机械设计课程设计

1、 机械设计课程设计机械设计课程设计 长春理工大学机电工程学院一、设计目的一、设计目的 机械设计课程设计是高等工科院校机械类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。机械设计课程的一个重要的实践性教学环节。其目的是：其目的是：1、综合运用先修课理论，培养分析和解决工、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。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。、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、进行机械设计基本技能训练

2、。（计算、绘图、使用技术资料）图、使用技术资料）二、课程设计任务书二、课程设计任务书设计题目1. 设计单级蜗杆减速器2. 设计展开式两级圆柱齿轮减速器3. 设计同轴式两级圆柱齿轮减速器4. 设计圆锥圆柱齿轮减速器三、参考资料课程设计指导书课程设计指导书课程设计图册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）机械零件设计手册（含齿轮、带、轴、轴承、键的内容）机械设计（教材）机械设计（教材）序号设计阶段设 计 内 容设计时间（天）1准备工作准备工作布置设计任务，说明设计题目和设计内容布置设计任务，说明设计题目和设计内容0.52运动参数计算运动参数计算1）确定传动方案）确定传动方案

3、2）计算传动机构所需总功率）计算传动机构所需总功率3）选择电动机）选择电动机4）确定总传动比，分配各级传动比）确定总传动比，分配各级传动比5）计算各轴转速功率及转矩）计算各轴转速功率及转矩1.53传动机构设计传动机构设计设计齿轮传动，确定主要参数设计齿轮传动，确定主要参数z,m,B,d等等1.04减速器装配草图减速器装配草图1）进行减速器装配草图设计）进行减速器装配草图设计2）对装置草图进行检查）对装置草图进行检查4.05绘制装配图绘制装配图1）绘制装配图）绘制装配图2）编排零件号，标注各种尺寸（外形、定）编排零件号，标注各种尺寸（外形、定位、配合等）位、配合等）4.06绘制零件图绘制零件图输

4、出轴工作图一张输出轴工作图一张1.07编制设计说明书编制设计说明书1）按规定格式编写设计说明书）按规定格式编写设计说明书2）编写参考资料目录）编写参考资料目录2.08答辩答辩进行课程设计答辩进行课程设计答辩 1.0四、设计的进度计划四、设计的进度计划五、设计步骤五、设计步骤1、选择电动机、选择电动机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4、齿轮传动设计、齿轮传动设计5、轴类零件设计、轴类零件设计6、绘制装配图和零件图、绘制装配图和零件图 1 1、选择电动机、选择电动机（a）类型和结构选择 （选择依据参见课程设计 P20第五节） 建议选用Y系列三相异步电动机，技术数据及结构

5、见（课程设计 P8688表10-2、10-3）（b）电动机功率的确定 工作机所需功率PW （参见课程设计P22） WW1000FvPF输送拉力输送拉力 （N）V_输送速度输送速度 （m/s）1) 1) 选择依据选择依据选择电动机依据：功率选择电动机依据：功率P P，转速，转速n n 1）电动机功率计算电动机功率计算P电动机需要功率：电动机需要功率： P Pd d= P = P w w / / (kw) (kw) 总总 效效 率率 ： =1 1. . 2 2. . 3 3 n n 1_1_卷筒轴承效率卷筒轴承效率 2_ 2_ 卷筒效率卷筒效率 3_3_低速级联轴器效率低速级联轴器效率 4_ 4_

6、 IIIIII轴轴承效率轴轴承效率 5_5_低速级齿轮啮合效率低速级齿轮啮合效率 6_ 6_ IIII轴轴承效率轴轴承效率 7_7_高速级齿轮啮合效率高速级齿轮啮合效率 8_ 8_ I I轴轴承效率轴轴承效率 9_9_高速级联轴器效率高速级联轴器效率 ，效率初估，效率初估 P85P85确定电动机功率Ped。P22PedPd并应符合电动机功率系列 课程设计P86表10-2 ( (效率值查设效率值查设计手册计手册) )2)2)电动机转速计算电动机转速计算n n工作机转速工作机转速n nw w ： 因：因：V = (V = (D D n nw w)/60)/60* *1000 (m/s)1000 (

7、m/s) 故：故：n nw w= (V= (V* *6060* *1000)/ 1000)/ D (rpm)D (rpm)其中：其中： VV输送机带速输送机带速 (m/s)(m/s) D D卷筒直径卷筒直径 (mm) (mm) 电动机转速电动机转速: : n nd d= n= nw wi i总总=(840) n=(840) nw w（rpmrpm） 其中：其中：i i总总=840=840 i i总总减速器传动比减速器传动比( (总传总传动比动比) )3 3）选定电动机）选定电动机根据求出的根据求出的P P、n n查手册。查手册。建议选用同步转速为1000r/min,满载转速为960 r/min

