机械设计课程设计(单级电子版).

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第七节 其它注意事项
一、完成项目
1．每人完成一张装配图和两张零件图，采用A4纸打印输出。 2．编写计算说明书一份，采用A4纸打印输出。计算说明书应包括封面、目录、设 计任务、计算项目和过程、计算结果、结束语（对设计方案的评价及对课程设计 的体会等）、参考资料。 3．设计完成后，将纸质版设计资料装订后装入统一文件袋，并写明课程设计名称、 系别、专业、班级、姓名、指导教师、日期等内容；电子版资料拷贝留存。
将各项运动和动力参数计算结果列表整理。
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第三节 齿轮减速器简介
一、减速器的功用
减速、增矩。
二、减速器分类（按传动级数分）
单级（一对齿轮传动）、双级（两对齿轮串联传动）、多级等。
三、减速器结构
箱体（箱盖、底座）、齿轮、轴、轴承、轴承盖、联接螺栓、定位销及减速器辅 件等。
通气器 窥视孔盖 吊耳
起盖螺钉
放油螺塞
吊钩
油尺
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第四节 传动件设计计算
一、带传动设计计算
电动机与减速器之间采用普通V带传动，有关设计计算方法已在《机械设计基础》 课程中介绍。 [注意事项]： ⑴注意带轮尺寸与传动装置外廓尺寸的协调（一般应使小带轮半径不超过电动机中 心高，大带轮半径不超过减速器中心高）。必要时进行修正。 ⑵带轮结构尺寸参阅教材或设计手册相关内容。
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第二节 传动装置的总体设计
总体设计一般按以下步骤进行：
一、拟定传动方案
综合考虑工作要求、工作条件等因素，拟定合理的传动方案（已给定，参见图1）
卷筒 V 联轴器
F 运输带
电动机 单级齿轮 减速器
带传动
图1 带式运输机传动示意图
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二、选择电动机
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二、设计目的与要求
1.目的 ⑴培养学生综合运用《机械设计基础》课程及《工程制图》、CAD软件应用 等其它先修课程的理论知识和生产实践（金工实习）知识解决工程实际问题 的能力。 ⑵学习和掌握一般机械设计的基本方法和程序，培养独立设计能力。 ⑶进行机械设计基本技能的训练，包括计算、绘图及正确运用设计资料（标 准、规范等）。
12 、 23 ——分别为轴Ⅰ至轴Ⅱ、轴Ⅱ至轴Ⅲ的传动效率。 式中：
12 D ，23 ZC 。
3. 计算各轴输入转矩（单位：Nmm） P Ⅰ轴转矩： T1 9.55106 1 n1 T11 T1 i112 Ⅱ轴转矩： Ⅲ轴转矩：
T
111
T11 i223
n1 i1
Ⅲ轴转速： n111
n11 i2
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2. 计算各轴输入功率（单位：KW） Ⅰ轴功率： 浪费。 Ⅱ轴功率： Ⅲ轴功率：
P 1 P d
Pd 为电动机工作时实际所需功率。若按额定功率 Ped 设计，则将造成设备能力的
P 11 P 1 12
P 111 P 11 23
Pd
PwBiblioteka Baidu
a
KW
Pw ——运输带所需功率，KW； 式中：
a ——由电动机至运输带/小链轮轴的总效率。
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⑴确定 Pw
Fv KW 1000 式中：F ——运输带拉力，N；
a)运输带： Pw v ——运输带线速度，m/s。 Fv KW b)链传动：Pw 1000 式中：F ——牵引力，N； v ——链条工作速度，m/s。 v ⑵确定 a
机械设计
课程设计
第一节 概述
一、设计题目与内容
1.设计题目（参见任务书及图1） 机械传动装置设计（单级斜齿圆柱齿轮减速器）。 2.设计内容 ⑴传动装置的总体设计。包括：①拟定传动方案（见任务书）；②选择电动机；③ 确定总传动比及分配各级传动比；④计算传动装置的运动和动力参数。 ⑵传动件和轴系零部件的设计计算。包括：带传动、齿轮传动以及轴的设计计算， 键、轴承、联轴器的选择计算等。 ⑶减速器装配图设计。 ⑷编写计算说明书。
