机械设计课程设计超详细

结构设计时要考虑整体或局部结构的工作特点与材料的选择； 零部件结构形 状与强度；零部件及系统刚度与各零部件的位置 关系及固定方式；系统运转精度和灵活性与各元件的加工装配 精度和使用寿命；零部件生产周期与加工装配维护 工艺性要 求；设计结果的合理性与技术表达，包括正确的工程图样表达 等。设 计、计算和绘制图样一般应交叉进行，注意：“边计 算，边设计，边修改，边完善”。
减速器系统方案参考图例
T
T
5
4 6
系统方案参考图 1-电动机；2-V带传动；3-展开式二级圆柱齿轮减速器；4-联轴器 5-卷筒 6-运输带
减速器装配图参考图例
减速器装配图参考图例
四、课程设计计划（3周）
1.传动装置总体设计(3天） 2.装配草图设计（1周） 3.装配工作图设计（3天） 4.零件工作图设计（1天） 5.编写设计计算说明书（2天） 6.答辩（1天）
(2)确定减速器各零件的相互位置时，参考图1-7，先在主、俯视 图上画出箱体内传动零件的中心线、齿顶圆、分度圆、齿宽和轮 毂长等轮廓尺寸；
(3)确定轴承和外接零件位置为轴和轴承计算提供依据。
图4-5
图4-6 二级圆柱齿轮减速器草图初步
四、轴系结构设计
一)箱体与轴系零件位置
传动件、箱体、轴、轴承
3.开式齿轮传动
已知：P、n、T、i
设计步骤：见教科书例题
二、减速器内传动零件设计
1.高速级齿轮传动
已知：P、n、T、i
设计步骤：见教科书例题
2.低速级齿轮传动
已知：P、n、T、i
设计步骤：见教科书例题
三、按转矩初步计算轴的最小直径
dmin ≥
3
C
P n
单键：加3%~5%
注意：1.键槽
双键：加7%~10%
参见轴承安装标准，以便于轴承拆卸，见图411；仅为装拆方便的轴肩其直径变化值可较 小，一般直径变化量可取1～3mm。
(3)当轴表面需要磨削加工或切削螺纹时， 为便于加工和提高加工效率，轴径变化处应 留有砂轮越程槽(图4-12)或退刀槽，具体结构 尺寸参见标准。
图4-12
(4)轴上安装传动零件的轴段长度应根据所装零件的轮毂长度确定， 由于存 在制造误差，为了保证零件轴向定位可靠，应使轴的端面 与轮毂端面间留有一定距离，见图4-13，一般取Δl=1～3mm。
三、初绘装配草图
传动零件、轴和轴承是减速器的主要零件，其他零件的结构尺 寸应围绕其进行设计。绘制装配草图时应先绘制主要零件，后绘 制次要零件；轴的长度确定由内向外，直径确定由外向内；由粗 到细，逐步完成；绘图时，可以先以一个视图为主，兼顾其他视 图。
(1) 布置图面时，应根据传动件的中心距、顶圆直径及轮宽等主 要尺寸，估计出减速器的轮廓尺寸，合理布置图面，选用恰当的 比例尺。
(2)确定电动机型号
例：Pd = 3.6 kW 电机额定功率为：4 kW
Y132M16 nm=960r/min Y112M 4 nm=1440r/min
查取电动机轴外伸端尺寸: D-直径 E-长度等，
二、传动装置总传动比的确定和分配
1.确定总传动比ia
ia
nm nw
2.分配各级传动比
ia io i i i1 i2
（3）轴的外伸长度取决于外接零件及轴承盖的结构。如轴端装有联 轴器，则应留有足够的装配距离，例安装弹性套柱销联轴器所要求的安 装尺寸B见图4-9。
图4-9
(4)采用不同的轴承盖结构时，箱体宽度不同，轴的外伸长度也不 同，当采用凸缘式轴承盖时(图4-10)，轴的外伸长度考虑预留拆装轴 承盖螺钉长度L，则可在不拆下外接零件的情况下，拆装轴承盖螺钉， 打开箱盖；采用嵌入式轴承 盖时，L可取较小值。
(2)滚动轴承间距应使轴系具有较大的刚度，滚动轴承距箱体内机壁
的距离Δ3，应根据滚动轴承的润滑和密封方式确定，当传动零件边缘 圆周速度v大于2～3m／s时，可采用飞溅润滑方式润滑轴承，这时可取
Δ3= 3-5mm；当轴承dn值小于2×105mm·r／min或v小于2～3m／s时， 可采用润滑脂润滑，取Δ3 =8～12mm，见图4-8。
及轴承盖的结构布局和主要
图4-8
尺寸，可参考图4-1~4-4，然后初步绘出相关零部件的位置。图4-5~4-7
