机械设计课程设计-1(1)

窗、油标尺等）
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设计计算中需要验算的内容
l 1、各级齿轮传动的强度验算； l 2、中间轴的弯扭合成强度验算； l 3、键的强度验算； l 4、滚动轴承寿命验算； l 5、两级传动大齿轮浸油深度验算； l 6、减速器内，齿轮润滑方式验算； l 7、滚动轴承的润滑方式验算，dn；
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p 3）选定电动机
n 根据求出的P、n查手册。
u 转速n：建议选用同步转速为1500、1000（rpm） u 功率P：额定功率应大于计算功率 P额>Pd=PW/ŋa
n 选定电动机，记下备用：
u 型号（Y系列） u 同步转速n、满载转速nm u 额定功率P额 u 轴的中心高 u 电动机轴径 u 起动转矩/额定转矩。
草图设计
l 1、准备
p （1）A1坐标纸一张； p （2）主要传动件的参数计算完备（齿轮
几何尺寸、轴径估算……）
l 2、要求
p （1） 设计正确，主要结构表达清楚； p （2）不要求线型，同样零件可只画一个，
其它简画；
p （3）所有零件尺寸随手画在草图上，以 免再次查找。
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第一次布置主要应完成内容
l 一、选电机
l 二、运动动力参数计算
l 三、箱外传动设计计算
l 四、箱内齿轮传动设计计算：
p 斜齿轮
p 锥齿轮
p 蜗杆
n 上述几种传动均可以用CAD计算（需提供源程序）
n 制图主要使用AUTOCAD，也可使用其他三维软件
（需提供二维机械图）
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计算格式
与轴分离，也可以成齿轮轴。
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草图设计步骤
l 按中心距先画轴心线，再画轴及轴承； l 先画箱内，后画箱外； l 先粗画，后细画； l 先画俯视图，再画主视图，最后画侧
视图； l 图面布置，上下左右要适当匀称。
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箱体结构设计
l 机座壁厚：按二级齿轮减速器中心距a 选择壁厚；
n 电动机输出功率： Pd= P w /ηa (kw)
u ηa—传动装置总效率
ηa=η1η2η3…… ηn
u ηi — 传动各环节效率值(查设计手册) 机械设计课程设计-1(1)
p 2)电动机转速计算
n 工作机转速nw
u v= (πDn)/60·1000 (m/s) u nw=(v·60·1000)/ πD (rpm)
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装配图
l 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）；
l 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；
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等。
p 3、蜗杆传动设计
n 蜗杆上置、下置取决于蜗杆分度圆圆周速度 v1， v1 ≤4~5m/s时下置。
n 刚度验算、热平衡计算应在确定蜗杆支点位 置后计算。
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l 4、计算轴类零件
p 1）初估I 、II、 III轴径
n I 轴是否设计成齿轮轴； n II轴进行弯扭合成强度验算。
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四、参考资料
1. 课程设计指导书 2. 课程设计图册 3. 机械设计手册（含齿轮、带、轴、轴
承、键的内容） 4. 机械设计（教材）
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五、设计步骤
l 1、选择电动机 l 2、传动比分配 l 3、计算各轴的转速 l 4、齿轮传动设计计算 l 5、轴类零件设计计算 l 6、绘制装配图和零件图
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2020/11/18
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一、设计目的
l 机械类本科学较全面的机械设计训练。 l 目的：
p 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；
p 2、学习简单机械传动装置的设计原理和 过程；
p 3、进行机械设计基本技能训练（计算、 绘图、使用技术资料）。
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二、课程设计任务书
l 带式输送机/电动卷扬机传动装置设计。
p 传动系统简图 p 原始数据
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三、设计任务量
l 1、A1草图一张（手工绘图）； l 2、A1装配图两张（计算机绘图）； l 3、A3号零件图一张（计算机绘图）； l 2、设计说明书一份，不少于20页。
计 算 与 说明
主要结果
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第二阶段设计
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主要内容:
l 1、草图设计（手工绘图）
p 装配图设计的规划和准备阶段 p 特点：“算画结合”边画边算
l 2、装配图及零件图（计算机绘图）
