機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計單級電子版

1、2第一節(jié) 概述一、設(shè)計題目與內(nèi)容1.設(shè)計題目（參見任務(wù)書及圖1）機(jī)械傳動裝置設(shè)計（單級斜齒圓柱齒輪減速器）。2.設(shè)計內(nèi)容傳動裝置的總體設(shè)計。包括：擬定傳動方案（見任務(wù)書）；選擇電動機(jī)；確定總傳動比及分配各級傳動比；計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)。傳動件和軸系零部件的設(shè)計計算。包括：帶傳動、齒輪傳動以及軸的設(shè)計計算，鍵、軸承、聯(lián)軸器的選擇計算等。減速器裝配圖設(shè)計。編寫計算說明書。3 二、設(shè)計目的與要求1.目的培養(yǎng)學(xué)生綜合運用機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程及工程制圖、CAD軟件應(yīng)用等其它先修課程的理論知識和生產(chǎn)實踐（金工實習(xí)）知識解決工程實際問題的能力。學(xué)習(xí)和掌握一般機(jī)械設(shè)計的基本方法和程序，培養(yǎng)獨立設(shè)計能力。進(jìn)

2、行機(jī)械設(shè)計基本技能的訓(xùn)練，包括計算、繪圖及正確運用設(shè)計資料（標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等）。2.要求每位學(xué)生在老師指導(dǎo)下獨立完成所給定的設(shè)計任務(wù)，提交設(shè)計資料（圖紙、計算說明書）、參加答辯。積極思考、勇于創(chuàng)新，培養(yǎng)良好的設(shè)計素質(zhì)和能力。4三、設(shè)計步驟1準(zhǔn)備工作 明確設(shè)計任務(wù)和要求；學(xué)習(xí)設(shè)計、計算基本方法與步驟、CAD軟件應(yīng)用；減速器結(jié)構(gòu)認(rèn)識實驗等。2傳動裝置的總體設(shè)計 根據(jù)設(shè)計要求，擬定傳動總體布置方案；選擇電動機(jī)；計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)。3傳動件設(shè)計計算 帶傳動、齒輪傳動設(shè)計。4軸系零部件設(shè)計計算 軸設(shè)計計算（結(jié)構(gòu)設(shè)計、強(qiáng)度驗算）、軸承、聯(lián)軸器的選擇計算及鍵聯(lián)接計算。5減速器裝配圖和零件圖設(shè)計 完成減

3、速器裝配圖和零件圖設(shè)計；必要時對計算作相應(yīng)修改。6. 整理和編寫計算說明書（打印）7. 提交設(shè)計資料（包括紙質(zhì)版和電子版）。5第二節(jié) 傳動裝置的總體設(shè)計 總體設(shè)計一般按以下步驟進(jìn)行：一、擬定傳動方案綜合考慮工作要求、工作條件等因素，擬定合理的傳動方案（已給定，參見圖1） 圖1 帶式運輸機(jī)傳動示意圖VF電動機(jī)帶傳動單級齒輪減速器聯(lián)軸器卷筒運輸帶6二、選擇電動機(jī) 確定電動機(jī)類型、結(jié)構(gòu)、容量（額定功率）和轉(zhuǎn)速，并在設(shè)計手冊中查出其型號和尺寸。1. 選擇電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式 根據(jù)工作條件，本設(shè)計方案中選用Y系列三相籠型異步電動機(jī)系列三相籠型異步電動機(jī)。2. 選擇電動機(jī)額定功率 對于不變載荷下長期連續(xù)運

4、行的機(jī)械，要求 。 為所選電動機(jī)額定功率， 為根據(jù)工作要求所需的電動機(jī)功率。 式中： 運輸帶所需功率，KW； 由電動機(jī)至運輸帶/小鏈輪軸的總效率。dedPPedPdPKWPPawdwPa7確定a)運輸帶：式中：F 運輸帶拉力，N； v 運輸帶線速度，m/s。b)鏈傳動：式中：F 牽引力，N； v 鏈條工作速度，m/s。確定a)運輸帶： b)鏈傳動： 式中： 帶傳動效率， ；一對齒輪傳動效率， ；一對滾動軸承效率， ；彈性聯(lián)軸器效率， ；卷筒效率， 。wPKWFvPw1000KWFvPw1000smpnZvL/600001111aJLZCDa3D96. 0DC98. 0CZ99. 0ZL99.

