机械设计课程设计第一次任务布置

1、1 12 2一一课程设计目的、内容和任务课程设计目的、内容和任务二二课程设计准备工作课程设计准备工作三三传动装置的总体设计传动装置的总体设计四四传动零件的设计传动零件的设计五五注意事项注意事项3 3u综合运用机械设计及其他先修课的知识，进行机综合运用机械设计及其他先修课的知识，进行机械设计综合训练，巩固，加深和扩展已学知识。械设计综合训练，巩固，加深和扩展已学知识。u学习和掌握通用机械零件、部件、机械传动及一学习和掌握通用机械零件、部件、机械传动及一般机械的基本设计方法和步骤，培养学生工程设般机械的基本设计方法和步骤，培养学生工程设计能力和分析问题，解决问题的能力。计能力和分析问题，解决问题的

2、能力。u提高学生在计算、制图、运用设计资料，进行经提高学生在计算、制图、运用设计资料，进行经验估算及考虑技术决策等机械设计方面的基本技验估算及考虑技术决策等机械设计方面的基本技能。能。一、目的一、目的4 4二、内容二、内容 设计一般机械系统中的传动装置设计一般机械系统中的传动装置带二级斜齿圆柱齿轮减速器设计带二级斜齿圆柱齿轮减速器设计5 51电动机2带传动3减速器4联轴器5输送机滚筒6 6二.设计内容1、传动方案分析、传动方案分析2、电机选择、电机选择3、运动和动力参数计算、运动和动力参数计算4、传动、轴系零件设计、传动、轴系零件设计5、选择、选择 联接件、密封、润滑联接件、密封、润滑6、装配

3、草图设计、装配草图设计7、箱体结构设计、箱体结构设计8、装配图、零件图绘制、装配图、零件图绘制9、设计说明书编写、设计说明书编写9、答辩、答辩7 7二、内容二、内容 u 传动方案的分析和拟定；传动方案的分析和拟定；（任务书）（任务书）u 电动机的选择，电动机的选择， 传动装置传动装置 的运动和动力的运动和动力 参数的计算；参数的计算；u 传动件的设计传动件的设计 u （带传动、齿轮传动）；（带传动、齿轮传动）；8 8u 轴的设计轴的设计（所有轴的结构设计，轴的弯、扭组合强（所有轴的结构设计，轴的弯、扭组合强度校核）；度校核）；u 轴承的设计轴承的设计（所有轴承的组合设计，轴承的寿命计（所有轴承

4、的组合设计，轴承的寿命计算）；算）；u 键的选择及强度校核键的选择及强度校核；u 联轴器的选择联轴器的选择；u 减速器的润滑与密封减速器的润滑与密封；u 减速器装配图设计减速器装配图设计（箱体、箱盖、附件等）；（箱体、箱盖、附件等）；u 零件工作图设计零件工作图设计；u 编写设计计算说明书及答辩编写设计计算说明书及答辩9 9三、任务三、任务 u 减速器装配图草图减速器装配图草图1张，正式图张，正式图1张装配张装配图图1张，张，A1#，比例自定；，比例自定；u 传动零件工作图传动零件工作图2张，分别为大齿轮和张，分别为大齿轮和低速轴，低速轴，A2#，比例自定（，比例自定（三周三周）；）；u 设计

5、说明书设计说明书1份份, A41010四、机械设计课程设计进度表四、机械设计课程设计进度表1. 设计准备设计准备 减速器装拆实验减速器装拆实验(18周周一周周一)2. 传动装置设计计算（传动装置设计计算（18周周三）周周三） 电机、带、齿轮的计算电机、带、齿轮的计算 ( 1 )电动机的选择电动机的选择 ( 2 )带传动的设计带传动的设计 ( 3 )齿轮参数的确定齿轮参数的确定3. 装配草图设计装配草图设计4. 工作图设计工作图设计5. 编写设计计算说明书编写设计计算说明书 6. 答辩答辩 1111五、成绩评定标准：五、成绩评定标准： 1、图纸质量：图纸结构、投影、标注及数据是否正图纸结构、投影

