机械设计课程设计课件

1、机械设计课程设计任务书，1。设计题目(18.2)用于运输原材料的带式输送机的圆柱齿轮减速器。设计内容：根据给定的工况参数，选择合适的电机，选择联轴器，设计V带传动，设计一(二)级齿轮减速器(所有轴、齿轮、轴承、减速箱、箱盖等附件)和与输送带连接的联轴器。2.传输图，图18.18传输模式；3.原始数据皮带张力F=(N)皮带速度V=(米/秒)滚筒直径D=(毫米)滚筒和皮带效率=0.94。工作时，负载有轻微的影响。工作在室内，水分和颗粒处于正常状态，生产批量为批量生产，总速比误差允许为4%，齿轮的使用寿命要求为10年，轴承的使用寿命不小于15000小时。尝试设计齿轮减速器(两个阶段)。四。设计工作量

2、和要求。每个学生应独立使用手工或计算机绘图(用autoCAD绘图)完成一个最终装配图(1号图)、一个高速轴、一个低速齿轮和一个箱盖零件图(2号或3号图)以及一个设计和计算说明。设计包括电机和联轴器的选择、轴承的选择和校准、三角带、齿轮、轴和齿轮箱的设计(包括三角带、轴和齿轮的校准)。详情请参阅机械设计课程设计一书的第14-18章。请参考以下文件：黄平竺文建：机械设计课程设计，广州：华南理工大学出版社机械零件设计手册，北京：冶金工业出版社机械零件设计手册，北京：化学工业出版社，第14章机械系统传动装置设计由于原动机的输出速度、扭矩和运动形式往往与工作机械的要求不同，因此有必要在它们之间增加传动装

3、置。由于传动装置的选择、布置和设计质量对整个设备的工作性能、重量和成本有很大影响，因此制定合理的传动方案具有重要意义。机械系统传动装置的设计包括：确定传动方案、选择电机型号、计算总传动比、合理分配各级传动比、计算传动装置的运动和功率参数。14.2传动方案的确定为了满足某一工作机械的性能要求，可以采用不同的传动机构、不同的组合和布局。在总传动比不变的情况下，各级变速器的传动比可以根据不同的方法进行分配，从而得到各种变速器方案进行分析比较。合理的传动方案应首先满足机器的功能要求，如传动功率的大小、速度和运动形式。此外，还应适应工作条件(工作环境、场所、工作制度等)。)并满足工作可靠、结构简单、体积

4、紧凑、传动效率高、使用维护方便、工艺性好、成本低等要求。图14.1显示了电动铰链车的三种传动方案。其中，方案a采用两级圆柱齿轮减速器，适合在重、恶劣条件下长期工作，使用维护方便，但结构尺寸大；方案b采用蜗轮减速器，结构紧凑，但传动效率低，长期连续使用不经济；方案三采用一级圆柱齿轮减速器和开式齿轮传动，成本较低，但使用寿命较短。从以上分析可以看出，虽然这三种方案都能满足电动铰接式车辆的功能要求，但它们在结构、性能和经济性上有所不同，因此应根据工况选择较好的方案。图14.1电动绞车1电机传动方案图；2，5-耦合；3-制动器；4-减速器；6卷；7-轴承；8-开式齿轮，为了便于设计中传动装置的选择，表

5、14.1列出了常用减速器的类型和特性，表6列出了各种机械变速器的传动比。如果在课程设计任务书中已经提供了传输方案，则应论证该方案的可行性、合理性和经济性，并提出改进建议和另拟方案。14.3 Mot的选择1.选择电机类型和结构。应根据电源(交流或DC)、工作条件和负载特性(性质、尺寸、起动性能和过载情况)选择电机类型和结构。三相异步电动机广泛应用于工业中。对于负载稳定、无调速和长期运行的机器，可以使用鼠笼式异步电动机。y系列电机是我国推广采用的新产品，具有节能、起动性能好的优点，适用于无易燃、易爆、腐蚀性气体的场合和无特殊要求的机械。对于频繁起动、制动和反转，可选择YZ、YR和YZR系列三相异步

6、电动机，其转动惯量小，过载能力强。电机的结构为开放式、保护性、封闭式、防爆式，可根据工况选择。同一类型的电机有几种安装类型，应根据安装条件确定。2.确定电机的功率。电机的功率选择是否合适，影响到整机的正常运行和成本。所选电机的额定功率应等于或略大于工作所需的功率。如果功率小于所需功率，工作机的正常运行就无法保证，否则电机会长期过载，过早发热损坏；然而，如果功率太大，由于低效率和功率因数，它将增加成本并造成浪费。电机的功率受到运行期间加热条件的限制。由于课程设计中的大部分电机都是在恒温和负载(或变化很小)的条件下长时间连续运行，所以在选择其功率时可以避免过热，只要实际功率(指电机所需的功率)Pd

