1《機械設計基礎》課程設計第二部分各階段工作第一部分機械設計課程設計概述2一、課程設計目的二、課程設計內容三、減速器構造四、評分標準和規范性要求機械設計課程設計概述3一、課程設計目的綜合運用機械設計基礎課程和其它先修課程的知識，培養分析和解決問題的能力，掌握機械設計的一般規律。學會合理選擇標準零部件的類型和型號，正確計算零件的工作能力，確定其尺寸、形狀、結構及材料，并考慮制造工藝等問題，培養機械設計能力。學習標準、規范、手冊、圖冊、和參考資料的應用，培養機械設計的基本技能和獲取有關信息的能力。4二、課程設計內容設計帶式運輸機的傳動裝置(包括電動機、帶傳動、齒輪減速器、聯軸器)。運輸機聯軸器減速器電動機5傳動參數計算、帶傳動設計計算、齒輪傳動設計計算、軸設計計算、軸承選擇計算、鍵選擇計算、聯軸器選擇計算、箱體尺寸計算等畫減速器裝配圖（A1圖-參考p202，步驟：先畫主視圖和俯視圖的裝配草圖，再畫正式裝配圖）。畫零件工作圖（完成裝配圖后拆畫大齒輪和大齒輪軸的零件工作圖，A3圖-參考課件）。編寫設計計算說明書（參考p51、p245）二、課程設計內容6每個學生完成：裝配圖（A1圖）1張（并附草圖1張）零件圖（A3圖）2張設計計算說明書1份考查試卷1份二、課程設計內容7傳動裝置方案和原始參數：電動機帶傳動減速器運輸帶聯軸器V卷筒原始參數運輸帶工作拉力F(N)運輸帶工作速度v(m/s)卷筒直徑D(mm)二、課程設計內容8

傳動裝置工作條件：每天兩班制工作，每年工作300天，使用年限10年，大修期3年；連續單向回轉，工作時有輕微振動；運輸帶允許速度誤差±5%；生產廠可加工7~8級精度的齒輪；動力來源為三相交流電；生產批量為10臺。二、課程設計內容9三、單級減速器構造

傳動比一般≤6，可直齒、斜齒或人字齒輪傳動，傳遞功率可達數萬千瓦。本課程設計規定用斜齒輪。10剖分式便于裝配。三、單級減速器構造111）窺視孔和窺視孔蓋在減速器蓋子上要開窺視孔，以便檢查齒面接觸斑點和齒側間隙，了解嚙合情況。潤滑油也由此注入機體內。窺視孔上有蓋板，以防止污物進入機體內和潤滑油飛濺出來。三、單級減速器構造122)通氣器減速器運轉時，由于摩擦發熱．使機體內溫度升高，氣壓增大，導致潤滑油從縫隙（如剖面、軸伸處間隙）向外滲漏。通氣器使機體內熱漲氣體自由逸出，達到機體內外氣壓相等，提高機體有縫隙處的密封性能。三、單級減速器構造133）放油螺塞減速器底部設有放油孔，用于排出污油，注油前用螺塞堵住。（C）三、單級減速器構造144）油標尺油標尺用來檢查油面高度，以保證有正常的油量。三、單級減速器構造155）啟蓋螺釘蓋與機座接合面上常涂有水玻璃或密封膠，連接后接合較緊，不易分開，為便于取下機蓋，在機蓋凸緣上裝有一至二個啟蓋螺釘，啟蓋時可先擰動此螺釘頂起機蓋。三、單級減速器構造166）定位銷為了保證每次拆裝后軸承座孔的上、下半孔始終保持加工時的位置精度，在機蓋和機座用螺栓連接后，鏜孔之前裝上兩個定位銷。定位銷不要對稱布置，以使上下蓋不能發生相對旋轉。一般用圓錐銷。三、單級減速器構造177）調整墊片調整墊片由多片很薄的軟金屬制成，用以調整軸承間隙。三、單級減速器構造188）環首螺釘（或吊耳）、吊鉤在機蓋上裝有環首螺釘或鑄出吊耳，用以搬運或拆卸機蓋。在機座上鑄出吊鉤，用以搬運機座或整個減速器。三、單級減速器構造199）密封件在伸出軸與軸承蓋之間有間隙，必須安裝密封件．以防止漏油和污物進入機體內。密封件多為標準件，其密封效果相差很大，應根據具體情況選用。三、單級減速器構造2010）箱體箱體是用以支持和固定軸系零件、保證傳動零件的嚙合精度、良好潤滑及密封的重要零件，其重量約占總重的50%，對減速器工作性能、重量及成本等有很大影響。鑄造容易得到結構形狀復雜的箱體。三、單級減速器構造21材料：多用鑄鐵（HT150或HT200）制造，在重型減速器中為了提高機體強度，也有用鑄鋼鑄造的。鑄造機體重量較大，適于成批生產。用鋼板焊成的機體比鑄造機體輕l／4～l／2，生產周期短，但焊接時容易產生熱變形，故要求較高的技術，并應在焊后退火處理。三、單級減速器構造22輸油溝三、單級減速器構造用于將飛濺到箱蓋內壁的潤滑油引入到軸承座，對軸承進行油潤滑。23箱座底面結構:框、條、塊形底腳寬度應超過箱座壁厚，以增加箱體剛性三、單級減速器構造減小箱體底面的加工面。24肋板軸承座要厚，并增設肋板，防止軸承座在加工和工作中產生過大的變形，使軸承中心線不正，影響齒輪嚙合。三、單級減速器構造25軸承座旁凸臺防止螺栓在連接上下半孔時使軸承座孔變形，要增加連接處的厚度，即作出凸臺以增大連接剛度。

