机械工程基础课程设计皮带+一级减速箱年

1、机械工程基础(jch)课程设计 共五十三页 通过对机械产品的整机设计，达到培养学生综合设计能力、创新设计能力、工程实践能力和计算机辅助设计能力的目的。 （1）通过综合训练，运用机械工程基础和其它有关先修课程的理论，结合生产实际知识，培养分析和解决一般工程问题(wnt)的能力，并将所学知识得到进一步巩固、深化和扩展；一. 设计(shj)目的共五十三页(2) 学习机械设计的一般方法，掌握机械系统方案设计、零部件及整机系统结构设计的设计原理和过程；(3) 进行机械设计基本技能的训练，培养运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术(jsh)资料的能力；(4) 训练内容：A）机械制图、B）机构设计、C）结

2、构设计、D）材料选择、E）公差与配合、F）设计计算、G）标准件选择、H）调研、查资料、进展总结、I）撰写说明书、工程表达、J) 工程力学共五十三页 已知工作机皮带轮的工作数据，试选用电机，并设计皮带轮传动(chundng)、单级减速装置满足工作机的需要。要求设计数据结构合理，价格合理。二. 设计(shj)题目-设计带式运输机传动装置电机减速箱带式运输机联轴器此处应加皮带轮传动共五十三页已知工作机皮带轮的工作数据，试选用电机，并设计(shj)皮带轮传动、单级减速装置满足工作机的需要。要求设计(shj)数据结构合理，价格合理。工作条件：原动机为电动机，齿轮单向传动，有轻微冲击，工作时间10年，每年

3、按300天计，单班工作（每班8小时）。小批量生产运输带允许误差5%。，数据分组12345678910运输带工作拉力F（kN）2.12.22.32.42.52.62.71.81.92.0运输带工作速度v(m.s-1)1.611.621.631.641.551.561.571.581.591.60卷筒直经D/mm350350350300300300250250250240原始数据（按学号尾数(wish)各选一组数据）二. 设计题目-设计带式运输机传动装置共五十三页带式运输机传动装置结构(jigu)实体电机(dinj)减速箱带式运输机联轴器此处应加皮带轮传动共五十三页一级齿轮(chln)减速箱带传动

4、(chundng)共五十三页带式运输机传动(chundng)示意图电机带传动单级齿轮减速器链传动运输带I 轴II 轴F VD联轴器滚筒共五十三页设计(shj)的内容1.传动方案的分析与拟定2.电动机的选择与传动装置运动和动力参数的计算3.传动件（如齿轮传动、带传动的设计）4.轴的设计5.轴承(zhuchng)及其组合部件的设计6.键联接和联轴器的选择与校核7.箱体、机架及附件的设计8.装配图和零件图的设计与绘制9.设计计算说明书的编写共五十三页三. 设计(shj)具体步骤及要求1、选择(xunz)电动机2、传动比分配3、计算各轴的转速4、计算各轴的转矩6、齿轮传动设计9、绘制装配图和零件图7、

5、轴及轴类零件的设计与选择10、设计计算说明书的编写5、带传动设计8.键联接的选择及校核计算共五十三页1、选择(xunz)电动机（1）确定工作(gngzu)机功率(2) 原动机功率电机（原动机）带传动单级齿轮减速器链传动运输带（工作机）I 轴II 轴F VD联轴器滚筒电机到工作机之间的总效率根据课程设计指导书或设计手册选取，一般取中间值。共五十三页普通V带单级齿轮减速器根据电动机的功率和转速范围(fnwi)选择合适的电动机。(3) 确定(qudng)电动机转速电机（原动机）带传动单级齿轮减速器链传动运输带（工作机）I 轴II 轴F VD联轴器滚筒共五十三页2、传动比分配(fnpi)原则： 各级传

6、动比应在合理(hl)的范围内： 各级传动尺寸协调，传动比应满足：(设选定电机为360r/min)共五十三页3、计算(j sun)各轴的转速I轴n I=II轴n II=注意： II轴设计(shj)输出转速与所要求的转速不符，但误差在以内即可满足工程要求。电机（原动机）带传动单级齿轮减速器链传动运输带（工作机）I 轴II 轴F VD联轴器滚筒共五十三页计算公式：各轴功率：III注意：电机的额定功率为4kw，而工作时输出的功率(gngl)为3.95kw,则在计算转矩时应按3.95kw。电机带传动单级齿轮减速器链传动运输带I 轴II 轴F VD联轴器滚筒4、计算(j sun)各轴的转矩共五十三页5、带

7、传动(chundng)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、选定大、小带轮后，i 带可能与分配值不同，应采用新值。2、带轮的中心距在400500之间选取。3、带的根数可以向上圆整，或向下圆整，但保证误差在5%以内。4，各种参数在合理(hl)范围 设计内容：1.整体设计：带轮传动形式，传动比，中心距，张紧装置2.带型号（带型，带长，带根数）3轮的各部分结构尺寸，绘制大小轮结构示意零件图共五十三页普通(ptng)V带的型号和基本尺寸普通V带分为(fn wi)Y、Z、A、B、C、D、E七种型号共五十三页寿命(shumng)：107108次共五十三页共五十三页V带轮结

