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1、機械設計課程設計 河北聯(lián)合大學機械工程學院 機械設計課程設計 學 會 設 計 熟悉 設計方 法 會用 標準規(guī)范 做到 正確表達 掌握 設計理論 機械設計課程設計 設計題目： 設計帶式運輸機傳動裝置 原始數(shù)據(jù)： 運輸機工作軸轉矩： T=800N.m 運輸帶工作速度： v=0.7m/s 卷筒直徑： D=300mm 運動動 力要求 工作條件： 連續(xù)單向運轉，工作時有輕微振動，使用 期限為 10年，小批量生產(chǎn)，單班制工作 運輸帶速度允許誤差為 5%。 條件 限制 機械設計課程設計 你的原始數(shù)據(jù)就是你的學號尾

2、數(shù) !（ p240題目 3） 原始數(shù)據(jù)： 數(shù)據(jù)編號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 運輸機工作軸轉 矩 /T（ N.m） 800 750 690 670 630 600 760 70 0 650 620 運輸帶工作速度 /v(m/s) 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 0.75 0.8 0.85 0.9 卷筒直徑 /D(mm) 300 300 320 320 380 360 320 36 0 370 360 學號尾數(shù) 5 機械設計課程設計 確定設計方案 實現(xiàn)的方案有好多，我選擇的如圖所示： 這是為什么呢 ? 1 帶傳動可緩沖吸振，布 置在高速級 .

3、2 小功率機械易用結構簡 單、標準化高的傳動，如 減速器 . 機械設計課程設計 開 始 設 計 二、 傳動裝 置設計 三、聯(lián) 軸器的 選擇 一、 選電機 類型 額度功率 轉速 型號確定 傳動裝置運動和動力參數(shù)計算 總傳動比的分配 帶傳動、齒輪傳動 型號確定 機械設計課程設計 一、電機的選擇 類型： Y系列 awa W ded TnPPP 9 5 5 0 額度功率： 式中： 工作機轉速（ r/min）。 n D vn 60 w 工作機效

4、率，取 0.96 a 傳動裝置總效率。包括帶傳動、 三對滾動軸承、兩對嚙合齒輪副、一 個聯(lián)軸器的效率。 聯(lián)軸器軸軸承低齒軸軸承高齒軸軸承帶 221a 查表 12-8 電機實際輸出功率 機械設計課程設計 電機同步轉速：多 選用同步轉速為 1500r/min或 1000r/min的。 電機的選擇 安裝型式等 ： 表 19-2，基本安裝形式 B3 nniiin d )554332(321 或電機可選轉速范圍： 根據(jù) 、同步轉速，查 表 19-1確 定電機的額定功率、 額定（滿載）轉速、型號 。 額定功率： 型號： Y132S-

5、6 額定轉速： 安裝尺寸： 查 表 19-3 ）（假如計算值 kwP d 5.2 kwPed 3 m in/9 6 0 rn m 型號 機械設計課程設計 二、 傳動裝置 總傳動比及分配！怎么分配？ 總傳動比： 21 iiiiin ni DD m a 帶傳動比： 42 Di 過大危害？ 減速器高速級： ii 5.13.11 原因？浸油相等 減速器高速級： 1 2 i ii 注意：上述傳動比分配是初步的，與實際傳動比 有誤差。另外，設計還可能造成零件干涉。圖 2-4 傳動比的分配 注意以下幾點： 1） 各級傳動比都應在合理范圍內 2） 應注意使各傳

6、動件尺寸協(xié)調 ， 結構勻稱 ， 避免發(fā)生相 互干涉 。 3）對于多級減速傳動，可按照 “ 前小后大 ” （即由高速級向低 速級逐漸增大）的原則分配傳動比，且相鄰兩級差值不要過大。 大帶 輪碰 地面 高速級 大齒輪 碰低速軸 4） 在采用浸油潤滑時 ， 分配傳動比時要考慮傳動件的浸油條件 。 展開式或分流式二級圓柱齒輪減速器 ， 其高速級傳動比 i1和低 速級傳動比 i2的關系通常取 分配圓錐圓柱齒輪減速器的傳動比時 ， 通常取錐齒輪傳動比 i13。 兩級同軸式圓柱齒輪減速器 ， 兩級傳動比可取為 1 21 )5.13.1( i i，iii 減速器 減速器 減速器i

