机械设计（基础）课程设计
目 录 1.前言---------------------------------------1 2.电动机的选择------------------------------ 4 3.计算传动装置动力和运动参数 ----------------5 4.传动装置的设计计算-------------------------5 5.齿轮的设计计算 ----------------------------7 6．轴的设计与选择-- --------------------14 7.键的选择与校核-------------------15 8.轴承的寿命计算――――――――--―--20 9.减速器的结构尺寸―――――――-----―---―22 连轴器的选择――――――――------―----21 11.减速器附件设计―――――――――---------24 润滑与密封的设计-----------------------25 13.总结--------――――――――――――――25 14.参考资料―――――――----------――――-26 10. 12. 1
机械设计（基础）课程设计
前言 一、机械设计课程的目的和意义 机械设计基础课程设计是机械类专业和部分非机械类专业学生第一次较全面的机械设计训练，是机械设计和机械设计基础课程重要的综合性与实践性教学环节。其基本目的是： (1) 通过机械设计课程的设计，综合运用机械设计课程和其他有关先修课程的理论，结合生产实际知识，培养分析和解决一般工程实际问题的能力，并使所学知识得到进一步巩固、深化和扩展。 (2) 学习机械设计的一般方法，掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的设计原理和过程。 (3) 进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、图册、标准和规范等）以及使用经验数据，进行经验估算和数据处理等。 （4）机械设计基础课程设计还为专业课课程设计和毕业设计奠定了基础。 二、机械设计课程的内容 选择作为机械设计课程的题目，通常是一般机械的传动装置或简单机械。 课程设计的内容通常包括：确定传动装置的总体设计方案；选择电动机；计算传动装置的运动和动力参数；传动零件、轴的设计计算；轴承、联轴器、润滑、密封和联接件的选择及校核计算；箱体结构及其附件的设计；绘制装配工作图及零件工作图；编写设计计算说明书。 在设计中完成了以下工作： ① 减速器装配图1张（A0或A1图纸）； ② 零件工作图1～2张（传动零件、轴、箱体等）； ③ 设计计算说明书1份 三、机械设计课程设计的步骤 机械设计课程设计的步骤通常是根据设计任务书，拟定若干方案并进行分析比较，然后确定一个正确、合理的设计方案，进行必要的计算和结构设计，最后用图纸表达设计结果，用设计计算说明书表示设计依据。 机械设计课程设计一般可按照以下所述的几个阶段进行： 1 设计准备 ① 分析设计计划任务书，明确工作条件、设计要求、内容和步骤。 ② 了解设计对象，阅读有关资料、图纸、观察事物或模型以进行减速器装拆试验等。 ③ 浮系课程有关内容，熟悉机械零件的设计方法和步骤。 ④ 准备好设计需要的图书、资料和用具，并拟定设计计划等。 2 传动装置总体设计 ① 确定传动方案——圆柱斜齿齿轮传动，画出传动装置简图。 ② 计算电动机的功率、转速、选择电动机的型号。 ③ 确定总传动比和分配各级传动比。 ④ 计算各轴的功率、转速和转矩。 3 各级传动零件设计 ① 减速器外的传动零件设计（带传动、链传动、开式齿轮传动等）。 2
