机械零件课程设计.

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1、 机械设计机械设计课程设计课程设计 (第一次布置) 一、设计目的 机械设计课程设计是高等工科院校机械类本 科学生第一次较全面的机械设计训练，也是机 械设计课程的一个重要的实践性教学环节。 其目的是：其目的是： 1 1、综合运用先修课理论，培养分析和解决工程、综合运用先修课理论，培养分析和解决工程 实际问题的能力。实际问题的能力。 2 2、学习简单机械传动装置的设计原理和过程。、学习简单机械传动装置的设计原理和过程。 3 3、进行机械设计基本技能训练。（计算、绘图、进行机械设计基本技能训练。（计算、绘图 、使用技术资料）、使用技术资料） 二、课程设计任务书 名称：名称：带式输送机传动装置带式输送

2、机传动装置（一级斜齿圆柱齿轮减速器） 。 要求：要求：胶带输送机两班连续单向运转（每班胶带输送机两班连续单向运转（每班8 8小时）小时）, ,载荷载荷 平稳平稳, ,空载启动空载启动, ,室内工作室内工作, , 使用期限使用期限1010年年, ,大修期大修期3 3年。该年。该 机动力来源为三相交流电，小批量生产。每年按机动力来源为三相交流电，小批量生产。每年按300300天计天计, , 输送带速度允许误差为输送带速度允许误差为5% 5% 。 传动系统简图传动系统简图 原始数据原始数据 三、设计任务量 1 1、画、画A1A1号装配图一张，号装配图一张， A2A2号零件图两张。号零件图两张。 2

3、2、设计论文（说明书）一份，不少于、设计论文（说明书）一份，不少于2020页。页。 四、参考资料 课程设计指导书课程设计指导书 课程设计图册课程设计图册 机械设计手册（含齿轮、带、轴、轴承、键的内容）机械设计手册（含齿轮、带、轴、轴承、键的内容） 机械设计（教材）机械设计（教材） 五、设计步骤 1、选择电动机 2、传动比分配 3、计算各轴的 n，P，T 4、带传动设计 7、计算轴类零件 6、验算系统误差 8、绘制装配图和零件图 5、齿轮传动设计 1、选择电动机 选择电动机依据：选择电动机依据：功率P，转速n 1 1）电动机功率计算）电动机功率计算P P 工作机功率 ：P w= FV/1000

4、（ kw） 其 中 已 知： F输送带拉力 （N） V输送带速度 （m/s） 电动机需要功率： Pd= P w / (kw) 总 效 率 ： =1. 2. 3 n 1_带传动效率 2_高速轴轴承效率 3_齿轮啮合效率 4_低速轴轴承效率 5_低速级联轴器效率 (效率值查设计手册) 2)电动机转速计算n 工作机转速nw ： 因：V= (Dn)/60*1000 (m/s) 故：nw=(V*60*1000)/ D(rpm) 其中：V输送机带速 (m/s) D卷筒直径 (mm) 电动机转速: nd= nwi总=(620) nw（rpm） 其中：i总= i带i齿轮= 620 i带 （24） i齿轮（35

5、） 3）选定电动机 根据求出的P、n查手册。 转速n：建议选用同步转速为10001500（rpm ） 功率P：为使传动可靠，额定功率应大于计算功 率即 P额Pd=PW/总 选定电动机：型号： 同步转速n、满载转速nm、 额定功率P额、轴的中心高、 电动机轴径、 起动转矩/额定转矩的比值。 记下备用 常用：Y系列三相异步电动机 1.确定总传动比i总 2.分配各级传动比 2、传动比分配 分配原则: 各级传动比应在合理的范围内： 各级传动尺寸协调，传动比应满足： 目的：（1）尺寸协调、互不干涉 （2）尺寸紧凑、便于润滑 I轴 n I= II轴n II= 注意：注意： II轴设计输出 转速与所要求的转