8、的电动机由Pn-nd，按课程设计P86表10-2选出电动机后，应按课程设计P23表格的格式列出，并填入相应数据作为设计的一项结果。选定电动机：型号（选定电动机：型号（Y Y系列）、系列）、 同步转速同步转速n n、满载转、满载转速速n nm m、 额定功率额定功率P P额额、轴的中、轴的中心高、心高、 电动机轴径、电动机轴径、 起动转矩起动转矩/ /额定转矩额定转矩的比值。的比值。 记下备用记下备用2 2、传动比分配、传动比分配分配原则：各级传动尺分配原则：各级传动尺寸协调，承载能力接近，寸协调，承载能力接近，两个大齿轮直径接近以两个大齿轮直径接近以便润滑。（浸油深度）便润滑。（浸油深度）i

9、i总总=i=i外外* *i i减减= i= i外外* * i i高高* *i i低低=n=nm m/n/nw wi i外外电动机到减速器的传动比电动机到减速器的传动比i i减减减速器传动比减速器传动比i i高高减速器内高速级传动比减速器内高速级传动比i i低低减速器内低速级传动比减速器内低速级传动比n nmm电动机满载转速电动机满载转速n nww工作机转速工作机转速i i高高= =（1.21.3)i1.21.3)i低低i i减减= = （1.21.3) i1.21.3) i低低2 23 3、计算各轴的、计算各轴的n n，P P，T T1 1）各轴转速）各轴转速电动机轴电动机轴:n:nm m（满

10、载转速）（满载转速）I I轴轴: n: nI I =n=nm mIIII轴轴: n : n IIII =n =nI I/i/i高高 2) 2)各轴输入功率各轴输入功率 电动机轴电动机轴: P: Pd d=P=Pw w/ /总总 I I轴轴: P: P I I = P= Pd d （联轴器联轴器效率）效率） IIII轴轴: P: P I I I I= P= P I I * * 1212 1212I I轴至轴至 IIII轴效率轴效率3)3)各轴扭矩各轴扭矩T T电动机轴：电动机轴：T Td d=9550=9550* *P Pd d/n/nm m（N.mN.m）I I轴：轴： T TI I= T=

11、Td d II II轴：轴：T TIIII= T= TI I* *1212* *i i高高 计算出参数列表备用。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 II4 4、齿轮传动设计、齿轮传动设计1 1）采用斜齿圆柱齿轮闭式软齿面传动；）采用斜齿圆柱齿轮闭式软齿面传动；2 2）选用中碳钢，传动用模数）选用中碳钢，传动用模数m m1.5-2mm1.5-2mm；3) 3) 强度计算中的功率用输出功率；强度计算中的功率用输出功率；4) 4) 角方向确定应使中间轴的轴

12、向力有所抵消；角方向确定应使中间轴的轴向力有所抵消；5 5）=8-15=8-15，Z Z1 1=20-40 =20-40 ，Z Z2 2=iZ=iZ1 1求出后圆整；求出后圆整；6 6）因圆整）因圆整Z Z2 2时时i i变化了故须验算传动比误差：变化了故须验算传动比误差： i=i=（i-Zi-Z2 2/Z/Z1 1）/i100%/i100%5%5%7 7）为使图面匀称，中心距：）为使图面匀称，中心距：a a高速级高速级 120120， a a低速级低速级 140140，8 8）检查浸油深度，当高速级大齿轮浸油）检查浸油深度，当高速级大齿轮浸油1 1个齿高个齿高 时，低速级大齿轮浸油深度小于其

13、分度圆半径的时，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。六分之一到三分之一，以降低搅油功耗。 5 5、验算传动系统速度误差、验算传动系统速度误差输送带速实际输送带速实际V Vw w在求解过程中与理论在求解过程中与理论V V发生发生了变化，故应验算系统误差。了变化，故应验算系统误差。 （ V-VV-Vw w）/V 100% /V 100% 5%5%若不满足应重新计算。若不满足应重新计算。 6 6、计算轴类零件、计算轴类零件1 1）初估各轴轴径，注意输入轴是否设计成齿）初估各轴轴径，注意输入轴是否设计成齿 轮轴，对轮轴，对 输出轴进行弯扭合成强度验算。输出轴进行弯

14、扭合成强度验算。2 2）轴承的选择，同一根轴上的两个轴承型号）轴承的选择，同一根轴上的两个轴承型号 相同。对输出轴上的轴承进行寿命计算。相同。对输出轴上的轴承进行寿命计算。3 3）键的选择，对）键的选择，对 输出轴上的键进行强度校核。输出轴上的键进行强度校核。提示：提示： 力的结果精确到小数点后两位，力的结果精确到小数点后两位， 齿轮几何参数精确到小数点齿轮几何参数精确到小数点后两位，后两位， 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。六、第二阶段设计的主要内容六、第二阶段设计的主要内容1 1、草图设计

