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1、机械设计课程设计说明书姓名： 系别： 机电系 班级： 机电一体化二班 学号： 指导老师： 目 录一、 传动方案分析5二、 选择电动机6三、 计算总传动比及分配各级的传动比 9四、 计算传动装置的运动和动力参数9五、 直齿圆柱齿轮传动设计计算.11六、滚动轴承的选择及校核计算 17七、轴的结构设计计算 20 八、联轴器的选择计算 26 九、 减速器箱体的设计27 十、润滑与密封28 十一、设计小结30 十二、参考文献30设计计算及说明结果第一章 概 述一节、机械设计课程设计的目的与内容1.1 课程设计的目的机械设计课程是使学生接受较全面的设计训练课程，也是相当重要的一个教学环节，其目的是：1、培
2、养综合运用已学的有关理论知识去分析和解决实际问题的能力，形成理论联系实际的正确设计方法。2、学习并掌握通用机械零部件，机械传动及一般机械设计的基本方法和步骤。3、提高学生在机械设计方面的能力，如技算、制图，运用设计资料的能力及数据处理能力。1.2课程设计内容1、传动方案的分析和拟定；2、选择电动机；3、分配传动比；4、传动装置运动和动力参数的计算；5、传动件(如齿轮传动、带传动)的设计计算；6、轴的设计；7、轴承及其组合部件设计；8、键联接和联轴器的选择与校核；9、润滑设计；10、箱体、机架及附件的设计；11、确定机械传动中哪些零件需要做强度计算，并进行计算；12、装配图和零件图的设计与绘制；
3、13、设计计算说明书的编写。 1.3课程设计要求每一个学生在2周时间内完成以下任务：（参照任务书）1、总图和传动装置部件装配图（A1号或A0号图纸）12张；2、零件工作图若干张（传动件、轴和箱体、机架等，具体由老师指定）；3、设计计算说明书一份约30页，约1万字。4、课程设计完成后应进行总结和答辩。二节、设计课程机械设计的一般步骤以及注意事项2.1设计准备(1)阅读和研究设计任务书,明确设计内容和要求； 分析设计题目,了解原始数据和工作条件； (2)通过参观（模型、实物、生产现场)、看电影录像、 参阅设计资料以及必要的调研等途径了解设计对象； （3）阅读本书有关内容，明确并拟定设计过程和进度计
4、划。2.2传动装置的总体设计 （1）分析和拟定传动装置的运动简图； （2）选择电动机；（3）计算传动装置的总传动比和分配各级传动比；(4）计算各轴的转速、功率和转矩。2.3各级传动的主体设计计算 （1）设计计算齿轮传动、蜗杆传动、带传动和链传动等的主要参数和尺寸。 （2）计算各传动件上的作用力2.4装配草图的设计和绘制 （1）装配草图设计准备工作：主要分析和选择传动装置的结构方案； （2）初绘装配草图及轴和轴承的计算：作轴、轴上零件和轴承部件的结构设计； 校核轴的强度、滚动轴承的寿命和键、联轴器的强度； （3）完成装配草图，并进行检查和修正。2.5装配工作图的绘制和总成 （1）绘制装配图； （
5、2）标注尺寸、配合及零件序号； （3）编写零件明细栏、标题栏、技术特性及技术要求等。2.6零件工作图的设计和绘制（1）齿轮类零件的各种图； （2）轴类零件的工作图； （3）箱体、机架类零件的工作图。具体内容由设计知道教师指定。2.7设计计算说明书的编写 （1）内容包括所有的计算，并附有必要的简图； （2）设计总结。2.8设计总结和答辩 （1）完成答辩前的准备工作； （2）参加答辩。必须指出，上述设计步骤并不是一成不变的。机械设计课程设计与其机械设计一样，从分析总体方案开始到完成技术设计的整个过程中，由于在拟定传动方案时，甚至在完成各种计算设计时有一些矛盾尚未暴露，而待结构形状和具体尺寸表达在图
6、纸上时，这些矛盾才会充分暴露出来，故设计时必须作必要修改，才能逐步完善，亦即需要“由主到次、由粗到细”，“边计算、边绘图、边修改”及设计计算与结构设计绘图交替进行，这种反复修正的工作在设计中往往是经常发生的。2.9机械设计课程设计应注意的事项 1.学生在设计的过程中必须严肃认真，刻苦专研，一丝不苟，精益求精， 才能在设计思想，方法和技能各方面获得较好的锻炼与提高。2.机械设计课程设计是在老师的指导下由学生独立完成的。学生必须发挥设计的主动性，主动思考问题分析问题和解决问题。3.设计中要正确处理参考已有资料和创新的关系。 熟悉和利用已有的资料，既可避免许多重复的工作，加快设计进程，同时也是提高设
