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1、機械設(shè)計課程設(shè)計機械設(shè)計課程設(shè)計第一章 概述第二章 設(shè)計題目第三章 傳動裝置的總體設(shè)計第四章 傳動零件設(shè)計第五章 減速器的構(gòu)造與尺寸第六章 減速器裝配圖設(shè)計第七章 減速器潤滑第八章 課程設(shè)計說明書第一章 概述 機械設(shè)計課程設(shè)計是為機械類專業(yè)和近機械類專業(yè)的學(xué)生在學(xué)完機械設(shè)計及同類課程以后所設(shè)置的一個重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，也是學(xué)生第一次較全面、規(guī)范地進行設(shè)計訓(xùn)練，其主要目的是：（1）培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想，訓(xùn)練學(xué)生綜合運用機械設(shè)計課程和其他先修課程的基礎(chǔ)理論并結(jié)合生產(chǎn)實際進行分析和解決工程實際問題的能力，鞏固、深化和擴展學(xué)生有關(guān)機械設(shè)計方面的知識。（2）通過對通用機械零件、常用機械傳動或簡

2、單機械的設(shè)計，使學(xué)生掌握一般機械設(shè)計的程序和方法，樹立正確的工程設(shè)計思想，培養(yǎng)獨立、全面、科學(xué)的工程設(shè)計能力。（3）在課程設(shè)計的實踐中對學(xué)生進行設(shè)計基本技能的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生查閱和使用標準、規(guī)范、手冊、圖冊及相關(guān)技術(shù)資料的能力以及計算、繪圖、數(shù)據(jù)處理等方面的能力。第一節(jié)第一節(jié) 機械設(shè)計課程設(shè)計的目的機械設(shè)計課程設(shè)計的目的第一章 概述 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書確定傳動裝置的總體設(shè)計方案；選擇電動機；計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)；傳動零件及軸的設(shè)計計算；軸承、連接件、潤滑密封和聯(lián)軸器的選擇及計算；減速器箱體結(jié)構(gòu)及其附件的設(shè)計；繪制裝配圖和零件工作圖；編寫設(shè)計計算說明書；進行總結(jié)和答辯。每個學(xué)生都應(yīng)完成以下工作

3、：（1）減速器裝配圖1張(A0圖紙或A1圖紙)（2）零件工作圖23張。（3）設(shè)計計算說明書1份。第二節(jié)第二節(jié) 機械設(shè)計課程設(shè)計的內(nèi)容機械設(shè)計課程設(shè)計的內(nèi)容 機械設(shè)計課程設(shè)計通常從分析或確定傳動方案開始，進行必要的計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計，最后以圖紙表達設(shè)計結(jié)果，以設(shè)計計算說明書說明設(shè)計的依據(jù)。由于影響設(shè)計結(jié)果的因素很多，機械零件的結(jié)構(gòu)尺寸不可能完全由計算確定，還需借助畫圖、初選參數(shù)或初估尺寸等手段，通過邊畫圖、邊計算、邊修改的過程逐步完成設(shè)計，亦即通過計算與畫圖交叉進行來逐步完成設(shè)計。課程設(shè)計大致按以下步驟進行。1設(shè)計準備 2傳動裝置的總體設(shè)計 3傳動零件的設(shè)計計算 4裝配圖設(shè)計 5零件工作圖設(shè)計 6編

4、寫設(shè)計計算說明書 7設(shè)計總結(jié)和答辯第一章 概述第三節(jié)第三節(jié) 機械設(shè)計課程設(shè)計的方法與步驟機械設(shè)計課程設(shè)計的方法與步驟第二章 設(shè)計題目 第第 l 題題 設(shè)計一帶式輸送機傳動裝置設(shè)計一帶式輸送機傳動裝置 工作條件：連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，空載起動，使用期10年（每年300個工作日），小批量生產(chǎn)，兩班制工作，輸送機工作軸轉(zhuǎn)速允許誤差為5。帶式輸送機的傳動效率為0.96。帶式輸送機的設(shè)計參數(shù)題號1一AlBlClD1E輸送帶的牽引力F/kN21.251.51.61.8輸送帶的速度v/(m/s)1.31.81.71.61.5輸送帶滾筒的直徑D/mm180250260240220 第第 2 題題 設(shè)計一鏈板

