課程設(shè)計(jì)(1) 設(shè)計(jì)計(jì)算

1、 機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) （一）（一） 班級(jí)：班級(jí)： 時(shí)間：三周時(shí)間：三周 學(xué)分：學(xué)分： 3分分 地點(diǎn)：地點(diǎn)： 一。概述一。概述 設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)題目：皮帶運(yùn)輸機(jī)皮帶運(yùn)輸機(jī)用用 單級(jí)單級(jí) 斜齒斜齒 圓柱圓柱 齒輪減速器設(shè)計(jì)齒輪減速器設(shè)計(jì)目的：目的：前修課程的實(shí)際應(yīng)用前修課程的實(shí)際應(yīng)用 鞏固專業(yè)理論和知識(shí)鞏固專業(yè)理論和知識(shí) 培養(yǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算能力培養(yǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算能力 培養(yǎng)工程設(shè)計(jì)的綜合能力培養(yǎng)工程設(shè)計(jì)的綜合能力 培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力 提高計(jì)算機(jī)繪圖能力提高計(jì)算機(jī)繪圖能力齒輪減速器：齒輪減速器：圓柱圓柱 圓錐圓錐 蝸輪蝸桿蝸輪蝸桿 （見圖）（見圖） 單級(jí)單級(jí) 雙級(jí)雙級(jí) 多級(jí)

2、多級(jí) 設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)任務(wù)： 方案方案的構(gòu)思與設(shè)計(jì)計(jì)算的構(gòu)思與設(shè)計(jì)計(jì)算 裝配圖裝配圖一張一張，0號(hào)，號(hào)，(草圖草圖1號(hào)號(hào)) 草圖和機(jī)繪圖各一份草圖和機(jī)繪圖各一份 零件圖零件圖1張張， 3號(hào)號(hào) 設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)說明書一份一份， 20頁以上頁以上 答辯答辯， 20分鐘分鐘內(nèi)容與進(jìn)度內(nèi)容與進(jìn)度 1。方案設(shè)計(jì)。方案設(shè)計(jì) 2?？傮w設(shè)計(jì)計(jì)算?？傮w設(shè)計(jì)計(jì)算 3。主要零件設(shè)計(jì)計(jì)算。主要零件設(shè)計(jì)計(jì)算 開式齒輪、帶、鏈開式齒輪、帶、鏈 閉式齒輪閉式齒輪 2天天 軸、滾動(dòng)軸承、軸、滾動(dòng)軸承、 鍵鍵 4。裝配草圖設(shè)計(jì)、繪制。裝配草圖設(shè)計(jì)、繪制 6天天 5。正式裝配圖、零件圖繪制。正式裝配圖、零件圖繪制 6天天 6。設(shè)計(jì)說

3、明書撰寫。設(shè)計(jì)說明書撰寫 1天天 7。答辯。答辯 1天天題目與數(shù)據(jù)：題目與數(shù)據(jù)： 帶傳動(dòng)單級(jí)齒輪減速器帶傳動(dòng)單級(jí)齒輪減速器 已知數(shù)據(jù)已知數(shù)據(jù)： F= 2000 V=1.2 D=300 F=1800 V=1.3 D=300, 325 鏈傳動(dòng)單級(jí)齒輪減速器鏈傳動(dòng)單級(jí)齒輪減速器 已知數(shù)據(jù)已知數(shù)據(jù)： F= 3800 V=1.2 D=300 F= 3600 V=1.3 D=300, 325 開式齒輪傳動(dòng)單級(jí)齒輪減速器開式齒輪傳動(dòng)單級(jí)齒輪減速器 已知數(shù)據(jù)已知數(shù)據(jù)： F= 4500 V=1.0 D=300，325，350 F= 4000 V=1.1 D=300，325，350 1 1、擬定總體傳動(dòng)方案、擬定

