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1、机械基础工程训练李成刚 18971340051 C_g_li_ 机械基础工程训练的目的v综合运用机械设计课程和其它相关先修课程的理论 及生产实践的知识，分析、解决机械设计问题。v学习机械设计的一般方法，掌握机械零部件、机械 传动装置的设计过程，培养总体设计和零部件设计 的能力。v通过计算和计算机绘图，学习使用标准、规范、手 册、图册等技术资料，培养机械设计的基本技能。参考资料v唐增宝，常建娥. 机械设计课程设计. 武汉： 华中科技大学出版社，2006，第三版v张卫国，饶芳. 机械设计基础篇. 武汉： 华中科技大学出版社，2006，第一版设计内容v机械传动系统1.总体方案设计2.传动零件的设计计
2、算3.装配图设计：1张A1（包括主视图、俯视图和左视图 ，零件明细表，技术特性表，技术要求）4.零件图设计：2张轴齿轮5.编写设计计算说明书1-1 确定传动方案v方案1：双级圆柱斜齿轮减速器 + 开式齿轮v方案2：双级圆柱斜齿轮减速器 + 链传动v方案3：带传动 +双级圆柱斜齿轮减速器v方案4：单级蜗杆减速器 + 链传动(或开式齿轮) （注：根 据总传动比和箱内外传动比的分配情况而定）减速器是一种重要的通用性机械传动装置，类型多样用途广泛。功能：降低原动机的转速；增大输出转矩；改变运动方向。带式运输机中的双级圆柱齿轮减速器或蜗 杆减速器双级圆柱齿轮减速器 + 开式齿轮v为什么开式齿轮布置在低
3、速级？v减速器中，为什么输入、 输出轴上的齿轮远离转矩 输入、输出端？v为什么不把小开式齿轮直 接挂在减速器的输出轴上 ？双级圆柱齿轮减速器 + 链传动v为什么链传动 布置在低速级 ？带传动 +双级圆柱齿轮减速器v为什么带传动 布置在高速级 ？单级蜗杆减速器 + 链传动传动方案序 号参数工 作条 件参考 方案姓名 (学号)F（N）V（m/s）D（mm）工作 环境工作 年限生产 规模载荷 性质130001.4450少尘尘10年双班单单件平稳稳方案1236001.5500多尘尘10年双班少批轻轻振方案2333001.2350清洁洁10年双班少批中振方案31-2 选择电动机v类型：Y系列三相交流异步
4、电动机（P147）v转速：1500或1000 rpmv功率：工作机所需功率 电动机所需功率 = 系统总效率v总效率 = 12n（P6 表2-2）v记录电动记录电动 机安装及外形尺寸（P148）1-3 计算总传动比和分配传动比v总传动比：i = n电 / n工v传动比分配原则各种传动的各级传动比应在推荐值范围内（P7 表2-3）尺寸协调协调 、结结构匀称、不发发生干涉现现象（P7 图图2-2）双级圆级圆 柱齿轮齿轮 减速器：高速级级和低速级级的齿轮齿轮 强度接近油池浸油润润滑：各级级大齿轮齿轮 直径相差不大 i1 = (1.31.4) i2v总传动比相对误差：i 51-4 计算各轴的转速、功率和
5、转矩轴号转速n（ rpm）功率P（ Kw）转矩T（ Nm）传动比i2-1 传动零件的设计计算v先箱外再箱内减少传动比累积误差v箱外： 开式齿轮：齿数互质；大齿轮的材料选择；齿宽系数 链传动：链节数取偶数；链轮齿数取奇数，并和链节数互质 带传动：计算压轴力，设计大带轮毂孔直径（P181）v箱内：闭式齿轮传动 软齿面齿轮：按接触疲劳强度设计，校核弯曲疲劳强度 硬齿面齿轮：按弯曲疲劳强度设计，校核接触疲劳强度；齿宽系数 中心距应圆整为5的倍数（直齿轮需变位） 模数应向大取第一系列标准值 齿宽应圆整 斜齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径应精确计算到小数 点后三位数 斜齿轮的螺旋角应精确计算到“秒
