1、机械设计基础课程设计机械设计基础课程设计一、目的一、目的二、课程设计任务二、课程设计任务三、课程设计任务量三、课程设计任务量四、主要参考资料四、主要参考资料五、减速器的设计步骤及各阶段的内容五、减速器的设计步骤及各阶段的内容六、时间安排六、时间安排机械设计课程设计机械设计课程设计一、目的：一、目的：机械设计基础课程设计是高等工科院校近机械类本科机械设计基础课程设计是高等工科院校近机械类本科学生第一次较全面的机械设计训练，也是机械设计基学生第一次较全面的机械设计训练，也是机械设计基础课程的一个重要的实践性教学环节。础课程的一个重要的实践性教学环节。其目的是：其目的是：1 1、综合运用先修理论，培
2、养分析和解决工程实际问题、综合运用先修理论，培养分析和解决工程实际问题的能力。的能力。2 2、学习简单机械传动装置的设计原理和过程。、学习简单机械传动装置的设计原理和过程。3 3、进行机械设计基本技能训练。（计算、绘图、使用、进行机械设计基本技能训练。（计算、绘图、使用技术资料）技术资料）时间：时间：1 1周。纪律：周。纪律：1 1、按时作息；、按时作息；2 2、独立完成；、独立完成；二、课程设计任务书二、课程设计任务书名称：带式输送机传动装置（一级圆柱齿轮减速名称：带式输送机传动装置（一级圆柱齿轮减速器）。器）。要求：有轻微冲击要求：有轻微冲击,工作经常满载工作经常满载,原动机为电动原动机为
3、电动机机,齿轮单向传动齿轮单向传动,两班制工作两班制工作,运输带速度误差运输带速度误差为为5%,5%,减速器使用寿命减速器使用寿命8 8年年,每年按每年按300300天计算天计算1 1、完成减速器装配图一张。、完成减速器装配图一张。1#1#图纸。图纸。2 2、零件工作图一张、零件工作图一张3 3、设计说明书一份。字数不限，内容详、设计说明书一份。字数不限，内容详尽，记录完成课程设计的过程。平时草稿尽，记录完成课程设计的过程。平时草稿注意妥善保存。结束时再抄写注意妥善保存。结束时再抄写。三、设计任务量：三、设计任务量：对应题目好对应题目好=选课序数（或选课序数选课序数（或选课序数-37-37）四
4、、主要参考资料四、主要参考资料1.1.吴宗泽吴宗泽.罗圣国罗圣国.机械设计课程设计手册机械设计课程设计手册.第二第二版版.北京北京:高等教育出版社高等教育出版社,1999,6,1999,62.2.龚桂义龚桂义.机械设计课程设计指导书机械设计课程设计指导书.第二版第二版.北京北京:高等教育出版社高等教育出版社,1990,4,1990,433龚桂义龚桂义.机械设计课程设计图册机械设计课程设计图册.北京北京:高等教高等教育出版社育出版社,1981,198144杨可桢杨可桢.机械设计基础机械设计基础.第五版第五版.北京北京:高等教育高等教育出版社出版社,2006,5,2006,5五、设计步骤五、设计步
5、骤 1 1、选择电动机、选择电动机 2 2、传动比分配、传动比分配 3 3、计算各轴的转速、计算各轴的转速 4 4、齿轮传动设计、齿轮传动设计 6 6、计算轴类零件、计算轴类零件 5 5、验算系统误差、验算系统误差 7 7、绘制装配图和零件图、绘制装配图和零件图1 1、选择电动机、选择电动机选择电动机依据：功率选择电动机依据：功率P P，转速，转速n n 电动机功率计算电动机功率计算P工作机功率工作机功率 ：P P w w=FV/1000=FV/1000（kw kw）其中已知：其中已知：F F输送带拉力（输送带拉力（N N）；）；V_V_输送带速输送带速度度 （m/s）电动机需要功率：电动机需
6、要功率：P Pd d=P=P w w/(kw)/(kw)总效率总效率 ：=1 1.2 2.3 3 n n1 1卷筒轴承效率；卷筒轴承效率；2 2 卷筒效率；卷筒效率；3 3 低速级低速级联轴器效率联轴器效率 ；44 III III轴轴承效率；轴轴承效率；5 5 低速级低速级齿轮啮合效率齿轮啮合效率 ；6 6 II II轴轴承效率；轴轴承效率；7 7 高速高速级齿轮啮合效率；级齿轮啮合效率；8 8 I I轴轴承效率；轴轴承效率；9 9 带带传动效率传动效率 ；(效率值查设计手册效率值查设计手册)2)电动机转速计算电动机转速计算n工作机转速工作机转速n nw w ：因：因：V=(Dn)/60V=(