6、、标注及数据是否正确，线条是否符合制图标准，图面是否整洁，字迹是确，线条是否符合制图标准，图面是否整洁，字迹是否工整等；否工整等；2 2、设计计算说明书：设计计算说明书：设计计算是否正确、完整、字设计计算是否正确、完整、字迹是否工整、整洁等；迹是否工整、整洁等；3 3、设计表现：设计表现：是否遵守纪律、设计态度端正，能否是否遵守纪律、设计态度端正，能否按进度独立完成工作量等；按进度独立完成工作量等；4 4、答辩成绩。、答辩成绩。 1212一一课程设计目的、内容和任务课程设计目的、内容和任务二二课程设计准备工作课程设计准备工作三三传动装置的总体设计传动装置的总体设计四四传动零件的设计传动零件的设

7、计五五注意事项注意事项1313一、分题号一、分题号 1414工工 作作 条条 件件数数 据据 编编 号号12345678 输送带牵引力输送带牵引力F(N)30002900280027003000290028002700 滚筒直径滚筒直径D(mm)400400350350300300250250 传送带速度传送带速度v(m/s)0.320.340.360.380.400.420.440.46 使用年限使用年限(年年)55555555 传送带速度允许误差传送带速度允许误差(%)55555555 输送方向输送方向单单 双双单单 双双单单 双双单单 双双单单 双双单单 双双单单 双双单单 双双 任务分

8、配任务分配1 23 45 67 89 10一、分题号一、分题号 1515三、借图板，绘图仪器三、借图板，绘图仪器u 实验管理科：新校区行政楼二楼实验管理科：新校区行政楼二楼 集体去借；集体去借； u 绘图仪器：图纸、丁字尺，三角板，圆绘图仪器：图纸、丁字尺，三角板，圆 规，铅笔规，铅笔1616四、准备设计资料四、准备设计资料u 机械设计教材机械设计教材u 指导书指导书u 设计手册：设计手册：u 图册：图册：u 资料袋：机械设计课程设计资料袋；资料袋：机械设计课程设计资料袋；1717一一课程设计目的、内容和任务课程设计目的、内容和任务二二课程设计准备工作课程设计准备工作三三传动装置的总体设计传动

9、装置的总体设计四四传动零件的设计传动零件的设计五五注意事项注意事项1818一、分析方案一、分析方案u 分析传动装置性能、适用范围、常用传动机分析传动装置性能、适用范围、常用传动机构特点、应用、常用减速器特点及应用。构特点、应用、常用减速器特点及应用。 u （ 本部分内容自学课程设计手册本部分内容自学课程设计手册P8P14）1919二级展开式圆柱齿轮减速器典型结构二级展开式圆柱齿轮减速器典型结构传动零件、轴系零部件、箱体和附件、润滑密封装置等组成。传动零件、轴系零部件、箱体和附件、润滑密封装置等组成。20202121二、二、选择电动机选择电动机1 1、电动机类型：、电动机类型：均用均用Y Y系列

10、三相交流异步电动机系列三相交流异步电动机2 2、确定电动机功率、确定电动机功率 选择电动机总体原则只要电动机的额定功率略大于工选择电动机总体原则只要电动机的额定功率略大于工作要求的功率即可，即作要求的功率即可，即PePePPo o P Pe e电动机额定功率（电动机额定功率（PePe（1 11.31.3）PoPo）；）； P P0 0电动机所需输出功率。电动机所需输出功率。电动机所需输出功率：电动机所需输出功率：P PW W工作机所需功率；工作机所需功率；a a电动机至工作机主动端之间的总效率电动机至工作机主动端之间的总效率 ；awoPP2222W运输机卷筒的效率，运输机卷筒的效率， W0.9