8、构(jigu)带轮组成: 轮缘轮毂(lng)轮辐或腹板共五十三页6、齿轮传动(chundng)设计已知小齿轮轴的输入功率，小齿轮转速，传动(chundng)比，设计一对标准直齿圆柱齿轮传动(chundng)。轻载、工作平稳。设计确定： 齿轮的精度、Z1 、 Z2 、 a 、m、 d1 、 d1 、 da1 、 da2 、 df 1 、 df 2 、 b1 、 b2 。共五十三页7、轴及轴类零件的设计(shj)与选择 要求设计第I 、II根轴，根据两轴的转矩初估轴径。再根据减速器的结构要求设计轴的结构。要注意： 第I 根轴是否设计成齿轮轴，作用到II轴上的压轴力按所给定的值计算。 轴承的选择：同

9、一根轴上的两个轴承型号(xngho)相同，根据轴径选择合适的键，进行强度校核。共五十三页将常用(chn yn)材料的A值做成表11-1轴的材料(cilio)AQ235-A，20Q255，3545160-135135-118118-110110-10040Cr考虑了弯曲影响而降低的许用剪应力。Mp12202030304040521.既传递扭转又承受弯曲轴的直径只受扭矩时也可用此公式A取小值7.1 轴的结构设计估算直径共五十三页轴受弯曲强度(qingd)时的强度(qingd)条件为对实心(shxn)轴得到式中B仅与材料有关可做成表2.按弯曲强度估算轴的直径轴转轴不转Q235-A450.6300.5

10、230.5670.472将常用材料的B值做成表轴的材料转轴传动轴共五十三页齿轮(chln)联轴器箱体内壁1.假设计算得到轴的最小直径d=30， （与联轴器配合(pih)段的直径）齿轮厚B=40,联轴器厚557.1 轴的结构设计联轴器与箱体外壁距离可查表齿轮与与箱体内壁距离可查表（510）共五十三页2.初定各段直径(zhjng)和长度d1、d2、L轴承(zhuchng)厚18内径d1=35齿轮内径D2=40d= 30 轴应设计成两头细，中间粗的阶梯状，轴径按装配顺序依次变化，轴的前段直径适当小于后段直径，当零件往轴上装配时就不致损坏配合面既保证强度要求又使装拆大为方便齿轮与箱体内壁距离7共五十三

11、页轴的径向(jn xin)尺寸确定7.1 轴的结构设计共五十三页1.箱体内壁位置(wi zhi)的确定H=1015mmA=b+2HA应圆整轴的轴向尺寸(ch cun)确定共五十三页2.轴承座端面(dunmin)位置的确定C=+C1+C2+(510)mm-箱体壁厚C1、C2-螺栓扳手(bn shou)空间B=A+2CB应圆整共五十三页3.轴承在轴承座孔中位置(wi zhi)的确定 值尽量小减小支点距离(jl)油润滑时= (38)mm脂润滑时= (1015)mm共五十三页4.轴的外伸长度(chngd)的确定(1)当轴端安装弹性套柱销联轴器时K值由联轴器的型号(xngho)确定(2)当使用凸缘式轴承

12、盖时K值由连接 螺栓长度确定(3)当轴承盖与轴端零件都不需拆卸时,一般取K=5mm8mm共五十三页共五十三页1安装(nzhung)齿轮2安装(nzhung)轴套3安装轴承4安装端盖及密封5安装联轴器5.拟定轴上零件的装配顺序共五十三页高速(o s)轴结构及定位L支座反力计算距离两齿轮(chln)对正小齿轮略宽减速箱内壁对齐两对轴承大致一致共五十三页转轴弯矩转矩按弯扭合成(hchng)强度计算 由 Tb合成(hchng)弯矩(1).受力分析：M + T7.2 轴 的 强 度 计 算共五十三页当量(dngling)弯矩ca：根据转矩性质而定的折合系数(xsh)将扭转切应力转换成与弯曲应力变化特性相

13、同的扭转切应力。 (2).转轴的强度计算1） 按弯扭合成强度计算7.2 轴 的 强 度 计 算强度条件（第三强度理论、当量应力）共五十三页危险截面(jimin)计算应力：mm -1许用弯曲应力，按材料(cilio)查表(15-1) Mpa危险截面所需直径： 危险截面的确定： 综合轴上弯扭矩和轴直径选择一两个截面共五十三页二、按弯扭合成强度(qingd)计算强度条件（第三强度理论(lln)、当量应力）在计算截面上弯曲应力b=M/W 扭转剪应力=T/WT共五十三页2） 按疲劳强度条件精确(jngqu)校核计算S许用安全系数(nqun xsh) 其值见P366计算危险截面弯曲、扭转应力 计算危险截面