6、速不 符，但误差在以内 即可满足工程要求。 3、计算各轴的n，P，T 1）各轴转速 转矩计算公式转矩计算公式 ： 各轴功率 ： I II 注意：注意：电机的额定功率为4kw， 而工作时输出的功率为3.95kw, 则在计算转矩时应按3.95kw。 2)各轴的功率、转矩 将以上计算得到的运动和动力参数列表备用。 4、带传动设计 已知：P、 n、 T、 i 设计步骤：参照课本或设计手册进行， 可选择普通V带。 应注意的问题：应注意的问题： 1 1、选定大、小带轮后，、选定大、小带轮后，i i 带 带可能与分配值不 可能与分配值不 同，应采用新值。同，应采用新值。 2 2、带轮的中心距在、带轮的中心距

7、在400400 500500之间选取。之间选取。 3 3、带的根数可以向上圆整，或向下圆整，但、带的根数可以向上圆整，或向下圆整，但 保证误差在保证误差在5%5%以内。以内。 V型带的设计 1 1）传动比）传动比i i 1 1= = 2) 2) 工作情况系数工作情况系数 3 3）计算功率）计算功率 4 4）选）选V V型带型号型带型号 5 5）小带轮直径）小带轮直径 6 6）大带轮直径）大带轮直径 7 7）验算）验算V V带速度带速度 8 8）初定中心距）初定中心距 9 9）初算）初算V V带长度带长度 1010）确定）确定V V带长度带长度 1111）确定中心距）确定中心距 1212）计算小

8、带轮包角）计算小带轮包角 1313）查包角修正系数）查包角修正系数 1414）查带长修正系数）查带长修正系数 1515）单根传递功率）单根传递功率P P 1616）单根带传递功率增量）单根带传递功率增量 1717）计算）计算V V带根数带根数 Z Z 1818）计算）计算V V带对轴的拉力带对轴的拉力F F 0 0 2. 2. 计算两带轮的宽度计算两带轮的宽度B B 5、齿轮传动设计 已知已知: : 传递功率 P ，小齿轮转速 n ，传动 比 i ；载荷平稳，工作时间，闭式传动。 设计确定：设计确定： 齿轮的精度、Z1 、 Z2 、 a 、m、 d1 、 d1 、 da1 、 da2 、 df

9、 1 、 df 2 、 b1 、 b2 。 1 1 选择材料、热处理、精度等级、选择材料、热处理、精度等级、决定齿面硬度、决定齿面硬度、 表面粗糙度。表面粗糙度。 2 2 按齿面接触按齿面接触( (或轮齿弯曲或轮齿弯曲) )强度设计强度设计 3 3 校核轮齿弯曲校核轮齿弯曲 ( (或齿面接触或齿面接触) ) 强度强度 4 4 两齿轮的几何尺寸计算两齿轮的几何尺寸计算 设计步骤：设计步骤：参照课本或设计手册进行。 A)A) 齿顶圆直径齿顶圆直径 B)B) 齿根圆直径齿根圆直径 C)C) 分度圆直径分度圆直径 D)D) 基圆直径基圆直径 E)E) 齿顶高、齿根高、齿全高齿顶高、齿根高、齿全高 F)

10、F) 齿顶径向间隙齿顶径向间隙 G)G) 齿厚、齿槽宽、齿距齿厚、齿槽宽、齿距 H)H) 两齿轮的中心距两齿轮的中心距 I)I) 齿顶圆的压力角齿顶圆的压力角 J)J) 计算重合度计算重合度 两齿轮的几何尺寸计算两齿轮的几何尺寸计算 1 1）选用中碳钢，传动用模数）选用中碳钢，传动用模数m1.5-2mmm1.5-2mm； 2) 2) 角方向确定应使中间轴的轴向力有所抵消角方向确定应使中间轴的轴向力有所抵消 ； 3 3）=8=8 1515，Z Z 1 1 =20-40=20-40（软齿面）或（软齿面）或Z Z 1 1 =17-20=17-20 （硬齿面），（硬齿面），Z Z 2 2 =iZ=iZ

11、 1 1 求出后圆整；求出后圆整； 4 4）因圆整）因圆整Z Z 2 2 时时i i变化了故须验算传动比误差：变化了故须验算传动比误差： i=i=（i-Zi-Z 2 2 /Z/Z 1 1 ）/i100%5%/i100%5% 5 5）为使图面匀称，中心距：）为使图面匀称，中心距：a a高 高 120120， a a低 低 140140， 6 6）检查浸油深度，当高速级大齿轮浸油）检查浸油深度，当高速级大齿轮浸油1 1个齿高个齿高 时，低速级大齿轮浸油深度小于其分度圆半径的时，低速级大齿轮浸油深度小于其分度圆半径的 六分之一到三分之一，以降低搅油功耗。六分之一到三分之一，以降低搅油功耗。 注意：