11、40.96联轴器齿轮轴承带24awwwwvFP1000a). Pa). PW W工作机主动端所需功率工作机主动端所需功率b). b). 电动机至工作机主动端之间的总效率电动机至工作机主动端之间的总效率 ；kWnTPwwww95502323联轴器齿轮轴承带24c c）确定电动机的额定功率）确定电动机的额定功率PmPm01.3)P1 (eP2424计算传动装置总效率时应注意以下几点： 资料推荐的效率值一般有一个范围，在一般条件下宜取中间值。若工作条件差、加工精度低和维护不良时，应取较低值；反之可取较高值；开式带传动效率：开式带传动效率：0.94-0.97; 滚动轴承效率（每对）：滚动轴承效率（每对

12、）：0.98-0.995;一对闭式齿轮传动效率：一对闭式齿轮传动效率：0.96-0.99;弹性联轴器效率：弹性联轴器效率：0.99-0.995;注：注： 联轴器用弹性套柱销联轴器或弹性柱销联轴器。联轴器用弹性套柱销联轴器或弹性柱销联轴器。运输机卷筒的效率运输机卷筒的效率 W0.940.96 ； 同类型的几对传动副、轴承或联轴器，要分别计入各自的效率；(3) 轴承效率通常指一对而言。25253 3、确定电动机转速、确定电动机转速 u功率相同的同类电机有不同的转速。功率相同的同类电机有不同的转速。u电机转速高、转矩小、外廓尺寸小、重量轻、价格电机转速高、转矩小、外廓尺寸小、重量轻、价格便宜。但是转

13、速越高，传动装置传动比必然增大便宜。但是转速越高，传动装置传动比必然增大,，尺寸及重量增大、价格高，故二者应综合考虑。尺寸及重量增大、价格高，故二者应综合考虑。u本设计一般用同步转速为本设计一般用同步转速为1500 r/min和和1000 r/min 2种电动机转速。种电动机转速。u由由Pe及同步转速及同步转速n查出电动机具体型号，并记下中查出电动机具体型号，并记下中心高、轴伸尺寸（外伸轴直径、长度等）心高、轴伸尺寸（外伸轴直径、长度等）。26264 4、选定电动机、选定电动机 由由PeP0及同步转速及同步转速n在在P295表表8169，表，表8170查出电动机具体型号及相应尺寸。查出电动机具

14、体型号及相应尺寸。 Y Y X X XX X X x X x X Y Y系列三相系列三相 中心高机座长同一机座号和转极数中心高机座长同一机座号和转极数 异步电动机异步电动机 度代号度代号 速下不同的功率速下不同的功率2727例一选电机：例一选电机：D=500,Fw=7000N,vw=0.6m/s,室内常温室内常温下连续工作，环境有下连续工作，环境有灰尘，电源为三相交灰尘，电源为三相交流，流，380V。解解：（：（1）选电机类型）选电机类型 按工作要求和条件，选按工作要求和条件，选Y系列三相异步交流电动机系列三相异步交流电动机 （2）选电机功率）选电机功率 0waPP282842420.950.

15、990.980.990.868a带卷筒轴承齿轮联轴器04.3755.040kW0.868waPP（3）卷筒转速）卷筒转速 卷筒卷筒V带传动比带传动比 , 二级圆柱齿轮减速器传动二级圆柱齿轮减速器传动比比 ，总传动比范围，总传动比范围16160电机转速可选范围电机转速可选范围2 4Vi 8 40i减速器(16 160)22.92183 3667.2 / mindnr www7000 0.64.375kW10001000 0.96FPw60 100060 1000 0.622.92r/min500nD2929最终选定最终选定Y132M1-6:Pe=4kw,同步转速同步转速n=1000rpm, 满载

16、转速满载转速 ，960mnrpm3030注意：注意：u设计计算传动装置各级功率时，按电动机实际功率设计计算传动装置各级功率时，按电动机实际功率P0（ P0 Pe）进行计算。（）进行计算。（Po作为设计功率！作为设计功率！u设计计算传动装置各级转速时，按电动机设计计算传动装置各级转速时，按电动机满载转速满载转速进行进行计算。（不能按同步转速计算。（不能按同步转速1000 r/min 或或 1500 r/min）u参照手册参照手册P1421，其中重点看，其中重点看P20例例21 。 3131三、三、总传动比计算及传动比的分配总传动比计算及传动比的分配1 1、计算总传动比、计算总传动比 齿轮带iin

