1、 機械設計課程設計機械設計課程設計一、設計目的一、設計目的 機械設計課程設計是高等工科院校機械類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節。機械設計課程的一個重要的實踐性教學環節。其目的是：其目的是：1、綜合運用先修課理論，培養分析和解決工程、綜合運用先修課理論，培養分析和解決工程實際問題的能力。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。、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、進行機械設計基本技能訓練。（計算、繪圖、使用技術

2、資料）使用技術資料）名稱：帶式輸送機的傳動裝置設計名稱：帶式輸送機的傳動裝置設計二、課程設計任務書二、課程設計任務書工作要求：工作要求： （1）滿載工作滿載工作,有輕微沖擊有輕微沖擊； （2）原動機為電動機原動機為電動機,齒輪齒輪單向傳動單向傳動； （3）減速器使用壽命減速器使用壽命5年年,每年工作每年工作300天計，單班天計，單班工作工作8小時小時 ；（4）運輸帶速度誤差為運輸帶速度誤差為5%, 小批量生產小批量生產,啟動載荷為名啟動載荷為名義載荷的義載荷的1.5倍。倍。二、課程設計任務書二、課程設計任務書三、設計任務量三、設計任務量傳動系統簡圖傳動系統簡圖原始數據原始數據1、畫A0號草圖、

3、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、參考資料四、參考資料1.機械零件設計手冊（齒輪、帶、軸、軸機械零件設計手冊（齒輪、帶、軸、軸承、鍵的內容）承、鍵的內容）2.機械制圖、材料力學、機械原理、機械機械制圖、材料力學、機械原理、機械設計（教材）設計（教材）3.課程設計指導書、圖冊，上網查資料課程設計指導書、圖冊，上網查資料五、設計步驟五、設計步驟 1、選擇電動機、選擇電動機 2、傳動比分配、傳動比分配 3、計算各軸的轉速、計算各軸的轉速 4、齒輪傳動設計、齒輪傳動設計 6、計算軸類零件、計算軸類零件 5、驗算系統誤差、驗算系統誤差 7、繪制裝配圖和零件圖

4、、繪制裝配圖和零件圖 選擇電動機依據：功率選擇電動機依據：功率P，轉速，轉速n 1）電動機功率計算）電動機功率計算P工作機功率工作機功率 ：P w= FV/1000 （ kw）其其 中中 已已 知：知： F輸送帶拉力輸送帶拉力 （N） V_輸送帶速度輸送帶速度 （m/s）電動機需要功率：電動機需要功率： Pd= P w / (kw) 總總 效效 率率 ： =1. 2. 3 n 1_卷筒軸承效率卷筒軸承效率 2_ 卷筒效率卷筒效率 3_低速級聯軸器效率低速級聯軸器效率 4_ III軸軸承效率軸軸承效率 5_低速級齒輪嚙合效率低速級齒輪嚙合效率 6_ II軸軸承效率軸軸承效率 7_高速級齒輪嚙合效

5、率高速級齒輪嚙合效率 8_ I軸軸承效率軸軸承效率 9_高速級聯軸器效率高速級聯軸器效率 (效率值查設計手冊效率值查設計手冊)1、選擇電動機、選擇電動機工作機轉速工作機轉速nw ： 因：因：V= (DnDnw)/)/（6060* *10001000） (m/s) (m/s) 故：故：nw=(V*60*1000)/ D(rpm)D(rpm)其中：其中：V輸送機帶速輸送機帶速 (m/s)(m/s) D卷筒直徑卷筒直徑 (mm) (mm) 電動機轉速電動機轉速: : nd= nwi總總=(840) nw（rpmrpm） 其中：其中：i總總=840 i總總減速器傳動比減速器傳動比(總傳動比總傳動比)2

