工设14级课程设计

1《机械设计基础》课程设计第二部分各阶段工作第一部分机械设计课程设计概述2一、课程设计目的二、课程设计内容三、减速器构造四、评分标准和规范性要求机械设计课程设计概述3一、课程设计目的综合运用机械设计基础课程和其它先修课程的知识，培养分析和解决问题的能力，掌握机械设计的一般规律。学会合理选择标准零部件的类型和型号，正确计算零件的工作能力，确定其尺寸、形状、结构及材料，并考虑制造工艺等问题，培养机械设计能力。学习标准、规范、手册、图册、和参考资料的应用，培养机械设计的基本技能和获取有关信息的能力。4二、课程设计内容设计带式运输机的传动装置(包括电动机、带传动、齿轮减速器、联轴器)。运输机联轴器减速器电动机5传动参数计算、带传动设计计算、齿轮传动设计计算、轴设计计算、轴承选择计算、键选择计算、联轴器选择计算、箱体尺寸计算等画减速器装配图（A1图-参考p202，步骤：先画主视图和俯视图的装配草图，再画正式装配图）。画零件工作图（完成装配图后拆画大齿轮和大齿轮轴的零件工作图，A3图-参考课件）。编写设计计算说明书（参考p51、p245）二、课程设计内容6每个学生完成：装配图（A1图）1张（并附草图1张）零件图（A3图）2张设计计算说明书1份考查试卷1份二、课程设计内容7传动装置方案和原始参数：电动机带传动减速器运输带联轴器V卷筒原始参数运输带工作拉力F(N)运输带工作速度v(m/s)卷筒直径D(mm)二、课程设计内容8

传动装置工作条件：每天两班制工作，每年工作300天，使用年限10年，大修期3年；连续单向回转，工作时有轻微振动；运输带允许速度误差±5%；生产厂可加工7~8级精度的齿轮；动力来源为三相交流电；生产批量为10台。二、课程设计内容9三、单级减速器构造

传动比一般≤6，可直齿、斜齿或人字齿轮传动，传递功率可达数万千瓦。本课程设计规定用斜齿轮。10剖分式便于装配。三、单级减速器构造111）窥视孔和窥视孔盖在减速器盖子上要开窥视孔，以便检查齿面接触斑点和齿侧间隙，了解啮合情况。润滑油也由此注入机体内。窥视孔上有盖板，以防止污物进入机体内和润滑油飞溅出来。三、单级减速器构造122)通气器减速器运转时，由于摩擦发热．使机体内温度升高，气压增大，导致润滑油从缝隙（如剖面、轴伸处间隙）向外渗漏。通气器使机体内热涨气体自由逸出，达到机体内外气压相等，提高机体有缝隙处的密封性能。三、单级减速器构造133）放油螺塞减速器底部设有放油孔，用于排出污油，注油前用螺塞堵住。（C）三、单级减速器构造144）油标尺油标尺用来检查油面高度，以保证有正常的油量。三、单级减速器构造155）启盖螺钉盖与机座接合面上常涂有水玻璃或密封胶，连接后接合较紧，不易分开，为便于取下机盖，在机盖凸缘上装有一至二个启盖螺钉，启盖时可先拧动此螺钉顶起机盖。三、单级减速器构造166）定位销为了保证每次拆装后轴承座孔的上、下半孔始终保持加工时的位置精度，在机盖和机座用螺栓连接后，镗孔之前装上两个定位销。定位销不要对称布置，以使上下盖不能发生相对旋转。一般用圆锥销。三、单级减速器构造177）调整垫片调整垫片由多片很薄的软金属制成，用以调整轴承间隙。三、单级减速器构造188）环首螺钉（或吊耳）、吊钩在机盖上装有环首螺钉或铸出吊耳，用以搬运或拆卸机盖。在机座上铸出吊钩，用以搬运机座或整个减速器。三、单级减速器构造199）密封件在伸出轴与轴承盖之间有间隙，必须安装密封件．以防止漏油和污物进入机体内。密封件多为标准件，其密封效果相差很大，应根据具体情况选用。三、单级减速器构造2010）箱体箱体是用以支持和固定轴系零件、保证传动零件的啮合精度、良好润滑及密封的重要零件，其重量约占总重的50%，对减速器工作性能、重量及成本等有很大影响。铸造容易得到结构形状复杂的箱体。三、单级减速器构造21材料：多用铸铁（HT150或HT200）制造，在重型减速器中为了提高机体强度，也有用铸钢铸造的。铸造机体重量较大，适于成批生产。用钢板焊成的机体比铸造机体轻l／4～l／2，生产周期短，但焊接时容易产生热变形，故要求较高的技术，并应在焊后退火处理。三、单级减速器构造22输油沟三、单级减速器构造用于将飞溅到箱盖内壁的润滑油引入到轴承座，对轴承进行油润滑。23箱座底面结构:框、条、块形底脚宽度应超过箱座壁厚，以增加箱体刚性三、单级减速器构造减小箱体底面的加工面。24肋板轴承座要厚，并增设肋板，防止轴承座在加工和工作中产生过大的变形，使轴承中心线不正，影响齿轮啮合。三、单级减速器构造25轴承座旁凸台防止螺栓在连接上下半孔时使轴承座孔变形，要增加连接处的厚度，即作出凸台以增大连接刚度。

