机械设计基础：机械设计课程设计

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1、机机 械械 设设 计计 课课 程程 设设 计计一一 目的目的：1 综合运用所学过的知识，以至达到巩固和加深理解综合运用所学过的知识，以至达到巩固和加深理解 的目的的目的 2 培养独立设计的工作能力和正确的设计思路，通过培养独立设计的工作能力和正确的设计思路，通过实践，掌握一般的设计步骤和方法。实践，掌握一般的设计步骤和方法。3 熟练运用有关设计技术标准、规范、设计手册和图册熟练运用有关设计技术标准、规范、设计手册和图册2任务：任务：单级斜齿圆柱齿轮减速器单级斜齿圆柱齿轮减速器 带式运输机用减速器带式运输机用减速器 见任务书见任务书 1）装配工作图一张）装配工作图一张 2）零件图）零件图2张。（

2、输出轴及大齿轮）张。（输出轴及大齿轮）3）设计计算说明书一份。）设计计算说明书一份。ABC展开式展开式同轴式同轴式单级单级FED圆锥圆锥圆柱圆柱齿轮减速器齿轮减速器蜗杆减速器蜗杆减速器行星齿轮行星齿轮 减速器减速器V带带斜齿减速器传动斜齿减速器传动电动机电动机运输带运输带斜齿减速器斜齿减速器V带传动带传动联轴器联轴器第一阶段第一阶段传动方案拟订传动方案拟订 选择电机选择电机,计算总传动比、分配传动计算总传动比、分配传动比计算各轴转速比计算各轴转速n、功率、功率P、扭矩、扭矩T、设计传动零件设计传动零件第二阶段第二阶段设计绘制装配图设计绘制装配图(主、俯视图主、俯视图)草图草图:轴承、键、轴的结

3、轴承、键、轴的结构设计及校核构设计及校核 （关键阶段）（关键阶段）第三阶段第三阶段 完成装配图完成装配图(三个视图、标尺寸、序号、标题栏等三个视图、标尺寸、序号、标题栏等)第四阶段第四阶段零件图零件图（输出轴及大齿轮）（输出轴及大齿轮）及编写计算说明书及编写计算说明书 第五阶段第五阶段答辩答辩 三、设计内容三、设计内容减速器基本构造：减速器基本构造：轴轴 齿轮齿轮 轴承轴承 箱体箱体 附件附件各处螺栓直径不同各处螺栓直径不同 C1、C2不同不同C1、C2决定凸决定凸缘尺寸缘尺寸定位销定位销 加工、装配定位用加工、装配定位用窥视孔窥视孔 检查齿轮啮合及注油用检查齿轮啮合及注油用通气孔通气孔 放油

4、孔放油孔 开在最低位置开在最低位置油标尺油标尺 观察油面高度观察油面高度吊环吊环 是用来提升箱盖是用来提升箱盖吊钩吊钩 提升整个减速器提升整个减速器螺栓螺栓 联接箱盖与箱座或箱体与端盖，排列螺栓时，应联接箱盖与箱座或箱体与端盖，排列螺栓时，应 留有扳手空间。留有扳手空间。轴承旁联接螺栓的位置尽可能靠近轴承处，轴承旁联接螺栓的位置尽可能靠近轴承处，并设并设 有凸台。有凸台。箱体是传动的基座，通常做成剖分式箱体是传动的基座，通常做成剖分式 箱盖与箱座的剖分面应与齿轮轴线平面相重合。箱体箱盖与箱座的剖分面应与齿轮轴线平面相重合。箱体本身须有足够的刚度，以免产生过大的变形本身须有足够的刚度，以免产生过

5、大的变形。为了增加刚。为了增加刚性和散热面积，箱体外常有外肋。性和散热面积，箱体外常有外肋。内内 容容 时时 间间第一阶段：传动装置总体设计及传动件设计第一阶段：传动装置总体设计及传动件设计 1.5天天 第二阶段：设计绘制装配图草图第二阶段：设计绘制装配图草图（关键阶段）（关键阶段）4天天第三阶段：完成装配图第三阶段：完成装配图 3天天第四阶段：零件图及计算说明书第四阶段：零件图及计算说明书 2天天 第五阶段：答辩第五阶段：答辩 1天天 四设计步骤及时间安排四设计步骤及时间安排五五 设计要求：设计要求：1 三多：三多：多看、多想、多问多看、多想、多问2 四边：四边：边算、边画、边修改、边记录边

