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1、机械设计课程设计机械设计课程设计江南大学机械原理教研室机械设计课程设计机械设计课程设计1.1.机械设计课程设计设计题目机械设计课程设计设计题目2.2.机械设计课程设计任务机械设计课程设计任务3.3.减速器设计已知条件减速器设计已知条件4.4.机械设计课程设计阶段机械设计课程设计阶段5.5.装配草图设计装配草图设计6.6.装配图设计装配图设计7.7.机械设计课程设计计算说明书机械设计课程设计计算说明书8.8.课程设计答辩课程设计答辩一、设计目的一、设计目的 机械设计课程设计是高等工科院校机械类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，也是本科学生第一次较全面的机械设
2、计训练，也是机械设计课程的一个重要的实践性教学环节。机械设计课程的一个重要的实践性教学环节。其目的是：其目的是：1、综合运用先修课理论，培养分析和解决工、综合运用先修课理论，培养分析和解决工程实际问题的能力。程实际问题的能力。2、学习简单机械传动装置的设计原理和过程。、学习简单机械传动装置的设计原理和过程。3、进行机械设计基本技能训练。（计算、绘、进行机械设计基本技能训练。（计算、绘图、使用技术资料）图、使用技术资料）二、课程设计任务书二、课程设计任务书题目题目1 带式运输机传动装置带式运输机传动装置（二级斜齿轮展开式）传动简图Fv题目题目2 2 设计一带式输送机传动用 二级斜齿圆柱齿轮展开式
3、减速器题目题目3 3 设计一斗式提升机用传动装置设计一斗式提升机用传动装置 (二级斜齿轮同轴式)1-1-电电动动机机 2-2-联联轴轴器器 3-3-减减速速器器 4-4-联联轴轴器器 5-5-驱动鼓轮驱动鼓轮 6-6-运料斗运料斗 7-7-提升带提升带三、机械设计课程设计工作量：三、机械设计课程设计工作量：1.减速器装配图一张；2.零件工作图2张(低速轴上的大齿轮和轴)；3.设计计算说明书一份4.机械设计课程设计结束时进行课程设计总结和答辩。四、机械设计课程设计阶段四、机械设计课程设计阶段阶阶段段工工 作作 内内 容容具体工作任务具体工作任务工作工作量量设计准备设计准备1阅读和研究设计任务书，
4、明确设计内容和要求；阅读和研究设计任务书，明确设计内容和要求；分析设计题目，了解原始数据和工作条件。分析设计题目，了解原始数据和工作条件。2通过参观（模型、实物、生产现场）、看电视通过参观（模型、实物、生产现场）、看电视录象及参阅设计资料等途径了解设计对象。录象及参阅设计资料等途径了解设计对象。3阅读教材有关内容，明确并拟订设计过程和进阅读教材有关内容，明确并拟订设计过程和进度计划。度计划。4 传动装置的方案设计传动装置的方案设计分析和拟定传动系统方案（运动简图）分析和拟定传动系统方案（运动简图）10传动装置的总体设计传动装置的总体设计1选择电动机；选择电动机；2计算传动系统总传动比和分配各级
5、传动比；计算传动系统总传动比和分配各级传动比；3计算传动系统运动和动力参数。计算传动系统运动和动力参数。减速器传动零件的设计减速器传动零件的设计设设计计计计算算齿齿轮轮传传动动、蜗蜗杆杆传传动动、带带传传动动和和链链传传动动的的主要参数和结构尺寸。主要参数和结构尺寸。5减速减速器装器装配草配草图设图设计和计和绘制绘制 减减速速器器装装配配草草图图设设计计和绘制准备和绘制准备分析并选定减速器结构方案分析并选定减速器结构方案35%减减速速器器传传动动轴轴及及轴轴承承装置的设计装置的设计1设计轴；设计轴；2选择滚动轴承进行轴承组合设计；选择滚动轴承进行轴承组合设计；3选择键联接和联轴器。选择键联接和
