课程设计(单级)1

1、机械设计基础课程设计指导课机械设计基础课程设计指导课上海工程技术大学机械工程学院上海工程技术大学机械工程学院陆宁编写陆宁编写评分依据评分依据 1、正式装配图（、正式装配图（50%） 2、说明书、零件图（、说明书、零件图（20%） 3、答辩（、答辩（20%） 4、平时成绩（、平时成绩（10%）教材教材机械设计，机械设计基础课程机械设计，机械设计基础课程设计设计 王昆，何小柏，汪信远编著王昆，何小柏，汪信远编著 高等教育出版社高等教育出版社机械设计基础机械设计基础课程设计课程设计一、设计的目的一、设计的目的 1、综合利用所学的知识，培养解决生产实际问题的能力。、综合利用所学的知识，培养解决生产实际

2、问题的能力。 2、掌握一般机械的设计方法。、掌握一般机械的设计方法。常用机构的运动形式、特点和尺寸计算，常用机构的运动形式、特点和尺寸计算，常用机构的设计计算、校核、安装及维护，常用机构的设计计算、校核、安装及维护，机械零部件的公差、配合，机械加工、制造方面的知识，机械零部件的公差、配合，机械加工、制造方面的知识，机械制图知识机械制图知识1、设计前的准备 2、总体方案设计3、总体结构设计 4、零部件设计5、联系厂家，生产样机，现场实验6、根据实验，修改设计7、编写设计说明书和使用说明书8、鉴定二、机械设计的一般过程二、机械设计的一般过程设计某一带式运输机用一级斜齿圆柱齿设计某一带式运输机用一级

3、斜齿圆柱齿轮减速器。运输机二班制连续工作，单轮减速器。运输机二班制连续工作，单向运转，载荷平稳，室内工作，有粉尘。向运转，载荷平稳，室内工作，有粉尘。减速器小批量生产，使用期限减速器小批量生产，使用期限1010年，运年，运输带速度允差输带速度允差 5 5。三、课程设计题目三、课程设计题目铸工车间自动送砂带式运输机传动装置铸工车间自动送砂带式运输机传动装置原始数据： 见机械设计课程设计任务书电机带传动减速器FVD 联轴器卷筒运输带F：运输带拉力：运输带拉力V：运输带速度：运输带速度D：卷筒直径：卷筒直径F：运输带拉力（：运输带拉力（kN）V：运输带速度（：运输带速度（m/s） D：卷筒直径（：卷

4、筒直径（mm)学学 号号 F （ k N ） V （ m /s ） D （ m m ) 0 1 2 .2 1 .0 3 0 0 0 2 2 .2 1 .2 3 5 0 0 3 2 .2 1 .4 4 0 0 0 4 2 .2 1 .6 4 5 0 0 5 2 .3 1 .2 3 5 0 0 6 2 .3 1 .3 4 0 0 0 7 2 .3 1 .4 4 0 0 0 8 2 .3 1 .5 4 5 0 0 9 2 .5 1 .2 3 5 0 1 0 2 .5 1 .3 4 0 0 1 1 2 .5 1 .4 4 0 0 1 2 2 .5 1 .5 4 5 0 1 3 2 .6 1 .0 3

5、0 0 学学 号号 F （ k N ） V （ m /s） D （ m m ) 1 4 2 .6 1 .2 3 5 0 1 5 2 .6 1 .4 4 0 0 1 6 2 .6 1 .5 4 5 0 1 7 2 .8 1 .2 3 5 0 1 8 2 .8 1 .3 4 0 0 1 9 2 .8 1 .4 4 0 0 2 0 2 .8 1 .5 4 5 0 2 1 2 .9 1 .1 3 5 0 2 2 2 .9 1 .2 3 5 0 2 3 2 .9 1 .3 4 0 0 2 4 2 .9 1 .4 4 0 0 2 5 3 .0 1 .2 3 5 0 2 6 3 .0 1 .3 4 0 0