7、ii 21 5）盡量使傳動裝臵外廓尺寸緊湊，或重量最小 。 機械設計課程設計 傳動裝置 運動和動力參數(shù)的計算 工作 機軸 機械設計課程設計 傳動裝置 運動和動力參數(shù)的計算 軸 號 轉速 n/(r/min) 功率 P/Kw 轉矩 T/(N.m) 電機軸 軸 n = P = 軸 n = P = P 類推 軸 n = P = P 類推 工作機軸 n mn D min 1ii n D m 21iii n D m ded PP 或 帶edP 高齒論軸軸承 1 低齒論軸軸承 2 m dd nPT 9550 I II nPT 9550 注意：

8、 電機的輸出轉矩； T 為 軸的輸入轉矩； dT 機械設計課程設計 傳動件的設計計算（第三章） 一、箱外傳動件（ 帶傳動 ）的設計 二、箱內傳動件（ 齒輪傳動 ）的設計 高速級齒輪傳動：高速軸輸入功率 P 、 高速軸轉速 n 、傳動 比 i1、 工作情況。 低速級齒輪傳動：低速軸輸入功率 P 、高速軸轉速 n 、傳動 比 i2、工作情況。 帶的設計，參考書上例題： 已知電機的功率、電機轉速、傳動比、工作情況、兩班制（ 16 小時），設計帶傳動。 注意：尺寸協(xié)調，即小帶輪外園半徑小于電機中心高。大帶輪 直徑不能過大與底座相碰。 機械設計課程設計 傳動件的設計

9、計算（第三章） 高速級齒輪傳動中心距 a1和低速級齒輪傳動中心距 a2以 0、 5結 尾。總中心距 a=a1+a2不超過 250 m azz 2 21 直齒輪： 模數(shù) m不小于 2mm,且調配齒數(shù)湊中心距是模數(shù)選取應確保： 為整數(shù) 例如： a1=115,要使 為整數(shù)， m可取 2、 2.5，但不能 取 3。以模數(shù)取 2為例。若傳動比 i1=3.1,則 取 28， 斜齒輪： (見斜齒輪例題 ) c os2 21 zzma n 21 zz

10、 04.281.31 1 1 511 izz 872811512 zzz 齒寬 b 取整， b1 = b2 + (5 10) mm； 直徑 d 、 da 、 df ，螺旋角 應為精確值 （ 2）數(shù)據(jù)處理 模數(shù) m 標準系列值，不小于 1.5mm ； 中心距 a 0或 5結尾的整數(shù) 對于直齒輪， a應嚴格等于 )( 2 1 21 zzm 對于斜齒輪， a應嚴格等于 )(c o s21 21 zzm n 機械設計課程設計 軸徑初估（第三章） 軸： 3 n Pcd 3 I I I n Pcd 其他軸類推 ; 2）當此軸段上有鍵槽時，將 d 按單、雙鍵分別加大

11、 4%或 7%后， 取整數(shù)。 3）若最小軸徑處裝聯(lián)軸器，最小軸徑應與聯(lián)軸器的孔徑匹配 。 1） C為由軸的許用扭切應力所確定的系數(shù)，查表 固定式聯(lián)軸器 可移式聯(lián)軸器 （要求被聯(lián)接 兩軸軸線嚴格 對中） （可補償被聯(lián)接 兩軸的相對位移） 剛性 可移式聯(lián)軸器 彈性 可移式聯(lián)軸器 （無彈性元件） （有彈性元件） 齒式聯(lián)軸器 凸緣聯(lián)軸器 套筒聯(lián)軸器 十字滑塊聯(lián)軸器 萬向聯(lián)軸器 彈性套柱銷聯(lián)軸器 彈性柱銷聯(lián)軸器 輪胎式聯(lián)軸器 . 聯(lián)軸器的選擇 聯(lián)軸器的選擇包括聯(lián)軸器類型和型號的合理選擇 。 （ 一 ） 、 聯(lián)軸器的類型 對中小型減速器，