6、联轴器。减减速速器器箱箱体体及及附附件件的的设计设计1设计减速器箱体及附件；设计减速器箱体及附件；2绘制减速器装配草图。绘制减速器装配草图。减速器装配草图检查减速器装配草图检查审查和修正装配草图审查和修正装配草图减速器装配图的绘制减速器装配图的绘制1绘制减速器装配图。绘制减速器装配图。2标注尺寸和配合。标注尺寸和配合。3编写减速器特性、技术要求、标题栏编写减速器特性、技术要求、标题栏和明细表等。和明细表等。25%减速器零件工作图的绘制减速器零件工作图的绘制1绘制齿轮（或蜗轮）零件工作图；绘制齿轮（或蜗轮）零件工作图；2绘制轴零件工作图；绘制轴零件工作图；3绘制箱体零件工作图。绘制箱体零件工作图
7、。10%设计计算说明书的编写设计计算说明书的编写编写设计计算说明书。编写设计计算说明书。9%课程设计总结和答辩课程设计总结和答辩进行课程设计总结和答辩。进行课程设计总结和答辩。2%五、设计步骤五、设计步骤 1、方案设计、方案设计 3、传动比分配、传动比分配 4、计算各轴的转速、计算各轴的转速 5、传动零件设计、传动零件设计 7、计算轴类零件、计算轴类零件 6、验算系统误差、验算系统误差 8、绘制装配图和零件图、绘制装配图和零件图 2、选择电动机、选择电动机2、选择电动机、选择电动机选择电动机依据：功率选择电动机依据：功率P，转速，转速n1）电动机功率计算电动机功率计算P工作机功率工作机功率：P
8、 w=FV/1000（kw）其其 中中 已已 知：知：F输送带拉力输送带拉力（N）V_输送带速度输送带速度（m/s）电动机需要功率：电动机需要功率：Pd=P w/(kw)总总 效效 率率：=1.2.3 n 1_卷筒轴承效率卷筒轴承效率 2_ 卷筒效率卷筒效率 3_低速级联轴器效率低速级联轴器效率 4_ III轴轴承效率轴轴承效率 5_低速级齿轮啮合效率低速级齿轮啮合效率 6_ II轴轴承效率轴轴承效率 7_高速级齿轮啮合效率高速级齿轮啮合效率 8_ I轴轴承效率轴轴承效率 9_高速级联轴器效率高速级联轴器效率 (效率值查设计手册效率值查设计手册)2)电动机转速计算电动机转速计算n工作机转速工作
9、机转速nw：因：因：V=(Dn)/60*1000(m/s)Dn)/60*1000(m/s)故：故：nw=(V*60*1000)/D(rpm)D(rpm)其中：其中：V输送机带速输送机带速 (m/s)(m/s)D卷筒直径卷筒直径 (mm)(mm)电动机转速电动机转速:nd=nwi总总=(840)nw（rpmrpm）其中：其中：i总总=840 i总总减速器传动比减速器传动比(总传动比总传动比)3）选定电动机）选定电动机根据求出的根据求出的P、n查手册。查手册。转速转速n：建议选用同步转速为：建议选用同步转速为1500（rpm）功率功率P：为使传动可靠，额定功率应大于：为使传动可靠，额定功率应大于
10、计算功率即计算功率即 P额额Pd=PW/总总选定电动机：型号（选定电动机：型号（Y系列）、系列）、同步转速同步转速n、满载转速、满载转速nm、额定功率额定功率P额额、轴的中心高、轴的中心高、电动机轴径、电动机轴径、起动转矩起动转矩/额定转矩的比值。额定转矩的比值。记下备用记下备用3、传动比分配、传动比分配分配原则：各级传动尺分配原则：各级传动尺寸协调，承载能力接近，寸协调，承载能力接近，两个大齿轮直径接近以两个大齿轮直径接近以便润滑。（浸油深度）便润滑。（浸油深度）i总总=i减减=i高高*i低低=nm/nwi减减减速器传动比减速器传动比i高高减速器内高速级传动比减速器内高速级传动比i低低减速器
11、内低速级传动比减速器内低速级传动比nm电动机满载转速电动机满载转速nw工作机转速工作机转速i高高=（1.21.3)i低低i减减=（1.21.3)i低低24、计算各轴的、计算各轴的n，P，T1）各轴转速）各轴转速电动机轴电动机轴:nm（满载转速）（满载转速）I轴轴:nI=nmII轴轴:n II=nI/i高高 2)各轴输入功率各轴输入功率 电动机轴电动机轴:Pd=Pw/总总 I轴轴:P I=Pd （联轴器效率）联轴器效率）II轴轴:P I I=P I*12 12I轴至轴至 II轴效率轴效率3)各轴扭矩各轴扭矩T电动机轴：电动机轴：Td=9550*Pd/nm（Nm）I轴：轴：TI=Td II轴：轴：
