机械设计课程设计教程应用

1、 机械设计课程设计机械设计课程设计青岛工学院青岛工学院带式输送机传动装置一、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。 课程设计目的：1、综合运用先修课理论，培养分析、解决工程实际问题的能力2、进行机械设计基本技能训练。（计算、绘图、使用技术资料）3、学习机械传动装置的设计原理、过程和基本方法。二、设计题目与要求 题目：带式输送机传动装置（二级圆柱齿轮减速器） 要求：有轻微冲击,工作经常满载,原动机为电动机,齿轮单向传 动,单班制工作（每班8小时）,运输带速度误差为5%, 减速器使用寿命5年,每年按300天

2、计,小批量生产,启动 载荷为名义载荷的1.5倍。1、传动系统简图2、原始数据三、设计任务1、画a1号装配图一张，a3号零件图两张 2、设计论文（说明书）一份，不少于20页。 减速器结构轴齿轮箱盖端盖箱体滚动轴承螺栓四、参考资料课程设计指导书课程设计图册机械零件设计手册（含齿轮、带、轴、轴承、键的内容）机械设计（教材）五、设计步骤1、确定传动方案 2、选择电动机3、传动比分配 4、计算各轴的转速5、齿轮传动设计 6、验算系统误差7、计算轴类零件 8、绘制装配图和零件图1、确定传动方案、确定传动方案 依据：依据：根据传递功率、传动比和最大速度根据传递功率、传动比和最大速度 机构名称 主要特点单级最

3、大传动比最大功率/kw最大速度/(m/s）渐开线圆柱齿轮速度、功率范围大，功率高，精度高，互换性好，需要考虑润滑6.3（硬齿面）7.1（软齿面)3000210渐开线直齿圆锥齿轮满足相交轴传动83705普通圆锥蜗杆传动比大，传动平稳，噪声小，结构紧凑，可实现自锁8020015普通平带价格低，效率低，中心距大，可实现交叉及有导轮的角度传动550030普通v带当量摩擦系数大，传动比大，预紧力较小1070030窄v带能承受较大预紧力，寿命长，功率大1075（单根）40滚子链无弹性滑动，对工作环境要求低，瞬时传动比不恒定810015选择电动机依据：功率选择电动机依据：功率p p，转速，转速n n 1）电

4、动机功率计算电动机功率计算p 已已 知：知： f输送带拉力输送带拉力 （n） v 输送带速度输送带速度 （m/s） 工作机功率工作机功率 ：p w= fv/1000 （ kw） 需要电动机功率：需要电动机功率： pd= p w / (kw) 总总 效效 率率 ： =1. 2. 3 n 1_卷筒轴承效率卷筒轴承效率 2_ 卷筒效率卷筒效率 3_低速级联轴器效率低速级联轴器效率 4_ iii轴轴承效率轴轴承效率 5_低速级齿轮啮合效率低速级齿轮啮合效率 6_ ii轴轴承效率轴轴承效率 7_高速级齿轮啮合效率高速级齿轮啮合效率 8_ i轴轴承效率轴轴承效率 9_高速级联轴器效率高速级联轴器效率 (效

5、率值查设计手册效率值查设计手册)2) 电动机转速计算n 工作机转速nw ： v= (dn)/60*1000 (m/s) nw=(v*60*1000)/ d(rpm) 式中：v输送机带速 (m/s) d卷筒直径 (mm) 电动机转速: nd= nwi总=(840) nw（rpm） 式中：i总=840 i总减速器传动比(总传动比)电动机转速类型：3000rpm、1500rpm、1000rpm和750rpm3 3）选定电动机）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）

6、、 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 分配原则：各级传动尺寸协调，承载能力接近，大齿轮直径接近以便润滑i总=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3、计算各轴的n，p，t1）各轴转速 电动机轴:nm（满载转速） i轴: ni =nm ii轴: n ii =ni/i高 2）各轴输入功率 电动机轴: pd=pw/总 i轴: p i = pd （联轴器效率） ii轴: p i i= p i * 12 12i轴至 ii轴效率3) 各轴扭矩t 电动机轴