12、輸入軸、輸出軸均可采用彈性套柱銷聯(lián)軸器 (TL)或彈性柱銷聯(lián)軸器 (HL) 按計算轉矩并兼顧所聯(lián)接兩軸的尺寸選定。要求所 選聯(lián)軸器允許的最大轉矩不小于計算轉矩，聯(lián)軸器軸孔直 徑應與被聯(lián)接兩軸的直徑匹配。 即 Tc KAT T maxnn 聯(lián)軸器的極限轉速 工作轉速 且保證 (二 )、 聯(lián)軸器型號的確定 式中： T聯(lián)軸器傳遞的名義轉矩 KA 工作情況系數(shù)，查表 T 聯(lián)軸器許用轉矩，查標準 機械設計課程設計 第四章 減速器構造 一 了解構造 軸系、 箱體、 附件 對照圖 4-1做表 4-1 注意： 1）表中的 a為低速級中 心距 2）如果計

13、算的箱座壁厚 小于 8，也取 8 減速器結構尺寸的確定 繪制減速器 裝配圖前，必 須確定減速器 的基本機體結 構尺寸，計算 出 表 4-1的所有 尺寸，并理解 其含義。 對照圖 4-1做表 4-1 注意： 1）表中的 a為低速級中 心距 2）如果計算的箱座壁厚 小于 8，也取 8 機械設計課程設計 第三部分 減速器的結構 油標尺 箱座 視孔蓋 通氣器 箱蓋 放油塞 軸承蓋 定位銷 軸系 箱體 附件 低速軸系 高速軸系 中間軸系 機械設計課程設計 第五章 軸系部件設計 機械設計課程設計 第五章 軸系部件設計 機械設計課程設計 第五章 軸系部件設

14、計 機械設計課程設計 第五章 軸系部件設計 機械設計課程設計 第五章 軸系部件設計 機械設計課程設計 第五章 軸系部件設計 機械設計課程設計 箱體 機械設計課程設計 機械設計課程設計 第五章 軸系部件設計 機械設計課程設計 機械設計課程設計 機械設計課程設計 第五章 軸系部件設計 機械設計課程設計 第五章 軸系部件設計 機械設計課程設計 第五章 軸系部件設計 機械設計課程設計 第五章 軸系部件設計 定位銷 于箱體對角線方向布置，不能干涉， 通常選擇圓錐銷，直徑為連接螺栓的 0.70.8倍。長度大于兩箱體凸緣厚度之和。 窺視孔蓋 于箱體上蓋上，便于觀

15、察傳動件的嚙合傳動情況。與箱體 間有墊片。采用鑄鐵或鋼板材質。圖中 通氣器 起到防塵和透氣的作 用。 2.窺視孔 1.定位銷 減速器附件設計注意事項 吊耳 用于起重運 輸 ,簡單實用 .結 構及尺寸如圖所 示。 a）、 b)為 箱蓋上的吊耳， c）為箱座上的 吊耳。 3.吊裝結構 不合理結構 合理結構 5.啟蓋螺釘 啟蓋螺釘 位于箱 蓋或箱座上，不 能打通。便于拆 卸箱體。 4.放油塞 設計中油池的最低處，或低于油池底。 合理結構 不合理結構 油標尺 用于測量油面深度，要有最高液面，最低液面刻度。 位置設計時要防止拔不出油標 (a)或油外溢。 6.油標尺