7、Dn)/60*1000(m/s)1000(m/s)故：故：n nw w=(V=(V*6060*1000)/D(rpm)1000)/D(rpm)其中：其中：VV输送机带速输送机带速 (m/s)(m/s)D D卷筒直径卷筒直径 (mm)(mm)电动机转速电动机转速:n:nd d=n=nw wi i总总=(840)n=(840)nw w（rpmrpm）其中：其中：i i总总=840=840i i总总减速器传动比减速器传动比(总传动比总传动比)3）选定电机）选定电机根据求出的根据求出的P P、n n查手册。查手册。转速转速n n：建议选用同步转速为：建议选用同步转速为14501450（rpmrpm）功
8、率功率P P：为使传动可靠，额定功率应大于计算功率：为使传动可靠，额定功率应大于计算功率即即 P P额额PPd d=P=PW W/总总选定电动机：型号（选定电动机：型号（Y Y系列）、同步转速系列）、同步转速n n、满载转、满载转速速n nm m、额定功率、额定功率P P额额、轴的中心高、电动机轴径、轴的中心高、电动机轴径、起动转矩起动转矩/额定转矩的比值。额定转矩的比值。记下备用记下备用2 2、传动比分配、传动比分配p分配原则：各级传动尺分配原则：各级传动尺寸协调，承载能力接近，寸协调，承载能力接近，两个大齿轮直径接近以两个大齿轮直径接近以便润滑。（浸油深度便润滑。（浸油深度）pi i总总=
9、i=i减减=i=i高高*i i低低=n=nm m/n/nw wpi i减减减速器传动比减速器传动比pi i高高减速器内高速级传动比减速器内高速级传动比pi i低低减速器内低速级传动比减速器内低速级传动比pn nmm电动机满载转速电动机满载转速pn nww工作机转速工作机转速pi i高高=（1.21.3)i1.21.3)i低低pi i减减=（1.21.3)i1.21.3)i低低2 23 3、计算各轴的、计算各轴的n n，P P，T T1 1）各轴转速）各轴转速电动机轴电动机轴:n:nm m（满载转速）（满载转速）I I轴轴:n:nI I=n=nm mIIII轴轴:n:n IIII=n=nI I/
10、i/i高高 2)2)各轴输入功率各轴输入功率 电动机轴电动机轴:P:Pd d=P=Pw w/总总 I I轴轴:P:P I I=P=Pd d （带传动的效率）带传动的效率）IIII轴轴:P:P I I I I=P=P I I*1212 1212I I轴至轴至 IIII轴效率轴效率3)各轴扭矩各轴扭矩Tp电动机轴：电动机轴：pTd=9550*Pd/nm（Nm）pI轴：轴：TI=Td II轴：轴：TII=TI*12*I高高 计算出参数列表备用。计算出参数列表备用。4、带传动的设计、带传动的设计p普通普通V带传动比带传动比 i=24p参考第十二章的带传动设计例题参考第十二章的带传动设计例题 5 5、齿
11、轮传动设计、齿轮传动设计p1 1）采用斜齿圆柱齿轮闭式软齿面传动；）采用斜齿圆柱齿轮闭式软齿面传动；p2 2）选用中碳钢，传动用模数）选用中碳钢，传动用模数m1.5-2mmm1.5-2mm；p3)3)强度计算中的功率用输出功率；强度计算中的功率用输出功率；p4)4)角方向确定应使中间轴的轴向力有所抵消；角方向确定应使中间轴的轴向力有所抵消；p5 5）=8-15=8-15，Z Z1 1=20-40=20-40，Z Z2 2=iZ=iZ1 1求出后圆整；求出后圆整；p6 6）因圆整）因圆整Z Z2 2时时i i变化了故须验算传动比误差：变化了故须验算传动比误差：p i=i=（i-Zi-Z2 2/Z
12、/Z1 1）/i100%/i100%5%5%p7 7）为使图面匀称，中心距：）为使图面匀称，中心距：a a高高 120120，p a a低低 140140，p8 8）检查浸油深度，当高速级大齿轮浸油）检查浸油深度，当高速级大齿轮浸油1 1个齿高个齿高 时，低速级大齿轮浸油深度小于其分度圆半径的时，低速级大齿轮浸油深度小于其分度圆半径的六分之一到三分之一，以降低搅油功耗。六分之一到三分之一，以降低搅油功耗。6、计算轴类零件、计算轴类零件p1 1）初估）初估I I、IIII、III III轴径，注意第轴径，注意第I I 根轴是根轴是否设计成齿轮轴，对否设计成齿轮轴，对 II II轴进行弯扭合成强度
