化工課程設計

1、機械設計基礎課程設計2011.11.141 機械設計課程設計是高等工科院校機械類本科學生第一次較全面的機械設計訓練，也是機械設計課程的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。2一、課程設計的目的培養(yǎng)學生綜合運用所學知識解決工程實際問題的能力； 學習和掌握一般機械設計的基本方法和程序，培養(yǎng)獨立設計能力； 進行機械設計工作基本技能的訓練，包括訓練計算、繪圖能力和運用設計資料3二、課程設計的題目 用于帶式輸送機上的單級直齒圓柱齒輪減速器 電動機+帶傳動+單級圓柱齒輪減速器4三、課程設計的內容 電動機選擇，傳動比分配 傳動件和支承件的設計計算 減速器裝配圖 設計計算說明書的編寫56四、課程設計提交的內容減速器正式裝

2、配圖1張（0#, 1:1 ）設計計算說明書（ 不少于15頁A4）7設計計算說明書內容1）封面、目錄2）課程設計任務書3）選電機、傳動件工作能力計算過程4）減速器的部分結構尺寸、潤滑方式、技術要求5）參考資料和文獻8五、參考資料機械設計基礎教材機械設計課程設計指導書機械設計課程設計圖冊機械零件設計手冊9六、工作進度安排參數計算1.5天1）選擇電動機2）傳動比分配3）計算各軸的轉速、功率、扭矩4）V帶傳動設計計算5）齒輪傳動設計計算6）驗算系統(tǒng)誤差10六、工作進度安排2.裝配草圖設計1.5天 草圖設計與軸和軸承組合結構設計與計算交叉進行7）軸的設計計算8）軸承壽命的校核計算9）鍵的校核計算10）聯

3、軸器的選擇計算11）潤滑方式的選擇計算11六、工作進度安排3.正式裝配圖繪制5天4.設計計算說明書整理1天5.答辯1天12七、設計步驟1、選擇電動機2、傳動比分配3、計算各軸的轉速、功率、扭矩4、V帶傳動設計計算5、齒輪傳動設計計算6、驗算系統(tǒng)誤差7、軸的設計計算13七、設計步驟8、軸承壽命的校核計算9、鍵的校核計算10、聯軸器的選擇計算11、潤滑方式的選擇計算12、繪制裝配圖141. 選擇電動機1）類型：如無特殊需要，一般選Y系列三相交流異步電動機。2）電機容量的確定PePd Pe電動機的額定功率 Pd電動機的實際輸出功率1)避免PePc2)啟動過載能力應滿足要求（堵轉轉矩/額定轉矩）15選

4、擇電動機依據：功率Pd ，轉速nd3）電動機功率計算工作機功率 ：P w= FV/1000 （ kw）其 中 已 知： F輸送帶拉力 （N） V輸送帶速度 （m/s）電動機需要功率： Pd= P w / (kw) 總 效 率 ： 總=1. 2. 3 n 1_卷筒效率 2_卷筒軸承效率 3_低速級聯軸器效率 4_低速級軸承效率 5_齒輪嚙合效率 6_高速級軸承效率 7_帶傳動效率 (效率值查設計手冊)1617計算總效率時的注意事項：（1）軸承效率均指一對軸承而言；（2）同類型的幾對傳動副、軸承、聯軸器應分別計入各自的效率；（3）資料推薦的效率一般有一個范圍，可根據工作條件、精度等級選取。如：工作

5、條件差、精度低、潤滑不良的齒輪傳動取小值，反之取大值。184）電動機轉速計算工作機轉速nw ：因：V= (Dn)/60*1000 (m/s)故：nw=(V*60*1000)/ D(rpm)其中：V輸送機帶速 (m/s) D卷筒直徑 (mm) 電動機轉速: nd= nwi總=(624) nw（rpm） 其中：i總= nd /nw= i帶i減= (624) i總總傳動比 i帶V帶傳動的傳動比(24) i減減速器傳動比(單級3 6)195）電機轉速的確定三相異步交流電機有四種同步轉速：3000、1500、1000、750r/min轉速高，極對數少，尺寸和質量小，價格低如無特殊要求，一般選1500或1