5、式輸送機傳動裝置設(shè)計一鏈板式輸送機傳動裝置 工作條件：連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，工作時有輕微振動，使用期10年（每年300個工作日），小批量生產(chǎn)，兩班制工作，輸送機工作軸轉(zhuǎn)速允許誤差為5。鏈板式輸送機的傳動效率為0.95。鏈板式輸送機的設(shè)計參數(shù)題號2A2B2C2D2E輸送鏈的牽引力F/kN11.21.41.51.6輸送鏈的速度v/(m/s)0.90.750.80.70.6輸送鏈鏈輪的節(jié)圓直徑d/mm10592115100110第二章 設(shè)計題目 第第 3 題題 設(shè)計加熱爐推料機傳動裝置設(shè)計加熱爐推料機傳動裝置 工作條件：連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，工作時有輕微振動，使用期10年（每年300個工作日），小批量生產(chǎn)，一班制工

6、作，輸送機工作軸轉(zhuǎn)速允許誤差為5。加熱爐推料機的設(shè)計參數(shù)題號3A3B3一C3一D3E大齒輪傳遞的功率P/kW1.11.21.21.31.3大齒輪軸的轉(zhuǎn)速n/(r/min)3830353236第二章 設(shè)計題目第一節(jié)第一節(jié) 傳動簡圖的擬定傳動簡圖的擬定第三章 傳動裝置的總體設(shè)計1電動機軸；電動機軸；2高速軸；高速軸；3中間軸；中間軸；4低速軸；低速軸；5工作機軸；工作機軸；6電動機；電動機；7帶傳動；帶傳動；8高速齒輪傳動；高速齒輪傳動；9低速齒輪傳動；低速齒輪傳動；10聯(lián)軸器；聯(lián)軸器；11工作機工作機 一、類型和結(jié)構(gòu)型式的選擇 三相交流異步電動機的結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、維護方便，可直接接于三相交流

7、電網(wǎng)中，因此，在工業(yè)上應(yīng)用最為廣泛，設(shè)計時應(yīng)優(yōu)先選用。Y系列電動機是一般用途的全封閉自扇冷式三相異步電動機，具有效率高、性能好、噪音低、振動小等優(yōu)點，適用于不易燃、不易爆、無腐蝕性氣體和無特殊要求的機械上，如金屬切削機床、風(fēng)機、輸送機、攪拌機、農(nóng)業(yè)機械和食品機械等。第二節(jié)第二節(jié) 電動機的選擇電動機的選擇第三章 傳動裝置的總體設(shè)計 二、功率的確定 電動機容量主要由電動機運行時的發(fā)熱條件決定，而發(fā)熱又與其工作情況有關(guān)。對于長期連續(xù)運轉(zhuǎn)、載荷不變或變化很小、常溫下工作的機械，選擇電動機時，只要使電動機的負載不超過其額定值，電動機便不會過熱。也就是可按電動機的額定功率Pm等于或略大于所需電動機的功率P

8、d，在手冊中選取相應(yīng)的電動機型號。第三章 傳動裝置的總體設(shè)計 1工作機所需功率Pw Pw=Fwvw/(1000w)或 Pw=Twnw/(9550w)式中，F(xiàn)w為工作機的阻力(N)；vw為工作機的線速度(m/s)；Tw為工作機的阻力矩(Nm)；nw為工作機軸的轉(zhuǎn)速(r/min)；w為工作機的效率，帶式輸送機可取w=0.96，鏈板式輸送機可取w=0.95。2電動機至工作機的總效率（串聯(lián)時）123n式中,l，2，3，n為傳動系統(tǒng)中各級傳動機構(gòu)、軸承以及聯(lián)軸器的效率。第三章 傳動裝置的總體設(shè)計 3所需電動機的功率Pd 所需電動機的功率由工作機所需功率和傳動裝置的總效率按下式計算 Pd=Pw/4電動機額

9、定功率Pm 按PmPd來選取電動機型號。電動機功率裕度的大小應(yīng)視工作機構(gòu)的負載變化狀況而定。第三章 傳動裝置的總體設(shè)計機械傳動效率概略值機械傳動效率概略值傳動類別精度、結(jié)構(gòu)及潤滑效 率傳動類別精度、結(jié)構(gòu)及潤滑效 率圓柱齒輪傳動 7級精度(油潤滑)8級精度(油潤滑)開式傳動(脂潤滑)0.98 0.97 0.940.96滑動軸承 潤滑不良 正常潤滑 液體摩擦 0.94(一對)0.97(一對)0.99(一對)錐齒輪傳動 7級精度(油潤滑)8級精度(油潤滑)開式傳動(脂潤滑)0.97 0.950.97 0.920.95滾動轉(zhuǎn)承 球軸承 滾子軸承 0.99(一對)0.98(一對)V帶傳動 0.96蝸桿傳

