机械设计课程设计
课程名称：机械综合应用设计
设计题目：半自动钻床传动装置
院系：机械系
专业：车辆工程
年级：2010级
姓名：
指导教师：
西南交通大学
2013年7 月20 日
课程设计任务书
专业城轨车辆姓名学号
开题日期：2013 年7月13日完成日期：2013年07 月20日题目半自动钻床传动装置
一、设计的目的
机械综合设计是在学完“机械设计”和其他专业课程之后，进行的一项重要的学习环节，其目的在于培养学生的机械设计能力，帮助学生树立一种正确的设计思想以及严谨、认真和科学的治学态度，为以后的课程设计和从事相关专业工作打下基础。
二、设计的内容及要求
本课程设计题目为：半自动钻床传动装置仿真设计。要求完成以下几个工作任务1）前期完成传动装置的计算和三维仿真
2）传动装置装配图一张（0号图纸）
3）零件图两种（减速机构齿轮、减速机构输出轴各一张，都为3号图纸）
4）课程设计说明书一份
具体要求如下：
装配图除必要视图外，还要考虑是否需要附加局部视图、放大视图等；装配图和零件图的尺寸要标注明确，包括整个装置的外形轮廓尺寸等；有装配关系的部分必须标明配合关系；最后还要注明技术要求和明细栏的必要部分。
三、指导教师评语
四、成绩
指导教师(签章)
年月日
本设计为机械设计基础课程设计的内容，是先后学习过画法几何、机械原理、机械设计、工程材料、加工工艺学等课程之后的一次综合的练习和应用。本设计说明书是对半自动钻床传动装置设计的说明，半自动钻床是专业机械加工的机器，使用广泛，本次设计是使用已知的使用和安装参数自行设计机构形式以及具体尺寸、选择材料、校核强度，并最终确定三维仿真的过程。通过设计，我们回顾了之前关于机械设计的课程，并加深了对很多概念的理解，并对设计的一些基本思路和方法有了初步的了解和掌握。
前言 (3)
第1章设计任务 (1)
1.1设计题目及原始数据 (1)
1.3设计要求 (1)
第2章传动装置设计 (2)
2.1机构的工作原理 (2)
2.2传动机构的选择和工作原理 (2)
2.3运动方案的设计 (3)
第3章传动装置计算及校核 (4)
3.1电动机的选择 (4)
3.2传动机构设计及参数确定 (4)
3.2.1带传动部分 (4)
3.2.2齿轮传动部分 (6)
3.2.3低速轴的设计 (12)
第4章传动装置模型仿真 (16)
4.1带传动 (16)
4.2齿轮传动 (17)
小结 (18)
参考文献 (19)
第1章 设计任务
本章节主要是对设计题目要求的概述以及设计相关的任务和数据的陈述。
1.1设计题目及原始数据
设计加工所示工件ф12mm 孔的半自动钻床的传动装置，如图1-1所示。传动装置提供适当的输出动力，进刀机构负责动力头的升降，送料机构将被加工工件推入加工位置，并由定位机构使被加工
工件可靠固定。机构设计的相关数据要求见表1-1。
图1-1 加工工件
表1-1 设计数据表
1.3设计要求
1.半自动钻床传动机构至少包括皮带轮机构、齿轮机构在内的两种种机构。
2.设计传动系统并确定其传动比分配。
3. 图纸上画出半自动钻床的机构简图和运动循环图。
4.皮带轮和齿轮机构的设计计算。按传动机构的工作要求，确定带轮半径，设计并计算皮带轮的相关参数；设计齿轮传动部分的结构和相关参数并校核设计的参数。
5. 确定电动机的功率与转速，选择点击型号。
6. 用软件（Pro/E 、MATLAB 、ADAMS 或SOLIDWORKS 等均可）对执行机构进行三维仿真。
7. 编写设计计算说明书，说明书应包括设计思路、计算及运动模型建立过程以及效果分析等。
第2章传动装置设计
本章节主要是介绍一下半自动钻床传动装置的工作原理和相关机构的选择原则以及总体设计方案。
2.1机构的工作原理
该系统由电机驱动，通过变速传动将电机的1400r/min降到主轴的2r/min，与传动轴相连的各机构控制送料，定位，和进刀等工艺动作，最后由凸轮机通过齿轮传动带动齿条上下平稳地运动,这样动力头也就能带动刀具平稳地上下移动从而保证了较高的加工质量，具体的选择原理和工作原理如下：
原动机的分类
原动机的种类按其输入能量的不同可以分为两类：
A一次原动机
此类原动机是把自然界的能源直接转变为机械能，因此称为一次原动机。属于此类原动机的有柴油机，汽油机，汽轮机和燃汽机等。
B二次原动机
此类原动机是将发电机等能机所产生的各种形态的能量转变为机械能，因此称为二次原动机。属于此类原动机的有电动机，液压马达，气压马达，汽缸和液压缸等。
选择原动机时需考虑的因素：
1：考虑现场能源的供应情况。
2：考虑原动机的机械特性和工作制度与工作相匹配。
3：考虑工作机对原动机提出的启动，过载，运转平稳，调速和控制等方面的要求。
4：考虑工作环境的影响。
5：考虑工作可靠，操作简易，维修方便。
6：为了提高机械系统的经济效益，须考虑经济成本：包括初始成本和运转维护成本。
综上所述，在半自动钻床中最益选择二次原动机中的电动机作为原动件。
2.2传动机构的选择和工作原理
（1）传动机构的作用
1：把原动机输出的转矩变换为执行机构所需的转矩或力。
2：把原动机输出的速度降低或提高，以适应执行机构的需要。
3：用原动机进行调速不经济和不可能时，采用变速传动来满足执行机构经常调要求
原动机（电动机）
圆柱齿轮减速
齿轮啮合装置
单级皮带传动（V带）
工作台
传动装置
执行机构4：把原动机输出的等速回转运动转变
5：实现由一个或多个动力机驱动或若干个速度相同或不同的执行机构。
6：由于受机体的外形，尺寸的限制，或为了安全和操作方便，执行机构不宜与原动机直接连接时，也需要用传动装置来联接。
（2）传动机构选择的原则
1：对于小功率传动，应在考虑满足性能的需要下，选用结构简单的传动装置，尽可能降低初始费用。
2：对大功率传动，应优先考虑传动的效率，节约能源，降低运转费用和维修费用。
3：当执行机构要求变速时，若能与动力机调速比相适应，可直接连接或采用定传动比的传动装置；当执行机构要求变速范围大。用动力机调速不能满足机械特性和经济性要求时，则应采用变传动比传动；除执行机构要求连续变速外，尽量采用有级变速。
4：执行机构上载荷变化频繁，且可能出现过载，这时应加过载保护装置。
5：主，从动轴要求同步时，应采用无滑动的传动装置。
2.3运动方案的设计
为实现单个驱动装置圆周运动到送料机构，定位机构，和进刀机构的直线运动的转换，理想的设计方案是电动机输出转速后，先经皮带轮机构减速，在经齿轮机构二次减速，传出后经一锥齿轮转向90°，与传动输出轴相连的各机构控制送料，定位，和进刀等工艺动作，最后由凸轮机构通过齿轮传动带动齿条上下平稳地运动, 工作台升降由另一电动机驱动。图2-1为设计方案的思路。
图2-1 设计总体方案
第3章 传动装置计算及校核
本章节主要是确定传动装置各个部分的参数和要求，主要内容包括电机选型和传动部分的计算和校核。
3.1电动机的选择
根据Y 系列三相异步电动机的技术数据表格，可选择电机规格为1124M Y -，电动机额定功率为P=4kw ，转速n=1400r/min ，满载转速为1350r/min ，故能满载工作要求。
3.2传动机构设计及参数确定
总传动比1400/min =7002/min
n r i n r ==输入输出，采用传动带、两级齿轮和蜗轮蜗传动比分配
为=3.5i 带；=20i 齿；=i i i ?齿低高；=10i 蜗；=i i i i ??总带齿蜗。其中，齿轮传动部分分配比为：高速级
=5.099
i 高, 低速级
=3.92
i 低。将传动装置中各轴从高速到低速依次定为Ⅰ轴、
Ⅱ轴、Ⅲ轴、Ⅳ轴、Ⅴ轴（电动机轴为0轴），则各轴的功率、转速和转矩参数如表3-1所示。
表3-1 轴的设计要求
3.2.1带传动部分
根据已知条件输入功率P=4kw ，转速n=1400r/min,传动比=3.5i 带，设每天工作8小时，则计算过程如下：
1. 确定计算功率ca P ，由表查得工作情况系数 1.1A K =，故
1.14 4.4ca A P K P kW kW ==?=
2.选择V 带的带型根据ca P 、n 由图选用A 型。
3.确定带轮的基准直径d d 并验算带速v ： 1）初选小带轮的基准直径1d d
由表可得，取小带轮的基准直径1d 90d mm =
2）验算带速v
1901400
6.597/601000
601000
d d n
v m s ππ??=
=
=??