6、000r/min電機20電機的類型、結構、輸出功率Pd和轉速確定后，可由標準中查出電機型號、額定功率、滿載轉速、外形尺寸、中心高、軸伸尺寸、鍵聯接尺寸等。通常，按電機的實際輸出功率Pd進行傳動裝置的設計計算。傳動裝置的轉速按照電機的滿載轉速計算。212. 傳動比分配i總= nd /nwi總= i帶i減 i總總傳動比 i帶V帶傳動的傳動比，推薦取3 i減減速器傳動比則 i減= i總/ i帶i減要精確到小數點后兩位。22傳動比的分配一般遵循以下原則（1）手冊中推薦的傳動比是范圍值時，一般不應超過中間值；（2）考慮傳動件尺寸的協(xié)調性、外廓尺寸的大小；（3）注意傳動比對結構合理性的影響（4）齒輪傳動的

7、傳動比不宜取整數（均勻磨損）232425注意事項：（1）此時的分配結果不是最終的，應隨設計進程及時調整；（2）驗算傳動比誤差是否超過允許值 由此初步分配完傳動比，但實際傳動比的確定必須在各級零件的參數（如齒輪的齒數）確定下來之后才能最后確定。一般，實際確定的傳動比與設計要求的傳動比有3% 5%的誤差是允許的。263.計算各軸的轉速、轉矩和功率各軸功率的計算（1）功率計算的基準 小批量單件生產的機器，按Pd設計（2）軸功率計算，按輸入功率考慮計算各軸的n，P，T270 軸I 軸II 軸III 軸28電機軸（0軸）輸入功率: P0=Pw/總= Pd （計算值）轉速: n0 =nd （電機滿載轉速）

8、輸入扭矩: T0=9550*P0/n0（Nm）29高速軸（ I軸）輸入功率: P I入 = P0 帶 （ 帶：V帶傳動效率）輸出功率: P I出 = P I入 軸承 （ 軸承：軸承效率）轉速: n1=n0/ i帶輸入扭矩: T I入 =9550*P I入 /n1（Nm）輸出扭矩: T I出 = T I入 軸承（Nm）30低速軸（ II軸）輸入功率: P I I入 = P I出 齒輪（ 齒輪齒輪傳動效率）輸出功率: P I I出 = P I I入 軸承轉速: n2=n1/ i減輸入扭矩: T I I入 =9550*P I I入 /n2（Nm）輸出扭矩: T I I出 = T I I入 軸承（Nm

9、）31滾筒軸（ III軸）輸入功率: P III入 = P I I 出 聯軸器輸出功率: P III出 = P III入 軸承轉速: n3=n2輸入扭矩: T III入 =9550*P III入 /n3（Nm）輸出扭矩: T III出 = T III入 軸承（Nm）32整理數據，列表備查軸號 功率 轉矩 轉速 傳動比電機軸I軸II軸III軸334. V帶傳動的設計計算已知：主動輪的轉速n0 =nd ，從動輪的轉速 n1 = ，傳遞的功率Pd = （計算值）， 工作條件（任務書中給出）；求： d1= , d2= ,帶的型號，根數Z= ,長度，帶輪寬度，中心距a= ，對軸的壓力FQ= 。34注意：

10、相關尺寸的協(xié)調，如：小帶輪孔徑與電機軸一致，小帶輪外圓半徑是否小于電機中心高，大帶輪半徑是否高過減速器中心高等。355、齒輪傳動設計 1）采用直齒圓柱齒輪閉式軟齒面?zhèn)鲃樱?2）小齒輪用40Cr調質，大齒輪用45鋼調質，傳動用模數m2mm； 3) 強度計算中的功率用輸入功率； 4）Z1=20-35 ，Z2=iZ1求出后圓整； 5）因圓整Z2時i變化了故須驗算傳動比誤差： i=（i-Z2/Z1）/i100%5% 6）精度等級：8級 7）齒寬系數： d=0.836已知： T I入 = ，工作條件（任務書中給出）n1= , i減= ; 選材：小齒輪用40Cr調質，大齒輪用45鋼調質精度等級：8級齒寬系

