“机械设计基础”课程设计

2022/12/141“机械设计基础”课程设计2022/12/1421课程设计要求1.1设计目的

1.2设计对象

1.3设计题目

1.4设计简图

1.5设计时间节点

1.6设计递交的材料

1.7设计原始数据

1.8设计作息时间

1.9设计说明书目录要求

1.10设计说明书格式要求2022/12/143初步掌握简单机械设计的全过程；综合已修课程知识，理论联系实际；熟悉机械设计的标准、规范；增强手算手绘和计算机三维软件应用能力；为后续课程、毕业设计和实际工作打下坚实的基础。1.1课程设计目的2022/12/1441.2课程设计对象传动装置设计对象带式输送机传动装置2022/12/1451.3课程设计题目带式输送机传动装置___________设计（①二级直齿圆柱齿轮减速器；②二级斜齿圆柱齿轮减速器；③二级圆锥--圆柱齿轮减速器；④一级蜗杆减速器）2022/12/1461.4传动装置简图带式输送机由电动机驱动。电动机1通过联轴器2将动力传入两级圆柱齿轮减速器3，再通过联轴器4，将动力传至输送机滚筒5，带动输送带6工作。2022/12/1471.5课程设计时间节点电动机选择传动比分配运动和动力参数计算齿轮传动设计减速器装配体三维设计1/2完成1/9完成1/8完成1/6完成1/2完成1/4完成轴系设计减速器草图设计出轴零件图出齿轮零件图出减速器装配图整理设计说明书考查递交设计结果1/10完成2022/12/1481.6课程设计递交的材料

设计任务：1、减速器装配图1张（0号图纸）；

2、零件图2张（低速级大齿轮、低速轴）

3、设计计算说明书1份（15页以上）2022/12/1491.7设计原始数据每个同学设计的原始数据号由负责老师给定的。2022/12/14101.8设计作息时间12月30日~1月10日上午8:00~11:30下午1:00~4:30晚上尽量在设计室2022/12/14111设计任务书………………………12传动装置的总体设计……………22.1电动机选择2.1.1电动机容量确定2.1.2电动机转速确定2.1.3电动机技术参数2.2传动比分配2.2.1传动装置总传动比确定2.2.2两级圆柱齿轮减速器传动比2.2.2.1高速级齿轮传动比2.2.2.2低速级齿轮传动比2.3传动装置运动和动力参数计算2.3.1各轴转速2.3.2各轴输入功率2.3.3各轴输入转矩2.3.4运动和动力参数1.9设计说明书目录3传动零件设计计算3.1高速级斜齿圆柱齿轮传动设计3.1.1选择精度等级、材料及齿数3.1.2按齿面接触强度设计3.1.3按齿根弯曲强度设计3.1.4齿轮几何尺寸计算3.1.5齿轮结构设计3.2低速级直齿圆柱齿轮传动设计3.2.1选择精度等级、材料及齿数3.2.2按齿面接触强度设计3.2.3按齿根弯曲强度设计3.2.4齿轮几何尺寸计算3.2.5齿轮结构设计4轴系设计4.1滚动轴承润滑与密封选择4.2铸铁减速器箱体结构尺寸（列表）4.3轴设计4.3.1高速轴设计4.3.1.1估算轴的最小直径4.3.1.2初选滚动轴承4.3.1.3轴的结构设计4.3.1.4轴的弯扭合成强度计算（略）4.3.2中间轴设计4.3.2.1估算轴的最小直径4.3.2.2初选滚动轴承4.3.2.3轴的结构设计4.3.2.4轴的弯扭合成强度计算（略）4.3.3低速轴设计4.3.3.1估算轴的最小直径4.3.3.2选择弹性柱销联轴器4.3.3.3初选滚动轴承4.3.3.4轴的结构设计4.3.3.5轴的弯扭合成强度计算4.3.3.6轴的计算简图及径向支承反力计算4.3.3.7轴的弯矩图和扭矩图4.3.3.8轴的弯扭合成强度校核4.4滚动轴承寿命计算4.4.1高速轴滚动轴承寿命计算（略）4.4.2中间轴滚动轴承寿命计算（略）4.4.3低速轴滚动轴承寿命计算4.4.3.1确定滚动轴承径向力4.4.3.2确定滚动轴承派生轴向力及轴向力4.4.3.3确定滚动轴承当量动载荷4.4.3.4校核滚动轴承寿命4.5键联接计算4.5.1高速轴键联接计算4.5.1.1尺寸选择4.5.1.2强度校核（略）4.5.2中间轴键联接计算4.5.2.1尺寸选择4.5.2.2强度校核（略）4.5.3低速轴轴键联接计算4.5.3.1尺寸选择4.5.3.2强度校核5、减速器箱体设计5.1箱体材料选择5.2箱座高度计算6、减速器箱体附件选择说明7、润滑及密封8设计小结9参考文献[1]朱玉.机械设计基础.北京:北京大学版社，2001[2]李育锡.机械设计课程设计.北京：高等教育出版社，2018[3]……机械设计手册……2022/12/1415正文格式：计算及说明结果……3.2高速级斜齿圆柱齿轮传动设计3.2.1选择精度等级、材料及齿数……3.2.2按齿面接触强度设计d1≥……

