机械设计课程设计装配草图绘制步步学

准备工作
1. 电机选择：中心高、轴径，轴外伸长度； 2. 齿轮零件主要尺寸：节圆直径、顶圆直径、
齿宽、中心距 3. 联轴器类型：毂孔直径、毂孔长度 4. 滚动轴承类型及支承形式： 5.图纸幅面和绘图比例：
草图设计
1、准备工作 （1）A0图纸一张，选择合适比例，用仪器画 （2）主要传动件的参数计算完备（齿轮几何尺寸、
机械设计课程设计(第一次布置)
一、设计目的
机械设计课程设计是高等工科院校机械类本科 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过程。 3、进行机械设计基本技能训练。（计算、绘
PW
=
Tn 9.55 ×106
Pd= Pw /η
η = η1η23η32η4η5
η4 = 0.99
η5 = 0.96
η3 = 0.97
η2 = 0.99 η1 = 0.96
2)电动机转速计算n
•工作机转速nw ： nw =(V×60×1000)/(πD)
•电动机转速: nd= nwi总=(8~40) nw（rpm） 其中：i总=8~40 i总——减速器总传动比
计算各轴转速、功率、转矩的计算公式汇总：
Ⅰ轴 Ⅱ轴 Ⅲ轴
nΙ
=
nm i带
nII
=
nΙ i1齿
nΙΙΙ
=
nII i2齿
PΙ
=
P电机
⋅η 0Ι
=
P电机
⋅η带
TΙ
=
9550 PΙ nΙ
PⅡ = PΙ ⋅ηⅠⅡ = PΙ ⋅η轴承 ⋅η1齿轮
TⅡ
=
9550
PⅡ nⅡ
η η η P = P ⋅ = P ⋅ ⋅ ΙΙΙ
LEF
h1
B
10 −15
δ
c1 c2
5 − −10 1.2d
≥ 10 10
e
按您计算的中 心距和齿轮宽 度作俯视图轮 廓
箱盖与箱座联接凸缘的设计
为了保证箱体的刚度，箱盖和箱座的联接凸缘应有一定的厚度，一般取凸缘厚度为 箱体厚度的1.5倍，即b=1.5δ，b1=1.5δ1。 为了保证箱盖和箱座联接处的密封性能，连接凸缘应有足够的宽度
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）所有零件尺寸随手写在草图上，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，
•
低速轴与高速级大齿轮是否干涉，
10 → 15
c1 + c2 + δ + (5 → 10)
10
e
Δ1 ≈ 1.2δ c1 + c2 + δ
e
Δ3
10 → 15
Δ3
c1 + c2 + δ + (5 → 10)
Δ1 ≈ 1.2δ c1 + c2 + δ
e
e
本阶段的设计绘图工作应在三个视图上同时进行，必要时可增加局部视图。 1、轴承座的设计 1）轴承座厚度 轴承座的主要参数为轴承座的厚度及长度 一般轴承座的厚度为（2~2.5）δ， δ为箱座壁厚 当用凸缘式轴承端盖时，轴承座的厚度为2.5d3，d3为轴承端盖联接螺钉直径。
2、传动比分配
原则：
各级传动比应在合理的范围内：
各级传动尺寸协调，传动比应满足：
i总
=
n电动机 n滚筒
i带 = 2 ~ 4
i带 < i齿轮 i齿轮
i齿轮 = 3 ~ 6
（不用整数）
3、计算各轴的n，P，T
• 1）各轴转速（P9）
• 电机轴:nm（满载转速）
• I轴:
nI = nm /i带
• II轴:
定位轴肩半径相差（0.07-0.1）d
5-10
e
e = 1.2d3
δ
C2 C1
轴向零件相距10---15mm
B Δ3 脂润滑3—5mm
油润滑10---15mm
e
L
c1 + c2 + δ + (5 → 10)
B Δ3
1→3
m
0.2
1→ 2
滚动轴承若为脂润滑，加挡油环
lEF=轴环宽度>1.4h1
图、使用技术资料）
二、课程设计任务书
名称：铸钢车间型砂传送带传动装置设计。
要求：工作环境通风不良、单向运转、双班制工作、使
用年限、小批量生产、底座（为传动装置的
独立底座）用型钢焊接。 设计参数
三、设计任务量 四1、、画A参0号考草图资、料装配图各一张，
课程A设3号计零指件导图书二张。
传动系统简图 传动外形图 装配图 零件图
确定齿轮的位置
