机设课程设计

机械设计课程设计概论

⒈培养学生综合运用“机械设计”及其先修课程的理论知识和生产实际知识解决工程实际问题的能力，并通过实际设计训练使所学理论知识得以巩固和提高；一、课程设计的目的

⒉学习和掌握一般机械设计的基本方法和程序，培养独立设计能力，为后续课程的学习和实际工作打下一定的基础；

⒊进行机械设计工作基本技能的训练，包括计算、绘图、查阅参考文献、技术资料、标准与规范等诸方面的技能训练。二、课程设计的题目设计以齿轮减速器为主体的传动装置三、课程设计的内容⒈传动装置的总体设计；⒉传动件及支承件的设计计算;⒊减速器装配图及零件工作图设计。课程设计的工作量：⒈装配图一张（A1号）；⒉零件工作图1-2张；⒊设计说明书一份。四、课程设计的步骤设计准备传动装置的总体设计传动件的设计计算和支承件的选择与初步计算装配图设计整理和编制设计计算说明书设计总结和答辩

主要是认真研究设计任务书，明确设计要求和条件；认真阅读设计指导书和参考资料，熟悉设计对象。

根据设计要求拟定传动总体布置方案，选择电动机，计算传动装置的运动学与动力学参数。

主要完成装配草图设计、支承件的选择与计算和完成装配图三项工作。零件工作图设计传动装置的总体设计一、分析传动方案的优缺点二、选择电动机1.电动机的类型选择

Y系列三相交流异步电动机。2.电动机功率的确定所选电动机的额定功率Pcd稍大于所需电动机的功率Pd，即Pcd≥Pd

，通常不必校验发热和起动功率。(kW)

或(kW)工作机所需功率工作机工作阻力工作机效率带式运输机:ηw=0.96卷扬机：ηw=0.97链板运输机:ηw=0.97工作机线速度工作机阻力矩工作机转速工作机所需的功率(kW)电动机所需功率

由电动机至工作机的总效率：

a＝

1

2

３……n其中

1

2

３……n为传动系统中各级传动及轴承、联轴器等的效率,其值可查表10-2.确定传动及轴承等效率时应注意：①传动机构的效率是否已包括轴承效率；②轴承效率是对一对轴承而言；③参考文献中给出的效率值多为一定范围，一般根据传动机构、轴承、联轴器等工作条件、精度等级、润滑状态等情况确定。

××××所需电动机功率例题：η1η2η2η3η3η3η4ηwη1——挠性联轴器的效率η2——一对齿轮的啮合效率η3——一对轴承的效率η4——刚性联轴器的效率ηw——工作机的效率（包括：卷筒、齿轮及轴承）传动装置的总效率ηa为：3.电动机转速的确定

同一功率的电动机通常有几种转速（750、1000、1500、3000)可供选择。一般电动机的转速越高，磁极越少，电动机的尺寸、重量越小，价格越低；但传动装置的总传动比越大，使传动装置的结构尺寸增大，成本增加。低转速电动机则相反。因此，在确定电动机的转速时，应认真进行分析、比较，做到既使整机设计合理，又有较好的经济性。

一般可按各级传动机构的合理传动比范围由下式计算电动机转速的可选范围。电动机转速可选范围总传动比的合理范围工作机转速各级传动机构传动比的合理范围见表2-1通常多用同步转速为1000、1500r/min

的电动机。

电动机确定后，将其型号、功率、转速、中心高、轴径、键槽尺寸等记录备用。三、传动装置的总传动比及各级传动比分配

在电动机确定之后，可据电动机转速nm与工作机转速n由下式求得传动装置的总传动比。各级传动机构的传动比

各级传动比分配的是否合理将直接影响到传动装置的外廓尺寸、重量、润滑条件与经济性等诸多方面。因此，必须认真对待，图示为同一种总传动比下两种分配方案的结果比较。i2=5.2i1=3.82i2=3.86i1=5.15总传动比分配的基本原则：⒈各级传动比不应超出各自合理的传动比范围；⒉传动装置应具有最小的外廓尺寸，且各传动尺寸协调，结构匀称合理；

⒊各级大齿轮的浸油深度大致相同，以便于事先统一的浸油润滑；⒋使所有传动件安装方便。具体分配各级传动比的参考原则如下：

在传动装置中采用带传动的目的往往不是主要用于减速，而是考虑缓冲减振、实现过载保护。因此，为避免带轮过大，造成尺寸不协调，其传动比不宜取的太大,一般传动比不超过2.5。

以上所述仅是一般分配传动比的原则。此外还应注意，以上传动比分配是初步的，待各级传动件的尺寸计算后，还需作适当调整。一般实际的总传动比可与任务书要求有±3%～±5%的允许误差。