4、總體傳動(dòng)方案原動(dòng)機(jī)工作機(jī)傳動(dòng)裝置外傳動(dòng)件減速器齒輪傳動(dòng)帶傳動(dòng)鏈傳動(dòng)雙級(jí)圓柱齒輪圓錐-圓柱齒輪蝸桿帶式運(yùn)輸機(jī)電動(dòng)機(jī)開式注意：a) 帶傳動(dòng)一般放在高速級(jí)b) 鏈傳動(dòng)、開式齒輪放在低速級(jí)1）傳動(dòng)簡圖設(shè)計(jì)）傳動(dòng)簡圖設(shè)計(jì) 布局布局 帶在高速級(jí)帶在高速級(jí) 鏈傳動(dòng)在低速級(jí)鏈傳動(dòng)在低速級(jí) 開式齒輪傳動(dòng)在低速級(jí)開式齒輪傳動(dòng)在低速級(jí) 一根軸必須兩個(gè)軸承支撐一根軸必須兩個(gè)軸承支撐 合理性合理性 齒輪潤滑效果齒輪潤滑效果 帶、鏈的松緊邊帶、鏈的松緊邊 結(jié)構(gòu)的緊湊性結(jié)構(gòu)的緊湊性帶帶+單級(jí)減速器單級(jí)減速器單級(jí)減速器單級(jí)減速器+鏈鏈單級(jí)減速器單級(jí)減速器+開式齒輪開式齒輪2 2、選擇電動(dòng)機(jī)、選擇電動(dòng)機(jī)類型轉(zhuǎn)速功率三相交流異步

5、電機(jī) Y系列同步轉(zhuǎn)速 3000、1500、1000、750 r/min工作機(jī)有效功率電機(jī)所需功率選擇額定功率 Pe Pd 總效率：P w = F v /1000Pd = P w /= 1 . 2 . 3. 表表2-2常用傳動(dòng)零件的效常用傳動(dòng)零件的效率率(注意注意:軸承按對(duì)計(jì)算軸承按對(duì)計(jì)算)P148電動(dòng)機(jī)選擇電動(dòng)機(jī)選擇 3.傳動(dòng)比計(jì)算與分配傳動(dòng)比計(jì)算與分配 工作機(jī)轉(zhuǎn)速工作機(jī)轉(zhuǎn)速 60 1000wDnV 60000wVnD 單位單位:轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分鐘分鐘 1）總傳動(dòng)比計(jì)算）總傳動(dòng)比計(jì)算mwnin 1440960mn二極三極 12iiiP148電動(dòng)機(jī)選擇電動(dòng)機(jī)選擇 帶傳動(dòng)帶傳動(dòng) 鏈傳動(dòng)鏈傳動(dòng) 開式齒輪傳動(dòng)

6、開式齒輪傳動(dòng) 閉式齒輪傳動(dòng)比閉式齒輪傳動(dòng)比電機(jī)轉(zhuǎn)速選擇電機(jī)轉(zhuǎn)速選擇12iii223i 223i 245i 134 5i . . 總傳 動(dòng)比帶、鏈、開式傳動(dòng)比電機(jī)同步轉(zhuǎn)速 r/min減速器傳動(dòng)比電機(jī)轉(zhuǎn)速選擇ii21500 i1i i21000 i1傳動(dòng)比分配傳動(dòng)比分配傳動(dòng)比越大，包角越大傳動(dòng)比越大，包角越大表表2-34。各軸的功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩計(jì)算。各軸的功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩計(jì)算（ Pn 、nn 、Tn ） 帶單級(jí)帶單級(jí) 1mnn 1119550/TP n 211/nni 322/nni 2123*PP 11*PP 3234*PP 2229550/TPn 3339550/TPn 各軸的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)各

7、軸的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)軸號(hào)軸號(hào)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n功率功率p轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩T傳動(dòng)比傳動(dòng)比i123P9例子例子5 5、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算A A、普通、普通V V帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)型號(hào)、長度、根數(shù)、直徑、中心距、初拉力、型號(hào)、長度、根數(shù)、直徑、中心距、初拉力、壓軸力壓軸力 、輪轂寬度、輪轂寬度L L、軸孔直徑、軸孔直徑d d0 0先計(jì)算外傳動(dòng)件，再計(jì)算內(nèi)傳動(dòng)件先計(jì)算外傳動(dòng)件，再計(jì)算內(nèi)傳動(dòng)件vFD（整個(gè)設(shè)計(jì)過程按照（整個(gè)設(shè)計(jì)過程按照機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)教材上的進(jìn)行）教材上的進(jìn)行）帶輪輪轂寬度帶輪輪轂寬度L L由表由表19-2 19-2 (P182)(P182)確定確定表中轂孔直徑表中轂孔直徑d d0 0是最大