17、niwm其中：其中：n nm m电动机满载转速；电动机满载转速； n nw w工作机卷筒转速；工作机卷筒转速； i i带带带传动传动比；带传动传动比；i i齿轮齿轮齿轮传动比；齿轮传动比；D D卷筒鼓轮直径卷筒鼓轮直径min)/(100060rDvnmw32322 2、分配传动比、分配传动比 分配原则：分配原则：P17P17（手册）；（手册）；i i带带带传动传动比，设计参考一般为带传动传动比，设计参考一般为2 24 4；i i齿轮齿轮齿轮传动比，设计参考一般为齿轮传动比，设计参考一般为3 36(6(二级二级840840) )；注意事项：注意事项：u各级传动比应在推荐范围内（各级传动比应在推荐

18、范围内（P10P10表表2 21 1）；）；ui i带带不能太大，以免大带轮半径超过减速器箱座中心不能太大，以免大带轮半径超过减速器箱座中心 高，造成安装困难；高，造成安装困难；（带轮、齿轮）传动件的参数确定后，验算传动比的误差，应满足：（带轮、齿轮）传动件的参数确定后，验算传动比的误差，应满足： %5实际实际理论iiii3333u注意使各传动件尺寸协调，结构匀称合理注意使各传动件尺寸协调，结构匀称合理3434例例2：计算总传动比，并分配各级传动比：计算总传动比，并分配各级传动比解：解：（1）（2）分配传动比）分配传动比初选初选 则则（3）分配减速器各级传动比。）分配减速器各级传动比。 按展开

19、式布置，按展开式布置，01iii减速器012.8imw96041.8822.92nin0141.8814.962.8iii减取i12=1.3 i23，可算出233.391.3ii减122314.964.4133.39iii减3535在二级或多级齿轮减速器中，尽量使各级大齿轮浸油深度大致相近，以便于实现统一的浸油润滑。如在二级展开式齿轮减速器中，常设计为各级大齿轮直径相近，以便于齿轮浸油润滑。一般推荐i1=(1.21.5)i2，二级同轴式圆柱齿轮减速器式中i1，i2分别为高速级和低速级的传动比，i为减速器总传动比。12iii3636四四、计算传动装置的运动和动力参数计算传动装置的运动和动力参数1

20、 1、计算各轴转速计算各轴转速 I I轴：轴： 01innmIIIII轴：轴： IIIIII轴：轴： 120112mnnniii23011223mnnniiii37372 2、计算各轴输入功率计算各轴输入功率 I I轴：轴： IIII轴：轴： IIIIII轴：轴： 001PP12001 12PPP IIIII23001 1223PPP 38383 3、计算各轴输入转矩计算各轴输入转矩 I I轴：轴： IIII轴：轴： IIIIII轴：轴： ）（mn.1055. 93NPTIII）（mn.1055. 93NPTIIIIII）（mn.1055.93NPTIIIIIIIII电动机轴：电动机轴： ）（

21、mn.1055. 9030NPTm0 0101TT i1212TTi2323TT i39394 4、运动和动力参数列表：运动和动力参数列表： 4040例例3.计算前图各轴的运动和动力参数计算前图各轴的运动和动力参数解解；（；（1）各轴转速）各轴转速 轴：轴： 轴：轴： 轴：轴： 卷筒轴：卷筒轴：（2）各轴输入功率：）各轴输入功率：轴：轴：4322.92nnrpmm01960342.9r/min2.8nniI12342.977.71r/min4.413nni2377.7122.92r/min3.39nni005.040 0.954.788kWPPP带=4141轴：轴：轴：轴：卷筒轴：卷筒轴：（2

22、）各轴输入转矩：）各轴输入转矩：电机输出转矩：电机输出转矩：轴：轴：轴：轴： 轴：轴： 4.645kWPPP 轴承齿轮4.507kWPPP 轴承齿轮N4.417kWPPP 轴承联轴器00m5.049550955050.14N m960PTnI0 010150.14 2.8 0.95 133.36N mTT i1212133.36 4.413 0.99 0.98 570.98N mTTi2323570.98 3.39 0.99 0.98 1877.94N mTT i4242卷筒轴：卷筒轴：4341877.94 0.99 0.991840.57N mTT4343一一课程设计目的、内容和任务课程设计

