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1、 機械設計課程設計 （設計計算部分） 一、設計目的 機械設計課程設計是高等工科院校機械類本科學生第一次較全面的機械設計訓練，也是 機械設計課程的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。 其目的是： 1、綜合運用先修課理論，培養(yǎng)分析和解決工 程實際問題的能力。 2、學習簡單機械傳動裝置的設計原理和過程。 3、進行機械設計基本技能訓練。（計算、繪 圖、使用技術資料） 二、課程設計任務書 名稱：帶式輸送機傳動裝置（二級圓柱齒輪減速器）。 要求： 有輕微沖擊 ,工作經常滿載 ,原動機為電動機 ,齒輪 單向傳動 ,單班制工作（每班 8小
2、時） ,運輸帶速度誤差為 5%,減速器使用壽命 5年 ,每年按 300天計 ,小批量生產 ,啟 動載荷為名義載荷的 1.5倍。 傳動系統(tǒng)簡圖 原始數據 三、設計任務量 1、畫 A0號草圖、裝配圖各一張， A3號零件圖一張。 2、設計論文（說明書）一份，不少于 20頁。 四、參考資料 課程設計指導書 課程設計圖冊 機械零件設計手冊（含齒輪、帶、軸、軸承、鍵的內容） 機械設計（教材） 五、設計步驟 1、選擇電動機 2、傳動比分配 3、計算各軸的轉速 4、齒輪傳動設計 6、計算軸類零件 5、驗算系統(tǒng)誤差 7、繪制裝配圖和零件圖 1、
3、選擇電動機 選擇電動機依據：功率 P，轉速 n 1） 電動機功率計算 P 工作機功率 ： P w= FV/1000 （ kw） 其 中 已 知： F輸送帶拉力 （ N） V___輸送帶速度 （ m/s） 電動機需要功率： Pd= P w / (kw) 總 效 率 ： =1. 2. 3 n 1_________卷筒軸承效率 2_________ 卷筒效率 3_________低速級聯軸器效率 4_________ III軸軸承效率 5_________低速級齒輪嚙合效率 6_____
4、_____ II軸軸承效率 7_________高速級齒輪嚙合效率 8__________ I軸軸承效率 9_________高速級聯軸器效率 (效率值查設計手冊 ) 2)電動機轉速計算 n 工作機轉速 nw ： 因： V= (Dn)/60*1000 (m/s) 故： nw=(V*60*1000)/ D(rpm) 其中： V輸送機帶速 (m/s) D卷筒直徑 (mm) 電動機轉速 : nd= nwi總 =(840) nw（ rpm） 其中： i總 =840 i總 減速器傳動比 (總傳動比 ) 3）選定電動
5、機 根據求出的 P、 n查手冊。 轉速 n：建議選用同步轉速為 1500（ rpm） 功率 P：為使傳動可靠，額定功率應大于 計算功率即 P額 Pd=PW/總 選定電動機：型號（ Y系列）、 同步轉速 n、滿載轉速 nm、 額定功率 P額 、軸的中心高、 電動機軸徑、 起動轉矩 /額定轉矩的比值。 記下備用 2、傳動比分配 分配原則：各級傳動尺 寸協(xié)調，承載能力接近， 兩個大齒輪直徑接近以 便潤滑。（浸油深度） i總 =i減 =i高 *i低 =nm/nw i
6、減 減速器傳動比 i高 減速器內高速級傳動比 i低 減速器內低速級傳動比 nm電動機滿載轉速 nw工作機轉速 i高 =（ 1.21.3)i低 i減 = （ 1.21.3) i低 2 3、計算各軸的 n， P， T 1）各軸轉速 電動機軸 :nm（滿載轉速） I軸 : nI =nm II軸 : n II =nI/i高 2)各軸輸入功率 電動機軸 : Pd=Pw/總 I軸 : P I = Pd （ 聯軸器效率） II軸 : P I I= P I * 12 12I軸至 II軸效率 3)
