《机械设计》课程设计指导(胡)

机械设计课程设计(第一次布置)广东海洋大学工程学院机械系一、设计目的机械设计课程设计是高等工科院校机械类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过程。3、进行机械设计基本技能训练。（计算、绘图、使用技术资料）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。传动系统简图原始数据三、设计任务量1、画A0号草图、装配图各一张，A3号零件图一张。2、设计论文（说明书）一份，不少于20页。四、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）五、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1、选择电动机选择电动机依据：功率P，转速n1）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……ηnη1_________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)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=8~40i总——减速器传动比(总传动比)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2、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）i总=i减=i高*i低=nm/nwi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=（1.2~1.3)i低i减=（1.2~1.3)i低23、计算各轴的n，P，T1）各轴转速电动机轴:nm（满载转速）I轴:nI=nmII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*ŋ12ŋ12——I轴至II轴效率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nII4、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%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。5、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。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。带式输送机传动系统简图原始数据方案12345678910运输带拉力F(N)1800180019001900200020002100210022002200运输带速度V(m/s)1.11.21.11.20.91.00.91.00.91.0卷筒直径D(mm)300300300300300300300300300300链板式输送机传动系统简图链板式输送机原始数据项目123链条曳引力F（N）600070006000链条速度V（m/s）0.350.40.3链条节距p（mm）125150150链轮齿数Z667开式齿轮的传动比i445每日工作时数h161616工作年限Y555机械设计课程设计广东海洋大学工程学院机械系（第二次布置）第二阶段设计的主要内容:1、草图设计（仪器图）2、装配图（CAD）3、撰写论文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”边画边算草图设计1、准备工作（1）A1图纸一张，比例1:1，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。3、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。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V7、选择滚动轴承的润滑（剂）方式验算dn4.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。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。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。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起盖螺钉作用：起盖用，两个对角线布置。定位销作用：镗轴承孔定位用，锥度1：50两个，对角线布置。观察窗作用：注油、观察两对齿轮啮合情况，以能进手为宜。通气器作用：平衡机体内外压力。吊钩作用：起吊整机用，与底座铸出。起盖吊耳作用：起吊盖，与上盖一同铸出。油标尺作用：测量油面深度，要有最高液面，最低液面刻度。位置设计要防止拔不出油标或油外溢。放油塞作用：更换润滑油的出口，设计在箱体底座最低位置处。正式装配图1）各视图应能完整表达箱内外结构（达到使他人能拆图的目的）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:地脚螺钉孔径及定位尺寸、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。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、形位置公差、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。编写设计计算说明书1、页数不超过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。评分依据1、正式装配图、零件图2、论文3、答辩以上均要求独立完成，如有雷同视为作弊。希望同学们对这次课程设计留下美好记忆!祝同学们设计成功并取得优异成绩!