12、TII=TI*12*I高高 计算出参数列表备用。计算出参数列表备用。轴 号功率 P扭矩 T转速 n 传动比i电动机轴 Pd Td nm i=1 I 轴PI入PI出TI入TI出 n I II 轴PII入PII出TII入TII出 n II5、传动零件设计、传动零件设计1 1）采用斜齿圆柱齿轮闭式软齿面传动；）采用斜齿圆柱齿轮闭式软齿面传动；2 2）选用中碳钢，传动用模数）选用中碳钢，传动用模数m1.5-2mm1.5-2mm；3)3)强度计算中的功率用输出功率；强度计算中的功率用输出功率；4)4)角方向确定应使中间轴的轴向力有所抵消；角方向确定应使中间轴的轴向力有所抵消；5 5）=8-15=8-15
13、，Z Z1 1=20-40=20-40，Z Z2 2=iZ=iZ1 1求出后圆整；求出后圆整；6 6）因圆整）因圆整Z Z2 2时时i i变化了故须验算传动比误差：变化了故须验算传动比误差：i=i=（i-Zi-Z2 2/Z/Z1 1）/i100%/i100%5%5%7 7）为使图面匀称，中心距：）为使图面匀称，中心距：a a高高 120120，a a低低 140140，8 8）检查浸油深度，当高速级大齿轮浸油）检查浸油深度，当高速级大齿轮浸油1 1个齿高个齿高 时，低速级大齿轮浸油深度小于其分度圆半径的时，低速级大齿轮浸油深度小于其分度圆半径的六分之一到三分之一，以降低搅油功耗。六分之一到三分
14、之一，以降低搅油功耗。6、验算传动系统速度误差、验算传动系统速度误差输送带速实际输送带速实际Vw在求解过程中与理论在求解过程中与理论V发生了变化，故应验算系统误差。发生了变化，故应验算系统误差。（V-Vw）/V100%5%若不满足应重新计算。若不满足应重新计算。第二阶段设计的主要内容第二阶段设计的主要内容:1、草图设计（仪器图）、草图设计（仪器图）2、装配图（、装配图（CAD）3、撰写论文、撰写论文草图设计是装配图设计的规划和准备阶段草图设计是装配图设计的规划和准备阶段装配图设计是对草图的进一步细化和完善装配图设计是对草图的进一步细化和完善特点：特点：“算画结合算画结合”边画边算边画边算草图设
15、计草图设计1、准备工作、准备工作（1）A0图纸一张，比例图纸一张，比例1:1，用仪器画，用仪器画（2）主要传动件的参数计算完备（齿轮几何尺）主要传动件的参数计算完备（齿轮几何尺寸、轴径估算）寸、轴径估算）2、要求、要求（1）草图设计正确，迅速，主要结构要表达清草图设计正确，迅速，主要结构要表达清楚。各零件尺寸可随时标注在图纸上。楚。各零件尺寸可随时标注在图纸上。（2）草图不要求线型，同样零件可只画一个，）草图不要求线型，同样零件可只画一个，其它简画。其它简画。（3）所有零件尺寸随手画在草图上，以免再次）所有零件尺寸随手画在草图上，以免再次查找。查找。装配草图设计步骤装配草图设计步骤3、任务（以
16、设计手册为参考资料）、任务（以设计手册为参考资料）1）通过草图设计检查传动比分配是否合理，）通过草图设计检查传动比分配是否合理，低速轴与高速大齿轮是否干涉，低速轴与高速大齿轮是否干涉，两大齿轮浸油深度：高速大齿轮浸油深两大齿轮浸油深度：高速大齿轮浸油深1个齿高时个齿高时低速大轮浸油深度低速大轮浸油深度半径的半径的1/31/6。2）轴的结构设计和轴系零件设计（补充设计计算）轴的结构设计和轴系零件设计（补充设计计算）定出支点距后对中间轴进行弯扭强度验算。定出支点距后对中间轴进行弯扭强度验算。3）轴承的组合设计）轴承的组合设计 确定轴承的型号和工作位置、润滑方式和密封装确定轴承的型号和工作位置、润滑
