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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,启动载荷为名义载荷的1.5
2、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 （m/s） 电动机需
3、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总减速器传动比(总传动比),3）
4、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= （1.21.3) i低2,3、
5、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。,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；
6、 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。
7、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,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
8、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
9、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
10、轮轴列出参数表。,编写设计计算说明书,1、页数约24页（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；,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,注意：箱体尺寸应取整。,二级圆柱齿轮传动立体图,4、根据初
11、估轴径定跨距,（1）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),二级圆柱齿轮传动,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（
12、拔模斜度、壁厚尽量均匀）,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？,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,A,B,O,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
13、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,8 减速器装配图设计,注意：,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,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,
