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1、机械设计课程设计,设计时间：三周,使用专业：机械制造及其自动化,布置任务,1、综合运用机械设计及其他先修课的知识，进行机械设计训练，使已学知识得以巩固、加深和扩展；,2、学习和掌握通用机械零件、部件、机械传动及一般机械的基本设计方法和步骤，培养学生工程设计能力、分析问题及解决问题的能力；,一、课程设计的目的,3、提高学生在计算、制图、运用设计资料（手册、 图册）进行经验估算及考虑技术决策等机械设计方面的基本技能和机械CAD技术。,题目：展开式两级齿轮减速器（含带设计）,二、设计任务,由指导教师布置传动方案,（6）键的选择及强度校核（高速轴上键的校核）；,（1）传动方案的分析和拟定；（见设计任务
2、书）,（2）电动机的选择，传动装置的运动和动力参数的计算；,（3）传动件的设计（带传动、齿轮传动（双级）；,（4）轴的设计（所有轴的结构设计，高速轴的弯、扭组合强度校核及安全系数校核）；,（5）轴承的设计（所有轴承的组合设计，高速轴上轴承的寿命计算）；,具体任务：,（7）联轴器的选择； （8）减速器的润滑与密封； （9）减速器装配图设计（箱体、箱盖、附件设计等）； （10）零件工作图设计； （11）编写设计计算说明书； （12）总结及答辩。,减速器装配草图：1号方格纸，M 1：2 ） 减速器总装图一张：1# 图纸 M 1：2 （AUTOCAD图） 传动零件工作图一张： 2# 图纸 M 1：1
3、（AUTOCAD图） 绘低速级大齿轮 轴的工作图一张：2# 图纸 M 1：1 （AUTOCAD图） 绘输出轴图 设计计算说明书一份：60008000字(30P）,工作量：,（三周17天）,三、时间安排,四、设计环节,五、参考资料,1、机械设计课程指导书（路永明）； 2、新编机械设计手册（路永明）； 3、机械设计（教材）； 4、机械设计手册； 5、其他有关设计指导书。,1、图纸结构、投影、标注及数据是否正确，线条是否符合制 图标准，字迹是否工整等；（主要装配草图） 2、设计计算说明书： 设计计算是否正确、完整、字迹是否工整、整洁等； 3、设计表现： 是否遵守纪律、设计态度端正，能否按进度独立完成
4、工作 量，是否迟到早退等； 4、答辩成绩。,成绩评定,注意事项,1、作息时间：上午：7：3011：00 下午：2：305：30(冬季： 2：005：00) 迟到3次按不及格处理。 2、按学号由班长安排入座 3、严格要求，独立完成，不得抄袭 4、保持教室安静、卫生清洁 5、档案袋封面上贴上统一发的纸条，并按要求填写，图纸、设计说明书按展览的规范进行。,具体内容,传动装置的总体设计； 计算传动装置的总传动比及分配各级传动比； 传动零件的设计计算 ；,第一部分,1-1 传动装置的总体设计,传动方案（任务书中简图p123124）； 项目分配按学号。,一、分析和拟定传动装置的运动简图（P4P8自学）,分
5、析传动方案：,方案一：,方案二：,特点：结构长度方向加长，并且若电机方向不变时，工作机的运动方向与方案一运动方向相反。该方案的电机不会与箱体发生干涉。,方案三：,特点：结构长度方向缩短，宽度方向加长，并且若电机方向不变时，工作机的运动方向与方案一运动方向相反。该方案的电机不会与箱体发生干涉。,1、 电动机类型：均用Y系列电动机,2、确定电动机功率： 电动机所需输出功率：Pd=Pw/ a,Pw工作机所需功率（取决于工作阻力及运行速度） a电动机至工作机之间传动装置的总效率,二、选择电动机类型及功率（P8P11）,Pw=FV/1000w (Kw) 或 Pw=Tn/9550w (Kw) F 运输机的
