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1、机械设计基础课程设计目 录一 设计题目-2二 电动机的选择-2三 传动装置动力和运动参数 -4四 蜗轮蜗杆的设计-5五 减速器轴的设计-8六 滚动轴承的确定和验算-12七 键的选择-13八 联轴器的选择-13九 润滑与密封的设计-14十 铸铁减速器结构主要尺寸-14参考文献-15课程设计任务书一、机械设计课程的目的和意义机械设计基础课程设计是机械类专业和部分非机械类专业学生第一次较全面的机械设计训练，是机械设计和机械设计基础课程重要的综合性与实践性教学环节。其基本目的是：(1) 通过机械设计课程的设计，综合运用机械设计课程和其他有关先修课程的理论，结合生产实际知识，培养分析和解决一般工程实际问
2、题的能力，并使所学知识得到进一步巩固、深化和扩展。(2) 学习机械设计的一般方法，掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的设计原理和过程。(3) 进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、图册、标准和规范等）以及使用经验数据，进行经验估算和数据处理等。（4）机械设计基础课程设计还为专业课课程设计和毕业设计奠定了基础。二、机械设计课程的内容选择作为机械设计课程的题目，通常是一般机械的传动装置或简单机械。课程设计的内容通常包括：确定传动装置的总体设计方案；选择电动机；计算传动装置的运动和动力参数；传动零件、轴的设计计算；轴承、联轴器、润滑、密封和联接件的选择及校核计算；
3、箱体结构及其附件的设计；绘制装配工作图及零件工作图；编写设计计算说明书。在设计中完成了以下工作： 减速器装配图1张（A0或A1图纸）； 零件工作图23张（传动零件、轴、箱体等）； 设计计算说明书1份，60008000字。三、机械设计课程设计的步骤机械设计课程设计的步骤通常是根据设计任务书，拟定若干方案并进行分析比较，然后确定一个正确、合理的设计方案，进行必要的计算和结构设计，最后用图纸表达设计结果，用设计计算说明书表示设计依据。机械设计课程设计一般可按照以下所述的几个阶段进行：1 设计准备 分析设计计划任务书，明确工作条件、设计要求、内容和步骤。 了解设计对象，阅读有关资料、图纸、观察事物或模
4、型以进行减速器装拆试验等。 浮系课程有关内容，熟悉机械零件的设计方法和步骤。 准备好设计需要的图书、资料和用具，并拟定设计计划等。2 传动装置总体设计 确定传动方案圆柱斜齿齿轮传动，画出传动装置简图。 计算电动机的功率、转速、选择电动机的型号。 确定总传动比和分配各级传动比。 计算各轴的功率、转速和转矩。3 各级传动零件设计 减速器外的传动零件设计（带传动、链传动、开式齿轮传动等）。 减速器内的传动零件设计（齿轮传动、蜗杆传动等）。4 减速器装配草图设计 选择比例尺，合理布置试图，确定减速器各零件的相对位置。 选择联轴器，初步计算轴径，初选轴承型号，进行轴的结构设计。 确定轴上力作用点及支点距
5、离，进行轴、轴承及键的校核计算。 分别进行轴系部件、传动零件、减速器箱体及其附件的结构设计。5 减速器装配图设计 标注尺寸、配合及零件序号。 编写明细表、标题栏、减速器技术特性及技术要求。 完成装配图。6 零件工作图设计 轴类零件工作图。 齿轮类零件工作图。 箱体类零件工作图。四、课程设计的基本要求1、 认真、仔细、整洁。2、 理论联系实际，综合考虑问题，力求设计合理、实用、经济、工艺性好。3、 正确处理继承与创新的关系，正确使用标准和规范。4、 学会正确处理设计计算和结构设计间的关系，要统筹兼顾。5、 所绘图纸要求准确、表达清晰、图面整洁，符合机械制图标准；说明书要求计算准确、书写工整，并保
6、证要求的书写格式。五、减速器的设计计算、校核、说明和结果一 课程设计题目设计用于带式运输机的蜗轮杆减速器。运输机连续工作，空载启动，载荷变化不大，单向运转使用期限10年，工作环境清洁，每天工作16小时，每年工作300天。运输带允许速度误差5%。原始数据：运输带拉力：F=2600N，运输带速度：v=1m/s，卷筒直径：=400mm二 选择电动机备注2.1 选择电动机的类型按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压380V，Y型。2.2 选择电动机的容量电动机所需工作功率按设计指导书式（1）为由设计指导书公式（2）因此估算由电动机至运输带的传动的总效率为为联轴器的传动效率根据设计指