分别根据二级圆柱齿轮、圆锥—圆柱齿轮传动方案绘制。图中c1、 c2、 δ的确定参见表4-1。确定轴系零件轴向位置时应注意：
(1)不同轴上的旋转零件间，轴上旋转零件与箱体间，均要留有一定 距离，以免发生碰撞，一般取8～15mm。
同步转速：3000 1500 1000 750
级数： 2 4
68
电动机安装型式和尺寸
2.确定电动机的功率
(1) 工作机所需电动机功率 Pd
Pd
Pw
kW
工作机的功率 Pw
Pw
F v 1000
或
PW
T nw 9550
传动装置总效率
1 24 32 4 5
1-带传动； 2-轴承； 3-齿轮啮合； 4-联轴器； 5-工作机
（2）尺寸紧凑、便于润滑
三、传动装置运动、动力参数计算
计算各轴的功率P、转速n和转矩T
按工作机所需电动机功率Pd 计算， 也可按电动机额定功率Ped 计算。
见指导书。
列汇总表：
第3章 传动件设计计算
一、减速器外传动零件设计 1.普通V带传动
已知：P、n、T、i
2.链传动
已知：P、n、T、i
徐州: 中国矿业大学出版社,1995
七、课程设计的要求 1.明确学习目的，端正学习态度 2.在教师的指导下,由学生独立完成 3.正确处理理论计算与结构设计的关系 4.正确处理继承与创新的关系 5.正确使用标准和规范
第2章 传动装置总体设计
一、选择电动机
1.选择电动机类型(见指导书）
常用：Y系列三相异步电动机
第一节 常用减速器结构
分别给出了二 级圆柱齿轮减速器、二级圆锥—圆柱齿轮减速 器和各部分结构的推荐尺寸。
图4-1
图4-2
表4-1
图4-3
图4-4
第二节 传动装置装配草图和零部件结构设计
一、装配草图设计准备
装配草图的设计主要包括：初绘装配草图；轴、轴承、键的设计和计算； 轴系设计及箱体与附件设计。草图设计准备包括：
i0 减速器外传动比
i 减速器传动比
分配原则:
(1) 各级传动比应在推荐范围内选取，不 得超过最大值。 (2)展开式二级圆柱齿轮减速器
i1 (1.3 ~ 1.4)i2
或 i1 (1.3 ~ 1.4)i
来自百度文库(3)同轴式二级圆柱齿轮减速器
i1i2= i
(4)圆锥---圆柱齿轮减速器
i1 0.25i
注意：（1）尺寸协调、互不干涉
第一章 概述
一、课程设计的目的
1.了解机械设计的基本方法，熟悉并初步 掌握简单机械的设计方法、步骤。
2.综合运用已学过的先修课的有关理论和 知识进行工程设计，培养设计能力、理论联 系实际的能力以及独立工作的能力。
3.进行机械设计基本技能的训练，熟悉与 机械设计有关的标准、规范、资料、手册等。
二、课程设计的内容
(7)装配时需要调整齿轮的轴向位置时(如为保证大小锥齿轮锥顶 重合)，常将小锥齿轮轴系装在套杯内，构成一个独立组件，并可 用调整垫片调整套杯轴向位置，从而使小锥齿轮调整到正确安装位 置，见图4-16。套杯用于固定轴承的凸肩高度应按轴承安装尺寸要 求确定。
图4-16
三)传动零件的结构设计
(1)齿轮结构 齿轮结构通常与其几何尺寸、材料及制造工艺有关，一 般多采用锻造或铸造毛坯。由于锻造后的钢材力学性能好，当齿根圆直 径与该处轴直径差值过小时，为避免由于键槽处轮毂过于薄弱而发生失 效，应将齿轮与轴加工成一体。当齿顶圆直径较大时，可采用实心或辐 板式结构齿轮。辐板式结构又分为模锻和自由锻两种，前者用于批量生 产。辐板式结构重量轻，节省材料。齿顶圆直径da≤400～500mm时，通 常采用锻造毛坯；当受锻造设备限制或齿顶圆直径da >500mm时，常采 用铸造齿轮，设计时要考虑铸造工艺性，如断面变化的要求，以降低应 力集中或铸造缺陷。
(4)减速器箱体的结构形式(如剖分式或整体式等)，并计算其各部分尺寸以 及附件设计等。
二、绘制装配草图的步骤
减速器中的传动零件、轴、轴承是减速器的主要零件，其他零件如 箱体及附件的结构是为了满足主要零件工作条件而设计的，设计步骤 如下：
(1)确定各级轴及传动零件在装配图中的相对位置和布局； (2)初步估计轴径尺寸及箱体相关结构尺寸； (3)初步确定轴承型号和润滑方式，轴承盖、联轴器等的类型、型号 等，确定轴系部件的轴向位置； (4)轴的受力分析及设计计算(见教科书例题)； (5)轴承的计算和型号的确定(见教科书例题) ； (6)校核键和其他零件的强度(见教科书例题) ； (7)完成减速器的总体设计。