6、工作拉力（N） V运输机的传送速度（m/s） T运输机卷筒的有效扭矩（m） n运输机卷筒的转速（r/min） w 运输机卷筒的效率（工作装置效率）,a 电动机至工作机传动装置的总效率 a= 1 2 3 n 传动装置中每一级传动副上每对轴承及每个联轴器的效率，见P9表23 注： 轴承效率：一般指一对轴承而言 卷筒效率：卷=0.950.96, 不计轴承效率, 联轴器可用弹性套柱销联轴器或弹性柱销联轴器 电动机额定功率Pm: cdP d Pd 电动机所需输出功率 Pcd电动机额定功率 Pcd（11.5）Pd,功率相同的同类电机有不同的转速： 电机转速高、转矩小外廓尺寸小、重量轻、价格便宜。但在总传动
7、比相同条件下，传动装置传动比大尺寸及重量大、价格高，故二者应综合考虑。 本设计一般用同步转速为1500及1000r/min两种电动机转速（用满载转速nm计算：1450及960r/min ）。 n m/n =i1i2i3 n 工作机转速 i1、i2、i3各级合理传动比,三、确定电动机转速,(1) 双级圆柱齿轮减速器: 优先选用1500 r/min 确定满载转速（参考手册）,Y X X X x X Y系列三相中心高机座长 同一机座和转 极数 异步电动机 度代号 速下不同的功率序号,四、选定电动机, 设计计算传动装置各级转速时，按电动机满载转速 进行计算。 不能按同步转速1000 r/min 或 1
8、500 r/min,注： 设计计算传动装置各级功率时，按电动机实际功 率Pd进行计算。 Pd Pcd ， Pcd为额定功率，Pd作为设计功率！,1-2 计算传动装置的总传动比及分配各级传动比,i=nm/n= i带 i齿1 i齿2,原则：P11,一、总传动比,二、分配传动比,1、各级传动比应在推荐范围内（表21）； 2、i带不能太大，以免大带轮半径超过减速器箱座中心 高，造成安装困难； i带 2可取偏小些的值（22.5） 3、各传动件互不干涉，且有利润滑: 双级圆柱齿轮减速器: i 高（1.31.5） i低 注：传动件的参数确定后，验算传动比的误差，应满足 i(3 5)%,1-3 传动装置的运动
9、和动力参数的计算,一、各轴转速,二、各轴输入功率,三、各轴输入转矩,列表:,1-4 传动零件的设计计算,传动装置包括各种类型的零、部件，其中决定其工作性能、结构布置和尺寸大小的主要是传动零件，如V带传动、链传动和开式齿轮传动等，再进行箱传动零件设计。,1、V带传动：要求计算出V带传动的型号、长度、根数、中心距、初拉力、对轴的作用力；确定带轮直径D1、D2，材料、张紧装置、带轮结构尺寸等。设计时应注意：,一、箱外传动零件设计,（1）带轮尺寸与传动装置外廓尺寸的相互关系。如：装在电动机轴上的小带轮直径与电动机中心高应相称；大带轮不应过大以免与机架相碰等。一般应由电机轴定小带轮轴孔孔径，在带轮轴孔孔
10、径与减速器输入轴协调； （2）D1、D2应标准化，由此造成实际带传动的传动比与分配的带传动的传动比之间有差异，应予以修正，从而得到减速器实际的传动比和输入转矩； （3）带轮的结构形式：主要由带轮直径大小而定，具体结构及尺寸可查手册。,1、圆柱齿轮传动：设计时应注意以下几点： （1）齿轮的材料： 一般小齿轮45号钢调质，大齿轮45号钢 正火（HB170210） 或小齿轮用合金钢，40MnB调质（HB240 285）或40Cr（HB240286）；或表面淬火 双圆柱：,二、箱内传动零件设计,（1）齿轮传动的几何参数和尺寸分别进行标准化、 圆整或计算其精确值 ； （2）具体结构尺寸可参见（P31表3