三、单级减速器构造2611）连接件1窥视孔盖螺钉2轴承旁连接螺栓3轴承端盖螺钉4座与盖连接螺栓5地脚螺栓13245三、单级减速器构造27分数构成评分项目分数考查10分设计计算说明书25分减速器装配草图50分减速器装配图零件图15分总计100分四、评分标准和进度要求28

项目内容分值结构方面功能、形状、位置等

50%机械制图方面投影规则、规定画法、线型、尺寸标注等30%

技术要求方面公差与配合、表面粗糙度标注等10%

图纸外观布局、整洁度等10%

图纸评分标准四、评分标准和进度要求29

项目分值要求计算完整、正确

60%计算过程规范、计算方法和结果正确、计算内容齐全。文字组织能力强30%

语句通顺、条理清楚、概念正确、重点突出、叙述完整。格式规范10%

符合参考书上的说明书书写格式、排版合理、图文清晰、装订正确。设计计算说明书评分标准如有抄袭，一经发现，按“0”分处理四、评分标准和进度要求30日期评分项目平时完成电动机选择、传动比确定、运动和动力参数确定。完成带传动和齿轮传动设计。第1天(7/6)完成装配草图第2、3天(7/7/8)完成装配图第4天(7/9)完成零件图完成设计计算说明书第5天(7/10)考查，递交全部材料四、评分标准和进度要求时间（7/6~7/10上午8:30~11:30下午1：00~4:30晚上自觉加班）31各阶段工作第一阶段：总体设计和传动零件设计计算第二阶段：装配草图设计及轴系的设计计算第三阶段：装配图设计第四阶段：零件工作图设计第五阶段：整理设计计算说明书32一、总体设计（一）电动机选择（二）传动比的分配（三）传动装置运动和动力参数计算（二）斜齿轮传动设计（一）V带传动设计第一阶段工作二、传动零件的设计计算总体设计和传动零件设计计算331、电动机类型Y系列三相异步电动机性能参数：型号：中小型系列为Y系列；Y-200L2-6表示：异步电动机，中心高度200mm，长机座，2号铁心，6极额定功率：满载运行时输出的功率满载转速：额定工作情况下运行的转速，略小于同步转速（一）电动机选择342、电动机功率工作机滚筒所需功率Pw=Fv/1000ηWηW——工作机滚筒效率电动机所需功率PdPd

=

Pw

/

η

设各效率分别为：η1

(V带传动)、η2(8级精度齿轮传动)、η3(滚动轴承)、η4(弹性联轴器)总效率η=η1η2η23η4电动机带传动减速器运输带联轴器V卷筒效率查[2]表2-2（一）电动机选择352、电动机功率由[2]表16-1选取电动机。电动机同步转速选:1500r/m或1000r/m;电动机功率应接近于计算所需功率（略大）。电动机带传动减速器运输带联轴器V卷筒效率查[2]表2-2（一）电动机选择363、电动机转速取电动机满载转速nm

（一）电动机选择374、电动机主要技术数据：型号额定功率Pm满载转速nm

轴径D轴伸长L中心高H查[2]表16-2（一）电动机选择38

1、传动装置总传动比i滚筒轴转速：nw=60×1000v/πD

i=nm

/nw=i1×i2V带传动传动比单级齿轮减速器传动比（二）传动比分配392、V带传动传动比i1为保证大带轮半径不超过减速器中心高。一般

i1＜i2按[2]表2-3选择i13、减速器传动比i2

i2

=i/i1若i2＞5（[2]表2-3的闭式齿轮传动比范围），则增大i1或降低电动机转速。（二）传动比分配401、各轴转速(r/min)

n0=nmnⅠ=nm/i1nⅡ=nⅠ/i2nⅢ=nⅡ=nw（三）传动装置的运动和动力参数计算电动机带传动减速器运输带联轴器V卷筒ⅠⅡⅢ0412、各轴输入功率（kW）P0=PdPⅠ=Pdη1PⅡ=PⅠη2η3PⅢ=PⅡη3η4