8、值，其具是最大值，其具體數(shù)值是這樣確定的：體數(shù)值是這樣確定的：先算出大帶輪所在軸（高先算出大帶輪所在軸（高速軸）的最小直徑，再由速軸）的最小直徑，再由表表9-7 (P73)9-7 (P73)確定為標(biāo)準(zhǔn)值確定為標(biāo)準(zhǔn)值小帶輪孔徑：小帶輪孔徑：= = 電動(dòng)機(jī)軸徑電動(dòng)機(jī)軸徑D D大帶輪孔徑：大帶輪孔徑：最大值最大值實(shí)際取值可實(shí)際取值可以由相關(guān)零以由相關(guān)零件計(jì)算件計(jì)算B B、鏈傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)型號(hào)、節(jié)距、鏈節(jié)數(shù)型號(hào)、節(jié)距、鏈節(jié)數(shù)(偶數(shù)偶數(shù),頭尾相連頭尾相連)、排數(shù)、（排數(shù)、（單排，若尺寸太大可選雙排）單排，若尺寸太大可選雙排）鏈輪齒數(shù)（最好為奇數(shù)鏈輪齒數(shù)（最好為奇數(shù)z2120）、）、直徑、中心距、壓軸力直徑

9、、中心距、壓軸力3.開式齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算開式齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 （直（直齒齒） 不同處不同處 選材選材: 小齒輪小齒輪(45) 大齒輪大齒輪(球墨鑄鐵球墨鑄鐵) 小齒輪齒數(shù)小齒輪齒數(shù)：1720 按轉(zhuǎn)動(dòng)比確定大齒輪齒數(shù)按轉(zhuǎn)動(dòng)比確定大齒輪齒數(shù),z1與與z2互質(zhì)互質(zhì) 齒寬系數(shù)齒寬系數(shù) : 0.3 計(jì)算準(zhǔn)則計(jì)算準(zhǔn)則： 彎曲強(qiáng)度計(jì)算彎曲強(qiáng)度計(jì)算 放大放大15%來確定來確定mn 不進(jìn)行接觸強(qiáng)度校核不進(jìn)行接觸強(qiáng)度校核 mn取標(biāo)準(zhǔn)取標(biāo)準(zhǔn) 機(jī)械設(shè)計(jì)教材機(jī)械設(shè)計(jì)教材54頁頁 4. 閉式齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算閉式齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則 接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，彎曲強(qiáng)度校核接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，彎曲強(qiáng)度校核 軟齒面軟齒面 設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟

10、：（1）選材與確定許用應(yīng)力）選材與確定許用應(yīng)力（2）接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)）接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 確定小齒輪的分度圓確定小齒輪的分度圓d1 公式：公式： d1 選材選材: 小齒輪小齒輪(45調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)) 大齒輪大齒輪(45正火正火)其中：其中： T1 ：小齒輪的轉(zhuǎn)矩：小齒輪的轉(zhuǎn)矩 HP: 兩個(gè)齒輪許用應(yīng)力中最小的一個(gè)兩個(gè)齒輪許用應(yīng)力中最小的一個(gè) d: 齒寬系數(shù)齒寬系數(shù) ：螺旋角：螺旋角 820 z1：小齒輪齒數(shù)小齒輪齒數(shù) 2040（3）初定中心距）初定中心距 a=(1+i) d1/2 圓整為圓整為5的倍數(shù)的倍數(shù) 120150（4）確定模數(shù)）確定模數(shù) mn mn =23 對(duì)中小減速器對(duì)中小減速器2,2.5,3（5）

11、利用以下關(guān)系確定齒數(shù)）利用以下關(guān)系確定齒數(shù) i = z2/z1 a = mn (z1+z2)/2cos 解出解出 Z1,Z2 （z120-40，中間為好），中間為好） 圓整，互質(zhì)圓整，互質(zhì) 反求反求 cos= mn (z1+z2)/2a *.* （5）求分度圓直徑）求分度圓直徑 *.* d1= mn z1/ cos d2= mn z2/ cos 檢查：檢查：a=(d1+d2)/2 a=mn(z1+z2)/2con （6）求齒寬）求齒寬 *. B2= d1d （d =1） B1= B2+58（7）彎曲強(qiáng)度校核）彎曲強(qiáng)度校核（小齒輪與大齒輪分開計(jì)算，見機(jī)械設(shè)計(jì)）（小齒輪與大齒輪分開計(jì)算，見機(jī)械設(shè)計(jì)