6、算、边画、边修改、边记录3 三准时：三准时：准时出勤、准时进度、准时完成准时出勤、准时进度、准时完成4 为方便指导和了解情况，课程设计在设计室完成。为方便指导和了解情况，课程设计在设计室完成。一一 电机的选择电机的选择1 电机类型：电机类型：三相交流异步电机（三相交流异步电机（Y Y系列）系列）第一阶段第一阶段2 2 电机转速：电机转速：n n高，体积小，重量轻，价格低；高，体积小，重量轻，价格低；n n低，体积大，重量大，价格贵。低，体积大，重量大，价格贵。但但n n高，传动比大，花费大，减速器重量大高，传动比大，花费大，减速器重量大 n n低，传动比小，花费小，重量轻。低，传动比小，花费小

7、，重量轻。综合考虑综合考虑(二级二级)选选:同步转速同步转速n nT T=1000=10001500r1500rmin min 满载转速满载转速n nm m=960=9601400 r1400 rminmin左右左右3 3 电机容量：电机容量：根据工作功率计算选择根据工作功率计算选择 工作机所需功率工作机所需功率 P PW W=F V/1000=F V/1000 KWKW P PW W=F V/1000=F V/1000 (F(F、V V值见任务书值见任务书)W W =0.94 =0.94 运输带及滑动轴承的效率运输带及滑动轴承的效率所需电机功率所需电机功率:P Pd d=P=PW W /总总

8、 总总传动系统的总效率传动系统的总效率 总总=联联 2 2轴承轴承 齿轮齿轮 V V带带 W 查查P6P6表表2-32-3，一般取中间值，一般取中间值电机额定功率：电机额定功率：P Peded P Pd d 设计计算注意：设计计算注意：按按P Pd d计算各级功率计算各级功率 按按n nm m计算传动比计算传动比电动机电动机斜齿减速器斜齿减速器V带传动带传动联轴器联轴器1 计算滚筒的工作转速计算滚筒的工作转速：nW=601000V/D2 总的传动比：总的传动比：i=nmnW 3 分配各级传动比：分配各级传动比：i=i带带 i减减 取取 i带带=24 减速器传动比：减速器传动比：(36)i减减=

9、ii带带 i=（620）二二 计算总的传动比并分配传动比计算总的传动比并分配传动比1 计算各轴的转速：计算各轴的转速：电机轴电机轴 n1=nm高速轴高速轴 n2=n1/i带带 中间轴中间轴 n3=n2/i减减=nW三三 运动参数及动力参数的计算：（可列表）运动参数及动力参数的计算：（可列表）2 计算各轴的功率：计算各轴的功率：P1=Pd P P2=P1 V V带带 P P3=P2 轴承轴承 齿轮齿轮 P P4=P3 轴承轴承 联联3 3 计算各轴的扭矩：计算各轴的扭矩：T=9.55T=9.5510106 6P Pn(Nmmn(Nmm)V带传动设计带传动设计1 带的型号不宜太小带的型号不宜太小,

10、根数根数 Z62 Dd1不宜过大不宜过大 R2 减速器中心高减速器中心高 H=da22+4363 R2da2H四四 传动零件的设计计算：传动零件的设计计算：1 选材：选材：45钢，钢，软齿面（软齿面（HBS）HBS1HBS2+30502 齿轮精度齿轮精度:8级级3 模数模数mn 2 mm,标准值标准值 精确计算值应保留两位小数精确计算值应保留两位小数4 几个应验算尺寸几个应验算尺寸:中心距中心距:a 100 mm 5 齿轮旋向：轴向力指向非伸出端齿轮旋向：轴向力指向非伸出端6 一年按一年按300天计天计,每班每班8小时小时 齿轮传动的设计齿轮传动的设计（参考教课书）（参考教课书）第二阶段第二阶

11、段 装配图草图设计装配图草图设计1 计算箱体的结构尺寸计算箱体的结构尺寸 箱座壁厚箱座壁厚：8 p316 表表18.6 各处的螺栓直径不同，各处的螺栓直径不同，C1 C2 决定结构尺寸决定结构尺寸 2 选择滚动轴承类型及润滑方式选择滚动轴承类型及润滑方式 轴承类型：根据轴向力大小选择轴承类型：根据轴向力大小选择 6类、类、3类、类、7 类类 润滑方式与密封润滑方式与密封 脂润滑脂润滑 3=1015 油润滑油润滑 3=35 V齿齿 1.52 ms选择轴承端盖类型：嵌入式或凸缘式选择轴承端盖类型：嵌入式或凸缘式一一 准备工作准备工作联轴器带轮与箱体之间距离联轴器带轮与箱体之间距离2025mm3 画