17、方式和密封装置，对中间轴上的轴承进行寿命计算。置，对中间轴上的轴承进行寿命计算。4）确定箱体的结构及各部分尺寸。）确定箱体的结构及各部分尺寸。5）减速器附件设计（吊钩、吊耳、观察窗、油标尺）减速器附件设计（吊钩、吊耳、观察窗、油标尺等）等）6）确定联接件结构尺寸及位置。）确定联接件结构尺寸及位置。7）验算）验算设计计算中需要验算的内容设计计算中需要验算的内容1、各级齿轮传动的强度验算、各级齿轮传动的强度验算2、中间轴的弯扭合成强度验算、中间轴的弯扭合成强度验算3、中间轴键的强度验算（只验算一处）、中间轴键的强度验算（只验算一处）4、中间轴上的滚动轴承寿命验算、中间轴上的滚动轴承寿命验算5、两级
18、传动大齿轮浸油深度验算、两级传动大齿轮浸油深度验算6、选择减速器内齿轮润滑方式验算、选择减速器内齿轮润滑方式验算V7、选择滚动轴承的润滑（剂）方式验算、选择滚动轴承的润滑（剂）方式验算dn4.设计中应注意的问题设计中应注意的问题 1）输入（出）轴外伸端长度、直径应与联轴器孔径匹配。）输入（出）轴外伸端长度、直径应与联轴器孔径匹配。2）润滑剂和润滑方式的选择）润滑剂和润滑方式的选择 减速器内齿轮的润滑剂和润滑方式按圆周速度减速器内齿轮的润滑剂和润滑方式按圆周速度V确定，确定，减速器内轴承的润滑剂和润滑方式按速度因数减速器内轴承的润滑剂和润滑方式按速度因数dn确定。确定。由于齿轮和轴承可能分别采用
19、润滑油和润滑脂，此时二由于齿轮和轴承可能分别采用润滑油和润滑脂，此时二者不能相混，否则轴承润滑脂被冲走，故应在轴承处采者不能相混，否则轴承润滑脂被冲走，故应在轴承处采用密封装置用密封装置“挡油盘挡油盘”。注意，并不是每个轴承处都安。注意，并不是每个轴承处都安挡油盘。挡油盘。3）油底油面高度）油底油面高度3050，以保证足够的油量。，以保证足够的油量。4）轴承盖选嵌入式结构。）轴承盖选嵌入式结构。5）齿轮与轴的结合方式可设计成齿轮与轴分离，也可以）齿轮与轴的结合方式可设计成齿轮与轴分离，也可以成齿轮轴。成齿轮轴。5.草图设计步骤草图设计步骤按中心距先画轴心线，再画轴及轴承，按中心距先画轴心线，再
20、画轴及轴承，先画箱内，后画箱外，先画箱内，后画箱外，先粗画，后细画，先粗画，后细画，先画俯视图，再画主视图，先画俯视图，再画主视图，最后画侧视图。最后画侧视图。布图上下左右要适当匀称。布图上下左右要适当匀称。箱体结构设计箱体结构设计机座壁厚机座壁厚 按二级齿轮减速器按二级齿轮减速器a选择壁厚选择壁厚 a_低速级中心距低速级中心距 轴承座旁螺栓扳手空间轴承座旁螺栓扳手空间 扳手空间大操作方便，但扳手空间大操作方便，但h太大螺栓太长，安装太大螺栓太长，安装不便，且要合于螺栓长度系列不便，且要合于螺栓长度系列 螺栓中心到机座外壁距离螺栓中心到机座外壁距离 螺栓中心到机座外凸边缘尺寸螺栓中心到机座外凸
21、边缘尺寸起盖螺钉起盖螺钉作用：起盖用作用：起盖用，两个对角线布置。，两个对角线布置。定位销定位销作用：镗轴承孔定位用，锥度作用：镗轴承孔定位用，锥度 1：50 两个，两个，对角线布置。对角线布置。观察窗观察窗作用：注油、观察两对齿轮啮合情况，作用：注油、观察两对齿轮啮合情况，以能进手为宜。以能进手为宜。通气器通气器作用：平衡机体内外压力。作用：平衡机体内外压力。吊钩吊钩作用：起吊整机用，与底座铸出。作用：起吊整机用，与底座铸出。起盖吊耳起盖吊耳作用：起吊盖，与上盖一同铸出。作用：起吊盖，与上盖一同铸出。油标尺油标尺作用：测量油面深度，要有最高液面，作用：测量油面深度，要有最高液面，最低液面刻度
22、。位置设计要防止拔不出油标或最低液面刻度。位置设计要防止拔不出油标或油外溢。油外溢。放油塞放油塞作用：更换润滑油的出口，设计在箱体作用：更换润滑油的出口，设计在箱体底座最低位置处。底座最低位置处。正式装配图正式装配图 1）各视图应能完整表达箱内外结构（达到使他人能拆）各视图应能完整表达箱内外结构（达到使他人能拆图的目的）图的目的）2）符合制图国家标准，零件编号，标题栏，明细表，）符合制图国家标准，零件编号，标题栏，明细表，技术要求等应齐全。技术要求等应齐全。3）标注尺寸）标注尺寸 a.特性尺寸特性尺寸:齿轮中心距及公差值。齿轮中心距及公差值。b.外廓尺寸外廓尺寸:长长*宽宽*高高，包括外伸端轴