16、通氣器 具有相互垂直，通向外面的孔，使內外氣壓平衡。其結構和幾何 尺寸如圖所示。 7.通氣器 機械設計課程設計 第四章 減速器構造 二減速器潤滑 傳動件潤滑：齒輪圓周速度 12m/s時，采用浸油潤滑 浸油深度見 表 4-3 箱底深度，見圖 4-5b 滾動軸承： 浸油齒輪圓周速度 <2m/s時，采用脂潤滑； 浸油齒輪圓周速度 2m/s時，采用脂潤滑； 結構區(qū)別 油、脂潤滑的軸承所處位置 （ A）軸承為脂潤滑 （ B）軸承為油潤滑 注意：封油盤的位置與畫法 注意：油溝 返回 常見軸承蓋的類型 （ A）凸緣式軸承

17、蓋 （ B）嵌入式軸承蓋 返回 1.先畫高速級齒輪 2.兩個大齒輪端面相距 3， 畫低速級齒輪 3.畫箱體內壁：小齒輪端面與內壁相距 2 ，大齒輪頂圓與內壁相距 1， 左側暫不畫 4.畫軸承端面位臵：若為脂潤滑，軸承端面與箱體內壁的距離為 812mm 5.明確軸上主要零件的布臵及定位方法，依據(jù)初估軸徑，考慮定位軸肩和非定位軸 肩逐一確定各軸段直徑 二級畫圖過程 例如：軸的徑向尺寸確定 軸的結構設計 第五章 軸系部件設計 1.箱體內壁位置的確定 軸的軸向尺寸確定 軸的結構設計 齒輪設計完成后，如 何求 A？ 該內壁線位置 根據(jù)主視圖定 2.軸承座端面位置的確定 B=+

18、C1+C2+( 510)mm --箱體壁厚 C1、 C2--螺栓 扳手空間 油潤滑時 = (23)mm 脂潤滑時（ 圖示 ） = (812)mm 軸的外伸長度的確定 (1)當軸端安裝彈性 套柱銷聯(lián)軸器時 lB值由聯(lián)軸器的型 號確定 (2)當使用凸緣式軸 承蓋時 lB值由連接 螺栓長 度確定 (3)當軸承蓋與軸端 零件都不需拆卸時 , 一般取 lB =5mm8mm 機械設計課程設計 第五章 軸系部件設計 需要完成： 軸的設計 軸承的壽命計算 鍵的計算 參考相關章節(jié)例題。 1.鍵的選擇及校核 軸的結構設計完成后，根據(jù)鍵所在的軸徑查標準確定鍵的截 面尺寸

19、b、 h。兼顧輪轂長度確定標準鍵長 L 。 驗算鍵的擠壓強度。若強度不足，可采用相隔 180的 雙鍵， 但按 1.5個鍵計算 。 2.軸承的壽命計算 類型的選擇：若軸上的齒輪為斜齒輪，最好選用 7類或 3類軸承， 以便承受較大的軸向載荷；若為直齒輪，優(yōu)先選用 6類軸承。 型號的確定：可從中系列初選。如軸頸直徑 d=40mm,若選深 溝球軸承，則可初選 6308。 求得各軸承所受的當量動載荷 P，從而計算軸承壽命 Lh ,滿足 二、校核計算 60 10 h 6 h t L P Cf n L 一般以大修期計算 軸的結構設計初步完成后，可精確確定：軸的支

20、點位臵及軸 上所受載荷的大小、方向和作用點。軸的強度校核一般遵循下列 步驟： 畫出軸的空間受力簡圖 作出水平面的受力圖和彎矩 MH圖 作出垂直面的受力圖和彎矩 MV圖 作出轉矩 T 圖 確定危險截面，進行校核計算 作出合成彎矩 M 圖 （ ） 22 VH MMM 3.軸的強度校核 一般用途的軸，可按 當量彎矩法 進行強度校核 ；對重要軸， 對軸進行 疲勞強度安全系數(shù) 校核。 每個同學只驗算一根軸及該軸上的鍵和軸承 1.鍵的選擇及校核 軸的結構設計完成后，根據(jù)鍵所在的軸徑查標準確定鍵的截 面尺寸 b、 h。兼顧輪轂長度確定標準鍵長 L 。 驗算鍵的