6、)電動機轉速計算電動機轉速計算n根據求出的根據求出的P、n查手冊。查手冊。轉速轉速n：建議選用同步轉速為：建議選用同步轉速為1500（rpm）功率功率P：為使傳動可靠，額定功率應大于：為使傳動可靠，額定功率應大于 計算計算功率即功率即 P額額Pd=PW/總總選定電動機：型號（選定電動機：型號（Y系列）、系列）、 同步轉速同步轉速n、滿載轉速、滿載轉速nm、 額定功率額定功率P額額、軸的中心高、軸的中心高、 電動機軸徑、電動機軸徑、 起動轉矩起動轉矩/額定轉矩的比值。額定轉矩的比值。 記下備用記下備用3）選定電動機）選定電動機2、傳動比分配、傳動比分配分配原則：分配原則： 各級傳動尺寸協調，各級

7、傳動尺寸協調， 承載能力接近，承載能力接近， 兩個大齒輪直徑接近兩個大齒輪直徑接近 以便潤滑。（浸油深度）以便潤滑。（浸油深度）i總總=i減減=i高高*i低低=nm/nwi減減減速器傳動比減速器傳動比i高高減速器內高速級傳動比減速器內高速級傳動比i低低減速器內低速級傳動比減速器內低速級傳動比nm電動機滿載轉速電動機滿載轉速nw工作機轉速工作機轉速i高高=（1.21.3)i低低i減減= （1.21.3) i低低2 1）各軸轉速）各軸轉速 電動機軸電動機軸:nm（滿載轉速）（滿載轉速） I軸軸: nI =nm II軸軸: n II =nI/i高高 2)各軸輸入功率各軸輸入功率 電動機軸電動機軸:

8、Pd=Pw/總總 I軸軸: P I = Pd （聯軸器效率）聯軸器效率） II軸軸: P I I= P I * 12 12I軸至軸至 II軸效率軸效率3、計算各軸的、計算各軸的n，P，T3)各軸扭矩各軸扭矩T 電動機軸：電動機軸： Td=9550*Pd/nm（Nm） I軸：軸： TI= Td II軸：軸：TII= TI*12*I高高 計算出參數列表備用。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 1 1）采用斜齒圓柱齒輪閉式軟齒面傳動；）采用斜齒圓柱齒

9、輪閉式軟齒面傳動； 2 2）選用中碳鋼，傳動用模數）選用中碳鋼，傳動用模數m1.5-2mm1.5-2mm； 3) 3) 強度計算中的功率用輸出功率；強度計算中的功率用輸出功率； 4) 4) 角方向確定應使中間軸的軸向力有所抵消；角方向確定應使中間軸的軸向力有所抵消； 5 5）=8-15=8-15，Z Z1 1=20-40 =20-40 ，Z Z2 2=iZ=iZ1 1求出后圓整；求出后圓整； 6 6）因圓整）因圓整Z Z2 2時時i i變化了故須驗算傳動比誤差：變化了故須驗算傳動比誤差： i=i=（i-Zi-Z2 2/Z/Z1 1）/i100%/i100%5%5% 7 7）為使圖面勻稱，中心距

10、：）為使圖面勻稱，中心距：a a高高 120120， a a低低 140140， 8 8）檢查浸油深度，當高速級大齒輪浸油）檢查浸油深度，當高速級大齒輪浸油1 1個齒高個齒高 時，低速級大齒輪浸油深度小于其分度圓半徑的六時，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。分之一到三分之一，以降低攪油功耗。4、齒輪傳動設計、齒輪傳動設計輸送帶速實際輸送帶速實際Vw在求解過程中與理論在求解過程中與理論V發發生了變化，故應驗算系統誤差。生了變化，故應驗算系統誤差。 （ V-Vw）/V100%5%若不滿足應重新計算。若不滿足應重新計算。 5、驗算傳動系統速度誤差、驗算傳動系統