5、0LJ96. 0J2ZCDa8 3. 確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速 額定功率相同的電動機(jī)有幾種不同轉(zhuǎn)速，常用有3000、1500、1000、750r/min。電動機(jī)轉(zhuǎn)速低，輸出轉(zhuǎn)矩大，但重量、尺寸大，價格較高；反之，則輸出轉(zhuǎn)矩小，且傳動裝置的傳動比大，結(jié)構(gòu)較大。本課程設(shè)計中推薦在1500或1000r/min兩種轉(zhuǎn)速中選擇。式中： 電動機(jī)可選轉(zhuǎn)速范圍； 轉(zhuǎn)動裝置總傳動比的合理范圍， ； 、 帶轉(zhuǎn)動和單級圓柱齒輪減速器的傳動比合理范圍。普通V帶傳動， （為避免大帶輪直徑太大， 不宜取大）；單級圓柱齒輪減速器， ； 卷筒/鏈輪軸實際轉(zhuǎn)速，對卷筒： ；v為運輸帶速度，m/s；D為卷筒直徑，mm。min/21rnii

6、ninaddnai21iiia1i2i321i1i632inmin/100060rDvn9根據(jù) 和 從設(shè)計手冊中選擇合適的電動機(jī)型號，并將有關(guān)性能參數(shù)及尺寸錄于表中（編入計算說明書）。示例：三、確定傳動裝置總傳動比和各級傳動比的分配1. 確定總傳動比式中： 電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速（按滿載轉(zhuǎn)速計算誤差較?。?，r/min；2. 各級傳動比分配式中： 、 分別為帶傳動和減速器傳動比。合理分配 、 ，在合適范圍內(nèi)。型 號額定功率KW 同步轉(zhuǎn)速r/min 滿載轉(zhuǎn)速r/min 中心高Hmm 軸伸尺寸DEmm 裝鍵部位尺寸FGDmm Y132M1-6 41000960132 3080 1041 dPdnainnim

7、amn21iiia1i2i2i1i10四、計算各軸轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩（運動和動力參數(shù)）分別定義、軸（見圖）。1. 計算各軸轉(zhuǎn)速（單位：r/min）軸轉(zhuǎn)速： 軸轉(zhuǎn)速： 軸轉(zhuǎn)速：vFIIIIIImnn11111inn211111inn11 2. 計算各軸輸入功率（單位：KW）軸功率： 為電動機(jī)工作時實際所需功率。若按額定功率 設(shè)計，則將造成設(shè)備能力的浪費。軸功率：軸功率：式中： 、 分別為軸至軸、軸至軸的傳動效率。 ， 。 3. 計算各軸輸入轉(zhuǎn)矩（單位：Nmm）軸轉(zhuǎn)矩：軸轉(zhuǎn)矩：軸轉(zhuǎn)矩：將各項運動和動力參數(shù)計算結(jié)果列表整理。dPP 1dPedP12111PP2311111PP1223D12CZ2311

8、611055. 9nPT121111iTT23211111iTT12第三節(jié) 齒輪減速器簡介 一、減速器的功用減速、增矩。二、減速器分類（按傳動級數(shù)分）單級（一對齒輪傳動）、雙級（兩對齒輪串聯(lián)傳動）、多級等。三、減速器結(jié)構(gòu)箱體（箱蓋、底座）、齒輪、軸、軸承、軸承蓋、聯(lián)接螺栓、定位銷及減速器輔件等。 箱 蓋 底 座 軸承蓋 聯(lián)接螺栓 定位銷 通氣器 起蓋螺釘 窺視孔蓋 油尺 放油螺塞13四、減速器輔件及其功用1. 通氣器減速器工作時，箱內(nèi)溫度升高，將使箱內(nèi)氣壓增大；利用通氣器，使箱體內(nèi)外氣壓保持平衡，避免將潤滑油從剖分面處擠出，污染環(huán)境。2. 窺視孔蓋為便于觀察齒輪嚙合情況和添加潤滑油，在機(jī)蓋頂部