画出传动零件的中心线。
△3＝8～15mm
确定箱体内壁线
小齿轮端面与箱体 的内壁间的距离 Δ2 =10-15mm
大齿轮齿顶圆距内壁 Δ1≥1.2δ≈ 10
δ = 0.025a + Δ > 8
一个齿高或≥10mm
30~50mm
d ≥ A3 P 估算最小直径 n
为装拆方便取直 径差1—3mm
轴段直径：
从联轴器d1处开始，
d2 ≈ d1 + 2(0.07 ~ 0.1)d1
d3 ≈ d2 + (1 ~ 3),须0或5结尾 d4 ≈ d3 + 2(0.07 ~ 0.1)d3 d5 ≈ d3 + (1 ~ 3)
轴径确定后，初定轴承型 号，从而查得轴承宽度B
Δi=[（i-Z2/Z1）/i]100%≤±5% • 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。
已知小齿轮轴的输入功率，小齿轮转速，传动比，设计一对 标准斜齿圆柱齿轮传动。轻载、工作平稳。为使轴承端盖能 顺利安装，一般中心距不小于150毫米。
3）选定电动机
• 根据求出的P、n查手册(P197)。
• 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（Ped ）>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（Ped ） 、轴的中心高、
•
电动机轴径、
机2、械设设计计论手文册（（说含明齿书轮）、一带份、。轴、轴承、键的内容）
机械设计（教材）
课程设计图册
五、设计步骤
• 选择电动机 • 传动比分配 • 计算各轴的转速 • 带传动和齿轮传动设计计算 • 验算系统误差 • 滚动轴承寿命、轴的强度验算
F：运输带拉 力 V：运输带速 F 度 D：卷筒直径
（P154） 8、对照任务书，验算传动误差
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
齿轮的润滑剂和润滑方式按圆周速度V确定（P153），
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（或润滑油），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“封油盘”或“挡油盘” （P30、P84、、P94）。 注意，并不是每个轴承处都安挡油盘。
……
计算出参数列表备用(P10)。
轴号
功率 P
扭矩 T
电动机轴
Pd
Td
I
轴 PI入 PI出 TI入 TI出
转速n nm nI
II 轴 PII入 PII出 TII入 TII出 n II
传动比I
效率ŋ
将将各各轴轴转转速速nn、、功功率率PP、、转转矩矩TT及及轴轴间间传传动动比比ii、、效效率率ηη列列表表PP1100
设计确定： 齿轮的精度、Z1 、 Z2 、 a 、m、 d1 、 d1 、 da1 、 da2 、 df 1 、 df 2 、 b1 、 b2 。Z1在20—40间选取
传动类型及失效形式: 传动类型:软齿面闭式斜齿圆柱齿轮传动 失效形式:点蚀 精度8级 故先按齿面接触强度计算公式设计齿轮的结构尺寸,然后再用 齿轮弯曲强度计算公式进行校核。
n II =nI/i高
……
2)各轴输入功率(P10)
I轴: P I = Ped ŋ带 ŋ轴承 II轴: P I I= P I * ŋ12 = P I * ŋ齿轮 * ŋ轴承
……
3)各轴扭矩T(Nm)
• 电动机轴：(P10)
• Td=9550×Pd/nm（Nm） • I轴 TI= 9550×PI/nI（Nm） • II轴 TII= 9550×PII/nII（Nm）
减速器 带传动
电机
卷筒
V
D
运输带 联轴器
减速器设计已知条件： F：运输带拉力（kN） V：运输带速度（m/s） D：卷筒直径（mm)
带传动居前,缓 冲吸震,过载保 F 护齿轮,且只有 高速才能提高 传动能力
减速器
带传动
电机
卷筒
V
D
运输带 联轴器
1、选择电动机
选择电动机依据：功率P，转速n
1）电动机功率计算P (P7)
Ⅱ ⅡⅢ
Ⅱ பைடு நூலகம்承