小齿轮：45

260HBS

大齿轮：45200HBSz1=19Z2=34m=2mm1.10设计说明书格式要求注意：1、公式和图表要有出处；2、计算内容应包括公式、代入数据、得数三步；3、正文中还应包括必要的文字叙述和简图。2022/12/14162传动装置总体设计2.1电动机选择2.2传动比分配2.3传动装置运动和动力参数计算2022/12/14171、类型选用Y系列三相交流异步电动机型号意义：Y-200L2-6表示：Y-系列代号200-中心高度200mmL-长机座(M-中，S-短)2-第2种铁心6-6极2.2电动机选择2022/12/1418工作机（主动轴滚筒）所需输入功率∵要求滚筒输出的功率为：Pw=Twnw/9550Pw=Fwvw/1000式中：nw=60×1000vw/πD若工作机（主动轴滚筒）效率为ηw则工作机所需输入功率为：Pw=Pw/ηw=Fwvw/1000ηw

Pw=Pw/ηw=Twnw/9550ηw

2、容量电动机所需功率若传动装置总效率为ηa则电动机所需功率：Pd=Pw/ηa2.2电动机选择2022/12/1419总效率ηa

=联轴器效率η1

×齿轮副效率η22（2对）

×滚动轴承效率η33（3对）

×弹性套柱销联轴器效率η4

各效率概略值见指导书电动机的额定功率Ped稍大于Pd即可。弹性联轴器相关知识见相关书籍教材.2.2电动机选择2022/12/1420滚筒轴转速：nw=60×1000vw/πD总传动比范围ia=i1×i2=x~y

各级传动比的范围见指导书电动机转速的可选范围：nd=

ia

nw

=(x~y)nw总传动比一般范围值两级减速器传动比的一般范围3、转速2.2电动机选择2022/12/1421由额定功率、电动机同步转速（推荐选择1000、1500），确定满载转速。表见指导书2.2电动机选择2022/12/1422电动机主要技术数据：型号额定功率Ped满载转速nm

轴径D轴伸长L中心高H4、电动机技术数据2.2电动机选择2022/12/1423i=i1×i2

传动装置总传动比i

高速级齿轮传动比低速级齿轮传动比2.3传动比的分配2022/12/1424各级传动比在推荐范围内选取；使传动装置尺寸小、重量轻；无尺寸干涉；两级大齿轮达到合适的浸油深度。传动比分配原则：2.3传动比的分配2022/12/1425齿轮选择浸油润滑。为避免搅油时的功率损失，高速级大齿轮浸深宜为一个齿高的深度，但≮10mm；大齿轮浸深≯da/3（相矛盾时可安装甩油轮，见指导书）;＞30~50是为了避免搅油时泛起的沉渣带入轮齿啮合面。2.3传动比的分配2022/12/1426分配步骤：2.3传动比的分配2022/12/14271、各轴转速nⅠ=nmnⅡ=nⅠ/i1nⅢ=nⅡ/i2