21、擠壓強度。若強度不足，可采用相隔 180的 雙鍵， 但按 1.5個鍵計算 。 2.軸承的壽命計算 類型的選擇： 若軸上的齒輪為斜齒輪，最好選用 7類或 3類軸承， 以便承受較大的軸向載荷；若為直齒輪，優(yōu)先選用 6類軸承。 型號的確定： 可從中系列初選。如軸頸直徑 d=40mm,若選深溝球 軸承，則可初選 6308。 求得各軸承所受的當量動載荷 FP，從而計算軸承壽命 Lh ,滿足 校核計算 610 60 pP fC LL n f F t hh 一般以大修期計算 精確確定：軸的支點位臵及軸上所受載 荷的大小、方向和作用點。 軸的強度校核一般遵循下列步驟： （

22、 1）畫出軸的空間受力簡圖 （ 2）作出水平面的受力圖、彎矩 MH圖 （ 3）作出垂直面的受力圖和彎矩 MV圖 （ 5）作出轉矩 T 圖 （ 7）確定危險截面，進行校核計算 （ 4）作出合成彎矩 M 圖 22 VH MMM 3.軸的強度校核 轉軸，可按 當量彎矩法 進行強度校核； 對重要軸，進行 疲勞強度安全系數(shù) 校核 。 ?40 60L 3 ( 52 ) a) b) e) c) d) f) g) h) i) L 1 ( 80 ) ?48 ?50 ?53 ?62 ?56 ?50 T M B L 2 ( 80 ) F A D C F r F x F t F AH AH AV

23、F AV F DH M CH M DV M CV M D M Ce 左 M De M Ce 右 F BH F BV M CV BV F F x F BH F t d/2 F r M C 右 E 圖11-1 4 M C 左 （ 6）作出當量彎矩 Me 圖 22 )TMM e （ 每個同學只驗算一根軸及該軸上的鍵和軸承 三、圖面布臵 繪制裝配圖時，首先必須考慮圖面布臵問題，其布臵形 式如下： 主視圖的高度確定 油底油面高度 3050，以保證足夠的油量，且避免塵渣泛起 四、裝配圖完成階段的工作 裝配圖底圖完成后，應進行尺寸標注，技術要求、減速器特性、 零部件編號及零件明

24、細表和標題欄的填寫，檢查無誤后加深，完成 裝配圖。 尺寸標注 ：裝配圖上只標注以下四類尺寸 （ 68） 技術特性 ： 在裝配圖上以表格形式列出 技術要求 ： （ 1）輸入功率和轉速（ 2）傳動效率（ 3）總傳動比及各級傳動比 等。 （ 1） 特性尺寸 。指減速器的中心距及偏差。 （ 2） 配合尺寸 。如齒輪、帶輪、聯(lián)軸器和軸的配合，軸承和軸、 軸承座的配合等。 寫明在視圖上無法表示的關于裝配、調整、檢驗、維護等方 面的技術說明。 （ 3） 安裝尺寸 。如底板尺寸、中心高、地腳螺栓孔及位臵等。 （ 4） 外形尺寸 。指總長、總寬、總高 零部件編號 ： 按要求對各個零

25、件正確編號，既不能重復也不能遺 漏。各視圖中的編號均按順時針或逆時針方向排列 整齊。 零件明細表和標題欄 ： 零件明細表和標題欄必須符合標準 。明細表中的內容 應與零部件編號對應，由下向上填寫， 五、繪制零件工作圖 應包括制造和檢驗零件所需的全部內容。包括：圖形、 尺寸及其公差、表面粗糙度、形位公差、材料和熱處理 說明、技術要求、標題欄等。 十、裝配圖完成階段的工作 裝配圖底圖完成后，應進行尺寸標注，技術要求、減速器特性、 零部件編號及零件明細表和標題欄的填寫，檢查無誤后加深，完成 裝配圖。 尺寸標注 ：裝配圖上只標注以下四類尺寸 （ 69） 技術特性 ： 在裝配圖上以表格