三、單級減速器構造2611）連接件1窺視孔蓋螺釘2軸承旁連接螺栓3軸承端蓋螺釘4座與蓋連接螺栓5地腳螺栓13245三、單級減速器構造27分數構成評分項目分數考查10分設計計算說明書25分減速器裝配草圖50分減速器裝配圖零件圖15分總計100分四、評分標準和進度要求28

項目內容分值結構方面功能、形狀、位置等

50%機械制圖方面投影規則、規定畫法、線型、尺寸標注等30%

技術要求方面公差與配合、表面粗糙度標注等10%

圖紙外觀布局、整潔度等10%

圖紙評分標準四、評分標準和進度要求29

項目分值要求計算完整、正確

60%計算過程規范、計算方法和結果正確、計算內容齊全。文字組織能力強30%

語句通順、條理清楚、概念正確、重點突出、敘述完整。格式規范10%

符合參考書上的說明書書寫格式、排版合理、圖文清晰、裝訂正確。設計計算說明書評分標準如有抄襲，一經發現，按“0”分處理四、評分標準和進度要求30日期評分項目平時完成電動機選擇、傳動比確定、運動和動力參數確定。完成帶傳動和齒輪傳動設計。第1天(7/6)完成裝配草圖第2、3天(7/7/8)完成裝配圖第4天(7/9)完成零件圖完成設計計算說明書第5天(7/10)考查，遞交全部材料四、評分標準和進度要求時間（7/6~7/10上午8:30~11:30下午1：00~4:30晚上自覺加班）31各階段工作第一階段：總體設計和傳動零件設計計算第二階段：裝配草圖設計及軸系的設計計算第三階段：裝配圖設計第四階段：零件工作圖設計第五階段：整理設計計算說明書32一、總體設計（一）電動機選擇（二）傳動比的分配（三）傳動裝置運動和動力參數計算（二）斜齒輪傳動設計（一）V帶傳動設計第一階段工作二、傳動零件的設計計算總體設計和傳動零件設計計算331、電動機類型Y系列三相異步電動機性能參數：型號：中小型系列為Y系列；Y-200L2-6表示：異步電動機，中心高度200mm，長機座，2號鐵心，6極額定功率：滿載運行時輸出的功率滿載轉速：額定工作情況下運行的轉速，略小于同步轉速（一）電動機選擇342、電動機功率工作機滾筒所需功率Pw=Fv/1000ηWηW——工作機滾筒效率電動機所需功率PdPd

=

Pw

/

η

設各效率分別為：η1

(V帶傳動)、η2(8級精度齒輪傳動)、η3(滾動軸承)、η4(彈性聯軸器)總效率η=η1η2η23η4電動機帶傳動減速器運輸帶聯軸器V卷筒效率查[2]表2-2（一）電動機選擇352、電動機功率由[2]表16-1選取電動機。電動機同步轉速選:1500r/m或1000r/m;電動機功率應接近于計算所需功率（略大）。電動機帶傳動減速器運輸帶聯軸器V卷筒效率查[2]表2-2（一）電動機選擇363、電動機轉速取電動機滿載轉速nm

