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1、机械设计课程设计机械设计课程设计机械设计课程设计陈继陈继陈继陈继勇勇勇勇13807127725138071277251380712772513807127725传动方案与参数计算（传动方案与参数计算（传动方案与参数计算（传动方案与参数计算（第一讲）第一讲）第一讲）第一讲）机械设计课程设计一、课程设计的目的一、课程设计的目的一、课程设计的目的一、课程设计的目的3 3、计算机应用能力、计算机应用能力设计分析设计分析结构设计与绘图结构设计与绘图技术文档处理技术文档处理1 1、培养工程实践观念、培养工程实践观念2 2、培养设计能力、培养设计能力综合知识运用能力综合知识运用能力 创新能力创新能力独立从事
2、设计能力独立从事设计能力机械设计课程设计二、课程设计的题目二、课程设计的题目二、课程设计的题目二、课程设计的题目设计一带式运输机传动装置中的设计一带式运输机传动装置中的设计一带式运输机传动装置中的设计一带式运输机传动装置中的双级斜齿圆柱双级斜齿圆柱双级斜齿圆柱双级斜齿圆柱、圆锥圆锥圆锥圆锥- - - -圆柱齿圆柱齿圆柱齿圆柱齿轮轮轮轮或或或或蜗杆减速器蜗杆减速器蜗杆减速器蜗杆减速器已知：已知：已知：已知：F F F F、V V V V、D D D D，工作环境，载荷性质，工作时间，批量大小，工作环境，载荷性质，工作时间，批量大小，工作环境，载荷性质，工作时间，批量大小，工作环境，载荷性质，工作
3、时间，批量大小v vF FD D机械设计课程设计三种减速器：三种减速器：三种减速器：三种减速器：机械设计课程设计三、整个课程设计的进度安排三、整个课程设计的进度安排三、整个课程设计的进度安排三、整个课程设计的进度安排第一阶段：方案拟定、计算，做减第一阶段：方案拟定、计算，做减速器装拆实验速器装拆实验( (时间：时间：3 3天天) ) 确定方案、计算数据，为绘制装确定方案、计算数据，为绘制装配图作准备配图作准备第二阶段：绘装配草图第二阶段：绘装配草图 ( (时间：时间：4 4天天) ) 1 1、画装配草图、画装配草图 2 2、校核轴、键的强度及滚动轴承、校核轴、键的强度及滚动轴承的寿命的寿命第三
4、阶段：完成装配图第三阶段：完成装配图 ( (时间：时间：5 5天天) ) 进一步完善装配图、标注尺寸与进一步完善装配图、标注尺寸与配合、名细表、标题栏、技术要求、配合、名细表、标题栏、技术要求、技术特性技术特性第四阶段：完成零件图第四阶段：完成零件图 ( (时间：时间：1 1天天) ) 低速轴、低速轴上的大齿轮或蜗低速轴、低速轴上的大齿轮或蜗轮轮第五阶段：写说明书第五阶段：写说明书 ( (时间：时间：1 1天天) )第六阶段：答辩第六阶段：答辩 ( (时间：时间：1 1天天) )机械设计课程设计四、第一阶段主要内容四、第一阶段主要内容四、第一阶段主要内容四、第一阶段主要内容 1 1 1 1、拟
5、定总体传动方案、拟定总体传动方案、拟定总体传动方案、拟定总体传动方案原动机原动机工作机工作机传动装置传动装置外传动件外传动件外传动件外传动件减速器减速器减速器减速器+ +齿轮传动齿轮传动带传动带传动链传动链传动双级圆柱齿轮双级圆柱齿轮圆锥圆锥-圆柱齿轮圆柱齿轮蜗杆蜗杆带式运输机带式运输机电动机电动机开式开式注意：注意：注意：注意：a) a) 带传动、锥齿轮、蜗杆传动一般放在高速级带传动、锥齿轮、蜗杆传动一般放在高速级带传动、锥齿轮、蜗杆传动一般放在高速级带传动、锥齿轮、蜗杆传动一般放在高速级b) b) 链传动、开式齿轮放在低速级链传动、开式齿轮放在低速级链传动、开式齿轮放在低速级链传动、开式齿
