XXXX机械设计课程设计指导

安徽科技学院工学院Page1机械设计课程设计教师：陈丰邮箱：[e-mail]、课程设计目的机械设计课程设计是高等工科院校机械类、近机类本科学生第一次较全面的机械设计训练，也是机械设计课程的一个重要的实践性教学环节。其目的是：1、综合运用先修课理论，培养分析和解决工程实际问题的能力。2、学习简单机械传动装置的设计原理和程序。3、进行机械设计基本技能训练。（计算、绘图、使用技术资料）机械设计课程设计指导安徽科技学院工学院Page10机械设计课程设计指导二、课程设计任务书名称：带式输送机传动装置（二级圆柱齿轮减速器）。要求：有轻微冲击,工作经常满载,原动机为电动机,齿轮单向传动,单班制工作（每班8小时）,运输带速度误差为±5%,减速器使用寿命5年,每年按300天计,小批量生产,启动载荷为名义载荷的1.5倍。课程设计任务书三、设计工作量1、画A1号装配图一张,A3号零件图2张,中间轴和任一个大齿轮。2、设计说明书一份，不少于20页。3、课程设计总结安徽科技学院工学院Page11四、主要内容1、进行传动方案的设计（任务书中已规定）；2、电动机功率及传动比分配；3、主要传动零部件的参数设计(带轮、轴、齿轮等）；4、标准件的选择及校核计算；5、减速器结构、箱体各部分尺寸确定，结构工艺性设计；6、绘制装配草图；7、完成总装图和零件图的绘制；8、整理和编写设计说明书。机械设计课程设计指导安徽科技学院工学院Page12机械设计课程设计指导五、参考资料课程设计指导书课程设计图册机械零件设计手册（含齿轮、带、轴、轴承、键的内容）机械设计（教材）机械设计手册（图书馆借）其他所有相关资料，包括网上查阅的官方网站发布的数据信息，但不得下载完整内容充当本课程设计，否则课程设计不及格，不再有任何补救机会，毕业前没有补考。安徽科技学院工学院Page13机械设计课程设计指导六、设计步骤1、选择电动机2、传动比分配3、计算各轴的转速4、齿轮传动设计6、计算轴类零件5、验算系统误差7、绘制装配图和零件图8、说明书撰写9、总结答辩、上交材料安徽科技学院工学院Page14带式运输机总体布置图及传动方案图机械设计课程设计指导1、选择电动机安徽科技学院工学院Page15机械设计课程设计指导•选择电动机依据：功率P，转速n•1）电动机功率计算P•工作机功率：Pw=FV/1000（kw）•其中已知：F——输送带拉力（N）•V___输送带速度（m/s）•电动机需要功率：Pd=Pw/η(kw)•总效率：η=η1.η2.η3……ηn•η1______卷筒轴承效率η2______卷筒效率η3______低速级联轴器效率η4_____III轴轴承效率•η5_____低速级齿轮啮合效率η6_____II轴轴承效率•η7______高速级齿轮啮合效率η8____I轴轴承效率•η9______高速级联轴器效率(效率值查设计手册)安徽科技学院工学院Page16机械设计课程设计指导2)电动机转速计算n•工作机转速nw：•因：V=(πDn)/60*1000(m/s)•故：nw=(V*60*1000)/πD(rpm)•其中：V——输送机带速(m/s)•D——卷筒直径(mm)•电动机转速:nd=nwi总=(8-40)nw（rpm）•其中：i总=8-40•i总——减速器传动比(总传动比)安徽科技学院工学院Page17机械设计课程设计指导3）选定电动机•根据求出的P、n查手册。•转速n：建议选用同步转速为1500（rpm）•功率P：为使传动可靠，额定功率应大于计算功率即P额Pd=PW/ŋ总•选定电动机：型号（Y系列）、•同步转速n、满载转速nm、•额定功率P额、轴的中心高、•电动机轴径、•起动转矩/额定转矩的比值。•记下备用安徽科技学院工学院Page182、传动比分配•分配原则：各级传动尺寸协调，承载能力接近，两个大齿轮直径接近以便润滑。