6、学学 号号F（kN）V（m/s）D（mm)273.01.4400283.01.5450293.21.0300303.21. 1350313.21.2350323.21.3400F：运输带拉力：运输带拉力V：运输带速度：运输带速度D：卷筒直径：卷筒直径 电机带传动 减速器FVD 联轴器卷筒运输带F：运输带拉力：运输带拉力V：运输带速度：运输带速度D：卷筒直径：卷筒直径F：运输带拉力（：运输带拉力（kN）V：运输带速度（：运输带速度（m/s） D：卷筒直径（：卷筒直径（mm)P: 功率（功率（kw）P组别鼓轮转速（转/分）所需功率 （千瓦）使用年 1 100 3 6 2 150 3.3 6 3 1

7、60 3.5 7 4 170 4 7五、参考资料五、参考资料课程设计指导书，高等教育出版社;课程设计图册，哈工大出版社;教科书四、设计任务量四、设计任务量1、画出装配图一张，1号图纸， 零件图二张，3号图。2、设计说明书一份。六、设计的基本步骤六、设计的基本步骤 1、选择电动机、选择电动机2、传动比分配、传动比分配2、传动比分配、传动比分配3、计算各轴的转速、计算各轴的转速3、计算各轴的转速、计算各轴的转速1、选择电动机、选择电动机4、计算各轴的转矩、计算各轴的转矩4、计算各轴的转矩、计算各轴的转矩5、带传动设计、带传动设计5、带传动设计、带传动设计6、齿轮传动设计、齿轮传动设计6、齿轮传动设

8、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8、绘制装配图和零件图、绘制装配图和零件图3传动类型传 动 类 别单 级 传 动 比常用值最大值圆柱齿轮传动7级精度（稀油润滑）8级精度（稀油润滑）9级精度（稀油润滑）开式齿轮（脂润滑）0.980.990.970.960.940.963535354610101015圆锥齿轮传动7级精度（稀油润滑）8级精度（稀油润滑）开式齿轮（脂润滑）0.970.980.940.970.920.9523234666蜗杆传动自锁蜗杆单头蜗杆双头蜗杆四

9、头蜗杆0.400.450.700.750.750.820.800.92开式1560闭式1040开式100闭式80带传动 平带传动V带传动0.980.96242467链传动 滚子链齿形链0.900.930.950.97242477滚动轴承球轴承（稀油润滑）滚子轴承（稀油润滑）0.99（一对）0.98（一对） 滑动轴承润滑不良正常润滑液体摩擦0.94（一对）0.97（一对）0.99（一对） 联轴器 浮动式（十字沟槽式等）齿式联轴器弹性联轴器0.970.990.990.990.995 带式输送机输送机滚筒0.96 1、选择电动机、选择电动机(1) 原动机功率总工作电机PPF电机带传动减速器VD联轴器

10、卷筒运输带卷筒轴需要的输出功率为：1000FVPw 电动机输出功率：)/(/543221wwdPPP96. 0199. 0299. 0497. 0396. 05 F-牛顿 V-米/秒 D- 毫米 P- 千瓦(2) 确定电动机转速确定电动机转速DVnw100060 V鼓轮转速鼓轮转速同步转速1500rpm（4级）Y100L142.25.01420810.827.02.22.2Y100L2436.8142082.50.817.02.22.2Y112M448.8144084.50.827.02.22.2Y132S45.511.6144085.50.847.02.22.2Y132M47.515.414

11、40870.857.02.22.2Y160M41122.61460880.847.02.22.2Y系列电动机技术数据 同步转速1000rpm（6级）Y112M62.25.694080.50.746.52.02Y132S637.2960830.766.52.02Y132M1649.4960840.776.52.02Y132M265.512.696085.30.786.52.02Y160M67.517.0970860.786.52.02Y160L61124.6970870.786.52.02Y系列电动机技术数据 2、传动比分配、传动比分配齿轮带ii原则：原则： 各级传动比应在合理的范围内： 各级传

