機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)(帶+齒輪)

《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)一.設(shè)計(jì)目的《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程的基礎(chǔ)上進(jìn)行的重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生第一次較全面的機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練。《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)的目的是：1、通過(guò)課程設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他先修課程的理論和實(shí)際知識(shí)，掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力；2、學(xué)會(huì)從機(jī)器功能的要求出發(fā)，合理選擇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)類型，制定設(shè)計(jì)方案，正確計(jì)算零件的工作能力，確定它的尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)及材料，并考慮制造工藝、使用、維護(hù)、經(jīng)濟(jì)和安全等問(wèn)題，培養(yǎng)機(jī)械設(shè)計(jì)能力；3、通過(guò)課程設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)和查閱有關(guān)技術(shù)資料等，培養(yǎng)機(jī)械設(shè)計(jì)的基本技能。二.設(shè)計(jì)題目

設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置中的單級(jí)圓柱齒輪減速器。

三.傳動(dòng)系統(tǒng)方案帶式輸送機(jī)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)1通過(guò)帶傳動(dòng)2將動(dòng)力傳入單級(jí)圓柱齒輪減速器3，再通過(guò)聯(lián)軸器4將動(dòng)力傳至輸送機(jī)滾筒5，帶動(dòng)輸送帶6工作，如圖所示。123456四.原始參數(shù)輸送帶工作拉力F=kN；輸送帶工作速度v=m/s

(允許輸送帶速度誤差為±5%)；滾筒直徑D=mm；滾筒效率ηj=0.96（包括滾筒與軸承的效率損失）；使用期限8年123456五.工作條件工作情況

兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)。動(dòng)力來(lái)源

電力，三相交流，電壓380V/220V；檢修間隔期

四年一次大修，二年一次中修，半年一次小修。制造條件及生產(chǎn)批量一般機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)。123456六.設(shè)計(jì)工作量要求減速器裝配圖一張（A1，可用兩個(gè)視圖和必要的局部剖視）；箱座零件工作圖一張（A1）從動(dòng)軸零件工作圖一張（A3）；從動(dòng)齒輪零件工作圖一張（A3）；設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份(不少于20頁(yè)，6000～8000字)。電機(jī)的選擇各軸運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算與校核軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核軸承的選擇與校核鍵及聯(lián)軸器等零件的選擇與校核箱體設(shè)計(jì)（主要結(jié)構(gòu)尺寸及計(jì)算）減速器的潤(rùn)滑及密封的選擇減速器附件的選擇及說(shuō)明設(shè)計(jì)小結(jié)（設(shè)計(jì)體會(huì)，本設(shè)計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)分析，今后改進(jìn)的意見(jiàn)）參考文獻(xiàn)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)主要內(nèi)容一.傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)需求和工作條件，對(duì)多種傳動(dòng)方案進(jìn)行分析比較；選擇傳動(dòng)裝置的類型，擬定傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)方案；繪制傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。一.傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)（一）.傳動(dòng)方案的確定帶傳動(dòng)+一級(jí)齒輪傳動(dòng)帶傳動(dòng)i=2～4齒輪傳動(dòng)i=3～5一.傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)123456（二）.電動(dòng)機(jī)的選擇1.選擇電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式：Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。（手冊(cè)P167）2.確定電動(dòng)機(jī)的功率（1）工作機(jī)所需的功率：（2）傳動(dòng)裝置的總效率：η1—帶傳動(dòng)η2—軸承η3—閉式齒輪傳動(dòng)η4—軸承η5—聯(lián)軸器（手冊(cè)P5）（3）所需電動(dòng)機(jī)的功率：η—電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間傳動(dòng)裝置的總效率一.傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)123456①②③④⑤（二）.電動(dòng)機(jī)的選擇3.確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速工作機(jī)轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一般可?。阂?傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)列出符合轉(zhuǎn)速、功率要求的多種電機(jī)（多方案）方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率電機(jī)轉(zhuǎn)速電機(jī)重量參考價(jià)格總傳動(dòng)比同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速123一.傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)對(duì)滿足要求的電機(jī)的重量、價(jià)格、外形尺寸、傳動(dòng)比進(jìn)行比較，選擇一種電機(jī)。選擇的一般原則：選1500r/min1000r/min

不選750r/min。

選擇結(jié)果（列表）

（手冊(cè)P189）型號(hào)額定功率滿載轉(zhuǎn)速外形尺寸中心高伸出端安裝直徑伸出端安裝長(zhǎng)度鍵聯(lián)接尺寸地腳尺寸一.傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)（三）.計(jì)算總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比總傳動(dòng)比：(注：nm—電機(jī)滿載轉(zhuǎn)速)選擇帶傳動(dòng)傳動(dòng)比：

i1=2～4計(jì)算閉式齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)比：（注：一般選i1<i2）一.傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)（四）.計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1.各軸轉(zhuǎn)速：0軸（電機(jī)軸）1軸（高速軸）2軸（低速軸）3軸（工作機(jī)）一.傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)0軸1軸2軸3軸（四）.計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)2.各軸功率：0軸1軸2軸3軸一.傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)0軸1軸2軸3軸①②③④⑤注意：Pd為所需電動(dòng)機(jī)的功率。（四）.計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)3.各軸轉(zhuǎn)矩：0軸1軸2軸3軸一.傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)0軸1軸2軸3軸①②③④⑤（四）.計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)4.傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)匯總軸號(hào)功率轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳動(dòng)比效率輸入輸出輸入輸出0123一.傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)二.V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算二.V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算選擇V帶截型；確定V帶基準(zhǔn)直徑，驗(yàn)算帶速；確定帶長(zhǎng)和中心距；驗(yàn)算小帶輪包角；確定V帶的根數(shù)；計(jì)算帶傳動(dòng)作用在軸上的壓力；帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（與軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)綜合考慮）。二.V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶輪輪緣寬度:

