机械设计课程设计教程

机械设计课程设计青岛工学院带式输送机传动装置一、机械设计课程设计目的

机械设计课程设计是高等工科院校机械类本科学生第一次较全面的机械设计训练，也是机械设计课程的一个重要的实践性教学环节。★课程设计目的：1、综合运用先修课理论，培养分析、解决工程实际问题的能力2、进行机械设计基本技能训练。（计算、绘图、使用技术资料）3、学习机械传动装置的设计原理、过程和基本方法。二、设计题目与要求

题目：带式输送机传动装置（二级圆柱齿轮减速器）要求：⑴原动机为电动机；工作经常满载，有轻微冲击；启动载荷为名义载荷的1.5倍；齿轮单向传动；运输带速度误差为±5%。⑵单班制工作(每班8小时)，减速器使用寿命5年300天/年。

⑶小批量生产。1、传动系统简图2、原始数据三、设计任务1、画A1号装配图一张，A3号零件图两张；2、设计说明书一份，不少于25页。四、参考资料课程设计指导书课程设计图册机械零件设计手册（含齿轮、带、轴、轴承、键的内容）机械设计（教材）第一阶段设计主要内容轴齿轮箱盖端盖箱体滚动轴承螺栓★一级齿轮减速器展开图一、减速器结构认识二级圆柱齿轮减速器二、减速器设计步骤：1、设计准备：认真研究设计任务书，明确设计要求和工作条件2、传动装置设计：⑵选择电动机类型和型号⑴拟定传动方案⑶传动装置运动和动力参数设计与计算3、齿轮、传动带、联轴器等传动零件的设计计算4、设计减速器装配草图——设计轴系部件。设计轴的结构；选择键的类型、尺寸；找出轴上各受力点，确定轴承位置、型号；对轴、键及轴承进行强度校核。装配草图宜在非正式图纸上进行。5、设计正式减速器装配图6、零件图设计7、编写计算说明书8、答辩、总结1、设计准备：设计任务、设计要求和工作条件设计课题：带式输送机二级减速器⑴传动装置简图：⑵工作条件：①运输物品：谷物②载荷有轻微冲击,工作经常满载③单向传动，转速误差不得超过±5%④使用期限10年，二班制（每年按300天计算）⑶原始数据：参见附表⑸设计任务

①A1减速器装配总图一张；注：装配图底稿完成后，需经指导教师审阅同意后方可加深。②A3零件图2张③设计说明书1份。(不少于25页)⑷设计内容：①减速器传动方案与传动参数设计计算；⑦键的选择与强度校核。②电动机的选择；④齿轮传动的设计计算；⑤轴系结构与强度设计；⑥滚动轴承的选择与强度校核；③传动装置总传动比设计与各级传动比分配2、传动装装置设计：：⑴拟定传动动方案传动方案应应满足工作作性能要求求，适应工工作条件，，确保工作作可靠；且且结构简单单、尺寸紧紧凑、成本本低、传动动效率高和和操作维护护方便等。。﹡常见机构传传递功率、、传动比和和最大速度度机构名称主要特点

