0-2024-2025上-機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)指導(dǎo)書-機(jī)制（課號(hào)2410856）

《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》任務(wù)書課程設(shè)計(jì)選題：x-x（例如A-1，提交打印刪除）學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：年級(jí)：專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師：梁添壽一、課程設(shè)計(jì)題目和內(nèi)容第1題設(shè)計(jì)一帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置帶式輸送機(jī)傳動(dòng)簡圖如圖1所示,設(shè)計(jì)參數(shù)列于表1。工作條件:連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn),載荷平穩(wěn),空載啟動(dòng),使用期10年(每年300個(gè)工作日),小批量生產(chǎn),兩班制工作,輸送機(jī)工作軸轉(zhuǎn)速允許誤差為±5%。帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)效率為0.96。圖1帶式輸送機(jī)傳動(dòng)簡圖表1帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)題號(hào)A-1A-2A-3A-4A-5A-6A-7A-8A-9A-10F/kN21.251.51.61.821.251.51.61.8v/(m/s)1.31.81.71.61.51.81.71.61.51.3D/mm180250260240220260240220180250題號(hào)A-11A-12A-13A-14A-15A-16A-17A-18A-19A-20F/kN21.251.51.61.821.251.51.61.8v/(m/s)1.71.61.51.31.81.61.51.31.81.7D/mm220180250260240250260240220180注：運(yùn)輸帶牽引力F(kN),輸送帶工作速度v(m/s),輸送帶滾動(dòng)直徑D(mm)。第2題設(shè)計(jì)一鏈板式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置鏈板式輸送機(jī)傳動(dòng)簡圖如圖2所示,設(shè)計(jì)參數(shù)列于表2。工作條件:連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn),工作時(shí)有輕微振動(dòng),使用期10年(每年300個(gè)工作日),小批量生產(chǎn),兩班制工作,輸送機(jī)工作軸轉(zhuǎn)速允許誤差為±5%。鏈板式輸送機(jī)的傳動(dòng)效率為0.95。圖2鏈板式輸送機(jī)傳動(dòng)簡圖表2鏈板式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)題號(hào)B-1B-2B-3B-4B-5B-6B-7B-8B-9B-10F/kN11.21.41.51.611.21.41.51.6v/(m/s)0.90.750.80.70.60.750.80.70.60.9d/mm1059211510011011510011010592題號(hào)B-11B-12B-13B-14B-15B-16B-17B-18B-19B-20F/kN11.21.41.51.611.21.41.51.6v/(m/s)0.80.70.60.90.750.70.60.90.750.8d/mm1101059211510092115100110105注：運(yùn)輸鏈牽引力F(kN),輸送鏈工作速度v(m/s),輸送鏈鏈輪的節(jié)圓直徑滾動(dòng)直徑d(mm)。第3題設(shè)計(jì)加熱爐推料機(jī)傳動(dòng)裝置加熱爐推料機(jī)傳動(dòng)簡圖如圖3所示,設(shè)計(jì)參數(shù)列于表3。工作條件:連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn),工作時(shí)有輕微振動(dòng),使用期10年(每年300個(gè)工作日),小批量生產(chǎn),一班制工作,輸送機(jī)大齒輪轉(zhuǎn)速允許誤差為±5%。圖3加熱爐推料機(jī)傳動(dòng)簡圖表3加熱爐推料機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)題號(hào)C-1C-2C-3C-4C-5C-6C-7C-8C-9C-10P/kW1.11.21.31.41.51.11.21.31.41.5n/(r/min)38303532363035323638題號(hào)C-11C-12C-13C-14C-15C-16C-17C-18C-19C-20P/kW1.11.21.31.41.51.11.21.31.41.5n/(r/min)35323638303236383035注：大齒輪傳遞的功率P(kW)，大齒輪軸的轉(zhuǎn)速n(r/min)。