化工課程設(shè)計(jì)

1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)2011.11.141 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是高等工科院校機(jī)械類本科學(xué)生第一次較全面的機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練，也是機(jī)械設(shè)計(jì)課程的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。2一、課程設(shè)計(jì)的目的培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)際問題的能力； 學(xué)習(xí)和掌握一般機(jī)械設(shè)計(jì)的基本方法和程序，培養(yǎng)獨(dú)立設(shè)計(jì)能力； 進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)工作基本技能的訓(xùn)練，包括訓(xùn)練計(jì)算、繪圖能力和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料3二、課程設(shè)計(jì)的題目 用于帶式輸送機(jī)上的單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器 電動(dòng)機(jī)+帶傳動(dòng)+單級(jí)圓柱齒輪減速器4三、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容 電動(dòng)機(jī)選擇，傳動(dòng)比分配 傳動(dòng)件和支承件的設(shè)計(jì)計(jì)算 減速器裝配圖 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的編寫56四、課程設(shè)計(jì)提交的內(nèi)容減速器正式裝

2、配圖1張（0#, 1:1 ）設(shè)計(jì)計(jì)算說明書（ 不少于15頁(yè)A4）7設(shè)計(jì)計(jì)算說明書內(nèi)容1）封面、目錄2）課程設(shè)計(jì)任務(wù)書3）選電機(jī)、傳動(dòng)件工作能力計(jì)算過程4）減速器的部分結(jié)構(gòu)尺寸、潤(rùn)滑方式、技術(shù)要求5）參考資料和文獻(xiàn)8五、參考資料機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教材機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)圖冊(cè)機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)9六、工作進(jìn)度安排參數(shù)計(jì)算1.5天1）選擇電動(dòng)機(jī)2）傳動(dòng)比分配3）計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速、功率、扭矩4）V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算5）齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算6）驗(yàn)算系統(tǒng)誤差10六、工作進(jìn)度安排2.裝配草圖設(shè)計(jì)1.5天 草圖設(shè)計(jì)與軸和軸承組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算交叉進(jìn)行7）軸的設(shè)計(jì)計(jì)算8）軸承壽命的校核計(jì)算9）鍵的校核計(jì)算10）聯(lián)

3、軸器的選擇計(jì)算11）潤(rùn)滑方式的選擇計(jì)算11六、工作進(jìn)度安排3.正式裝配圖繪制5天4.設(shè)計(jì)計(jì)算說明書整理1天5.答辯1天12七、設(shè)計(jì)步驟1、選擇電動(dòng)機(jī)2、傳動(dòng)比分配3、計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速、功率、扭矩4、V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算5、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算6、驗(yàn)算系統(tǒng)誤差7、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算13七、設(shè)計(jì)步驟8、軸承壽命的校核計(jì)算9、鍵的校核計(jì)算10、聯(lián)軸器的選擇計(jì)算11、潤(rùn)滑方式的選擇計(jì)算12、繪制裝配圖141. 選擇電動(dòng)機(jī)1）類型：如無特殊需要，一般選Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)。2）電機(jī)容量的確定PePd Pe電動(dòng)機(jī)的額定功率 Pd電動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出功率1)避免PePc2)啟動(dòng)過載能力應(yīng)滿足要求（堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩）15選

4、擇電動(dòng)機(jī)依據(jù)：功率Pd ，轉(zhuǎn)速nd3）電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算工作機(jī)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(dòng)機(jī)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(jí)聯(lián)軸器效率 4_低速級(jí)軸承效率 5_齒輪嚙合效率 6_高速級(jí)軸承效率 7_帶傳動(dòng)效率 (效率值查設(shè)計(jì)手冊(cè))1617計(jì)算總效率時(shí)的注意事項(xiàng)：（1）軸承效率均指一對(duì)軸承而言；（2）同類型的幾對(duì)傳動(dòng)副、軸承、聯(lián)軸器應(yīng)分別計(jì)入各自的效率；（3）資料推薦的效率一般有一個(gè)范圍，可根據(jù)工作條件、精度等級(jí)選取。如：工作

