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1、机械设计课程设计机械设计课程设计南昌大学机电工程学院南昌大学机电工程学院 江春喜江春喜 博士、副教授博士、副教授F：运输带拉力：运输带拉力V：运输带速度：运输带速度D：卷筒直径：卷筒直径电机带传动减速器联轴器卷筒运输带DFV一、设计目的一、设计目的p机械设计课程设计是高等工科院校机械类本科学机械设计课程设计是高等工科院校机械类本科学 生第一次独立完成较全面的机械设计综合训练，生第一次独立完成较全面的机械设计综合训练， 也是机械设计课程的重要的实践性教学环节。也是机械设计课程的重要的实践性教学环节。p其目的是：其目的是：1、综合运用机械设计、机械制图等先修课理论，、综合运用机械设计、机械制图等先
2、修课理论， 培养分析和解决工程实际问题的能力。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。、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、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、课程设计题目二、课程设计题目p名称：带式、链式输送机（运输机）的减速器名称：带式、链式输送机（运输机）的减速器p题目题目A：带传动双级圆柱齿轮减速器：带传动双级圆柱齿轮减速器p题目题目B：链传动双级圆柱齿轮减速器：链传动双级圆柱齿轮减速器p题目题目C：双级圆柱齿轮减速器：双级圆柱齿轮减速器ABCDFV三、三、减速器设计
3、减速器设计已知条件已知条件已知条件：已知条件：F：运输带拉力（：运输带拉力（kN）V：运输带速度（：运输带速度（m/s） D：卷筒直径（：卷筒直径（mm)四、课程设计任务四、课程设计任务p1、A0号号装配图装配图1张。张。p2、A1号零件图号零件图1张张 （底座底座或或箱盖箱盖）p3、A3号零件图号零件图2张张 （输出轴输出轴以及输出以及输出 轴上轴上齿轮齿轮） p4、设计说明书、设计说明书1份，份， 不少于不少于20页页p5、答辩、答辩五、设计步骤五、设计步骤p1、选择电动机、选择电动机p2、分配传动比、分配传动比p3、计算运动和动力参数、计算运动和动力参数 （1天）天）p4、带传动、链传动
4、设计、带传动、链传动设计 （1天）天）p5、齿轮传动设计、齿轮传动设计 （1.5天）天）p6、轴的设计与联轴器、滚动轴承选择（、轴的设计与联轴器、滚动轴承选择（1.5天）天）p7、装配图的设计与绘制、装配图的设计与绘制 （4天）天）p8、零件图的绘制、零件图的绘制 （1天）天） p9、整理和编写设计说明书、整理和编写设计说明书 （1.5天）天）p10、总结、准备答辩、总结、准备答辩 （1天）天）课程设计时间安排课程设计时间安排-共共2.5周周1、选择电动机、选择电动机p选择电动机依据：功率选择电动机依据：功率P，转速，转速n p电动机功率计算电动机功率计算P工作机功率工作机功率 ：P w= F
5、V/1000 （ kw）其其 中中 ： F输送带拉力输送带拉力 （N），）， V输送带速度输送带速度 （m/s）电动机需要功率：电动机需要功率： Pd= P w / (kw) 总总 效效 率率 ： =1. 2. 3 n-卷筒、轴承、联轴器、齿轮传动等效率卷筒、轴承、联轴器、齿轮传动等效率 (效率值查设计手册效率值查设计手册)1）计算电动机功率）计算电动机功率P2）确定电动机转速）确定电动机转速ndp工作机转速工作机转速nw ：p v= (Dn)/60*1000 (m/s)p nw=(v*60*1000)/ D (rpm)p其中：其中：v输送机带速输送机带速 (m/s)，D卷筒直径卷筒直径(mm
