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1、机械设计基础课程设计,机械设计课程设计,1、课程设计概述 2、传动装置的总体设计 3、传动零件的设计计算4、辅件的设计5、设计说明书的编写,机械设计基础课程设计,机械设计基础课程设计,机械设计基础课程设计,机械设计基础课程设计,机械设计基础课程设计,第一节 课程设计概述,机械设计课程是一门技术基础课，目的在于培养学生机械设计能力。课程设计是机械设计课程最后一个重要的实践性教学环节，也是机电类专业学生第一次较为全面的机械设计训练，其目的为：（1）通过课程设计培养学生综合运用机械设计课程及其它先修课程的理论知识，解决实际问题的能力，并通过实际设计训练，使理论知识得以巩固和提高。（2）通过课程设计的
2、实践使学生掌握一般机械设计的基本方法和程序，培养独立设计能力。（3）进行机械设计工作基本技能的训练，包括训练、计算、绘图能力，熟悉和运用资料能力（手册、图册、标准、规范等）。（4）培养团结协作的能力、统筹全局的能力。,一、课程设计的目的,1、课程设计的内容（做什么？）本课程设计选择齿轮减速器为设计课题，设计的主要内容包括以下几方面：（1）拟定、分析传动装置的运动和动力参数；（2）选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数；（3）进行传动件的设计计算，校核轴、轴承、联轴器、键等；（4）绘制减速器装配图及典型零件图；（5）编写设计计算说明书。2、课程设计的任务（交什么？）本课程设计要求在2周时间内完
3、成以下的任务：（1）绘制减速器装配图1张（A0或A1图纸）；（2）零件图2张（齿轮、轴、箱体、带轮等任选2个，A3图纸）；（3）设计计算说明书(包括任务书、设计计算书、安装使用说明书）1份，字数不限。,二、课程设计的内容和任务,课程设计是一次较全面较系统的机械设计训练，因此应遵循机械设计过程的一般规律，大体上按以下步骤进行：（1）设计准备 认真研究设计任务书，明确设计要求和条件，认真阅读减速器参考图，熟悉设计对象。（2）传动装置的总体设计 根据设计要求拟定传动总体布置方案，选择原动机，计算传动装置的运动和动力参数。（3）传动件设计计算 设计装配图前，先计算各级传动件的参数确定其尺寸，并选好联轴
4、器的类型和规格。一般先计算外传动件、后计算内传动件。（4）装配图设计 计算和选择支承零件，绘制装配草图，完成装配工作图。（5）零件工作图设计 零件工作图应包括制造和检验零件所需的全部内容。（6）编写设计说明书 设计说明书包括所有的计算并附简图，并写出设计总结。（7）总结和答辩,三、课程设计的步骤,四、课程设计的时间分配(仅供参考),1、工作条件：两班制，连续单向运转，载荷平稳，室内工作，有粉尘，环境最高温度3502、使用折旧期：8年3、检修间隔期：四年大修，二年中修，半年小修。4、动力来源：三相交流，电压380/220 V5、带速度允许误差：5%6、制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生
5、产,设计原始数据中运输带与卷筒之间及卷筒轴承的摩擦影响已经在F中考虑。,四、设计任务书,设计题目：带式运输机传动装置的设计,上表设计原始数据中运输带与卷筒之间及卷筒轴承的摩擦影响已经在F中考虑。,机械设计基础课程设计,带单级直齿圆柱齿轮减速器,第二节 传动装置的总体设计,传动装置的总体设计，主要包括拟定传动方案、选择原动机、确定总传动比和分配各级传动比以及计算传动装置的运动和动力参数。一、拟定传动方案 机器通常由原动机、传动装置和工作机三部分组成。传动装置将原动机的动力和运动传递给工作机，合理拟定传动方案是保证传动装置设计质量的基础。课程设计中，应根据设计任务书，拟定传动方案，分析传动方案的优