9、靠近齒輪嚙合區(qū)上方開設(shè)窺視孔。3. 吊環(huán)螺釘（吊耳）吊起機(jī)蓋。4. 吊鉤吊起整臺減速器。5. 油尺（油標(biāo)）觀察油面高度。6. 放油螺塞減速器工作一定時間后，箱底沉積較多雜質(zhì)、油質(zhì)變壞。旋下放油螺塞，以便排放潤滑油。7. 起蓋螺釘將機(jī)蓋頂起，以便拆卸通氣器窺視孔蓋吊耳油尺放油螺塞吊鉤起蓋螺釘14第四節(jié) 傳動件設(shè)計計算 一、帶傳動設(shè)計計算電動機(jī)與減速器之間采用普通V帶傳動，有關(guān)設(shè)計計算方法已在機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程中介紹。注意事項：注意帶輪尺寸與傳動裝置外廓尺寸的協(xié)調(diào)（一般應(yīng)使小帶輪半徑不超過電動機(jī)中心高，大帶輪半徑不超過減速器中心高）。必要時進(jìn)行修正。帶輪結(jié)構(gòu)尺寸參閱教材或設(shè)計手冊相關(guān)內(nèi)容。二、齒輪傳

10、動設(shè)計計算按軟面齒標(biāo)準(zhǔn)漸開線斜齒圓柱齒輪傳動設(shè)計。注意事項：若小齒輪與軸做成一體（齒輪軸），所選材料應(yīng)兼顧軸的要求。通過調(diào)節(jié)螺旋角使中心距圓整為0、5結(jié)尾的整數(shù)。齒輪結(jié)構(gòu)尺寸參閱手冊第163頁表11-6。齒輪軸結(jié)構(gòu)可參考手冊第212頁圖16-23。15第五節(jié) 軸系部件設(shè)計計算 一、初估軸徑初估軸徑為軸的最小直徑（軸端或軸承處直徑），可按下式估算：式中： 所設(shè)計軸的輸入功率，KW； n 所設(shè)計軸的轉(zhuǎn)速，r/min。 C 與軸材料有關(guān)的系數(shù)，參見教材。注意事項：軸的最小直徑應(yīng)不小于電動機(jī)軸徑，且與大帶輪孔徑相符。軸的最小直徑應(yīng)不小于軸的最小直徑、且與聯(lián)軸器孔徑相符。mmnPCd3P16二、軸的結(jié)構(gòu)

11、設(shè)計 1. 軸的總長 機(jī)體內(nèi)壁間距離L： （圓整） 式中： 為小齒輪的齒寬； 小齒輪端面至機(jī)體內(nèi)壁距離，第158頁表11-1。212 bL221bLb117軸總長 （圓整） 其中： （圓整）； 軸承內(nèi)側(cè)至機(jī)體內(nèi)壁之間的距離，第208頁圖16-12； 軸承寬度，查設(shè)計手冊； 凸緣式軸承端蓋壁厚，第166頁表11-10； 端蓋聯(lián)接螺釘頭厚度，查設(shè)計手冊； 大帶輪與軸承端蓋聯(lián)接螺釘頭端面之間的間隙， ； 機(jī)座壁厚，手冊表11-1； 、 扳手操作空間，按手冊表11-1確定； 大帶輪輪 轂寬度。3122123IIGZBtelLBLLIIL)128(212ccl3ZBe1te1t2mm128注：若采用嵌入

12、式端蓋結(jié)構(gòu)，則無和 。1c2cLb1ZB3l21te31GBGB18軸總長a)運輸帶： （圓整）A 彈性套柱銷聯(lián)軸器拆卸空間（查手冊）；b半聯(lián)軸器凸緣寬度（查手冊）。b)鏈傳動： （圓整） 小鏈輪與軸承端蓋聯(lián)接螺釘頭端面 之間的間隙， ；BL小鏈輪輪轂寬度。111L)31 (22123111bAtelLBLLZ)31 (22123111LZBttlLBLLmm128192. 軸結(jié)構(gòu)設(shè)計按機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程中介紹的有關(guān)方法設(shè)計。（建議：先根據(jù)軸上裝配的零件在草稿紙上畫出軸結(jié)構(gòu)草圖，并初定各軸段直徑和長度，再CAD作圖。）3. 選擇鍵、軸承、聯(lián)軸器 根據(jù)工作條件從手冊中選擇合適的類型和型號（建議選用