11、數： d=0.8選取Z1= , Z2= i減Z1按閉式軟齒面?zhèn)鲃釉O計計算原則計算。確定： d1 、 d2、 da1、 da2、 df1、 df2、 b1 、 b2 、 a 、 m等參數。齒面接觸強度校核式：376、驗算傳動系統(tǒng)誤差輸送帶速實際Vw在求解過程中與理論V發(fā)生了變化，故應驗算系統(tǒng)誤差。（ V-Vw）/V100%5%若不滿足應重新計算。38初估的軸徑為受扭段的最小直徑，如此處有鍵槽，還應考慮鍵槽對軸強度削弱的影響。一般有一個鍵槽時，直徑增大35%。軸的直徑需圓整，且應與聯軸器孔徑配合7、軸的設計計算391）選材：45鋼調質2）初估I 、II、 III軸徑（最小直徑）若有鍵槽軸徑加大5%

12、，有配合要求的取標準直徑。40減速器的構造1 軸系部件：（1）傳動件（2）軸（3）軸承組合：軸承、端蓋、密封、調整墊片2 箱體3 附件4142減速器裝配草圖的繪制一、草圖階段的任務和方法1. 任務 (按設計順序)1）完成軸系的結構設計 軸的結構設計 軸承組合結構設計 軸上各零件的尺寸、位置 與軸系設計相關的箱體結構432）進行軸的強度、軸承壽命、鍵的強度計算3）完成減速器箱體其余結構設計4）附件設計2.方法算畫結合，逐步逼近（先主后次，由內而外，先輪廓后結構）44二、準備工作1、整理前期完成的計算數據 齒輪幾何尺寸、聯軸器型號、電機軸直徑、各軸的運動和動力參數2、閱讀參考資料 課程設計指導書

13、（裝配圖詳細設計步驟） 減速器立體結構圖45三、草圖繪制方法（一） 第一階段完成軸系部件的設計1、分配視圖空間（主、俯、側視圖），確定首先著手的視圖 圓柱齒輪減速器俯視圖入手2、確定軸線位置，畫出齒輪外形、箱體內壁線46草圖設計步驟按中心距先畫軸心線，再畫軸及軸承， 先畫箱內，后畫箱外， 先粗畫，后細畫， 先畫俯視圖，再畫主視圖， 最后畫側視圖。 布圖上下左右要適當勻稱。47注意： 1）輸入、輸出軸的外伸方向應與方案布局圖一致 2）1、2按經驗尺寸確定 3）左側內壁線暫不畫，由主視圖決定4849503、確定軸承座寬度LL=+C1+C2+(35) 4、確定軸的外伸長度各軸承座寬度相同，便于加工5

14、15、完成軸系的結構設計 包括：軸、軸承等軸上各零件1）軸承位置確定原則支承剛度好，軸的彎矩小簡支結構L 盡可能小522）軸承潤滑方式確定軸承位置 齒輪圓周速度v2m/s，軸承采用油潤滑，箱體剖分面開油溝，靠近小輪處的軸承設擋油板。 齒輪圓周速度v2m/s，軸承采用脂潤滑，各軸承處均設擋油板。有擋油板時：軸承內側端面距箱體內壁線8-12mm無擋油板時：軸承內側端面距箱體內壁線0-3mm3）軸承類型的選擇： 載荷大小、方向、性質及轉速 常選：深溝球、圓錐滾子53546、計算軸、軸承和鍵 彎矩圖按比例、分平面畫出 軸的強度計算方法： 當量彎矩法 軸承壽命不滿足時，可按大修期確定553）軸的結構設計