11、速度誤差 1）初估）初估I 、II、 III軸徑，注意第軸徑，注意第I 根軸是否設根軸是否設計成齒輪軸，對計成齒輪軸，對 II軸進行彎扭合成強度驗算。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）軸承的選擇，同一根軸上的兩個軸承型號相同。對號相同。對II軸上的軸承進行壽命計算。軸上的軸承進行壽命計算。 3）鍵的選擇，對）鍵的選擇，對 II軸上的鍵進行強度校核。軸上的鍵進行強度校核。 提示：提示： 力的結果取整數，力的結果取整數， 齒輪幾何參數精確到小數點后兩位，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，傳動比精確到小數點后兩位， 螺旋角精確到秒，螺旋角精確

12、到秒， 設計公式要寫明來源出處。設計公式要寫明來源出處。 6、計算軸類零件、計算軸類零件帶式輸送機傳動系統簡圖帶式輸送機傳動系統簡圖原始數據原始數據方 案12345678910運輸帶拉力F(N)1800180019001900200020002100210022002200運輸帶速度V(m/s)1.11.21.11.20.91.00.91.00.91.0卷筒直徑D(mm)3003003003003003003003003003001、草圖設計（儀器圖）、草圖設計（儀器圖）2、裝配圖（、裝配圖（CAD ）3、撰寫論文、撰寫論文草圖設計是裝配圖設計的規劃和準備階段草圖設計是裝配圖設計的規劃和準備階

13、段裝配圖設計是對草圖的進一步細化和完善裝配圖設計是對草圖的進一步細化和完善特點：特點：“算畫結合算畫結合”邊畫邊算邊畫邊算第二階段設計的主要內容第二階段設計的主要內容:1、準備工作、準備工作（1）A0圖紙圖紙1張，比例張，比例1:1（2）主要傳動件的參數計算完備（齒輪幾）主要傳動件的參數計算完備（齒輪幾何尺寸、軸徑估算）何尺寸、軸徑估算）2、要求、要求 （1） 草圖設計正確，迅速，主要結構要表草圖設計正確，迅速，主要結構要表達清楚。各零件尺寸可隨時標注在圖紙上。達清楚。各零件尺寸可隨時標注在圖紙上。 （2）草圖不要求線型，同樣零件可只畫一）草圖不要求線型，同樣零件可只畫一個，其它簡畫。個，其它

14、簡畫。 （3）所有零件尺寸隨手畫在草圖上，以免）所有零件尺寸隨手畫在草圖上，以免再次查找。再次查找。草圖設計草圖設計3、任務（以設計手冊為參考資料）、任務（以設計手冊為參考資料） 1）通過草圖設計檢查傳動比分配是否合理，）通過草圖設計檢查傳動比分配是否合理， 低速軸與高速大齒輪是否干涉，低速軸與高速大齒輪是否干涉， 兩大齒輪浸油深度：高速大齒輪浸油深兩大齒輪浸油深度：高速大齒輪浸油深1個個齒高時低速大輪浸油深度齒高時低速大輪浸油深度半徑的半徑的1/31/6。 2）軸的結構設計和軸系零件設計（補充設計）軸的結構設計和軸系零件設計（補充設計計算）定出支點距后對中間軸進行彎扭強度驗計算）定出支點距后

15、對中間軸進行彎扭強度驗算。算。 3）軸承的組合設計）軸承的組合設計 確定軸承的型號和工作位置、潤滑方式確定軸承的型號和工作位置、潤滑方式和密封裝置，對中間軸上的軸承進行壽和密封裝置，對中間軸上的軸承進行壽命計算。命計算。 4）確定箱體的結構及各部分尺寸。）確定箱體的結構及各部分尺寸。 5）減速器附件設計（吊鉤、吊耳、觀）減速器附件設計（吊鉤、吊耳、觀察窗、油標尺等）察窗、油標尺等） 6）確定聯接件結構尺寸及位置。）確定聯接件結構尺寸及位置。 7）驗算）驗算1、各級齒輪傳動的強度驗算、各級齒輪傳動的強度驗算2、中間軸的彎扭合成強度驗算、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）