按公式验算带的速度因为5/30/m s v m s ≤<，故带速合适。 3）计算大带轮的基准直径
根据公式，计算大带轮的基准直径21 3.59315d d d id mm mm ==??=。 4.确定V 带的中心距a 和基准长度d L ：
1）根据公式()()120120.72d d d d d d a d d +≤≤+可知0283.5mm a 810mm ≤≤ 初定中心距0500a mm = 2）由公式计算所需的基准长度
()
()2
2
100120
22
4d d d d d d d L a d d a π
-≈+
++
()()2
31590250090315166124500mm
π
??-≈?+?++≈???????
由表选带的基准长度1600d L mm =。 3）按式计算实际中心距a
001600166150047022d d L L a a mm mm --??
≈+
=+≈ ??? 所以，
0a 的变化范围为：
min 0.015446d a a L mm
=-=
max 0.03518d a a L mm =+=
5.验算小带轮上的包角：
()()12157.357.31801803159015290470d d d d a οοο
ο
οο
α=--=--≈≥
6.计算带的根数：
1）计算单根V 带的额定功率r P
由190d d mm =和11400/min n r =，查表线性插值得
014001200
0.93(1.070.93) 1.0421*******P kw
-=+
?-=-
根据
11400/min n r =， 3.5i =和A 型带，查表线性插值可得
014001200
0.15(0.170.15)0.166********P kw
-?=+
?-=-
查表得 1.09L K =，152150
0.92(0.930.92)0.924155150
K οοαοο
-=+?-=- 于是()()00 1.0420.1660.9240.99 1.105r a L P P P K K kW kW =+???=+??=
2）计算V 带根数z 。
4.4 3.9821.105
ca r P z P =
==取4根。 7.计算单根V 带的初拉力的最小值()0min F ： 由表查得A 型带的单位长度质量0.1/q kg m =，所以
应使带的实际初拉力()00min F F >。 8．计算压力轴p F ： 压力轴的最小值为：
()
()1
0min min
1522sin 24146.55sin 1137.622p F z F N
ο
α==???=
至此，带传动部分的有关计算完毕。
3.2.2齿轮传动部分
a 高速级齿轮参数的计算
高速轴的输入功率为1 3.8P kw =，小齿轮转速为1400/min n r =，高速级齿轮传动比为i=5.099，假设工作寿命为15年（每年工作300天），两班制，每天8小时。则计算过程如下：
1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 1)选用直齿圆柱齿轮，7级精度
2)材料选择。查表选择小齿轮材料为40Cr （调质），硬度为280HBS ，大齿轮材料为45钢（调质）硬度为240HBS ，二者材料硬度差为40HBS 。
3)选小齿轮齿数为z 1=20，齿数比u=5.099, 大齿轮齿数z 2=20?5.099=101.98,取z 2=102. 2、按齿面接触强度设计
[]3
11132.2????
??±?≥H E d t Z u u KT d σφ
(1)确定公式内的各计算数值. 1)试选载荷系数K t =1.3 2)计算小齿轮传递的转矩。
5541
1195.51095.510 3.89.072510400
P T N mm n ???===?
?
3）查表选取齿宽系数d φ=1
4）查表得材料的弹性影响系数E Z =189.81
2
MPa 。
5）按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限lim1H σ=600MPa ；大齿轮的接触疲劳强度极限lim2500a H MP σ=。
6）由公式60h N njL =计算应力循环次数。n 为齿轮转速（单位为r/min ）；j 为齿轮每转一周时，同一齿面啮合次数；h L 为齿轮的工作寿命（单位为h ）。
()9
16040012830015 1.27810N =??????=?
9
8
2 1.72810 3.39105.099N ?==?
7)取接触疲劳寿命系数10.90HN K =；20.95HN K =。 8)计算接触疲劳许用应力。
取失效概率为1%，安全系数S=1，由式[]lim
N K S
σσ=
得， []1lim1
10.90600540N H K MPa MPa S σσ==?= []2lim22
0.95550522.5N H K MPa MPa S
σ
σ==?=
(2)计算
1)试算小齿轮分度圆直径1t d ，带入[]H σ中较小的值。
2)计算圆周速率v 。
11
61.486400
/ 1.288/601000
601000
t d n v m s m s
ππ??=
=
=??
3)计算齿高b 。
1161.48661.486d t b d mm mm φ=?=?= 4)计算齿宽与齿高之比b
h
。
模数1161.486
3.074220
t t d m mm z ===
齿高 2.25 2.25 3.0742 6.92t h m mm mm ==?=
得
61.4868.896.92
b h == 5)计算载荷系数。
根据 1.288/v m s =，7级精度，可查得动载系数v K =1.08； 直齿轮，1H F K K αα==； 由表查得使用系数A K =1；
由表用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承对称布置时
61.48640
1.309(1.318 1.309) 1.3148040
H K β-=+
?-=-
由
b h
8.89
=， 1.314H K β=查图得 1.27F K β=；故载荷系数
1 1.081 1.314 1.4192
H A v H K K K K K αβ==???=
6)按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由式得
1161.48663.31d d mm ===
7)计算模数m 。
1163.31 3.16520
d mm
m mm z =
== 3、按齿根弯曲强度设计
设计公式为：
m ≥
(1)确定公式内的各计算数值
1)由图查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限1500FE MPa σ=；大齿轮的弯曲疲劳强度极限
2380FE MPa σ=；
2)由图取弯曲疲劳寿命系数10.85FN K =，20.88FN K =； 3)计算弯曲疲劳许用应力。
取弯曲疲劳安全系数 1.4S =，由式[]lim
N K S
σσ=
得 []1110.85500
303.571.4FN FE F K MPa MPa S σσ?==
= []2220.88380
238.861.4FN FE F K MPa MPa S σσ?==
= 4)计算载荷系数K 。
1 1.081 1.27 1.3716A v F F K K K K K αβ==???=
5)查取齿形系数。
由表查得1 2.80Fa Y =；2102100
2.18(2.14 2.18) 2.1784150100
Fa Y -=+?-=-.
6)查取应力校正系数。
由表查的1 1.55Sa Y =；2102100
1.79(1.83 1.79) 1.7916150100
Sa Y -=+?-=-
7)计算大、小齿轮的
[]
Fa Sa
F Y Y σ并加以比较。
[]11
1
2.80 1.550.01429630
3.57Fa Sa F Y Y σ?=
=；[]222
2.1784 1.7916
0.01634238.86Fa Sa F Y Y σ?==
大齿轮的数值大。
(2)设计计算
2
2.17
FE
m mm
≥==对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取弯曲强度算得的模数2.11并就近圆整为标准值 2.5
m mm
=，按接触强度算得的分度圆直径
1
63.31
d mm
=，算出大小
齿轮齿数1
1
63.31
25.32426
2.5
d
z
m
===≈，
2
5.09926132.5
z=?=，取
2
133
z=。
这样设计出来的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。
4.几何尺寸计算
(1)计算分度圆直径
11
26 2.565
d z m mm mm
==?=；
22
133 2.5332.5
d z m mm mm
==?=
(2)计算中心距
12
65332.5
198.75199
22
d d
a mm mm mm
++
===≈
(3)计算齿轮宽度
1
16565
d
b d mm mm
φ
==?=取
2
65
B mm
=、
1
70
B mm
=
b低速级齿轮的参数计算
低速轴(即Ⅱ轴)的输入功率为
2
3.65
P kw
=，小齿轮转速为
2
78.45/min
n r
=，低速级齿轮传动比为i=3.92，假设工作寿命为15年（每年工作300天），两班制，每天8小时。则计算过程如下：
1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数
1)选用直齿圆柱齿轮，7级精度
2)材料选择。查表选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质）硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。
3)选小齿轮齿数为
3
20
Z=，齿数比i=3.92,大齿轮齿数
4
20 3.9278.4
Z=?=，取4
79
Z=。
2.按齿面接触强度设计
有设计计算公式进行试算，即
3t
d≥
(1)确定公式内的各计算数值.
1)试选载荷系数Kt=1.3 2)计算小齿轮传递的转矩。
552295.510 3.65
4.441078.45
T n N mm ??===??
3）查表选取齿宽系数1d φ=
4）查表得材料的弹性影响系数12
189.8 E Z MPa =。
5）按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极lim3=600H MPa σ；大齿轮的接触疲劳强度极限lim4550H MPa σ=。
6)由公式60h N njL =计算应力循环次数
()836078.4512830015 3.38910N =??????=?
74 3.3891088.646103.92
N ?==?