23、目的、内容和任务二二课程设计准备工作课程设计准备工作三三传动装置的总体设计传动装置的总体设计四四传动零件的设计传动零件的设计五五注意事项注意事项4444注意：注意：装配底图设计之前，传动零件设计计算着重装配底图设计之前，传动零件设计计算着重是主要是主要尺寸参数尺寸参数的计算确定，详细的的计算确定，详细的结构尺寸结构尺寸和技术要求应结合装配底图或零件图进行。和技术要求应结合装配底图或零件图进行。 4545一、一、选择联轴承器的类型与型号选择联轴承器的类型与型号 u 选用弹性套柱销或者弹性柱销联轴器选用弹性套柱销或者弹性柱销联轴器 （注意，手册上（注意，手册上P20例例21选用滑块联轴器，选用滑块

24、联轴器，在本次设计中不采用滑块联轴器）。在本次设计中不采用滑块联轴器）。u 型号：与相关轴配套（查手册：型号：与相关轴配套（查手册：P283表表8163和和P285表表8164）4646二、二、带传动设计带传动设计 u 参见教材参见教材u 要求计算出要求计算出V带传动的型号、长度、根数、带传动的型号、长度、根数、中心距、初拉力、对轴的作用力中心距、初拉力、对轴的作用力,确定带轮确定带轮基准直径基准直径d1、d2，。，。 4747三、三、齿轮传动设计齿轮传动设计 复习教材复习教材1 1、选材料选材料 u 小齿轮用合金钢，小齿轮用合金钢，40MnB，调质（，调质（240285）HBS；u 大齿轮用

25、大齿轮用45号钢，正火，号钢，正火，(170210)HBS48482 2、算出小齿轮分度圆直径算出小齿轮分度圆直径 3111)590(dHKTdK,d查教材或手册查教材或手册初选初选Z1,Z2 ；）（带带mmni.1055. 9061NPTm49493 3、 圆整，其中圆整，其中（80200）选择）选择 2cos1dmn4 4、 算中心距算中心距并圆整，结尾进行圆整并圆整，结尾进行圆整 cos2)(21ZZman5 5、调整调整 ，精确到秒，精确到秒aZZmn2)(cos21150506 6、反算反算d1，d2 ；d1，d2精确到小数点后精确到小数点后3位位 12112;cosdadZmdn7

26、 7、计算计算b，（取整数；，（取整数；b1b510mm；b2b）。）。 1dbd5151（1 1）等寿命原则，小齿轮用好材料或热处理）等寿命原则，小齿轮用好材料或热处理高些：小齿轮齿数少，工作次数多且根部薄。高些：小齿轮齿数少，工作次数多且根部薄。冲击性大或双向传动，用调质处理；优先用通冲击性大或双向传动，用调质处理；优先用通用材料用材料2 2）齿轮传动的几何参数和尺寸有严格的要求，）齿轮传动的几何参数和尺寸有严格的要求，分别进行标准化、圆整或计算其精确值。分别进行标准化、圆整或计算其精确值。中心距应尽量圆整成尾数为中心距应尽量圆整成尾数为0 0或或5 5，斜齿轮传动，斜齿轮传动可调整螺旋角可调整螺旋角 来实现。来实现。齿轮传动方面齿轮传动方面5252模数必须标准化；模数必须标准化；啮合尺寸（节圆、分度圆、齿顶圆及齿根圆直啮合尺寸（节圆、分度圆、齿顶圆及齿根圆直径、螺旋角、变位系数等）必须计算精确值，径、螺旋角、变位系数等）必须计算精确值，精确到小数点后精确到小数点后2 23 3位（单位为位（单位为mmmm），角度精），角度精确到秒（确到秒（）。）。 3 3）齿轮的结构尺寸最好