16、、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、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、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式驗算、選擇減速器內齒輪潤滑方式驗算V7、選擇滾動軸承的潤滑（劑）方式驗算、選擇滾動軸承的潤滑（劑）方式驗算dn設計計算中需要驗算的內容設計計算中需要驗算的內容4.設計中應注意的問題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）輸入（出）軸外伸端長度、直徑應與聯軸器孔徑匹配。配。 2）潤滑劑和潤滑方式的選擇）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減速器內齒輪的潤滑劑和潤滑方

17、式按圓周速度V確定，確定， 減速器內軸承的潤滑劑和潤滑方式按速度因數減速器內軸承的潤滑劑和潤滑方式按速度因數dn確確定。由于齒輪和軸承可能分別采用潤滑油和潤滑脂，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在軸承處采用密封裝置“擋油盤擋油盤”。注意，并不是每。注意，并不是每個軸承處都安擋油盤。個軸承處都安擋油盤。 3）油底油面高度）油底油面高度3050，以保證足夠的油量。，以保證足夠的油量。 4）軸承蓋選嵌入式結構。）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

18、）齒輪與軸的結合方式可設計成齒輪與軸分離，也可以成齒輪軸。可以成齒輪軸。 按中心距先畫軸心線，再畫軸及軸承，按中心距先畫軸心線，再畫軸及軸承， 先畫箱內，后畫箱外，先畫箱內，后畫箱外， 先粗畫，后細畫，先粗畫，后細畫， 先畫俯視圖，再畫主視圖，先畫俯視圖，再畫主視圖， 最后畫側視圖。最后畫側視圖。 布圖上下左右要適當勻稱。布圖上下左右要適當勻稱。5.草圖設計步驟 機座壁厚機座壁厚 按二級齒輪減速器按二級齒輪減速器a選擇壁厚選擇壁厚 a_低速級中心距低速級中心距 軸承座旁螺栓扳手空間軸承座旁螺栓扳手空間 扳手空間大操作方便，但扳手空間大操作方便，但h太大螺栓太長，太大螺栓太長，安裝不便，且要合于

19、螺栓長度系列安裝不便，且要合于螺栓長度系列 螺栓中心到機座外壁距離螺栓中心到機座外壁距離 螺栓中心到機座外凸邊緣尺寸螺栓中心到機座外凸邊緣尺寸箱體結構設計箱體結構設計起蓋螺釘起蓋螺釘作用：起蓋用作用：起蓋用 ，兩個對角線布置。，兩個對角線布置。定位銷定位銷作用：鏜軸承孔定位用，作用：鏜軸承孔定位用， 錐度錐度 1：50 兩個，兩個， 對角線布置。對角線布置。觀察窗觀察窗作用：注油、觀察兩對齒輪嚙合作用：注油、觀察兩對齒輪嚙合 情況，以能進手為宜。情況，以能進手為宜。通氣器通氣器作用：平衡機體內外壓力。作用：平衡機體內外壓力。吊鉤吊鉤作用：起吊整機用，與底座鑄出。作用：起吊整機用，與底座鑄出。起蓋吊耳起蓋吊耳作用：起吊蓋，與上蓋一同鑄作用：起吊蓋，與上蓋一同鑄出。出。油標尺油標尺作用：測量油面深度，要有最高作用：測量油面深度，要有最高液面，最低液面刻度。位置設計要防止液面，最低液面刻度。位置設計要防止拔不出油標或油外溢。拔不出油標或油外溢。放油塞放油塞作用：更換潤滑油的出口，設計作用：更換潤滑油的出口，設計在箱體底座最低位置處。在箱體底座最低位置處。 1）各視圖應能完整表達箱內外結構（達到使他）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）人能拆圖的目的） 2）符合制圖國家標準，零件編號，標題欄，明）符合制