机械设计课程设计指导1

机械与电子工程学院机械工程教研室机械设计基础课程设计主讲：李素云设计内容及要求设计的任务设计题目设计数据设计的目的机械设计基础课程设计

机械设计课程设计是高等工科院校，机械类近机类专业教学计划中的设计，是培养学生分析和设计能力的重要实践环节，机械设计课程设计的目的在于：进一步巩固和加深学生所学的知识，帮助学生初步掌握机械传动系统方案设计的方法。培养学生运用理论知识，独立解决有关本课程实际问题的能力，使学生通过对通用机械零件，机械传动装置或简单机械的设计，使学生掌握机械设计的一般方法和步骤，为以后的专业课程设计，毕业设计及实际工程设计奠定必要的基础。使学生在计算、制图、运用设计资料熟悉有关国家标准规范，使用经验数据，进行经验估算等方面经受全面的基本训练。一、课程设计目的二、设计题目设计带式运输传动系统中的

双级斜（直）齿圆柱齿轮减速器

D2联轴器1电机365联轴器4FV工作条件：单向运转，连续工作，年限10年，每年工作300天，三班制，载荷平稳，卷筒转速允许误差为±5%

。传动简图设计工作量

设计说明书一份，减速器装配图（A1图）减速器输出轴及齿轮零件图（A3图）设计带式运输传动系统中的

双级斜（直）齿圆柱齿轮减速器

D2联轴器1电机365联轴器4FV传动简图三、设计内容及要求传动装置的设计运动计算齿轮强度的计算

轴的设计及校核

轴承的校核、键校核绘制草图阶段绘制装配图及零件工作图计算说明书的内容

(一)传动装置的总体设计合理拟定传动方案

带传动的承载能力小，F相同时，结构尺寸大，但传动的平衡性好，缓冲吸振。链传动运转不均匀，有冲击，不适应高速传动，应布置在低速级。蜗杆传动与齿轮传动同时使用，蜗轮材料是铝青铜或铸铁，布置在低速级，Vs，防胶合磨损，使传动结构紧凑。

蜗轮材料是锡青铜，允许的Vs，应布置在高速级，形成润滑油膜，提高承载能力和效率。

当传动中，有圆柱齿轮和圆锥齿轮时，圆锥齿轮传动布置在高速级，以减少圆锥齿轮的尺寸。斜齿轮机构，传动平稳性比直齿轮好，常用在高速级或要求传动平稳的场合。开式齿轮传动，工作条件及润滑条件差，磨损较严重，寿命短，布置在低速级。改变运动形式的机构（螺旋传动、连杆机构、凸轮机构）宜布置在传动系统的最后一级，并常作为工作机的执行机构。了解减速器的主要类型和应用特点(P417)(二)选择电动机及分配传动比、传动装

置的运动和动力参数计算1.计算电机所需的功率P0

2.电动机的额定功率

斜齿轮（专用设备设计）直齿轮（通用设备设计）3.电动机转速的确定:

额定功率

KW

Y90L-6电机型号

转速同步满载转矩启动最大中心高

外形尺寸轴伸尺寸装键部位尺寸

4.由三相异步电机有四种转速：3000；1500；1000；750r/min

低转速电机极数多，外廓尺寸及重量较大，价格高，但传动装置总传动比及尺寸较小。高转速电机则相反，应分析比较其经济性，选择适宜的电机转速。根据电机类型、结构、容量和转速；查出电机型号，性能参数和主要尺寸记下备用。5.传动装置总传动比计算和分配满载转速工作机转速滚筒直径分配传动比，应考虑以下几点：

各级传动比在各自的合理范围内，一般单级齿轮i<8传动；保证齿轮传动的工作特性和结构紧凑。装置的总体尺寸紧凑、重量小；各级大齿轮浸油深度大致相等，避免过深而增加搅油损失。在两级圆柱齿轮减速器中，因低速级传动矩大；中心距大于高速级中心距；为使两级大齿轮直径接近，而低速级大齿轮增大，必须使但不能过大，使高速级齿轮顶与低速级相碰。故推i1=（1.2~1.4）i26.传动装置的运动参数和动力参数的计算（1）各轴的转速

（2）各轴的功率（3）各轴的扭矩6.传动装置的动参数和动力参数的计算运动和动力参数的计算结果列于下表

轴名参数电动机轴

I轴II轴III轴输入转矩T/（N.m）

输入功率P/KW转速n/(r/min)传动比i效率(三）齿轮强度计算(参看书)齿轮传动设计步骤

明确设计要求选精度等级、材料及齿数由失效形式，定设计准则定齿轮参数定齿轮结构定齿轮的润滑等

1.计算各轴的最小直径2.计算扭矩,选联轴器,用代号表示；

3.拟定装配方案,画出轴的结构设计草图；4.从最小直径开始生成,确定各段直径和长度,标在结构草图上；5.选择轴承类型、型号、查出；6.弯扭组合强度计算;7.精确疲劳强度计算。（四）轴的设计计算（整个过程按作业的要求完成）

:齿轮2或齿轮3到箱壳内壁的距离，取1020mm。

B2、B3：2，3齿轮的宽度。

C：中间轴两齿轮的间距。

S：箱壳内壁与轴承端面的距离。轴承油润滑58mm

轴承脂润滑1013mm

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圆柱齿轮减速器简图轴的结构设计草图按教材上实例标注尺寸注意弯扭组合强度计算总结

作出轴的计算简图作水平平面力图、弯矩图MH

作铅垂平面力图、弯矩图MV

作合成弯矩图M

作扭矩图T

校核危险截面的强度

（五）绘制草图阶段不是随手画!

