安工大-机械设计基础课程设计2014

1、机械设计基础课程设计机械设计基础课程设计主讲：苏荭主要内容：主要内容：一、设计的目的一、设计的目的l 1、综合利用所学的知识，培养解决生产实际问题的能力。l 2、掌握一般机械的设计方法。二、一般设计过程二、一般设计过程l1、设计前的准备、设计前的准备 l2、总体方案设计、总体方案设计l3、总体结构设计、总体结构设计l4、零部件设计、零部件设计l5、编写设计说明书和使用说明书、编写设计说明书和使用说明书三、课程设计题目三、课程设计题目l设计一台带式运输机中使用的单级直齿圆柱齿设计一台带式运输机中使用的单级直齿圆柱齿轮减速器。轮减速器。l原始数据（见设计题目表）：原始数据（见设计题目表）：l 例：

2、运输带传递的有效圆周力例：运输带传递的有效圆周力F=4000N，运，运输带速度输带速度V=0.75m/s，滚筒的计算直径，滚筒的计算直径D=300mm，原动机为电动机，齿轮单向传动，原动机为电动机，齿轮单向传动，有轻微冲击，工作时间有轻微冲击，工作时间10年，每年按年，每年按300天计，天计，单班工作（每班单班工作（每班8小时）。小时）。四、设计任务量四、设计任务量l1、画出装配图一张，、画出装配图一张，A1图纸；图纸；l2、零件图一张，、零件图一张，A3图纸。图纸。l3、设计说明书一份（正文、设计说明书一份（正文5000字，约字，约12页）。页）。五、参考资料五、参考资料l机械设计课程设计手

3、册，吴宗泽和罗圣国主编，机械设计课程设计手册，吴宗泽和罗圣国主编，高等教育出版社（手册）高等教育出版社（手册）l机械设计基础，卢玉明主编，高等教育出版社机械设计基础，卢玉明主编，高等教育出版社（教材）。（教材）。六、本课程设计的主要步骤六、本课程设计的主要步骤3、传动比分配、传动比分配4、计算运动参数：、计算运动参数：各轴的转速和转矩各轴的转速和转矩2、选择电动机、选择电动机1、传动方案的确定及设计的主要零部件传动方案的确定及设计的主要零部件5、带传动设计、带传动设计6、齿轮传动设计、齿轮传动设计7、轴及轴类零件的设计与选择、轴及轴类零件的设计与选择8、绘制装配图和零件图、绘制装配图和零件图1

4、、传动方案的确定及设计的主要、传动方案的确定及设计的主要零部件零部件一级圆柱齿轮减速器的传动比一般小于一级圆柱齿轮减速器的传动比一般小于52、选择电动机、选择电动机l电动机类型和结构型式电动机类型和结构型式采用采用Y系列三相异步电机（系列三相异步电机（P173.表表12-1）六极便宜六极便宜l电动机的容量电动机的容量wdPP KWwwFvP联轴器齿轮轴承带传动2取值见取值见P4表表1-5l确定电动机转速确定电动机转速Dvnw601000滚筒转速滚筒转速电动机转速：电动机转速：nd通常选用同步转速为通常选用同步转速为1500r/min或或 1000r/min的的电动机电动机记录记录电动机型号、额

5、定功率、满载转速、中心高、电动机型号、额定功率、满载转速、中心高、轴伸尺寸、键联接尺寸轴伸尺寸、键联接尺寸备用备用3、计算总传动比和分配各级传动比、计算总传动比和分配各级传动比l总传动比总传动比wmnni 21i iii1带传动的传动比带传动的传动比i2齿轮传动的传动比齿轮传动的传动比取值参考取值参考P196表表14-24、计算运动和动力参数、计算运动和动力参数l各轴转速：各轴转速：2122311121i ininnininnnnmmmn1电机轴（小带轮轴）转速电机轴（小带轮轴）转速n2高速轴（大带轮轴、小齿轮轴）转速高速轴（大带轮轴、小齿轮轴）转速n3低速轴（大齿轮轴）转速低速轴（大齿轮轴）