7)取接触疲劳寿命系数120.95;0.98HN HN K K ==。 8)计算接触疲劳许用应力。
取失效概率为1%，安全系数S=1，由式[]lim
N K S
σσ=
得， []3lim330.95600570N H K MPa MPa S σ
σ==?=
[]4lim4
4
0.98550539N H K MPa MPa S
σσ==?= (2)计算
1)试算小齿轮分度圆直径3t d ，带入[]H σ中较小的值。
2)计算圆周速率v 。
32
103.978.45
/0.427/601000
601000
t d n v m s m s ππ??=
=
=??
3)计算齿高b 。
31103.9103.9d t b d mm mm φ=?=?= 4)计算齿宽与齿高之比b
h
。
模数33103.9
5.19520
t t d m mm z ===
齿高 2.25 2.25 5.19511.68875t h m mm mm ==?= 则103.9
8.8911.68875
b h =
= 5)计算载荷系数。
根据0.427/v m s =，7级精度，可查得动载系数 1.04v K =； 直齿轮，1H F K K αα==； 由表查得使用系数1A K =；
由表用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承对称布置时
103.980
1.318(1.328 1.319) 1.32412080
H K β-=+
?-=-。
由
b h
8.89
=， 1.324H K β=查图得 1.28F K β=；
故载荷系数
1 1.041 1.324 1.37696H A v H K K K K K αβ==???=
6)
33103.9105.9t d d mm === 7)计算模数m 。
33105.9 5.29520
d mm
m mm z =
=
= 3.按齿根弯曲强度设计 设计公式为：m ≥
(1)确定公式内的各计算数值
1)由图查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限3500FE MPa σ=；大齿轮的弯曲疲劳强度极限
4380FE MPa σ=；
2)由图取弯曲疲劳寿命系数30.88FN K =，40.92FN K =； 3)计算弯曲疲劳许用应力。
取弯曲疲劳安全系数 1.4S =，由式[]lim
N K S σσ=
得 []33
30.88500292.861.4FN FE F K MPa MPa S σσ?===
[]44
4
0.92380249.711.4
FN FE F K MPa MPa S
σσ?===
4)计算载荷系数K 。
1 1.041 1.28 1.3312
A v F F K K K K K αβ==???=
5)查取齿形系数。
由表查得 3 2.80Fa Y =；47970
2.24(2.22 2.24) 2.2228070
Fa Y -=+?-=-
6)查取应力校正系数。
由表查的 3 1.55Sa Y =；
47970
1.75(1.77 1.75) 1.7688070
Sa Y -=+?-=-
7)计算大、小齿轮的
[]
Fa Sa
F Y Y σ并加以比较。
[]33
3
2.80 1.550.01482292.86Fa Sa F Y Y σ?=
=；[]444
2.222 1.768
0.01573249.71Fa Sa F Y Y σ?==
大齿轮的数值大。 (2)设计计算
2 3.56FE m mm ≥
== 圆整为标准值4m mm =，按接触强度算得的分度圆直径3105.9d mm =，计算出大小齿轮齿数：
33105.926.475274
d z m =
==≈，4 3.9227105.84z =?=，取4106z = 4.几何尺寸计算
(1)计算分度圆直径
33274108d z m mm mm ==?=；441064424d z m mm mm ==?=
(2)计算中心距
34108424
26622
d d a mm mm ++=
== (3)计算齿轮宽度
31108108d b d mm mm φ==?= 取4110B mm =、3115B mm =
至此，齿轮传动部分的参数计算完毕。
3.2.3低速轴的设计
轴的结构及其上零件的装配方案如图3-1所示。
1.已知低速轴输入功率3 3.51P kw =，转速3
20/min n r =，
转矩31676.025*******T N m N mm =?=? 2.作用在齿轮上的力
低速级大齿轮分度圆直径4424d mm =，各力大小分别为
332216760257905.8424t T N mm
F N d mm
??=
==，tan 2877.5r t F F N α== 3.初定轴的最小直径
先按下式初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理。
取0112A =
，则min 11262.71d A mm === 该轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径12d -。为了使所选轴的直径12d -与联轴器
的孔径相适应，故需同时选取联轴器的型号。
联轴器的计算转矩1ca A T K T =?，查表，考虑到转矩变化较小，故取 1.5A K =，则：
1 1.516760252514037.5ca A T K T N mm =?=?=?。
按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，查国标或手册，选用HL6型弹性柱销联轴器，其公称转矩为3150n T N m =?。半联轴器的孔径165d mm =，故取1265d mm -=，半联轴器长度L=142mm ，半联轴器与轴配合的毂孔长度1107L mm =。
4.轴的结构设计
1)轴上零件的装配方案如上图。
2)根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
(1)为了满足半联轴器的轴向定位要求，1-2轴段右端需制出一轴肩，故取2-3段的直径
2372d mm -=；左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径D=75mm 。半联轴器与轴配
合的毂孔长度1107L mm =，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故1-2段的长度应比1L 略短一些，现取12=105l mm -。
(2)初选滚动轴承
选择单列圆锥滚子轴承3000型。根据2372d mm -=，选择单列圆锥滚子轴承30315，其尺寸为7516040d D T mm mm mm ??=??，故347875d d mm --==，7840l mm -=。
右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位。由手册上查的30306型轴承的定位轴肩高度
h=8mm ，因此，取6791d mm -=。
(3)取安装齿轮处的轴段Ⅳ-Ⅴ的直径4580d mm -=；齿轮的左端与左轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为4110B mm =，为使套筒端面可靠的压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取45106l mm -=。齿轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度h>0.07d ，故取
h=7mm ，则轴环处的直径5694d mm -=。轴环宽度 1.4b h ≥，取5614l mm -=。
(4)轴承端盖的总宽度为20mm (由减速器及轴承端盖的结构设计而定)。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面的距离
L=30mm ，故取2350l mm -=。
(5)取齿轮距轴箱体内壁的距离a=16mm ，低速级齿轮与高速级齿轮齿轮之间的距离c=20mm 。考虑到箱体的铸造误差，在确定滚动轴承位置时，应距箱体内壁一段距离s ，取s=8mm ，已知滚动轴承宽度T=40mm ，高速级大齿轮轮毂长265B mm =，则
34(110106)40816464l T s a mm mm mm -=+++-=+++= 675665201681485l L c a s l mm --=+++-=+++-=
至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。 3)轴上零件的轴向定位
齿轮、半联轴器与轴的轴向定位均采用平键连接。齿轮与轴的连接处，按4580d mm -=，查的平键截面221480b h L mm mm mm ??=??，键槽用键槽铣刀加工，同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为7/6H n ；同样，半联轴器与轴的联接，根据1265d mm -=，选用平键为181180b h L mm mm mm ??=??，半联轴器与轴的配合为7/6H k 。
4)确定轴上圆角和倒角尺寸
根据1265d mm -=取轴端倒角为245ο
?，各轴肩处圆角半径如图所示。
1.
强度校核
轴的受力图如下：
确定轴承的支点位置，对于30315型圆锥滚子轴承，由手册中查的a=32mm ，根据低速级大齿轮轮毂宽度4110B mm =可得：
183AB L L mm == 2162BC L L mm == 1)计算支反力 (1)水平面支反力
0B
M =∑ 即 1122N H N H F L F L ?=? 0H
F
=∑ 即 120NH NH t F F F +-=
得21121627905.85227.583162t NH L F mm N
F N L L mm mm ?===++
1212837905.82678.383162t NH L F mm N
F N L L mm mm
?=
==++
(2)垂直面支反力
方法同上，可得21121622877.51902.783162r NV L F mm N
F N L L mm mm
?===++
1212832877.5974.883162r NV L F mm N
F N L L mm mm
?=
==++ 2）计算弯矩 (1)水平面弯矩
在B 处，115227.583433882.5H NH M F L N mm N mm =?=?=? (2)垂直面弯矩
在B 处，111902.783157924.1V NV M F L N mm N mm =?=?=? (3)合成弯矩 在B
处，461729.41M N mm =
=?