6、) p电动机转速电动机转速: nd= nwi总总=(i1 i2 in) nw（rpm）3）选定电动机）选定电动机p根据求出的根据求出的P、n查手册。查手册。p转速转速n：建议选用同步转速为建议选用同步转速为1500（rpm）（4级）级）p功率功率P：为使传动可靠，额定功率应大于计算功率即：为使传动可靠，额定功率应大于计算功率即p P额额Pd=PW/总总p选定电动机：型号（选定电动机：型号（Y系列）、系列）、p 同步转速同步转速n、满载转速、满载转速nm、p 额定功率额定功率P额额、轴的中心高、轴的中心高、p 电动机轴径电动机轴径2、传动比分配、传动比分配p分配原则：各级传动尺寸协调，承载能力接
7、近，两个大齿分配原则：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）轮直径接近以便润滑。（浸油深度）pi总总=i减减=i高高*i低低=nm/nwp展开式：展开式：i高高=（1.11.5)i低低p同轴式：同轴式： i高高=i低低p传动比误差传动比误差5%注：大小齿轮的直径之差应注：大小齿轮的直径之差应小于小于50mm，否则润滑不好。，否则润滑不好。3、计算各轴运动和动力参数（、计算各轴运动和动力参数（n，P，T）p1）各轴转速）各轴转速p电动机轴电动机轴:nm（满载转速）（满载转速）pI轴轴: nI =nmpII轴轴: n II =nI/i高高p2)各轴输入功率各轴输入
8、功率电动机轴电动机轴: Pd=Pw/总总I轴轴: P I = Pd （联轴器效率）联轴器效率）II轴轴: P I I= P I * 12， 12I轴至轴至 II轴效率轴效率p3)各轴扭矩各轴扭矩Tp电动机轴：电动机轴：Td=9550*Pd/nm（Nm）pI轴：轴： TI= TdpII轴：轴：TII= TI*12*I高高 4、计算各轴运动和动力参数、计算各轴运动和动力参数p运动和动力参数设计计算结果表 项目项目电动机轴电动机轴高速轴高速轴中间轴中间轴低速轴低速轴转速转速(r/min)功率功率(kW)转矩转矩(N Nm)传动比传动比效率效率5、减速器外传动设计、减速器外传动设计p带传动设计：确定带
9、的选型、验算带速、中心距、 包角、带的根数等p链传动设计：确定链条的节距、排数、链节数、 传动中心距等6、齿轮传动设计、齿轮传动设计p选用斜齿轮，旋向自定选用斜齿轮，旋向自定p按照齿面接触强度设计、校核齿根弯曲强度按照齿面接触强度设计、校核齿根弯曲强度p选择材料选择材料p确定齿轮的主要参数：模数、齿数、螺旋角、直确定齿轮的主要参数：模数、齿数、螺旋角、直 径、中心距等径、中心距等7、计算轴类零件（轴系结构设计）、计算轴类零件（轴系结构设计）包括轴的结构设计，联轴器的选择，轴承的选择、包括轴的结构设计，联轴器的选择，轴承的选择、 轴承的轴承的寿命计算，寿命计算，键的选择、键的强度校核。键的选择、
10、键的强度校核。p初估轴径：注意第初估轴径：注意第I 根轴是否设计成齿轮轴；对根轴是否设计成齿轮轴；对 、II、 轴进行弯扭合成强度验算；轴进行弯扭合成强度验算；还必须还必须对对 输出轴输出轴进行疲劳强度计算，进行精校核。进行疲劳强度计算，进行精校核。p轴承的选择：同一根轴上的两个轴承型号相同。轴承的选择：同一根轴上的两个轴承型号相同。 对对II轴上的轴承进行寿命计算。轴上的轴承进行寿命计算。p键的选择：对键的选择：对 II轴上的键进行强度校核。轴上的键进行强度校核。8、装配图的设计、装配图的设计p装配图设计装配图设计（1）A0图纸一张，比例图纸一张，比例1:1或或1:2（齿轮直径大于（齿轮直径