第4題設(shè)計(jì)一帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置帶式輸送機(jī)傳動(dòng)簡圖如圖4所示,設(shè)計(jì)參數(shù)列于表4。工作條件:連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn),工作時(shí)有輕微振動(dòng),使用期10年(每年300個(gè)工作日),小批量生產(chǎn),兩班制工作,輸送機(jī)工作軸轉(zhuǎn)速允許誤差為±5%。帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)效率為0.96。圖4帶式輸送機(jī)傳動(dòng)簡圖表4帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)題號(hào)D-1D-2D-3D-4D-5D-6D-7D-8D-9D-10F/kN2.82.933.23.62.82.933.23.6v/(m/s)0.90.8510.950.750.8510.950.750.9D/mm450420480440400480440400450420題號(hào)D-11D-12D-13D-14D-15D-16D-17D-18D-19D-20F/kN2.82.933.23.62.82.933.23.6v/(m/s)10.950.750.90.850.950.750.90.851D/mm400450420480440420480440400450注：輸送帶的牽引力F(kN)，輸送帶的速度v(m/s)，輸送帶滾動(dòng)的直徑D(mm)。第5題設(shè)計(jì)一鏈板式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置鏈板式輸送機(jī)傳動(dòng)簡圖如圖5所示,設(shè)計(jì)參數(shù)列于表5。工作條件:連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn),工作時(shí)有輕微振動(dòng),使用期10年(每年300個(gè)工作日),小批量生產(chǎn),兩班制工作,輸送機(jī)工作軸轉(zhuǎn)速允許誤差為±5%。鏈板式輸送機(jī)的傳動(dòng)效率為0.95。圖5鏈板式輸運(yùn)機(jī)傳動(dòng)簡圖表5鏈板式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)題號(hào)E-1E-2E-3E-4E-5E-6E-7E-8E-9E-10F/kN5678956789v/(m/s)0.60.50.450.40.350.50.450.40.350.6d/mm377352328304280328304280377352題號(hào)E-11E-12E-13E-14E-15E-16E-17E-18E-19E-20F/kN5678956789v/(m/s)0.450.40.350.60.50.40.350.60.50.45d/mm280377352328304352328304280377注：輸送鏈的牽引力F(N)，輸送鏈的速度v/(m/s)，輸送鏈鏈輪的節(jié)圓直徑d/mm。第6題設(shè)計(jì)一帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置帶式輸送機(jī)傳動(dòng)簡圖如圖6所示,設(shè)計(jì)參數(shù)列于表6。工作條件:連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn),工作時(shí)有輕微振動(dòng),使用期10年(每年300個(gè)工作日),小批量生產(chǎn),兩班制工作,輸送機(jī)工作軸轉(zhuǎn)速允許誤差為±5%。帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)效率為0.96。圖6帶式傳送機(jī)傳動(dòng)簡圖表2-2帶式傳送機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)題號(hào)F-1F-2F-3F-4F-5F-6F-7F-8F-9F-10F/kN5.45.85.25.75.65.45.85.25.75.6v/(m/s)0.80.750.850.750.80.750.850.750.80.8D/mm420410400430450400430450420410題號(hào)F-11F-12F-13F-14F-15F-16F-17F-18F-19F-20F/kN5.45.85.25.75.65.45.85.25.75.6v/(m/s)0.850.750.80.80.750.750.80.80.750.85D/mm450420410400430410400430450420注：運(yùn)輸帶工作拉力F(N)，運(yùn)輸帶的速度v(m/s)，輸送帶滾動(dòng)的直徑D(mm)。