(3)计算转矩 1676025T N mm =? 故轴的强度满足要求，安全。
第4章传动装置模型仿真
本章主要是基于Pro/E对半自动钻床传动装置的设计和仿真，主要内容包括带传动部分和齿轮传动部分。
4.1带传动
齿轮大小与传动的合理性，经过上一章节计算设计皮带传动机构相应参数得到表4-1所示的参数，根据参数对模型仿真，图4-1为带传动的模型仿真。
表4-1 带传动部分参数
图4-1 带传动部分
机械设计课程设计说明书范本
一：设计题目：搓丝机传动装置设计 1.1 设计要求 1) 该机用于加工轴辊螺纹，其结构见下图，上搓丝板安装在机头上，下搓丝板安装在滑块上。加工时，下搓丝板随着滑块作往复运动。在起始（前端）位置时，送料装置将工件送入上、下搓丝板之间，滑块往复运动时，工件在上、下搓丝板之间滚动，搓制出与搓丝板一致的螺纹。搓丝板共两对，可同时搓出工件两端的螺纹。滑块往复运动一次，加工一件。 2) 室内工作，生产批量为5台。 3) 动力源为三相交流380/220V，电动机单向运转，载荷较平稳。 4) 使用期限为10年，大修周期为3 年，双班制工作。 5) 专业机械厂制造，可加工7、8级精度的齿轮、蜗轮。 图1.1: 搓丝机简图 1.2原始技术数据
1.3设计任务 1. 完成搓丝机传动装置总体方案的设计和论证，绘制总体设计原理方案图。 2. 完成主要传动装置的结构设计。 3. 完成装配图1 张（用A0 或A1 图纸），零件图2 张。 4. 编写设计说明书1 份。 二：机械装置的总体方案设计 2.1 拟定传动方案 方案一：
方案二： 根据系统要求可知： 滑块每分钟要往复运动24次，所以机构系统的原动件的转速应为24r/min。以电动机作为原动机，则需要机构系统有减速功能。运动形式为连续转动→往复直线运动。根据上述要求，可采用曲柄滑块机构，该机构有尺寸较小，结构简洁的特点。利用曲柄和连杆共线，滑块处于极限位置时，可得到瞬时停歇的功能。同时该机构能承受较大的载荷。整个搓丝机由电动机、开式齿轮减速器、一级减速器、曲柄滑块机构、最终执行机构组成。如方案一图所示。 其中，r=148.5mm; l=1371.5mm; e=666mm; 最大压力角α=33°; 急回夹角β=7°,急回特性为k=1.081。 采用一级圆柱齿轮减速器，外加开式齿轮减速器，主要优点是结构简单可靠，设计制造，维护方便。
机械设计课程设计
机械设计《课程设计》 课题名称一级圆柱齿轮减速器的设计计算 系别机械系 专业机械设计与制造 班级 17机制17701班 姓名 学号 指导老师 完成日期2018年6月27日 目录 第一章绪论 第二章课题题目及主要技术参数说明 2.1 课题题目
2.2 主要技术参数说明 2.3 传动系统工作条件 2.4 传动系统方案的选择 第三章减速器结构选择及相关性能参数计算 3.1 减速器结构 3.2 电动机选择 3.3 传动比分配 3.4 动力运动参数计算 第四章齿轮的设计计算(包括小齿轮和大齿轮) 4.1 齿轮材料和热处理的选择 4.2 齿轮几何尺寸的设计计算 4.2.1 按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸 4.2.2 齿轮弯曲强度校核 4.2.3 齿轮几何尺寸的确定 4.3 齿轮的结构设计 第五章轴的设计计算(从动轴) 5.1 轴的材料和热处理的选择 5.2 轴几何尺寸的设计计算 5.2.1 按照扭转强度初步设计轴的最小直径 5.2.2 轴的结构设计 5.2.3 轴的强度校核
第六章轴承、键和联轴器的选择 6.1 轴承的选择及校核 6.2 键的选择计算及校核 6.3 联轴器的选择 第七章减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算 7.1 润滑的选择确定 7.2 密封的选择确定 7.3减速器附件的选择确定 7.4箱体主要结构尺寸计算 第八章总结 参考文献 第一章绪论 本论文主要内容是进行一级圆柱直齿轮的设计计算，在设计计算中运用到了《机械设计基础》、《机械制图》、《工程力学》、《公差与互换性》等多门课程知识，并运用《AUTOCAD》软件进行绘图，因此是一个非常重要的综合实践环节,也是一次全面的、规范的实践训练。通过这次训练，使我们在众多方面得到了锻炼和培养。主要体现在如下几个方面： （1）培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。
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计算及说明 结果 一、设计任务书 1、设计任务 设计带式输送机的传动系统，采用带传动和一级圆柱齿轮减速器。 2、原始数据 输送带轴所需扭矩 τ=950Nm 输送带工作速度 ν=0.8m/s 输送带滚筒直径 d =350mm 减速器设计寿命为8年（两班制），大修期限四年。 3、工作条件 两班制工作，空载起动载荷平稳，常温下连续（单向）运转，工作环境 多尘；三相交流电源，电压为380/220V 。 二、传动系统方案的拟定 带式输送机传动系统方案如图所示：（画方案图） 带式输送机由电动机驱动。电动机1将动力传到带传动2，再由带传动传入 一级减速器3，再经联轴器4将动力传至输送机滚筒5，带动输送带6工作 。传动系统中采用带传动及一级圆柱齿轮减速器，采用直齿圆柱齿轮传动。 三、电动机的选择 按设计要求及工作条件选用Y 系列三相异步电动机，卧式封闭结构，电压 380V 。 1、电动机的功率 根据已知条件由计算得知工作机所需有效效率 KW Fv P w 17.21000 8 .035.0950 1000=?== 设：η1—联轴器效率=0.97； η2—闭式圆柱齿轮传动效率=0.99 η3—V 带传动效率=0.96 η4—对轴承效率=0.99 η5—输送机滚筒效率=0.96 由电动机至运输带的传动总效率为 8588.096.099.096.099.097.0353 4 321=????==ηηηηηη 工作机所需电动机总功率 KW P w 53.28588 .017 .2P r == = η 由表所列Y 系列三相异步电动机技术数据中可以确定，满足Pm ≥Pr 条件的
电动机额定功率Pm 应取为3KW 计算及说明 结果 2、电动机转速的选择 根据已知条件由计算得知输送机滚筒的工作转速 m i n /68.43350 14.38.0100060100060r d v n w =???=?=π 额定功率相同的同类型电动机，可以有几种转速供选择，如三相异步电动 机就有四种常用的同步转速，即min /3000r 、min /1500r 、min /1000r 、 min /750r 。（电动机空载时才可能达到同步转速，负载时的转速都低于同步 转速）。电动机的转速高，极对数少（相应的电动机定子绕组的极对数为2、 4、6、8），尺寸和质量小，价格也便宜，但会使传动装置的传动比加大，结 构尺寸偏大，成本也会变高。若选用低转速的电动机则相反。一般来说，如 无特殊要求，通常选用同步转速为min /1500r 或min /1000r 的电动机。 选用同步转速为 min /1000r 的电动机，对应于额定功率Pm 为3KW 的电 动机型号应为Y132S-6型。有关技术算据及相应算得的总传动比为： 电动机型号：Y132S-6 额定功率：3KW 同步转速：1000r/min 满载转速：960r/min 总传动比：21.978 电动机中心高H=132mm ，轴伸出部分用于装联轴器段的直径和长度分别为 D=38mm 和E=80mm 。 四、传动比的分配 带式输送机传动系统的总传动比 978.2168 .43960=== w m n n i 由传动系统方案，分配各级传动比 978.21522.598.321=?=?=齿带i i i 五、传动系统的运动和动力参数计算 传动装置从电动机到工作机有三轴，分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ轴，传动系统各轴 的转速、功率和转矩计算如下： ①Ⅰ轴（电动机轴）： m i n /9601r n n m == KW P P r 53.21==
完整版机械设计课程设计步骤减速器的设计