两级圆柱齿轮减速器，为保证两级大齿轮都能实现浸油润滑、且深度相近，即应使两个大齿轮直径尺寸相近。为此，应使低速级大齿轮稍大些，传动比则应是高速级比低速级稍大。推荐高速级传动比i１为：四、传动装置的运动和动力参数计算1.各轴转速其余以此类推。Ⅰ轴转速电动机到Ⅰ轴间的传动比电动机转速Ⅱ轴转速Ⅰ、Ⅱ轴间的传动比Ⅲ轴转速Ⅱ、Ⅲ轴间的传动比2.各轴输入功率Ⅱ轴输入功率Ⅰ、Ⅱ轴间的效率Ⅲ轴输入功率Ⅱ、Ⅲ轴间的效率Ⅰ轴输入功率电动机实际输出功率电动机轴与Ⅰ轴间的效率应按传动装置实际需要的电动机的工作功率Pd考虑Ⅰ轴输入转矩Ⅱ轴输入转矩Ⅲ轴输入转矩电动机输出转矩3.各轴输入转矩计算完成之后将结果列成下表备用。轴号功率P/(kW)转矩T/(N·m)转速n/(rpm)传动比i效率

电动机轴Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴工作机轴

传动件的设计计算

各级传动件设计计算方法均按教材所述，在此仅就设计过程中应注意的问题作简要提示和说明。

⒈一般传动件的设计应遵循先减速器箱外（带、链等）、而后箱内的原则，以便使设计减速器的原始数据比较准确、结果更为合理;

⒉要明确各类传动零件应确定的内容;

⒊要注意各个传动件与其它机件的配装和协调关系。如各传动零件与轴、键的配装；装在电动机轴上的小带轮直径与其中心高相称、大带轮不得与机架相碰、展开式减速器高速级大齿轮不应与低速轴相碰等；

⒋传动件的几何参数确定时一定要注意，凡制定了标准的应符合标准，如齿轮模数、链条节距等；未制定标准的零件尺寸应尽可能符合长度尺寸的一般标准，如轴的长度、直径等；还有一些尺寸需要求出准确值，如齿轮最终的几何尺寸等，则应保留三位小数。相碰←轴径初算和联轴器的选择一、轴径的初步估算按教材与课内所讲进行。二、联轴器选择按教材与课内所讲方法确定联轴器的类型、型号。减速器的构造及润滑1.减速器的构造

减速器的类型很多，但其结构组成基本上是相同的，即轴系、箱体和附件三部分。

附件主要包括视孔盖、通气器、油标、放油螺塞、定位销、启盖螺钉、吊运装置、油杯等。

箱体结构尺寸与相关零件尺寸的经验值列于表4－1中,供查阅。→2.减速器的润滑

减速器的传动件与轴承必须具有良好的润滑状态，以便减小摩擦、磨损，提高效率，防锈、冷却和散热。圆柱齿轮减速器轴系部件设计

——装配图设计第一阶段

这一阶段的任务主要是确定减速器箱体内壁和轴、轴承、齿轮等零件的位置，轴的结构与尺寸，从而为轴、轴承、键等零件的工作能力校核提供依据。1.确定齿轮、箱体轴承座的位置1)确定齿轮的位置2)确定箱体轴承座位置⑴估算减速器的轮廓尺寸⑵确定齿轮中心线的位置⑶画出齿轮的轮廓尺寸线⑴画机体内壁线⑵确定箱体轴承座位置a1a2⊿2⊿3⊿2⊿1

1

R(圆整）＞30～50h0h5h···c1c2

H(圆整)⊿12.轴承类型选择及其在箱体座孔中位置的确定1)确定轴承在箱体座孔中的轴向位置（取决于润滑方式5.2.2p41）2）轴承型号的选择(略）3.轴的结构设计5.2.3P421)确定轴的径向尺寸2)确定轴的轴向尺寸P44(1)由轴上安装零件确定轴段长度(2)由相关零件确定轴段长度4.轴、轴承、键的校核计算

1)确定轴上力作用点及支点跨距2)轴的强度校核计算3)轴承寿命校核计算4)键联接强度校核计算5.轴承的组合设计1)轴系部件的轴向固定2)轴承的润滑与密封3)轴承盖的结构和尺寸减速器箱体及附件设计

——装配图设计第二阶段1.箱体设计2.附件的功用和结构设计5.3P48---完成减速器三视图如P54图5－38减速器装配图总体设计

——装配图设计第三阶段第六章P75及图20-3P218

1.装配图尺寸标注装配图应标注的尺寸特性尺寸安装尺寸外形尺寸配合尺寸传动零件的中心距及其极限偏差输入和输出轴的外伸端直径、长度，减速器的中心高，地脚螺栓孔的直径和位置，箱座底面尺寸等减速器总长、总宽、总高等１）齿轮、带轮、链轮、联轴器和轴的配合；