11、大于350mm）（2） 草图设计正确，迅速，主要结构要表达清楚。各零件尺寸草图设计正确，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。可随时标注在图纸上。（3）通过草图设计检查传动比分配是否合理。）通过草图设计检查传动比分配是否合理。（4）轴承的组合设计，确定轴承的型号和工作位置、润滑方式）轴承的组合设计，确定轴承的型号和工作位置、润滑方式 和密封装置，对中间轴上的轴承进行寿命计算。和密封装置，对中间轴上的轴承进行寿命计算。（5）确定箱体的结构及各部分尺寸。）确定箱体的结构及各部分尺寸。（6）减速器附件设计（吊钩、吊耳、观察窗、油标尺等）。）减速器附件设计（吊钩、吊耳、观察窗、油标
12、尺等）。9、装配图的绘制、装配图的绘制p草图设计草图设计p按中心距先画轴心线，再画轴及轴承，按中心距先画轴心线，再画轴及轴承，p先画箱内，后画箱外，先画箱内，后画箱外，p先粗画，后细画，先粗画，后细画，p先画俯视图，再画主视图，先画俯视图，再画主视图，p最后画侧视图。最后画侧视图。p布图上下左右要适当匀称。布图上下左右要适当匀称。10、装配图的设计与绘制、装配图的设计与绘制-草图初步草图初步11、装配图的设计与绘制、装配图的设计与绘制-轴的设计轴的设计12、装配图的设计与绘制、装配图的设计与绘制-草图草图13、装配图的设计与绘制、装配图的设计与绘制-两级展开圆柱两级展开圆柱14、装配图的设计与
13、绘制、装配图的设计与绘制-两级同轴圆柱两级同轴圆柱p箱盖箱盖或或底座底座（ 参见参见机械设计课程设计机械设计课程设计 P111、112）p要求：标出全部尺寸、公差值、形位置公差、粗糙度、材料要求：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。及热处理方法技术要求等。15、零件图的设计与绘制、零件图的设计与绘制p输出轴输出轴和该轴上和该轴上齿轮齿轮（参见（参见机械设计课程设计机械设计课程设计 P102 ）。）。p要求：标出全部尺寸、公差值、形位置公差、粗糙度、材料及要求：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。热处理方法技术要求等。16、
14、整理和编写设计说明书、整理和编写设计说明书p包括封面、目录、设计说明、设计总结、心得体会等包括封面、目录、设计说明、设计总结、心得体会等p设计说明部分包括：设计任务、选择电动机、分配传动比、计设计说明部分包括：设计任务、选择电动机、分配传动比、计 算运动和动力参数、带传动（链传动）设计、齿轮传动设计、算运动和动力参数、带传动（链传动）设计、齿轮传动设计、 轴结构设计与校核、滚动轴承的选择与寿命校核、联轴器的选轴结构设计与校核、滚动轴承的选择与寿命校核、联轴器的选 择与校核、润滑方式的选择等择与校核、润滑方式的选择等p页数页数20页以上页以上设计步骤（部分）：设计步骤（部分）：1、课程设计选题选
15、题 P267。 课设计实例实例 P15。 课 计算总功率，选电机，定出总传动比。皮带输送传动受力计算受力计算 P164。 第八版 2、电机电机选取 P236。优先选用1500r/min-4级。 课 3、齿轮齿轮的形式与尺寸关系 P38。课； P211 直齿圆柱齿轮，P221 斜齿圆柱齿轮。 第八版由P211、221 第八版的计算例子，定出齿轮的模数、分度圆和齿厚。4、轴的设计计算。轴的设计计算。由P34 课计算出轴最小处的直径，然后，依次加上轴肩，定出d1、d3、 d4，而d2、d5由选定的轴承内径确定，设计出P35 课的轴，定出轴的各段长度。注：由于d1、d2段很长，难以一次到位，故设计成d1、d2两段。 5、由P30 课的位置尺寸推荐值，定出P32 课装配图草图装配图草图，画出内壁线。 6、选用附件附件，如联轴器、键、轴承等。 7、画装配图装配图 P94。 课注：明细栏中需反映所有的零件，标准件应在后面注明国标。 8、画零件图零件图：轴、齿轮 P102；底座、箱盖 P 111、112。 课 9、常见错误错误 P125。 课说明：说明：1、机