（一）電動機選擇374、電動機主要技術數據：型號額定功率Pm滿載轉速nm

軸徑D軸伸長L中心高H查[2]表16-2（一）電動機選擇38

1、傳動裝置總傳動比i滾筒軸轉速：nw=60×1000v/πD

i=nm

/nw=i1×i2V帶傳動傳動比單級齒輪減速器傳動比（二）傳動比分配392、V帶傳動傳動比i1為保證大帶輪半徑不超過減速器中心高。一般

i1＜i2按[2]表2-3選擇i13、減速器傳動比i2

i2

=i/i1若i2＞5（[2]表2-3的閉式齒輪傳動比范圍），則增大i1或降低電動機轉速。（二）傳動比分配401、各軸轉速(r/min)

n0=nmnⅠ=nm/i1nⅡ=nⅠ/i2nⅢ=nⅡ=nw（三）傳動裝置的運動和動力參數計算電動機帶傳動減速器運輸帶聯軸器V卷筒ⅠⅡⅢ0412、各軸輸入功率（kW）P0=PdPⅠ=Pdη1PⅡ=PⅠη2η3PⅢ=PⅡη3η4

注：滾筒輸出功率：Pw=PⅢηwη0—ηvη1—η齒η2—η滾η3—η聯0電動機帶傳動減速器運輸帶聯軸器V卷筒ⅠⅡⅢ0（三）傳動裝置的運動和動力參數計算423、各軸輸入扭矩（N.m）T0=9550×Pd/nmTⅠ=9550×PⅠ/nⅠTⅡ

=9550×PⅡ/nⅡTⅢ

=9550×PⅢ/nⅢ電動機帶傳動減速器運輸帶聯軸器V卷筒ⅠⅡⅢ0（三）傳動裝置的運動和動力參數計算43編號功率P/kW轉速n/(r.min-1)轉矩/(N.m)傳動比0軸（i1）Ⅰ軸（i2）Ⅱ軸1Ⅲ軸4、運動和動力參數匯總（三）傳動裝置的運動和動力參數計算44（四）V帶傳動設計設計方法和步驟按上課所舉例題。注意事項：1、應取電動機所需功率Pd計算（非額定功率）2、小帶輪頂圓半徑應小于電動機中心高3、帶輪直徑圓整為標準直徑，圓整后重新計算帶傳動實際傳動比i1

（保留小數2~3位），修正nI、TI以及i1

4、帶的根數不多于五根45（五）齒輪傳動設計設計方法和步驟按上課所舉例題。注意事項：1、mn取標準值，因是動力傳動，mn不要小于2mm；2、采用斜齒圓柱齒輪；3、斜齒輪中心距a通過調整螺旋角β使其以0、5結尾；4、齒寬要圓整；分度圓、齒頂圓、齒根圓直徑、螺旋角均保留小數2~3位；齒輪要進行結構設計，按經驗公式進行（[2]表19-11p196），尺寸均須取整數；5、小齒輪45調質，大齒輪45正火；6、齒輪8級精度；7、齒數圓整后，驗算傳動裝置總傳動比誤差應≤±5。46d=(0.25~0.35)腹板寬d0=按腹板寬度中心取值δ>2m~2.5m47第二階段工作裝配草圖設計及軸系的設計計算（一）減速器鑄造箱體結構尺寸的確定（二）畫裝配草圖（[2]圖4-4p21→圖4-10p23、畫圖與軸的結構設計穿插進行）（三）校核計算輸出軸強度校核輸出軸鍵的強度校核輸出軸滾動軸承壽命校核48（一）減速器鑄造箱體結構尺寸的確定按[2]表4-1和圖4-1p17

49電動機帶傳動減速器運輸帶聯軸器V卷筒（二）裝配草圖設計[2]圖4-4p21第一步：設計內壁線位置。50第二步：確定軸上零件的位置及零件裝配方案電動機帶傳動減速器運輸帶聯軸器V卷筒ⅠⅡⅢ0（二）裝配草圖設計51第三步：設計軸各段的徑向尺寸。φ1注意點：軸的材料為45鋼，調質處理滾動軸承選擇3或7型。聯軸器選擇彈性套柱銷聯軸器Φ1不應小于0.8D電動機輸出軸不應比輸入軸細（二）裝配草圖設計52第四步：設計軸各段長度1、確定軸承端面到箱體內壁線的距離△3。軸承脂潤滑△3