23、长。，包括外伸端轴长。c.安装尺寸安装尺寸:地脚螺钉孔径及定位尺寸、孔地脚螺钉孔径及定位尺寸、孔 距、外伸距、外伸端轴中心高。端轴中心高。d.配合尺寸配合尺寸:齿轮与轴、轴承内外圈、键槽、外伸端与齿轮与轴、轴承内外圈、键槽、外伸端与联轴器。装配图上标注公差代号。联轴器。装配图上标注公差代号。4）列出减速器特性：）列出减速器特性：功率、转速、传动比。功率、转速、传动比。零件图零件图1、中间轴或齿轮（低速级大齿轮）中间轴或齿轮（低速级大齿轮）2、要求：标出全部尺寸、公差值、形位、要求：标出全部尺寸、公差值、形位置公差、粗糙度、材料及热处理方法技置公差、粗糙度、材料及热处理方法技术要求等。术要求等。
24、轴的键槽处要有移出剖面，轴的键槽处要有移出剖面，齿轮轴列出参数表。齿轮轴列出参数表。编写设计计算说明书编写设计计算说明书1、页数不少于、页数不少于20页（页（16开）开）包括封面，目录，附录。包括封面，目录，附录。2、轴的弯扭矩图在同一张纸上。、轴的弯扭矩图在同一张纸上。评分依据评分依据 1、正式装配图、零件图。、正式装配图、零件图。2、说明书、说明书 3、答辩、答辩 以上均要求独立完成，如有雷同视为作弊。以上均要求独立完成，如有雷同视为作弊。6.装配图设计装配图设计装配图设计的主要内容有：按国家机械制图标准规定画法绘制各视图；标注必要的尺寸及配合；标注零件的序号；绘制并填写标题栏及明细表；编
25、制减速器技术特性表；编写技术条件。尺寸的标注尺寸的标注（1）特性尺寸）特性尺寸（2）配合尺寸）配合尺寸（3）外形尺寸）外形尺寸（4）安装尺寸）安装尺寸零件序号、标题栏和明细表零件序号、标题栏和明细表减速器技术特性减速器技术特性减速器技术条件的具体内容可参考如下：减速器技术条件的具体内容可参考如下：（1）装配前所有零部件用煤油清洗，滚动轴承用汽油清洗，机体内不允许有任何杂物存在。内壁涂上不被机油浸蚀的防锈涂料。（2）滚动轴承装配后，用手转动时应轻快灵活。轴承的轴向游隙如需要在装配时调整，应调至规定数值（如调整轴承间隙：d1为0.050.1mm，d2为0.080.15mm）。（3）啮合侧隙用铅丝检
26、验不小于0.16mm，铅丝不得大于最小侧隙的4倍。（4）用涂色法检验斑点，按齿高接触斑点不小于40，按齿长接触斑点不小于50，必要时可用研磨或刮研以改善接触情况。（5）箱盖及箱座接合面严禁使用垫片及其它任何填料，必要时允许涂密封胶或水玻璃。各接触面运转过程中不允许有漏油和渗油现象出现。（6）减速器装配后，选择合适的机油（如HJ50），加至所要求的油面高度，达到规定的油量。（7）空载跑合试验：在额定转速下正、反运转12小时，要求运转平稳，响声均匀（如噪音小于70dB），联接不松动，不漏油不渗油等；负载跑合试验：在额定转速及额定功率下运转至油温稳定为止。油池温升不得超过35，轴承温升不得超过40。
27、（8）跑合试验合格后，更换润滑剂，用煤油擦洗零件，用汽油洗净轴承再进行装配。若滚动轴承采用润滑脂润滑，则装配前应向轴承空腔内填入适量（约为空腔体积的1/2左右）的润滑脂。（9）搬动、起吊减速器应用箱座上的吊钩。箱盖上的吊环螺钉（或吊耳）只供起吊箱盖时用。（10）外伸轴段应涂油脂并加防护套，减速器外表面涂灰色油漆（或其他颜色油漆），运输时勿倒置，储藏地点应干燥。（0）前言（1）目录（标题及页次）（2）设计任务书（设计题目）（3）传动系统的方案设计（4）电动机选择（5）传动比的分配（6）传动系统的运动和动力参数计算（7）减速器传动零件的设计计算7.机械设计课程设计计算说明书（8）减速器轴的设计计算（9）减速器滚动轴承的选择及其寿命验算（10）键联接的选择（11）联轴器的选择（12）减速器箱体及附件设计（13）减速器润滑方式及密封种类的选择（14）设计小结（简要说明课程设计的体会，分析自己的设计所具有的特点，找出设计中存在的问题）（15）参考文献（文献编号 编著者姓名书名出版单位所在地：出版单位，出版年份）8.课程设计答辩课程设计答辩THEEND