5、條件差、精度低、潤(rùn)滑不良的齒輪傳動(dòng)取小值，反之取大值。184）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算工作機(jī)轉(zhuǎn)速nw ：因：V= (Dn)/60*1000 (m/s)故：nw=(V*60*1000)/ D(rpm)其中：V輸送機(jī)帶速 (m/s) D卷筒直徑 (mm) 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速: nd= nwi總=(624) nw（rpm） 其中：i總= nd /nw= i帶i減= (624) i總總傳動(dòng)比 i帶V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比(24) i減減速器傳動(dòng)比(單級(jí)3 6)195）電機(jī)轉(zhuǎn)速的確定三相異步交流電機(jī)有四種同步轉(zhuǎn)速：3000、1500、1000、750r/min轉(zhuǎn)速高，極對(duì)數(shù)少，尺寸和質(zhì)量小，價(jià)格低如無特殊要求，一般選1500或1

6、000r/min電機(jī)20電機(jī)的類型、結(jié)構(gòu)、輸出功率Pd和轉(zhuǎn)速確定后，可由標(biāo)準(zhǔn)中查出電機(jī)型號(hào)、額定功率、滿載轉(zhuǎn)速、外形尺寸、中心高、軸伸尺寸、鍵聯(lián)接尺寸等。通常，按電機(jī)的實(shí)際輸出功率Pd進(jìn)行傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算。傳動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)速按照電機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速計(jì)算。212. 傳動(dòng)比分配i總= nd /nwi總= i帶i減 i總總傳動(dòng)比 i帶V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比，推薦取3 i減減速器傳動(dòng)比則 i減= i總/ i帶i減要精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位。22傳動(dòng)比的分配一般遵循以下原則（1）手冊(cè)中推薦的傳動(dòng)比是范圍值時(shí)，一般不應(yīng)超過中間值；（2）考慮傳動(dòng)件尺寸的協(xié)調(diào)性、外廓尺寸的大小；（3）注意傳動(dòng)比對(duì)結(jié)構(gòu)合理性的影響（4）齒輪傳動(dòng)的

7、傳動(dòng)比不宜取整數(shù)（均勻磨損）232425注意事項(xiàng)：（1）此時(shí)的分配結(jié)果不是最終的，應(yīng)隨設(shè)計(jì)進(jìn)程及時(shí)調(diào)整；（2）驗(yàn)算傳動(dòng)比誤差是否超過允許值 由此初步分配完傳動(dòng)比，但實(shí)際傳動(dòng)比的確定必須在各級(jí)零件的參數(shù)（如齒輪的齒數(shù)）確定下來之后才能最后確定。一般，實(shí)際確定的傳動(dòng)比與設(shè)計(jì)要求的傳動(dòng)比有3% 5%的誤差是允許的。263.計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率各軸功率的計(jì)算（1）功率計(jì)算的基準(zhǔn) 小批量單件生產(chǎn)的機(jī)器，按Pd設(shè)計(jì)（2）軸功率計(jì)算，按輸入功率考慮計(jì)算各軸的n，P，T270 軸I 軸II 軸III 軸28電機(jī)軸（0軸）輸入功率: P0=Pw/總= Pd （計(jì)算值）轉(zhuǎn)速: n0 =nd （電機(jī)滿載轉(zhuǎn)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(dòng)效率）輸出功率: P I出 = P I入 軸承 （ 軸承：軸承效率）轉(zhuǎn)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(dòng)效率）輸出功率: P I I出 = P I I入 軸承轉(zhuǎn)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(lián)軸器輸出功率: P III出 = P III入 軸承轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)，列表備查軸號(hào) 功率 轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速 傳動(dòng)比電機(jī)軸I軸II軸III軸334. V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算已知：主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速n0 =nd ，從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速 n1 = ，傳遞的功率Pd = （計(jì)算值）， 工作條件（任務(wù)書中給出）；求： d1= , d2= ,帶的型號(hào)，根數(shù)Z= ,長(zhǎng)度，帶輪寬度，中心距a= ，對(duì)軸的壓力FQ= 。34注意：