10、動 自鎖(油潤滑)單頭(油潤滑)雙頭(油潤滑)四頭(油潤滑)0.400.45 0.700.75 0.750.82 0.820.92滾子鏈傳動 0.96螺旋轉(zhuǎn)動(滑動)0.300.60螺旋轉(zhuǎn)動(滾動)0.850.95聯(lián)軸器彈性、齒式 0.99第三章 傳動裝置的總體設(shè)計 三、轉(zhuǎn)速的確定 額定功率相同的同類型電動機，有幾種不同的同步轉(zhuǎn)速。例如三相異步電動機有四種常用的同步轉(zhuǎn)速，即3000、1500、1000和750r/min。同步轉(zhuǎn)速低的電動機磁極多，外廓尺寸大、重量大，價格高，但可使傳動系統(tǒng)的傳動比和結(jié)構(gòu)尺寸減小，從而降低了傳動裝置的制造成本。一般最常用的是同步轉(zhuǎn)速為1500r/min和1000r

11、/min的電動機。設(shè)計時應(yīng)優(yōu)先選用。根據(jù)選定的電動機類型、結(jié)構(gòu)、功率和轉(zhuǎn)速，從標準中查出電動機型號后，應(yīng)將其型號、額定功率Pm、滿載轉(zhuǎn)速nm、以及電動機的安裝尺寸、外形尺寸和軸伸連接尺寸等記下以備后用。常以電動機的額定功率Pm作為計算功率，以電動機的滿載轉(zhuǎn)速nm作為計算轉(zhuǎn)速。第三章 傳動裝置的總體設(shè)計 電動機選定后，根據(jù)電動機的滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機的轉(zhuǎn)速nw即可確定傳動系統(tǒng)的總傳動比i，即 inm/nw 傳動系統(tǒng)的總傳動比i是各串聯(lián)機構(gòu)傳動比的連乘積，即 ii1i2i3in 式中，i1,i2,i3,in為傳動系統(tǒng)中各級傳動機構(gòu)的傳動比。合理地分配傳動比，是傳動系統(tǒng)設(shè)計中的一個重要問題。它將直接

12、影響到傳動系統(tǒng)的外廓尺寸、重量、潤滑及傳動機構(gòu)的中心距等很多方面，因此必須認真對待。第三節(jié)第三節(jié) 傳動比的分配傳動比的分配第三章 傳動裝置的總體設(shè)計 一、傳動比分配的一般原則 （1）各級傳動比可在各自薦用值的范圍內(nèi)選取。各類機械傳動的傳動比各類機械傳動的傳動比平帶傳動V帶傳動鏈傳動圓柱齒輪傳動錐齒輪傳動蝸桿傳動單級薦用值i24242535231040單級最大值imax5768580第三章 傳動裝置的總體設(shè)計 （2）分配傳動比應(yīng)注意使各傳動件的尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)勻稱及利于安裝。例如帶傳動的傳動比不宜過大，以免大帶輪的半徑大于減速器箱體的中心高，使帶輪與底座平面相碰，造成安裝不便。（3）傳動零件之間不

13、應(yīng)造成互相干涉。如圖所示，由于高速級傳動比過大，造成高速級大齒輪的齒頂圓與低速級大齒輪的軸發(fā)生干涉。傳動件尺寸不協(xié)調(diào) 傳動件結(jié)構(gòu)干涉第三章 傳動裝置的總體設(shè)計 （4）使減速器各級大齒輪直徑相近，以便浸油深度大致相等，以利實現(xiàn)油池潤滑。（5）使所設(shè)計的傳動系統(tǒng)具有緊湊的外廓尺寸。a）方案一 b）方案二 第三章 傳動裝置的總體設(shè)計 二、傳動比分配的參考數(shù)據(jù) （1）帶傳動與一級齒輪減速器 設(shè)帶傳動的傳動比為id，一級齒輪減速器的傳動比為i，應(yīng)使idi，以便使整個傳動系統(tǒng)的尺寸較小，結(jié)構(gòu)緊湊。（2）二級圓柱齒輪減速器 為了使兩個大齒輪具有相近的浸油深度，應(yīng)使兩級的大齒輪具有相近的直徑（低速級大齒輪的直

