机械设计课程设计

5、验算传动系统速度误差


输送带速实际Vw在求解过程中与理论 V发生了变化，故应验算系统误差。 [（ V-Vw）/V]100%<±5% 若不满足应重新计算。
6、计算轴类零件பைடு நூலகம்



1）初估I 、II、 III轴径，注意第I 根轴是否设 计成齿轮轴;对 II轴进行弯扭合成强度验算。 2）轴承的选择，同一根轴上的两个轴承型号相同。 对II轴上的轴承进行寿命计算。 3）键的选择，对 II轴上的键进行强度校核。 提示：力的结果取整数，齿轮几何参数精确到小 数点后两位，传动比精确到小数点后两位，螺旋 角精确到秒，设计公式要写明来源出处。
机械设计课程设计
一、设计目的
机械设计课程设计是机械设计课程培养学生设计能力的一个重 要教学环节。其目的是： 1.综合运用机械设计课程及其他有关已修课程的理论和生产 实际知识进行机械设计训练，从而使这些知识得到进一步巩固， 加深和扩展。 2.学习和掌握通用机械零部件，机械传动及一般机械设计的 基本方法和步骤，培养学生工程设计能力和分析问题，解决问 题的能力。 3.提高学生在计算，制图，运用设计资料，进行经验估算， 考虑技术决策等机械设计方面的基本技能以及机械CAD技术。


分配传动比时应注意以下几点：

6.总传动比分配还应考虑载荷性质。对平稳载荷，各 级传动比可取简单的整数，对周期性变动载荷，为防 止局部损坏，各级传动比通常取为质数。 7．对传动链较长、传动功率较大的减速传动，一般按 “前小后大”的原则分配传动比，即自电动机向低速 的工作轴各级传动比依次增大较为有利，这样可使各 级中间轴有较高的转速及较小的转矩，从而可以减小 中间级传动机构及其轴的尺寸和重量。
设计计算中需要验算的内容
1、各级齿轮传动的强度验算 2、中间轴的弯扭合成强度验算 3、中间轴键的强度验算（只验算一处） 4、中间轴上的滚动轴承寿命验算 5、两级传动大齿轮浸油深度验算 6、选择减速器内齿轮润滑方式验算V 7、选择滚动轴承的润滑（剂）方式验算dn
4、 设计中应注意的问题 1）输入（出）轴外伸端长度、直径应与联轴器孔径匹配。 2）润滑剂和润滑方式的选择 减速器内齿轮的润滑剂和润滑方式按圆周速度V确定， 减速器内轴承的润滑剂和润滑方式按速度因数dn确定。由于齿 轮和轴承可能分别采用润滑油和润滑脂，此时二者不能相混， 否则轴承润滑脂被冲走，故应在轴承处采用密封装置“挡油 盘”。注意，并不是每个轴承处都安挡油盘。 3）油底油面高度≧30~50，以保证足够的油量。 4）轴承盖选嵌入式结构。 5）齿轮与轴的结合方式可设计成齿轮与轴分离，或齿轮轴。
带式输送机传动系统简图

原始数据
方 1 2
1800
案 5 6 7
2100
3
1900
4
1900
8
2100
9
10
运输带拉 力F(N) 运输带速 度V(m/s) 卷筒直径 D(mm)
1800
2000 2000
2200 2200
1.1
1.2
1.1
1.2
0.9
1.0
0.9
1.0
0.9
1.0
300
300
300
4、齿轮传动设计

1）采用直齿圆柱齿轮闭式传动； 2）选用中碳钢，传动用模数m≥1.5-2mm； 3) 强度计算中的功率用输出功率； 4）因圆整Z2时i变化了故须验算传动比误差： Δ i=[（i-Z2/Z1）/i]100%≤±5% 5）为使图面匀称，中心距：a高≤ 120 ，a低≤ 140； 6）检查浸油深度，当高速级大齿轮浸油1个齿高 时，低速级大齿轮浸油深度小于其分度圆半径的六分 之一到三分之一，以降低搅油功耗。
3)各轴扭矩T

电动机轴： Td=9550*Pd/nm（Nm） I轴： TI= Td II轴：TII= TI*ŋ12*I高 =P/n ……计算出参数后，列表备用。
轴 号 电动机轴 I 轴 II 轴
功率 P 扭矩 T 转速 n 传动比i Pd Td nm i=1 PI入 PI出 TI入 TI出 nI PII入 PII出 TII入 TII出 n II

3、计算各轴的n，P，T

1）各轴转速 电动机轴:nm（满载转速） I轴: nI =nm II轴: n II =nI/i高 …… 2)各轴输入功率 电动机轴: Pd=Pw/ŋ总 I轴: P I = Pd ŋ （ŋ联轴器效率） II轴: P I I= P I * ŋ12 ŋ12——I轴至 II轴效率
五、设计步骤

1.设计准备 阅读研究设计任务书，明确设计内容和要求；分析设计题目,跟据原始数据、 工作条件；明确拟定设计过程和进度计划。

2.传动装置的总体设计
（1）分析拟定传动装置运动简图；（2）选择电动机(功率，转速)；（3）计算 传动装置的总传动比并分配各级传动比；(4）计算各轴的转速、功率和转矩。