10、相關(guān)尺寸的協(xié)調(diào)，如：小帶輪孔徑與電機(jī)軸一致，小帶輪外圓半徑是否小于電機(jī)中心高，大帶輪半徑是否高過減速器中心高等。355、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 1）采用直齒圓柱齒輪閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)； 2）小齒輪用40Cr調(diào)質(zhì)，大齒輪用45鋼調(diào)質(zhì)，傳動(dòng)用模數(shù)m2mm； 3) 強(qiáng)度計(jì)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(shí)i變化了故須驗(yàn)算傳動(dòng)比誤差： i=（i-Z2/Z1）/i100%5% 6）精度等級(jí)：8級(jí) 7）齒寬系數(shù)： d=0.836已知： T I入 = ，工作條件（任務(wù)書中給出）n1= , i減= ; 選材：小齒輪用40Cr調(diào)質(zhì)，大齒輪用45鋼調(diào)質(zhì)精度等級(jí)：8級(jí)齒寬系

11、數(shù)： d=0.8選取Z1= , Z2= i減Z1按閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算原則計(jì)算。確定： d1 、 d2、 da1、 da2、 df1、 df2、 b1 、 b2 、 a 、 m等參數(shù)。齒面接觸強(qiáng)度校核式：376、驗(yàn)算傳動(dòng)系統(tǒng)誤差輸送帶速實(shí)際Vw在求解過程中與理論V發(fā)生了變化，故應(yīng)驗(yàn)算系統(tǒng)誤差。（ V-Vw）/V100%5%若不滿足應(yīng)重新計(jì)算。38初估的軸徑為受扭段的最小直徑，如此處有鍵槽，還應(yīng)考慮鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度削弱的影響。一般有一個(gè)鍵槽時(shí)，直徑增大35%。軸的直徑需圓整，且應(yīng)與聯(lián)軸器孔徑配合7、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算391）選材：45鋼調(diào)質(zhì)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(biāo)準(zhǔn)直徑。40減速器的構(gòu)造1 軸系部件：（1）傳動(dòng)件（2）軸（3）軸承組合：軸承、端蓋、密封、調(diào)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(wù)和方法1. 任務(wù) (按設(shè)計(jì)順序)1）完成軸系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸承組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸上各零件的尺寸、位置 與軸系設(shè)計(jì)相關(guān)的箱體結(jié)構(gòu)432）進(jìn)行軸的強(qiáng)度、軸承壽命、鍵的強(qiáng)度計(jì)算3）完成減速器箱體其余結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4）附件設(shè)計(jì)2.方法算畫結(jié)合，逐步逼近（先主后次，由內(nèi)而外，先輪廓后結(jié)構(gòu)）44二、準(zhǔn)備工作1、整理前期完成的計(jì)算數(shù)據(jù) 齒輪幾何尺寸、聯(lián)軸器型號(hào)、電機(jī)軸直徑、各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)2、閱讀參考資料 課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

13、（裝配圖詳細(xì)設(shè)計(jì)步驟） 減速器立體結(jié)構(gòu)圖45三、草圖繪制方法（一） 第一階段完成軸系部件的設(shè)計(jì)1、分配視圖空間（主、俯、側(cè)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(nèi)壁線46草圖設(shè)計(jì)步驟按中心距先畫軸心線，再畫軸及軸承， 先畫箱內(nèi)，后畫箱外， 先粗畫，后細(xì)畫， 先畫俯視圖，再畫主視圖， 最后畫側(cè)視圖。 布圖上下左右要適當(dāng)勻稱。47注意： 1）輸入、輸出軸的外伸方向應(yīng)與方案布局圖一致 2）1、2按經(jīng)驗(yàn)尺寸確定 3）左側(cè)內(nèi)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(zhǎng)度各軸承座寬度相同，便于加工5

14、15、完成軸系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 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(jiǎn)支結(jié)構(gòu)L 盡可能小522）軸承潤(rùn)滑方式確定軸承位置 齒輪圓周速度v2m/s，軸承采用油潤(rùn)滑，箱體剖分面開油溝，靠近小輪處的軸承設(shè)擋油板。 齒輪圓周速度v2m/s，軸承采用脂潤(rùn)滑，各軸承處均設(shè)擋油板。有擋油板時(shí)：軸承內(nèi)側(cè)端面距箱體內(nèi)壁線8-12mm無擋油板時(shí)：軸承內(nèi)側(cè)端面距箱體內(nèi)壁線0-3mm3）軸承類型的選擇： 載荷大小、方向、性質(zhì)及轉(zhuǎn)速 常選：深溝球、圓錐滾子53546、計(jì)算軸、軸承和鍵 彎矩圖按比例、分平面畫出 軸的強(qiáng)度計(jì)算方法： 當(dāng)量彎矩法 軸承壽命不滿足時(shí)，可按大修期確定553）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

