機械設計基礎課程設計(帶+齒輪)

1、機械設計基礎課程設計一一.設計目的設計目的 機械設計基礎課程設計是在學完機械設計基礎課程的基礎上進行的重要實踐性教學環(huán)節(jié)，是學生第一次較全面的機械設計訓練。機械設計基礎課程設計的目的是： 1、通過課程設計，綜合運用機械設計課程和其他先修課程的理論和實際知識，掌握機械設計的一般規(guī)律，樹立正確的設計思想，培養(yǎng)分析和解決實際問題的能力； 2、學會從機器功能的要求出發(fā)，合理選擇傳動機構類型，制定設計方案，正確計算零件的工作能力，確定它的尺寸、形狀、結構及材料，并考慮制造工藝、使用、維護、經濟和安全等問題，培養(yǎng)機械設計能力； 3、通過課程設計，學習運用標準、規(guī)范、手冊、圖冊和查閱有關技術資料等，培養(yǎng)機械

2、設計的基本技能。二二. 設計題目設計題目 設計帶式輸送機傳動裝置中的單級圓柱齒輪減速器單級圓柱齒輪減速器。 三三. 傳動系統(tǒng)方案傳動系統(tǒng)方案 帶式輸送機由電動機驅動。電動機帶式輸送機由電動機驅動。電動機1通過通過帶傳動帶傳動2將動力傳入單級圓柱齒輪減速器將動力傳入單級圓柱齒輪減速器3，再，再通過聯(lián)軸器通過聯(lián)軸器4將動力傳至輸送機滾筒將動力傳至輸送機滾筒5，帶動輸，帶動輸送帶送帶6工作，如圖所示。工作，如圖所示。123456四四. 原始參數原始參數 輸送帶工作拉力輸送帶工作拉力 F= kN；輸送帶工作速度輸送帶工作速度 v= m/s (允許輸送帶速度誤差為允許輸送帶速度誤差為5%)；滾筒直徑滾筒

3、直徑 D= mm；滾筒效率滾筒效率 j = 0.96 （包括滾筒與軸承的效率損失）；（包括滾筒與軸承的效率損失）；使用期限使用期限 8年年123456五五. 工作條件工作條件1. 工作情況工作情況 兩班制，連續(xù)單向運轉，兩班制，連續(xù)單向運轉， 載荷較平穩(wěn)。載荷較平穩(wěn)。2. 動力來源動力來源 電力，三相交流，電力，三相交流， 電壓電壓380V/220V；3. 檢修間隔期檢修間隔期 四年一次大修，二年一次中修，四年一次大修，二年一次中修， 半年一次小修。半年一次小修。4. 制造條件及生產批量制造條件及生產批量 一般機械廠制造，小批量生產。一般機械廠制造，小批量生產。123456六六. 設計工作量要

4、求設計工作量要求1.減速器裝配圖減速器裝配圖一張（一張（A1，可用兩個視圖和必要，可用兩個視圖和必要的局部剖視）；的局部剖視）；2.箱座零件箱座零件工作圖一張（工作圖一張（A1）3.從動軸從動軸零件工作圖一張（零件工作圖一張（A3）；）；4.從動齒輪從動齒輪零件工作圖一張（零件工作圖一張（A3）；）；5.設計說明書設計說明書一份一份(不少于不少于20頁，頁，60008000字字)。1. 電機的選擇電機的選擇2. 各軸運動參數計算各軸運動參數計算3. 帶傳動設計計算帶傳動設計計算4. 齒輪傳動設計計算與校核齒輪傳動設計計算與校核5. 軸的設計計算及校核軸的設計計算及校核6. 軸承的選擇與校核軸承

5、的選擇與校核7. 鍵及聯(lián)軸器等零件的選擇與校核鍵及聯(lián)軸器等零件的選擇與校核8. 箱體設計（主要結構尺寸及計算）箱體設計（主要結構尺寸及計算）9. 減速器的潤滑及密封的選擇減速器的潤滑及密封的選擇10.減速器附件的選擇及說明減速器附件的選擇及說明11.設計小結設計小結（設計體會，本設計優(yōu)缺點（設計體會，本設計優(yōu)缺點分析，今后分析，今后 改進的意見）改進的意見）12.參考文獻參考文獻設計說明書主要內容設計說明書主要內容一一. 傳動裝置的總體設計傳動裝置的總體設計1. 根據設計需求和工作條件，對多種傳動根據設計需求和工作條件，對多種傳動方案進行分析比較；方案進行分析比較；2. 選擇傳動裝置的類型，擬