单级最大传动比最大功率/KW最大速度/(m/s）渐开线圆柱齿轮速度、功率范围大，功率高，精度高，互换性好，需要考虑润滑6.3(硬齿面)7.1(软齿面)3000210渐开线直齿锥齿轮满足相交轴传动83705普通圆锥蜗杆传动比大，传动平稳，噪声小，结构紧凑，可实现自锁8020015普通平带价格低，效率低，中心距大，可实现交叉及有导轮的角度传动550030普通V带当量摩擦系数大，传动比大，预紧力较小1070030窄V带能承受较大预紧力，寿命长，功率大1075(单根)40滚子链无弹性滑动，对工作环境要求低，瞬时传动比不恒定810015选择电动机机依据：功功率P，转转速n1）电动机机功率计算算P已知：：F———输送带拉拉力（N）V——输输送带速速度（m/s）工作机功率率：Pw=FV/1000（kw）需要电动机机功率：Pd=Pw/η(kw)总效效率率：η=η1.η2.η3………ηnη1_________卷筒轴承效效率η2_________卷筒效率η3_________低速级联轴轴器效率η4_________III轴轴承效率率η5_________低速级齿轮轮啮合效率率η6__________II轴轴承效率率η7_________高速级齿轮轮啮合效率率η8__________I轴轴承效率率η9_________高速级联轴轴器效率(效率值查设设计手册)⑵选择电电动机类型型和型号2)电电动机转速速计算n★工作机转速速nw：V=(ππDn)/60*1000(m/s)nw=(V*60*1000)/πD(rpm)式中：V———输送机机带速(m/s)D——卷筒筒直径(mm)★电动机转速速:nd=nwi总=(8~40)nw（rpm））式中：i总=8~40i总——减速器传动动比(总传传动比)电动机转速速类型：3000rpm、1500rpm、1000rpm和750rpm根据求出的的P、n查手册。转速n：建建议选用同同步转速为为1500（rpm）功率P：为为使传动可可靠，额定定功率应大大于计算功功率。即：P额>Pd=PW/ŋ总选定电动机机：型号（（Y系列））、同步转速n、满载转转速nm、额定功率P额、轴的中心心高、电动机轴径径、起动转矩/额定转矩矩的比值。。记下备用3）选定电电动机i总=i高*i低=nm/nwi高=(1.2~1.3)i低i减——减速器总传传动比i高——减速器内高高速级传动动比i低——减速器内低低速级传动动比nm——电动机满载载转速nw——工作机转速速分配原则：：各级传动动尺寸协调调，承载能能力接近，，大齿轮直直径接近以以便润滑⑶展开式式二级圆柱柱齿轮减速速器传动比比分配i=0.0785×D(mm)/v(m/s)2、大齿轮齿顶顶圆到油池池底面距离离：为避免传动动回转时将将油池底部部沉积污物物搅起，大大齿轮齿顶顶圆到油池池底面距离应大于于30mm，一般定定为30~50mm。☆浸油深深度：1、齿轮浸浸油高度：：最低油面高高度：大齿齿轮在油池池中浸油深深度一个齿齿高，最少少不应小于于10mm最高油面高高度：一般般最低油面面高度+5～10mm。3、润滑油油使用高度度：中小型型减速器最最高油面比比最低油面面高出5~10mm；当旋转件外外缘线速度度大于12m/s时时，应考虑虑采用喷油油润滑40-60mm1）各轴转转速电动机轴:nm（满载转速速）I轴:nI=nmII轴:nII=nI/i高……2）各轴输输入功率电动机轴:Pd=Pw/ŋ总I轴:PI=Pdŋ（ŋ联轴器效率率）II轴:PII=PI*ŋ12ŋ12——I轴至II轴效率率⑶传动装置置运动和动动力参数计计算3)各轴轴扭矩T电动机轴：：Td=9550*Pd/nm（Nm）I轴：TI=TdII轴：TII=TI*ŋ12*I高……计算出参数数列表备用用。轴号功率P扭矩T转速n传动比i电动机轴PdTdnmi=1