注：滚筒输出功率：Pw=PⅢηwη0—ηvη1—η齿η2—η滚η3—η联0电动机带传动减速器运输带联轴器V卷筒ⅠⅡⅢ0（三）传动装置的运动和动力参数计算423、各轴输入扭矩（N.m）T0=9550×Pd/nmTⅠ=9550×PⅠ/nⅠTⅡ

=9550×PⅡ/nⅡTⅢ

=9550×PⅢ/nⅢ电动机带传动减速器运输带联轴器V卷筒ⅠⅡⅢ0（三）传动装置的运动和动力参数计算43编号功率P/kW转速n/(r.min-1)转矩/(N.m)传动比0轴（i1）Ⅰ轴（i2）Ⅱ轴1Ⅲ轴4、运动和动力参数汇总（三）传动装置的运动和动力参数计算44（四）V带传动设计设计方法和步骤按上课所举例题。注意事项：1、应取电动机所需功率Pd计算（非额定功率）2、小带轮顶圆半径应小于电动机中心高3、带轮直径圆整为标准直径，圆整后重新计算带传动实际传动比i1

（保留小数2~3位），修正nI、TI以及i1

4、带的根数不多于五根45（五）齿轮传动设计设计方法和步骤按上课所举例题。注意事项：1、mn取标准值，因是动力传动，mn不要小于2mm；2、采用斜齿圆柱齿轮；3、斜齿轮中心距a通过调整螺旋角β使其以0、5结尾；4、齿宽要圆整；分度圆、齿顶圆、齿根圆直径、螺旋角均保留小数2~3位；齿轮要进行结构设计，按经验公式进行（[2]表19-11p196），尺寸均须取整数；5、小齿轮45调质，大齿轮45正火；6、齿轮8级精度；7、齿数圆整后，验算传动装置总传动比误差应≤±5。46d=(0.25~0.35)腹板宽d0=按腹板宽度中心取值δ>2m~2.5m47第二阶段工作装配草图设计及轴系的设计计算（一）减速器铸造箱体结构尺寸的确定（二）画装配草图（[2]图4-4p21→图4-10p23、画图与轴的结构设计穿插进行）（三）校核计算输出轴强度校核输出轴键的强度校核输出轴滚动轴承寿命校核48（一）减速器铸造箱体结构尺寸的确定按[2]表4-1和图4-1p17

49电动机带传动减速器运输带联轴器V卷筒（二）装配草图设计[2]图4-4p21第一步：设计内壁线位置。50第二步：确定轴上零件的位置及零件装配方案电动机带传动减速器运输带联轴器V卷筒ⅠⅡⅢ0（二）装配草图设计51第三步：设计轴各段的径向尺寸。φ1注意点：轴的材料为45钢，调质处理滚动轴承选择3或7型。联轴器选择弹性套柱销联轴器Φ1不应小于0.8D电动机输出轴不应比输入轴细（二）装配草图设计52第四步：设计轴各段长度1、确定轴承端面到箱体内壁线的距离△3。轴承脂润滑△3

=10~15轴承油润滑△3

=3~5润滑方式选择：当dn≤2×105时采用脂润滑；当dn＞2×105且齿轮v≥2~3m/s时采用油润滑（二）装配草图设计532、确定轴承座宽度LL=δ1+c1+c2+5~10mm5~10mm是凸出的加工面（二）装配草图设计543、设计轴承盖凸缘厚度e（二）装配草图设计554、确定轴承盖外端面图4-10p23（二）装配草图设计565、确定外伸轴段的轴肩线螺钉拧入深度H=1.25d3~1.5d3螺钉长度查[2]表9-5P39B查[2]表13-4P120（二）装配草图设计576、确定带轮轮毂的长度=（1.2~1.5）d（二）装配草图设计轴段长度应比其短1~3mm587、确定联轴器长度（查表）（二）装配草图设计轴段长度应比其短1~3mm598、确定安装齿轮轴段的长度（二）装配草图设计轴段长度应比齿轮轮毂宽度短1~3mm609、画出各轴段的长度（二）装配草图设计61递交草图62确定A2、B2、C2，画受力图A2B2aad12C2其余步骤按上课所举例题1、按弯扭合成强度校核输出轴的强度

（三）校核计算63[σ-1b]—对称循环许用弯曲应力折合系数取值：α=

0.3——转矩始终不变时用；

0.6——转矩脉动变化时用；1——轴频繁正反转，即转矩多次瞬间对称循环时用。校核危险截面a-a的当量应力1.若计算结果大于结构设计的轴径，则强度不够，应修改设计；2.若计算结果小于结构设计的轴径，且相差不大，一般以结构设计的轴径为准。（三）校核计算64材料σb[σ+1b][σ0b][σ-1b]