13、轴进行弯扭合成强度验算。验算。p2 2）轴承的选择，同一根轴上的两个轴承型号）轴承的选择，同一根轴上的两个轴承型号相同。对相同。对IIII轴上的轴承进行寿命计算。轴上的轴承进行寿命计算。p3 3）键的选择，对）键的选择，对 II II轴上的键进行强度校核。轴上的键进行强度校核。p提示：力的结果取整数；齿轮几何参数精确到提示：力的结果取整数；齿轮几何参数精确到小数点后两位；传动比精确到小数点后两位；小数点后两位；传动比精确到小数点后两位；螺旋角精确到秒；设计公式要写明来源出处。螺旋角精确到秒；设计公式要写明来源出处。带式输送机传动系统简图带式输送机传动系统简图原始数据原始数据第二阶段设计的主要内
14、容第二阶段设计的主要内容:p1 1、草图设计、草图设计p2 2、装配图（、装配图（CAD CAD）p3 3、撰写计算说明书、撰写计算说明书p草图设计是装配图设计的规划和准备阶段草图设计是装配图设计的规划和准备阶段p装配图设计是对草图的进一步细化和完善装配图设计是对草图的进一步细化和完善p特点：特点：“算画结合算画结合”边画边算边画边算草图设计草图设计1 1、准备工作、准备工作（1 1）A0A0图纸一张，比例图纸一张，比例1:11:1，用仪器画，用仪器画（2 2）主要传动件的参数计算完备（齿轮几何尺）主要传动件的参数计算完备（齿轮几何尺寸、轴径估算）寸、轴径估算）2 2、要求、要求 （1 1）草
15、图设计正确，迅速，主要结构要表达草图设计正确，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。清楚。各零件尺寸可随时标注在图纸上。（2 2）草图不要求线型，同样零件可只画一个，）草图不要求线型，同样零件可只画一个，其它简画。其它简画。（3 3）所有零件尺寸随手画在草图上，以免再次）所有零件尺寸随手画在草图上，以免再次查找。查找。1 1）通过草图设计检查传动比分配是否合理，）通过草图设计检查传动比分配是否合理，低速轴与高速大齿轮是否干涉，任务（以设计手册为参低速轴与高速大齿轮是否干涉，任务（以设计手册为参考资料）；考资料）；两大齿轮浸油深度：高速大齿轮浸油深两大齿轮浸油深度：高速大齿轮浸
16、油深1 1个齿高时低速大轮浸油深度个齿高时低速大轮浸油深度 半径的半径的1/31/61/31/6。2 2）轴的结构设计和轴系零件设计（补充设计计算）定）轴的结构设计和轴系零件设计（补充设计计算）定出支点距后对中间轴进行弯扭强度验算。出支点距后对中间轴进行弯扭强度验算。3 3）轴承的组合设计：）轴承的组合设计：确定轴承的型号和工作位置、确定轴承的型号和工作位置、润滑方式和密封装置，对中间轴上的轴承进行寿命计润滑方式和密封装置，对中间轴上的轴承进行寿命计算。算。4 4）确定箱体的结构及各部分尺寸。）确定箱体的结构及各部分尺寸。5 5）减速器附件设计（吊钩、吊耳、观察窗、油标尺等）减速器附件设计（吊
17、钩、吊耳、观察窗、油标尺等）6 6）确定联接件结构尺寸及位置。）确定联接件结构尺寸及位置。7 7）验算）验算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 1、各级齿轮传动的强度验算、各级齿轮传动的强度验算2 2、中间轴的弯扭合成强度验算、中间轴的弯扭合成强度验算3 3、中间轴键的强度验算（只验算一处）、中间轴键的强度验算（只验算一处）4 4、中间轴上的滚动轴承寿命验算、中间轴上的滚动轴承寿命验算5 5、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V V6 6、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dndn4.4.设计中应注意的问题设计中应注意的问