I轴PI入PI出TI入TI出nIII轴PII入PII出TII入TII出nII⑷齿轮传传动设计1）采用斜斜齿圆柱齿齿轮闭式软软齿面传动动；2）选用中中碳钢，传传动用模数数m≥1.5mm；；3）强度计计算中的功功率用输出出功率；4）β角方向确定定应使中间间轴的轴向向力有所抵抵消；5）β=8-15°，Z1=20-40，Z2=iZ1求出后圆圆整；6）因圆圆整Z2时i变化化了故须须验算传传动比误误差：Δi=[(i-Z2/Z1)/i]100%≤±±5%7）为使使图面匀匀称，合合理布置置中心线线8）检查查浸油深深度，当当高速级级大齿轮轮浸油1个齿高高时，低速级大大齿轮浸浸油深度度小于其其分度圆圆半径的的1/6到1/3，以以降低搅搅油功耗耗。＊验算传动动系统速速度误差差在求解过过程中，，理论v与实际输输送带速速vw发生了变变化故应验算算系统误误差：[(v-vw)/v]100%<±5%若不满足足应重新新计算。。注意：因机构存存在轻微微冲击，，启动载载荷为1.5F(工作作载荷):⑴设计计齿轮模模数、选选择轴承承类型、、校核轴轴的强度度时，计计算载荷荷F′=1.5F⑵选择择电机功功率时，，计算载载荷应为为正常工工作载荷荷F第二阶段段设计主主要内容容1、草图图设计：：2、绘制制装配图图：3、撰写写设计说说明书草图设计计1、准备备工作（1）非非正式式A1图图纸一张张，比例例1:1（2）齿齿轮模数数、大、、小齿轮轮直径等等主要传传动件运运动和动动力参数数2、要求求（1）草草图设计计正确，，迅速，，主要结结构要表表达清楚楚。各零件尺尺寸可随随时标注注在草图图上。（2）草草图不要要求线型型，（建建议：2H-4H铅笔笔绘图））同样零件件可只画画一个，，其它简简画。3、草图图设计任任务（以以设计手手册为参参考资料料）⑴轴系系结构与与强度设设计1)初初估I(高速轴轴)、、II、、III轴径径，(注注意第I轴是是否设计计成齿轮轮轴)对II轴进行行弯扭合合成强度度验算。。2)轴轴承的选选择，同同一根轴轴上的两两个轴承承型号相相同。对II轴轴上的轴轴承进行行寿命计计算。3)键键的选择择，对II轴轴上的键键进行强强度校核核。提示：力力的结结果取整整数，齿轮几何何参数精精确到小小数点后后两位，，传动比精精确到小小数点后后两位，，螺旋角精精确到秒秒，设计公式式要写明明来源出出处。①各级齿轮轮传动的的强度验验算②中间轴弯弯扭合成成强度验验算③中间轴键键的强度度验算（（只验算算一处））④中间轴上上的滚动动轴承寿寿命验算算⑤两级传动动大齿轮轮浸油深深度验算算⑥选择减速速器内齿齿轮润滑滑方式验验算V⑦选择滚动动轴承的的润滑（（剂）方方式验算算dn4）确定定箱体结结构及各各部分尺尺寸。5）减速速器附件件设计（（吊钩、、吊耳、、观察窗窗、油标标尺等））6）确定定联接件件结构尺尺寸及位位置。7）验算算——验算内容容：⑵检查查传动设设计合理理性：检查传动动比分配配是否合合理，低速轴与与高速大大齿轮是是否干涉涉，两大齿轮轮浸油深深度：高高速大齿齿轮浸油油深1个个齿高时时，低速速大轮浸浸油深度度<分度圆圆半径1/3~1/6箱体用于于支持和和固定减减速器中中的各种种零件，，并保证证传动件件的啮合合精度，，使箱内内零件具具有良好好的润滑滑和密封封。箱体形状状较为复复杂，对对减速器器的工作作性能、、加工工工艺、材材料消耗耗、重量量及成本本等有很很大影响响，其重重量约占占整台减减速器总总重的——半。⑶箱体体结构设设计减速器箱箱体根据据其毛坯坯制造方方法和箱箱体剖分分与否分分为：铸造箱体体和焊接接箱体、、剖分式式箱体和和整体式式箱体。多用HTl50或HT200灰铸铁铁铸造而而成。对对重型减减速器，，为提高高承受振振动和冲冲击的能能力，也也可采用用球墨铸铸铁(QT400-17或QT420-10或铸铸钢ZG270-500、2G3l0-570)制造。。﹡铸造造箱体：：铸造箱体体刚性好好，易获获得合理理和复杂杂的外形形，用灰灰铸铁制制造的箱箱体易切切削加工工，但工工艺复杂杂、制造造周期长长、重量量大，适适合于成成批生产产。﹡箱体结结构箱体结构构与受力力均较复复杂，目目前尚无无成熟计计算方法法。箱体各部部分尺寸寸一般按按经验设计计公式设计。﹡箱体结结构尺寸寸﹡箱体结结构设计计应满足足的基本本要求⑴箱体体要有足足够的刚刚度：二级齿齿轮减速速器机座座壁厚按按低速级中中心距选择。⑵箱体体接合面面应有良良好的密密封性接合面应应精刨，，重要接接合面须须刮研。。为提高高密封性性，也可可在接合合面上制制出回油油沟，以以使渗入入接合面面的油经经回油沟沟重新流流回到箱箱体内部部。接合面凸凸缘上联联接螺栓栓的间距距：中小小型减速速器≤100～～150mm，大型型减速器器可取150～～200mm，并应应尽量采采用对称称布置。。⑶箱体体结构要要有良好好的工艺艺性4.设计计中应注注意的问问题1）输入入(出)轴外伸伸端长度度、直径径应与联联轴器孔孔径匹配配2）润滑滑剂和润润滑方式式的选择择＊减速器齿轮的润滑和和润滑方方式按圆圆周速度度v确定＊减速器轴承的润滑剂剂和润滑滑方式按按速度因因数dn确定＊挡油环与与封油盘盘：齿轮轮通常采采用油润润滑，为为防轮齿齿啮合处处热润滑滑油大量量冲向轴轴承内部部，应在在小齿轮轮轴承内内侧设置置“挡油油环”；；轴承若采采用脂润润滑，为为防轴承承润滑脂脂被热润润滑油冲冲刷、稀稀释而流流失，应应在轴承承内侧““封油盘盘”。