7、不超过额定功率Ped即可。甚至是PedPd。1)工作机主轴所需的功率如果已知工作机主轴上的驱动辊、链轮或其它部件上的圆周力(有效张力)F(N)和圆周速度(线速度v(m/s)，则工作机主轴在稳定运行下所需的功率Pw可根据以下公式计算：(14.1)，如果工作机主轴上的驱动辊、链轮或其它部件的直径D(mm)已知，则圆周速度v计算如下：(14.2)；如果已知工作机械主轴上的扭矩T(Nm)和转速n (r/min)，则工作机械主轴的所需功率Pw计算如下：(1.3)；对于一些工作机械，所需的功率可以根据专业机械的相关要求和数据进行计算。2)电机Pd所需功率按下式计算：(14.4)，其中：Pw-工作机主轴所需

8、功率，千瓦；从电机到工作机械主轴的总效率。总效率根据以下公式计算：(14.5)，其中1、2和n是传动装置中每个传动副(齿轮、蜗杆、皮带或链条)、每对轴承和每个联轴器的效率，它们的近似值如表A.7所示.w是工作机器的效率。在计算总效率时，我们应该注意以下几点：(1)在选择表A.7中的值时，我们通常取中间值。工作条件差、润滑不良时，应取低值；相反，取高值。(2)每次功率通过一对运动副或传动副时，都会有功率消耗，所以在计算总效率时应该考虑到这一点。(3)表A.7中齿轮、蜗杆、皮带和链条的传动效率不包括在轴承效率中，因此轴承效率必须单独计算。表中的轴承效率是指一对轴承的效率。3.确定电机速度相同功率的

9、异步电机有几种同步速度，如3000转/分钟、1500转/分钟、1000转/分钟和750转/分钟。一般来说，电机的同步速度越高，磁极数越少，外形尺寸越小，价格越低；相反，转速越低，外部尺寸越大，价格越高。因此，在选择电机转速时，应综合考虑与传动装置相关的各种因素，通过分析比较选择合适的转速。通常，建议选择同步电机14.4计算总传动比并根据电机满载转速nm和工作机主轴转速nw分配各级传动比，传动装置的总传动比计算如下：i=nm/nw(14.6)总传动比I是各级传动比的连续乘积，即i=i1i2。每一级的传动比应控制在表A.6中给出的共同范围内.当采用最大值时，传动机构的尺寸会过大。(2)协调原则。传

10、动比的分配应使整个传动装置的结构对称，大小和比例协调，互不干扰。传动比分配不当会导致三角带传动中从动轮的半径大于减速器输入轴的中心高度，鼓形轴上开式齿轮传动的中心距离小于鼓形半径，多级减速器中大齿轮的齿顶与相邻轴的表面碰撞。(3)油浸深度相等的原则。对于两级圆柱齿轮减速器，通常要求传动比的分配应使两个齿轮的直径接近，这有利于实现油浸润滑。因为低速齿轮的圆周速度较低，所以允许大齿轮的直径稍大(即油浸深度可以更深)。传动比分布见图14.2。(4)等强度原则。在设计过程中，有时要求同一减速器中各级齿轮的接触强度比较接近，这样各级传动部件的使用寿命大致相等。如果两级减速器每级齿轮材料的齿宽系数和接触疲

11、劳极限相等，两级中心距的比值A2/A1为1.1，则万向减速器的名义传动比可按表14.2进行匹配。图14.2两级圆柱齿轮减速器传动比分配，(5)优化原理。当设计的减速器要求重量最轻或外形尺寸最小时，可以通过调整传动比和其他设计参数(变量)的优化方法来解决。上述传动比的匹配只是一个初步值。在传动部件的设计和计算中，皮带轮直径的圆度和齿轮齿数会改变各级传动比。因此，在完成所有传动部件的设计和计算后，实际总传动比与要求的总传动比之间存在一定的误差，一般相对误差控制在(3-5)%范围内。14.5传动装置运动和动态参数的计算为了给传动部件的设计和计算提供依据，应计算各传动轴的转速、输入功率和扭矩等相关参数

