机械设计基础课程设计培训课件
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设计任务书
带式输送机工作情况； 带式输送机工作参数；（多种参数）
➢ 带速 ； ➢带的张力； ➢滚筒直径； 带式输送机传动方案。
建议采用方案1作为传动方案
10
11
设计计算步骤
一、总体方案设计
根据给定的数据进行设计，发放的设计任务书 装订在设计说明书最前面。
设计方案选择的主要依据 ➢ 传动的功率与效率 ➢ 传动速度 ➢ 外廓尺寸、重量和传动比要求
21
设计计算步骤
2. 传动比分配
当电动机选择确定后，减速器的总传动比就 可计算出来。对于带传动－－单级圆柱齿轮传动 的减速器，要考虑传动比的分配问题。
22
设计计算步骤
参考指导书。 对带传动－－单级圆柱齿轮传 动减速器，建议带传动的传动比小于齿轮传动的 传动比，主要避免整个传动系统的尺寸过大。
圆柱齿轮传动的传动比： i2＝3～6
联轴器
滚动轴承
F
圆柱齿轮
滚动轴承
带传动
16
带式输送机总效率
各种传动副的效率见指导书。 不必考虑滚筒的效率、 滚筒上轴承的效率。
设计计算步骤
v F
＝联轴器 滚2 动轴承 圆柱齿轮 带传动
17
设计计算步骤
③ 电动机功率
电动机所需功率：
Pd
Pw
查标准选取电动机额定功率Pm。
18
设计计算步骤
（2）转速选择
参考指导书选择Y系列电机，最为常用的Y
系列电动机的同步转速为3000rpm、1500rpm、 1000rpm、750rpm四种。
同步转速过低：减速器传动比减小，但是电动机 尺寸变大，成本上升；
同步转速过高：电动机较轻，成本下降，但传动比 变大，外形尺寸变大。
19
设计计算步骤
① 输出轴（滚筒）转速
nW
滚动轴承寿命的校核计算
键联接强度校核
3. 完成减速器装配草图
29
油润滑：3～5mm
脂润滑：8～12mm(加 挡油板)
ΦdI ΦdII ΦdIII
内机壁
Δ3 Δ2
内壁到轴承座端面距 离:δ+c1+c2
Δ1
一般选择Y系列三相电动机
14
设计计算步骤
（1）功率选择
依据带式输送机总体方案，分析功率流传递路线， 在考虑效率的前提下，计算所需电动机的功率。
① 工作机功率 Pw= Fv /1000 （kW）
② 带式输送机总效率
带式输送机总效率为每一个传动副效率的乘积，即
1 2 3
15
带式输送机总效率
v
设计计算步骤
3
《机械设计基础课程设计》以机械中最为常 用的重要部分——传动装置即减速器为对象， 以课程教学中的设计理论和方法为基础，进行 总体方案设计、部件方案设计、零部件设计计 算、零部件结构设计、装配图和零件图设计等， 特别是零部件设计计算几乎涵盖了《机械设计 基础》课程中的所有内容。
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5
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➢齿轮设计 ➢带传动设计 ➢滚动轴承设计 ➢轴的设计 ➢螺栓联接设计 ➢键联接设计 ➢联轴器设计 ➢润滑密封设计等
机械设计基础课程设计
(Course Design of Mechanical Design Foundation )
郑州大学材料科学与工程学院 辛荣生 何素芹 谭 伟
逯晓勤，张晓黎，孙玉福，张春香
1
教材
《机械设计课程设计》（第二版） 唐增宝等 主编
华中科技大学出版社
2
《机械设计基础课程设计》是《机械设计 基础》课程的一个重要环节，是工科专业学生 首次进行的真实设计，对于学生理论联系实际 能力、综合创新能力的培养和训练均是一个重 要的实践环节。
12
设计计算步骤
设计方案选择要求考Байду номын сангаас的主要因素
使用性（有效性、可靠性） 经济性 安全性 工艺性 先进性 特殊性 等
建议采用方案1作为传动方案
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设计计算步骤
二、电动机选择及传动比分配
当带式输送机总体方案确定后，就可进行其参数设计。
1. 电动机选择
工业上一般采用三相交流电动机，Y系列三相 交流异步电动机由于具有结构简单，价格低廉， 维护方便等优点，得到最广应用。
画传动零件的中心线 画齿轮的轮廓 画箱体的内壁线
确定轴承座孔的宽度，画轴承座外端线
轴的结构设计
确定轴的径向尺寸 确定轴的轴向尺寸
画轴、滚动轴承和轴承盖的外廓
28
2. 轴、滚动轴承及键联接的校核计算
轴的强度校核
根据初绘装配草图中轴的结构， 确定作用在轴上的力的作用点， 绘出轴的受力计算简图，绘制弯 矩图、转矩图及当量弯矩图，对 危险剖面进行强度校核。
26
设计计算步骤
五、滚动轴承的预选
根据初算的轴径，考虑轴上零件的轴向定位和固定， 估计出装轴承处的轴径，初步定出滚动轴承的型号。待在 减速器装配草图设计中进行寿命验算后再行确定。
大功率 中小功率 输入轴 输出轴
圆锥滚子轴承 深沟球或角接触球轴承
轻系列 从转速考虑！
27
六、减速器装配草图的设计
1. 初绘减速器装配草图
带传动的传动比： i1＝2～4
23