注意：挡挡油环、、封油盘盘的画法法。3）油底底油面高高度≥30~50mm，以保保证足够够的油量量。4）轴承承盖选嵌嵌入式结结构。5）齿轮轮与轴的的结合方方式可设设计成齿齿轮与轴轴分离或或齿轮轴轴。5、箱体体附件：：起盖螺钉钉：作用：起起盖用，，两个个对角线线布置。。定位销销：作用：镗轴轴承孔定位位用，锥度度1:50两个个，对角角线布置。。观察窗窗：作用：注油油、观察两两对齿轮啮啮合情况，，以能进手手为宜。通气器器：作用：平衡衡机体内外外压力。吊钩钩：作用：起吊吊整机用，，与底座铸铸出。起盖吊耳：：作用：起吊吊盖，与上上盖一同铸铸出。油标尺尺：作用：测量量油面深度度，要有最最高液面，，最低液液面刻度。。位置设计要要防止拔不不出油标或或油外溢。。放油塞：作用：更换换润滑油的的出口，设设计在箱体体底座最低低位置处。。★正式装配图图2)符合合制图国家家标准：零零件编号，，标题栏，，明细表，，技术要求求等齐全。。1)各视视图应能完完整表达箱箱内外结构构（达到使使他人能拆拆图的目的的）装配图技术术要求是用用文字说明明在视图上上无法表达达的有关装装配、调整整、检验、、润滑、维维护等方面面的内容，，与图面表表示的内容容同等重要要。正确制订技技术要求将将保证减速速器的工作作性能。技术要求与与设计要求求有关，主主要包括以以下几方面面。﹡技术要求求1、装配前的零零件表面要要求2、安装和和调整要求求3、密封要要求4、润滑要要求5.试验要要求6．包装和和运输要求求3）标注尺尺寸a.特性尺寸:齿轮中中心距及公公差值。b.外廓尺寸:长*宽宽*高，，包括外伸伸端轴长。。c.安装尺寸:地脚螺螺钉孔径及及定位尺寸寸、孔距、、外伸端轴轴中心高。d.配合尺寸:齿轮与与轴、轴承承内外圈、、键槽、外外伸端与联联轴器。装配图上标标注公差代代号。4）编写减减速器技术术特性：⑴减速器器特性：功功率、转速速、传动比比。⑵主要传传动参数(mn、Z1、z2、β等等。。⑴先主后次次⑵按中心距先先画轴心线线，再画轴轴系其他零零件及轴承承⑶先画箱内，，后画箱外外⑷同一几几何要素绘绘制顺序：：先画俯视图图，再画主主视图，最最后画侧视视图⑸布图上下左左右要适当当、匀称。。5）正式装装配图的绘绘制★零件件图1、每组完完成一套减减速器零件件图；2、要求：：①标出全全部尺寸及及公差、几几何公差、、粗糙度、、材料及热热处理方法法等技术要求。。②轴的键键槽处要有有移出剖面面图③齿轮轴轴列出参数数表。★设计计计算说明明书编写1、页数不不超过30页（16开）包括封面，，目录，附附录。2、轴的弯弯扭矩图在在同一张纸纸上。评分依据1、正式装装配图、零零件图2、课程设设计说明书书3、答辩以上均要求求独立完成成，如有雷雷同视为作作弊。希望同学们们对这次设设计留留下美好好记忆!祝同学们设设计成功并并取得优异异成绩!箱盖零件图图带式输送机机传动系统统简图序号F/KNν(m/s)D/mm序号F/KNν(m/s)D/mm序号F/KNν(m/s)D/mm141.5300193.21.4300372.9232023.91.5300203.11.4300382.8232033.81.53002141.6320392.7232043.71.5300223.91.6320402.6232053.61.5300233.81.63204132.134063.51.5300243.71.6320422.92.134073.41.5300253.61.6320432.82.134083.31.5300263.51.6320442.72.134093.21.5300273.41.6320452.62.1340103.11.5300283.31.63204632.23601141.4300293.21.6320472.92.2360123.91.4300303.11.6320482.82.2360133.81.43003131.3300492.72.2360143.71.4300322.91.3300502.62.2360153.61.4300332.81.3300

原始数据163.51.4300342.71.3300

运输带拉力：F/KN

173.41.4300352.61.3300

运输带速度：ν(m/s)183.31.43003632320

卷筒直径：D/mm(1)所有有零件均应应清除铁屑屑并用煤油油、汽油等等清洗干净净；(2)箱体体内表面和和齿轮(蜗蜗轮)等未未加工表面面应先后涂涂底漆和红红色耐油漆漆。箱体外外表面应先先后涂底漆漆及油漆；；(3)零件件配合面洗洗净后应涂涂润滑油。。2、安装和和调整要求求(1)滚动动轴承的安安装。安装装时轴承内内圈应紧贴贴轴肩或定定位环，要要求间隙不得通过0.05mm厚的塞塞尺；(2)轴承承铀向间隙隙或游隙Z1a。对游隙不可可调抽承(如深沟球球轴承)Z1a＝0.25一0.4mm；(3)齿轮轮(蜗轮)副的齿侧侧间隙和齿齿面接触斑斑点。对这两项要要求必须提提出具体数数值以供安安装后检验验使用。