14、疲劳强度的安全系数 计算弯曲、扭转疲劳的安全系数危险截面：载荷大直径小有应力集中处共五十三页简化(jinhu)成简支梁，力的作用点：弯矩、扭矩，简化在中点，支点：与轴承类型有关。(3). 轴的强度计算(j sun)步骤1. 作轴的受力计算简图，求支反力共五十三页6. 强度(qingd)计算(转轴) 弯扭合成强度校核(一般轴) 疲劳强度(安全系数)校核(重要轴)3.轴的强度计算(j sun)步骤1. 作轴的受力计算简图，求支反力2. 求作支反力及弯矩图（MH、MV图）3. 求作合成弯矩图（M图）4. 求作扭矩及扭矩图（T图）5. 求作当量弯矩及当量弯矩图（Me图）危险截面？直径小当量弯矩大的截面

15、共五十三页例题(lt)： 1 .作计算简图，求轮齿上的作用力 Ft=2T/d=21.83106/348=10500N2 .求作支反力及弯矩图 H面：RBH=FtC/(b+C)=10500180/(110+180) =6520NRCH=FtRBH=10500-6520=3980NM1H=RBHb=6520110=717000Nmmc共五十三页V面: RBV(b+C) FrCMa=0 RBV=(FrC+Fad/2)/(b+C)=3790N RCV=FrRBV=111N M1V=RBVb=3790110=416900Nmm M1V=RCVC=111180=19980Nmm合成(hchng)弯矩M：3

16、.求作扭矩图：共五十三页4.求作当量(dngling)弯矩图：5 .求轴的直径(zhjng)：-; -截面：-截面:考虑有键槽，直径加大3，故取d1=75mm，d2=65mm危险截面？B共五十三页8.键联接的选择(xunz)及校核计算输出轴与齿轮2联接用平键联接轴径d2=51mm L2=50mm T=61.5Nm查手册(shuc)P51 选用A型平键键1610 GB1096-79l=L2-b=50-16=34mm h=10mm据课本P243式（10-5）得p=4T/dhl=46100/511034=60.3Mpa共五十三页9.绘制(huzh)装配图和零件图1、手绘画出正式的高速轴、低速轴二轴的

17、组合安装定位图（俯视图），采用3号图纸。 2.计算机绘制并用(bn yn)4号纸打印下列图： 绘制大齿轮零件图一张，另外： 学号为单号者绘制一张高速齿轮轴， 学号为双号者绘制一张低速齿轮轴。绘图任务量10. 设计说明书一份，不少于20页。共五十三页绘制(huzh)齿轮零件图一、齿轮轴(lnzhu)(龆(tiao)轮轴(lnzhu)da二、实心式 da160 三、腹板式da400,铸钢或铸铁d1.8dS ddSD0=0.5(D1+D2)d0=0.25(D2-D1)D2=da-10mnD1=1.6dSL=(1.21.5)dsdSdaD1D2D0d0bL共五十三页四、 设计分部进度及要求第一步：查阅

18、资料进行方案初步设计和讨论及初步计算；1.选择电动机:选定电机型号（一般为Y型）、结构、功率、转速。2.计算传动装置的总传动比和分配各级传动比。3.计算各轴转速、功率及转矩第二步：皮带轮传动设计计算，绘制简图，撰写(zhun xi)设计说明书。1. 皮带各零件尺寸计算带的类型、型号、大小轮直径、中心距、带的长度、根数、初拉力、和轴上的载荷。2.皮带传动装置简图，皮带轮零件图简图第三步：齿轮减速箱传动零件的设计计算；1.设计计算齿轮传动、蜗杆传动的主要参数和尺寸。2.齿轮传动传动总体设计，绘制设计简图。3.齿轮强度计算及结构设计，绘制设计简图。共五十三页第四步：轴设计计算、轴承选择、键、联轴器；

19、1.轴的强度计算及结构设计，绘制(huzh)设计简图。2.轴承的设计定位及选型，绘制设计简图。3.键的设计及校核。4. 联轴器选择计算。第五步：整理设计计算说明书（最后附上心得体会）说明书上需要画的示意图（均需要标注(bio zh)尺寸）：1.总结构示意图。2.大小皮带轮图、皮带轮安装图。3.大小齿轮图、安装图。4.大小轴图。5.轴承图、联轴器图。6.轴及轴承、齿轮、箱体、联轴器（皮带轮）等定位图。！7.两根轴的力学（强度）计算图。共五十三页第六步：装配图、零件图的设计与绘制1在2号图纸绘制减速(jin s)箱俯视装配图一张2 在4号纸上绘制大齿轮和高速周零件图各一张。要求：图线清楚尺寸正确完整结构合理与说明书一致自定