4001307040

5001707545

6002009555

70023011065

80027013075

90030014080

100033015090

5001207040

4001005030轴的许用弯曲应力

碳素钢合金钢铸钢（三）校核计算65b、h按轴的直径d由标准中选定。长度L比轮毂宽B稍短且符合长度系列值。2、键的选择及强度计算(A型):键16×100GB1096-79(B型):键B16×100GB1096-79(C型):键C16×100GB1096-79标记：A圆头键B平头键C单圆头键（三）校核计算66失效形式：两工作面（包括槽面）的压潰，极少有剪断的情况挤压强度计算：式中：T为转矩(N.mm)；

d为轴的直径(mm)；l为键的接触长度；k为键与轮毂的接触高度，一般取k=0.5h（h为键高）

（三）校核计算67[σp]应是键、轴、毂中最弱材料的许用挤压应力。表10-10

键连接的许用挤压应力和许用压强(MPa)

许用挤压应力许用压强连接方式连接中较弱零件的材料载荷性质静载荷轻度冲击冲击载荷[sp]静连接时钢125～150100～12060～90铸铁70～8050～6030～45[p]动连接时钢504030（三）校核计算683、滚动轴承寿命校核

滚动轴承预期寿命按任务书要求：每天两班制工作，每年工作300天，使用年限10年，大修期3年。滚动轴承寿命计算：按上课所举例题步骤。（三）校核计算69（一）画装配图底图1、设计主视图2、设计（完善）俯视图3、画左视图（二）画装配图（三）标尺寸（四）标序号、填写明细表（五）写技术要求第三阶段工作装配图设计70（一）画装配图底图1、设计主视图第一步：确定箱座高度画油面线，大齿轮浸油深度不宜超过一个齿高，一般也不小于10mm；箱座内底线到最大齿轮顶圆的距离＞30~50；所需油量=输入功率×（0.35~0.7）d3m。

71第二步：画轴承盖外圆。相邻盖之间不能相碰。切于端盖圆画轴承旁联接螺栓的中心线。（一）画装配图底图72第三步：画轴承旁联接螺栓凸台。（一）画装配图底图C1C2在大端盖处按扳手空间尺寸C1、C2画安装螺栓的凸台高度，各凸台高度一致。73第四步：设计箱盖圆弧，正确画凸台俯视图投影。C1C2（一）画装配图底图742、完善俯视图（一）画装配图底图第一步：确定小齿轮处的箱体内壁线。75第二步：画输油沟和轴承盖（一）画装配图底图763、画左视图，完成装配底图（一）画装配图底图771、选择适当的局部剖，保证各部分结构表达清楚2、严格按投影规律画图3、采用适当的简化画法：薄的零件（≤2mm），剖面涂黑，并可不按比例夸大画出；相同螺栓联接可只画一个，其余用中心线表示；一根轴上的滚动轴承可只详细画一处，其它处简画。斜齿轮半剖或局部剖，留出外形画螺旋线方向。（二）画装配图781、规格尺寸：如齿轮中心距160±0.0315，2、配合尺寸：（三）标注装配图尺寸79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）带轮轴：r6（压力机）

联轴器轴：r6（压力机）或k6（手锤）（三）标注装配图尺寸803、安装尺寸：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。（三）标注装配图尺寸814、外形尺寸：供包装运输和车间布置时参考。包括：减速器总长、宽、高。（三）标注装配图尺寸82（四）标序号、填写明细表1、零件序号标准件和非标准件混编排序，或标准件直接注写规定标记，仅对非标准件编序。相同零件只对一个零件编号即可。顺逆排序均可；指引线不相交、不与剖面线平行，最多曲折一次；组件采用公共指引线，序号上至下、左至右；序号字高比尺寸数字大2号；指引线引出处用黑圆点，涂黑处用箭头。参考[2]图20-183（四）标序号、填写明细表参考[2]图20-12、明细表84（五）写技术特性和技术要求技术特性输入功率：高速轴转速：效率：传动比：技术要求1、传动零件煤油清洗，轴承汽油清洗2、轴承轴向游隙调整：6型留△=0.25~0.4；3、7型润滑油牌号：全损耗系统用油L-AN68，加至规定高度3、接合面涂密封胶或水玻璃防渗漏，不能用垫片4、齿面接触斑点高≮45%，长≮60%5、箱体外面涂彩色油漆。参考[2]图20-18586按A4图纸规格折叠成手风琴风箱式，将标题栏露在外面。图纸折叠A1图纸折叠87（一）输出轴工作图设计（二）大齿轮工作图设计第四阶段工作零件工作图设计88（一）输出轴工作图设计89标题栏不要照此90（二）大齿轮工作图设计91标题栏不要照此921、章节编号2、目录建议3、正文格式4、参考文献5、装订顺序第五阶段工作整理说明书93一、

×××××（节）

（一）××××（条）1、××××（款）1）××××（项）