7、导书参考表1初选为双头蜗杆传动的传动效率为轴承的传动效率为卷筒的传动效率2.3 确定电动机的转速由已知可以计算出卷筒的转速为按设计指导书表1推荐的合理范围，蜗杆传动选择为闭式 （闭式为减速器的结构形式），且选择采用双头传动，同时可以在此表中查得这样的传动机构的传动比是1040。故可推算出电动机的转速的可选范围为：符合这一范围的同步转速为：查机械设计文献第155页表12-1可知 根据容量和转速，由设计文献查出的电动机型号，因此有以下三种传动比选择方案，如下表：方案电动机型号额定功率同步转速满载转速电动机质量参考价格传动装置最大转矩1Y160M1-847507201188.892.02Y132M1
8、-641000960735.962.03Y112M-4415001440475.002.3本参考价格为4极，同步转速为1500rmin,功率4kw的电动机价格为1计算，表中数值为相对值，仅供参考。综合考虑电动机和传动装置的尺寸，质量，价格以及传动比，可见第二种方案比较合适，因此选定电动机的型号是Y132M1-6。其主要性能如下表型号额定功率满载转速满载电流效率 %功率因数最大转矩额定转矩Y132M1-649609.4840.772.0该电动机的主要外型和安装尺寸如下表：（装配尺寸图参考设计文献表12-3）中心高外形尺寸地脚安装尺寸地脚螺栓孔直径轴伸尺寸装键部位尺寸132515280315216
9、178123880102.4 确定总的传动比由选定的电动机满载转速nm 和工作机的主轴的转速 n，可得传动装置的总的传动比是： i在1530范围内可以选用双头闭式传动。选择电动机为Y132M16i=20.10三 计算传动装置运动和动力参数3.1 计算各轴的转速为蜗杆的转速，因为和电动机用联轴器连在一起，其转速等于电动机的转速。为蜗轮的转速，由于和工作机联在一起，其转速等于工作主轴的转速。 3.2 计算各轴的输入功率为电动机的功率 为蜗杆轴的功率 为蜗轮轴的功率 为工作机主轴的功率3.3 计算各轴的转矩 为电动机轴上的转矩 为蜗杆轴上的转矩 为工作机主轴上的转矩 四 确定蜗轮蜗杆的尺寸4.1 选
10、择蜗杆的传动类型 根据GBT 10085-1988的推荐，采用渐开线蜗杆（ZI）4.2 选择材料蜗杆一般采用碳素钢或合金钢制造，要求齿面火淬并且要求有较高的硬度，对高速重载常用20锰铬合金或40硅锰合金制造，并且应磨削，一般蜗杆采用45号钢调制处理，在低速传动中蜗杆不经热处理，甚至可采用铸铁。 根据蜗杆传动传递的功率不大，速度只是中等，故蜗杆采用45#钢，因希望效率高些，采用双头蜗杆。4.3 按齿面接触疲劳强度进行设计 根据闭式蜗杆的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根的弯曲疲劳强度。由文献1式（11-12）计算传动中心距 N.m 确定载荷系数K 载荷系数K= 。其中为使用系数，
11、查文献1第250页表11-5，由于工作载荷有轻微震动且空载启动故取=1.1。为齿向载荷分布系数，由于载荷变化不大，有轻微震动，取=1.1， 为动载荷系数，蜗轮圆周速度 45HRC，可以从文献1表11-7中查得蜗轮的基本许用应力 =268Mpa应力循环次数为 ,(为蜗轮转速),(为工作寿命)j为蜗轮每转一周每个轮齿啮合的次数j=1N=所以寿命系数为则=0.7203=193.04 计算中心距 取中心距a=160mm，因 i=20.6，从课本中由表12-1取m=6.3mm，q=10,=63mm。这时/ a=0.39, 由试12-4a=0.5m(q+Z2)=0.56.3（10+20.10）=94.82161.47，接触强度不满足。取中心距a=200mm，从课本中由表12-1取m=8mm，q=10,=80mm。 这时/ a=0.4，从机械设计基础第197页图12-11中查取接触疲劳系数为=2.8，因为ZZ,因此以上计算结果可用。4.4 计算蜗轮和蜗杆的主要参数与几何尺寸 蜗杆 轴向齿距 直径系数 齿顶圆直径 齿根圆直径 分度圆导程角 蜗杆轴向齿厚 蜗轮蜗轮齿数=41，变位系数=-0.5验算传动比 这时传动比误差为 i=5% 符合要求蜗轮分度圆直径 蜗轮喉圆直径蜗