7、： td=9550*pd/nm（nm） i轴： ti= td ii轴：tii= ti*12*i高 计算出参数列表备用。轴 号 功率 p 扭矩 t转速 n传动比i电动机轴 pd td nm i=1 i 轴pi入pi出ti入ti出 n i ii 轴pii入pii出tii入tii出 n ii 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m1.5-2mm； 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)/i100%5% 7

8、）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1/6到1/3 以降低搅油功耗。在求解过程中，理论v与实际输送带速vw发生了变化故应验算系统误差。 (v-vw)/v100%5%若不满足应重新计算。6、计算轴类零件1）初估i 、ii、 iii轴径，注意第i 根轴是否设计成齿轮轴， 对 ii轴进行弯扭合成强度验算。2）轴承的选择，同一根轴上的两个轴承型号相同。 对ii轴上的轴承进行寿命计算。3）键的选择，对 ii轴上的键进行强度校核。 提示： 力的结果取整数， 齿轮几何参数精确到小数点后两位， 传动比精

9、确到小数点后两位， 螺旋角精确到秒， 设计公式要写明来源出处。序号f/kn(m/s)d/mm序号f/kn(m/s)d/mm序号f/kn(m/s)d/mm141.5300193.21.4300372.9232023.91.5300203.11.4300382.8232033.81.53002141.6320392.7232043.71.5300223.91.6320402.6232053.61.5300233.81.63204132.134063.51.5300243.71.6320422.92.134073.41.5300253.61.6320432.82.134083.31.5300263.

10、51.6320442.72.134093.21.5300273.41.6320452.62.1340103.11.5300283.31.63204632.23601141.4300293.21.6320472.92.2360123.91.4300303.11.6320482.82.2360133.81.43003131.3300492.72.2360143.71.4300322.91.3300502.62.2360153.61.4300332.81.3300 原始数据原始数据163.51.4300342.71.3300 运输带拉力：运输带拉力：f/knf/kn 173.41.4300352.6

11、1.3300 运输带速度：运输带速度：(m/s)183.31.43003632320 卷筒直径：卷筒直径： d/mm1、草图设计：2、装配图：3、撰写论文 草图设计是装配图设计的规划和准备阶段 特点：“算画结合”边画边算 装配图设计是对草图的进一步细化和完善草图设计草图设计1、准备工作 （1） a0图纸一张，比例1:1 （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，（建议：2h-4h铅笔绘图） 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。

12、3、草图设计任务（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， 低速大轮浸油深度分度圆半径1/31/6 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）验算验算内容：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

13、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dn4.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 减速器齿轮的润滑剂和润滑方式按圆周速度v确定 减速器轴承的润滑剂和润滑方式按速度因数dn确定 齿轮通常采用润滑油润滑，轴承采用脂润滑时，应在轴承处设计“封油盘”以防止润滑油冲走润滑脂;若采用油润滑，应在小齿轮外侧设置“挡油盘”注意：封油盘、挡油盘的画法。 3）油底油面高度3050mm，以保证足够的油量。 4）轴承盖选嵌入式结构。 5）齿轮与

14、轴的结合方式可设计成齿轮与轴分离或齿轮轴。 1）按中心距先画轴心线，再画轴及轴承，2）先画箱内，后画箱外，3）先粗画，后细画4）先画俯视图，再画主视图5）最后画侧视图6）布图上下左右要适当匀称。 箱体结构设计 1、箱体要有足够的刚度： 机座壁厚：按二级齿轮减速器低速级中心距选择壁厚 2、剖分式箱体要求结合面有良好的密封性 3、箱体结构要有良好的工艺性 4、螺栓孔布局合理，留足扳手活动空间 5、箱体附件： 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

15、： 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。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 等要求齐全。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。1、中间轴或齿轮（低