系由轴的材料和受载情况确定的系数。数。选择联轴器选择联轴器1 1、类型、类型根据工作条件和要求选择；根据工作条件和要求选择；2 2、型号、型号根据载荷的大小、性质、方向和轴的转根据载荷的大小、性质、方向和轴的转速及其工作要求选择。速及其工作要求选择。设计普通设计普通V带传动带传动1.1.带的型号、长度、根数带的型号、长度、根数;2.2.带轮的直径、宽度和轴孔直径；带轮的直径、宽度和轴孔直
13、径；3.3.中心距等。中心距等。初选滚动轴承初选滚动轴承根据载荷的大小、性质、方向和轴的转根据载荷的大小、性质、方向和轴的转速及其工作要求选择。速及其工作要求选择。第 二 阶 段 绘图、编写说明书、辩论绘图、编写说明书、辩论第二阶段设计步骤第二阶段设计步骤装配图草图装配图草图装配工作图装配工作图零件工作图零件工作图答辩答辩编写说明书编写说明书(一一)准备工作准备工作一、装配图草图的设计一、装配图草图的设计齿轮传动的中心距、分度圆直径、齿轮传动的中心距、分度圆直径、齿顶圆直径、齿轮宽度等齿顶圆直径、齿轮宽度等2.2.初步考虑减速器箱体构造、轴承组合构造初步考虑减速器箱体构造、轴承组合构造(1)圆
14、柱圆柱齿轮减速器齿轮减速器减速器装配关系2.2.初步考虑减速器箱体构造、轴承组合构造初步考虑减速器箱体构造、轴承组合构造(2)圆柱圆柱齿轮减速器齿轮减速器减速器拆装 技术要求主视图俯视图左视图零件明细表标题栏 1、箱内传动零件中心线及外形轮廓确实定 中心线、齿顶圆、分度圆、齿宽等，两齿端面距离c参见下表。2、箱体内壁位置确实定 大齿轮齿顶圆与箱体内壁之间的距离及齿轮端面与箱体内壁之间的距离a见下表。3、轴的构造尺寸设计、轴的构造尺寸设计1径向尺寸确实定径向尺寸确实定 初步估算初步估算 2轴向尺寸确实定 4、轴承、联接件及联轴器的选择和验算轴承、联接件及联轴器的选择和验算(1)联轴器的选择(2)
15、支承组合构造的设计(3)轴、轴承、键的校核计算(1)传动零件的构造设计(2)轴承的润滑和密封设计(3)轴承端盖构造(4)(4)箱体的构造设计箱体的构造设计箱体要有足够的刚度箱体要有足够的刚度。良好的工艺性良好的工艺性(5)附件的设计附件的设计 窥视孔及窥视孔盖窥视孔及窥视孔盖 通气装置通气装置 放油孔螺塞放油孔螺塞 油标油标 定位销定位销 起盖螺钉起盖螺钉 起吊装置。起吊装置。(二二)装配图草图的绘制装配图草图的绘制 单级装配草图单级装配草图1、完成全部视图、完成全部视图2、标注尺寸、标注尺寸特性尺寸、配合尺寸特性尺寸、配合尺寸3、编写技术特性、编写技术特性4、制定技术要求、制定技术要求对零件
16、的要求、对安装和调整的要求、对润滑对零件的要求、对安装和调整的要求、对润滑和密封的要求、对试验的要求、对包装、运输和密封的要求、对试验的要求、对包装、运输和外观的要求和外观的要求5、填写标题栏和明细表、填写标题栏和明细表 二、装配工作图的绘制二、装配工作图的绘制1主视图主视图二、装配工作图的绘制二、装配工作图的绘制2俯视图俯视图二、装配工作图的绘制二、装配工作图的绘制3左视图左视图二、装配工作图的绘制二、装配工作图的绘制4技术要求技术要求二、装配工作图的绘制二、装配工作图的绘制5明细表明细表二、装配工作图的绘制二、装配工作图的绘制三、零件工作图的绘制三、零件工作图的绘制 (1)轴轴三、零件工作
17、图的绘制三、零件工作图的绘制 (2)齿轮齿轮 1、目录、目录 2、设计任务书、设计任务书 3、传动方案的拟定、传动方案的拟定 4、电动机、传动系统运动和动力参数的选择和计、电动机、传动系统运动和动力参数的选择和计算算 5、传动零件的设计计算、传动零件的设计计算 6、轴的设计计算、轴的设计计算 7、键联接的选择计算、键联接的选择计算 8、滚动轴承的类型、代号选择和寿命计算、滚动轴承的类型、代号选择和寿命计算 9、联轴器的选择、联轴器的选择 10、箱体设计、箱体设计 11、润滑密封的选择、润滑密封的选择 12、设计小结、设计小结 13、参考资料编号、著者、书名、出版单位年月、参考资料编号、著者、书
18、名、出版单位年月四、编写设计说明书四、编写设计说明书格式格式1与轮毂配合的轴段长度应比轮毂长度短2-5mm。2为保证安装零件时轮毂上的键槽易与轴上的键对准，应使轴上键槽靠近轮毂装入轴端一侧。键的长度比轮毂宽短510mm。3轴穿越箱体端的长度需待箱体轴承孔处凸缘的高度、轴承盖厚度及轴外伸端所安装的零件的位置和尺寸等确定后才能最后定出。4轴的外伸长度取决于轴承盖构造和轴伸出端安装的零件。如轴端装有联轴器，必须留有足够的装配尺寸。采用不同的轴承盖构造，轴外伸的长度也不同。弹性套柱销联轴器，装配尺寸A由联轴器型号确定外接零件不影响螺钉的拆卸或采用嵌入式端盖时，箱体外旋转零件至轴承盖外端面或螺钉头顶面距离不小于1520mm凸缘式端盖，轴外伸长度需考虑拆卸端盖螺钉所需长度（参考螺钉长度确定），以便不拆联轴器可打开箱盖设计说明书格式图图5-2 正文格式例如正文格式例如