26、形式列出 技術要求 ： （ 1）輸入功率和轉速（ 2）傳動效率（ 3）總傳動比及各級傳動比 等。 （ 1） 特性尺寸 。指減速器的中心距及偏差。 （ 2） 配合尺寸 。如齒輪、帶輪、聯(lián)軸器和軸的配合，軸承和軸、 軸承座的配合等。 寫明在視圖上無法表示的關于裝配、調整、檢驗、維護等方 面的技術說明。 （ 3） 安裝尺寸 。如底板尺寸、中心高、地腳螺栓孔及位臵等。 （ 4） 外形尺寸 。指總長、總寬、總高 零部件編號 ： 按要求對各個零件正確編號，既不能重復也不能遺 漏。各視圖中的編號均按順時針或逆時針方向排列 整齊。 零件明細表和標題欄 ： 零件明細表和標題欄必須符

27、合標準 。明細表中的內容 應與零部件編號對應，由下向上填寫， 十一、繪制零件工作圖 應包括制造和檢驗零件所需的全部內容。包括：圖形、 尺寸及其公差、表面粗糙度、形位公差、材料和熱處理 說明、技術要求、標題欄等。 一級減速器的裝配圖 （ P202) 技術特性 技術要求 明細表 輸出軸 材料 數(shù)量 (P233) 設計工作量 以附錄 B題目 3 二級展開式圓柱齒輪減速器為例。 工作量： 1、減速器裝配圖 0#一張 2、箱體或箱蓋零件圖 1#一張 3、軸、齒輪或皮帶輪零件圖任選兩張（ 3#或 2#） 4、設計說明書一份 (一 )、主要

28、內容（ P83） 目錄（標題及頁次） 設計任務書 傳動方案的擬定（簡要說明，附傳動方案簡圖） 電動機的選擇，傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)計算 傳動零件的設計計算 軸的設計計算（ 軸的彎扭矩圖畫在同一張紙上 ） 鍵聯(lián)接的選擇和計算 滾動軸承的選擇和計算 聯(lián)軸器的選擇 主要參考文獻 設計小結 潤滑方法和密封形式，潤滑油牌號的選擇 六、撰寫設計計算說明書 (二 )、封面要求 （ P82） (三 )、計算部分的格式要求（ P82） 不許涂抹 希望同學們認真設計，留下美好回憶 ! 祝同學們設計愉快，取得好成績 ! 以上均要求獨立完成，如有雷同視為作弊。 軸段直

29、徑： 從聯(lián)軸器 d1處開始， 112 )1.007.0(2 ddd 結尾或須 50),31(23 dd 334 )1.007.0(2 ddd )31(35 dd 軸段長度： mmL 215比齒輪的輪轂短 軸徑確定后，初定軸承型號， 從而查得軸承寬度 B )85(21 CC軸承座的寬度 軸承蓋的厚度e 軸承蓋上螺釘有關 小和與伸出端安裝零件的大BL 24 21 直徑查表 按軸承旁聯(lián)接螺栓 壁厚 、CC 由聯(lián)軸器孔的長度確定1L 注意事項 齒輪輪轂的長度應滿足 l=（ 1.21.5)d，至少 l=d， d 裝齒輪處軸的直徑 當齒寬系數(shù)取值較小時，尤其是硬齒面，會導致齒寬 b較小， 可能會出現(xiàn)齒輪輪轂長度 l小于所在軸直徑 d，此時應加長輪轂至 滿足上述要求。 此時，最初根據(jù)齒寬 b確定的箱體內壁位臵必須作相應的調 整。 注意：定位軸肩高和非定位軸肩高的取法