B=(Z-1)e+2f帶輪輪轂寬度:L=(1.5～2)d當(dāng)B<1.5d時(shí)，L=B

注意:帶輪直徑確定后，應(yīng)驗(yàn)算帶傳動(dòng)實(shí)際傳動(dòng)比和大帶輪轉(zhuǎn)速，并以此修正減速器傳動(dòng)比和輸入轉(zhuǎn)矩。三.齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核選擇齒輪材料和精度等級(jí)

軟齒面:HBS1-HBS2=25～40;

硬齒面:HRC1=HRC2;

對(duì)齒輪傳遞功率不大,一般選軟齒面。按齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)齒輪主要參數(shù)（對(duì)軟齒面）

模數(shù)選擇:m=(0.007～0.020)a

m≥1.5～2;

m=2～4;

齒數(shù)選擇:z1=20～40(選30左右)三.齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核3.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件校核齒輪強(qiáng)度（對(duì)軟齒面）齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算；(教材:P115,表6.2)

注意:齒輪傳動(dòng)尺寸與參數(shù)的取值:模數(shù)應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)值;齒寬和其他結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)盡量圓整;嚙合幾何尺寸(分度圓、齒頂圓、齒根圓、螺旋角）應(yīng)求出精確值。（手冊(cè)P199）

列表

列出計(jì)算結(jié)果（教材：P115，表6.2）三.齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（與軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)綜合考慮）

（教材：P136～138，手冊(cè)：P163）

采用列表方式，列出齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算結(jié)果繪制大齒輪結(jié)構(gòu)草圖。三.齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核四.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核（一）高速軸的設(shè)計(jì)1.選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力

2..初步計(jì)算最小軸徑注意：軸徑的圓整（鍵槽、聯(lián)軸器、標(biāo)準(zhǔn)直徑）

四.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核（一）高速軸的設(shè)計(jì)3.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

(1).軸上零件裝配、定位和固定畫軸系結(jié)構(gòu)圖（教材P214:圖9.15）(2).確定各段直徑和長(zhǎng)度綜合箱體、軸承蓋的設(shè)計(jì)統(tǒng)一考慮箱體設(shè)計(jì)（手冊(cè)P158）軸承蓋設(shè)計(jì)（手冊(cè)P166）箱體軸承孔軸向尺寸L=δ+C1+C2+（5～10）四.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核（一）高速軸的設(shè)計(jì)3.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

(1).軸上零件裝配、定位和固定(2).確定各段直徑和長(zhǎng)度四.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核

注意1.若齒輪和軸的結(jié)構(gòu)尺寸接近，應(yīng)設(shè)計(jì)成齒輪軸，此時(shí)軸的結(jié)構(gòu)、各段直徑和長(zhǎng)度需作調(diào)整。2.齒輪軸的危險(xiǎn)截面尺寸，按齒根圓計(jì)算。畫軸系結(jié)構(gòu)圖（教材P214:圖9.15）（一）高速軸的設(shè)計(jì)4.按彎扭合成強(qiáng)度條件校核軸的強(qiáng)度；5.繪制高速軸的結(jié)構(gòu)草圖標(biāo)明各段的長(zhǎng)度和直徑四.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核（二）低速軸的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)過(guò)程同高速軸，但應(yīng)特別注意兩軸間軸向尺寸匹配關(guān)系。四.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核四.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核（二）低速軸的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)過(guò)程同高速軸，但應(yīng)特別注意兩軸間軸向尺寸匹配關(guān)系。

注意(1).兩個(gè)齒輪的對(duì)稱中心面應(yīng)對(duì)正；(2).軸承相對(duì)于齒輪對(duì)稱布置；(3).盡可能使兩軸上軸承內(nèi)端面對(duì)齊；(4).兩軸承端蓋安裝面相對(duì)齒輪中心面對(duì)稱布置，兩軸的軸承端蓋安裝面對(duì)齊。四.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核五.軸承的選擇與校核（一）高速軸滾動(dòng)軸承的選擇與校核1.初選軸承的類型和型號(hào)

（在軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行）

類型選擇：

載荷條件；轉(zhuǎn)速條件；裝調(diào)性能；調(diào)心性能；經(jīng)濟(jì)性

型號(hào)選擇：軸頸尺寸：（推薦初選輕系列軸承）2.計(jì)算軸承徑向載荷五.軸承的選擇與校核說(shuō)明3.計(jì)算軸向載荷Fa1，F(xiàn)a2若不滿足要求，重新選擇中或重系列若為角接觸軸承

計(jì)算內(nèi)部軸向力軸向載荷4.計(jì)算當(dāng)量載荷P1，P25.軸承壽命校核五.軸承的選擇與校核（二）低速軸滾動(dòng)軸承的選擇與校核設(shè)計(jì)過(guò)程同高速軸滾動(dòng)軸承五.軸承的選擇與校核六.鍵的選擇與校核（一）高速軸大帶輪鍵聯(lián)接的選擇與校核（二）高速軸齒輪鍵聯(lián)接的選擇與校核（三）低速軸齒輪鍵聯(lián)接的選擇與校核（四）低速軸聯(lián)軸器鍵聯(lián)接的選擇與校核六.鍵的選擇與校核七.聯(lián)軸器的選擇與校核類型選擇：（手冊(cè)P198）(2).計(jì)算轉(zhuǎn)矩TC(1).計(jì)算名義轉(zhuǎn)矩