12、6、验算传动系统速度误差 输送带速实际V实在求解过程中与理论 V理发生了变化，故应验算系统误差。 若不满足应重新计算。 1 1）高速轴的概略设计）高速轴的概略设计 A.A. 材料、热处理、材料、热处理、 B.B. 按扭转计算最小直径按扭转计算最小直径 C.C. 装装V V带轮处长度、外伸端直径与长度、带轮处长度、外伸端直径与长度、 D.D. 装两轴承和两轴承盖处的直径和长度（试选轴承装两轴承和两轴承盖处的直径和长度（试选轴承 与轴承盖）与轴承盖） E.E. 装齿轮处的直径和长度装齿轮处的直径和长度 F.F. 齿轮与箱体的距离齿轮与箱体的距离 G.G. 轴的总长度轴的总长度 7、计算轴类零件 2

13、 2）低速轴的概略设计）低速轴的概略设计 步骤与高速轴类同步骤与高速轴类同 A.A. 注意：注意：变速箱等宽、高速轴轴承的中心与低速变速箱等宽、高速轴轴承的中心与低速 轴轴承的中心要在同一条直线上，也就是要求轴轴承的中心要在同一条直线上，也就是要求 两根轴轴承中心等宽度。两根轴轴承中心等宽度。 B.B. 设计到这里开始作草图设计到这里开始作草图（查表：（查表： 轴承及轴承轴承及轴承 盖各参数、套筒的结构尺寸、齿轮的按装、连盖各参数、套筒的结构尺寸、齿轮的按装、连 轴器的结构尺寸等）轴器的结构尺寸等） 初估轴径。初估轴径。 根据两轴的转矩初估轴径。再根据减速器的结构要求设 计轴的结构。注意第I

14、根轴是否设计成齿轮轴;对轴进行弯 扭合成强度验算。 轴承的选择。轴承的选择。 同一根轴上的两个轴承型号相同。对轴承进行寿命计算 。 键的选择。键的选择。 根据轴径选择合适的键，进行强度校核。 提示： 力的结果取整数； 齿轮几何参数精确到小数点后两位； 传动比精确到小数点后两位； 螺旋角精确到秒； 设计公式要写明来源出处。 v 按转矩初步计算轴的最小直径 注意：1.对外伸轴，由上式求出的直径为外伸轴段 的最小直径；对非外伸轴，计算时应取较大的C值， 估算的轴径可作为安装齿轮处的的直径。 单键：加5% 双键：加7% 2.键槽 3.圆整为标准直径或按联轴器圆整直径。 带式输送机传动系统简图 原始数据

15、 方 案 12345678910 运输带拉 力F(N) 1800180019001900 200 0 2000210021002200 220 0 运输带速 度 V(m/s) 1.11.21.11.20.91.00.91.00.91.0 卷筒直径 D(mm) 300300300300300300300300300300 机械设计课程设计 上海理工大学机械工程学院 （第二次布置） 第二阶段设计的主要内容: 1、草图设计 2、装配图 3、零件图 4、撰写设计计算说明书 特点：特点：“算画结合”边画边算 草图设计是装配图设计的规划和准备阶段； 装配图设计是对草图的进一步细化和完善。 草图设计 1、准备工作 （1）A1坐标纸一张，比例1:1。 （2）主要传动件的参数计算完备（齿轮几何尺寸、 轴径估算） （3）确定减速器箱体的结构形式。 （4）初选滚动轴承的类型及轴的支撑型式。 2、要求 （1） 草图设计正确，迅速，主要结构要表达清楚 。各零件尺寸可随时标注在图纸上。 （2）草图不要求线型，同样零件可只画一个，其它 简画。 （3）所有零件尺寸随手画在草图上，以免再次查找 。 3 3、任务、任务（以设计手册为参考资料） 1 1）通过草图设计检查传动比分配是否合理。）通过草图设计检