12、动尺寸协调，传动比应满足：63 齿轮齿轮i42带i滚筒电动机总nni3、计算运动和动力参数、计算运动和动力参数I轴n I=min)/ ( rin带电动机II轴n II=min)/(riin齿轮带电动机各轴转矩：(Nmm) 1055. 96iiinpT各轴功率：注意：注意： II轴设计输出转速与所轴设计输出转速与所要求的转速不符，但误差在要求的转速不符，但误差在以内即可满足工程要求。以内即可满足工程要求。)(kWp带轴承电动机I)(2kWp齿轮轴承带电动机II各轴转速：4 、计算各轴的转矩计算各轴的转矩05、带传动设计、带传动设计 参照课本或设计手册进行，可选择普通参照课本或设计手册进行，可选择

13、普通V带或窄带或窄V带。带。应注意的问题：应注意的问题：1、原始数据：原始数据：电动机功率：电动机功率：Pd电动机转速：电动机转速：ndV带传动理论传动比：带传动理论传动比：i2、 选定大、小带轮后，选定大、小带轮后，i 带带可能与分配值不同，应采用新值。可能与分配值不同，应采用新值。3、带轮的中心距在带轮的中心距在400500之间选取。之间选取。4 、带的根数可以向上圆整，或向下圆整，但保证误差在、带的根数可以向上圆整，或向下圆整，但保证误差在5%以内且不多于以内且不多于4。5 、注意带轮最小直径，带轮直径要在基准直径系列中选。带、注意带轮最小直径，带轮直径要在基准直径系列中选。带轮基准长度

14、要在基准长度系列中选。轮基准长度要在基准长度系列中选。已知小齿轮轴的输入功率，小齿轮转速，传动比，设计一对已知小齿轮轴的输入功率，小齿轮转速，传动比，设计一对标准斜齿圆柱齿轮传动。轻载、工作平稳。为使轴承端盖能标准斜齿圆柱齿轮传动。轻载、工作平稳。为使轴承端盖能顺利安装，一般中心距不小于顺利安装，一般中心距不小于150毫米毫米,不大于不大于190毫米。毫米。设计确定：设计确定： 齿轮的精度、齿轮的精度、Z1 、 Z2 、 a 、m、 d1 、 d1 、 da1 、 da2 、 df 1 、 df 2 、 b1 、 b2 。传动类型及失效形式传动类型及失效形式:传动类型传动类型:软齿面闭式斜齿圆

15、柱齿轮传动软齿面闭式斜齿圆柱齿轮传动失效形式失效形式:点蚀点蚀精度精度8级级 故先按齿面接触强度计算公式设计齿轮的结构尺寸故先按齿面接触强度计算公式设计齿轮的结构尺寸,然后再用然后再用齿轮弯曲强度计算公式进行校核。齿轮弯曲强度计算公式进行校核。6、齿轮传动设计、齿轮传动设计在以上运算基础上可计算箱体尺寸在以上运算基础上可计算箱体尺寸注意带传动，齿轮传动，轴承选取时要圆整的尺寸！注意带传动，齿轮传动，轴承选取时要圆整的尺寸！有些尺寸不能算出来多少就直接使用有些尺寸不能算出来多少就直接使用装配方案立体图装配图机械设计基础机械设计基础课程设计课程设计上海工程技术大学机械工程学院上海工程技术大学机械工

16、程学院(第二次布置第二次布置)3nPAd 估算最小直径估算最小直径定位轴肩直径相差定位轴肩直径相差6-10mm为装拆方便取直为装拆方便取直径差径差15mm轴向零件相距10-15mmC2C15-10e32 . 1 de B3脂润滑35mm油润滑10-15mm校核轴的强度和刚度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 要求设计第I 、II根轴，根据两轴的转矩初估轴径。再根据减速器的结构要求设计轴的结构。要注意： 第I 根轴是否设计成齿轮轴。轴承的选择：同一根轴上的两个轴承型号相同，根据轴径选择合适的键，进行强度校核。建议采用深沟球轴承。参见课程设计教材 P1478。联轴器的选择：根据