6、定傳動裝置的選擇傳動裝置的類型，擬定傳動裝置的運動方案；運動方案；3. 繪制傳動裝置運動簡圖。繪制傳動裝置運動簡圖。一一. 傳動裝置的總體設計傳動裝置的總體設計（一）（一）. 傳動方案的確定傳動方案的確定帶傳動帶傳動 + 一級齒輪傳動一級齒輪傳動帶傳動帶傳動 i =24齒輪傳動齒輪傳動 i =35一一. 傳動裝置的總體設計傳動裝置的總體設計123456（二）（二）. 電動機的選擇電動機的選擇1. 選擇電動機類型和結構型式：選擇電動機類型和結構型式：Y系列三相異步電動機。系列三相異步電動機。（手冊（手冊P167）2. 確定電動機的功率確定電動機的功率 （1）工作機所需的功率：）工作機所需的功率：

7、（2）傳動裝置的總效率：）傳動裝置的總效率：12345 wjF 1帶傳動2軸承3閉式齒輪傳動4軸承5聯(lián)軸器 （手冊P5）（3）所需電動機的功率：）所需電動機的功率：wdPP電動機至工作機之間傳動裝置的總效率電動機至工作機之間傳動裝置的總效率一一. 傳動裝置的總體設計傳動裝置的總體設計123456（二）（二）. 電動機的選擇電動機的選擇3. 確定電動機的轉速確定電動機的轉速工作機轉速工作機轉速12()dwwni i nn(24) (35)=(620)60 1000wvnD電動機轉速電動機轉速一般可?。阂话憧扇。篸wnn(612)一一. 傳動裝置的總體設計傳動裝置的總體設計列出符合轉速、功率要求的

8、多種電機列出符合轉速、功率要求的多種電機（多方案）（多方案）方方案案電動機電動機型號型號額定額定功率功率電機轉速電機轉速電機電機重量重量參考參考價格價格總傳總傳動比動比同步同步轉速轉速滿載滿載轉速轉速123一一. 傳動裝置的總體設計傳動裝置的總體設計 對滿足要求的對滿足要求的電機電機的重量、價格、外形尺的重量、價格、外形尺寸、傳動比寸、傳動比進行比較，進行比較，選擇一種電機。選擇一種電機。 選擇的一般原則：選擇的一般原則： 選選1500r/min 1000r/min 不選不選 750r/min。 選擇結果（列表）選擇結果（列表） （手冊（手冊P189）型型 號號額定功率額定功率滿載轉速滿載轉速

9、外形尺寸外形尺寸中心高中心高伸出端安裝直徑伸出端安裝直徑伸出端安裝長度伸出端安裝長度鍵聯(lián)接尺寸鍵聯(lián)接尺寸地腳尺寸地腳尺寸一一. 傳動裝置的總體設計傳動裝置的總體設計（三）（三）. 計算總傳動比和分配各級傳動比計算總傳動比和分配各級傳動比總傳動比：總傳動比：mwnin(注：注：nm電機滿載轉速電機滿載轉速)選擇帶傳動傳動比：選擇帶傳動傳動比： i1=24計算閉式齒輪傳動傳動比：計算閉式齒輪傳動傳動比：21/ii i（注：一般選（注：一般選i1i2）一一. 傳動裝置的總體設計傳動裝置的總體設計（四）（四）. 計算傳動裝置的運動和動力參數計算傳動裝置的運動和動力參數1. 各軸轉速：各軸轉速：0mnn

10、0軸軸（電機軸）（電機軸）101/nni1軸軸（高速軸）（高速軸）212/nni2軸軸（低速軸）（低速軸）32nn3軸軸（工作機）（工作機）一一. 傳動裝置的總體設計傳動裝置的總體設計0軸軸1軸軸2軸軸3軸軸（四）（四）. 計算傳動裝置的運動和動力參數計算傳動裝置的運動和動力參數2. 各軸功率：各軸功率：0dPP0軸軸1軸軸2軸軸3軸軸100101PPP21 12123PPP 3223245PPP 一一. 傳動裝置的總體設計傳動裝置的總體設計0軸軸1軸軸2軸軸3軸軸注意：注意：Pd為所需電動機的功率。為所需電動機的功率。（四）（四）. 計算傳動裝置的運動和動力參數計算傳動裝置的運動和動力參數3