18、题 1 1）输入（出）轴外伸端长度、直径应与联轴器孔径）输入（出）轴外伸端长度、直径应与联轴器孔径匹配。匹配。2 2）润滑剂和润滑方式的选择）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 V确确定，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dndn确确定。由于齿轮和轴承可能分别采用润滑油和润滑脂，定。由于齿轮和轴承可能分别采用润滑油和润滑脂，此时二者不能相混，否则轴承润滑脂被冲走，故应此时二者不能相混，否则轴承润滑脂被冲走，故应在轴承处采用密封装置在轴承处采用密封装置“挡油盘挡油盘”。注意，
19、并不是。注意，并不是每个轴承处都安挡油盘。每个轴承处都安挡油盘。3 3）油底油面高度）油底油面高度30503050，以保证足够的油量。，以保证足够的油量。4 4）轴承盖选嵌入式结构。）轴承盖选嵌入式结构。5 5）齿轮与轴的结合方式可设计成齿轮与轴分离，也）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。可以成齿轮轴。5.5.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。
20、布图上下左右要适当匀称。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 a选择壁厚选择壁厚 a_ 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 h太大螺栓太长，安太大螺栓太长，安装不便，且要合于螺栓长度系列装不便，且要合于螺栓长度系列 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：起盖用作用：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：镗轴承孔定位用，锥度作用：镗轴承孔定位用，锥度 1 1：50 5
21、0 两个，两个，对角线布置。对角线布置。观察窗观察窗作用：注油、观察两对齿轮啮合情况，以作用：注油、观察两对齿轮啮合情况，以能进手为宜。能进手为宜。通气器通气器作用：平衡机体内外压力作用：平衡机体内外压力。p吊钩吊钩作用：起吊整机用，与底座铸出。作用：起吊整机用，与底座铸出。p起盖吊耳起盖吊耳作用：起吊盖，与上盖一同铸出。作用：起吊盖，与上盖一同铸出。p油标尺油标尺作用：测量油面深度，要有最高液面，作用：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或最低液面刻度。位置设计要防止拔不出油标或油外溢。油外溢。p放油塞放油塞作用：更换润滑油的出口，设计在箱体作用：更换润滑油的出
22、口，设计在箱体底座最低位置处。底座最低位置处。正式装配图正式装配图 1 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 2）符合制图国家标准，零件编号，标题栏，明细表，）符合制图国家标准，零件编号，标题栏，明细表，技术要求等应齐全。技术要求等应齐全。3 3）标注尺寸）标注尺寸 a.a.特性尺寸特性尺寸:齿轮中心距及公差值。齿轮中心距及公差值。b.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.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、外伸端轴中心高。距、外
23、伸端轴中心高。d.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 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 1、轴或齿轮、带轮轴或齿轮、带轮 2 2、要求：标出全部尺寸、公差值、形位置、要求：标出全部尺寸、公差值、形位置公差、粗糙度、材料及热处理方法技术要求等。公差、粗糙度、材料及热处理方法技术要求等。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 1 1、包括