6、轮放在低速级机械设计课程设计部分传动方案图：部分传动方案图：部分传动方案图：部分传动方案图：机械设计课程设计2 2 2 2、选择电动机、选择电动机、选择电动机、选择电动机类型类型类型类型转速转速转速转速功率功率功率功率三相交流异步电机三相交流异步电机 Y Y系列系列同步转速同步转速同步转速同步转速 3000300030003000、1500150015001500、1000100010001000、750 r/min750 r/min750 r/min750 r/min工作机有效功率工作机有效功率电机所需功率电机所需功率选择额定功率选择额定功率 Pe Pd 总效率总效率：15001500150
7、01500、1000100010001000P w = F v /1000Pd = P w /= 1 . 2 . 3. 机械设计课程设计总效率总效率： = 1 . 2 . 3. 蜗杆蜗杆效率效率：根据蜗杆传动比初选根据蜗杆传动比初选蜗杆头数蜗杆头数机械设计课程设计选择额定功率选择额定功率选择额定功率选择额定功率 P Pe e P Pd d 记下电动机的型号、额定功率记下电动机的型号、额定功率记下电动机的型号、额定功率记下电动机的型号、额定功率P Pe e、满载转速、满载转速、满载转速、满载转速n nmm机械设计课程设计 记下电机轴径记下电机轴径D D、外伸轴长、外伸轴长E E 和中心高和中心高
8、H H机械设计课程设计 3 3 3 3、计算总传动比、分配各级传动比、计算总传动比、分配各级传动比、计算总传动比、分配各级传动比、计算总传动比、分配各级传动比i = nm / nw nm 电机满载转速电机满载转速nw 工作机所需转速工作机所需转速分配各级传动比：分配各级传动比：i = i1 i2 in 传动比分配原则：传动比分配原则：传动比分配原则：传动比分配原则：总传动比：总传动比： 圆柱齿轮：圆柱齿轮： 开式：开式：47； 闭式：闭式：35 带传动：带传动：24 链传动：链传动：24 锥齿轮：锥齿轮：23 蜗杆：蜗杆：1040A A、各级传动比在推荐范围内，先定外传动比，再定内传动比、各级
9、传动比在推荐范围内，先定外传动比，再定内传动比C C、各级传动比应使传动装置尺寸协调、结构匀称、不发生干涉、各级传动比应使传动装置尺寸协调、结构匀称、不发生干涉B B、展开式双级圆柱齿轮减速器、展开式双级圆柱齿轮减速器中，应使两大齿轮直径相近，中，应使两大齿轮直径相近， i1 = (1.31.4)i2，保证两个大齿轮有差不多的浸油深度保证两个大齿轮有差不多的浸油深度机械设计课程设计vF机械设计课程设计 4 4 4 4、传动装置的运动和动力参数计算、传动装置的运动和动力参数计算、传动装置的运动和动力参数计算、传动装置的运动和动力参数计算n1 = nm / i01 B B、各轴的输入功率计算、各轴
10、的输入功率计算P1 = Pd 01A A、各轴转速计算、各轴转速计算n2 = n1 / i12 n3 = n2 / i23 P2 = P1 12P3 = P2 23C C、各轴的输入转矩计算、各轴的输入转矩计算T1 = 9550P1 /n1T2 = 9550P2 /n201234机械设计课程设计5 5 5 5、传动零件的设计计算、传动零件的设计计算、传动零件的设计计算、传动零件的设计计算A A、普通、普通V V带传动带传动型号、长度、根数、直径、中心距、初拉型号、长度、根数、直径、中心距、初拉型号、长度、根数、直径、中心距、初拉型号、长度、根数、直径、中心距、初拉力、压轴力力、压轴力力、压轴力
11、力、压轴力 、轮毂宽度轮毂宽度轮毂宽度轮毂宽度L L、轴孔直径、轴孔直径、轴孔直径、轴孔直径d d0 0先计算外传动件，再计算内传动件先计算外传动件，再计算内传动件v vF FD D（整个设计过程按照（整个设计过程按照（整个设计过程按照（整个设计过程按照机械设计机械设计机械设计机械设计教教教教材上的进行）材上的进行）材上的进行）材上的进行）带轮轮毂宽度带轮轮毂宽度带轮轮毂宽度带轮轮毂宽度L L由表由表由表由表19-2 (P182)19-2 (P182)确定确定确定确定机械设计课程设计表中毂孔直径表中毂孔直径表中毂孔直径表中毂孔直径d d0 0是最大是最大是最大是最大值值值值，其具体数值是这样，
