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1、 机 械 设 计 课 程 设 计题目： 院（系、部）： 机 械 工 程 学 院 姓 名： 班 级： 学 号： 指导教师： 2014 年 1月 5日设计任务 目 录一、传动装置总体设计1. 选择电动机2. 计算传动装置的总传动比及分配3. 传动装置运动及动力参数二、传动零件设计1. 带传动的设计计算2. 齿轮传动的设计计算3. 联轴器的选择计算三、轴的结构设计1. 高速轴的设计2. 中间轴的设计3. 低速轴的设计四、键的选择与校核五、轴承的设计与校核六、箱体及附件的设计七、主要零件的三维造型及装配造型八、绘制工程图九、设计体会 十、参考资料十一、机械设计课程设计教学大纲一、传动装置总体设计1.
2、选择电动机选择电动机的容量应保证额定功率Ped等于或大于工作机所需电动机功率Pd（1）电动机所需工作功率Pd Pw-工作机所需功率，KW，-电机至工作机总效率（参见机械设计课程设计P14表2-3）确定传动装置总效率（以下图为例）： （2）工作机所需功率Pw滚筒轴的工作转速: F-工作机工作阻力，N；V-工作机线速度，m/s；T-工作机阻力矩，mN；nw-工作机转速，转/分。 （3） 确定电动机转速 选择电机为Y系列三相异步电动机，参见课程设计指导书 p185 16-1 电机同步转速有：3000 1500 1000 750（注意：减速机采用二级减速器，如果采用直齿圆柱齿轮传动，电机和减速机采用V
3、带传动，则总传动比 ia不得小于1.5*5*4=30，根据ia，选定电机的额定转速不能小于30nw）初步确定传动比分配：初步确定带传动传动比：初步确定第一级齿轮传动传动比：初步确定第二级齿轮传动传动比：最后确定电机所需功率Ped及转速。2. 计算传动装置的总传动比及分配（1）确定总传动比ia（2）分配各级传动比： i1带传动传动比；i2 第一级齿轮传动传动比；i3 第二级齿轮传动传动比；3. 传动装置运动及动力参数（1）计算各轴的功率P、转速n和转矩T注意：A 按工作机所需电动机功率Pd计算，而不按电动机额定功率Ped计算。B 设计轴时应按其输入功率计算、设计传动零件时应按主动轴的输出功率计算
4、。如图1 二级齿轮减速器传动示意图如图1所示为二级齿轮减速器传动示意图，计算方法参见课程设计指导P19。 各轴传动功率及扭矩列汇总表：二、传动零件设计1. 带传动的设计计算（参见机械设计教材P151）（1）确定计算功率 Pca KAP （KA工况系数，参见机械设计教材P156表8-8）（2）根据n1、 Pc a选择带的型号（参见机械设计教材P157图8-11）（3）确定带轮基准直径dd1、dd2（参见机械设计教材P157表8-9）（带轮愈小，弯曲应力愈大，所以dd1 dmin ）（4）验算带速v （v525m/s）（v越大，离心应力越大。一般取V=5-25 m/s）（5）计算大带轮的基准直径d
5、d2dd2=i dd1，并根据机械设计教材P157表8-9加以圆整。（6）确定中心距 a ，并选择V带的基准长度 Ld1）初选中心距a00.7（dd1+dd2）a02（dd1+dd2）2）初定V带基准长度：根据Ld0由机械设计教材P145表8-2选取接近的基准长度Ld，然后计算中心距：考虑带的制造误差等，常给出带中心距变动范围为：amin= a-0.015Ld amax= a+0.03Ld（7）验算主动轮的包角1若包角过小，可增大中心距和带长。（8）计算带的根数 zP0单根普通V带的基本额定功率，参见机械设计教材P151表8-4；P单根V带额定功率的增量，参见机械设计教材P153表8-5；kL
6、 带长修正系数，参见机械设计教材P145表8-2；Ka 包角修正系数，参见机械设计教材P155表8-6；（9）确定初拉力 F0Pca-计算功率kw；q-V带每米长的质量参见机械设计教材P149表8-3，kg/m；z-V带根数；v-带速m/s；ka-包角修正系数。（10）计算压轴力 FP1-小带轮包角（11）带轮结构设计1）带轮材料 ：铸铁，常用材料的牌号为HTl50或HT200；转速较高时宜采用铸钢；小功率时铸铝或塑料。2）根据带轮基准直径选择结构型式：a 实心式 b 腹板式 c 孔板式 d 轮辐式2. 齿轮传动的设计计算直齿轮设计参见机械设计教材P210例题10-1，斜齿轮设计参见机械设计教
7、材P220例题10-2（1） 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数选择直齿轮或斜齿轮传动，选用8或7级精度选择齿轮材料：经热处理后切齿的齿轮所用的锻钢，对于强度速度要求不高的齿轮，采用软齿面（硬度350HBS），配对齿轮要求：小齿轮受载次数多，故材料应选好些，热处理硬度稍高于大齿轮（约3050HBS）。（见机械设计教材P191表10-1）（2） 选择小齿轮齿数Z1和大齿轮齿数Z2 闭式齿轮传动：Z1=20-40；一般Z1和Z2互为质数。（3） 按齿面接触疲劳强度设计(参见机械设计教材P212)求出 d1 选择 z1 计算 m = d1/z1（4）按齿根弯曲疲劳强度校核(参见机械设计教材P216)