11、. 各軸轉矩：各軸轉矩：0d9550dmPTTn0軸軸1軸軸2軸軸3軸軸1119550PTn2229550PTn3339550PTn一一. 傳動裝置的總體設計傳動裝置的總體設計0軸軸1軸軸2軸軸3軸軸（四）（四）. 計算傳動裝置的運動和動力參數計算傳動裝置的運動和動力參數4. 傳動系統(tǒng)運動和動力參數匯總傳動系統(tǒng)運動和動力參數匯總軸軸號號功率功率轉矩轉矩轉速轉速傳動比傳動比效率效率輸入輸入輸出輸出輸入輸入輸出輸出0123一一. 傳動裝置的總體設計傳動裝置的總體設計二二. V帶傳動的設計計算帶傳動的設計計算二二. V帶傳動的設計計算帶傳動的設計計算1. 選擇選擇V帶截型；帶截型；2. 確定確定V帶

12、基準直徑，驗算帶速；帶基準直徑，驗算帶速；3. 確定帶長和中心距；確定帶長和中心距；4. 驗算小帶輪包角；驗算小帶輪包角；5. 確定確定V帶的根數；帶的根數；6. 計算帶傳動作用在軸上的壓力；計算帶傳動作用在軸上的壓力；7. 帶輪結構設計帶輪結構設計（與軸的結構設計綜合考慮）（與軸的結構設計綜合考慮）。二二. V帶傳動的設計計算帶傳動的設計計算21/ii i實帶輪結構設計帶輪輪緣寬度: B=(Z-1)e+2f帶輪輪轂寬度: L=(1.52)d 當B1.5d時，L=B 注意: 帶輪直徑確定后，應驗算帶傳動實際傳動比和大帶輪轉速，并以此修正減速器傳動比和輸入轉矩。三三. 齒輪傳動的設計計算與校核齒

13、輪傳動的設計計算與校核1. 選擇齒輪材料和精度等級選擇齒輪材料和精度等級 軟齒面軟齒面: HBS1-HBS2=2540; 硬齒面硬齒面: HRC1=HRC2; 對齒輪傳遞功率不大對齒輪傳遞功率不大,一般選軟齒面。一般選軟齒面。2. 按齒面接觸疲勞強度條件設計齒輪主要按齒面接觸疲勞強度條件設計齒輪主要參數參數（對軟齒面）（對軟齒面） 模數選擇模數選擇: m=(0.0070.020)a m1.52; m=24; 齒數選擇齒數選擇: z1=2040 (選選30左右左右)三三. 齒輪傳動的設計計算與校核齒輪傳動的設計計算與校核3. 按齒根彎曲疲勞強度條件校核齒輪強度按齒根彎曲疲勞強度條件校核齒輪強度（

14、對軟齒面）（對軟齒面）4. 齒輪傳動的幾何尺寸計算；齒輪傳動的幾何尺寸計算；(教材教材:P115,表表6.2) 注意注意:齒輪傳動尺寸與參數的取值齒輪傳動尺寸與參數的取值:模數應取標準值模數應取標準值;齒寬和其他結構尺寸應盡量圓整齒寬和其他結構尺寸應盡量圓整;嚙合幾何尺寸嚙合幾何尺寸(分度圓、齒頂圓、齒根圓、螺旋角）分度圓、齒頂圓、齒根圓、螺旋角）應求出精確值。應求出精確值。（手冊（手冊P199） 列表列表列出計算結果（教材：（教材：P115，表，表6.2）三三. 齒輪傳動的設計計算與校核齒輪傳動的設計計算與校核5. 齒輪結構設計齒輪結構設計（與軸的結構設計綜合考慮）（與軸的結構設計綜合考慮）

15、 （教材：（教材：P136138，手冊：，手冊：P163） 采用列表方式，列出齒輪結構參數計算結果采用列表方式，列出齒輪結構參數計算結果 繪制大齒輪結構草圖繪制大齒輪結構草圖 。三三. 齒輪傳動的設計計算與校核齒輪傳動的設計計算與校核四四. 軸的結構設計與強度校核軸的結構設計與強度校核（一）高速軸的設計（一）高速軸的設計1. 選擇軸的材料，確定許用應力 2. .初步計算最小軸徑 3PdCn注意：軸徑的圓整（鍵槽、聯(lián)軸器、標準直徑） 四四. 軸的結構設計與強度校核軸的結構設計與強度校核（一）高速軸的設計（一）高速軸的設計3. 軸的結構設計 (1). 軸上零件裝配、定位和固定畫軸系結構圖（教材P2