目录第一章传动装置的总体设计 一、电动机选择 1. 选择电动机的类型 2. 选择电动机的功率 3. 选择电动机的转速 4. 选择电动机的型号 二、计算总传动比和分配各级传动比 三、计算传动装置的运动和动力参数 1. 各轴转速 2. 各轴功率 3. 各轴转矩 4. 运动和动力参数列表 第二章传动零件的设计 一、减速器箱体外传动零件设计 1. 带传动设计 二、减速器箱体内传动零件设计 1. 高速级齿轮传动设计 2. 低速级齿轮传动设计 三、选择联轴器类型和型号 1. 选择联轴器类型 2. 选择联轴器型号 第三章装配图设计 一、装配图设计的第一阶段 1. 装配图的设计准备 2. 减速器的结构尺寸 3. 减速器装配草图设计第一阶段 二、装配图设计的第二阶段 1.中间轴的设计 2. 高速轴的设计 3. 低速轴的设计 三、装配图设计的第三阶段 1.传动零件的结构设计
2.滚动轴承的润滑与密封 四、装配图设计的第四阶段 1. 箱体的结构设计 2.减速器附件的设计 3. 画正式装配图 第四章零件工作图设计 一、零件工作图的内容 二、轴零件工作图设计 三、齿轮零件工作图设计 第五章注意事项 一、设计时注意事项 二、使用时注意事项 第六章设计计算说明书编写
第一章传动装置总体设计 、电动机选择 1. 选择电动机的类型 电动机有直流电动机和交流电动机。直流电动机需要直流电源，结构复杂，价格较高；当交流电动机能满足工作要求时，一般不采用直流电动机，工程上大都采用三相交流电源，如无特殊要求应采用三相交流电动机。交流电动机又分为异步电动机和同步电动机，异步电动机又分为笼型和绕线型，一般常用的是Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，它具有防止灰尘、铁屑或其他杂物侵入电动机内部的特点，适用于没有特殊要求的机械上，如机床、运输机、搅拌机等。所以选择Y系列三相异步电动机。 2. 选择电动机的功率 电动机的功率用额定功率P ed表示，所选电动机的额定功率应等于或稍大于工作机所需的电动机输出 功率P d。功率小于工作要求则不能保证工作机正常工作，或使电动机长期过载，发热大而过早损坏；功率 过大，则增加成本，且由于电动机不能满载运行，功率因素和效率较低，能量不能充分利用而造成浪费。 工作机所需电动机输出功率应根据工作机所需功率和中间传动装置的效率等确定。 工作机所需功率为：P w, n w――工作机(卷筒)的效率，查吴宗泽P5表1-7。 1000 n 工作机所需电动机输出功率为：F d P w—, n i ——带传动效率；n 2——滚动轴承效率; n n n n n n 3 ――齿轮传动效率；n 4――联轴器效率，查吴宗泽P5表1-7。 电动机的额定功率：P ed=(启动载荷/名义载荷)X P d ,查吴宗泽P167表12-1选择电动机的额定功率。 3. 选择电动机的转速 具有相同额定功率的同类型电动机有几种不同的同步转速。低转速电动机级数多，外廓尺寸较大，质 量较重，价格较高，但可使总传动比及传动装置的尺寸减小，高转速电动机则相反，应综合考虑各种因素 选取适当的电动机转速。Y系列三相异步电动机常用的冋步转速有3000r/min、1500r/min、1000r/min和750r/min，—般多选同步转速为1500r/min和1000r/min的电动机。为使传动装置设计合理，可根据工作机 的转速要求和各级传动机构的合理传动比范围，推算出电动机转速的可选范围，即 n d=(i1i2…i n)n w, n d为电动机可选转速范围，h, i2,…，i n为各级传动机构的合理传动比范围，n w为工作机转速。 工作机转速：n w 60 1000 v d D 查吴宗泽P188表13-2知：i v带传动=2~4 , i单级圆柱齿轮传动=2~5，则电动机转速的可选范围为n d=(2~4) X (3~5) X (3~5) X n 电动机转速推荐选择1500r/mi n 4. 选择电动机的型号
机械设计课程设计要求及具体安排
机械设计课程设计指导书 一、机械设计课程设计的目的 机械设计课程是培养学生机械设计能力的技术基础课，课程设计则是机械设计课程重要的实践环节，其基本目的是： 1．通过课程设计，综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论和实际知识，掌握机械设计的一般规律，树立正确的设计思想，培养分析和解决实际问题的能力； 2．学会从机器功能的要求出发，合理选择传动机构类型，制定设计方案，正确计算零件的工作能力，确定它的尺寸、形状、结构及材料，并考虑制造工艺、使用、维护、经济和安全等问题，培养机械设计能力； 3．通过课程设计，学习运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料等，培养机械设计的基本技能。 二、机械设计课程设计的内容 课程设计题目一般为机械传动装置或简单机械。 1．题目：带式输送机传动装置设计 2．内容： 1）传动方案的分析和拟定； 2）电动机的选择，传动装置的运动和动力参数的计算； 3）传动件的设计（带传动、链传动、齿轮传动等）； 4）轴的设计（所有轴的结构设计，弯、扭组合强度校核）； 5）轴承的设计（轴承的组合设计及寿命计算）； 6）键的选择及强度校核； 7）联轴器的选择； 8）减速器的润滑与密封； 9）减速器装配图设计（箱体、箱盖、附件设计等）； 10）零件工作图设计； 11）编写设计计算说明书。 3．工作量：（每个学生应完成） 1）部件装配图(如减速器装配图)1张(用A2图纸绘制，手绘，用两个视图和
必要的局部剖视图表达)； 2）零件工作图2张(用A3图纸绘制，手绘，一张是中间轴、一张是低速轴上的齿轮)； 3）设计说明书一份(约6000—8000字)。(手写，包括计算及其它说明) 4．进行方式 1）每人组一题，学生按指定题号，在教师指导下，按时、保质、按量完成全部设计； 2）教师每天基本按一定时间到设计教室进行答疑和检查。 三、课程设计的步骤 课程设计大致按以—下步骤进行： 1．设计准备：阅读设计任务书，明确设计要求和工作条件；通过看实物、模型、录像或减速器拆装实验等，了解没计对象；阅读行关资料、图纸；拟定设计计划等。 2．传动装置的总体设计：比较和选择传动装置的方案；选定电动机类型和型号；确定总传动比和各级传动比；计算各轴转速和转矩。 3．传动件的设计计算：设计计算各级传动件的参数和主要尺寸，例如减速器外传动零件(带、链等)和减速器内传动零件(齿轮、蜗杆传动)，以及选择联轴器的类型和型号等。 4．装配图设计：绘制装配草图；设计轴(强度计算和结构设计等)；选择计算轴承和进行支承结构设计；进行箱体及附件的设计；完成装配图的其他内容(标注尺寸、配合，技术要求，零件明细表和标题栏等)。 5．零件工作图设计 6．编写设计说明书 7．设计小结 四、进度 1．第一阶段：设计准备，分题号、借图板、手册、图册等，传动装置的总体设计、传动件的设计（3天） 2．第二阶段：装配草图的设计与绘制，减速器的拆装，装配工作图的绘制与总成（3天）
机械设计课程设计范本)
机械设计基础课程设计 说明书 题目： 院（系）：电子信息工程系 专业： 学生姓名： 组员： 学号：2009219754106 指导教师：邓小林 2013年12月28日
目录 作品内容简介 (2) 1 研制背景及意义 (3) 2 结构特点 (3) 2.1 绞碎机的结构 (5) 2.2 压榨机的结构 (5) 3 工作原理 (6) 4 性能参数 (7) 5 创新点 (8) 6 作品的应用前景和推广价值 (8) 7 参考文献 (9) 附图： (10)
作品内容简介 作为日常生活中重要的家用辅助机器的绞碎机和压榨机，在我们日常生活中发挥着越来越重要的作用。目前市面上的绞碎机和压榨器往往只具有绞碎或者压榨的功能，针对上述不足，我们小组经过深入研究分析，运用所学专业知识，在老师的指导下，设计制作了一款同时具备绞碎和压榨功能的绞碎压榨机。 该机主要由螺杆、四叶刀和绞碎筒体组成绞碎系统实现绞碎功能。由双旋向螺杆、压榨活塞和压榨筒体组成的差动螺旋机构实现压榨功能。该机可同时实现绞碎和压榨功能，在具备上述功能的基础上，可根据需要，随时拆开，单独作为绞碎机和压榨机使用。 该机具有结构巧妙、拆装方便、使用方便简单、工作稳定可靠、效率高等特点。