12、其具体数值是这样确定的：确定的：先算出大带轮所在轴（高先算出大带轮所在轴（高先算出大带轮所在轴（高先算出大带轮所在轴（高速轴）的最小直径，再由速轴）的最小直径，再由速轴）的最小直径，再由速轴）的最小直径，再由表表表表9-7 (P73)9-7 (P73)确定为标准值确定为标准值确定为标准值确定为标准值小带轮孔径：小带轮孔径：小带轮孔径：小带轮孔径：= = 电动机轴径电动机轴径电动机轴径电动机轴径D D大带轮孔径：大带轮孔径：大带轮孔径：大带轮孔径：最大值最大值实际取值可实际取值可以由相关零以由相关零件计算件计算v vF FD D机械设计课程设计B B、链传动、链传动型号、节距、链节数、排数、链轮
13、型号、节距、链节数、排数、链轮齿数、直径、中心距、压轴力齿数、直径、中心距、压轴力C C、齿轮传动、齿轮传动材料、热处理、齿数、模数、齿材料、热处理、齿数、模数、齿宽、螺旋角、中心距、分度圆直宽、螺旋角、中心距、分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径径、齿顶圆直径、齿根圆直径锥距、节锥角等（圆锥齿轮）锥距、节锥角等（圆锥齿轮）注意：直径保留三位小数，角度精确到秒，齿宽取整，闭式齿注意：直径保留三位小数，角度精确到秒，齿宽取整，闭式齿注意：直径保留三位小数，角度精确到秒，齿宽取整，闭式齿注意：直径保留三位小数，角度精确到秒，齿宽取整，闭式齿轮中心距取整且末位数字为轮中心距取整且末位数字为轮中心距取整
14、且末位数字为轮中心距取整且末位数字为0 0或或或或5 5闭式齿轮设计成斜齿轮，开式齿轮设计成直齿轮闭式齿轮设计成斜齿轮，开式齿轮设计成直齿轮闭式齿轮设计成斜齿轮，开式齿轮设计成直齿轮闭式齿轮设计成斜齿轮，开式齿轮设计成直齿轮注意：不同齿轮，设计准则不同！注意：不同齿轮，设计准则不同！注意：不同齿轮，设计准则不同！注意：不同齿轮，设计准则不同！软齿面、硬齿面自定软齿面、硬齿面自定软齿面、硬齿面自定软齿面、硬齿面自定v vF F机械设计课程设计D D、蜗杆传动、蜗杆传动材料、热处理、头（齿）数、模数、导程角、中心材料、热处理、头（齿）数、模数、导程角、中心距、分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、蜗
15、轮距、分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、蜗轮轮缘宽度等轮缘宽度等注意：还需进行热平衡计算！注意：还需进行热平衡计算！注意：还需进行热平衡计算！注意：还需进行热平衡计算！机械设计课程设计6 6 6 6、初算轴的最细处直径、初算轴的最细处直径、初算轴的最细处直径、初算轴的最细处直径4545：C C=107118=107118最细直径处有一键槽，加大最细直径处有一键槽，加大5%；有两个，加大；有两个，加大10%若最细直径处是装带轮、开式齿轮（非齿轮轴）或链轮，则若最细直径处是装带轮、开式齿轮（非齿轮轴）或链轮，则若最细直径处是装带轮、开式齿轮（非齿轮轴）或链轮，则若最细直径处是装带轮、开式齿轮（非
16、齿轮轴）或链轮，则最细处的最细处的最细处的最细处的真正直径真正直径真正直径真正直径由初算的最小直径和表由初算的最小直径和表由初算的最小直径和表由初算的最小直径和表9-79-7共同确定共同确定共同确定共同确定高速级高速级高速级高速级C C取大值，低速级取取大值，低速级取取大值，低速级取取大值，低速级取小值，中间轴取中间值小值，中间轴取中间值小值，中间轴取中间值小值，中间轴取中间值v vF FD D机械设计课程设计若若若若最细直径处是装联轴器最细直径处是装联轴器最细直径处是装联轴器最细直径处是装联轴器，则，则，则，则最细处的真正直径最细处的真正直径最细处的真正直径最细处的真正直径应由初算的最小直应
