机械设计基础课程设计(带+齿轮)综述

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1、机械设计基础 课程设计 一.设计目的 机械设计基础课程设计是在学完机械设计基础课程 的基础上进行的重要实践性教学环节，是学生第一次较全面的 机械设计训练。机械设计基础课程设计的目的是： 1、通过课程设计，综合运用机械设计课程和其他先修课程 的理论和实际知识，掌握机械设计的一般规律，树立正确的设 计思想，培养分析和解决实际问题的能力； 2、学会从机器功能的要求出发，合理选择传动机构类型， 制定设计方案，正确计算零件的工作能力，确定它的尺寸、形 状、结构及材料，并考虑制造工艺、使用、维护、经济和安全 等问题，培养机械设计能力； 3、通过课程设计，学习运用标准、规范、手册、图册和查 阅有关技术资料等

2、，培养机械设计的基本技能。 二. 设计题目 设计带式输送机传动装置 中的单级圆柱齿轮减速器。 三. 传动系统方案 带式输送机由电动机驱动。电动机1通过 带传动2将动力传入单级圆柱齿轮减速器3，再 通过联轴器4将动力传至输送机滚筒5，带动输 送带6工作，如图所示。 1 23 4 5 6 四. 原始参数 输送带工作拉力 F= kN； 输送带工作速度 v= m/s (允许输送带速度误差为5%)； 滚筒直径 D= mm； 滚筒效率 j = 0.96 （包括滚筒与轴承的效率损失）； 使用期限 8年 1 23 4 5 6 五. 工作条件 1. 工作情况 1. 两班制，连续单向运转， 2. 载荷较平稳。 2

3、. 动力来源 电力，三相交流， 电压380V/220V； 1. 检修间隔期 2. 四年一次大修，二年一次中 修， 3. 半年一次小修。 4. 制造条件及生产批量 5. 一般机械厂制造，小批量生 产。 1 23 4 5 6 六. 设计工作量要求 1.减速器装配图一张（A1，可用两个视图和必要 的局部剖视）； 2.箱座零件工作图一张（A1） 3.从动轴零件工作图一张（A3）； 4.从动齿轮零件工作图一张（A3）； 5.设计说明书一份(不少于20页，60008000字)。 1. 电机的选择 2. 各轴运动参数计算 3. 带传动设计计算 4. 齿轮传动设计计算与校核 5. 轴的设计计算及校核 6. 轴

4、承的选择与校核 7. 键及联轴器等零件的选择与校核 8. 箱体设计（主要结构尺寸及计算） 9. 减速器的润滑及密封的选择 10.减速器附件的选择及说明 11.设计小结（设计体会，本设计优缺点分 析，今后 改进的意见） 12.参考文献 设计说明书主要内容 一. 传动装置的总体设计 1. 根据设计需求和工作条件，对多种传动 方案进行分析比较； 2. 选择传动装置的类型，拟定传动装置的 运动方案； 3. 绘制传动装置运动简图。 一. 传动装置的总体设计 （一）. 传动方案的确定 带传动 + 一级齿轮传动 带传动 i =24 齿轮传动 i =35 一. 传动装置的总体设计 1 23 4 5 6 （二）

5、. 电动机的选择 1. 选择电动机类型和结构型式： Y系列三相异步电动机。（手册P167） 2. 确定电动机的功率 （1）工作机所需的功率： （2）传动装置的总效率： 1带传动 2轴承 3闭式齿轮传动 4轴承 5联轴器 （手册P5） （3）所需电动机的功率： 电动机至工作机之间传动装置的总效率 一. 传动装置的总体设计 1 23 4 5 6 （二）. 电动机的选择 3. 确定电动机的转速 工作机转速 电动机转速 一般可取： 一. 传动装置的总体设计 列出符合转速、功率要求的多种电机（多方案） 方 案 电动电动 机型号 额额定 功率 电电机转转速 电电机 重量 参考 价格 总传总传 动动比 同步