24、封面，目录，附录。包括封面，目录，附录。2 2、轴的弯扭矩图在同一张纸上。、轴的弯扭矩图在同一张纸上。1 1、准备半天：、准备半天：借图板、绘图工具，参借图板、绘图工具，参考书考书(手册、图册、及课程设计指导书手册、图册、及课程设计指导书),),购购买图纸。（建议：买图纸。（建议：0#0#图纸一张）图纸一张）2 2、传动装置的总体设计。、传动装置的总体设计。(1(1天天)（1 1）传动方案的拟定及比较。这次，题单）传动方案的拟定及比较。这次，题单上已给定，照搬。由输出情况，考虑传动的上已给定，照搬。由输出情况，考虑传动的机械效率，计算出输入端的功率，总传动比。机械效率，计算出输入端的功率，总传
25、动比。六、时间建议六、时间建议（2 2）选择电动机）选择电动机（3)3)分配各级传动比。（各级传动比应在分配各级传动比。（各级传动比应在推荐的范围）推荐的范围）（4 4）传动装置的运动齿数和动力参数计）传动装置的运动齿数和动力参数计算（转速、转矩、功率算（转速、转矩、功率)。注：注：电动机请选用电动机请选用Y Y系列。分配传动比要系列。分配传动比要在范围内在范围内。注：注：电动机请选用电动机请选用Y Y系列。分配传动比要在范围系列。分配传动比要在范围内。内。3 3、传动零件的设计计算。、传动零件的设计计算。(0.5(0.5天天)（1 1）外传动装置的设计计算）外传动装置的设计计算 。（仅在说明
26、书中。（仅在说明书中设计计算，不作图）设计计算，不作图）（2 2）箱体内，齿轮传动的设计计算。）箱体内，齿轮传动的设计计算。注：注：在计算总由电动机的功率作为依据开始计算在计算总由电动机的功率作为依据开始计算是安全的，由输出开始计算是节约的，看自己的是安全的，由输出开始计算是节约的，看自己的侧重点。侧重点。4 4、装配图设计的第一阶段、装配图设计的第一阶段;2d;2d (1).(1).确定箱体内外零部件的外形尺寸和相互位确定箱体内外零部件的外形尺寸和相互位关系，确定轴的支点距离和轴上零件的作用点。关系，确定轴的支点距离和轴上零件的作用点。(2).(2).轴的结构设计。既要满足强度要求，又便轴的
27、结构设计。既要满足强度要求，又便于零件的定位、固定。一般应为阶梯轴。于零件的定位、固定。一般应为阶梯轴。(3).(3).轴的强度验算。轴的强度验算。(4).(4).轴承的寿命计算。轴承的寿命计算。(5).(5).键的强度效核。键的强度效核。5 5、装配图设计的第二阶段、装配图设计的第二阶段:2d:2d 完成传动零件的结构设计，轴承部件的设计，完成传动零件的结构设计，轴承部件的设计，箱体和箱体附属零件等的结构设计。箱体和箱体附属零件等的结构设计。6 6、装配图设计的第三阶段、装配图设计的第三阶段:1d:1d 减速器的机体结构和附件的设计。机体设计要重减速器的机体结构和附件的设计。机体设计要重点考
28、虑刚度及机体内零件的润滑、密封和散热。良点考虑刚度及机体内零件的润滑、密封和散热。良好的工艺性。附件的设计要严格按照设计手册进行好的工艺性。附件的设计要严格按照设计手册进行选择设计，位置合理，便于使用和加工、装卸。选择设计，位置合理，便于使用和加工、装卸。7 7、装配图的检查和修改，、装配图的检查和修改，0.5d0.5d结构方面结构方面l装配图的布置传动方案布置是否一致，尤其要装配图的布置传动方案布置是否一致，尤其要特别注意装配图上动力输入、输出端的位置，减特别注意装配图上动力输入、输出端的位置，减速器的中心高与电动机中心高是否一致。速器的中心高与电动机中心高是否一致。l轴上零件沿轴向和周向定
29、位、固定是否可靠。轴上零件沿轴向和周向定位、固定是否可靠。l3 3、轴上零件是否能顺利装配和拆卸。、轴上零件是否能顺利装配和拆卸。l4 4、润滑和密封是否保证。、润滑和密封是否保证。制图方面制图方面l零件外形、位置关系是否表达清楚。零件外形、位置关系是否表达清楚。l投影关系是否正确。投影关系是否正确。l画法是否符合国家标准。画法是否符合国家标准。8 8、完成减速器装配图的设计，、完成减速器装配图的设计，0.5d0.5dl尺寸标注尺寸标注l技术特性技术特性l技术要求技术要求l标题栏标题栏l明细表明细表9 9、抄图、抄图 ，1 d1 d1010、设计说明书设计说明书希望同学们对这次设计希望同学们对这次设计 留下美好记忆留下美好记忆!祝同学们设计成功并取得祝同学们设计成功并取得优异成绩优异成绩!