设计计算步骤
三、传动件的设计计算
根据电动机的计算功率、满载转速、传动比的 分配，计算出各级传动的输入功率、输入转速、 传动比，由此进行各级传动的传动件设计。（参 考指导书P.9～10）
传动件的设计计算参考《机械设计基础》教材 的内容。（带传动、齿轮传动、轴径初算等）
601000 v (r / min)
D
② 带式输送机总传动比
i nm nW
nm —电动机满载转速
20
设计计算步骤
n i m
n W
控制总传动比在一定范围内（根据传动方 案来定，各种类型传动的传动比范围见指导 书)，对于带传动－－单级圆柱齿轮传动系 统，应控制在 20 以内。这样一来，电动机 的具体参数就可以确定下来。
7
总体时间安排
第一周：
布置任务，进行设计计算，并划出结构草图， 装配草图；
第二周：
总体装配图设计 ； 零件工作图设计和编写设计计算说明书； 答辩。
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任务要求
❖ 减速器总体装配图（1# 图 1 张） ❖ 减速器零件图 2 张
齿轮工作图（3 #图1张） 轴 工 作 图（3 #图1张）
❖ 减速器设计计算说明书1份（约2万字）
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★ 注意事项
设计计算步骤
➢ 传动功率计算采用电动机所需功率Pd ； ➢ 圆柱齿轮传动中，大齿轮的直径尽量不超过250mm ；
➢ 圆柱齿轮传动中中心距、齿宽为整数，分度圆、齿顶圆 直径和螺旋角必须求出精确值，尺寸应准确到小数点后 两位，角度应准确到秒。
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设计计算步骤
四、联轴器的选择
输出轴
类型：刚性可移式联轴器； 型号：由计算转矩、转速和轴径选择。
设计任务书
带式输送机工作情况； 带式输送机工作参数；（多种参数）
➢ 带速 ； ➢带的张力； ➢滚筒直径； 带式输送机传动方案。
建议采用方案1作为传动方案
10
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设计计算步骤
一、总体方案设计
根据给定的数据进行设计，发放的设计任务书 装订在设计说明书最前面。
设计方案选择的主要依据 ➢ 传动的功率与效率 ➢ 传动速度 ➢ 外廓尺寸、重量和传动比要求
21
设计计算步骤
2. 传动比分配
当电动机选择确定后，减速器的总传动比就 可计算出来。对于带传动－－单级圆柱齿轮传动 的减速器，要考虑传动比的分配问题。
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设计计算步骤
参考指导书。 对带传动－－单级圆柱齿轮传 动减速器，建议带传动的传动比小于齿轮传动的 传动比，主要避免整个传动系统的尺寸过大。
圆柱齿轮传动的传动比： i2＝3～6
联轴器
滚动轴承
F
圆柱齿轮
滚动轴承
带传动
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带式输送机总效率
各种传动副的效率见指导书。 不必考虑滚筒的效率、 滚筒上轴承的效率。
设计计算步骤
v F
＝联轴器 滚2 动轴承 圆柱齿轮 带传动
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设计计算步骤
③ 电动机功率
电动机所需功率：
Pd
Pw
查标准选取电动机额定功率Pm。
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设计计算步骤
（2）转速选择
参考指导书选择Y系列电机，最为常用的Y
系列电动机的同步转速为3000rpm、1500rpm、 1000rpm、750rpm四种。
同步转速过低：减速器传动比减小，但是电动机 尺寸变大，成本上升；
同步转速过高：电动机较轻，成本下降，但传动比 变大，外形尺寸变大。
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设计计算步骤
① 输出轴（滚筒）转速
nW
滚动轴承寿命的校核计算
键联接强度校核
3. 完成减速器装配草图
29
油润滑：3～5mm
脂润滑：8～12mm(加 挡油板)
ΦdI ΦdII ΦdIII
内机壁
Δ3 Δ2
内壁到轴承座端面距 离:δ+c1+c2
Δ1
一般选择Y系列三相电动机
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设计计算步骤
（1）功率选择
依据带式输送机总体方案，分析功率流传递路线， 在考虑效率的前提下，计算所需电动机的功率。
① 工作机功率 Pw= Fv /1000 （kW）
② 带式输送机总效率
带式输送机总效率为每一个传动副效率的乘积，即
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带式输送机总效率
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设计计算步骤