=10~15軸承油潤滑△3

=3~5潤滑方式選擇：當dn≤2×105時采用脂潤滑；當dn＞2×105且齒輪v≥2~3m/s時采用油潤滑（二）裝配草圖設計532、確定軸承座寬度LL=δ1+c1+c2+5~10mm5~10mm是凸出的加工面（二）裝配草圖設計543、設計軸承蓋凸緣厚度e（二）裝配草圖設計554、確定軸承蓋外端面圖4-10p23（二）裝配草圖設計565、確定外伸軸段的軸肩線螺釘擰入深度H=1.25d3~1.5d3螺釘長度查[2]表9-5P39B查[2]表13-4P120（二）裝配草圖設計576、確定帶輪輪轂的長度=（1.2~1.5）d（二）裝配草圖設計軸段長度應比其短1~3mm587、確定聯軸器長度（查表）（二）裝配草圖設計軸段長度應比其短1~3mm598、確定安裝齒輪軸段的長度（二）裝配草圖設計軸段長度應比齒輪輪轂寬度短1~3mm609、畫出各軸段的長度（二）裝配草圖設計61遞交草圖62確定A2、B2、C2，畫受力圖A2B2aad12C2其余步驟按上課所舉例題1、按彎扭合成強度校核輸出軸的強度

（三）校核計算63[σ-1b]—對稱循環許用彎曲應力折合系數取值：α=

0.3——轉矩始終不變時用；

0.6——轉矩脈動變化時用；1——軸頻繁正反轉，即轉矩多次瞬間對稱循環時用。校核危險截面a-a的當量應力1.若計算結果大于結構設計的軸徑，則強度不夠，應修改設計；2.若計算結果小于結構設計的軸徑，且相差不大，一般以結構設計的軸徑為準。（三）校核計算64材料σb[σ+1b][σ0b][σ-1b]

4001307040

5001707545

6002009555

70023011065

80027013075

90030014080

100033015090

5001207040

4001005030軸的許用彎曲應力

碳素鋼合金鋼鑄鋼（三）校核計算65b、h按軸的直徑d由標準中選定。長度L比輪轂寬B稍短且符合長度系列值。2、鍵的選擇及強度計算(A型):鍵16×100GB1096-79(B型):鍵B16×100GB1096-79(C型):鍵C16×100GB1096-79標記：A圓頭鍵B平頭鍵C單圓頭鍵（三）校核計算66失效形式：兩工作面（包括槽面）的壓潰，極少有剪斷的情況擠壓強度計算：式中：T為轉矩(N.mm)；

d為軸的直徑(mm)；l為鍵的接觸長度；k為鍵與輪轂的接觸高度，一般取k=0.5h（h為鍵高）

（三）校核計算67[σp]應是鍵、軸、轂中最弱材料的許用擠壓應力。表10-10

鍵連接的許用擠壓應力和許用壓強(MPa)

許用擠壓應力許用壓強連接方式連接中較弱零件的材料載荷性質靜載荷輕度沖擊沖擊載荷[sp]靜連接時鋼125～150100～12060～90鑄鐵70～8050～6030～45[p]動連接時鋼504030（三）校核計算683、滾動軸承壽命校核

滾動軸承預期壽命按任務書要求：每天兩班制工作，每年工作300天，使用年限10年，大修期3年。滾動軸承壽命計算：按上課所舉例題步驟。（三）校核計算69（一）畫裝配圖底圖1、設計主視圖2、設計（完善）俯視圖3、畫左視圖（二）畫裝配圖（三）標尺寸（四）標序號、填寫明細表（五）寫技術要求第三階段工作裝配圖設計70（一）畫裝配圖底圖1、設計主視圖第一步：確定箱座高度畫油面線，大齒輪浸油深度不宜超過一個齒高，一般也不小于10mm；箱座內底線到最大齒輪頂圓的距離＞30~50；所需油量=輸入功率×（0.35~0.7）d3m。