12、初始轮廓线画初始轮廓线10151015l14 计算各轴的最小直径计算各轴的最小直径初选轴承型号初选轴承型号3支点支点中心线中心线、齿轮的齿顶园齿轮的齿顶园 箱体的内壁线箱体的内壁线 =1015 轴承内端面线和轴承座外端面线轴承内端面线和轴承座外端面线 l 1=+C1+C 2+58l轴承的内外密封轴承的内外密封1 求支反力求支反力2 计算轴承的轴向载荷和径向载荷，角接触或园锥滚计算轴承的轴向载荷和径向载荷，角接触或园锥滚 子轴承有内部轴向力子轴承有内部轴向力3 计算轴承的寿命计算轴承的寿命：预期寿命为预期寿命为23年年（以（以“年年”为单为单位）位）二二 滚动轴承的寿命校核计算滚动轴承的寿命校核

13、计算 联轴器是标准件，可选弹性联轴器联轴器是标准件，可选弹性联轴器,孔径和轴径应一致。孔径和轴径应一致。三三 联轴器的选择及其校核联轴器的选择及其校核四四 轴的结构设计及强度校核轴的结构设计及强度校核1 确定各段直径和长度确定各段直径和长度 （见俯视图）（见俯视图）轴上零件的装配、定位和固定轴上零件的装配、定位和固定2 轴的强度校核：按弯扭强度校核轴的强度校核：按弯扭强度校核3 完成轴的结构设计完成轴的结构设计五五 键联接的选择及计算校核键联接的选择及计算校核六六 完成草图完成草图 画主视图画主视图 选择附件选择附件 设计箱体结构设计箱体结构 尺寸尺寸 （图（图411）注意：注意：1 草图按要

14、求画全草图按要求画全 2 草图只画两个视图草图只画两个视图，不用加深、不用打剖面线，不用加深、不用打剖面线 3 草图通过检查后才能画正规图草图通过检查后才能画正规图H=da42+43631 窥视孔：窥视孔：为检查齿轮啮合及注油用的。不要偏向一边，应距中，为检查齿轮啮合及注油用的。不要偏向一边，应距中，平时用视孔盖固定。平时用视孔盖固定。七七 附件附件注意看懂图注意看懂图2 起盖螺钉：起盖螺钉：一般为一般为1个个密封垫圈密封垫圈3 通气器：通气器：减速器工作时温度升高，使箱内空气膨胀，将油从剖分减速器工作时温度升高，使箱内空气膨胀，将油从剖分面处挤出，所以箱盖上设有通气器。面处挤出，所以箱盖上设

15、有通气器。4 放油螺塞：放油螺塞：箱体底部设有箱体底部设有放油孔，平时用放油孔，平时用放油螺塞堵住。放油螺塞堵住。见见最底位置最底位置5 定位销：定位销：一般设置两个，位置尽可能远。在一般设置两个，位置尽可能远。在箱体联接凸缘的对角处，箱体联接凸缘的对角处，避免对称避免对称定位销的尺寸定位销的尺寸6 油标尺（油面指示器）：油标尺（油面指示器）：检查油箱内的油面高低。的尺寸检查油箱内的油面高低。的尺寸 位置：位置：尽量高（以免漏油）尽量高（以免漏油）但要方便取出但要方便取出 浸油深度一个齿高或不小于浸油深度一个齿高或不小于10mm7 起吊装置：起吊装置：可选用吊环螺钉箱盖上安装吊环螺钉处可选用吊

16、环螺钉箱盖上安装吊环螺钉处应设有凸台，使螺钉有足够的深度。应设有凸台，使螺钉有足够的深度。也可采用：也可采用：箱盖吊耳箱盖吊耳、吊钩吊钩和和 箱座吊钩箱座吊钩的结构。的结构。八八 润滑与密封润滑与密封 内密封内密封:挡油板挡油板 甩油盘甩油盘 甩油盘甩油盘八八 润滑与密封润滑与密封 外密封外密封:接触式接触式 非接触式非接触式九九 导油沟和回油沟导油沟和回油沟导油沟：输送油润滑轴承导油沟：输送油润滑轴承回油沟：输送油回箱体内，以免泄漏回油沟：输送油回箱体内，以免泄漏第三阶段第三阶段 完成装配图完成装配图 一一 画完侧视图及该补充的向视图画完侧视图及该补充的向视图，完成各零件的结构，完成各零件的结构设计，画剖面线、加深。设计，画剖面线、加深。二二 标注尺寸标注尺寸 1 外形尺寸：总长宽高外形尺寸：总长宽高 2 特性尺寸：齿轮传动中心距及偏差特性尺寸：齿轮传动中心距及偏差 3 安装尺寸：减速器与外部联接、安装的尺寸安装尺寸：减速器与外部联接、安装的尺寸4 配合尺寸：轴系零件之间的配合配合尺寸：轴系零件之间的配合，注意轴承内外径，注意轴承内外径 处的配合标注处的配合标注三三 标件号、明细表、标题栏及技术条件标件号、明细表、标题栏及技术条件