8、（5）齿轮几何尺寸计算包括分度圆直径、中心距和齿宽（6）齿轮的结构设计（如图2所示为齿轮结构图） 采用齿轮轴 如图2 齿轮结构图（7）齿轮传动的润滑（见机械设计教材P234表10-8、表10-9）l 当齿轮的圆周速度: v12 m/s 时，采用喷油润滑l 当齿轮的圆周速度: v12 m/s 时,一般采用浸油润滑。l 当齿轮的圆周速度: v1.52 m/s 时，因飞溅到箱壁上的油量很少不能满足轴承的润滑的需要，则轴承常用润滑脂单独润滑。3. 联轴器的选择计算（1）选择联轴器类型（参见机械设计课程设计P144表14-1，14-2等）；（2）计算联轴器的计算转矩：Tca=KAT（工作情况系数KA见机
9、械设计教材P347表14-1）（3）确定联轴器的型号：Tca T （参见机械设计课程设计P144表14-1，14-2等）（4） 校核最大转速：n nmax（5）协调轴孔直径三、轴的结构设计1. 高速轴的设计如图3 高速轴结构示意图如图3所示为高速轴结构示意图（1）d的确定: 注意：d=（0.81.2）D（D为所选电机的轴径）L长度小于安装在该段上的带轮宽度1-2mm；（2）d的确定: d:带轮右端的定位轴肩l d=d+2h1= d+2h1l h1=(2+0.07)dh:定位轴肩的高度L长度要保证带轮与轴承盖离开1020mm；（3）d的确定： d为安装轴承的位置，L与L之间有非定位轴肩，该段轴肩
10、可以任意选取，但不宜过大，一般选取h2=15mm为宜。d=d+2h2（一定要选取5的倍数）。除了轴承的宽度以外，该段轴也可以留出安装固定齿轮的套筒的长度。注意：d= d , 轴承是成对安装； （5） d的确定:d与齿轮配合的轴段，L和L之间是非定位轴肩，轴肩可以任意选取，但不宜过大，一般选取h3=15mm为宜，d=d+2h3注意：该段轴的长度要比轴上安装的齿轮的宽度小25mm。（6）d的确定:d固定齿轮的轴环，L和L之间是定位轴肩，一般选取h4=2+0.07d4mm为宜，d=d+2h4。（7）d的确定:为过渡段，L和L之间是定位轴肩，该轴肩的高度不得超过轴承的内圈厚度。（8）d的确定：d= d
11、，L长度与所选轴承宽度相等（参见机械设计课程设计p120）。完成高速轴草图如图4所示：图4 高速轴草图（9）初选轴承（高速轴）1）如果选用直齿圆柱齿轮，则没有齿轮的轴向力，因此可以选用6类轴承；如果轴向力不大也可选用6类轴承；如果有较大轴向力，可选用7类或3类轴承；2）轴承内径由d和d确定，建议初选轻载系列。如d=40，选用深沟球轴承，则初选的型号为62083） 布置齿轮：参考机械设计课程设计指导书4）齿轮与齿轮间的距离一般选取520mm，齿轮与箱体内壁之间的距离也可选用520mm。2. 低速轴的设计（1）根据减速机输出轴的转矩T3，选择联轴器（参考教材和指导书），确定联轴器的型号，因此也就确
12、定了联轴器的内径D，和半联轴器的长度L；（2）d安装联轴器的那一段）一定要等于联轴器的内径（d=D），该段轴的长度L=L-35mm；（3）d要计算安装联轴器的定位轴肩h1=2+0.07d1来确定，d= d+2h1。L长度，要保证联轴器与低速端轴承盖离开1020mm；（4）d是安装轴承的，该段轴与d之间有非定位轴肩，该段轴肩可以任意选取，但不宜过大，一般选取h2=15mm为宜，d3=d2+2h2（一定要选取5的倍数）。除了轴承的宽度以外，该段轴也可以留出安装固定齿轮的套筒的长度；（5）d安装齿轮的，d和d轴之间是非定位轴肩，轴肩可以任意选取，但不宜过大，一般选取h3=15mm为宜，d4=d3+2
13、h3（6）d固定齿轮的轴环，d和d之间是定位轴肩，一般选取h4=2+0.07d4mm为宜，d5=d4+2h4。该段轴的长度要比轴上安装的齿轮的宽度小25mm（7）d的确定:为过渡段，L和L之间是定位轴肩，该轴肩的高度不得超过轴承的内圈厚度。（8）d的确定：d= d，L长度与所选轴承宽度相等（参见机械设计课程设计p120）。绘制低速轴草图如图5：图5 低速轴草图（9）初选轴承（低速轴）1） 如果选用直齿圆柱齿轮，则没有齿轮的轴向力，因此可以选用6类轴承；如果轴向力不大也可选用6类轴承；如果有较大轴向力，可选用7类或3类轴承2） 轴承内径由第三段和第七段的轴径确定，建议初选轻载系列。如d3=50，选用深沟球轴承，则初选的型号为62103） 布置齿轮：参考课程设计指导书4） 齿轮与齿轮间的距离一般选取520mm，齿轮与箱体内壁之间的距离也可选用520mm3. 中间轴的设计（1）轴