之间的间隙， 8 ~ 12 m m ； BL’——小链轮轮毂宽度。
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2. 轴结构设计 按《机械设计基础》课程中介绍的有关方法设计。
（建议：先根据轴上装配的零件在草稿纸上画出轴结构草图，并初定各轴段直径和 长度，再CAD作图。）
3. 选择键、轴承、联轴器 根据工作条件从手册中选择合适的类型和型号（建议选用球轴承；联轴器选弹 性套柱销联轴器）。
A ——弹性套柱销联轴器拆卸空间（查手册）； b——半联轴器凸缘宽度（查手册）。
L L b)链传动： L111 3 BZ l 2 t t1 BL ' (1 ~ 3) （圆整） 2 2 ——小链轮与轴承端盖联接螺钉头端面
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二、轴的结构设计
1. 轴的总长 机体内壁间距离L：
L b1 2 2 （圆整）
b1 ——为小齿轮的齿宽； 式中：
2 ——小齿轮端面至机体内壁距离，第158页表11-1。 2
b1
L
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Ⅱ轴总长 LII L L LII 3 BZ l 2 e t1 BG 1 ~ 3 2 2
J ———卷筒效率， J 0.96 。
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L
3. 确定电动机转速 额定功率相同的电动机有几种不同转速，常用有3000、1500、1000、750r/min。 电动机转速低，输出转矩大，但重量、尺寸大，价格较高；反之，则输出转矩小， 且传动装置的传动比大，结构较大。本课程设计中推荐在1500或1000r/min两种转速 中选择。
型
号
额定功率 KW 4
同步转速 r/min 1000
满载转速 r/min 960
中心高H mm 132
轴伸尺寸 D×E mm
30×80
装键部位尺寸 F×GD mm 10×41
Y132M1-6
三、确定传动装置总传动比和各级传动比的分配
1. 确定总传动比 i a
ia
nm n
nm ——电动机满载转速（按满载转速计算误差较小），r/min； 式中：
2.要求
每位学生在老师指导下独立完成所给定的设计任务，提交设计资料（图纸、 计算说明书）、参加答辩。积极思考、勇于创新，培养良好的设计素质和能 力。
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三、设计步骤
1．准备工作 明确设计任务和要求；学习设计、计算基本方法与步骤、CAD软件应用；减 速器结构认识实验等。 2．传动装置的总体设计
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第五节 轴系部件设计计算
一、初估轴径
初估轴径为轴的最小直径（轴端或轴承处直径），可按下式估算：
d C3
P n
mm
P —— 所设计轴的输入功率，KW； 式中：
n —— 所设计轴的转速，r/min。 C —— 与轴材料有关的系数，参见教材。 [注意事项]： ⑴轴Ⅱ的最小直径应不小于电动机轴径，且与大带轮孔径相符。 ⑵轴Ⅲ的最小直径应不小于轴Ⅱ的最小直径、且与联轴器孔径相符。
（圆整）
3 ——轴承内侧至机体内壁之间的距 其中：l2 c1 c2 (8 ~ 12) （圆整）； BZ ——轴承宽度，查设计手册； e ——凸缘式轴承端盖壁 离，第208页图16-12； 厚，第166页表11-10； t1 ——端盖联接螺钉头厚度，查设计手册； ——大带轮 与轴承端盖联接螺钉头端面之间的间隙， 8 ~ 12 m m ； ——机座壁厚，《手册》 c2 扳手操作空间，按《手册》表11-1确定； —— BG 大带轮轮 表11-1； 、 c1—— 毂宽度。 3 BZ
二、齿轮传动设计计算
按软面齿标准渐开线斜齿圆柱齿轮传动设计。 [注意事项]： ⑴若小齿轮与轴做成一体（齿轮轴），所选材料应兼顾轴的要求。 ⑵通过调节螺旋角使中心距圆整为0、5结尾的整数。 ⑶齿轮结构尺寸参阅《手册》第163页表11-6。齿轮轴结构可参考《手册》第212页 图16-23。
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'
d
' i2 3~6 ；
