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1、 机械设计课程设计 （设计计算部分） 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： 1、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。 2、学习简单机械传动装置的设计原理和过程 。 3、进行机械设计基本技能训练。（计算、绘 图、使用技术资料） 二、课程设计任务书 名称：带式输送机传动装置（二级圆柱齿轮减速器）。 要求：有轻微冲击,工作经常满载,原动机为电动机,齿轮 单向传动,单班制工作（每班8小时）,运输带速度误差为 5%,减速器使用寿命5年,每年按300天计,小批量生产,启 动载荷
2、为名义载荷的1.5倍。 传动系统简图 原始数据 三、设计任务量 1、画A0号草图、装配图各一张， A3号零件图一张。 2、设计论文（说明书）一份，不少于20页。 四、参考资料 课程设计指导书 课程设计图册 机械零件设计手册（含齿轮、带、轴、轴承、键的内容 ） 机械设计（教材） 五、设计步骤 1、选择电动机 2、传动比分配 3、计算各轴的转速 4、齿轮传动设计 6、计算轴类零件 5、验算系统误差 7、绘制装配图和零件图 1、选择电动机 选择电动机依据：功率P，转速n 1）电动机功率计算P 工作机功率 ：P w= FV/1000 （ kw） 其 中 已 知： F输送带拉力 （N） V_输送带速度
3、（m/s） 电动机需要功率： Pd= P w / (kw) 总 效 率 ： =1. 2. 3 n 1_卷筒轴承效率 2_ 卷筒效率 3_低速级联轴器效率 4_ III轴轴承效率 5_低速级齿轮啮合效率 6_ II轴轴承效率 7_高速级齿轮啮合效率 8_ I轴轴承效率 9_高速级联轴器效率 (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=(840) nw（rpm） 其中：i总=840 i总减速器传动
4、比(总传动比) 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1500（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（Y系列）、 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 2、传动比分配 分配原则：各级传动尺 寸协调，承载能力接近 ，两个大齿轮直径接近 以便润滑。（浸油深度 ） i总=i减=i高*i低=nm/nw i减减速器传动比 i高减速器内高速级传动比 i低减速器内低速级传动比 nm电动机满载转速 nw工作机转速 i高=（1.21.3)i低 i减=
5、（1.21.3) i低2 3、计算各轴的n，P，T 1）各轴转速 电动机轴:nm（满载转速） I轴: nI =nm II轴: n II =nI/i高 2)各轴输入功率 电动机轴: Pd=Pw/总 I轴: P I = Pd （联轴器效率） II轴: P I I= P I * 12 12I轴至 II轴效率 3)各轴扭矩T 电动机轴： Td=9550*Pd/nm（Nm） I轴： TI= Td II轴：TII= TI*12*I高 计算出参数列表备用。 轴 号功率 P扭矩 T转速 n 传动比i 电动机轴 Pd Td nm i=1 I 轴PI入PI出TI入TI出 n I II 轴PII入PII出TII入T
6、II出 n II 4、齿轮传动设计 1）采用斜齿圆柱齿轮闭式软齿面传动； 2）选用中碳钢，传动用模数m1.5-2mm； 3) 强度计算中的功率用输出功率； 4) 角方向确定应使中间轴的轴向力有所抵消 ； 5）=8-15，Z1=20-40 ，Z2=iZ1求出后圆整； 6）因圆整Z2时i变化了故须验算传动比误差： i=（i-Z2/Z1）/i100%5% 7）为使图面匀称，中心距：a高 120， a低 140， 8）检查浸油深度，当高速级大齿轮浸油1个齿高 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。 5、验算传动系统速度误差 输送带速实际Vw在求解过程中与理论V
7、 发生了变化，故应验算系统误差。 （ V-Vw）/V100%5% 若不满足应重新计算。 6、计算轴类零件 1）初估I 、II、 III轴径，注意第I 根轴是否 设计成齿轮轴，对 II轴进行弯扭合成强度验算 。 2）轴承的选择，同一根轴上的两个轴承型号 相同。对II轴上的轴承进行寿命计算。 3）键的选择，对 II轴上的键进行强度校核。 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。 带式输送机传动系统简图 原始数据 方 案 12345678910 运输带拉 力F(N) 1800180019001900200020
8、002100210022002200 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 （绘图部分） 设计计算中需要验算的内容 1、各级齿轮传动的强度验算 2、中间轴的弯扭合成强度验算 3、中间轴键的强度验算（只验算一处） 4、中间轴上的滚动轴承寿命验算 5、两级传动大齿轮浸油深度验算 6、选择减速器内齿轮润滑方式验算V 7、选择滚动轴承的润滑（剂）方式验算dn 4.设计中应注意的问题 1）输入（出）轴外伸端长度、直径应与联轴器孔径 匹配。 2）润滑剂和润