12、）齒輪計(jì)算結(jié)果齒輪計(jì)算結(jié)果方案類型方案類型給定數(shù)據(jù)給定數(shù)據(jù) F= V= D= 電機(jī)型號(hào)電機(jī)型號(hào) d0 =轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩 傳動(dòng)比傳動(dòng)比 T1= i1= 中心矩中心矩 a= d1min= 模數(shù)模數(shù) 螺旋角螺旋角 mn = =齒數(shù)齒數(shù) Z1= Z2=分度圓直徑分度圓直徑 d1= d2=頂圓直徑頂圓直徑 da1= da2=齒寬齒寬 B1= B2=5。軸的材料和最小直徑計(jì)算和確定。軸的材料和最小直徑計(jì)算和確定 45 （取（取C=106-107) 最小直徑是極限尺寸最小直徑是極限尺寸 具體尺寸有軸上安裝零件的孔徑確定（聯(lián)軸器）具體尺寸有軸上安裝零件的孔徑確定（聯(lián)軸器）3/dC P n高速級(jí)高速級(jí)C取大值，低速級(jí)

13、取大值，低速級(jí)取小值，中間軸取中間值取小值，中間軸取中間值最細(xì)直徑處有一鍵槽，加大最細(xì)直徑處有一鍵槽，加大5%；有兩個(gè)，加大；有兩個(gè)，加大10%若最細(xì)直徑處是若最細(xì)直徑處是裝帶輪裝帶輪，則最細(xì)處的真正直徑由初算的最小直徑帶，則最細(xì)處的真正直徑由初算的最小直徑帶輪的孔徑一起確定輪的孔徑一起確定若最細(xì)直徑處是若最細(xì)直徑處是裝聯(lián)軸器裝聯(lián)軸器，則最細(xì)處的真正直徑應(yīng)由初算的最，則最細(xì)處的真正直徑應(yīng)由初算的最小直徑和小直徑和聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)系列直徑共同確定聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)系列直徑共同確定，需等聯(lián)軸器選好后才，需等聯(lián)軸器選好后才能確定能確定7 7、選擇聯(lián)軸器、選擇聯(lián)軸器(P131)(P131)型號(hào)型號(hào)公稱扭矩公稱扭矩許

14、用轉(zhuǎn)速許用轉(zhuǎn)速軸孔直徑軸孔直徑類型：類型：彈性聯(lián)軸器彈性聯(lián)軸器 依據(jù)依據(jù) 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩 孔徑孔徑聯(lián)軸器軸孔和鍵槽的形式及代號(hào)聯(lián)軸器軸孔和鍵槽的形式及代號(hào)聯(lián)軸器尺寸選擇舉例一：聯(lián)軸器尺寸選擇舉例一：有的傳動(dòng)方案中有兩個(gè)聯(lián)軸器有的傳動(dòng)方案中有兩個(gè)聯(lián)軸器低速級(jí)聯(lián)軸器型號(hào)如何選擇？低速級(jí)聯(lián)軸器型號(hào)如何選擇？vF012435T3=442.339N.m，n3=74.42r/min，P3=3.447kWT4=433.484N.m，n4=74.42r/min，P4=3.378kW3333min33.44711842.38mm74.42PdCn4334min43.37811842.09mm74.42PdCn設(shè)聯(lián)軸器

15、與軸只用一個(gè)鍵連接設(shè)聯(lián)軸器與軸只用一個(gè)鍵連接3min1.05 42.3844.50mmd4min1.05 42.0944.19mmd3min44.50mmd 4min44.19mmd 因此方案中有鏈傳動(dòng)，為減少系統(tǒng)動(dòng)因此方案中有鏈傳動(dòng)，為減少系統(tǒng)動(dòng)載荷，選用載荷，選用彈性柱銷聯(lián)軸器彈性柱銷聯(lián)軸器HL4聯(lián)軸器聯(lián)軸器GB4323-84J1A4584J1A4584含義：含義：主動(dòng)端孔徑為主動(dòng)端孔徑為45mm，長，長度為度為84mm，孔的形狀為，孔的形狀為J1型，孔長度為型，孔長度為84mm，鍵，鍵槽的類型為槽的類型為A型型從動(dòng)端含義與主動(dòng)端相同從動(dòng)端含義與主動(dòng)端相同vF012435高速級(jí)聯(lián)軸器型號(hào)如