1 研制背景及意义 随着我国社会经济又好又快的发展，人民生活水平的日益提高，人们开始更多地关心注重生活的质量，追求高品质的生活。可在我们的日常生活中，许多不法生产商为了谋取暴利，制造假冒伪劣产品，特别是假冒伪劣食品对人民的生命安全构成巨大的威胁更无法谈及高品质生活。例如：阴霾笼罩的食品市场中的劣质肉馅、含化学色素的合成果汁和化学物质合成的速冲豆浆等。这无疑是阻挡人们追求高品质生活和建设社会主义和谐社会的巨大绊脚石。针对当前的实际情况，联系大赛“绿色、环保、创新”的主题，通过走进社会，深入到群众中，我们研究小组经过科学的调查研究，运用所学的专业知识，在老师的指导下，决定设计一台家用绞碎压榨机器。 目前，市场上手动的绞碎和压榨机都是分离的。其中，大部分的绞碎机是针对中小企业或者作坊设计的，结构多为变螺距锥形螺杆与相应的锥筒配合，使用电动机带动实现绞碎功能，但是结构复杂不利于维修，体积大、功耗大不适合家庭使用。压榨机则多为在密闭的空间里通入压缩空气能实现高效率、大规模压榨，但是需要辅助的空气压缩机增大机器设备的体积、功耗大，噪声大不适宜小规模的家用压榨。我们的作品是针对家庭绞碎和压榨，实现全手动驱动而设计的两用家庭绞碎压榨机，具有体积小、噪声小、绿色环保等特点。 该机器不但能够为人们提供新鲜的肉馅，而且能够提供各种新鲜的果汁等。该机器不仅能够对水果、豆类、瓜类和肉类等进行单独压榨或者绞碎，而且能够对其进行先绞碎后压榨。它是把绞碎和压榨功能集为一体的机械产品，具有体积小、效率高、制造成本低、安全可靠和绿色环保等的特点。它适用于广大的普通家庭，操作简单，使用方便。因此该产品具有较大的市场竞争力和广阔的市场空间。 2 结构特点 如图2-1所示是按1：1所绘制的绞碎压榨机三维模型，设计尺寸规格为304mm*476mm*245mm。图2-2为绞碎压榨机的分解图。绞碎压榨机由绞碎机构、压榨机构和机架三部分部分组成。绞碎机构与压榨机构间通过绞碎筒体右端盖14和连接螺母套筒15实现连接，机架11、17与机身8、20通过内六角螺钉连接。
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------------------------------------------装订线------------------------------------------ 综合课题说明书 题目传动系统测绘与分析 机电工程系机械设计专业04机43 班 完成人xx 学号xxxxxx 同组人xx、xxx…… 指导教师XX 完成日期200x 年x 月xx 日 XX机电工程学院
目录 课题任务书 (1) 一、减速器结构分析 (1) 1、分析传动系统的工作情况 (1) 2、分析减速器的结构 (2) 3、零件 (3) 二、传动系统运动分析计算 (7) 1、计算总传动比i；总效率 ；确定电机型号 (7) 2、计算各级传动比和效率 (9) 3、计算各轴的转速功率和转矩 (9) 三、工作能力分析计算 (10) 1、校核齿轮强度 (10) 2、轴的强度校核 (13) 3、滚动轴承校核 (17) 四、装备图设计 (18) 1、装备图的作用 (18) 2、减速器装备图的绘制 (19) 五、零件图设计 (22) 1、零件图的作用 (22) 2、零件图的内容及绘制 (22) 参考文献 (25)
04机电综合课题任务书 学号：xxx 姓名：xxx 指导教师：xx 同组姓名：xx、xxx、xxx、xx、xx 一、课题：机械传动系统与分析 二、目的 综合运用机械设计基础、机械制造基础的知识和绘图技能，完成传动装置的测绘与分析，通过这一过程全面了解一个机械产品所涉及的结构、强度、制造、装配以及表达等方面的知识，培养综合分析、实际解决工程问题的能力，培养团队协作精神。 三、已知条件 1．展开式二级齿轮减速器产品（有关参数见名牌） 2．工作机转矩：300N.m，不计工作机效率损失。 3．动力来源：电压为380V的三相交流电源；电动机输出功率 P=1.5kw。 4．工作情况：两班制，连续单向运行，载荷较平稳。 5．使用期：8年，每年按360天计。 6．检修间隔期：四年一次大修，二年一次中修，半年一次小修。 7．工作环境：室内常温，灰尘较大。 四、工作要求 1．每组拆卸一个减速器产品，测绘、分析后将零件装配复原，并使用传动系统能正常运转。 2．每组测绘全部非标准件草图（徒手绘制），并依据测量数据确定全部标准的型号。 3．每组一套三轴系装配图（每人一轴系）。 4．各人依据本组全部零件测绘结果用规尺绘制减速器装配图、低速级大齿轮和输出轴的零件工作图。 5．对传动系统进行结构分析、运动分析并确定电动机型号、工作能
机械设计课程设计小结
机械设计课程设计小结 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
课程设计是机械设计当中的一个非常重要的一环，本次课程设计时间一周略显得仓促一些。但是通过本次很充实的课程设计，从中得到的收获还是非常多的。这次的课程设计对于我来说有着深刻的意义。这种意义不光是我们组能够完成设计任务，更重要的是在这段时间内使我们深刻感受到设计工作的那份艰难。而这份艰难不仅仅体现在设计内容与过程中为了精益求精所付出的艰辛，更重要的是为每一个精细数字的付出!这次课程设计的题目是设计一个一级圆柱齿轮减速器，由于我们理论知识的不足，再加上平时没有什么设计经验，一开始的时候有些手忙脚乱，不知从何入手，很迷茫。不过在我们组员的共同努力下，和同学们之间的认真仔细的讨论之中，我们总算克服了种种难关，让每个数字都找到了自己的归宿。现在想想其实课程设计期间我们过得还蛮充实的，特别是大家在一起讨论，研究，专研的时候，那让我感觉到了集体的团结，团结的力量，力量的伟大。所有的成果不是属于个人的，而是集体，因为它凝聚了集体所有的精华。 在设计过程中，整个过程培养了我们综合运用机械设计课程及其他课程理论知识和利用生产时间知识来解决实际问题的能力，真正做到了学以致用。在此期间我们同学之间的那些辛酸，那些执着，那些付出。一路走来，我们伴着风雨，携手欢笑，共同面对机械设计课程设计当中遇到的困难，虽然我们做的还是不够完美，但是我们的团队一定很完美。 在这些过程当中我充分的认识到自己在知识理解和接受应用方面的不足，特别是自己对系统的自我学习能力的欠缺，将来一定要进一步加强。而今后的学习还要更加的努力。总之，本次课程设计不仅仅是对自己所学的知识的一次系统的总结与应用，还算是对自己体质的一次检验吧。
二减速器机械课程设计含总结定稿版
二减速器机械课程设计 含总结 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
机械设计课程设计 姓名： 班级： 学号： 指导教师： 成绩：
日期：2011 年 6 月 目录 1. 设计目的 (2) 2. 设计方案 (3) 3. 电机选择 (5) 4. 装置运动动力参数计算 (7) 5.带传动设计 (9) 6.齿轮设计 (18) 7.轴类零件设计 (28) 8.轴承的寿命计算 (31) 9.键连接的校核 (32) 10.润滑及密封类型选择 (33) 11.减速器附件设计 (33) 12.心得体会 (34) 13.参考文献 (35)
1. 设计目的 机械设计课程是培养学生具有机械设计能力的技术基础课。课程设计则是机械设计课程的实践性教学环节，同时也是高等工科院校大多数专业学生第一次全面的设计能力训练，其目的是：（1）通过课程设计实践，树立正确的设计思想，增强创新意 识，培养综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论与实际知识去分析和解决机械设计问题的能力。 （2）学习机械设计的一般方法，掌握机械设计的一般规律。 （3）通过制定设计方案，合理选择传动机构和零件类型，正确计算零件工作能力，确定尺寸和掌握机械零件，以较全面的考虑制造工艺，使用和维护要求，之后进行结构设计，达到了解和掌握机械零件，机械传动装置或简单机械的设计过程和方 法。 （4）学习进行机械设计基础技能的训练，例如：计算，绘图，查阅设计资料和手册，运用标准和规范等。 2. 设计方案及要求 据所给题目：设计一带式输送机的传动装置（两级展开式圆柱直齿轮减速器）方案图如下：
机械设计课程设计简明指导手册
《机械设计课程设计》 简明指导手册 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 一、进度安排 序号内容日程 1 准备阶段第一周周1 2 传动装置的总体设计第一周周2 3 传动零件的设计计算第一周周3 4 减速器箱体关键尺寸的确定第一周周4 5 装配图草图第一阶段（装配图的关键阶 第一周周5，6 段） 第二周周1 6 装配图草图第二阶段第二周周2