17、由初算的最小直应由初算的最小直应由初算的最小直径和径和径和径和联轴器标准系列直径共同确定联轴器标准系列直径共同确定联轴器标准系列直径共同确定联轴器标准系列直径共同确定，需等联轴器选好后才能确定，需等联轴器选好后才能确定，需等联轴器选好后才能确定，需等联轴器选好后才能确定7 7 7 7、选择联轴器、选择联轴器、选择联轴器、选择联轴器型号型号型号型号公称扭矩公称扭矩公称扭矩公称扭矩许用转速许用转速许用转速许用转速轴孔直径轴孔直径轴孔直径轴孔直径类型：类型：类型：类型：高速级：弹性高速级：弹性低速级：鼓形齿式低速级：鼓形齿式或弹性联轴器或弹性联轴器 （有振动冲击时）（有振动冲击时）机械设计课程设计联
18、轴器轴孔和键槽的形式及代号联轴器轴孔和键槽的形式及代号联轴器轴孔和键槽的形式及代号联轴器轴孔和键槽的形式及代号机械设计课程设计联轴器尺寸选择举例一：联轴器尺寸选择举例一：联轴器尺寸选择举例一：联轴器尺寸选择举例一：有的传动方案中有两个联轴器有的传动方案中有两个联轴器低速级联轴器型号如何选择？低速级联轴器型号如何选择？低速级联轴器型号如何选择？低速级联轴器型号如何选择？vF012435T3=442.339N.m，n3=74.42r/min，P3=3.447kWT4=433.484N.m，n4=74.42r/min，P4=3.378kW设联轴器与轴只用一个键连接设联轴器与轴只用一个键连接机械设计课
19、程设计vF012435因此方案中有链传动，为减少系统动因此方案中有链传动，为减少系统动载荷，选用载荷，选用弹性柱销联轴器弹性柱销联轴器弹性柱销联轴器弹性柱销联轴器HL4联轴器联轴器GB4323-84J1A4584J1A4584含义：含义：主动端孔径为主动端孔径为45mm，长度，长度为为84mm，孔的形状为，孔的形状为J1型，型，孔长度为孔长度为84mm，键槽的类，键槽的类型为型为A型型从动端含义与主动端相同从动端含义与主动端相同机械设计课程设计高速级联轴器型号如何选择？高速级联轴器型号如何选择？已知：高速轴上的输入转矩为已知：高速轴上的输入转矩为110N.m，转速为，转速为960r/min。电
20、动机的轴径为电动机的轴径为38mm，轴长，轴长为为80mm考虑键槽的影响，增大考虑键槽的影响，增大5%选择弹性套柱销联轴器选择弹性套柱销联轴器选择弹性套柱销联轴器选择弹性套柱销联轴器联轴器尺寸选择举例二：联轴器尺寸选择举例二：联轴器尺寸选择举例二：联轴器尺寸选择举例二：vF012435机械设计课程设计TL6TL6联轴器联轴器联轴器联轴器YA3882YA3882J J1 1A3260A3260GB4323-84GB4323-84主动端：主动端：主动端：主动端：Y Y型轴孔，型轴孔，型轴孔，型轴孔，A A型键槽型键槽型键槽型键槽d d1 1=38mm=38mm，L L82mm82mm从动端：从动端
21、：从动端：从动端：J J1 1型轴孔，型轴孔，型轴孔，型轴孔，A A型键槽型键槽型键槽型键槽d d2 2=32mm=32mm，L L1 160mm60mm机械设计课程设计8 8、初选滚动轴承、初选滚动轴承、初选滚动轴承、初选滚动轴承类型类型类型类型：7 7类或类或类或类或3 3类类类类尺寸尺寸尺寸尺寸：根据受载选根据受载选根据受载选根据受载选宽度、直径宽度、直径宽度、直径宽度、直径系列系列系列系列选选选选小小小小尺寸尺寸尺寸尺寸内径代号内径代号内径代号内径代号根据轴径选根据轴径选根据轴径选根据轴径选内径尺寸内径尺寸d 的确定：的确定：对于外伸轴（高速轴和低速轴）对于外伸轴（高速轴和低速轴）:v
22、 vF FD Dd dmin+ (78)在此基础上取标准值在此基础上取标准值中间轴中间轴:最小轴径就是滚动轴承处的直径，在此基础上直接最小轴径就是滚动轴承处的直径，在此基础上直接取标准内径即可取标准内径即可为使三根轴系协调美观，中间轴上滚动轴承内径不应当小为使三根轴系协调美观，中间轴上滚动轴承内径不应当小为使三根轴系协调美观，中间轴上滚动轴承内径不应当小为使三根轴系协调美观，中间轴上滚动轴承内径不应当小于高速轴的，低速轴上的内径不应当小于中间轴的于高速轴的，低速轴上的内径不应当小于中间轴的于高速轴的，低速轴上的内径不应当小于中间轴的于高速轴的，低速轴上的内径不应当小于中间轴的机械设计课程设计轴