nw=nIII2.4运动和动力参数计算2022/12/14282、各轴输入功率PⅠ=Pdη1PⅡ=PⅠη2η3PⅢ=PⅡη2η3PIV=PⅢη4

2.4运动和动力参数计算2022/12/14293、各轴输入转矩（N.m）TⅠ=9550×PⅠ/nⅠTⅡ

=9550×PⅡ/nⅡTⅢ

=9550×PⅢ/nⅢTIV

=9550×PIV/nw2.4运动和动力参数计算2022/12/1430轴号功率P/kW转速n/(r.min-1)转矩/(N.m)传动比效率电动机轴ⅠⅡⅢ工作机轴列出参数汇总表2.4运动和动力参数计算2022/12/14313传动零件设计计算3.1高速级斜齿圆柱齿轮传动设计3.2低速级直齿圆柱齿轮传动设计2022/12/1432步骤参考教材例题。注意事项：1、mn圆整成标准值，且不要小于2mm2、斜齿轮的中心距a须通过调整螺旋角β使其以0或5结尾。4、齿宽圆整；分度圆、齿顶圆、齿根圆直径、螺旋角等不可圆整，保留小数2~3位；结构尺寸按经验公式计算，须圆整。5、材料45，小齿轮调质，大齿轮正火6、齿轮精度7或8级3.1高速级斜齿圆柱齿轮传动设计2022/12/1433步骤参考教材例题。注意事项：1、m圆整成标准值，且不要小于2mm2、齿宽圆整；分度圆、齿顶圆、齿根圆直径、中心距、螺旋角等不可圆整，保留小数2~3位；结构尺寸按经验公式计算，须圆整。3、材料45，小齿轮调质，大齿轮正火4、齿轮精度7或8级3.3低速级直齿圆柱齿轮传动设计2022/12/14344轴系设计4.1滚动轴承润滑与密封选择4.2铸铁减速器箱体结构尺寸（列表）4.3轴设计2022/12/1435为轴承的油润滑提供了便利条件。减速箱齿轮采用浸油润滑4.1滚动轴承润滑与密封选择2022/12/1436需计算浸入油池的齿轮分度圆的圆周速度v，当v≥2~3m/s时采用油润滑(飞溅润滑)，否则只能采用脂润滑。轴承的外密封选择毡圈密封。4.1滚动轴承润滑与密封选择2022/12/1437脂润滑需留出安装挡油板的空间△=8~12；油润滑△=3~54.1滚动轴承润滑与密封选择2022/12/1438表见指导书4.2铸铁减速器箱体结构尺寸2022/12/14394.2铸铁减速器箱体结构尺寸2022/12/14404.2铸铁减速器箱体结构尺寸2022/12/14414.2铸铁减速器箱体结构尺寸螺纹连接件的直径和长度必须查机械设计手册圆整成标准值。螺钉长度应按在铸铁件中的拧入深度要求（见教材）确定。2022/12/14424.2铸铁减速器箱体结构尺寸2022/12/14434.2铸铁减速器箱体结构尺寸2022/12/1444C1C24.2铸铁减速器箱体结构尺寸2022/12/1445内Lδ1+L=δ1+c1+c2+5~10mm5~10mm是凸出的加工面4.2铸铁减速器箱体结构尺寸2022/12/14464.2铸铁减速器箱体结构尺寸2022/12/1447按扭转强度公式初估箱内三根轴受扭段直径的最小值：开一个键槽时，将初估的直径增大3%~5%一、轴径初算轴的材料：45钢，调质处理。4.3轴设计2022/12/1448