6、转速l各轴输入功率：各轴输入功率：齿轮轴承带传动额定23121PPPPPPl各轴输入转矩：各轴输入转矩：齿轮轴承带传动2231121iTTiTTTTdmddnPT9550*以额定功率计算使设备有一定的过载保护功能以额定功率计算使设备有一定的过载保护功能传动零件的设计计算传动零件的设计计算l带传动的设计计算带传动的设计计算l减速器内传动零件的设计计算减速器内传动零件的设计计算 直齿圆柱齿轮的设计计算直齿圆柱齿轮的设计计算 箱体主要结构尺寸箱体主要结构尺寸 轴的结构设计及验算轴的结构设计及验算 轴承的选择轴承的选择 键的选择及验算键的选择及验算5、带传动的设计计算、带传动的设计计算(参考教材参考教

7、材137页例题一）页例题一）l带传动设计中的注意事项带传动设计中的注意事项:采用普通采用普通V带传动带传动弹性滑动率弹性滑动率=0.01带轮基准直径要圆整成标准值带轮基准直径要圆整成标准值(小带轮外圆半径小于电小带轮外圆半径小于电机中心高机中心高)带长圆整成标准带长带长圆整成标准带长带的根数带的根数7注意注意带轮轴孔尺寸与电机轴尺寸或减速器输入轴尺寸是带轮轴孔尺寸与电机轴尺寸或减速器输入轴尺寸是否否 相适应相适应带轮直径确定后带轮直径确定后,应验算带传动实际传动比和大带轮转应验算带传动实际传动比和大带轮转速速,并以此修正减速器传动比和输入转矩并以此修正减速器传动比和输入转矩计算两带轮的宽度计算

8、两带轮的宽度B6、齿轮传动的设计计算、齿轮传动的设计计算根据：传递功率根据：传递功率P；传动比；传动比I； 小齿轮的转速小齿轮的转速n; 工作时工作时间、闭式传动。间、闭式传动。l 选择材料、热处理、精度等级、选择材料、热处理、精度等级、决定齿面硬度、决定齿面硬度、表面粗糙度。表面粗糙度。l 采用闭式直齿软齿面齿轮，大小齿轮的硬度差采用闭式直齿软齿面齿轮，大小齿轮的硬度差3050HBS，按齿面接触疲劳设计按齿面接触疲劳设计（H取小值），取小值），齿根弯曲疲劳强度校核（齿根弯曲疲劳强度校核（YF/F取大值）取大值） 。l 校核齿根弯曲疲劳强度。校核齿根弯曲疲劳强度。l注：、见教材注：、见教材P1

9、88190例题三。例题三。模数模数m取标准值，齿宽圆整，节圆必须精取标准值，齿宽圆整，节圆必须精确值（精确到确值（精确到m）小齿轮齿数小齿轮齿数2040，大齿轮齿数按传动比确，大齿轮齿数按传动比确定。定。小齿轮齿宽比大齿轮齿宽宽小齿轮齿宽比大齿轮齿宽宽510mm齿轮结构见教材齿轮结构见教材P212a) 齿顶圆直径齿顶圆直径b) 齿根圆直径齿根圆直径c) 分度圆直径分度圆直径d) 基圆直径基圆直径e) 齿顶高、齿根高、齿全高齿顶高、齿根高、齿全高f) 齿顶径向间隙齿顶径向间隙g) 齿厚、齿槽宽、齿距齿厚、齿槽宽、齿距h) 两齿轮的中心距（尽量满足课程设计要求）两齿轮的中心距（尽量满足课程设计要求

10、） 两齿轮的几何尺寸计算两齿轮的几何尺寸计算 初绘装配底图初绘装配底图lP164表表11-1、11-2、11-3、11-4、11-5箱体的主要结构尺寸箱体的主要结构尺寸lP213图图17-47、轴的结构设计、轴的结构设计l轴的结构设计与装配底图的绘制是交替进行的轴的结构设计与装配底图的绘制是交替进行的l初估最小轴端直径初估最小轴端直径(教材教材P260)，按定位轴肩（，按定位轴肩（35mm）和非定位轴肩（和非定位轴肩（12mm）确定轴的径向尺寸）确定轴的径向尺寸与滚动轴承、联轴器相配合以及安装轴承密封件处的轴与滚动轴承、联轴器相配合以及安装轴承密封件处的轴径应符合标准径应符合标准选用深沟球轴承