6、缺点。,课程设计传动方案不作硬性规定，建议采用带单级直齿圆柱齿轮传动方案。,二、选择原动机电动机电动机为标准化、系列化产品，设计中应根据工作机的工作情况和运动、动力参数，根据选择的传动方案，合理选择电动机的类型、结构型式、容量和转速，提出具体的电动机型号。1、选择电动机类型和结构型式电动机有交、直流之分，一般工厂都采用三相交流电，因而选用交流电动机。交流电动机分异步、同步电动机，异步电动机又分为笼型和绕线型两种，其中以普通笼型异步电动机应用最多，目前应用较广的Y系列自扇冷式笼型三相异步电动机，结构简单、起动性能好，工作可靠、价格低廉、维护方便，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体、无特殊要求的场
7、合，如运输机、机床、农机、风机、轻工机械等。,2、确定电动机的功率电动机功率选择直接影响到电动机工作性能和经济性能的好坏：若所选电动机的功率小于工作要求，则不能保证工作机正常工作；若功率过大，则电动机不能满载运行，功率因素和效率较低，从而增加电能消耗，造成浪费。本课程设计的题目为长期连续运转、载荷平稳的机械，确定电动机功率的原则是：Pe kPd K=1.01.3Pd=Pw/Pw=FV/1000w=Tnw/9550w,Pd=Pw/Pw=FV/1000w=Tnw/9550wPe电动机的额定功率 Pd电动机的输出功率Pw工作机的输入功率电动机至工作机间的总效率=123nPd=Pw/Pe kPdPw=
8、F V/1000w=Tnw/9550w123n分别为传动装置中各传动副（齿轮、蜗杆、带或链、轴承、联轴器）的效率，设计时可参考手册选取。F工作机的工作阻力 V工作机卷筒的线速度T工作机的阻力矩 nw 工作机卷筒的转速w工作机的效率,注意：Pw是计算的原始功率（工作机），Pd是计算功率（电机输出功率，传动装置输入功率），Pe是电机的额定功率（选原动机用的）,3、确定电动机的转速同一类型、相同额定功率的电动机低速的级数多，外部尺寸及重量较大，价格较高，但可使传动装置的总传动比及尺寸减少；高速电动机则与其相反，设计时应综合考虑各方面因素，选取适当的电动机转速。三相异步电动机常用的同步转速有3000r
9、/min,1500r/min,1000r/min,750r/min。常选用1500r/min或1000r/min的电动机。设计时可由工作机的转速要求和传动结构的合理传动比范围，推算出电动机转速的可选范围，即nd=(i1i2i3in)nWnd电动机可选转速范围i1,i2in各级传动机构的合理传动比范围,三、传动装置总传动比的确定及各级传动比的分配由选定电动机的满载转速nm和工作机主动轴的转速nw 可得传动装置的总传动比i=nm/nw 对于多级传动i=i1 i2 in 计算出总传动比后，应合理地分配各级传动比，限制传动件的圆周速度以减少动载荷，分配各级传动比时应注意以下几点：（1）各级传动的传动比
10、应在推荐的范围之内选取。三角带传动比i7，一般24，直齿轮传动比46。（2）应使传动装置结构尺寸较小，重量较轻。（3）应使各传动件的尺寸协调，结构匀称合理，避免相互干涉碰撞。一般应使带的传动比小于齿轮传动的传动比。,为进行传动件的设计计算，应首先推算出各轴的转速、功率和转矩，一般按由电动机至工作机之间运动传递的路线推算各轴的运动和动力参数。（1）各轴的转速（r/min）：n1=nm/i0n2=n1/i1=nm/i0i1n3=n2/i2=nm/i0i1i2 式中的nm为电动机的满载速度 n1、n2、n3分别为1、2、3轴的转速 i0电动机至1轴的传动比 i11轴至2轴的传动比 i22轴至3轴的传
11、动比(2)各轴的输入功率：p1=pd01p2=p112=pd0112 p3=p2011223pd为电动机的输出功率，p1、p2、p3分别为 1、2、3轴的输入功率，01、12、23分别为电动机轴与1轴，1轴与2轴，2轴与3轴间的传动效率。(3)各轴转矩：T1=Td i001 T2=T1 i112 T3=T2 i223T1、T2、T3分别为1、2、3 轴的输入转矩 Td为电动机轴的输出转矩 Td=9550pd/nm,四、计算传动装置的运动和动力参数,五、运动和动力参数的计算结果 列表汇总（例）,第三节 传动零件的设计计算,一、带传动设计 二、圆柱直齿轮传动设计 三、轴的结构设计与计算 四、滚动轴