16、14:圖9.15）(2). 確定各段直徑和長度綜合箱體、軸承蓋的設計統(tǒng)一考慮箱體設計 （手冊P158）軸承蓋設計（手冊P166）箱體軸承孔軸向尺寸 L=+C1+C2+（510）四四. 軸的結構設計與強度校核軸的結構設計與強度校核（一）高速軸的設計（一）高速軸的設計3. 軸的結構設計 (1). 軸上零件裝配、定位和固定(2). 確定各段直徑和長度四四. 軸的結構設計與強度校核軸的結構設計與強度校核 注 意1. 若齒輪和軸的結構尺寸接近，應設計成齒輪軸，此時軸的結構、各段直徑和長度需作調整。2. 齒輪軸的危險截面尺寸，按齒根圓計算。畫軸系結構圖（教材P214:圖9.15）（一）高速軸的設計（一）高

17、速軸的設計4. 按彎扭合成強度條件校核軸的強度；5. 繪制高速軸的結構草圖 標明各段的長度和直徑四四. 軸的結構設計與強度校核軸的結構設計與強度校核（二）低速軸的設計（二）低速軸的設計 設計過程同高速軸，但應特別注意兩軸間軸向尺寸匹配關系。四四. 軸的結構設計與強度校核軸的結構設計與強度校核四四. 軸的結構設計與強度校核軸的結構設計與強度校核（二）低速軸的設計（二）低速軸的設計 設計過程同高速軸，但應特別注意兩軸間軸向尺寸匹配關系。 注 意(1).兩個齒輪的對稱中心面應對正；(2).軸承相對于齒輪對稱布置；(3).盡可能使兩軸上軸承內端面對齊；(4).兩軸承端蓋安裝面相對齒輪中心面對稱布置，兩

18、軸的軸承端蓋安裝面對齊。四四. 軸的結構設計與強度校核軸的結構設計與強度校核五五. 軸承的選擇與校核軸承的選擇與校核（一）高速軸滾動軸承的選擇與校核（一）高速軸滾動軸承的選擇與校核1. 初選軸承的類型和型號 （在軸的結構設計時進行） 類型選擇： 載荷條件；轉速條件；裝調性能；調心性能；經濟性載荷條件；轉速條件；裝調性能；調心性能；經濟性 型號選擇： 軸頸尺寸：軸頸尺寸：（推薦初選輕系列軸承）（推薦初選輕系列軸承）2. 計算軸承徑向載荷22rVHFRR五五. 軸承的選擇與校核軸承的選擇與校核說明3. 計算軸向載荷Fa1，F(xiàn)a2若不滿足要求，重新選擇若不滿足要求，重新選擇中中或或重重系列系列若為角

19、接觸軸承 計算內部軸向力軸向載荷4.4.計算計算當量載荷當量載荷P1，P25.5.軸承壽命校核軸承壽命校核五五. 軸承的選擇與校核軸承的選擇與校核（二）（二）低速軸低速軸滾動軸承的選擇與校核滾動軸承的選擇與校核設計過程同高速軸滾動軸承五五. 軸承的選擇與校核軸承的選擇與校核六六. 鍵的選擇與校核鍵的選擇與校核（一）高速軸（一）高速軸大帶輪大帶輪鍵聯(lián)接的選擇與校核鍵聯(lián)接的選擇與校核（二）高速軸（二）高速軸齒輪齒輪鍵聯(lián)接的選擇與校核鍵聯(lián)接的選擇與校核（三）低速軸（三）低速軸齒輪齒輪鍵聯(lián)接的選擇與校核鍵聯(lián)接的選擇與校核（四）低速軸（四）低速軸聯(lián)軸器聯(lián)軸器鍵聯(lián)接的選擇與校核鍵聯(lián)接的選擇與校核六六. 鍵

20、的選擇與校核鍵的選擇與校核七七. 聯(lián)軸器的選擇與校核聯(lián)軸器的選擇與校核1. 類型選擇： （手冊P198）(2). 計算轉矩 TC(1) . 計算名義轉矩 T(3). 選擇聯(lián)軸器的型號（軸孔長度、直徑與軸匹配）2. 型號選擇：低速軸聯(lián)軸器的選擇七七. 聯(lián)軸器的選擇與校核聯(lián)軸器的選擇與校核八八. 箱體的結構設計箱體的結構設計減速器箱體主要結構尺寸計算八八. 箱體的結構設計箱體的結構設計 按手冊P158表11-1計算，寫說明書時在表中加一欄，列出計算結果。 注 意 箱體結構尺寸計算應在齒輪設計完成之后，軸的結構設計之前完成。九九. 減速器的潤滑及密封的選擇減速器的潤滑及密封的選擇1.齒輪潤滑方式及潤