（浸油深度）机械设计课程设计指导安徽科技学院工学院Page19（1）尺寸协调、互不干涉机械设计课程设计指导安徽科技学院工学院Page20（2）尺寸紧凑、便于润滑机械设计课程设计指导安徽科技学院工学院Page21i总=i减=i高*i低=nm/nw•i减——减速器传动比•i高——减速器内高速级传动比•i低——减速器内低速级传动比•nm——电动机满载转速•nw——工作机转速•i高=（1.3-1.4)i低•i减=（1.3-1.4)i高2机械设计课程设计指导安徽科技学院工学院Page22机械设计课程设计指导3、计算各轴的n，P，T•1）各轴转速•电动机轴:nm（满载转速）•Ⅰ轴:nⅠ=nm•Ⅱ轴:nⅡ=nI/i高•……•2)各轴输入功率•电动机轴:Pd=Pw/ŋ总•Ⅰ轴:PⅠ=Pdŋ（ŋ联轴器效率）•Ⅱ轴:PⅡ=PⅠ*ŋ12•ŋ12——Ⅰ轴至Ⅱ轴效率安徽科技学院工学院Page23机械设计课程设计指导3)各轴扭矩T•电动机轴：•Td=9550*Pd/nm（Nm）•Ⅰ轴：TⅠ=TdⅡ轴：TⅡ=TⅠ*ŋ12*I高……计算出参数列表备用。轴号功率P扭矩T转速n传动比i电动机轴PdTdnmi=1I轴PI入PI出TI入TI出nIII轴PII入PII出TII入TII出nII安徽科技学院工学院Page24机械设计课程设计指导注意：1）按电动机所需工作功率Pd计算，而不按电动机额定功率Ped计算；2）设计轴时应按其输入功率计算、设计传动零件时应按主动轴的输出功率计算；3）同一根轴的输出功率（或转矩）与输入功率（或转矩）数值不同（存在轴承功率损耗）。Ⅳ安徽科技学院工学院Page25机械设计课程设计指导V型带的设计（见教材例题）1）传动比i02)工作情况系数3）计算功率4）选V型带型号5）小带轮直径6）大带轮直径7）验算V带速度8）初定中心距9）初算V带长度10）确定V带长度11）确定中心距12）计算小带轮包角13）查包角修正系数14）查带长修正系数15）单根传递功率P16）单根带传递功率增量17）计算V带根数Z18）计算V带对轴的拉力F0安徽科技学院工学院Page26机械设计课程设计指导4、齿轮传动设计•1）采用斜齿圆柱齿轮闭式软齿面传动；•2）选用中碳钢，传动用模数m≥1.5-2mm；•3)强度计算中的功率用输出功率；•4)β角方向确定应使中间轴的轴向力有所抵消；•5）β=8-15°，Z1=20-40，Z2=iZ1求出后圆整；•6）因圆整Z2时i变化了故须验算传动比误差：•Δi=[（i-Z2/Z1）/i]100%≤±5%安徽科技学院工学院Page275、验算传动系统速度误差•输送带速实际Vw在求解过程中与理论V发生了变化，故应验算系统误差。•[（V-Vw）/V]100%±5%•若不满足应重新计算。7）为使图面匀称，中心距：a高≤120，a低≤140，8）检查浸油深度，当高速级大齿轮浸油1个齿高时，低速级大齿轮浸油深度小于其分度圆半径的六分之一到三分之一，以降低搅油功耗。机械设计课程设计指导安徽科技学院工学院Page28机械设计课程设计指导6、计算轴类零件•1）初估Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴径，注意第Ⅰ根轴是否设计成齿轮轴，对Ⅱ轴进行弯扭合成强度验算。•2）轴承的选择，同一根轴上的两个轴承型号相同。对Ⅱ轴上的轴承进行寿命计算。•3）键的选择，对Ⅱ轴上的键进行强度校核。•提示：力的结果取整数，齿轮几何参数精确到小数点后两位，传动比精确到小数点后两位，螺旋角精确到秒，设计公式要写明来源出处。安徽科技学院工学院Page29机械设计课程设计指导第二阶段设计的主要内容:•1、草图设计•2、装配图和零件图•3、撰写说明书•草图设计是装配图设计的规划和准备阶段•装配图设计是对草图的进一步细化和完善•特点：“算画结合”、“边画边算”。