6、”v箱内：蜗杆传动 模数和分度圆直径应取标准值，且应与直径系数符合标准的匹配关 系 热平衡验算2-2 齿轮结构设计v小齿轮一般为齿轮轴，P29图5-9v大齿轮根据齿顶圆直径选择结构型 式，P188-189v硬齿面大齿轮，为保证键的强度， 可选用轮毂宽度l大于轮缘宽度B的结 构型式，P188图19-112-3 选择联轴器，初算轴径v方案1、2、4：减速器高速轴 外伸端用联轴器与电动机相联 ，高速轴轴径应与电动机、联 轴器相匹配。v方案3：减速器高速轴外伸端 与大带轮相联，高速轴轴径应 与大带轮孔径匹配。v减速器低速轴外伸端用联轴器 与其他轴相联，低速轴轴径应 与联轴器相匹配。v选择联轴器的类型（
7、P13）与型号（第十三章）任务安排周次 星期 节次任务地点1一1-4布置设计任务，进行总 体设计 5-12减速器拆装实验（分小 班进行）D1-204二1-4传动零件（箱内）设计 计算 5-8检查传动零件设计计算 三1-4装配草图设计方法5-8初步完成轴的结构设计任务安排周次星期任务地点1四五上机绘制装配草图 轴的强度校核 滚动轴承的寿命验算 键的强度校核计算中心2一五完成减速器装配草图设计3一检查减速器装配图二零件图三编写设计计算说明书四五课程设计答辩D8-4033 减速器装配图设计v轴系部件齿轮轴轴承套筒（挡油 环）键3 减速器装配图设计v箱体 箱盖 箱座v附件 窥视孔和视孔 盖 通气器 轴
8、承端盖 定位销 联接螺栓v箱盖与箱座 v轴承座 起盖螺钉 油标与油塞 起吊装置3-1 减速器装配图设计准备v齿轮（蜗杆）传动的主要尺寸：中心距，齿 轮（蜗杆、蜗轮）分度圆直径，齿宽v轴端直径输入轴（方案1、2、4）：电动机输出轴径 联轴器轴孔直径和长度轴端直径输入轴（方案3）：带轮轴孔直径轴端直径输出轴：转矩联轴器轴孔直径和长度轴 端直径v滚动轴承的类型3-2 齿轮传动的润滑方式v根据浸油齿轮的圆周速度确定vv12 m/s：油池浸油润滑 齿轮浸油深度：12个齿高（P17） 多级齿轮传动：一般低速级大齿轮浸油；当高速级与低 速级大齿轮直径相差较大时，高速级大齿轮采用溅油轮 来润滑 v 45 m/
9、s上置式蜗杆：蜗轮浸油12个齿高 v 45 m/s下置式蜗杆：蜗杆浸油0.751个齿高； 当油面达到轴承最低的滚动体中心而蜗杆尚未浸入油中 时，在蜗杆轴上安装溅油环。v齿轮v12 m/s或上置式蜗杆v10 m/s ：压力喷油润 滑油池润滑采用溅油轮的油池润滑上置式蜗杆下置式蜗杆当油面达到轴承最低 的滚动体中心而蜗杆 尚未浸入油中时，在 蜗杆轴上安装溅油环 。喷油润滑3-3 滚动轴承的润滑方式v润滑油润滑 浸油齿轮圆周速度v23 m/s：飞溅润滑刮板润滑：下置式蜗杆传动中蜗轮轴的轴承油池润滑：下置式蜗杆轴的轴承v润滑脂润滑 浸油齿轮圆周速度v30-50mm齿轮减速器内壁线（俯视图）v大齿轮齿顶圆
10、到箱座内壁的距离1v齿轮端面与箱体内壁的距离2v中间轴两齿轮端面间距8-15mm1 12 22 2815815箱体内壁齿顶圆确定轴承座孔宽度LvL取决于轴 承旁联接 螺栓Md1所 需的扳手 空间尺寸c1 和c2C158C2箱体内壁线轴承座外端面线定位轴肩，3-5mm根据联轴器或大带轮确定直径与宽度滚动轴承油润滑根据密封圈（P143）确定直径 非定位轴肩，0.5-1.5mm安装轴承处轴径必须是5的倍数滚动轴承的定位轴肩按标准确定（第十二 章）滚动轴承脂润滑挡油环的位置P20轴段宽度小于齿轮宽度轴的强度计算方案3高速轴上作用 有带轮的压轴力危险截面：Me 最大的截面；1. 画出空间受力图（注意中间