7、计质量的重要保证。善于掌握和使用各种资料，如参考和分析已有的结构方案，合理选用已有的经验设计数据，也是设计工作能力的重要方面。学生必须吸收新的技术成果，注意新的技术动向，创造性的进行设计，鼓励运用现在设计方法，使设计质量和设计能力都获得提高。4.学生应在教师的指导下订好设计进程计划，注意掌握进度，按预定计划保证质量完成设计任务。 机械设计应边计算，边绘图，边修改，设计计算与结构设计绘图交替进行，这与按计划完成设计任务并不矛盾，学生应从第一次设 计开始就注意逐步掌握正确的设计方法。 5.整个设计过程中要注意随时整理计算结果，并在设计草稿本上记下重要的论据，结果，参考资料的来源以及需要进一步探讨的
8、问题，使设计的各方面都做到有理有据。这对设计正常进行，阶段自我检查和编写计算说明书都是必要的。 一节、分析和拟定传动方案一般工作机器通常由原动机、传动装置和工作装置三个基本职能部分组成。传动装置传送原动机的动力、变换其运动，以实现工作装置预定的工作要求，它是机器的主要组成部分传动装置的设计方案通常由运动简图表示。它直观的反映了工作机、传动装置和原动机三者间的运动和力的传第关系。如下图即为带式运输机运动简图；传动装置首先应满足工作机可靠。此外，还应该结构简单，尺寸紧凑、成本低，效率高和易维护等。同时要满足上述要求是困难的，因此，应该根据具体要求，选用具体方案。分析和选择传动机构的类型及其组合是拟
9、定传动方案的重要一环，这时应综合考虑工作装置载荷、运动以及机器的其他要求，再结合各种传动机构的特点适用范围，加以分析比较，合理选择。为便于选型，将常用传动机构的特点及其应用列于附录 和附录传动装置中广泛采用减速器。常用减速器型式、特点及其应用列于附录传动系统应有合理顺序和布局。除必须考虑各级传动机构所适应的速度范围外，下列几点可供参考。1带传动承载能力较低，在传递相同转矩时结构尺寸较啮合传动大；但带传动平稳，能缓冲吸震，应尽量置于传动系统的高速级2锥齿轮(特别是大模数锥齿轮)的加工比较困难，一般宜置于高速级，以减小其直径和模数。但需注意，当锥齿轮的速度过高时，其精度也需相应提高，此时还应考虑能
10、否达到所需制造精度以及成本问题。 3. 斜齿轮传动较直齿轮传动平稳，相对应用于高速级。4传动装置的布局应使结构紧凄、匀称，强度和刚度好并适合车间布置情况和工人操作，便于装拆和维修。5. 在传动装置总体设计中，必须注意防止因过载或操作疏忽而造成机器损坏和人员工伤，可视具体情况在传动系统的某一环节加设安全保险装置。6. 在一台机器中可能有几个彼此之间必须严格协调运动的工作构件，此外，尚需指出，在机械设计课程设计的任务书中，若已提供传动方案，则论述该方案的合理性，也可提出改进意见, 另行拟定更合理的方案。 二、 选择电动机1、电动机类型选择 根据电源及工作机工作条件，选用卧式封闭型Y（IP44）系列
11、三相交流异步电动机。2、电动机功率的选择 1）、工作机所需功率=FV=20501.45=2.9725KW 2）、电动机输出功率为传动装置的总效率式中、为从动机至工作机之间的个传动机构和轴承的效率。查机械设计课程设计表2-4得：平带传动效率（卷筒）:=0.96，滚动轴承效率:=0.99，圆柱齿轮传动效率:=0.95，弹性联轴器传动效率:=0.99。则： = 0.82电动机输出功率：根据电动机输出功率，查表选择电动机的额定功率=2.9725KW=0.99=0.95=0.99设计计算及说明结果3）、电动机转速的选择 为了便于选择电动机转速，先推算电动机转速的可选范围。由机械设计课程设计表2-3,单级
12、圆柱齿轮的传动比范围为。令两级圆柱齿轮减速器高速级齿轮传动比为，低速级齿轮传动比为，则传动装置的总的传动比为:故电动机转速范围为n筒=（936）102.6=923.43693.6r/min 可见同步转速为,的电动机均符合要求。由于的电动机体积小，转速高，传动不平稳；而的电动机体积大、重量大、价格昂贵，因此初步选同步转速为，查表知！方案电动机型号额定功率kw电动机转速r/min极数转矩kw同步满最大堵转额定1Y112M-441500144022.22.22.2所以：电动机型号为Y112M-4设计计算及说明结果三、计算总传动比及分配各级的传动比1、传动装置总传动比 i总=n电动/n筒=1440/1
13、02.6=142、分配各级传动比 两级圆柱齿轮减速器高速级齿轮传动比为，低速级齿轮传动比为，取： 取 则 设计误差没超过5%，满足要求四、计算传动装置的运动和动力参数1、各轴转速 电动机轴为0轴，减速器低速轴为1轴，中速轴为2轴，高速轴为3轴，滚筒轴为4轴.则各轴转速分别为：N2=n1/i带=1440/3.5=411(r/min)N3=n2/i齿轮=411/4=102.75(r/min)N4= N3=102.75(r/min)i总=14N4=102.75(r/min)设计计算及说明结果2、各轴输入功率 按电动机额定功率计算各轴输入功率即P1=P00.990.990.95=3.375KWP2=P10.990.952 =3.02KWP3=P2轴