11、）； （3）几何尺寸、参数的计算结果应及时整理并列 表 。,大齿轮用45号钢正火,特别提示：边设计边修改，最终装配图、零件 图、计算说明书的结果必须一致，尤 其对于轴、齿轮等。,减速器结构设计,了解减速器的各种附件、箱体传动件以及轴承的结构特点； 初绘装配草图及验算轴与轴承； 在初绘装配草图以及验算轴与轴承的基础上，完成装配图。 掌握“边绘图，边计算，边修改”的交替工作法，复杂装配（工作）图设计程序。,第二部分,减速器的基本结构由传动零件（齿轮或蜗杆、蜗轮等）、轴和轴承、箱体、润滑和密封装置以及附件等组成。下面的附图为圆柱齿轮减速器的典型结构。 P35表38为减速器铸造箱体主要结构尺寸关系。,
12、2减速器的结构,基本程序：,22装配图设计,一、装配草图设计： 装配图反映各个零件的相互关系，结构形状以及尺寸，是绘制零件工作图的依据。所以必须综合考虑对零件的材料、强度、刚度、加工、装拆、调整和润滑等要求，用足够的视图和剖面图表达清楚。 草图设计（按比例、按投影关系绘制。但可简化与省略，如：不画剖面线，不标注配合及尺寸等） 教师审阅 装配工作图设计,装 配 草 图 设 计,装配草图设计阶段： 1、草图第一阶段 2、精算（交叉法特点） 3、草图第二阶段 4、草图第三阶段,装 配 草 图 设 计,装配草图设计草图设计第一阶段,二、草图设计第一阶段： 设计内容： 1、完成轴的结构设计： dmin：
13、 按扭矩初估而得的作为轴端直径。 确定轴各段直径 确定轴各段长度（考虑零件宽度及零件间相互距离） 轴承型号的确定,可初选中（3）窄系列。(中等Cr值),2、确定轴的支点距离和轴上零件力的作用点。 设计过程： 1、绘制前的准备： 电机型号： 查出其外伸轴径d和外伸长度l，中心高H； 确定联轴器型号： 两端轴孔直径和轴孔长； 初选轴承类型（径向力和轴向力作用）； 轴承润滑方式：（见P107108）：,装配草图设计草图设计第一阶段,齿轮润滑：（P104107） V12 m/s时可采用浸油润滑。 注意油池深度与浸油。一般浸油深度：浸油齿轮一个齿高，但10 mm；锥齿轮：整齿宽（至少半齿）。齿顶圆至油池
14、底面距离3050 mm。 确定密封方式：（P109115） V轴5m/s时采用毡圈密封； 封油环：（P113、图6-14） 轴承盖结构：（P116）,装配草图设计草图设计第一阶段,2、草图设计过程：参图32（P17-19） 1)比例 M1：2，1号方格纸； 2)合理布置图面；估计减速器轮廓尺寸; 3)画法：,装配草图设计草图设计第一阶段,由里向外，先画中心线和轮廓线，再画细部结构。,画出传动零件的中心线和轮廓线，机件内壁线和机体对称线，定出轴承和轴承座端面位置，设计轴的结构，由dmindi。,装配草图设计草图设计第一阶段,装配草图设计草图设计第一阶段,步骤及要点： 机体内壁与小齿轮端面及大齿轮
15、顶圆应有间隙。 防止高速级大齿轮与低速级轴相碰 4) 确定轴上力作用点及支点跨距，计算轴承寿命。,装配草图设计草图设计第一阶段,三、精算： 轴的安全系数校核，弯扭组合强度计算 轴承寿命 键,四、草图第二阶段：P20P32 任务:轴系结构设计 内容：设计传动零件、轴上其它零件及与轴承支点结构有关零件的具体结构。 传动件结构设计：（P2024）,装配草图设计精算阶段,装配草图设计草图设计第二阶段,2.轴承组合设计： （P2428） 轴系轴向固定与调整方法； 轴系结构与画法； 轴系润滑与密封； 轴系盖结构；,轴结构细化 圆角、倒角 退刀槽 砂轮越程槽等,装配草图设计草图设计第二阶段,五、装配草图第三阶段： 任务：完成装配草图 内容：1、设计减速器机体和附件 机体形状、尺寸确定，P33P39； 轴承旁凸台结构尺寸； 加强筋； 机体工艺结构（沉头座、凸台、铸造圆角等）； 联接螺栓、螺钉的尺寸、位置； 地脚座凸缘、机座、机盖联接凸缘的厚度及宽度。,装配草图设计草图设计第三阶段,作图确定。考虑联接刚度、保证联接可靠并结合扳手空间（C1+C2）,2.完成减速器配件：七大配件的结构设计 检查孔,盖 P39； 通气器 P40； 油标 P40； 排油孔