16、何選擇？高速級(jí)聯(lián)軸器型號(hào)如何選擇？已知：高速軸上的輸入轉(zhuǎn)矩為已知：高速軸上的輸入轉(zhuǎn)矩為110N.m，轉(zhuǎn)速為，轉(zhuǎn)速為960r/min。電動(dòng)機(jī)的軸徑為電動(dòng)機(jī)的軸徑為38mm，軸長為，軸長為80mm331min11010824.39mm9550PdCn 考慮鍵槽的影響，增大考慮鍵槽的影響，增大5%1min1.05 24.3925.61mmd選擇彈性套柱銷聯(lián)軸器選擇彈性套柱銷聯(lián)軸器聯(lián)軸器尺寸選擇舉例二：聯(lián)軸器尺寸選擇舉例二：vF012435TL6聯(lián)軸器聯(lián)軸器YA3882J1A3260GB4323-84主動(dòng)端：主動(dòng)端：Y型軸孔，型軸孔，A型鍵槽型鍵槽d1=38mm，L82mm從動(dòng)端：從動(dòng)端：J1型軸孔，

17、型軸孔，A型鍵槽型鍵槽d2=32mm，L160mm類型：類型：有軸向力作用有軸向力作用,則一般采用角接觸球軸承則一般采用角接觸球軸承 根據(jù)軸頸尺寸確定軸承內(nèi)徑根據(jù)軸頸尺寸確定軸承內(nèi)徑 例：例： 7207C 7207AC 尺寸：尺寸：寬度、直徑系列寬度、直徑系列選小尺寸選小尺寸內(nèi)徑代號(hào)內(nèi)徑代號(hào)根據(jù)軸徑選根據(jù)軸徑選內(nèi)徑尺寸內(nèi)徑尺寸d 的確定：的確定：對(duì)于外伸軸（高速軸和低速軸）對(duì)于外伸軸（高速軸和低速軸）: d dmin+ (78)在此基礎(chǔ)上取標(biāo)準(zhǔn)值在此基礎(chǔ)上取標(biāo)準(zhǔn)值8、初選滾動(dòng)軸承、初選滾動(dòng)軸承五、第一階段要完成的計(jì)算任務(wù)五、第一階段要完成的計(jì)算任務(wù)1 1、擬定總體傳動(dòng)方案、擬定總體傳動(dòng)方案2

18、2、選擇電動(dòng)機(jī)、選擇電動(dòng)機(jī)3 3、計(jì)算總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比、計(jì)算總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比4 4、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算5 5、傳動(dòng)件計(jì)算、傳動(dòng)件計(jì)算6 6、初算軸的最細(xì)處直徑、初算軸的最細(xì)處直徑7 7、選擇聯(lián)軸器、選擇聯(lián)軸器( (型號(hào)、孔徑、孔長等型號(hào)、孔徑、孔長等) )8 8、初選滾動(dòng)軸承及其相關(guān)參數(shù)，軸承蓋是否干涉等、初選滾動(dòng)軸承及其相關(guān)參數(shù)，軸承蓋是否干涉等! !仔細(xì)閱讀第一、二及三章，在完成上面的計(jì)算內(nèi)容仔細(xì)閱讀第一、二及三章，在完成上面的計(jì)算內(nèi)容以上步驟不要顛倒，按順序進(jìn)行以上步驟不要顛倒，按順序進(jìn)行箱體結(jié)構(gòu)尺寸結(jié)果箱體結(jié)構(gòu)尺寸結(jié)果：壁厚壁厚 =8箱蓋上凸緣箱蓋上凸緣厚厚=12箱座上凸緣箱座上凸緣厚厚=12 下凸緣厚下凸緣厚=20連接凸緣連接凸緣寬寬 +c1+c2箱座下凸緣箱座下凸緣寬寬軸承座軸承座寬寬 +c1+c2+(58)地腳螺