15、（坐标图）、草图设计（坐标图）2 2、装配图、装配图3 3、撰写说明书、撰写说明书 草图设计是装配图设计的规划和准备阶段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装配图设计是对草图的进一步细化和完善 特点：特点：“算画结合算画结合”边画边算边画边算草图设计草图设计参阅课程设计P34- P581 1、准备工作、准备工作（1 1）A0A0坐标图纸一张，比例自定，手绘坐标图纸一张，比例自定，手绘（2 2）主要传动件的参数计算完备（齿轮几何尺寸、轴）主要传动件的参数计算完备（齿轮几何尺寸、轴径估算）径估算）2 2、要求、要求 对齿轮暂不进行结构设计，只需求出主要尺寸，另

16、需求出受力大小用于轴的强度计算及轴承计算。 （1 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 2）草图不要求线型，同样零件可只画一个，其它简）草图不要求线型，同样零件可只画一个，其它简画。画。 （3 3）所有零件尺寸随手画在草图上，以免再次查找。）所有零件尺寸随手画在草图上，以免再次查找。3 3、设计任务、设计任务（以设计手册为参考资料）（以设计手册为参考资料）1 1）通过草图设计检查传动比分配是否合理，）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

17、低速轴与高速大齿轮是否干涉，两大齿轮浸油深度：高速大齿轮浸油深度：高速大齿轮浸油深1 1个齿高时低速大轮浸油深度个齿高时低速大轮浸油深度 半径的半径的1/31/61/31/6。2 2）轴的结构设计和轴系零件设计（补充设计计算）定）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。出支点距后对中间轴进行弯扭强度验算。3 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，置， 对中间轴上的轴承进行寿命计算。对中间轴上的轴承进行寿命计算。4 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

18、尺寸。5 5）减速器附件设计（吊钩、吊耳、观察窗、油标尺等）减速器附件设计（吊钩、吊耳、观察窗、油标尺等）6 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 7）验算）验算4.4.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 1）各级齿轮的强度验算）各级齿轮的强度验算2 2）输出轴的弯扭合成强度验算）输出轴的弯扭合成强度验算3 3）输出轴键的强度验算（只验算一处）输出轴键的强度验算（只验算一处）4 4）输出轴上的滚动轴承寿命验算）输出轴上的滚动轴承寿命验算5 5）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V V 6 6）选择滚动轴承的润滑（剂）方式验算）选择

19、滚动轴承的润滑（剂）方式验算dndn5.5.设计中应注意的问题设计中应注意的问题 1 1）输入（出）轴外伸端长度、直径应与联轴器孔径匹配。）输入（出）轴外伸端长度、直径应与联轴器孔径匹配。 2 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齿轮的润滑剂和润滑方式按圆周速度V 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dndn确定。由于确定。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

20、密封装置混，否则轴承润滑脂被冲走，故应在轴承处采用密封装置“挡油盘挡油盘”。注意，并不是每个轴承处都安挡油盘。注意，并不是每个轴承处都安挡油盘。 3 3）油底油面高度）油底油面高度30503050，以保证足够的油量。，以保证足够的油量。 4 4）轴承盖也可选嵌入式结构。）轴承盖也可选嵌入式结构。 5 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）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。根据齿轮的具体尺寸确定。轮轴。根据齿轮的具体尺寸确定。 草图设计步骤 按中心距先画轴心线，再画轴及轴承，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

21、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。减速器附件减速器附件起盖螺钉起盖螺钉作用：起盖用作用：起盖用定位销定位销作用：镗轴承孔定位用，锥度作用：镗轴承孔定位用，锥度 1 1：50 50 两个，两个， 对角线布置。对角线布置。观察窗观察窗作用：注油、观察两对齿轮啮合情作用：注油、观察两对齿轮啮合情况，以能进手为宜。况，以能进手为宜。通气器通气器作用：平衡机体内外压力。作用：平衡机体内外压力。吊钩吊钩作用：起吊整机用，与底座铸出。作用：起吊整机用，与底座铸出。起盖吊耳起盖吊耳作用：

22、起吊盖。作用：起吊盖。油标尺油标尺作用：测量油面深度，要有最高液作用：测量油面深度，要有最高液 面，最低液面刻度。位置设计要防面，最低液面刻度。位置设计要防止拔不出油标或油外溢。止拔不出油标或油外溢。放油塞放油塞作用：更换润滑油的出口，设计在作用：更换润滑油的出口，设计在箱体底座最低位置处。箱体底座最低位置处。 所有附件查所有附件查课程设计课程设计第十五章第十五章正式装配图正式装配图参阅课程设计P59第五章1 1）各视图应能完整表达箱内外结构，）各视图应能完整表达箱内外结构，采用三视图，可配采用三视图，可配用局部放大或剖视用局部放大或剖视2 2）符合制图国家标准，零件编号，标题栏，明细表，技）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。术要求等应齐全。3 3）标注尺寸）标注尺寸 a.a.特性尺寸特性尺寸: :齿轮中心距及公差值。齿轮中心距及公差值。 b.b.外廓尺寸外廓尺寸: :长长* *宽宽* *高高 ，包括外伸端轴长。，包括外伸端轴长。 c.c.安装尺寸安装尺寸: :