p 对草图的进一步细化和完善
l 3、撰写设计说明书
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»v——输送机带速 (m/s) »D——卷筒直径 (mm)
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p 2)电动机转速计算
n 电动机转速: nd= nwi总
u i总——传动装置总传动比，查手册推荐各种传动 类型常用传动比 »V带传动 i＝2～4 »单级圆柱齿轮传动 i＝3～5 »二级圆柱齿轮减速器 i＝8～40 »二级圆锥－圆柱齿轮减速器 i＝8～15 »单级蜗杆减速器 i＝10～40
n 电动机轴： nm（满载转速） n I轴： nI =nm n II轴： n II =nI/i高 n ……
p 2）各轴输入功率
n 电动机轴： Pd=Pw/ŋ总 n I轴： P I = Pd ŋ （ŋ联轴器效率） n II轴： P II= P I ŋ12 （ŋ12—I轴至 II轴效率） n ……
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p 2）强度计算中的功率用输出功率； p 3）中心距圆整为5的倍数，以便于箱体
制造、测量； p 4）注意标准值、一般结构尺寸应圆整、
与直径相关尺寸精确至小数点后三位， 角度值精确到秒。
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p 1、圆柱齿轮传动设计
n 1）采用斜齿圆柱齿轮闭式传动； n 2）一般选用中碳钢，m≥1.5～2mm； n 3） β角应使中间轴轴向力有所抵消，且β=8～15°； n 4）z1=20-40 ，z2=iz1求出后圆整，z1、z2互质； n 5）圆整z2后i变化，验算传动比误差：
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第一阶段设计
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传送带 卷 筒
减
速
器
电
机
带传动
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传动装置总体设计
l 1、选择电动机（功率P，转速n )
p 1）电动机功率计算
n 工作机功率 ：
u ηw—工作机效率，带式输送机取ηw ＝0.96，电动 卷扬机取ηw＝ 0.97
p 设计轴时按其输入功率、设计传 动件时按主动轴输出功率计算。
p 计算各级转速时，不按同步转速， 应按满载转速进行计算。
轴 号 功率 P
电动机轴
Pd
I轴
PI入 PI出
II轴
PII入 PII出
III轴
工作机轴
扭矩 T
Td TI入 TI出 TII入 TII出
转速 n 传动比i 效率ŋ nm
nI n II
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p i减= i高i低
n 二级圆柱展开式
i高=（1.2~1.3)i低
n 二级圆柱同轴式
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p i减= i高i低
n 圆锥－圆柱式
u 圆锥齿轮在高速级 »便于加工 »控制尺寸
i高≤3
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l 3、计算各轴的n、P、T
p 1）各轴转速l 3、源自算各轴的n、P、Tp 3)各轴扭矩T
n 电动机轴： Td=9550Pd/nm（N.m）
n I轴： TI= Td n II轴：TII= TIŋ12i高 n ……
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l 参数列表备用
p 计算各级转矩、功率时按工作机 所需电机功率Pd计算，不按电动 机额定功率Ped计算。
况，以能进手为宜。 l 通气器：平衡机体内外压力。
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附件
l 吊钩：起吊整机用，与底座铸出。 l 起盖吊耳：起吊盖，与上盖一同铸出。 l 油标尺：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。 l 放油塞：更换润滑油的出口，设计在 箱体底座最低位置处。
n 轴承采用油润滑时，为减少轴承搅油损失，在小齿 轮与轴承间装挡油盘，并不是每个轴承处都安挡油 盘；
n 轴承采用油润滑时，润滑方式的确定及油沟的设置。
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设计中应注意的问题
l 3）油面高度≧30~50，以保证足够的 油量；
l 4）轴承盖结构选择； l 5）齿轮与轴的结合方式可设计成齿轮
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传动件设计
l 一、箱外传动件设计
p 带传动设计 p 开式齿轮传动设计
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p 1、带传动设计
n 参照课本或设计手册进行，可选择普通V带或窄V 带。
n 注意：
u 带轮尺寸与传动装置外廓尺寸协调，由电机轴定小带轮 轴孔直径，大带轮轴孔孔径与减速器输入轴协调；
n 定出支点位置后对中间轴进行弯扭强度验算。
p 3）轴承的组合设计
n 确定轴承的型号和工作位置； n 润滑方式和密封装置； n 对中间轴上的轴承进行寿命计算。
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草图设计
l 3、任务（以设计手册为参考资料）
p 4）确定箱体的结构及各部分尺寸。 p 5）减速器附件设计（吊钩、吊耳、观察
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设计中应注意的问题