二、設(shè)計(jì)要求及工作量通過課程設(shè)計(jì)，學(xué)生初步掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的基本過程，包括科學(xué)計(jì)算、查表、繪圖等。學(xué)生可以手工繪圖也可以計(jì)算機(jī)繪圖。進(jìn)行相應(yīng)的科學(xué)計(jì)算，完成指定的設(shè)計(jì)工作量。具體要求完成的工作包括：（1）繪制減速器裝配圖1張（A0或A1圖紙）；（2）零件工作圖2-3張；（3）設(shè)計(jì)計(jì)算說明書1份，本任務(wù)書要求編入說明書中。三、課程設(shè)計(jì)進(jìn)程安排計(jì)劃序號(hào)設(shè)計(jì)各階段內(nèi)容起止日期地點(diǎn)一設(shè)計(jì)準(zhǔn)備:明確設(shè)計(jì)任務(wù)；準(zhǔn)備設(shè)計(jì)資料和繪圖用具第17周星期一二傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì):擬定傳動(dòng)方案；選擇電動(dòng)機(jī)；計(jì)算傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算:帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)主要參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算第17周星期一至二三減速器裝配草圖設(shè)計(jì):初繪減速器裝配草圖；軸系部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；軸、軸承、鍵聯(lián)接等的強(qiáng)度計(jì)算;減速器箱體及附件的設(shè)計(jì)第17周星期三至五四完成減速器裝配圖第18周星期一至二五零件圖設(shè)計(jì)第18周星期三六整理和編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書第18周星期四七課程設(shè)計(jì)答辯第18周星期五五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)李育錫、董海軍，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（第三版）[M]，西北工業(yè)大學(xué)，2022年。六、設(shè)計(jì)計(jì)算說明書及答辯準(zhǔn)備參考《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》第73-77頁。課程設(shè)計(jì)流程與設(shè)計(jì)過程說明（指導(dǎo)）黃美發(fā)、唐哲敏、梁添壽2024.12.27Step1、選擇電機(jī)電機(jī)功率：每個(gè)人根據(jù)給定的設(shè)計(jì)參數(shù)（工作拉力、速度和滾筒直徑）和給定設(shè)計(jì)方案，利用各個(gè)環(huán)節(jié)的傳動(dòng)效率求出電機(jī)應(yīng)該滿足的計(jì)算功率，然后根據(jù)功率選擇電機(jī)的型號(hào)，記錄下電機(jī)的功率、轉(zhuǎn)速和輸出軸直徑。所選用電機(jī)的輸出功率應(yīng)該大于電機(jī)的計(jì)算功率。（參考用設(shè)計(jì)手冊：王昆，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，高等教育出版社）電機(jī)轉(zhuǎn)速：選用電機(jī)的功率之后，要相應(yīng)確定電機(jī)的轉(zhuǎn)速，建議電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速3000rpm（2極）或1500rpm（4極）（不建議選用極數(shù)過多的電機(jī)，因?yàn)闃O數(shù)越多電機(jī)就越大，成本就越高）。Step2、確定各個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)各軸的功率、轉(zhuǎn)速和扭矩Step3、計(jì)算裝配草圖的繪圖參數(shù)3.1、設(shè)計(jì)各級(jí)齒輪的傳動(dòng)參數(shù)根據(jù)各軸上的功率、轉(zhuǎn)速和扭矩，分別設(shè)計(jì)出高速軸和低速級(jí)的齒輪的模數(shù)和齒數(shù)。閉式傳動(dòng)以接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，以彎曲強(qiáng)疲勞度進(jìn)行校核。注意小齒輪齒數(shù)要大于17，以避免跟切（設(shè)計(jì)常識(shí)），動(dòng)力齒輪的模數(shù)要大于2（設(shè)計(jì)常識(shí)）。