2 齿轮
TΙΙΙ
= 9550 PΙΙΙ nΙΙΙ
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≥2-4mm；
• 3）中心距取整(>150) i高=（1.1~1.5)i低
• 4) 强度计算中的功率用输出功率；
• 5) β角方向确定应使中间轴的轴向力有所抵消； • 6）β=8-15°，Z1=20-40 ，Z2=iZ1求出后圆整； • 7）因圆整Z2时i变化了故须验算传动比误差：
工作机功率：PW
=
Tn
9 .55 × 10 6 (kw)
其中已知：T___鼓轮轴所需扭矩(Nmm) n___鼓轮转速 （r/min）
电动机需要功率： Pd= Pw /η (kw)
总 效 率 ： η=η1. η2. η3…… ηn
η1 ：带传动器效率 ； η2：轴承效率 η3：齿轮啮合效率 η4：联轴器效率 η5：运输带传动效率 (效率值查设计手册或P7)
4 、带的根数可以向上圆整，或向下圆整，但保证误差在5%以 内且不多于4。
5 、注意带轮最小直径，带轮直径要在基准直径系列中选。带 轮基准长度要在基准长度系列中选。
6、验算传动系统速度误差
• 输送带速实际nw在求解过程中与理论V发生 了变化，故应验算系统误差。
• [（ n-nw）/nw]100%<±5%
• 若不满足应重新计算。
7、滚动轴承寿命、轴的强度验算
• 草图设计完成后，进行计算.
机械设计课程设计(第二次布置)
第二阶段设计的主要内容:
• 1、装配草图设计（含轴的结构设计、滚动轴 承组合设计等）
• 2、正式装配图（含箱体和箱体附件设计） 装配草图设计是装配图设计的规划和准备阶段 正式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（边计算，边画图， 边修改）
• 5）减速器附件设计（吊钩、吊耳、窥视孔、油标尺
等）（P76）
• 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、低速轴的弯扭合成强度验算 3、低速轴键的强度验算 4、低速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 7、选择滚动轴承的润滑（剂）方式验算dn值
3）齿轮顶圆与箱底距离≧30~50，以保证足够的油量 （P57）。
4）注意轴承盖的嵌入式和凸缘式结构。（P94、P86）
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（P94）。
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。
5、带传动传动设计
• 详细见教科书带传动章节例题或上课例题
带传动设计
参照课本或设计手册进行，可选择普通V带或窄V带。
应注意的问题： 1、原始数据： 电动机功率：Pd 电动机转速：nd V带传动理论传动比：i
2、 选定大、小带轮后，i 带可能与分配值不同，应采用新值。 3、带轮的中心距在400~500之间选取。
•
起动转矩/额定转矩的比值。
•
记录备用
2、传动比分配(P8)
• 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）
目的：（1）尺寸协调、互不干涉
（2）尺寸紧凑、便于润滑
• i总= i带×I齿= i带× i高× i低=nm/nw • i带——减速器外带传动传动比 • I齿——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=（1.1~1.5)i低
•
两大齿轮浸油深度：高速级大齿轮浸油深1个齿高
时，低速大轮浸油深度<半径的1/3~1/6。（P19）
• 2）轴的结构设计和轴系零件设计，定出支点距，
后对低速轴进行弯扭组合强度验算。
• 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，对低速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。