1、 機械設計課程設計機械設計課程設計 北京理工大學北京理工大學機械與車輛學院機械與車輛學院（第（第 1次布置）次布置）一、設計目的一、設計目的 機械設計課程設計是高等工科院校機械類機械設計課程設計是高等工科院校機械類本科學生第一次較全面的機械設計訓練，也是本科學生第一次較全面的機械設計訓練，也是機械設計課程的一個重要的實踐性教學環節。機械設計課程的一個重要的實踐性教學環節。其目的是：其目的是：1、綜合運用先修課理論，培養分析和解決工、綜合運用先修課理論，培養分析和解決工程實際問題的能力。程實際問題的能力。2、學習簡單機械傳動裝置的設計原理和過程。、學習簡單機械傳動裝置的設計原理和過程。3、進行機

2、械設計基本技能訓練。（計算、繪、進行機械設計基本技能訓練。（計算、繪圖、使用技術資料）圖、使用技術資料）二、課程設計任務書二、課程設計任務書名稱：帶式輸送機傳動裝置（二級斜名稱：帶式輸送機傳動裝置（二級斜齒圓柱齒輪減速器）。齒圓柱齒輪減速器）。要求：要求：有載荷平穩有載荷平穩,工作經常滿載工作經常滿載,原原動機為電動機動機為電動機,齒輪單向傳動齒輪單向傳動,兩班制兩班制工作（每班工作（每班8小時）小時）,運輸帶速度誤差運輸帶速度誤差為為5%,減速器使用壽命減速器使用壽命10年年,每年按每年按250天計天計,小批量生產小批量生產,空載起動?？蛰d起動。帶式輸送機傳動系統簡圖帶式輸送機傳動系統簡圖1

3、 2 3 4 5 6 V D 原始數據原始數據方 案12345678910滾筒軸轉矩T(Nm)7006706506509009501000900660900運輸帶速度V(m/s)0.630.750.800.850.850.900.800.700.840.75卷筒直徑D(mm)300330340350360380380300360320三、設計任務量三、設計任務量1.減速器裝配圖 (A1)一張（手繪）2.零件圖3張（CAD）3.設計說明書一份約60008000字（手寫） 四、參考資料四、參考資料課程設計指導書課程設計指導書課程設計圖冊課程設計圖冊機械零件設計手冊（含齒輪、帶、軸、機械零件設計手冊

4、（含齒輪、帶、軸、軸承、鍵的內容）軸承、鍵的內容）機械設計（教材）機械設計（教材）五、設計步驟五、設計步驟 1、選擇電動機、選擇電動機 2、傳動比分配、傳動比分配 3、計算各軸的轉速、計算各軸的轉速 4、齒輪傳動設計、齒輪傳動設計 6、計算軸類零件、計算軸類零件 5、驗算系統誤差、驗算系統誤差 7、繪制裝配圖和零件圖、繪制裝配圖和零件圖1、選擇電動機、選擇電動機選擇電動機依據：功率選擇電動機依據：功率P，轉速，轉速n 1）電動機功率計算電動機功率計算P工作機功率工作機功率 ：P w= FV/1000 （ kw）其其 中中 已已 知：知： F輸送帶拉力輸送帶拉力 （N） V_輸送帶速度輸送帶速度

5、 （m/s）電動機需要功率：電動機需要功率： Pd= P w / (kw) 總總 效效 率率 ： =1. 2. 3 n 1_卷筒軸承效率卷筒軸承效率 2_ 卷筒效率卷筒效率 3_低速級聯軸器效率低速級聯軸器效率 4_ III軸軸承效率軸軸承效率 5_低速級齒輪嚙合效率低速級齒輪嚙合效率 6_ II軸軸承效率軸軸承效率 7_高速級齒輪嚙合效率高速級齒輪嚙合效率 8_ I軸軸承效率軸軸承效率 9_高速級聯軸器效率高速級聯軸器效率 (效率值查設計手冊效率值查設計手冊)1 2 3 4 5 6 V D 2)電動機轉速計算電動機轉速計算n工作機轉速工作機轉速nw ： 因：因：V= (Dn)/60Dn)/6

6、0* *1000 (m/s)1000 (m/s) 故：故：nw=(V*60*1000)/ D(rpm)D(rpm)其中：其中：V輸送機帶速輸送機帶速 (m/s)(m/s) D卷筒直徑卷筒直徑 (mm) (mm) 電動機轉速電動機轉速: : nd= nwi總總=(840) nw（rpmrpm） 其中：其中：i總總=840 i總總減速器傳動比減速器傳動比(總傳動比總傳動比)1 2 3 4 5 6 V D 3）選定電動機）選定電動機根據求出的根據求出的P、n查手冊。查手冊。轉速轉速n：建議選用同步轉速為：建議選用同步轉速為1500（rpm）功率功率P：為使傳動可靠，額定功率應大于：為使傳動可靠，額定

7、功率應大于 計算功率即計算功率即 P額額Pd=PW/總總選定電動機：型號（選定電動機：型號（Y系列）、系列）、 同步轉速同步轉速n、滿載轉速、滿載轉速nm、 額定功率額定功率P額額、軸的中心高、軸的中心高、 電動機軸徑、電動機軸徑、 起動轉矩起動轉矩/額定轉矩的比值。額定轉矩的比值。 記下備用記下備用2、傳動裝置總傳動比的確定和分配1.確定總傳動比iawmanni2.分配各級傳動比21iiiiiioa減速器外傳動比減速器傳動比0ii(1) 各級傳動比應在推薦范圍內選取，不得超過最大值。(3)圓錐-圓柱齒輪減速器ii25. 01iiii)4 . 13 . 1 ()4 . 13 . 1 (121或