7、各軸扭矩 T 電動機軸： Td=9550*Pd/nm（ Nm） I軸： TI= Td II軸： TII= TI*12*I高 計算出參數列表備用。 軸 號 功率 P 扭矩 T 轉速 n 傳動比 i 電動機軸 Pd Td nm i=1 I 軸 PI入 PI出 TI入 TI出 n I II 軸 PII入 PII出 TII入 TII出 n II 4、齒輪傳動設計 1）采用斜齒圓柱齒輪閉式軟齒面?zhèn)鲃樱? 2）選用中碳鋼，傳動用模數 m1.5 -2mm； 3) 強度計算中的功率用輸出功率； 4) 角方向確定應使中間軸的軸向力有所抵消； 5
8、） =8-15 ， Z1=20-40 ， Z2=iZ1求出后圓整； 6）因圓整 Z2時 i變化了故須驗算傳動比誤差： i=（ i-Z2/Z1） /i100% 5% 7）為使圖面勻稱，中心距： a高 120， a低 140， 8）檢查浸油深度，當高速級大齒輪浸油 1個齒高 時，低速級大齒輪浸油深度小于其分度圓半徑的 六分之一到三分之一，以降低攪油功耗。 5、驗算傳動系統(tǒng)速度誤差 輸送帶速實際 Vw在求解過程中與理論 V 發(fā)生了變化，故應驗算系統(tǒng)誤差。 （ V-Vw） /V100%< 5% 若不滿足應重新計算。
9、 6、計算軸類零件 1）初估 I 、 II、 III軸徑，注意第 I 根軸是否 設計成齒輪軸，對 II軸進行彎扭合成強度驗算。 2）軸承的選擇，同一根軸上的兩個軸承型號 相同。對 II軸上的軸承進行壽命計算。 3）鍵的選擇，對 II軸上的鍵進行強度校核。 提示： 力的結果取整數， 齒輪幾何參數精確到小數點后兩位， 傳動比精確到小數點后兩位， 螺旋角精確到秒， 設計公式要寫明來源出處 。 帶式輸送機傳動系統(tǒng)簡圖 原始數據 方 案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 運輸帶拉
10、力 F(N) 1800 1800 1900 1900 2000 2000 2100 2100 2200 2200 運輸帶速 度 V(m/s) 1.1 1.2 1.1 1.2 0.9 1.0 0.9 1.0 0.9 1.0 卷筒直徑 D(mm) 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 機械設計課程設計 （繪圖部分） 設計計算中需要驗算的內容 1、各級齒輪傳動的強度驗算 2、中間軸的彎扭合成強度驗算 3、中間軸鍵的強度驗算（只驗算一處） 4、中間軸上的滾動軸承壽命驗算 5、兩級傳動大齒輪浸油深度驗算 6、選擇減速器內齒輪潤滑方
11、式驗算 V 7、選擇滾動軸承的潤滑（劑）方式驗算 dn 4.設計中應注意的問題 1）輸入（出）軸外伸端長度、直徑應與聯軸器孔徑 匹配。 2）潤滑劑和潤滑方式的選擇 減速器內齒輪的潤滑劑和潤滑方式按圓周速度 V確定， 減速器內軸承的潤滑劑和潤滑方式按速度因數 dn確 定。由于齒輪和軸承可能分別采用潤滑油和潤滑脂， 此時二者不能相混，否則軸承潤滑脂被沖走，故應 在軸承處采用密封裝置“擋油盤”。注意，并不是 每個軸承處都安擋油盤。 3）油底油面高度 3050，以保證足夠的油量。 4）軸承蓋選嵌入式結構。 5）齒輪與軸的結合方式可設計成齒輪與軸分離，也 可以
12、成齒輪軸。 5.草圖設計步驟 按中心距先畫軸心線，再畫軸及軸承， 先畫箱內，后畫箱外， 先粗畫，后細畫， 先畫俯視圖，再畫主視圖， 最后畫側視圖。 布圖上下左右要適當勻稱。 正式裝配圖 1）各視圖應能完整表達箱內外結構（達到使 他人能拆圖的目的） 2）符合制圖國家標準，零件編號，標題欄， 明細表，技術要求等應齊全。 3）標注尺寸 a.特性尺寸 :齒輪中心距及公差值。 b.外廓尺寸 :長 *寬 *高 ，包括外伸端軸長。 c.安裝尺寸 :地腳螺釘孔徑及定位尺寸、孔 距、外伸端軸中心高。 d.配合
13、尺寸 :齒輪與軸、軸承內外圈、鍵槽、 外伸端與聯軸器。裝配圖上標注公差代號。 4）列出減速器特性 功率、轉速、傳動比。 零件圖 1、 中間軸或齒輪（低速級大齒輪） 2、要求：標出全部尺寸、公差值、形 位置公差、粗糙度、材料及熱處理方法 技術要求等。 軸的鍵槽處要有移出剖面， 齒輪軸列出參數表。 編寫設計計算說明書 1、頁數約 24頁（ 16開） 包括封面，目錄，附錄。 2、軸的彎扭矩圖在同一張紙上。 評分依據 1、正式裝配圖、零件圖（繪圖正確，尺寸準 確，零件圖和裝配圖相符） 2、說明書（設計