13、球軸承；聯(lián)軸器選彈性套柱銷聯(lián)軸器）。三、軸的強(qiáng)度驗算、軸承壽命計算、鍵聯(lián)接計算 按機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程中介紹的有關(guān)方法計算。 20第六節(jié) 減速器裝配圖設(shè)計 根據(jù)設(shè)計計算數(shù)據(jù)采用CAD軟件正確繪制減速器裝配圖（三視圖）。注意事項： 1. 若在作圖過程中對原定設(shè)計參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，則相應(yīng)的計算應(yīng)重新進(jìn)行。 2. 減速器裝配圖應(yīng)標(biāo)注減速器主要性能尺寸（中心距、中心高）、外形尺寸（總長、寬、高）、主要配合、零件號與明細(xì)表、技術(shù)要求等內(nèi)容。 3. 零件圖（一根軸和一個齒輪）應(yīng)標(biāo)注詳細(xì)尺寸和公差、規(guī)定技術(shù)要求等內(nèi)容。21第七節(jié) 其它注意事項 一、完成項目1每人完成一張裝配圖和兩張零件圖，采用A4紙打印輸出。2編寫

14、計算說明書一份，采用A4紙打印輸出。計算說明書應(yīng)包括封面、目錄、設(shè)計任務(wù)、計算項目和過程、計算結(jié)果、結(jié)束語（對設(shè)計方案的評價及對課程設(shè)計的體會等）、參考資料。3設(shè)計完成后，將紙質(zhì)版設(shè)計資料裝訂后裝入統(tǒng)一文件袋，并寫明課程設(shè)計名稱、系別、專業(yè)、班級、姓名、指導(dǎo)教師、日期等內(nèi)容；電子版資料拷貝留存。二、進(jìn)度安排（以10天計）1第1天：準(zhǔn)備工作（聽課、實驗、軟件安裝等）；2第2天：計算（選擇電動機(jī)、帶傳動和齒輪傳動設(shè)計）；3第38天：CAD設(shè)計；4第9天：編寫計算說明書；5第10天：提交設(shè)計資料，答辯。總計：10天。2223預(yù)祝各位取得優(yōu)良成績！謝 謝！24 二、設(shè)計目的與要求1.目的培養(yǎng)學(xué)生綜合運

15、用機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程及工程制圖、CAD軟件應(yīng)用等其它先修課程的理論知識和生產(chǎn)實踐（金工實習(xí)）知識解決工程實際問題的能力。學(xué)習(xí)和掌握一般機(jī)械設(shè)計的基本方法和程序，培養(yǎng)獨立設(shè)計能力。進(jìn)行機(jī)械設(shè)計基本技能的訓(xùn)練，包括計算、繪圖及正確運用設(shè)計資料（標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等）。2.要求每位學(xué)生在老師指導(dǎo)下獨立完成所給定的設(shè)計任務(wù)，提交設(shè)計資料（圖紙、計算說明書）、參加答辯。積極思考、勇于創(chuàng)新，培養(yǎng)良好的設(shè)計素質(zhì)和能力。25確定a)運輸帶：式中：F 運輸帶拉力，N； v 運輸帶線速度，m/s。b)鏈傳動：式中：F 牽引力，N； v 鏈條工作速度，m/s。確定a)運輸帶： b)鏈傳動： 式中： 帶傳動效率， ；一對齒輪傳

16、動效率， ；一對滾動軸承效率， ；彈性聯(lián)軸器效率， ；卷筒效率， 。wPKWFvPw1000KWFvPw1000smpnZvL/600001111aJLZCDa3D96. 0DC98. 0CZ99. 0ZL99. 0LJ96. 0J2ZCDa26四、計算各軸轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩（運動和動力參數(shù)）分別定義、軸（見圖）。1. 計算各軸轉(zhuǎn)速（單位：r/min）軸轉(zhuǎn)速： 軸轉(zhuǎn)速： 軸轉(zhuǎn)速：vFIIIIIImnn11111inn211111inn27 2. 計算各軸輸入功率（單位：KW）軸功率： 為電動機(jī)工作時實際所需功率。若按額定功率 設(shè)計，則將造成設(shè)備能力的浪費。軸功率：軸功率：式中： 、 分別為軸至軸、軸至軸的傳動效率。 ， 。 3. 計算各軸輸入轉(zhuǎn)矩（單位：Nmm）軸轉(zhuǎn)矩：軸轉(zhuǎn)矩：軸轉(zhuǎn)矩：將各項運動和動力參數(shù)計算結(jié)果列表整理。dPP 1dPedP12111PP2311111PP1223D12CZ2311611055. 9nPT121111iTT23211111iTT28軸總長a)運輸帶： （圓整）A 彈性套柱銷聯(lián)軸器拆卸空間（查手冊）；b半聯(lián)軸器凸緣寬度（查手冊）。b)鏈傳動： （圓整） 小鏈輪與軸承端蓋聯(lián)接螺釘頭端面