3.2、計(jì)算齒輪的主要幾何參數(shù)根據(jù)所設(shè)計(jì)出各級(jí)齒輪的模數(shù)，齒數(shù)，計(jì)算其齒頂圓，分度圓，中心距，為繪制裝配草圖提供初始參數(shù)。3.3、計(jì)算各根軸的最小直徑按照教材公式（15-2）計(jì)算各根軸的最小軸徑。Step4、繪制裝配草圖繪制主要的裝配結(jié)構(gòu)：根據(jù)上述計(jì)算得到各級(jí)（高速級(jí)和低速級(jí)）齒輪的主要幾何參數(shù)和各軸的最小直徑，進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（參見教材第十五章），確定各軸上各個(gè)零件的軸向尺寸。4.1、輸出軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)①聯(lián)軸器的選擇。根據(jù)輸出軸的扭矩和工作情況系數(shù)，計(jì)算輸出軸的計(jì)算扭矩，在根據(jù)計(jì)算扭矩選擇聯(lián)軸器的型號(hào)。②輸出軸最小直徑等于聯(lián)軸器直徑。輸出軸與聯(lián)軸器相配合軸段處的直徑按照聯(lián)軸器的直徑系列選取，即。③階梯軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。按照軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法（從軸的軸線方向看逐段放大，軸只能中間大兩頭小），根據(jù)所設(shè)計(jì)軸上零件的裝拆路線，得出輸出軸裝拆合理的階梯軸結(jié)構(gòu)。④輸出軸中與滾動(dòng)軸承相配合軸段的直徑。由于此時(shí)軸的跨距還沒有確定，滾動(dòng)軸承的實(shí)際受力還不能確定，還不能計(jì)算滾動(dòng)軸承的型號(hào)而只能確定滾動(dòng)軸承的內(nèi)徑，根據(jù)輸出軸的階梯結(jié)構(gòu)，要保證輸出軸中與滾動(dòng)軸承相配合的軸段直徑為標(biāo)準(zhǔn)值且與滾動(dòng)軸承的內(nèi)徑相等（數(shù)字為0和5系列）。⑤滾動(dòng)軸承的型號(hào)。根據(jù)滾動(dòng)軸承所受的載荷類型（純徑向力或者徑向力加軸向力），選用徑向軸承或者向心推力軸承。按照與滾動(dòng)軸承相配合軸段的直徑，按照軸承的受力大小級(jí)別（輕載荷、正常載荷或重載荷），先初步估計(jì)軸承的載荷級(jí)別，按照輕系列（對(duì)應(yīng)輕載荷）、中等系列（對(duì)應(yīng)正常載荷）和重系列（對(duì)應(yīng)重載荷）預(yù)先選擇不同結(jié)構(gòu)類型，如球軸承或者圓錐滾子軸承。可以先選球軸承來計(jì)算（滾子軸承的承載能力比球軸承的大，工作壽命也比球軸承的長），注意與滾動(dòng)軸承內(nèi)圈相配合部位軸肩的高度要保證滾動(dòng)抽成的裝拆要求（具體數(shù)字需要查參考設(shè)計(jì)手冊）。⑥輸出軸上零件的軸上軸向尺寸和相對(duì)位置參照設(shè)計(jì)手冊中標(biāo)4-1。4.2、中間軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程參照輸出軸設(shè)計(jì)的過程。所不同的是，中間軸的最小直徑需要與滾動(dòng)軸承的內(nèi)徑相對(duì)應(yīng)，不需要聯(lián)軸器，其余設(shè)計(jì)過程與輸出軸的一樣。4.3、輸入軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)過程同樣可以參照輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程。所不同的是，輸入軸的最小直徑需要與電機(jī)輸出軸所用的聯(lián)軸器內(nèi)徑系列相配套，其余設(shè)計(jì)過程一樣。Step5、裝配草圖的強(qiáng)度校核計(jì)算在完成step4之后，已經(jīng)初步確定了減速器的主要結(jié)構(gòu)。此時(shí)，可以對(duì)各根軸進(jìn)行強(qiáng)度的校核計(jì)算，考慮時(shí)間的限制，只要求對(duì)輸出軸進(jìn)行強(qiáng)度校核運(yùn)算。5.1、輸出軸的校核參考教材p373例題，提取輸出軸的結(jié)構(gòu)參數(shù)，建立輸出軸的力學(xué)模型，即建立包含輸出軸、輸出軸上齒輪、滾動(dòng)軸承（此時(shí)處理為支點(diǎn)）的受力圖。從而確定輸出軸的扭矩圖、X向彎矩圖、Y向彎矩圖和彎扭合成圖，指出出輸出軸的危險(xiǎn)截面，對(duì)輸出軸危險(xiǎn)截面進(jìn)行彎扭合成校核計(jì)算，確定安全系數(shù)是否符合要求。如不符合要求，增大軸的最小直徑，重復(fù)上述設(shè)計(jì)過程，直至符合要求，如果符合要求，則輸出軸的設(shè)計(jì)結(jié)果可用。5.2、滾動(dòng)軸承壽命的校核建立包含輸出軸、輸出軸上齒輪、滾動(dòng)軸承的受力圖。①通過力的平衡，計(jì)算出滾動(dòng)軸承的支座反力（徑向力）。②根據(jù)所選軸承的類型，查表并得到派生軸向力公式（查閱參考設(shè)計(jì)手冊）并計(jì)算出兩端的派生軸向力。