11、轴），求水 平面和垂直面支反力RH 、RV ；2. 分别作水平面和垂直面受力图；3. 分别作水平面和垂直面弯矩图MH 、MV ； 4. 求合成弯矩：5. 求危险截面的当量弯矩：靠近Memax ，直径较小的截面。 6. 按弯扭合成强度条件校核：若强度不足，应 适当增大轴径。轴承的寿命计算v求径向载荷R= sqrt(RH2+RV2) v求派生轴向力Sv求轴向载荷A根据正装或反装，确定派生轴向力的方向根据轴向合力的方向，判断轴的运动趋势根据正装或反装，判断哪端轴承受压，哪端轴承放松压紧端轴承的轴向载荷等于除开本身派生轴向力之外的 轴向力的代数和放松端轴承的轴向载荷等于本身的派生轴向力v求径向和轴向动
12、载系数X、Yv求当量动载荷Pv求轴承寿命Lh（4）确定箱座高度H和油面（P30）；（2）轴承座旁连接螺栓的位置及凸台高度的确定；（1）箱体壁厚8mm（P24表5-1）（7）箱体的加强肋（P24表5-1）（3）箱盖的圆弧以轴心画圆弧求得；减速器箱体结构设计（5）输油沟的结构（P19），注意不要与联接螺栓孔相干涉；（6）箱盖、箱座凸缘及联接螺栓的布置（考虑扳手空间）（P24 表5-1）（8）工艺性：铸造圆角，拔模斜度，区分加工面和非加工面， 螺栓支承面要加工出沉头座（P32）凸台高度 的确定应 以最大的 轴承座孔 为准凸台高度 应向大圆 整为R20 标准数列 值（P73 表9-7）减速器附件设计v
13、窥视孔和视孔盖：要能够观察到齿轮啮合状况（ P133）v通气器：根据工作选用（P136-137）v起吊装置（P137-138）v油标：注意油标的倾斜度v放油孔和螺塞（P139）：放油孔设置在箱座内底面 最低处；箱座内底面常做成11.5的斜面；在油孔 附近做成凹坑v起盖螺钉：螺钉端部应制成圆柱端，以免损坏螺纹 和剖分面v定位销：相距尽量远，距对称线距离不等（P109）油标尺插入、拔出时不 能与箱体干涉最低油面最高油面油标尺起盖螺钉3-5 完成减速器装配图v打剖面线：相邻不同零件剖面线方向应不同；同一零件在各 视图上剖面线方向和间距应一致v标注主要尺寸与配合特性尺寸：齿轮中心距及其偏差（P167表
14、18-13）外形尺寸：总长、总宽、总高安装尺寸：箱座底面尺寸，地脚螺栓孔中心线的定位尺寸、地脚螺 栓的直径和间距，减速器中心高，外伸轴端的配合长度和直径 主要零件的配合尺寸（P41表5-2）：传动零件与轴，联轴器与轴， 轴承内圈与轴（基孔制），轴承外圈与箱体轴承座孔（基轴制）等v填写技术特性表v编写技术要求（P41）v零件编号，编制零件明细表v填写标题栏零件工作图v零件工作图是制造、检验零件及制定工艺规程的重 要技术资料，应包含制造、检验零件所需的全部内 容，包括：必要的视图正确的尺寸标注尺寸公差与形位公差表面粗糙度技术要求v先画装配图，再拆画零件图轴类零件工作图一个视图断面图局部放大图径向尺
15、寸及公差（有配合要求 的轴段，P41）轴向尺寸（P50）形位公差（P52）表面粗糙度（P52）技术要求（P51）齿轮类零件工作图主视图左视图形位公差（第18章）粗糙度（ P54）啮合特性表（ 第18章）技术要求（ P54）设计计算说明书的内容1.目录2.设计任务书（一定要画传动系统运动简图）3.传动方案的分析与拟定4.电动机的选择计算5.传动装置的运动及动力参数的选择和计算（包括分配各级 传动比，计算各轴的转速、功率和转矩）6.传动零件的设计计算7.轴的设计计算8.键联接的选择及计算9.滚动轴承的选择及计算10.联轴器的选择11.润滑和密封方式的选择，润滑油和牌号的确定12.箱体及附件的结构设计和选择13.设计小结（对课程设计的体会，设计的优缺点及改进意 见等）14.参考资料（编号 作者. 书名. 出版地：出版社，出版 年，版次）提交资料v装配图1张v零件图2张v设计计算说明书1份（手写）v设计任务书（双面打印）v光盘（以班级为单位刻盘）中间轴齿轮受力分析