17、轴上的转距选择，应与被连接两。联轴器的选择：根据轴上的转距选择，应与被连接两轴直径相一致。轴直径相一致。弹性可移式联轴器可缓冲，吸振，调节轴的轴线偏差。弹性可移式联轴器可缓冲，吸振，调节轴的轴线偏差。P1639.选择密封选择密封P156机械设计基础机械设计基础课程设计课程设计上海工程技术大学机械工程学院上海工程技术大学机械工程学院(第三次布置第三次布置)第三阶段设计的主要内容第三阶段设计的主要内容: 1、箱体设计、箱体设计 2、附件设计、附件设计 3、明细表、明细表 4、完成装配图、完成装配图 5、零件图和撰写设计说明书、零件图和撰写设计说明书5.草图设计步骤 按中心距先画轴心线，再画轴及轴承

18、，按中心距先画轴心线，再画轴及轴承， 先画箱内，后画箱外，先画箱内，后画箱外， 先粗画，后细画，先粗画，后细画， 先画俯视图，再画主视图，先画俯视图，再画主视图， 最后画侧视图。最后画侧视图。 布图上下左右要适当匀称。布图上下左右要适当匀称。 1、装配草图设计、装配草图设计（含轴的结构设计、滚动轴（含轴的结构设计、滚动轴 承组合设计等）承组合设计等） 2、正式装配图（含箱体和箱体附件设计）、正式装配图（含箱体和箱体附件设计） 装配草图设计是装配图设计的规划和准备阶段装配草图设计是装配图设计的规划和准备阶段 正式装配图设计是对草图的进一步细化和完善正式装配图设计是对草图的进一步细化和完善 特点：

19、特点：“算画结合算画结合”边画边算（边画边算（边计算，边画边计算，边画图，边修改图，边修改）准备工作准备工作1. 电机选择：中心高、轴径，轴外申长度；2. 齿轮零件主要尺寸：节圆直径、顶圆直径、齿宽、中心距3. 联轴器类型：毂孔直径、毂孔长度4. 滚动轴承类型及支承形式：5. 图纸幅面和绘图比例：草图设计草图设计1、准备工作、准备工作（1）A1图纸一张，选择合适比例，用仪器画图纸一张，选择合适比例，用仪器画（2）主要传动件的参数计算完备（齿轮几何尺寸、）主要传动件的参数计算完备（齿轮几何尺寸、 轴径估算）轴径估算）2、要求、要求 （1）草图设计正确，迅速，主要结构要表达清楚。）草图设计正确，迅

20、速，主要结构要表达清楚。 各零件尺寸可随时标注在图纸上。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）草图不要求线型，同样零件可只画一个，其它 简画。简画。 （3）所有零件尺寸随手画在草图上，以免再次查）所有零件尺寸随手画在草图上，以免再次查 找。找。3、任务（以设计手册为参考资料）、任务（以设计手册为参考资料） 1）通过草图设计检查结构设计是否合理，）通过草图设计检查结构设计是否合理， 大齿轮浸油深度：至少浸油深大齿轮浸油深度：至少浸油深1个齿高（不小于个齿高（不小于10mm) 2）轴的结构设计和轴系零件设计（补充设计计算）轴的结构设计和轴系零件设计（补充设

21、计计算） 定出支点距后对中间轴进行弯扭强度验算。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）轴承的组合设计 确定轴承的型号和工作位置、润滑方式和密封装确定轴承的型号和工作位置、润滑方式和密封装 置，对低速轴上的轴承进行寿命计算。置，对低速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。）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）减速器附件设计（吊钩、吊耳、观察窗、油标尺 等）等） 6）确定联接件结构尺寸及位置。）确定联接件结构尺寸及位置。 7）验算）验算设计计算中需要验算的内容设计计算中需要验算的内容1、齿轮传动的强度验算、齿轮传动

22、的强度验算2、低速轴的弯扭合成强度验算、低速轴的弯扭合成强度验算3、低速轴键的强度验算、低速轴键的强度验算4、低速轴上的滚动轴承寿命验算、低速轴上的滚动轴承寿命验算5、传动大齿轮浸油深度验算、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、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、选择滚动轴承的润滑（剂）方式验算dn4.设计中应注意的问题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）输入（出）轴外伸端长度、直径应与联轴器孔径 匹配。匹配。 2）润滑剂和润滑方式的选择）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减速器内