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② 减速器内的传动零件设计（齿轮传动、蜗杆传动等）。 4 减速器装配草图设计 ① 选择比例尺，合理布置试图，确定减速器各零件的相对位置。 ② 选择联轴器，初步计算轴径，初选轴承型号，进行轴的结构设计。 ③ 确定轴上力作用点及支点距离，进行轴、轴承及键的校核计算。 ④ 分别进行轴系部件、传动零件、减速器箱体及其附件的结构设计。 5 减速器装配图设计 ① 标注尺寸、配合及零件序号。 ② 编写明细表、标题栏、减速器技术特性及技术要求。 ③ 完成装配图。 6 零件工作图设计 ① 轴类零件工作图。 ② 齿轮类零件工作图。 ③ 箱体类零件工作图。 四、课程设计的基本要求 认真、仔细、整洁。 理论联系实际，综合考虑问题，力求设计合理、实用、经济、工艺性好。 正确处理继承与创新的关系，正确使用标准和规范。 学会正确处理设计计算和结构设计间的关系，要统筹兼顾。 所绘图纸要求准确、表达清晰、图面整洁，符合机械制图标准；说明书要求计算准确、书写工整，并保证要求的书写格式。 五、减速器的设计计算、校核、说明和结果 机械设计课程设计任务书 设计一用于带式运输机上的二级圆柱齿轮减速器，工作有轻微震动，经常满载，空载启动，单向运转，单班制工作，每年工作300天，使用寿命10年，运输带允许速度误差±5%。 原始数据：带十三组 运输带拉力：F=4.6KN，运输带速度 v=1.0m/s卷筒直径Ｄ=320mm 总体布置简图 F=4600 V= 1.0m/s D=320mm 3
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1—联轴器 2—电动机 3—齿轮减速器 4—卷筒 5—带式运输机 2电动机的选择 2.1电动机类型和结构的选择 因为本传动的工作状况是：工作机空载启动，有轻微振动，经常满载，单向运转,单班制工作，使用期限10年，每年工作300天,运输机允许速度误差5%。 2.2选电动机类型 按工作要求和条件，选用三相笼形异步电动机，封闭式结构，电压380V，Y型。 2.2.1选择电动机容量 电动机所需工作功率按式：Pd=pw?? KW FV KW 1000因此： Pw=FV=4400?1.0=4.60 KW 10001000 Pw=24 由电动机至运输带的传动总效率为： ?a??1?2?32 式中：η取η1，η2，η3，η4，分别为联轴器、滚子轴承、齿轮、和卷筒的传动效率。 =0.99（滚子承轴），η3=0.97（齿轮需要精度 ，η21=0.96（联轴器）8级），Pw4.60KW = ηa=0.83 Pa=5.52kw η=40.96（卷筒），n=0.95 则?a?(0.96)?(0.99)?(0.97)?0.83 所以242Pd?Pw4.60??5.52kw ?a0.832.2.2确定卷筒轴工作转速：
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n?60?1000v?D?60?1000?0.83.14?300?50.96r/min 按《机械设计课程设计设计指导书》P2表1，二级圆柱齿轮减速器的传动比Ia=8-40 故电动机的转速的可选范围为： nd?i?n??8?40??86.38rmin?691rmin?3456rmin 符合这一范围的同步转速为：查《机械设计课程设计手册》第167页表12-1可知 750rmin 1000rmin 1500rmin 根据容量和转速，由《机械设计课程设计手册》P167表12－1查出的电动机型号，因此有以下四种传动比选择方案， 如下： 额定满载 最大质量 方案 电动机型号 功率转速额定kw转矩 转矩 总传动比 rmin 1 Y160M2-8 5.5 720 2.0 2.0 119 14.13 2 Y132M2-6 5.5 960 2.0 2.2 84 18.84 3 Y132S-4 5.5 1440 2.2 2.3 68 28.26 本参考比价仅供参考，表中数值为相对值。查《机械设计课程 设计手册》P170表12－6。 综合考虑电动机和传动装置的尺寸，质量，价格以及传动比，可见第三种方案比较合适，因此选定电动机的型号是Y132S-4。 其主要性能如下表 型号 额定 满载转最大转矩\\ 功率 速 额定转矩 Y132S-4 5.5 1440 2.3 3确定总的传动比 3.1总传动比 由选定的电动机满载转速nm 和工作机的主轴的转速 n，可得传动装置的总的传动比是： i?nmn?144050.96?28.26 i在6—24范围内可以选用 设高速级齿轮为i1，低速级齿轮为i2 故采用耳机展开式齿轮传动减速器，为使两大齿轮浸油深度相近，故取i1?1.3i2 5