草图在坐标纸上画,只画主视和俯视图,比例与装配图三视图比例一致。注意透气孔、油塞、油标、吊环或吊耳、吊钩、螺栓联接、输油沟或回油沟、窥视孔盖和窥视孔板等结构的绘制。草图应检查无错误后才能上正规图！

嵌入式轴承端盖结构简单，但密封性能差，调整轴承间隙比较麻烦，只适用于轴承是脂润滑，不可调间隙的深沟向心球轴承。用嵌入式端盖固定（3类或7类）轴承时应增加调整轴承间隙的结构。嵌入式轴承端盖

凸缘式轴承端盖调整轴承间隙比较方便，密封性能也好，所以用得较多。当轴承采用油润滑时，轴承盖上必须开设缺口。为了调整轴承间隙，端盖于箱体之间应放置由若干08F的软钢片或紫铜片组成的调整垫片。凸缘式轴承端盖密封装置简易透气器油尺吊钩螺钉吊钩吊耳油塞窥视盖特别注意减速器附件的画法动画减速器装配图常见错误示例减速器装配图常见错误示例1.轴承采用油润滑,但油不能流入导油沟内。2.窥视孔太小，没有垫片密封。3.两端吊钩的尺寸不同。4.油尺座孔不够倾斜，无法进行加工和装拆。5.放油螺塞设计不好，易漏油。6.12.箱体两侧的轴承孔端面没有凸起的加工面。7.垫片孔径太小。8.定位轴肩太高。9.19.轴端太长，有弊无益。10.16.大小齿轮同宽度，且大齿轮没有倒角。11.13.投影交线不对。14.间距太短，不便拆卸柱销。15.17.轴与齿轮轮毂的配合段同长，轴套不能固定齿轮。减速器装配图常见错误示例18.机体两凸台相距太近。20、27.机体凸缘太窄；相对应的主视图投影不对。21.输油沟的油不能润滑轴承。22.没有此孔，此处缺少凸台与轴承座的相贯线。23.键的位置紧贴轴肩，加大了轴肩处的应力集中。24.齿轮轮毂上的键槽，在装配时不易对准轴上的键。25.齿轮联轴器与箱体端盖相距太近，不便于拆卸端盖螺钉。26.端面与箱座孔的配合面太短。28.所有端盖上应开缺口。29.端盖缺口直径应缩小。30.未画出，图中有若干圆缺中心线。(六）图纸设计

完成装配图1.装配图加深加深时图线按国标进行；剖视图按国标进行；应注意不同零件的剖面线方向和间隔，垫片类薄零件剖视图可涂黑。2.标注尺寸装配图上应标注的尺寸有：特性尺寸。传动零件的中心矩和偏差配合尺寸。安装尺寸。外形尺寸。减速器的长、宽、高等

完成装配图3.编写减速器的技术特性计算特性包括：输入功率和转速，传动效率、总传动比及各级传动比、传动特性。输入功率KW输入转速r/min效率总传动比i传动特性第一级第二级精度等级精度等级装配图技术特性表对零件的要求对密封的要求滚动轴承轴向游隙的要求外观、包装和运输要求

4.编写减速器的技术要求完成装配图5.对零件编号编号应按顺时针方向排列整齐，字体应大于尺寸数，编号引线不能相交。对润滑剂的要求传动副的侧隙与标准试验要求

具体技术要求可参考总装配图例6.列出零件明细表和标题栏

可参考总装配图例来填写零件明细表和标题栏。标题栏明细表技术要求(六）图纸设计

轴类零件（轴、轴套）1.视图一般只需一个视图，在有键槽和孔的地方，增加必要的剖视和剖面。对于不易表达清楚的局部，例如砂轮越程槽、退刀槽应绘制局部放大图。2.标注尺寸有配合处的直径，应标注尺寸偏差。标注轴向尺寸时，应注意选择设计、工艺基准面。键槽尺寸公差和尺寸标注可参考设计手册。所有的倒角、圆角都应标注完整，或在技术要求中说明。

轴类零件（轴、轴套）3.表面粗糙度轴的各个表面都要加工，其表面粗糙度可查有关设计手册。4.形位公差轴的形位公差标注方法及公差值可查阅有关设计手册5.技术要求对材料的机械性能和化学成分的要求，所允许的代用材料等。对材料表面机械性能的要求。如热处理方法、热处理硬度、渗碳深度等。对加工的要求；对未注明的倒角和圆角的说明等。(六）图纸设计此图还差砂轮越程槽的局部放大图，中心孔的标注，技术要求。(六）图纸设计1.视图这类零件一般用两个视图来。2.标注尺寸各径向尺寸以轴的中心线为基准，齿宽方向的尺寸以端面为基准标出。齿轮类分度圆直径不能直接测量，但它是设计的基本参数，应标出。这类零件的轴孔是加工、测量和装配的重要基准，尺寸精度要求高，应标出尺寸偏差。齿顶圆的标注可参考设计手册，齿根圆不标注。3.表面粗糙度表面粗糙度可查有关设计手册。

齿轮类零件4.形位公差轮坯的形位公差对齿轮类零件的传动精度有很大的影响，应按工作要求标注必要的项目。5.啮合特性啮合特性表的内容包括齿轮的主要参数及测量项目。6.技术要求对铸件、锻件或其它类型坯件的要求。对材料的机械性能和化学成分的要求。对材料表面机械性能的要求，如热处理方法和硬度等。对未注明的倒角和圆角的说明。对大型或高速齿轮的平衡试验要求。