71第二步：畫軸承蓋外圓。相鄰蓋之間不能相碰。切于端蓋圓畫軸承旁聯接螺栓的中心線。（一）畫裝配圖底圖72第三步：畫軸承旁聯接螺栓凸臺。（一）畫裝配圖底圖C1C2在大端蓋處按扳手空間尺寸C1、C2畫安裝螺栓的凸臺高度，各凸臺高度一致。73第四步：設計箱蓋圓弧，正確畫凸臺俯視圖投影。C1C2（一）畫裝配圖底圖742、完善俯視圖（一）畫裝配圖底圖第一步：確定小齒輪處的箱體內壁線。75第二步：畫輸油溝和軸承蓋（一）畫裝配圖底圖763、畫左視圖，完成裝配底圖（一）畫裝配圖底圖771、選擇適當的局部剖，保證各部分結構表達清楚2、嚴格按投影規律畫圖3、采用適當的簡化畫法：薄的零件（≤2mm），剖面涂黑，并可不按比例夸大畫出；相同螺栓聯接可只畫一個，其余用中心線表示；一根軸上的滾動軸承可只詳細畫一處，其它處簡畫。斜齒輪半剖或局部剖，留出外形畫螺旋線方向。（二）畫裝配圖781、規格尺寸：如齒輪中心距160±0.0315，2、配合尺寸：（三）標注裝配圖尺寸79齒輪孔與軸為過盈配合或較緊的過渡配合過盈配合H7/s6（溫差法）H7/r6（壓力機）過渡配合H7/k6（手錘）H7/m6（手錘）H7/n6（壓力機）滾動軸承孔與軸為基孔制過渡配合（實際為過盈配合）H7/k6→k6（壓力機）滾動軸承外圈與座孔為基軸制間隙配合H7/h6→H7（手錘或徒手）（可不標，藉軸承蓋與座孔的配合標注）軸承蓋與座孔為間隙配合J7/f9、H7/h6（手錘或徒手）套筒（擋油板）與軸為間隙配合D11/k6（可不標）帶輪軸：r6（壓力機）

聯軸器軸：r6（壓力機）或k6（手錘）（三）標注裝配圖尺寸803、安裝尺寸：表示減速器安裝在基礎上或與帶傳動、滾筒軸相聯接時需要確定的尺寸。包括：箱體底面尺寸；地腳螺栓孔直徑、定位尺寸和地腳螺栓孔之間的中心距；減速器中心高；軸-帶輪、軸-聯軸器配合直徑（取r6）和配合長度；軸外伸端面與某基準線的距離。（三）標注裝配圖尺寸814、外形尺寸：供包裝運輸和車間布置時參考。包括：減速器總長、寬、高。（三）標注裝配圖尺寸82（四）標序號、填寫明細表1、零件序號標準件和非標準件混編排序，或標準件直接注寫規定標記，僅對非標準件編序。相同零件只對一個零件編號即可。順逆排序均可；指引線不相交、不與剖面線平行，最多曲折一次；組件采用公共指引線，序號上至下、左至右；序號字高比尺寸數字大2號；指引線引出處用黑圓點，涂黑處用箭頭。參考[2]圖20-183（四）標序號、填寫明細表參考[2]圖20-12、明細表84（五）寫技術特性和技術要求技術特性輸入功率：高速軸轉速：效率：傳動比：技術要求1、傳動零件煤油清洗，軸承汽油清洗2、軸承軸向游隙調整：6型留△=0.25~0.4；3、7型潤滑油牌號：全損耗系統用油L-AN68，加至規定高度3、接合面涂密封膠或水玻璃防滲漏，不能用墊片4、齒面接觸斑點高≮45%，長≮60%5、箱體外面涂彩色油漆。參考[2]圖20-18586按A4圖紙規格折疊成手風琴風箱式，將標題欄露在外面。圖紙折疊A1圖紙折疊87（一）輸出軸工作圖設計（二）大齒輪工作圖設計第四階段工作零件工作圖設計88（一）輸出軸工作圖設計89標題欄不要照此90（二）大齒輪工作圖設計91標題欄不要照此921、章節編號2、目錄建議3、正文格式4、參考文獻5、裝訂順序第五階段工作整理說明書93一、

×××××（節）

（一）××××（條）1、××××（款）1）××××（項）