21、滑劑的選擇；齒輪潤滑方式及潤滑劑的選擇；2.軸承潤滑方式及潤滑劑的選擇。軸承潤滑方式及潤滑劑的選擇。（一）（一）. 減速器的潤滑方式的選擇減速器的潤滑方式的選擇九九. 減速器的潤滑及密封的選擇減速器的潤滑及密封的選擇 特別注意：若軸承需脂潤滑，注意3的選取（手冊P208圖16-12）九九. 減速器的潤滑及密封的選擇減速器的潤滑及密封的選擇（二）（二）. 減速器的密封方式的選擇減速器的密封方式的選擇1.減速器密封方式的確定；減速器密封方式的確定； （箱體剖分面、視孔蓋、放油螺栓處等）（箱體剖分面、視孔蓋、放油螺栓處等）2.軸承蓋的結構設計；軸承蓋的結構設計； （手冊（手冊P166）3.油封的選擇

22、。油封的選擇。 （手冊（手冊P90P91）十十. 減速器附件的結構設計減速器附件的結構設計1. 檢查孔檢查孔（手冊（手冊P226） 視孔蓋視孔蓋（手冊（手冊P161）2. 放油螺塞放油螺塞（手冊（手冊P89）3. 油標油標（手冊（手冊P88P89）4. 通氣器通氣器（手冊（手冊P162）5. 起吊裝置起吊裝置（手冊（手冊P161）6. 起蓋螺釘起蓋螺釘7. 定位銷定位銷十十. 減速器附件的結構設計減速器附件的結構設計閱讀（手冊閱讀（手冊P226P228）減速器裝配草圖設計減速器裝配草圖設計減速器裝配草圖設計減速器裝配草圖設計減速器裝配草圖設計減速器裝配草圖設計是傳動裝置結構是傳動裝置結構設計的

23、重要環(huán)節(jié)，必須與結構設計的其他部分設計的重要環(huán)節(jié)，必須與結構設計的其他部分反復、交叉進行反復、交叉進行，貫徹，貫徹邊計算、邊繪圖、邊修邊計算、邊繪圖、邊修改改的原則，以使各方面的要求得以綜合滿足，的原則，以使各方面的要求得以綜合滿足，最終完成減速器的結構設計。最終完成減速器的結構設計。減速器裝配圖、零件圖設計減速器裝配圖、零件圖設計基本要求基本要求1. 減速器裝配圖、零件圖的方案、結構、尺寸、參減速器裝配圖、零件圖的方案、結構、尺寸、參數等數等必須與設計計算說明書一致必須與設計計算說明書一致；減速器裝配圖、零件圖設計減速器裝配圖、零件圖設計3. 工作圖采用工作圖采用手工繪制手工繪制。2. 工作

24、圖應符合國家機械制圖、公差配合等相關標工作圖應符合國家機械制圖、公差配合等相關標準要求；準要求；減速器裝配圖、零件圖設計減速器裝配圖、零件圖設計 裝配草圖的檢查與完善；裝配草圖的檢查與完善；繪制正式裝配圖之前，應對設計計算及裝繪制正式裝配圖之前，應對設計計算及裝配草圖進行認真、仔細的檢查，發(fā)現(xiàn)錯誤應及配草圖進行認真、仔細的檢查，發(fā)現(xiàn)錯誤應及時修改。在此基礎上，按照國家機械制圖標準，時修改。在此基礎上，按照國家機械制圖標準，完善裝配草圖。完善裝配草圖。1. 裝配圖的設計裝配圖的設計減速器裝配圖、零件圖設計減速器裝配圖、零件圖設計 裝配草圖的檢查與完善；裝配草圖的檢查與完善； 標注裝配圖尺寸、配合

25、與精度等級；標注裝配圖尺寸、配合與精度等級； 對所有零件進行編號；對所有零件進行編號； 編制明細欄和標題欄；編制明細欄和標題欄； 編寫傳動裝置的主要技術參數；編寫傳動裝置的主要技術參數； 編寫技術要求；編寫技術要求； 加深。加深。在畫完零件工作圖后，再次檢查、修改裝配圖并加深。在畫完零件工作圖后，再次檢查、修改裝配圖并加深。1. 裝配圖的設計裝配圖的設計減速器裝配圖、零件圖設計減速器裝配圖、零件圖設計 初繪零件工作圖；初繪零件工作圖； 根據零件設計計算參數，選擇合適的比例和視圖，根據零件設計計算參數，選擇合適的比例和視圖，初繪零件工作圖。初繪零件工作圖。 標注尺寸及公差；標注尺寸及公差； 標注表面粗糙度；標注表面粗糙度； 標注表面形狀及位置公差；標注表面形狀及位置公差； 編寫零件工作圖的技