6、 转转速 满载满载 转转速 1 2 3 一. 传动装置的总体设计 对满足要求的电机 的重量、价格、外形尺 寸、传动比进行比较， 选择一种电机。 选择的一般原则： 选1500r/min 1000r/min 不选 750r/min。 选择结果（列表） （手册P189） 型 号 额额定功率 满载转满载转 速 外形尺寸 中心高 伸出端安装直径 伸出端安装长长度 键联键联 接尺寸 地脚尺寸 一. 传动装置的总体设计 （三）. 计算总传动比和分配各级传动比 总传动比： (注：nm电机满载转速) 选择带传动传动比： i1=24 计算闭式齿轮传动传动比： （注：一般选i1i2） 一. 传动装置的总体设计 （四

7、）. 计算传动装置的运动和动力参数 1. 各轴转速： 0轴（电机轴） 1轴（高速轴） 2轴（低速轴） 3轴（工作机） 一. 传动装置的总体设计 0轴1轴2轴 3轴 （四）. 计算传动装置的运动和动力参数 2. 各轴功率： 0轴 1轴 2轴 3轴 一. 传动装置的总体设计 0轴 1轴2轴 3轴 注意：Pd为所需电动机的功率。 （四）. 计算传动装置的运动和动力参数 3. 各轴转矩： 0轴 1轴 2轴 3轴 一. 传动装置的总体设计 0轴 1轴2轴 3轴 （四）. 计算传动装置的运动和动力参数 4. 传动系统运动和动力参数汇总 轴轴 号 功率转转矩 转转速传动传动 比效率 输输入输输出输输入输输出

8、 0 1 2 3 一. 传动装置的总体设计 二. V带传动的设计计算 二. V带传动的设计计算 1. 选择V带截型； 2. 确定V带基准直径，验算带速； 3. 确定带长和中心距； 4. 验算小带轮包角； 5. 确定V带的根数； 6. 计算带传动作用在轴上的压力； 7. 带轮结构设计（与轴的结构设计综合考虑）。 二. V带传动的设计计算 带轮结构设计 带轮轮缘宽度: B=(Z-1)e+2f 带轮轮毂宽度: L=(1.52)d 当B1.5d时，L=B 注意: 带轮直径确定后，应验算带传动实际传动比 和大带轮转速，并以此修正减速器传动比和输 入转矩。 三. 齿轮传动的设计计算与校核 1. 选择齿轮材

9、料和精度等级 软齿面: HBS1-HBS2=2540; 1. 硬齿面: HRC1=HRC2; 2. 对齿轮传递功率不大,一般选软齿面。 2. 按齿面接触疲劳强度条件设计齿轮主要 参数（对软齿面） 3. 模数选择: m=(0.0070.020)a 4. m1.52; 5. m=24; 6. 齿数选择: z1=2040 (选30左右) 三. 齿轮传动的设计计算与校核 3. 按齿根弯曲疲劳强度条件校核齿轮强度（ 对软齿面） 4. 齿轮传动的几何尺寸计算；(教材:P115,表6.2) 注意:齿轮传动尺寸与参数的取值: 模数应取标准值; 齿宽和其他结构尺寸应尽量圆整; 啮合几何尺寸(分度圆、齿顶圆、齿根

10、圆、螺旋角 ）应求出精确值。（手册P199） 列表列出计算结果（教材：P115，表6.2） 三. 齿轮传动的设计计算与校核 5. 齿轮结构设计（与轴的结构设计综合考虑） 6. （教材：P136138，手册：P163） 7. 8. 采用列表方式，列出齿轮结构参数计算结果 9. 绘制大齿轮结构草图 。 三. 齿轮传动的设计计算与校核 四. 轴的结构设计与强度校核 （一）高速轴的设计 1. 选择轴的材料，确定许用应力 2. .初步计算最小轴径 注意：轴径的圆整（键槽、联轴器、标准直径） 四. 轴的结构设计与强度校核 （一）高速轴的设计 3. 轴的结构设计 (1). 轴上零件装配、定位和固定 画轴系结

11、构图（教材P214:图9.15） (2). 确定各段直径和长度 综合箱体、轴承盖的设计统一考虑 箱体设计 （手册P158） 轴承盖设计（手册P166） 箱体轴承孔轴向尺寸 L=+C1+C2+（510） 四. 轴的结构设计与强度校核 （一）高速轴的设计 3. 轴的结构设计 (1). 轴上零件装配、定位和固定 (2). 确定各段直径和长度 四. 轴的结构设计与强度校核 注 意 1. 若齿轮和轴的结构尺寸接近，应设计成齿轮轴， 此时轴的结构、各段直径和长度需作调整。 2. 齿轮轴的危险截面尺寸，按齿根圆计算。 画轴系结构图（教材P214:图9.15） （一）高速轴的设计 4. 按弯扭合成强度条件校核