③根據(jù)兩端軸承的派生軸向力和齒輪上所受的軸向力，判別軸的運(yùn)動(dòng)趨勢，取得軸的松端。④松端軸承的軸向力等于派生軸向力。⑤緊端（另一端）軸承的軸向力按照力的平衡原理求出。⑥求出輸出軸上兩端軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷，系數(shù)和和判別系數(shù)根據(jù)計(jì)算的數(shù)值查手冊。⑦計(jì)算滾動(dòng)軸承的壽命。如果計(jì)算的壽命小于三年的工作時(shí)間，則說明所選用的滾動(dòng)軸承承載能力不足，需要更換承載能力更大的軸承型號(hào)甚至軸承類型（承載能力由承載系列的特輕→輕→中→重的順序逐步提高，如果重系列的軸承承載能力仍然不足，則需選擇另外更大承載能力的軸承，即滾子軸承）。反之，如果計(jì)算的壽命大于十年的工作時(shí)間，則說明所選滾動(dòng)軸承的承載能力超出要求，可以更換承載能力更低一級(jí)的型號(hào)（承載能力由該選用軸承類型承載系列的重→中→輕→特輕的順序逐步降低，如果選用特輕系列的軸承承載能力仍然超出十年工作時(shí)間，則需選擇另外更小承載能力的軸承（滾子軸承的承載能力大于球軸承）。如果選擇的是球軸承，特輕系列的軸承壽命仍然超出十年，則說明沒有更小的軸承類型和型號(hào)可以選用，就維持原有選擇方案，此方案已經(jīng)是最優(yōu)方案。5.3、鍵連接的校核校核單鍵是否滿足要求，如不滿足選用雙鍵，如果雙鍵不滿足，就用花鍵。Step6、繪制正式裝配圖經(jīng)過上述計(jì)算和草圖的繪制，就可以完善正式的裝配圖。6.1、鍵連接的校核校核單鍵是否滿足要求，如不滿足選用雙鍵，如果雙鍵不滿足，就用花鍵。6.2、箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)參照設(shè)計(jì)手冊圖3-1、圖3-2、圖3-3，設(shè)計(jì)鑄造減速器的結(jié)構(gòu)和尺寸，焊接類箱體的結(jié)構(gòu)需要參考其他設(shè)計(jì)手冊。6.3、螺栓連接的設(shè)計(jì)減速器上下箱體的螺紋連接參照設(shè)計(jì)手冊表3-1，直接查表確定。建議不用進(jìn)行強(qiáng)度的設(shè)計(jì)和校核。6.4、減速器附件的設(shè)計(jì)減速器附件的設(shè)計(jì)參照設(shè)計(jì)手冊表3-2。包括窺視孔和視孔蓋、通氣器、油面指示器、定位銷、起蓋螺釘、起吊裝置（吊環(huán)螺釘）、放油孔及油塞。每一種部件的設(shè)計(jì)都要參照手冊中的結(jié)構(gòu)和畫法。選用過程需要在說明書中進(jìn)行文字說明。6.5、減速器潤滑的設(shè)計(jì)減速器附件的潤滑設(shè)計(jì)參照設(shè)計(jì)手冊表3-3。根據(jù)速度大小，要正確選用潤滑油的牌號(hào)，并設(shè)計(jì)出潤滑油的油面高度，最高油面高度侵入齒輪一個(gè)齒高。6.6、減速器滾動(dòng)軸承的潤滑設(shè)計(jì)根據(jù)速度大小選擇滾動(dòng)軸承的減速器附件的潤滑設(shè)計(jì)參照設(shè)計(jì)手冊表3-3。根據(jù)速度大小，要正確選用潤滑油的牌號(hào)，并設(shè)計(jì)出潤滑油的油面高度。①當(dāng)滾動(dòng)軸承采用潤滑脂潤滑時(shí)，在軸的兩端靠近軸承座的地方要設(shè)計(jì)甩油環(huán)，以防止?jié)櫥蛷南浔谏狭飨蜉S承。②當(dāng)滾動(dòng)軸承采用油潤滑時(shí)，如果軸承旁小齒輪的齒頂圓小于軸承的外徑，為防止齒輪嚙合（尤其斜齒輪嚙合）所擠出的熱油大量沖向軸承內(nèi)部，增加軸承的阻力，需要設(shè)置擋油盤，參見設(shè)計(jì)手冊圖4-11。③滾動(dòng)軸承采用油潤滑，而滾動(dòng)軸承的外圈在油面線的上方時(shí)，在箱壁上要設(shè)計(jì)出導(dǎo)油溝，讓甩到箱壁上的油順著油溝流向軸承，此時(shí)，在端蓋上要開出十字槽，讓潤滑油能回流到箱體的油箱中。Step7、裝配圖相關(guān)標(biāo)注正式的裝配圖需要在標(biāo)注主要尺寸、技術(shù)特性、技術(shù)要求、零件編號(hào)零件明細(xì)表和標(biāo)題欄（參照設(shè)計(jì)手冊p94圖10-7展開式雙極圓柱齒輪減速器）。7.1、尺寸的標(biāo)注外形尺寸?？傞L、總寬、總高特性尺寸。齒輪傳動(dòng)中心距配合尺寸。參照手冊表4-2。軸承外圈與孔的配合、內(nèi)圈與軸徑的配合、鍵與鍵槽的配合、安裝尺寸。減速器中心高等Step8、零件圖設(shè)計(jì)8.1、輸出軸參照設(shè)計(jì)手冊p106圖10-13。視圖：主視圖加上鍵槽的剖面，軸線水平放置。尺寸標(biāo)注：尺寸及公差。注意基準(zhǔn)的標(biāo)注。主要基準(zhǔn)以安裝軸承處兩端軸段的公共軸線為軸線（A-B）為基準(zhǔn)（替代該圖的基準(zhǔn)A），在標(biāo)注時(shí)，基準(zhǔn)A要與左端安裝軸承處的尺寸線對(duì)齊，而基準(zhǔn)