11、（选用深沟球轴承（P68表表6-1），弹性柱销联轴器），弹性柱销联轴器（P103表表8-7）。轴承用脂润滑，故轴承前端加挡油环）。轴承用脂润滑，故轴承前端加挡油环（P216）。轴伸处用毡圈密封（）。轴伸处用毡圈密封（P94表表7-12）。）。l确定轴的轴向尺寸确定轴的轴向尺寸主要取决于轴上传动件及支承件的轴向宽度及轴向位置。主要取决于轴上传动件及支承件的轴向宽度及轴向位置。1）高速轴的概略设计）高速轴的概略设计A. 材料、热处理、材料、热处理、B. 按扭转计算最小直径按扭转计算最小直径C. 装装V带轮处长度、外伸端直径与长度、带轮处长度、外伸端直径与长度、D. 装两轴承和两轴承盖处的直径和长度

12、（试选轴承与轴承盖）装两轴承和两轴承盖处的直径和长度（试选轴承与轴承盖）E. 装齿轮处的直径和长度装齿轮处的直径和长度F. 齿轮与箱体的距离齿轮与箱体的距离G. 轴的总长度轴的总长度2）低速轴的概略设计）低速轴的概略设计(步骤与高速轴类同步骤与高速轴类同)A. 注意：变速箱等宽、高速轴轴承的中心与注意：变速箱等宽、高速轴轴承的中心与 低速轴轴承低速轴轴承的中心要在同一条直线上，也就是要求两根轴轴承中的中心要在同一条直线上，也就是要求两根轴轴承中心等宽度。心等宽度。B. 设计到这里开始作草图（查表：设计到这里开始作草图（查表： 轴承及轴承盖各参数、轴承及轴承盖各参数、套筒的结构尺寸、齿轮的按装、

13、连轴器的结构尺寸等）套筒的结构尺寸、齿轮的按装、连轴器的结构尺寸等）轴的概略设计轴的概略设计(见教材见教材6368页页)l高速轴注意与大带轮的键相配合处高速轴注意与大带轮的键相配合处l低速轴注意与联轴器相配合处轴径。低速轴注意与联轴器相配合处轴径。l轴承处轴径一般为轴承处轴径一般为5的倍数的倍数l具体校核过程见教材具体校核过程见教材P105-106页。页。键的选择与校核键的选择与校核368、绘制装配图和零件图、绘制装配图和零件图l总的时间安排表时间时间（天）（天）内容及方式内容及方式要求要求第一天第一天拟定分析传动装拟定分析传动装置的设计方案置的设计方案;看懂传动方案简图看懂传动方案简图,选择

14、满足工作要求的方案同时要选择满足工作要求的方案同时要具有结构紧凑具有结构紧凑,成本低成本低,使用维护方便等特点。使用维护方便等特点。第二天第二天选择电动机选择电动机,计算计算传动装置的运动传动装置的运动和动力参数和动力参数;要知道电动机已标准化要知道电动机已标准化,通过计算通过计算,查资料选择合适的查资料选择合适的型号型号,再按电动机到工作机之间运动传递的路线推算再按电动机到工作机之间运动传递的路线推算各轴的运动和动力参数。各轴的运动和动力参数。第三天第三天进行传动件的设进行传动件的设计计算计计算;带传动设计；齿轮传动设计带传动设计；齿轮传动设计,最后定齿轮基本参数最后定齿轮基本参数m、z、a等等第四天第四天绘制减速器装配绘制减速器装配草图草图;必须明确先画出传动件及箱体内壁线位置必须明确先画出传动件及箱体内壁线位置.然后确定轴然后确定轴承的位置承的位置.再进行轴的结构设计再进行轴的结构设计,计算轴的强度；计算轴的强度；第五第五七天七天绘制减速器装配绘制减速器装配图图;进行传动件的结构设计进行传动件的结构设计, 轴承盖的结构设计轴承盖的结