23、承选好后，查手册找到轴承选好后，查手册找到滚动轴承的宽度、外径、内圈安滚动轴承的宽度、外径、内圈安滚动轴承的宽度、外径、内圈安滚动轴承的宽度、外径、内圈安装尺寸、外圈安装尺寸装尺寸、外圈安装尺寸装尺寸、外圈安装尺寸装尺寸、外圈安装尺寸蜗杆减速器中：蜗杆轴上的蜗杆减速器中：蜗杆轴上的滚动轴承外径滚动轴承外径滚动轴承外径滚动轴承外径或或套杯外径套杯外径套杯外径套杯外径一定一定要大于蜗杆的顶圆直径，否则蜗杆装不进箱体要大于蜗杆的顶圆直径，否则蜗杆装不进箱体蜗杆轴一般跨距较长，蜗杆轴一般跨距较长，蜗杆轴一般跨距较长，蜗杆轴一般跨距较长，而且温升较高，因此蜗而且温升较高，因此蜗而且温升较高，因此蜗而且温
24、升较高，因此蜗杆轴一般采用杆轴一般采用杆轴一般采用杆轴一般采用“ “一端固一端固一端固一端固定、一端游动定、一端游动定、一端游动定、一端游动” ”的结构的结构的结构的结构形式形式形式形式固定端：固定端：固定端：固定端：7 7类或类或类或类或3 3类类类类游动端：游动端：游动端：游动端：6 6类或类或类或类或N N类类类类机械设计课程设计并计算轴承盖并计算轴承盖并计算轴承盖并计算轴承盖( (尺寸见尺寸见尺寸见尺寸见P132P132表表表表14-1)14-1)之间是否会发生干涉之间是否会发生干涉之间是否会发生干涉之间是否会发生干涉不干涉条件：齿轮中心距大于两轴承盖的半径之和不干涉条件：齿轮中心距大
25、于两轴承盖的半径之和机械设计课程设计五、第一阶段要完成的计算任务五、第一阶段要完成的计算任务五、第一阶段要完成的计算任务五、第一阶段要完成的计算任务1 1、拟定总体传动方案、拟定总体传动方案2 2、选择电动机、选择电动机3 3、计算总传动比和分配传动比、计算总传动比和分配传动比4 4、传动装置的运动和动力参数计算、传动装置的运动和动力参数计算5 5、传动件计算、传动件计算6 6、初算轴的最细处直径、初算轴的最细处直径7 7、选择联轴器、选择联轴器( (型号、孔径、孔长等型号、孔径、孔长等) )8 8、初选滚动轴承及其相关参数，轴承盖是否干涉等、初选滚动轴承及其相关参数，轴承盖是否干涉等! !仔
26、细阅读第一、二及三章，在完成上面的计算内容后，计仔细阅读第一、二及三章，在完成上面的计算内容后，计仔细阅读第一、二及三章，在完成上面的计算内容后，计仔细阅读第一、二及三章，在完成上面的计算内容后，计算表算表算表算表5-15-15-15-1中减速器的有关结构尺寸数据中减速器的有关结构尺寸数据中减速器的有关结构尺寸数据中减速器的有关结构尺寸数据时间：时间：3天天以上步骤不要颠倒，按顺序进行以上步骤不要颠倒，按顺序进行以上步骤不要颠倒，按顺序进行以上步骤不要颠倒，按顺序进行机械设计课程设计机械设计课程设计机械设计课程设计机械设计课程设计六、装拆实验六、装拆实验六、装拆实验六、装拆实验 装拆实验：装拆
27、实验：装拆实验：装拆实验： 时间：时间：时间：时间：1717周周一周周一周周一周周一11111212节节节节 地点：东一楼地点：东一楼地点：东一楼地点：东一楼 204204机械设计课程设计七、提交的设计资料七、提交的设计资料七、提交的设计资料七、提交的设计资料qq 课程设计说明书课程设计说明书课程设计说明书课程设计说明书 1 1 1 1份份份份可手写，也可可手写，也可打印打印qq 减速器装配图减速器装配图减速器装配图减速器装配图 A1 1A1 1A1 1A1 1张张张张qq 零件工作图零件工作图零件工作图零件工作图 A4 2A4 2A4 2A4 2张张张张绘图仪、打印绘图仪、打印机出图机出图qq 所有文档的电子版本所有文档的电子版本所有文档的电子版本所有文档的电子版本机械设计课程设计机械设计课程设计机械设计课程设计