题目1 垂 直 斗 式 提 升 机 传 动 装 置 设 计 （C）
题目2： 装 配 车 间 输 送 带 传 动 装 置 设 计 （D）
题目3： 悬 挂 式 输 送 机 传 动 装 置 设 计 （E）
题目4： 螺 旋 输 送 机 传 动 装 置 设 计 （F）
题目6： 塔 式 起 重 机 行 走 部 减 速 装 置 设 计 （H）
(1)通过参观或装拆实际减速器，观看录相，阅读相关手册、图册和教材 上的相关内容，了解各零部件的功用、结构及其相互关系，做到对设计内 容心中有数；
(2)根据设计计算确定传动零件的主要尺寸，如齿轮的分度圆和齿顶圆直 径、宽度、轮毂长度、传动中心距、电动机型号及轴端的相关设计要求；
(3)明确各个零部件的工作要求，如键、轴承、传动件、滚动轴承的润滑、 密封方式等；
一般的传动装置设计内容有：
1.传动方案的拟订； 2.电动机的选择及运动学参数的计算； 3.传动件的设计； 4.轴的设计； 5.轴承的选择计算； 6.键、联轴器的选择和校核； 7.装配图设计； 8.零件图设计； 9.编写设计说明书。
三、课程设计的任务
1、设计工作量
（1）减速器装配图1张（1号图纸），计算 机绘图或手工绘图；
2.圆整为标准直径
3.或按联轴器圆整直径
四、验算工作速度误差
v v理 v实 v理
≤
5%
五、减速器箱体结构尺寸 注意：
、1≥8，
d f ≥ 16, d1≥ 12, d2 8, d3 6
第4章 传动装置的结构设计
传动装置中包含已设计的传动零件(如齿轮、蜗轮)，将要设计 的轴系和支承零件(如轴、轴承、 箱体、箱盖)及附件等。本章 将介绍其结构设计要求。
五、成绩评定
根据设计过程的表现、图纸质 量、说明书及答辩四方面综合情况 评定成绩，按优秀、良好、中等、 及格、不及格评分，独立实践环节 课程记载成绩。
六、主要参考书
包括《机械设计》、《机械设计课程上机与设计》主 教材、机械设计（零件）课程设计指导书、机械（零件） 设计手册和图册等。
1. 吴相宪,王正为,黄玉堂主编. 实用机械设计手册. 徐州: 中 国矿业大学出版社,1995 2. 哈尔滨工业大学主编. 机械设计课程设计图册. 北京:高等 教育出版社, 1991 3.哈尔滨工业大学主编 . 机械零件课程设计指导书. 北京:高 等教育出版社, 1987 4.陈淑连,张爱淑,徐桂云主编.机械设计基础课程设计指导书.
图4-10
二)轴系结构
根据轴上各零件和支承的位置，通过计算确 定轴径尺寸和轴承后，在进行轴系结构的详细 设计时应注意以下问题：
(1)当外伸轴通过联轴器与其它零件联接时， 根据扭矩计算的轴径应与联轴器孔径相匹配。
图3-11 轴承拆卸高度
(2)轴和轴上零件要有准确的定位，便于装拆和调整，具有良好的制造 工艺性，一般把轴做成阶梯形，见图4-10。当相邻轴段直径变化处的轴 肩是为了固定轴上零件或承受轴向力时，其直径变化值要大些，轴肩根 部圆角半径r应小于轴上零件的倒角C或圆角半径r，见图4-9中I、Ⅱ等处， 定位轴肩的尺寸见表4-2。当用定位轴肩固定滚动轴承时，轴肩高度可
（2）零件工作图2张（3号图纸），手工绘 图，要求齿轮类零件和轴类零件图各1张；
（3）设计计算说明书1份（A4纸，20页以 上）。
2、课程设计题目 以教师指定为准。注意发给你们的资料。
例如： 题目1：垂直斗式提升机传动装置设计（C） 题目2：机械厂装配车间输送带传动装置设计（D） 题目3：悬挂式输送机传动装置设计（E） 题目4：螺旋输送机传动装置设计（F） 题目5：塔式起重机行走部减速装置设计（H） ……
图4-13
(5)安装键的轴段，便于装配时使轮毂上的键槽与键对准，键槽布 置应靠近轴上零件装入端，见图4-14。键的长度可比轴毂配合长度短 5～10mm，并按标准圆整。
Δl=1～3mm 图4-14
图4-15
(6)对悬臂支承结构(如小锥齿轮轴)，为使轴系具有较大的刚度， 两轴承支点跨距不宜太小，轴上零件尽量靠近支点，图4-15给出了支 点跨距与悬臂零件间的推荐距离。