14、過程完整、合理，計算正確） 3、答辯 以上均要求獨立完成，如有雷同視為作弊。 減速器裝配圖設計 一、結構 二、應表達內容 1、工作原理； 2、各零件裝配關系； 3、各零件的形狀和尺寸 三、裝配圖設計步驟 “三先三后” 1、準備階段 2、布置圖面： （ 1）比例 1： 1；（ 2）三視圖； 812 1 2 2 3 、 在 主 、 俯 視 圖 上 畫 出 傳 動 件 中 心 線 、 輪 廓 線 及 其 箱 體 內 壁 線 a1 a 2 注意：箱體尺寸應取整。 二級圓柱齒輪傳動立體圖 4、根據初估軸徑定跨距 （ 1）確定軸承在箱體孔中
15、的位置 油潤滑：沿內壁線縮近 3 3 5mm 脂潤滑：沿內壁線縮近 3 8 12mm （ 2）確定軸承孔外端面的位置 L L C1+C2+（ 510） 注意： C1、 C2指的是軸承旁螺栓直徑對應的 C1、 C2 8 (擋油板 ) 油潤滑 脂潤滑 3 5 8 12 二級圓柱齒輪傳動 8 12 1 2 2 3 軸承起始 線 L 軸承孔 外端面 端蓋 10mm+ 墊片 2mm 軸伸端位置 20 放聯軸 器或帶 輪 5、軸的結構設計 （說明書上表示出） 1）考慮零件裝配方案 2）定軸各段的直徑和長度（伸出軸長度） 3）考慮軸向、周向定位 6、（最后一根）軸、軸
16、承、鍵的強度校核 7、傳動零件的組合設計 8、滾動軸承的組合設計 考慮：固定方式，調整，裝拆，潤滑和密封 9、箱體結構設計 要求： 1）剛度 ：壁厚，筋板（軸承端部凸出處） 2）工藝性 ： 鑄造工藝 （拔模斜度、壁厚盡量均勻） 加工面與非加工面的區(qū)別 減少加工時調整刀具的次數 機加工工藝 3)要有可靠密封、足夠油量 4)保證剖分面的密封性 8 (箱體結構設計 ) 保證足夠剛度 一定的壁厚 加肋板 軸承旁螺栓盡量靠近 機座底凸緣寬應超過機體內壁 又要有足夠的 扳手空間，如 何協(xié)調？ 凸臺 箱蓋 箱座 剖分 面 C1 C2 C1 C2 具體步驟
17、 1）軸承旁螺栓凸臺尺寸確定； 2）大、小齒輪端蓋外表面圓弧 R底確定； 3）箱體螺栓布局（注意：不能布置在剖分面上） 4）油面高度及箱座中心高度 H 5）定油溝尺寸（油潤滑） 6）油標凸臺結構（一般傾斜 45 ） 7）其它附件設計：作用、位置、大小 C2 C2 C1 A 軸承旁螺栓凸臺高度線 B O R3 R2 R1 R1=da/2， R2=R1+ 1， R3=R2+， 8 (確定左、右外壁圓弧 ) 注意： 左外壁圓弧的圓心不一定在軸心，主要考慮： 1）高速級大齒輪頂圓； 2）凸臺； 3）吊鉤位置； 4）窺視孔位置。 左 外 壁圓弧 右 外 壁圓弧
18、 D2 C2 C1 8 減速器裝配圖設計 5)5030(2dH 2a 低 注意： 20 15 浸油深度 中心高 H 浸油深度：高速級 一個齒高 10mm（錐齒 (0.5 1)b10mm ） 低速級 da2低 /6 8 (減速器附件設計 ) 附件設計 視孔蓋、通氣器 放油螺塞 油標 吊鉤 吊環(huán) 8 (端蓋的結構 ) 8 減速器裝配圖設計 悶蓋 透蓋 軸承脂潤滑 10 14 17 12 圖冊 P85 8 (調整墊片 ) 8 (箱體繪圖步驟 ) 起蓋螺釘 幾個常見錯誤 拆卸空間不足 對于螺栓位置必須考慮加工位置以及拆卸扳手空 間（ C1和 C2)（表 11-2） 螺栓位置的設計 機械設計課程設計 鉆孔工藝性 油標尺的設計（ 1） 油標尺的設計（ 2） 減速器箱體外零件與箱壁距離 窺視孔凸臺 軸承孔座旁螺栓 鑄造拔模斜度 螺釘聯接的畫法 螺栓聯接中的魚眼坑 箱體定位銷的設計 套筒固定 軸頭的長度要比轂的長度稍短，保證套筒與齒 輪的端面可靠固定。 齒輪設計成齒輪軸的條件： 2 .5 nem 軸承定位軸肩需查軸承手冊 軸承定位軸肩 帶輪缺乏定位軸肩 齒輪缺乏定位軸肩
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