I轴初估的是外伸段安装大带轮的轴头直径，该直径不宜小于小带轮轴（电动机轴）直径的80%。

III轴初估的是外伸段安装联轴器的轴头直径，该直径应按联轴器孔径圆整。一、轴径初算4.3轴设计

II轴初估的是两齿轮之间的轴段直径。注意：三根轴的轴颈应依次渐大，保持轴系结构匀称。至少一样大。2022/12/1449二、画装配图草图作轴的结构设计

1、画齿轮位置及箱座3面内壁线4.3轴设计2022/12/1450注意按任务书简图要求布置齿轮和轴4.3轴设计2022/12/14512、画滚动轴承位置并初选滚动轴承初选圆锥滚子轴承或角接触球轴承型号。4.3轴设计2022/12/14523、确定阶梯轴各段直径参照教材例题。4.3轴设计2022/12/1453δ>2m~2.5m注意高速轴是否应设计成齿轮轴4.3轴设计2022/12/1454画出轴承座长度L=δ1+c1+c2+5~10mm4.3轴设计4、确定阶梯轴各段长度2022/12/1455㈢轴承盖厚度e按经验公式设计4.3轴设计㈡符合手册中弹性套柱销拆卸空间要求确定各段长度时需考虑的问题㈠取下端盖螺钉时不受带轮阻碍2022/12/1456装配草图的其它内容装配草图除了定出轴的结构之外，还要确定箱体、连接件、附件等所有零件的结构和尺寸。要参考图册，在理解的基础上进行这些结构的形状和尺寸的设计，确定三维造型所需要的所有尺寸。2022/12/14571、画轴承盖外圆，确定轴承座高度C1C2装配草图的其它内容2022/12/14582、设计箱盖小圆弧，确定高速轴距离箱座内壁位置装配草图的其它内容2022/12/14593、确定箱座中心高da4/2+（30~50）+箱底壁厚δ1+（5~10）装配草图的其它内容2022/12/1460标准件（如螺栓、螺母、垫圈、轴承等）和规格化零件（油尺、通气器、吊钩、放油螺塞等）查表后按尺寸比例画出。4、画箱体各部分结构、附件和螺纹连接件装配草图的其它内容2022/12/1461脂润滑挡油环画法。5、画挡油板装配草图的其它内容2022/12/1462油润滑制出输油沟和导油角。油槽宽度、深度查指导书。6、画油沟装配草图的其它内容2022/12/14637、画轴承盖油润滑的轴承盖要有导油缺口。缺口大小查指导书。装配草图的其它内容2022/12/14648、画箱座底面装配草图的其它内容2022/12/14659、画沉孔铸件上要有沉孔。装配草图的其它内容2022/12/1466采用剖分式箱体，便于装配。齿轮减速器类型2022/12/1467采用凸缘式轴承端盖，便于调整轴承游隙。齿轮减速器类型2022/12/1468规格尺寸：齿轮中心距160±0.0315，装配图标注和零件图2022/12/1469配合尺寸：装配图标注和零件图齿轮孔与轴为过盈配合或较紧的过渡配合过盈配合H7/s6（温差法）H7/r6（压力机）过渡配合H7/k6（手锤）H7/m6（手锤）H7/n6（压力机）滚动轴承孔与轴为基孔制过渡配合（实际为过盈配合）H7/k6→k6（压力机）滚动轴承外圈与座孔为基轴制间隙配合H7/h6→H7（手锤或徒手）（可不标，藉轴承盖与座孔的配合标注）轴承盖与座孔为间隙配合J7/f9、H7/h6（手锤或徒手）套筒（挡油板）与轴为间隙配合D11/k6（可不标）带轮与轴：r6（压力机）

联轴器与轴：r6（压力机）或k6（手锤）2022/12/1471安装尺寸：装配图标注和零件图2022/12/1472表示减速器安装在基础上或与带传动、滚筒轴相联接时需要确定的尺寸。包括：箱体底面尺寸地脚螺栓孔直径、定位尺寸和地脚螺栓孔之间的中心距减速器中心高轴-带轮、轴-联轴器配合直径（取r6）和配合长度轴外伸端面与某基准线的距离装配图标注和零件图2022/12/1473外形尺寸：供包装运输和车间布置时参考。包括：总长、宽、高。装配图标注和零件图2022/12/1474装配图标注和零件图2022/12/1475减速器装配图标注示例2022/12/1476第二节附件设计油标尺箱座视孔盖通气器箱盖放油塞轴承盖定位销2022/12/1477

一、视孔和视孔盖视孔用于检查传动件的啮合情况、润滑状态、接触斑点及齿侧间隙，还可用来注入润滑油。视孔应设置在箱盖的上部，且便于观察传动零件啮合区的位置，其大小以手能伸入箱体进行检查操作为宜。第二节附件设计2022/12/1478

轧制钢板视孔盖结构轻便，上下面无需机械加工，无论单件或成批生产均常采用；铸铁视孔盖需制木模，且有较多部位需进行机械加工，故应用较少。a）钢板视孔盖b）铸铁视孔盖

通气器多安装在视孔盖上或箱盖上。安装在钢板制视孔盖上时，用一个扁螺母固定。为防止螺母松脱落到箱内，故将螺母焊在视孔盖上。这种形式结构简单，应用广泛。安装在铸造视孔盖或箱盖上时，要在铸件上加工螺纹孔和端部平面。2022/12/1479

二、通气器通气器用于通气，使箱内外气压一致，以避免由于运转时箱内油温升高、内压增大，从而引起减速器润滑油的渗漏。有简易式通气器和有过滤网式通气器。2022/12/1480

三、油标油标用来指示油面高度，应设置在便于检查和油面较稳定之处。常见的油标有油尺、圆形油标、长形油标等。

1．油尺油尺结构简单，在减速器中应用较多。2022/12/14812022/12/1482

油尺通常安装在箱座侧面，设计时应合理确定油尺插孔的位置及倾斜角度，既要避免箱体内的润滑油溢出，又要便于油尺的插取及油尺插孔的加