14、徑應(yīng)略大一些，使高速級大齒輪的齒頂圓與低速軸之間有適量的間隙）。設(shè)高速級的傳動比為i1，低速級的傳動比為i2，減速器的傳動比為i，傳動比可按下式分配對于同軸式圓柱齒輪減速器，傳動比可按下式分配第三章 傳動裝置的總體設(shè)計 機器傳動系統(tǒng)的傳動參數(shù)主要是指各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩，它是進行傳動零件設(shè)計計算的重要依據(jù)?，F(xiàn)以二級圓柱齒輪減速器為例，說明機器傳動系統(tǒng)各軸的轉(zhuǎn)速、功率及轉(zhuǎn)矩的計算。二級圓柱齒輪減速器簡圖第四節(jié)第四節(jié) 傳動參數(shù)的計算傳動參數(shù)的計算第三章 傳動裝置的總體設(shè)計根據(jù)以上計算數(shù)據(jù)，列出下表，供以后設(shè)計計算使用。電機軸軸I軸軸滾筒軸功率PkW 轉(zhuǎn)矩T(Nmm)轉(zhuǎn)速n(rmin)傳動比i 效

15、率 傳動參數(shù)的數(shù)據(jù)表傳動參數(shù)的數(shù)據(jù)表第三章 傳動裝置的總體設(shè)計 1 V帶傳動 設(shè)計V帶傳動需確定的主要內(nèi)容是：帶的型號、根數(shù)、長度，中心距，帶輪直徑和寬度等，以及作用在軸上力的大小和方向。設(shè)計時應(yīng)注意相關(guān)尺寸的協(xié)調(diào)，例如小帶輪孔徑是否與電動機軸一致，小帶輪外圓半徑是否小于電動機的中心高，大帶輪直徑是否過大而與減速器底架相碰等。2鏈傳動 設(shè)計滾子鏈傳動需確定的主要內(nèi)容是：鏈節(jié)距、排數(shù)和鏈節(jié)數(shù)，中心距，鏈輪材料、齒數(shù)、輪轂寬度等，以及作用在軸上力的大小和方向。當(dāng)用單排鏈而鏈傳動尺寸過大時，應(yīng)改用雙排或多排鏈，以減小鏈節(jié)距從而減小鏈傳動的尺寸。當(dāng)鏈傳動的速度較高時，應(yīng)采用小節(jié)距多排鏈。設(shè)計時應(yīng)注意鏈

16、輪直徑尺寸、軸孔尺寸、輪轂尺寸等，是否與工作機、減速器等的相關(guān)尺寸協(xié)調(diào)。第一節(jié)第一節(jié) 傳動件設(shè)計傳動件設(shè)計第四章 傳動零件設(shè)計 3圓柱齒輪傳動 斜齒輪傳動具有傳動平穩(wěn)、承載能力大的優(yōu)點，所以在減速器中多采用斜齒輪。齒輪傳動的幾何參數(shù)和尺寸有嚴格的要求，應(yīng)分別進行標準化、圓整或計算其精確值。例如模數(shù)必須標準化；齒寬應(yīng)圓整成整數(shù)；嚙合尺寸（節(jié)圓、分度圓、齒頂圓及齒根圓直徑，螺旋角等）必須計算精確值，長度尺寸應(yīng)精確到小數(shù)點后3位（單位為mm），角度應(yīng)精確到秒（）。在減速器中，齒輪傳動的中心距應(yīng)盡量圓整成尾數(shù)為0或5的整數(shù)，以便于箱體的制造和檢測。直齒輪傳動的中心距a可以通過模數(shù)m、齒數(shù)z、齒寬系數(shù)d、以及變位系數(shù)x等來調(diào)整；斜齒輪傳動的中心距a可以通過模數(shù)mn、齒數(shù)z、齒寬系數(shù)d、以及螺旋角等來調(diào)整。第四章 傳動零件設(shè)計 對于動力傳動中的齒輪，為安全可靠，一般齒輪的模數(shù)不應(yīng)小于2mm。強度計算和幾何計算的關(guān)系是，強度計算所得尺寸是幾何計算的依據(jù)和基礎(chǔ)。幾何計算尺寸要大于強度計算尺寸，使其既滿足強度要求又符合嚙合幾何關(guān)系。開式齒輪傳動一般只需計算輪齒彎曲強度，考慮到因齒面磨損而引起的輪齒強度的