60 1000 v n ——卷筒/链轮轴实际转速，对卷筒： n r / min ；v为运输带
速度，m/s；D为卷筒直径，mm。
D
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' 根据 Pd和 nd 从设计手册中选择合适的电动机型号，并将有关性能参数及尺寸录于表 中（编入计算说明书）。 示例：
根据设计要求，拟定传动总体布置方案；选择电动机；计算传动装置的运动 和动力参数。
3．传动件设计计算 带传动、齿轮传动设计。 4．轴系零部件设计计算 轴设计计算（结构设计、强度验算）、轴承、联轴器的选择计算及键联接计 算。
5．减速器装配图和零件图设计
完成减速器装配图和零件图设计；必要时对计算作相应修改。 6. 整理和编写计算说明书（打印） 7. 提交设计资料（包括纸质版和电子版）。
确定电动机类型、结构、容量（额定功率）和转速，并在设计手册中查出其 型号和尺寸。 1. 选择电动机类型和结构型式 根据工作条件，本设计方案中选用Y系列三相笼型异步电动机。 2. 选择电动机额定功率 对于不变载荷下长期连续运行的机械，要求 Ped Pd 。Ped 为所选电动机额 Pd 为根据工作要求所需的电动机功率。 定功率，
' ' n 'd ia n i1' i 2 n r / min
式中： n ——电动机可选转速范围；
' ' ' ia i1' i2 ——转动装置总传动比的合理范围， ； ia i 2' ——带转动和单级圆柱齿轮减速器的传动比合理范围。普通V带传动， i 1' 、 ' i1 i ' 2 ~ 3（为避免大带轮直径太大， 不宜取大）；单级圆柱齿轮减速器，
2. 各级传动比分配
ia i1i2
i 2 ，在合适范围内。 式中： i1 、i 2 分别为带传动和减速器传动比。合理分配 i1 、
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四、计算各轴转速、功率和转矩（运动和动力参数）
分别定义Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴（见图）。
v F
I
III
II
1. 计算各轴转速（单位：r/min） Ⅰ轴转速： n 1 nm Ⅱ轴转速： n 11
通气器
起盖螺钉
窥视孔盖
轴承盖
箱 盖
底 座
联接螺栓
定位销
油尺
放油螺塞
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四、减速器辅件及其功用
1. 通气器—减速器工作时，箱内 温度升高，将使箱内气压增大；利用 通气器，使箱体内外气压保持平衡， 避免将润滑油从剖分面处挤出，污染 环境。 2. 窥视孔盖—为便于观察齿轮啮合 情况和添加润滑油，在机盖顶部靠 近齿轮啮合区上方开设窥视孔。 3. 吊环螺钉（吊耳）—吊起机盖。 4. 吊钩—吊起整台减速器。 5. 油尺（油标）—观察油面高度。 6. 放油螺塞—减速器工作一定时间 后，箱底沉积较多杂质、油质变坏。 旋下放油螺塞，以便排放润滑油。 7. 起盖螺钉—将机盖顶起，以便拆卸
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b1 L l2
e t1
BG 1 ~ 3
注：若采用嵌入式端盖结构，则无 e 和 t1 。 上海海事大学机械原理及设计教研室 16
Ⅲ
Ⅱ
Ⅲ轴总长 L111
L L L B l 2 e t1 A b (1 ~ 3) （圆整） a)运输带： 111 3 Z 2 2
三、轴的强度验算、轴承寿命计算、键联接计算
按《机械设计基础》课程中介绍的有关方法计算。
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第六节 减速器装配图设计
根据设计计算数据采用CAD软件正确绘制减速器装配图（三视图）。
注意事项：
1. 若在作图过程中对原定设计参数进行调整，则相应的计算应重新进行。 2. 减速器装配图应标注减速器主要性能尺寸（中心距、中心高）、外形尺寸 （总长、宽、高）、主要配合、零件号与明细表、技术要求等内容。 3. 零件图（一根轴和一个齿轮）应标注详细尺寸和公差、规定技术要求等内 容。
3 a)运输带：a DCZLJ
Z L1 pn111 60000
m/s
2 a DCZ b)链传动：
D ——带传动效率， D 0.96 ； 式中：
C ——一对齿轮传动效率， C 0.98 ；
Z ——一对滚动轴承效率， 0.99 ； Z L ———弹性联轴器效率， 0.99 ；