课程设计讲解课程(长江大学)

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。
I II
i=1
注意： 1.按工作机所需电动机功率Pd计算，而不按电 动机额定功率Ped计算。 2.设计轴时应按其输入功率计算、设计传动零 件时应按主动轴的输出功率计算
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≥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。
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（6）轴的设计计算及校核； （7）箱体设计及说明 （8）键联接的选择和计算；
（9）滚动轴承的选择和计算；
（10）联轴器的选择；
（11）润滑和密封的选择；
（12）减速器附件的选择及说明；
（13）设计小结；
（14）参考资料（资料的编号【】及书名、 作者、出版单位、出版年月）；
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2、要求和注意事项
设计内容 设计准备
完成阶段设计的参考时间 设计前
2
3 4
传动装置的总体设计
传动零件的设计计算 减速器装配草图的设计
17周周一——周二
17周周三——周五 18周周 一 ——18周二
5 6
7 8
绘制装配工作图 绘制零件工作图（上机）
编写设计计算说明书 设计答辩
18周周三——19周一 19周二——19周三
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。
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
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、传动装置总传动比的确定和分配
2）蜗杆减速器 特点：结构紧凑、传动比大、工作平稳、噪声较小、 传动效率低。
类型：
S
下蜗杆式 f
潘存云教授研制
其中 S——低速级， f ——高速级 f 上蜗杆式
S
潘存云教授研制
潘存云教授研制
潘存云教授研制
长江大学专用
三、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）
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V 7、选择滚动轴承的润滑（剂）方式验算dn
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 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。
机械设计（教材）
四、设计步骤
第一阶段设计的主要内容
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
5、验算系统误差
6、计算轴类零件
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 工作机功率 ：P w= 其 中 已 FV/1000 （ kw）
知： F——输送带拉力 （N） V___输送带速度 （m/s）
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。
零件工作图设计——齿轮类零件设计要点
Leabharlann Baidu
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零件工作图设计——轴类零件设计要点
7、轴零件工作图示例
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设计阶段 1
19周周四 19周周五 <57>
六、课程设计考核要求
设计计算说明书要求
计算说明书是设计计算的整理和总结，是图 纸设计的理论根据，而且是审核设计的技术文件 之一。说明书的内容和设计任务有关。对于本课 程设计，其说明书的内容大致包括： 1、内容 （1）目录（标题及页次）； （2）设计任务书； （3）前言（题目分析，传动方案的拟定等）； （4）电动机的选择及传动装置的运动和动力参 数计算； （5）传动零件的设计计算（确定带传动及齿轮 传动的主要参数）；
η7_________高速级齿轮啮合效率
η9_________高速级联轴器效率
η8__________ I轴轴承效率
(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=8~40 i总——减速器传动比(总传动比)
电动机需要功率： Pd= P 总 效
w
/η
(kw)
率 ： η=η1. η2. η3…… ηn
η1_________卷筒轴承效率
η3_________低速级联轴器效率 η5_________低速级齿轮啮合效率
η2_________ 卷筒效率
η4_________ III轴轴承效率 η6__________ II轴轴承效率
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。
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）

1) 确定总传动比ia
nm ia nw
2) 分配各级传动比
ia io i i i1 i2
i0 减速器外传动比
i 减速器传动比
各级传动比分配原则: 各级传动比应在推荐范围内选取， 不得超过最大值。
2.减速器的类型
1）齿轮减速器 特点：传动效率高、工作可靠、寿命长、维护简便、 因而应用很广泛。 类型：
潘存云教授研制
单级圆柱齿 轮减速器
长江大学专用
潘存云教授研制
展开式双级圆 柱齿轮减速器
大学专用
潘存云教授研制
分流式双级圆 柱齿轮减速器
长江大学专用
潘存云教授研制
同轴式双级圆 柱齿轮减速器
潘存云教授研制
两级锥齿轮— 圆柱齿轮减速器
长江大学专用
潘存云教授研制
潘存云教授研制 潘存云教授研制
单级锥齿轮 减速器
分流式双级圆 柱齿轮减速器
分流式三级圆 柱齿轮减速器
潘存云教授研制 潘存云教授研制 潘存云教授研制
同轴式双级圆 柱齿轮减速器
长江大学专用
分流式双级圆 柱齿轮减速器
两级锥齿轮— 圆柱齿轮减速器
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
3、进行机械设计基本技能训练。（计算、绘 图、使用技术资料）
二、课程设计题目
常规题目为减速器，因为它包 含齿轮、轴、箱体、螺栓、键、带、 联轴器、轴承等多种零部件，且参 考资料全面。 减速器是用于原动机和工作机 之间用来起减速作用的独立部件， 它由刚性箱体及若干附件组成，属 系列产品。
1.减速器结构
机械设计课程设计
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）A0或A1图纸一张，比例1:1或1:1.5，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。
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 圆锥---圆柱齿轮减速器
i1 0.25i
合理分配传动比的目的： （1）尺寸协调、互不干涉
（2）尺寸紧凑、便于润滑
3、计算各轴的n，P，T
1）各轴转速 电动机轴:nm（满载转速） I轴: nI =nm II轴: n II =nI/i高 …… 2)各轴输入功率 电动机轴: Pd=Pw/ŋ总 I轴 : P I = P d ŋ （ŋ联轴器效率） II轴:P I I= P I * ŋ12 （ŋ12——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= Td II轴：TII= TI*ŋ12*I高
计算出参数列表备用。
轴 I 轴 II轴 号 功率 P 扭矩 T 转速 n 传动比i
……
电动机轴
P I入
Pd
PII入 PI出 TII
入
Td
PI出 TI入 TI出 TII出
nm
n n
必须用钢笔（或碳素笔）工整地书写在规定
格式的设计计算说明书上，要求计算正确，论述 清楚、文字精炼、插图简明、书写整洁。 本次课程设计说明书要求字数不少于1.5万 字（或30页），要装订成册。
机械设计课程设计
实践教学过程概讲
适用对象：机械类本科
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。