12、轴的强度； 5. 绘制高速轴的结构草图 标明各段的长度和直径 四. 轴的结构设计与强度校核 （二）低速轴的设计 设计过程同高速轴，但应特别注意两轴 间轴向尺寸匹配关系。 四. 轴的结构设计与强度校核 四. 轴的结构设计与强度校核 （二）低速轴的设计 设计过程同高速轴，但应特别注意两轴 间轴向尺寸匹配关系。 注 意 (1).两个齿轮的对称中心面应对正； (2).轴承相对于齿轮对称布置； (3).尽可能使两轴上轴承内端面对齐； (4).两轴承端盖安装面相对齿轮中心面对称布置， 两轴的轴承端盖安装面对齐。 四. 轴的结构设计与强度校核 五. 轴承的选择与校核 （一）高速轴滚动轴承的选择与校核 1.

13、初选轴承的类型和型号 （在轴的结构设计时进行） 类型选择： 载荷条件；转速条件；装调性能；调心性能；经济性 型号选择： 轴颈尺寸：（推荐初选轻系列轴承） 2. 计算轴承径向载荷 五. 轴承的选择与校核 说明 3. 计算轴向载荷Fa1，Fa2 若不满足要求，重新选择中或重系列 若为角接触轴承 计算内部轴向力轴向载荷 4.计算当量载荷P1，P2 5.轴承寿命校核 五. 轴承的选择与校核 （二）低速轴滚动轴承的选择与校核 设计过程同高速轴滚动轴承 五. 轴承的选择与校核 六. 键的选择与校核 （一）高速轴大带轮键联接的选择与校核 （二）高速轴齿轮键联接的选择与校核 （三）低速轴齿轮键联接的选择与校核

14、 （四）低速轴联轴器键联接的选择与校核 六. 键的选择与校核 七. 联轴器的选择与校核 1. 类型选择： （手册P198） (2). 计算转矩 TC (1) . 计算名义转矩 T (3). 选择联轴器的型号（轴孔长度、直径与轴匹配） 2. 型号选择： 低速轴联轴器的选择 七. 联轴器的选择与校核 八. 箱体的结构设计 减速器箱体主要结构尺寸计算 八. 箱体的结构设计 按手册P158表11-1计算，写说明书时在 表中加一栏，列出计算结果。 注 意 箱体结构尺寸计算应在齿轮设计完成 之后，轴的结构设计之前完成。 九. 减速器的润滑及密封的选择 1.齿轮润滑方式及润滑剂的选择； 2.轴承润滑方式及润

15、滑剂的选择。 （一）. 减速器的润滑方式的选择 九. 减速器的润滑及密封的选择 特别注意：若轴承需脂润滑，注意3的选取 （手册P208图16-12） 九. 减速器的润滑及密封的选择 （二）. 减速器的密封方式的选择 1.减速器密封方式的确定； （箱体剖分面、视孔盖、放油螺栓处等） 2.轴承盖的结构设计； （手册P166） 3.油封的选择。 （手册P90P91） 十. 减速器附件的结构设计 1. 检查孔（手册P226） 2. 视孔盖（手册P161） 2. 放油螺塞（手册P89） 3. 油标（手册P88P89） 4. 通气器（手册P162） 5. 起吊装置（手册P161） 6. 起盖螺钉 7. 定位销 十. 减速器附件的结构设计 阅读（手册P226P228） 减速器装配草图设计 减速器装配草图设计 减速器装配草图设计是传动装置结构 设计的重要环节，必须与结构设计的其他部分 反复、交叉进行，贯彻边计算、边绘图、边修 改的原则，以使各方面的要求得以综合满足， 最终完成减速器的结构设计。 减速器装配图、零件图设计 基本要求 1. 减速器装配图、零件图的方案、结构、尺寸、参 数等必须与设计计算说明书一致； 减速器装配图、零件图设计 3. 工作图采用手工绘制。 2. 工作图应符合国家机械制图、公差配合等相关标 准要求；