7 装配图草图第三阶段第二周周3 8 誊抄装配图第二周周4 9 完成减速器装配图第二周周5，6 第三周周1 10 零件工作图第三周周2-3 11 编写计算说明书第三周周4 12 答辩第三周周5 注意：每一阶段的结果必须得到老师认可后，才能进入下一阶段。 二、传动装置的总体设计（第一周周2） 由于是专用减速器，计算各轴的功率、转矩时，按所需功率计算，不是按照电机的额定功率计算。 电机的转速按满载转速计算。 电动机为Y系列，转速选1000rpm，1500，3000rpm。 传动方案：V带+二级展开式圆柱齿轮减速器 带传动传动比：2~3比较合适，总传动比大时取大值 两级齿轮传动比分配：高速级传动比i1与低速级传动比i2应满 足: 计算结果制成P19表2-6形式，交给指导教师检查。
三、传动零件的设计计算（第一周3） 齿轮传动的设计计算参考课本。 小带轮半径不大于电机中心高。 在高速级齿轮传动设计完毕后，应根据实际传动比来调整低速级齿轮传动的传动比，确保总传动比误差不超过3%~5%。 由于功率较小，为了方便绘图，齿轮传动一律采用软齿面斜齿轮传动。 软齿面齿轮传动按齿面接触强度设计，校核齿轮的弯曲强度即可。 齿轮传动不需要变位。 要求中心距圆整，为了绘图方便，要求两级齿轮传动中心距之和一般不大于280。 为了避免中间轴大齿轮与低速轴干涉，应保证中间轴大齿轮直径比低速轴大齿轮直径小20毫米以上。 为了便于中间轴大齿轮甩油润滑，中间轴大齿轮的直径与低速轴大齿轮直径的差值不能超过50~60mm。具体参看P30表4-2。 采用斜齿轮，螺旋角范围：8~20°。 ● 为了使中间轴上齿轮轴向力相互抵消一部分，两齿轮的螺旋角方向应相同。 ● 齿轮计算时，螺旋角应精确到秒，分度圆直径、齿顶圆直径等应精确到 0.001mm。 ● 齿轮的模数不小于2mm。 ● 带传动的关键数据（i，d1，d2，a，型号，根数（不大于5），带轮宽度）和两对齿轮传动的参数填入P22表3-1（有关变位部分删除），交给指导教师检查。四、减速器箱体关键尺寸的确定（第一周4）
机械设计课程设计计算说明书(样板)
机械设计课程设计设计计算说明书 设计题目：带式输送机的减速器 学院: 班级: 姓名: 学号: 指导教师: 日期：
目录 一、设计任务书···································· 二、传动方案拟定·································· 三、电机的选择···································· 四、传动比分配···································· 五、传动系统运动及动力参数计算······················· 六、减速器传动零件的计算···························· 七、轴及轴承装置设计································ 八、减速器箱体及其附件的设计······················· 九、减速器的润滑与密封方式的选择·················· 十、设计小结····························
一、设计任务书 1、设计任务： 设计带式输送机的传动系统，采用单级圆柱齿轮减速器和开式圆柱齿轮传动。 2、原始数据 输送带有效拉力 输送带工作速度 输送带滚筒直径 减速器设计寿命为5年 3、已知条件 两班制工作，空载启动，载荷平稳，常温下连续（单向）运转，工作环境多尘；三相交流电源，电压为380/220V。 二、传动方案拟定 1.电动机 2.联轴器 3.减速器 4.联轴器 5.开式齿轮 6.滚筒 7.输送带
传动方案如上图所示，带式输送由电动机驱动。电动机1通过联轴器2将动力传入减速器3再经联轴器4及开式齿轮5将动力传送至输送机滚筒6带动输送带7工作。 计算与说明 结果 三、电机的选择 1.电动机类型的选择 由已知条件可以算出工作机所需的有效功率 Kw Fv P w 64.41000 8 .058001000=?== 联轴器效率 滚动轴承传动效率 闭式齿轮传动效率 开式齿轮传动效率 输送机滚筒效率 传动系统总效率 总 工作机所需电机功率 总 由附表B-11确定，满足 条件的电动机额定功率P m = 7.5Kw 2.电动机转速的选择 输送机滚筒轴的工作转速 初选同步转速为 的电动机。 3.电动机型号的选择 根据工作条件两班制连续工作，单向运转，工作机 所需电动机功率计电动机同步转速等，选用Y 系列三相异步电动机，卧式封闭结构，型号为Y132M-4,其主要数据如下： w P w k 64.4= 电动机额定功率选为 7.5Kw 初选1440r/min 的电动机
机械设计课程设计步骤
目 录
第一章 传动装置的总体设计
一、电动机选择
1.选择电动机的类型 2.选择电动机的功率 3.选择电动机的转速 4.选择电动机的型号
二、计算总传动比和分配各级传动比 三、计算传动装置的运动和动力参数
1.各轴转速 2.各轴功率 3.各轴转矩 4.运动和动力参数列表
第二章 传动零件的设计
一、减速器箱体外传动零件设计
1.带传动设计
二、减速器箱体内传动零件设计
1.高速级齿轮传动设计 2.低速级齿轮传动设计
三、选择联轴器类型和型号
1.选择联轴器类型 2.选择联轴器型号
第三章 装配图设计
一、装配图设计的第一阶段
1.装配图的设计准备 2.减速器的结构尺寸 3.减速器装配草图设计第一阶段
二、装配图设计的第二阶段
1.中间轴的设计 2.高速轴的设计 1 / 25
3.低速轴的设计
三、装配图设计的第三阶段
1.传动零件的结构设计 2.滚动轴承的润滑与密封
四、装配图设计的第四阶段
1.箱体的结构设计 2.减速器附件的设计 3.画正式装配图
第四章 零件工作图设计
一、零件工作图的内容 二、轴零件工作图设计 三、齿轮零件工作图设计
第五章 注意事项
一、设计时注意事项 二、使用时注意事项
第六章 设计计算说明书编写
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第一章 传动装置总体设计
一、电动机选择
1.选择电动机的类型 电动机有直流电动机和交流电动机。直流电动机需要直流电源，结构复杂，价格较高；当交流电动机 能满足工作要求时，一般不采用直流电动机，工程上大都采用三相交流电源，如无特殊要求应采用三相交 流电动机。交流电动机又分为异步电动机和同步电动机，异步电动机又分为笼型和绕线型，一般常用的是 Y 系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，它具有防止灰尘、铁屑或其他杂物侵入电动机内部的特点， 适用于没有特殊要求的机械上， 如机床、 运输机、 搅拌机等。 所以选择 Y 系列三相异步电动机。 b5E2RGbCAP 2.选择电动机的功率 电动机的功率用额定功率 Ped 表示，所选电动机的额定功率应等于或稍大于工作机所需的电动机输出 功率 Pd。功率小于工作要求则不能保证工作机正常工作，或使电动机长期过载，发热大而过早损坏；功率 过大，则增加成本，且由于电动机不能满载运行，功率因素和效率较低，能量不能充分利用而造成浪费。 工作机所需电动机输出功率应根据工作机所需功率和中间传动装置的效率等确定。p1EanqFDPw 工作机所需功率为： Pw ?
Fv ，η w——工作机（卷筒）的效率，查吴宗泽 P5 表 1-7。 1000ηw
工作机所需电动机输出功率为： Pd ?
Pw Pw ，η 1 ——带传动效率；η 2——滚动轴承效率； ? 3 2 η η1η2 η3 η4
η 3 ——齿轮传动效率；η 4——联轴器效率，查吴宗泽 P5 表 1-7。DXDiTa9E3d 电动机的额定功率：Ped=（启动载荷/名义载荷）×Pd，查吴宗泽 P167 表 12-1 选择电动机的额定功率。
RTCrpUDGiT
3.选择电动机的转速 具有相同额定功率的同类型电动机有几种不同的同步转速。低转速电动机级数多，外廓尺寸较大，质 量较重，价格较高，但可使总传动比及传动装置的尺寸减小，高转速电动机则相反，应综合考虑各种因素 选取适当的电动机转速。Y 系列三相异步电动机常用的同步转速有 3000r/min、1500r/min、1000r/min 和 750r/min，一般多选同步转速为 1500r/min 和 1000r/min 的电动机。为使传动装置设计合理，可根据工作机 的转速要求和各级传动机构的合理传动比范围，推算出电动机转速的可选范围，即 5PCzVD7HxA nd=(i1i2…in)nw，nd 为电动机可选转速范围，i1，i2，…，in 为各级传动机构的合理传动比范围，nw 为工 作机转速。jLBHrnAILg 工作机转速： nw ?