23、齿轮的润滑剂和润滑方式按圆周速度V确定，确定， 减速器内轴承的润滑剂和润滑方式按速度因数减速器内轴承的润滑剂和润滑方式按速度因数dn确定。确定。由于齿轮和轴承可能分别采用润滑油和润滑脂（或润由于齿轮和轴承可能分别采用润滑油和润滑脂（或润滑油），此时二者不能相混，否则轴承润滑脂被冲走，滑油），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故应在轴承处采用密封装置“挡油盘挡油盘”。注意，并不。注意，并不是每个轴承处都安挡油盘。是每个轴承处都安挡油盘。 3）油底油面高度）油底油面高度3050，以保证足够的油量。，以保证足够的油量。 4）注意轴承盖的嵌入式和凸缘式结构。）注意轴承盖的

24、嵌入式和凸缘式结构。 5）齿轮与轴的结合方式可设计成齿轮与轴分离，也可）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。以成齿轮轴。 计算轴类零件计算轴类零件 1）初估）初估I 、II轴径，注意第轴径，注意第I 根轴是否设计成齿轮轴，根轴是否设计成齿轮轴，对对 II轴进行弯扭合成强度验算。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。）轴承的选择，同一根轴上的两个轴承型号相同。对对II 轴上的轴承进行寿命计算。轴上的轴承进行寿命计算。 3）键的选择，对）键的选择，对III 轴上的键进行强度校核。轴上的键进行强度校核。 提示：提示： 力的结果取整数，力的结果取整

25、数， 齿轮几何参数精确到小数点后四位，齿轮几何参数精确到小数点后四位， 传动比精确到小数点后两位，传动比精确到小数点后两位， 螺旋角精确到秒，螺旋角精确到秒， 设计公式要写明来源出处设计公式要写明来源出处。a01022 . 18ar30-5020箱体内层箱体外层箱底内层箱底外层轴向零件相距10-15mmC2C15-10e32 . 1 de B3脂润滑35mm油润滑10-15mm102 . 1轴承端面轴承端面箱体内壁箱体内壁油润滑油润滑35脂润滑脂润滑 10-12e轴承座孔端面轴承座孔端面轴承盖轴承盖小齿轮小齿轮大齿轮大齿轮)105(21cc最高油面最高油面1/6d最低油面最低油面10mmdV2

26、m/s飞溅润滑尺寸带公差尺寸带公差min/.10254rmmdn脂润滑d(1.21.5)d箱体结构设计箱体结构设计 机座壁厚机座壁厚 按二级齿轮减速器按二级齿轮减速器a选择壁厚选择壁厚 a-低速级中心距低速级中心距 轴承座旁螺栓扳手空间轴承座旁螺栓扳手空间 扳手空间大操作方便，但扳手空间大操作方便，但h太大螺太大螺 栓太长，安装不便，且要合于螺栓长栓太长，安装不便，且要合于螺栓长 度系列度系列 螺栓中心到机座外壁距离螺栓中心到机座外壁距离 螺栓中心到机座外凸边缘尺寸螺栓中心到机座外凸边缘尺寸起盖螺钉起盖螺钉作用：作用：起盖用起盖用 ，两个对角线布置。，两个对角线布置。定位销定位销作用：作用：镗

27、轴承孔定位用，两个对角线布镗轴承孔定位用，两个对角线布置。置。观察窗观察窗作用：作用：注油、观察两对齿轮啮合情况，注油、观察两对齿轮啮合情况，以能进手为宜。以能进手为宜。 吊钩吊钩作用：作用：起吊整机用，与底座铸出。起吊整机用，与底座铸出。 起盖吊耳起盖吊耳作用：作用：起吊盖，与上盖一同铸出。起吊盖，与上盖一同铸出。放油塞放油塞作用：作用：更换润滑油的出口，更换润滑油的出口，设计在箱体设计在箱体 底座最低位置处。底座最低位置处。油标尺油标尺作用：作用：测量油面深度，要有最高液面，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最低液面刻度。位置设计要防止拔不出油标 或油外溢。或油外溢。通气器通气器作用：作用：平衡机体内外压力。平衡机体内外压力。脂润滑挡油盘脂润滑挡油盘飞溅润滑挡油盘飞溅润