12、。在计算中，从高速到低速，每个轴可依次分为0轴(电机轴)、1轴和2轴，并按此顺序计算。1在计算各轴转速的传动装置中，各轴转速的计算公式为：(14.7)，其中i0l、i12、i23分别为相邻两轴之间的传动比；Nm是电机的满载速度。2、计算各轴的输入功率电机的计算功率一般可以根据电机所需的实际功率Pd来计算，其他轴的输入功率为：(14.8)，其中：01、12、23分别为相邻两轴之间的传动效率。3计算各轴的输入扭矩，其他轴的输入扭矩为，(14.9)、(14.10)。第15章传动件的设计计算和轴系零件的初步选择15.1传动件的设计计算传动件包括传动件、支撑件和连接件，其中传动件主要对传动装置的工作性能

13、、结构布置和尺寸起决定性作用，支撑件和连接件应根据传动件的要求而定。因此，一般来说，传动件应先设计，并确定其尺寸、参数、材料和结构，以编制设计和装配草图，并编制出相应的程序在轴直径的初始计算中，还应考虑键槽对轴强度的影响。当轴截面上有键槽时，d增加5；当有两个键槽时，D增加10%，然后轴直径四舍五入到标准值。根据抗扭强度计算的轴直径一般是指扭矩传递部分的最小轴直径，但对于中间轴，它可以用作轴承处的轴直径。估计的轴直径不一定是轴的真实直径。轴的实际直径也应根据轴的具体结构确定，但轴的最小直径不应小于轴的初始估计直径。2选择联轴器选择联轴器包括选择联轴器的型号和类型。联轴器的类型应根据传动装置的要

14、求进行选择。在选择用于连接电机轴和减速器高速轴的联轴器时，为了减少起动负荷和减轻冲击，应选择具有小转动惯量和弹性元件的联轴器，如弹性套筒销联轴器。在选择连接减速器输出轴和工作机的联轴器时，由于轴的转速低，传递的扭矩大，而且减速器和工作机往往不在同一个座上，这就需要对轴线偏移进行较大的补偿，所以经常选择承载能力强、无弹性部件的柔性联轴器，如鼓形齿轮联轴器。如果工作机有振动冲击，为了减轻冲击，避免振动影响减速器中传动部件的正常运行，可以选择带有弹性元件的联轴器，如弹性销联轴器。联轴器的型号应根据计算的扭矩、轴速度和轴直径进行选择。要求所选联轴器的允许扭矩大于计算扭矩，应注意联轴器两端轮毂孔的直径范

15、围与连接的两个轴的直径相适应。滚动轴承的初步选择滚动轴承的类型应根据负载的大小、性质、方向、速度和工作要求来选择。如果只承受径向载荷或主要承受径向载荷，但轴向载荷小，轴转速高，则选用深沟球轴承；如果轴承同时承受较大的径向力和轴向力，或者需要调整传动部件(如锥齿轮、蜗轮等)的轴向位置。)，应选择角接触球轴承或圆锥滚子轴承。圆锥滚子轴承因其拆装方便、价格低廉而得到广泛应用。根据初步计算出的轴径，考虑轴上零件的轴向定位和固定要求，估算出安装轴承的轴径，然后选择轴承的直径系列，即可初步确定滚动轴承型号。17-1设计工厂螺旋输送机的传动装置。设计原始数据：输送物料为面粉，输送机螺旋直径D=0.3m，螺距

16、p=0.24m，主轴转速n=90r/min，连续单向运行，水平输送长度L=40m，负荷变化小，三班制使用寿命10年。解决方案：(1)输送机1的输送能力和功率计算。根据公式(17-1)计算输送能力：Q=47D2 pnC，其中D=0.3m，p=0.24m，n=90r/min。从表17-3中，取=0.6104牛顿/立方米；由表17-2=0.36；根据表17-4，因为=0，取C=1.0。通过代入每个值计算功率。根据公式(17-2)计算输送机主轴所需的功率，其中q=20 l 04 n/h。取表17-5中的0=1.2；L1=1=40米；H=0 .取各值Pw=2.61千瓦(2)传动装置1总体设计拟定传动方案，图17-2螺旋输送机传动装置1-电机示意图；双三角皮带传动；3-单级圆柱齿轮减速器；4-耦合；五螺旋输送机，传动装置采用普通三角带传动和单级圆柱齿轮减速器，其传动装置如图17-2所示。2选择电机(1)根据工作条件和要求选择电机类型，选择y系列三相异步电机。(2)选择电机功率，根据公式(17-3)计算所需