12、承的选择和计算 五、联轴器选择与校核 六、键联接的选择和计算七、润滑（齿轮和轴承）方式验算,一、带传动设计 带传动设计的主要内容 选择合理的传动参数；确定带的型号、长度、根数、传动中心距、安装要求、对轴的作用力及带的材料、带轮的结构和尺寸等。二、圆柱直齿轮传动设计 圆柱齿轮设计计算及结构设计的方法、步骤均可依教材的有关内容进行，其注意事项如下：（1）齿轮材料的选择要注意毛坯制造方法：选择材料前应先估计大齿轮的直径，如果大齿轮直径较大，应选用铸造毛坯，材料一般可选铸钢或铸铁；如果小齿轮的齿根圆直径与轴径接近，可制成齿轮轴，选用的材料应兼顾轴的要求，同一减速器的各小齿轮（或大齿轮）的材料应尽可能一
13、致，以减少材料的牌号，降低加工的工艺要求。（2）计算齿轮的啮合几何尺寸时应精确到小数点后23位，而中心距、宽度和结构尺寸应尽量圆整为整数。,（3）参数的合理选择，通常取Z1=2040，在保证齿根弯曲强度的前提下，Z1可取大些；传递动力的齿轮，其模数应大于1.52mm。三、轴的结构设计与计算（1）轴的结构设计（2）轴的强度校核 四、滚动轴承的选择和计算 选择轴承型号并进行寿命校核，轴承寿命可按减速器的使用寿命或检修期计算。,五、联轴器选择与校核 一般传动装置中有两个联轴器，一个联接电动机轴与减速器高速轴的联轴器，另一个是联接减速器低速轴与工作机的联轴器。对中、小型减速器的输入轴、输出轴均可采用弹
14、性柱销联轴器，它加工制造容易，装拆方便、成本低，能缓冲减震。联轴器联接低速轴与工作机，选弹性柱销联轴器。校核 T，n 六、键联接的选择和计算 采用平键联接，键槽的宽度和深度根据轴颈确定（见教材）,键长根据毂长确定。平键联接主要校核挤压与剪切强度。计算中许用挤压应力应选取轴、键、轮毂三者中最弱的。七、润滑（齿轮和轴承）方式验算 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。,第四节 减速箱的附件
15、设计,一、窥视孔（观察孔）及盖窥视孔用来检查传动件的啮合情况，齿侧间隙接触斑点及润滑情况等。箱体内的润滑油也由此孔注入，为减少油内的杂质注入箱内，可在窥视孔口处装一过滤网。窥视孔通常开在箱体顶部，且要能看到啮合位置。其大小视减速器的大小而定，但至少应能将手伸入箱内进行检查操作。孔上要有盖板，用钢板或铸铁制成，用M8M12螺钉坚固。,二、通气器 通气器多装在箱盖顶部或窥视孔盖上，其作用是平衡机体内外压力。三、吊环螺钉、吊耳及吊钩 为便于拆卸及搬运，应在箱盖上安装吊环螺钉或铸出吊耳，并在箱座上铸出吊钩。吊环螺钉为标准件，可按起重量选用。箱座两端凸缘下部铸出的吊钩，是用来吊运整台减速器或箱座零件的。
16、,四、启盖螺钉 起盖螺钉作用：起盖用两个，对角线布置。启盖螺钉的直径一般等于凸缘联接螺栓的直径，螺纹有效长度大于凸缘厚度。五、定位销 定位销作用：镗轴承孔定位用两个，对角线布置。定位销有圆柱形和圆锥形两种结构，一般取圆锥销。,六、油标 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。安装位置不能太低，以防油进入油尺座孔而溢出，不能太高以免与吊耳相干涉，箱座油尺座孔的倾斜位置应便于加工和使用。七、放油孔及螺塞 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。,第五节 设计说明书的编写,目 录1、设计任务书页码2、传动方案的拟定及说明（总体布置简图）页码3、电动机的选择页码4、传动比的分配和和各轴的动力参数页码5、皮带的设计计算页码6、齿轮的设计计算页码7、验算系统误差页码8、轴的设计计算页码9、滚动轴承的选择及计算页码10、键联接的选择及校核计算页码11、联轴器的选择及校核页码12、减速器附件的选择页码13、润滑与密封页码14、设计小结页码15、参考资料目录页码参考资料（资料编号、书名、主编、出版单位、出版年）,愿课程设计给你留下美好的回忆！,祝大家取得优异的成绩！,2011.01.04,