8、(2)展開式二級圓柱齒輪減速器分配原則:目的：（1）尺寸協調、互不干涉（2）尺寸緊湊、便于潤滑i總總=i減減=i高高*i低低=nm/nwi減減減速器傳動比減速器傳動比i高高減速器內高速級傳動比減速器內高速級傳動比i低低減速器內低速級傳動比減速器內低速級傳動比nm電動機滿載轉速電動機滿載轉速nw工作機轉速工作機轉速i高高=（1.21.3)i低低i減減= （1.21.3) i低低2注意注意： 1.按工作機所需電動機功率Pd計算，而不按電動機額定功率Ped計算。 2.設計軸時應按其輸入功率計算、設計傳動零件時應按主動軸的輸出功率計算3、傳動裝置運動、動力參數計算計算各軸的功率P、轉速n和轉矩T1）各

9、軸轉速）各軸轉速電動機軸電動機軸:nm（滿載轉速）（滿載轉速）I軸軸: nI =nmII軸軸: n II =nI/i高高 2)各軸輸入功率各軸輸入功率 電動機軸電動機軸: Pd=Pw/總總 I軸軸: P I = Pd （聯軸器效率）聯軸器效率） II軸軸: P I I= P I * 12 12I軸至軸至 II軸效率軸效率3)各軸扭矩各軸扭矩T電動機軸：電動機軸：Td=9550*Pd/nm（Nm）I軸：軸： TI= Td II軸：軸：TII= TI*12*I高高 計算出參數列表備用。計算出參數列表備用。軸 號功率 P扭矩 T轉速 n 傳動比i電動機軸 Pd Td nm i=1 I 軸PI入PI出

10、TI入TI出 n I II 軸PII入PII出TII入TII出 n II4. V帶傳動設計1）檢查帶輪尺寸與傳動裝置外廓尺寸的相互關系，如裝在電機軸上的小帶輪直徑與電機中心高是否對稱，其軸孔直徑是否與電機軸徑是否一致，大帶輪是否過大與機架相碰等；2）在課程設計說明書中給出設計計算方法、結論等，并繪制出帶輪草圖。5、齒輪傳動設計、齒輪傳動設計1 1）采用斜齒圓柱齒輪閉式軟齒面傳動；）采用斜齒圓柱齒輪閉式軟齒面傳動；2 2）選用中碳鋼，傳動用模數）選用中碳鋼，傳動用模數m1.5-2mm1.5-2mm；3) 3) 強度計算中的功率用輸出功率；強度計算中的功率用輸出功率；4) 4) 角方向確定應使中間

11、軸的軸向力有所抵消；角方向確定應使中間軸的軸向力有所抵消；5 5）=8-15=8-15，Z Z1 1=20-40 =20-40 ，Z Z2 2=iZ=iZ1 1求出后圓整；求出后圓整；6 6）因圓整）因圓整Z Z2 2時時i i變化了故須驗算傳動比誤差：變化了故須驗算傳動比誤差： i=i=（i-Zi-Z2 2/Z/Z1 1）/i100%/i100%5%5%7 7）為使圖面勻稱，中心距：）為使圖面勻稱，中心距：a a高高 120120， a a低低 140140，8 8）檢查浸油深度，當高速級大齒輪浸油）檢查浸油深度，當高速級大齒輪浸油1 1個齒高個齒高 時，低速級大齒輪浸油深度小于其分度圓半徑

12、的時，低速級大齒輪浸油深度小于其分度圓半徑的六分之一到三分之一，以降低攪油功耗。六分之一到三分之一，以降低攪油功耗。 5、驗算傳動系統速度誤差、驗算傳動系統速度誤差輸送帶速實際輸送帶速實際Vw在求解過程中與理論在求解過程中與理論V發生了變化，故應驗算系統誤差。發生了變化，故應驗算系統誤差。 （ V-Vw）/V100%5%若不滿足應重新計算。若不滿足應重新計算。 6、計算軸類零件、計算軸類零件1）初估）初估I 、II、 III軸徑，注意第軸徑，注意第I 根軸是否根軸是否設計成齒輪軸，對設計成齒輪軸，對 II軸進行彎扭合成強度驗算。軸進行彎扭合成強度驗算。2）軸承和密封的選擇，同一根軸上的兩個軸）

13、軸承和密封的選擇，同一根軸上的兩個軸承型號相同。對承型號相同。對II軸上的軸承進行壽命計算。軸上的軸承進行壽命計算。3）鍵的選擇，對）鍵的選擇，對 II軸上的鍵進行強度校核。軸上的鍵進行強度校核。4) 聯軸器的選擇和校核。聯軸器的選擇和校核。提示：提示： 力的結果取整數，力的結果取整數， 齒輪幾何參數精確到小數點后兩位，齒輪幾何參數精確到小數點后兩位， 傳動比精確到小數點后兩位，傳動比精確到小數點后兩位， 螺旋角精確到秒，螺旋角精確到秒， 設計公式要寫明來源出處設計公式要寫明來源出處。7、潤滑材料及齒輪、軸承的潤滑方法選擇、潤滑材料及齒輪、軸承的潤滑方法選擇減速器內齒輪的潤滑劑和潤滑方式按圓減速器內齒輪的潤滑劑和潤滑方式按圓周速度周速度V確定，確定， 減速器內軸承的潤滑劑和潤滑方