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机械设计课程设计 江南大学机械原理教研室 机械设计课程设计 机械设计课程设计 1 机械设计课程设计设计题目2 机械设计课程设计任务3 减速器设计已知条件4 机械设计课程设计阶段5 装配草图设计6 装配图设计7 机械设计课程设计计算说明书8 课程设计答辩 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 题目1带式运输机传动装置 二级斜齿轮展开式 传动简图 F v 题目2设计一带式输送机传动用二级斜齿圆柱齿轮展开式减速器 题目3设计一斗式提升机用传动装置 二级斜齿轮同轴式 1 电动机2 联轴器3 减速器4 联轴器5 驱动鼓轮6 运料斗7 提升带 三 机械设计课程设计工作量 1 减速器装配图一张 2 零件工作图2张 低速轴上的大齿轮和轴 3 设计计算说明书一份4 机械设计课程设计结束时进行课程设计总结和答辩 四 机械设计课程设计阶段 五 设计步骤 1 方案设计 3 传动比分配 4 计算各轴的转速 5 传动零件设计 7 计算轴类零件 6 验算系统误差 8 绘制装配图和零件图 2 选择电动机 2 选择电动机 选择电动机依据 功率P 转速n1 电动机功率计算P工作机功率 Pw FV 1000 kw 其中已知 F 输送带拉力 N V 输送带速度 m s 电动机需要功率 Pd Pw 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 8 40 nw rpm 其中 i总 8 40i总 减速器传动比 总传动比 3 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 3 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 nwi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 2 1 3 i低i减 1 2 1 3 i低2 4 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 nmII轴 nII nI i高 2 各轴输入功率电动机轴 Pd Pw 总I轴 PI Pd 联轴器效率 II轴 PII PI 12 12 I轴至II轴效率 3 各轴扭矩T 电动机轴 Td 9550 Pd nm Nm I轴 TI TdII轴 TII TI 12 I高 计算出参数列表备用 5 传动零件设计 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m 1 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 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 i 100 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 6 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 V 100 5 若不满足应重新计算 第二阶段设计的主要内容 1 草图设计 仪器图 2 装配图 CAD 3 撰写论文草图设计是装配图设计的规划和准备阶段装配图设计是对草图的进一步细化和完善特点 算画结合 边画边算 草图设计 1 准备工作 1 A0图纸一张 比例1 1 用仪器画 2 主要传动件的参数计算完备 齿轮几何尺寸 轴径估算 2 要求 1 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 2 草图不要求线型 同样零件可只画一个 其它简画 3 所有零件尺寸随手画在草图上 以免再次查找 装配草图设计步骤 3 任务 以设计手册为参考资料 1 通过草图设计检查传动比分配是否合理 低速轴与高速大齿轮是否干涉 两大齿轮浸油深度 高速大齿轮浸油深1个齿高时低速大轮浸油深度 半径的1 3 1 6 2 轴的结构设计和轴系零件设计 补充设计计算 定出支点距后对中间轴进行弯扭强度验算 3 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 4 确定箱体的结构及各部分尺寸 5 减速器附件设计 吊钩 吊耳 观察窗 油标尺等 6 确定联接件结构尺寸及位置 7 验算 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V7 选择滚动轴承的润滑 剂 方式验算dn 4 设计中应注意的问题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 挡油盘 注意 并不是每个轴承处都安挡油盘 3 油底油面高度 30 50 以保证足够的油量 4 轴承盖选嵌入式结构 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 最后画侧视图 布图上下左右要适当匀称 箱体结构设计 机座壁厚按二级齿轮减速器a选择壁厚a 低速级中心距轴承座旁螺栓扳手空间扳手空间大操作方便 但h太大螺栓太长 安装不便 且要合于螺栓长度系列螺栓中心到机座外壁距离螺栓中心到机座外凸边缘尺寸 起盖螺钉作用 起盖用 两个对角线布置 定位销作用 镗轴承孔定位用 锥度1 50两个 对角线布置 观察窗作用 注油 观察两对齿轮啮合情况 以能进手为宜 通气器作用 平衡机体内外压力 吊钩作用 起吊整机用 与底座铸出 起盖吊耳作用 起吊盖 与上盖一同铸出 油标尺作用 测量油面深度 要有最高液面 最低液面刻度 位置设计要防止拔不出油标或油外溢 放油塞作用 更换润滑油的出口 设计在箱体底座最低位置处 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 地脚螺钉孔径及定位尺寸 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 中间轴或齿轮 低速级大齿轮 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剖面 齿轮轴列出参数表 编写设计计算说明书 1 页数不少于20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 2 说明书3 答辩以上均要求独立完成 如有雷同视为作弊 6 装配图设计 装配图设计的主要内容有 按国家机械制图标准规定画法绘制各视图 标注必要的尺寸及配合 标注零件的序号 绘制并填写标题栏及明细表 编制减速器技术特性表 编写技术条件 尺寸的标注 1 特性尺寸 2 配合尺寸 3 外形尺寸 4 安装尺寸 零件序号 标题栏和明细表 减速器技术特性 减速器技术条件的具体内容可参考如下 1 装配前所有零部件用煤油清洗 滚动轴承用汽油清洗 机体内不允许有任何杂物存在 内壁涂上不被机油浸蚀的防锈涂料 2 滚动轴承装配后 用手转动时应轻快灵活 轴承的轴向游隙如需要在装配时调整 应调至规定数值 如调整轴承间隙 d1为0 05 0 1mm d2为0 08 0 15mm 3 啮合侧隙用铅丝检验不小于0 16mm 铅丝不得大于最小侧隙的4倍 4 用涂色法检验斑点 按齿高接触斑点不小于40 按齿长接触斑点不小于50 必要时可用研磨或刮研以改善接触情况 5 箱盖及箱座接合面严禁使用垫片及其它任何填料 必要时允许涂密封胶或水玻璃 各接触面运转过程中不允许有漏油和渗油现象出现 6 减速器装配后 选择合适的机油 如HJ 50 加至所要求的油面高度 达到规定的油量 7 空载跑合试验 在额定转速下正 反运转1 2小时 要求运转平稳 响声均匀 如噪音小于70dB 联接不松动 不漏油不渗油等 负载跑合试验 在额定转速及额定功率下运转至油温稳定为止 油池温升不得超过35 轴承温升不得超过40 8 跑合试验合格后 更换润滑剂 用煤油擦洗零件 用汽油洗净轴承再进行装配 若滚动轴承采用润滑脂润滑 则装配前应向轴承空腔内填入适量 约为空腔体积的1 2左右 的润滑脂 9 搬动 起吊减速器应用箱座上的吊钩 箱盖上的吊环螺钉 或吊耳 只供起吊箱盖时用 10 外伸轴段应涂油脂并加防护套 减速器外表面涂灰色油漆 或其他颜色油漆 运输时勿倒置 储藏地点应干燥 0 前言 1 目录 标题及页次 2 设计任务书 设计题目 3 传动系统的方案设计 4 电动机选择 5 传动比的分配 6 传动系统的运动和动力参数计算 7 减速器