安徽科技学院工学院Page30机械设计课程设计指导装配草图设计1、准备工作（1）一般图纸一张，比例不限，用仪器画；（2）主要传动件的参数计算完备（齿轮几何尺寸、轴径估算）2、要求（1）草图设计正确，迅速，主要结构要表达清楚。各零件尺寸可随时标注在图纸上。（2）草图不要求线型，同样零件可只画一个，其它简画。（3）所有零件尺寸随手画在草图上，以免再次查找。安徽科技学院工学院Page31机械设计课程设计指导•3、草图的任务（以设计手册为参考资料）•1）通过草图设计检查传动比分配是否合理，•低速轴与高速大齿轮是否干涉，•两大齿轮浸油深度：高速大齿轮浸油深1个齿高时低速大轮浸油深度半径的1/3-1/6。•2）轴的结构设计和轴系零件设计（补充设计计算）定出支点距后对中间轴进行弯扭强度验算。安徽科技学院工学院Page32机械设计课程设计指导3）轴承的组合设计确定轴承的型号和工作位置、润滑方式和密封装置，对中间轴上的轴承进行寿命计算。4）确定箱体的结构及各部分尺寸。5）减速器附件设计（吊钩、吊耳、观察窗、油标尺等）6）确定联接件结构尺寸及位置。7）验算安徽科技学院工学院Page33机械设计课程设计指导设计计算中需要验算的内容1、各级齿轮传动的强度验算；2、中间轴的弯扭合成强度验算；3、中间轴键的强度验算（只验算一处）；4、中间轴上的滚动轴承寿命验算；5、两级传动大齿轮浸油深度验算；6、选择减速器内齿轮润滑方式验算V；7、选择滚动轴承的润滑（剂）方式验算dn。安徽科技学院工学院Page34机械设计课程设计指导4.设计中应注意的问题1）输入（出）轴外伸端长度、直径应与联轴器孔径匹配。2）润滑剂和润滑方式的选择减速器内齿轮的润滑剂和润滑方式按圆周速度V确定，减速器内轴承的润滑剂和润滑方式按速度因数dn（轴承内径和转速）确定。由于齿轮和轴承可能分别采用润滑油和润滑脂，此时二者不能相混，否则轴承润滑脂被冲走，故应在轴承处采用密封装置“挡油盘”。注意，并不是每个轴承处都安挡油盘。安徽科技学院工学院Page35机械设计课程设计指导5.草图设计步骤按中心距先画轴心线，再画轴及轴承，先画箱内，后画箱外，先粗画，后细画，先画俯视图，再画主视图，最后画侧视图。布图上下左右要适当匀称。3）油底油面高度≧30-50，以保证足够的油量。4）轴承盖选嵌入式结构。5）齿轮与轴的结合方式可设计成齿轮与轴分离，也可以成齿轮轴。安徽科技学院工学院Page36机械设计课程设计指导箱体结构设计机座壁厚:按二级齿轮减速器a选择壁厚a——低速级中心距轴承座旁螺栓扳手空间:扳手空间大操作方便，但h太大螺栓太长，安装不便，且要合于螺栓长度系列螺栓中心到机座外壁距离螺栓中心到机座外凸边缘尺寸安徽科技学院工学院Page37机械设计课程设计指导安徽科技学院工学院Page38机械设计课程设计指导正式装配图1）各视图应能完整表达箱内外结构2）符合制图国家标准，零件编号，标题栏，明细表，技术要求等应齐全。3）标注尺寸a.特性尺寸:齿轮中心距及公差值。b.外廓尺寸:长*宽*高，包括外伸端轴长。c.安装尺寸:定位尺寸、孔距、外伸端轴中心高。d.配合尺寸:齿轮与轴、轴承内外圈、键槽、外伸端与联轴器。装配图上标注公差代号。4）列出减速器特性：功率、转速、传动比。安徽科技学院工学院Page39机械设计课程设计指导零件图1、中间轴或齿轮（低速级大齿轮）2、要求：标出全部尺寸、公差值、形位公差、粗糙度、材料及热处理方法技术要求等。轴的键槽处要有移出剖面，齿轮轴列出参数表。安徽科技学院工学院Page40机械设计课程设计指导编写设计计算说明书1、页数不少于20页（16开）包括封面，目录，附录。2、轴的弯扭矩图在同一张纸上。评分标准1、正式装配图（40%）2、零件图（10%）3、说明书（30%）4、平时（20%）安徽科技学院