2、传动比分配

分配原则：各级传动尺 寸协调，承载能力接近， 两个大齿轮直径接近以 便润滑。（浸油深度）
2、传动比分配


i总= nm/nw =i减=i高*i低 i减——减速器传动比 i高——高速级传动比 i低——低速级传动比 nm——电动机满载转速 nw——工作机转速 i高=（1.2~1.3)i低 i减= （1.2~1.3) i低2
二、课程设计任务
设计题目：带式输送机传动 装置 （二级圆柱齿轮减速器）。 要求：有轻微冲击，工作经 常满载，原动机为电动机， 齿轮单向传动，单班制工作 （每班8小时），运输带速度 误差为±5%,减速器使用寿命 5年，每年按300天计，小批 量生产，启动载荷为名义载 荷的1.5倍。
三、设计任务量
1、画A1号装配图1张， A3号零件图2张。 2、设计论文（说明书）一份，不少于20页。
1、选择电动机


选择电动机依据：功率P，转速n
1）电动机功率 P 计算：
工作机功率(输出) ：P w= FV/1000 （ kw） 其 中 已 知： F——输送带拉力 （N） V ——输送带速度 （m/s） 电动机需要功率(输入)： Pd= P w /η 总效率 ：η=η1. η2. η3…… ηn η1 ——卷筒轴承效率 η2 ——卷筒效率；η3 ——低速级联轴器效率 ； η4 —— III轴轴承效率；η5 ——低速级齿轮啮合效率 ；η6 —— II轴轴承效 率；η7 ——高速级齿轮啮合效率 ；η8 —— I轴轴承效率；η9——高速级联 轴器效率 (效率值查设计手册) (kw)
螺栓中心到机座外壁距离； 螺栓中心到机座外凸边缘尺寸；
箱体结构设计
起盖螺钉作用：起盖用 ，两个对角线 布置。 定位销作用：镗轴承孔定位用，锥度 1：50 两个， 对角线布置。 观察窗作用：注油、观察两对齿轮啮 合情况，以能进手为宜。 通气器作用：平衡机体内外压力。
箱体结构设计



吊钩作用：起吊整机用，与底座铸出。 起盖吊耳作用：起吊盖，与上盖一同铸出。 油标尺作用：测量油面深度，要有最高液面， 最低液面刻度。位置设计要防止拔不出油标 或油外溢。 放油塞作用：更换润滑油的出口，设计在箱 体底座最低位置处。
选定电动机

根据求出的P、n查设计手册。
转速n：建议选用同步转速为1500（rpm）
功率P：为使传动可靠，额定功率应大于计算功率 即 P额>Pd=PW/ŋ总 选定电动机：型号（Y系列）、同步转速n、满载 转速nm、额定功率P额、轴的中心高、


电动机轴径、起动转矩/额定转矩的比值。
记下备用

分配传动比时应注意以下几点：

1．各级传动的传动比最好在推荐范围内选取； 2．应注意使传动级数少、传动机构数少、传动系统简单，以 提高传动效率和减少精度的降低。 3．应使各传动的结构尺寸协调、匀称及利于安装，绝不能造 成互相干涉。 4．应使传动装置的外廓尺寸尽可能紧凑。 5．在卧式齿轮减速器中，常设计各级大齿轮直径相近，使其 浸油深度大致相等，便于齿轮浸油润滑。由于低速级齿轮的圆 周速度较低，一般其大齿轮直径可大一些，亦即浸油深度可深 一些。

3.各级传动的主体设计计算
设计计算齿轮传动结构参数和尺寸。(1)传动件(如齿轮或蜗杆传动、带传 动)的设计;(2)各传动轴的设计;(3)轴承及其组合部件设计；(4)键联接和联轴 器的选择与校核；(5)润滑设计；(6)箱体、机架及附件的设计；
五、设计步骤

4.装配草图的设计和绘制 （1）装配草图设计准备工作：主要分析和选择传动装置的结构方案； （2）初绘装配草图及轴和轴承的计算：作轴、轴上零件和轴承部件的结构 设计；校 核轴的强度、滚动轴承的寿命和键、联轴器的强度；（3）完 成装配草图，并进行检查和修正。
正式装配图
1）各视图应能完整表达箱内外结构；
2）符合制图国家标准，零件编号，标题栏，明细表， 技术要求等应齐全。
3）标注尺寸
a.特性尺寸:齿轮中心距及公差值。
b.外廓尺寸:长*宽*高 ，包括外伸端轴长。 c.安装尺寸:地脚螺钉孔径及定位尺寸、孔 伸端轴中心高。 距、外
d.配合尺寸:齿轮与轴、轴承内外圈、键槽、外伸端 与联轴器。装配图上标注公差代号。
（3）所有零件尺寸随手画在草图上，以免再次查找。
3、任务（以设计手册为参考资料）




1）通过草图设计检查传动比分配是否合理，低速轴与高速大 齿轮是否干涉; 两大齿轮浸油深度：高速大齿轮浸油深1个齿 高时低速大轮浸油深度<半径的1/3~1/6。 2）轴的结构设计和轴系零件设计（补充设计计算）定出支点 距后对中间轴进行弯扭强度验算。 3）轴承的组合设计 确定轴承的型号和工作位置、润滑方式和密封装置，对中 间轴上的轴承进行寿命计算。 4）确定箱体的结构及各部分尺寸。 5）减速器附件设计（吊钩、吊耳、观察窗、油标尺等） 6）确定联接件结构尺寸及位置。 7）验算