60 ?1000 ? v πD
查吴宗泽 P188 表 13-2 知：iV 带传动=2~4，i 单级圆柱齿轮传动=2~5，则电动机转速的可选范围为 xHAQX74J0X nd=(2~4)×(3~5)×(3~5)×nw 电动机转速推荐选择 1500r/min
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机械设计课程设计内容及要求
机械设计课程设计1、机械设计课程设计的性质、任务及要求 课程性质：考查课 设计内容：二级齿轮减速器 需完成的工作： 1）二级齿轮减速器装配图1张 2）零件图2张 3）设计计算说明书1份 设计时间：三周 考核方式：检查图纸、说明书+ 平时考核+ 答辩要求： 1）在教室里进行设计。 2）按照规定时间完成阶段性任务。 3）未经指导教师允许，不得用AutoCAD绘图。4）按照规定的格式和要求的内容书写说明书。 2、课程设计的内容和步骤
1）传动装置的总体设计（周一） ①选择电动机 P电=P工/η 建议同步转速取1000 rpm或1500rpm ②分配传动比 i总=i1i2i链 对于二级圆柱齿轮减速器i1 =1.3~1.4 i2 ③各轴的传动参数计算 P k= P k-1/ηk n k= n k-1/i k T k=9550*P k/n k 2）传动零部件的设计计算（周二） 包括:带传动的设计计算; 链传动的设计计算;齿轮传动的设计计算等,设计方法主要参照教科书。（注意：齿轮传动的中心距应为尾数为0 或5 的整数，故最好选用斜齿传动。 3）装配草图的绘制（周三～下周一） ①轴系零部件的结构设计 初估轴的最小直径；轴的结构设计；轴上零件的选择（如键、轴承、联轴器等）。 ②确定箱体尺寸 按照经验公式确定箱体尺寸。 ③主要轴系部件的强度校核（轴、轴承、键等）。 ④确定润滑方式 ⑤绘制装配草图并确定减速器附件。 4）绘制装配图（0#或1#图纸）（周二～周五） 5）绘制零件图（周一） 6）编写设计计算说明书（周二） 7）答辩（周三～周五）
3、设计计算说明书格式
机械设计课程设计样本模板
机械设计课程设计 样本
机械设计《课程设计》 课题名称带式输送机传动装置设计 系别机械系 专业模具设计与制造 班级模具091 姓名尹利平 学号 02031077 指导老师刘静波 完成日期 6月25日 目录 第一章绪论 第二章课题题目及主要技术参数说明 2.1 课题题目 2.2 主要技术参数说明
2.3 传动系统工作条件 2.4 传动系统方案的选择 第三章减速器结构选择及相关性能参数计算 3.1 减速器结构 3.2 电动机选择 3.3 传动比分配 3.4 动力运动参数计算 第四章齿轮的设计计算(包括小齿轮和大齿轮) 4.1 齿轮材料和热处理的选择 4.2 齿轮几何尺寸的设计计算 4.2.1 按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸 4.2.2 齿轮弯曲强度校核 4.2.3 齿轮几何尺寸的确定 4.3 齿轮的结构设计 第五章轴的设计计算(从动轴) 5.1 轴的材料和热处理的选择 5.2 轴几何尺寸的设计计算 5.2.1 按照扭转强度初步设计轴的最小直径
5.2.2 轴的结构设计 5.2.3 轴的强度校核 第六章轴承、键和联轴器的选择 6.1 轴承的选择及校核 6.2 键的选择计算及校核 6.3 联轴器的选择 第七章减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算 7.1 润滑的选择确定 7.2 密封的选择确定 7.3减速器附件的选择确定 7.4箱体主要结构尺寸计算 第八章总结 参考文献
第一章绪论 本论文主要内容是进行一级圆柱直齿轮的设计计算, 在设计计算中运用到了《机械设计基础》、《机械制图》、《工程力学》、《公差与互换性》等多门课程知识, 并运用《AUTOCAD》软件进行绘图, 因此是一个非常重要的综合实践环节,也是一次全面的、规范的实践训练。经过这次训练, 使我们在众多方面得到了锻炼和培养。主要体现在如下几个方面: ( 1) 培养了我们理论联系实际的设计思想, 训练了综合运用机械设计课程和其它相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力, 巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。 ( 2) 经过对通用机械零件、常见机械传动或简单机械的设计, 使我们掌握了一般机械设计的程序和方法, 树立正确的工程设计思想, 培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。 ( 3) 另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理、计算机辅助设计方面的能力。
机械设计课程设计步骤减速器的设计
机械设计课程设计步骤减速器的设计
目录第一章传动装置的总体设计 一、电动机选择 1.选择电动机的类型 2.选择电动机的功率 3.选择电动机的转速 4.选择电动机的型号 二、计算总传动比和分配各级传动比 三、计算传动装置的运动和动力参数 1.各轴转速 2.各轴功率 3.各轴转矩 4.运动和动力参数列表 第二章传动零件的设计 一、减速器箱体外传动零件设计 1.带传动设计 二、减速器箱体内传动零件设计 1.高速级齿轮传动设计 2.低速级齿轮传动设计 三、选择联轴器类型和型号 1.选择联轴器类型
2.选择联轴器型号 第三章装配图设计 一、装配图设计的第一阶段 1.装配图的设计准备 2.减速器的结构尺寸 3.减速器装配草图设计第一阶段 二、装配图设计的第二阶段 1.中间轴的设计 2.高速轴的设计 3.低速轴的设计 三、装配图设计的第三阶段 1.传动零件的结构设计 2.滚动轴承的润滑与密封 四、装配图设计的第四阶段 1.箱体的结构设计 2.减速器附件的设计 3.画正式装配图 第四章零件工作图设计 一、零件工作图的内容 二、轴零件工作图设计 三、齿轮零件工作图设计
第五章注意事项 一、设计时注意事项 二、使用时注意事项 第六章设计计算说明书编写
第一章 传动装置总体设计 一、电动机选择 1.选择电动机的类型 电动机有直流电动机和交流电动机。直流电动机需要直流电源，结构复杂，价格较高；当交流电动机能满足工作要求时，一般不采用直流电动机，工程上大都采用三相交流电源，如无特殊要求应采用三相交流电动机。交流电动机又分为异步电动机和同步电动机，异步电动机又分为笼型和绕线型，一般常见的是Y 系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，它具有防止灰尘、铁屑或其它杂物侵入电动机内部的特点，适用于没有特殊要求的机械上，如机床、运输机、搅拌机等。因此选择Y 系列三相异步电动机。 2.选择电动机的功率 电动机的功率用额定功率P ed 表示，所选电动机的额定功率应等于或稍大于工作机所需的电动机输出功率P d 。功率小于工作要求则不能保证工作机正常工作，或使电动机长期过载，发热大而过早损坏；功率过大，则增加成本，且由于电动机不能满载运行，功率因素和效率较低，能量不能充分利用而造成浪费。工作机所需电动机输出功率应根据工作机所需功率和中间传动装置的效率等确定。 工作机所需功率为：w w 1000Fv P η= ，ηw ——工作机（卷筒）的效率，查吴宗泽P5表1-7。 工作机所需电动机输出功率为：w w 321234d P P P ηηηηη==，η1 ——带传动效率； η2——滚动轴承效率；η3 ——齿轮传动效率；η4——联轴器效率，查吴宗
机械设计课程设计任务书
机械设计课程设计任务书 1．题目： 带式运输机传动装置的设计 下图表示带式运输机传动装置的基本组成。 带式运输机的传动装置 1—电动机，2—V带传动，3一减速器，4—驱动滚轮，5—输送带，6一联轴器 2．课程设计的目的 (1) 综合运用机械设计课程和其它有关先修课程的理论及生产实践的知识去分析和解决机械设计问题，并使所学知识得到进一步巩固和深化。 (2) 学习机械设计的一般方法，了解和掌握常用机械零部件、机械传动装置或简单机械的设计过程和进行方式，培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力，特别是总体设计和零部件设计的能力。 (3)通过计算和绘图，学会运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料等，培养机械设计的基本技能。 3．课程设计的内容 课程设计的内容包括传动方案设计、选择电动机、零部件的结构设计和强度计算等，其具体内容如下： (1) 传动装置的方案设计，进行传动参数的计算，传动零件、轴、键和轴承等的设计计算等； (2) 部件装配图(如减速器装配图)设计； (3) 零件工作图(如齿轮和轴等)设计； (4) 编写设计计算说明书。 4．课程设计的要求： 要求每个学生完成以下设计成果： (1)装配总图1张；
(2)零件工作图2张； (3)设计计算说明书1份。 5、原始数据： 单级圆柱齿轮减速器技术数据： 双级圆柱齿轮减速器技术数据： 工作条件：
6、机械设计课程设计的步骤和学时分配如下： (1) 设计准备（2天） 了解设计任务书，明确设计要求、工作条件、设计内容和步骤，通过查阅有关设计资料，观看电教片和参观实物或模型等，了解设计对象的性能、结构及工艺性；准备好设计需要资料、绘图工具；拟定设计计划等。 (2) 传动装置的总体设计和传动件等的设计（2天） 拟定和确定传动方案；选择电动机；分配传动比；计算各轴上的转速、功率和转短；设计传动件；初算轴径；初选联轴器和滚动轴承。 (3) 减速器装配草图设计（4天） 绘制减速器装配草图；进行袖的结构设计和轴系部件设计；校核轴和键联接的强度以及滚动轴承的寿命，设计箱体和附件的结构。 (4) 完成减速器装配工作图（2天） 加深减速器装配图；标注主要尺寸、配合、零件序号；编写标题栏、零件明细表、减速器特性表及技术要求等。 (5) 绘制零件工作图（2天） 绘出零件的必要视图；标注尺寸、公差及表面粗拨度；编写技术要求和标题栏等。 (6) 编写设计计算说明书（2天） 写明整个设计的主要计算和—些技术说明。 (7) 准备答辩及答辩（1天） 7、减速器装配图的内容 一张完整的减速器装配图，除了必要的视图以外，还有以下内容需要完成。 (1) 标题栏及明细表 在装配图的右下角应附有标题栏，用以说明机器的名称、质量、图号及图样比例等。 装配图上应列出比例，零件的序号。名称和规格相同的零件同用一个序号，且只标注一次。零件(或组件)的序号应标注在视图外面，并填写在引出线一端的横线上，引出线的另一端指在所表示的零件的内部并在末端画—小黑点，引出线彼此不应相交，也不要与剖面线平行，—组联接件(如螺栓、螺母、垫圈)允许用公共引出线，然后标出各零(组)件的序号，序号应按水平及垂直方向排