15、：（參考指導(dǎo)書）布置軸上零件；確定各軸段的直徑和長(zhǎng)度；預(yù)選軸承和聯(lián)軸器；提示：軸承的選擇，同一根軸上的兩個(gè)軸承 型號(hào)相同； 聯(lián)軸器應(yīng)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(qiáng)度計(jì)算：根據(jù)軸上零件的布置情況和預(yù)選軸承型號(hào)，確定軸的支點(diǎn)距和齒輪2所受各力：Ft2、 Fr2 、;56確定軸的支反力： RV1 、 RH1、RV2、RH2 ;計(jì)算軸所受彎矩和扭矩，并畫出彎矩圖、扭矩圖、合成彎矩圖、當(dāng)量彎矩圖；計(jì)算出危險(xiǎn)截面的直徑，判斷軸的強(qiáng)度是否滿足強(qiáng)度要求。8、軸承壽命的校核計(jì)算低速軸的軸承所受徑向力：計(jì)算壽命應(yīng)大于預(yù)期壽命。579、鍵的校核計(jì)算：確定各鍵的材料、尺寸；并校核其強(qiáng)度。

16、10、聯(lián)軸器的選擇計(jì)算：根據(jù)聯(lián)軸器的計(jì)算扭矩T c=1.5 T II出和安裝軸徑選出合適的彈性聯(lián)軸器型號(hào)。11、潤(rùn)滑方式的選擇計(jì)算：軸承的潤(rùn)滑方式根據(jù)速度因數(shù)dn選擇;齒輪的潤(rùn)滑方式根據(jù)分度圓周速度v選擇.58（二）第二階段細(xì)化軸系部件結(jié)構(gòu) 第一階段的工作是圍繞軸的強(qiáng)度、軸承壽命進(jìn)行的，軸上各零件只須畫出輪廓外形即可，不必畫出詳細(xì)結(jié)構(gòu)。 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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、畫主視圖上箱蓋的大頭外形暫不畫小頭外形60箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)箱體壁厚按一級(jí)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(zhǎng) 安裝不便，螺栓長(zhǎng)度要符合螺栓長(zhǎng)度系列; 參考課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書中有關(guān)內(nèi)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(jī)箱凸緣厚度和寬度634、畫軸承座兩側(cè)螺栓凸臺(tái)644、畫軸承座兩側(cè)螺栓凸臺(tái)總原則：* 兩側(cè)螺栓應(yīng)盡量靠近，提高聯(lián)接剛度* 凸臺(tái)高度應(yīng)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(shè)計(jì)吊環(huán)螺釘、吊鉤、油標(biāo)尺、油塞、定位銷、啟蓋螺釘（參考圖冊(cè)、指導(dǎo)書）67減速器附件設(shè)計(jì)起蓋螺釘作用：起蓋用 ，兩個(gè)對(duì)角線 布置。定位銷作用：鏜軸承孔定位用，錐度 1：50 兩個(gè)， 對(duì)角線布置。觀察窗作用：

18、注油、觀察兩對(duì)齒輪嚙合情況，以能進(jìn)手為宜。 通氣器作用：平衡機(jī)體內(nèi)外壓力。68吊鉤作用：起吊整機(jī)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(biāo)尺作用：測(cè)量油面深度，要有最高液面，最低液面刻度。位置設(shè)計(jì)要防止拔不出油標(biāo)或油外溢。油塞作用：更換潤(rùn)滑油的出口，設(shè)計(jì)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(xiàng)1、草圖按1:1比例畫2、有些結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)單畫，如同一種規(guī)格的螺栓聯(lián)接等3、草圖不怕亂，隨畫隨標(biāo)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(guān)系 設(shè)計(jì)裝配圖反映結(jié)構(gòu)方案和尺寸設(shè)計(jì)裝配圖的要求：1、足夠的視圖和剖面，每個(gè)零件結(jié)構(gòu)和尺寸都能表