15、：（參考指導書）布置軸上零件；確定各軸段的直徑和長度；預選軸承和聯軸器；提示：軸承的選擇，同一根軸上的兩個軸承 型號相同； 聯軸器應滿足傳遞扭矩和孔徑要求； 高速軸直徑低速軸直徑4）低速軸的強度計算：根據軸上零件的布置情況和預選軸承型號，確定軸的支點距和齒輪2所受各力：Ft2、 Fr2 、;56確定軸的支反力： RV1 、 RH1、RV2、RH2 ;計算軸所受彎矩和扭矩，并畫出彎矩圖、扭矩圖、合成彎矩圖、當量彎矩圖；計算出危險截面的直徑，判斷軸的強度是否滿足強度要求。8、軸承壽命的校核計算低速軸的軸承所受徑向力：計算壽命應大于預期壽命。579、鍵的校核計算：確定各鍵的材料、尺寸；并校核其強度。

16、10、聯軸器的選擇計算：根據聯軸器的計算扭矩T c=1.5 T II出和安裝軸徑選出合適的彈性聯軸器型號。11、潤滑方式的選擇計算：軸承的潤滑方式根據速度因數dn選擇;齒輪的潤滑方式根據分度圓周速度v選擇.58（二）第二階段細化軸系部件結構 第一階段的工作是圍繞軸的強度、軸承壽命進行的，軸上各零件只須畫出輪廓外形即可，不必畫出詳細結構。 如：軸承只畫輪廓尺寸 齒輪、套筒只畫輪廓尺寸，不必畫剖面線59（三）第三階段減速器箱體的結構設計1、畫主視圖上箱蓋的大頭外形暫不畫小頭外形60箱體結構設計箱體壁厚按一級齒輪減速器中心距a選擇壁厚; 軸承座旁螺栓位置要考慮扳手空間; 扳手空間大，操作方便，但太大

17、螺栓太長 安裝不便，螺栓長度要符合螺栓長度系列; 參考課程設計指導書中有關內容。612、畫主視圖箱座高度按最大齒輪的頂圓考慮623、畫主視圖上、下機箱凸緣厚度和寬度634、畫軸承座兩側螺栓凸臺644、畫軸承座兩側螺栓凸臺總原則：* 兩側螺栓應盡量靠近，提高聯接剛度* 凸臺高度應滿足扳手空間要求* 通常螺栓中心線與端蓋相切即可* 沉孔、拔模斜度655、畫箱蓋小頭外形66（四）第四階段減速器附件設計吊環(huán)螺釘、吊鉤、油標尺、油塞、定位銷、啟蓋螺釘（參考圖冊、指導書）67減速器附件設計起蓋螺釘作用：起蓋用 ，兩個對角線 布置。定位銷作用：鏜軸承孔定位用，錐度 1：50 兩個， 對角線布置。觀察窗作用：

18、注油、觀察兩對齒輪嚙合情況，以能進手為宜。 通氣器作用：平衡機體內外壓力。68吊鉤作用：起吊整機用，與底座一同鑄出。起蓋吊耳作用：起吊蓋用，與上蓋一同鑄出。油標尺作用：測量油面深度，要有最高液面，最低液面刻度。位置設計要防止拔不出油標或油外溢。油塞作用：更換潤滑油的出口，設計在箱體底座最低位置處。69窺視孔、窺視孔蓋70透氣器71（五）草圖階段注意事項1、草圖按1:1比例畫2、有些結構可簡單畫，如同一種規(guī)格的螺栓聯接等3、草圖不怕亂，隨畫隨標尺寸4、要充分利用參考資料72減速器正式裝配圖的繪制裝配圖分為：裝配工作圖反映裝配關系 設計裝配圖反映結構方案和尺寸設計裝配圖的要求：1、足夠的視圖和剖面，每個零件結構和尺寸都能表