9、滑方式的选择 减速器内齿轮的润滑剂和润滑方式按圆周速度V确定 ， 减速器内轴承的润滑剂和润滑方式按速度因数dn确 定。由于齿轮和轴承可能分别采用润滑油和润滑脂 ，此时二者不能相混，否则轴承润滑脂被冲走，故 应在轴承处采用密封装置“封油环”。 3）油底油面高度3050，以保证足够的油量。 4）轴承盖一般选嵌入式结构。 5）齿轮与轴的结合方式可设计成齿轮与轴分离，也 可以成齿轮轴。 5.草图设计步骤 按中心距先画轴心线，再画轴及轴承， 先画箱内，后画箱外， 先粗画，后细画， 先画俯视图，再画主视图， 最后画左视图。 布图上下左右要适当匀称。 正式装配图 1）各视图应能完整表达箱内外结构（达到使 他
10、人能拆图的目的） 2）符合制图国家标准，零件编号，标题栏， 明细表，技术要求等应齐全。 3）标注尺寸 a.特性尺寸:齿轮中心距及公差值。 b.外廓尺寸:长*宽*高 ，包括外伸端轴长。 c.安装尺寸:地脚螺栓孔径及定位尺寸、孔 距、外伸端轴中心高。 d.配合尺寸:齿轮与轴、轴承内外圈、键槽、 外伸端与联轴器。装配图上标注公差代号。 4）列出减速器特性 功率、转速、传动比。 零件图 1、 中间轴、齿轮（低速级大齿轮）或 箱体 2、要求：标出全部尺寸、公差值、形位 置公差、粗糙度、材料及热处理方法、 技术要求等。 轴的键槽处要有移出断面图， 齿轮轴列出参数表。 编写设计计算说明书 1、页数约24页（
11、16开） 包括封面，目录，附录。 2、轴的弯扭矩图在同一张纸上。 评分依据 1、正式装配图、零件图（绘图正确，尺寸准 确，零件图和装配图相符） 2、说明书（设计过程完整、合理，计算正确 ） 3、答辩 以上均要求独立完成，如有雷同视为作弊。 减速器装配图设计 一、结构 二、应表达内容 1、工作原理； 2、各零件装配关系； 3、各零件的形状和尺寸 三、装配图设计步骤 1、准备阶段 2、布置图面： （1）比例1：1；（2）三视图； 812 1 2 2 3、在主、俯视图上画出传动件中心线 、 轮廓线及其箱体内壁线 a1 a2 注意：箱体尺寸应取整。 二级圆柱齿轮传动立体图 4、根据初估轴径定跨距 （1
12、）确定轴承在箱体孔中的位置 油润滑：沿内壁线缩近335mm 脂润滑：沿内壁线缩近3812mm （2）确定轴承孔外端面的位置L LC1+C2+（510） 注意： C1、C2指的是轴承旁螺栓直径对应的C1、C2 8 (挡油板) 油润滑脂润滑 35 812 二级圆柱齿轮传动 812 1 2 2 3 轴承起始 线 L 轴承孔 外端面端盖 10mm+ 垫片 2mm 轴伸端位置 20 放联轴 器或带 轮 5、轴的结构设计（说明书上表示出） 1）考虑零件装配方案 2）定轴各段的直径和长度（伸出轴长度） 3）考虑轴向、周向定位 6、（最后一根）轴、轴承、键的强度校核 7、传动零件的组合设计 8、滚动轴承的组合
13、设计 考虑：固定方式，调整，装拆，润滑和密封 9、箱体结构设计 要求： 1）刚度：壁厚，筋板（轴承端部凸出处） 2）工艺性： 铸造工艺（拔模斜度、壁厚尽量均匀） 加工面与非加工面的区别 减少加工时调整刀具的次数 机加工工艺 3)要有可靠密封、足够油量 4)保证剖分面的密封性 8 (箱体结构设计) 保证足够刚度 一定的壁厚 加肋板 轴承旁螺栓尽量靠近 机座底凸缘宽应超过机体内壁 又要有足够的 扳手空间，如 何协调？ 凸台 箱盖 箱座 剖分 面 C1C2 C1C2 具体步骤 1）轴承旁螺栓凸台尺寸确定； 2）大、小齿轮端盖外表面圆弧R底确定； 3）箱体螺栓布局（注意：不能布置在剖分面上） 4）油面
14、高度及箱座中心高度H 5）定油沟尺寸（油润滑） 6）油标凸台结构（一般倾斜45） 7）其它附件设计：作用、位置、大小 C2 C2 C1 A 轴承旁螺栓凸台高度线 B O R3 R2 R1 R1=da/2，R2=R1+1，R3=R2+1， 8 (确定左、右外壁圆弧) 注意：左外壁圆弧的圆心不一定在轴心，主要考虑： 1）高速级大齿轮顶圆； 2）凸台； 3）吊钩位置； 4）窥视孔位置。 左外壁圆弧 右外壁圆弧 D2 C2C1 8 减速器装配图设计 注意： 20 15 浸油深度 中心高H 浸油深度：高速级一个齿高10mm（锥齿(0.51)b10mm） 低速级da2低/6 8 (减速器附件设计) 附件设
15、计 视孔盖、通气器 放油螺塞 油标 吊钩 吊环 8 (端盖的结构) 8 减速器装配图设计 闷盖 透盖 轴承脂润滑 10 1417 12 8 (调整垫片) 8 (箱体绘图步骤) 起盖螺钉 几个常见错误 拆卸空间不足 对于螺栓位置必须考虑加工位置以及拆卸扳手空间（C1和C2) 螺栓位置的设计 钻孔工艺性 油标尺的设计（1） 油标尺的设计（2） 减速器箱体外零件与箱壁距离 窥视孔凸台 轴承孔座旁螺栓 铸造拔模斜度 螺钉联接的画法 螺栓联接中的鱼眼坑 箱体定位销的设计 套筒固定 轴头的长度要比毂的长度稍短，保证套筒与齿 轮的端面可靠固定。 齿轮设计成齿轮轴的条件： 轴承定位轴肩需查轴承手册 轴承定位轴肩 带轮缺乏定位轴肩 齿轮缺乏定位轴肩