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《机械设计基础课程设计》以机械中最为常 用的重要部分——传动装置即减速器为对象， 以课程教学中的设计理论和方法为基础，进行 总体方案设计、部件方案设计、零部件设计计 算、零部件结构设计、装配图和零件图设计等， 特别是零部件设计计算几乎涵盖了《机械设计 基础》课程中的所有内容。
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➢齿轮设计 ➢带传动设计 ➢滚动轴承设计 ➢轴的设计 ➢螺栓联接设计 ➢键联接设计 ➢联轴器设计 ➢润滑密封设计等
机械设计基础课程设计
(Course Design of Mechanical Design Foundation )
郑州大学材料科学与工程学院 辛荣生 何素芹 谭 伟
逯晓勤，张晓黎，孙玉福，张春香
1
教材
《机械设计课程设计》（第二版） 唐增宝等 主编
华中科技大学出版社
2
《机械设计基础课程设计》是《机械设计 基础》课程的一个重要环节，是工科专业学生 首次进行的真实设计，对于学生理论联系实际 能力、综合创新能力的培养和训练均是一个重 要的实践环节。
12
设计计算步骤
设计方案选择要求考Байду номын сангаас的主要因素
使用性（有效性、可靠性） 经济性 安全性 工艺性 先进性 特殊性 等
建议采用方案1作为传动方案
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设计计算步骤
二、电动机选择及传动比分配
当带式输送机总体方案确定后，就可进行其参数设计。
1. 电动机选择
工业上一般采用三相交流电动机，Y系列三相 交流异步电动机由于具有结构简单，价格低廉， 维护方便等优点，得到最广应用。
画传动零件的中心线 画齿轮的轮廓 画箱体的内壁线
确定轴承座孔的宽度，画轴承座外端线
轴的结构设计
确定轴的径向尺寸 确定轴的轴向尺寸
画轴、滚动轴承和轴承盖的外廓
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2. 轴、滚动轴承及键联接的校核计算
轴的强度校核
根据初绘装配草图中轴的结构， 确定作用在轴上的力的作用点， 绘出轴的受力计算简图，绘制弯 矩图、转矩图及当量弯矩图，对 危险剖面进行强度校核。
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设计计算步骤
五、滚动轴承的预选
根据初算的轴径，考虑轴上零件的轴向定位和固定， 估计出装轴承处的轴径，初步定出滚动轴承的型号。待在 减速器装配草图设计中进行寿命验算后再行确定。
大功率 中小功率 输入轴 输出轴
圆锥滚子轴承 深沟球或角接触球轴承
轻系列 从转速考虑！
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六、减速器装配草图的设计
1. 初绘减速器装配草图
带传动的传动比： i1＝2～4
23
设计计算步骤
三、传动件的设计计算
根据电动机的计算功率、满载转速、传动比的 分配，计算出各级传动的输入功率、输入转速、 传动比，由此进行各级传动的传动件设计。（参 考指导书P.9～10）
传动件的设计计算参考《机械设计基础》教材 的内容。（带传动、齿轮传动、轴径初算等）
601000 v (r / min)
D
② 带式输送机总传动比
i nm nW
nm —电动机满载转速
20
设计计算步骤
n i m
n W
控制总传动比在一定范围内（根据传动方 案来定，各种类型传动的传动比范围见指导 书)，对于带传动－－单级圆柱齿轮传动系 统，应控制在 20 以内。这样一来，电动机 的具体参数就可以确定下来。
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总体时间安排
第一周：
布置任务，进行设计计算，并划出结构草图， 装配草图；
第二周：
总体装配图设计 ； 零件工作图设计和编写设计计算说明书； 答辩。
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任务要求
❖ 减速器总体装配图（1# 图 1 张） ❖ 减速器零件图 2 张
齿轮工作图（3 #图1张） 轴 工 作 图（3 #图1张）
❖ 减速器设计计算说明书1份（约2万字）
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★ 注意事项
设计计算步骤
➢ 传动功率计算采用电动机所需功率Pd ； ➢ 圆柱齿轮传动中，大齿轮的直径尽量不超过250mm ；
➢ 圆柱齿轮传动中中心距、齿宽为整数，分度圆、齿顶圆 直径和螺旋角必须求出精确值，尺寸应准确到小数点后 两位，角度应准确到秒。
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设计计算步骤
四、联轴器的选择
输出轴
类型：刚性可移式联轴器； 型号：由计算转矩、转速和轴径选择。