机械设计基础课程设计指导书(单级减速器)

KUST 所示带式运输机的传动装置。
图 1-1 带式运输机的传动装置
课程设计的内容通常包括：确定传动装置的总体设计方案；选择电动机；计算传动装置 的运动和动力参数；传动零件、轴的设计计算；轴承、联轴器、润滑和联结件的选择及校核 计算；箱体结构及其附件的设计；绘制装配工作图及零件工作图；编写设计计算说明书。
T 合。设计时要根据工作条件和设计要求，综合比较．选取其中最优者。本课程设计拟选用类 KUS 似方案（a），即图 1-1 所示装置。
图 2-1 带式运输机传动方案
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2.2 选择电动机
电动机是已经系列化的产品，在机械设计基础课程设计中，要根据工作载荷大小及性质、 转速高低、启动特性、过载情况、工作环境、安装要求及空间尺寸限制和经济性等要求，从 产品目录中选择电动机的类型、结构型式、容量（功率）和转速，最后确定具体型号。
要求每个学生在设计中完成以下工作： ① 减速器装配图 1 张 ② 零件工作图 2-3 张（传动零件、轴、箱体等） ③ 设计说明书 1 份（6000 字左右）
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1.3 机械设计基础课程设计的步骤
机械设计基础课程设计的步骤通常是根据设计任务书，拟定若干方案并进行分析比较，
然后确定一个正确、合理的设计方案，进行必要的计算和结构设计，然后用图纸表达设计结
2. 编写明细表、标题栏、减速器技术特性及技术要求 3. 完成装配图
1. 轴类零件工作图
零件工作图 2. 齿轮类零件工作图
设计
3. 箱体类零件工作图
（具体绘制哪几个由指导老师确定）
编写设计计
算说明书 整理编写设计计算说明书
设计总结及 1. 总结设计的收获和经验教训，做好答辩前的准备工作
答辩
2. 参加答辩
常用的、设计需要的 Y 系列三相异步电动机技术数据如表 2-1。
表 2-1 Y 系列三相异步电动机技术数据
型号
额定功率 KW
满载转速 r/min
Y90L-4 1.5
1400
Y100L1-4 2.2
1420
Y100L2-4 3
1420
Y112M-4 4 Y132S-4 5.5 Y132M-4 7.5
T Y160M-4 11
果，用设计计算说明书表达设计依据。
机械设计基础课程设计一般可按表 1-1 中所述几个阶段进行。
表 1-1 机械设计基础课程设计阶段及设计主要内容
阶段
主要内容
1. 分析设计任务，明确工作条件、设计要求、内容和步骤
2. 了解设计对象，阅读有关资料、图纸，观察实物或模型以及进行减速器拆
设计准备
装实验等
3. 复习课程有关内容，熟悉机械零件的设计方法和步骤
Pw
=
Fv 1000
KW
式中 F ——工作机的工作阻力，N ； v ——工作机的线速度，m/s 。
传动装置的总效率η 应为组成传动装置的各个运动副效率的乘积，即 η = η1 ⋅η2 ⋅η3 ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ηn
式中 η1,η2 ,η3 ,⋅ ⋅ ⋅,ηn 分别为每一运动副、每对轴承、每个联轴器及传动滚筒的效率。各
(5)正确使用标准和规范。 设计中是否尽量采用标准和规范，也是评价设计质量的一项指标。例如设计中采用的 滚动轴承、带、联轴器、密封件和紧固件等，其参数和尺寸必须严格遵守标准的规定。 此外，绘图时，图纸的幅面及格式、比例、图线、字体、视图表达、尺寸标注等应严格 遵守机械制图标准，要求图纸表达正确、清晰、图面整洁，设计说明书要求计算正确无误．书 写工整清晰。
2.2.1 选择电动机的类型和结构型式
本课程设计选择使用 Y 系列三相异步电动机。在交流电动机中，三相异步电动机在工业 中广泛应用。常用的 Y 系列三相异步电动机属于一般用途的全封闭自扇冷式笼型三相异步电 动机。其结构简单、工作可靠、起动特性好、价格低廉、维护方便，适用于非易燃、非易爆、 无腐蚀性和无特殊要求的机械上，如运输机等。
（2） 学习机械设计的一般方法，掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的设计原 理和过程。
（3） 进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图、运用设计资料（手册、标准、规范 等）以及经验估算、数据处理等。
1.2 机械设计基础课程设计的内容
选择作为机械设计基础课程设计的题目，通常是一般传动装置或简单机械，例如图 1-1
作要求，则不能保证工作机的正常工作，或使电动机因长期超载而过早损坏；容量选得过大，
则电动机的价格高， 传动能力又不能充分利用，而且由于电动机经常在轻载下运转，其效
率和功率因数较低从而造成能源的浪费。
对于载荷比较稳定、长期运转的机械（例如运输机），通常按照电动机的额定功率选择，
而不必校核电动机的发热和起动转矩。选择电动机容量时应保证电动机的额定功率 Ped 等于 或稍大于工作机所需的电动机功率 Pd ，即
设计人员应注意利用和继承已有的成果和经验，不应闭门造车、凭空臆造．要善于吸取前人 的经验和成果，学握和使用已有的设计资料。但是，不能盲目地、机械地抄袭已有的类似产 品，应在继承的基础上，根据具体条件和要求．敢于创新．敢于提出新方案．不断地完善和 改进设计。所以，设计是继承和创新相结合的过程，这样才能使设计工作不断地向前发展。
T 此外，一些次要尺寸不需强度校核。有的可根据经验公式确定，如箱体的结构尺寸等；
有的则由设计者考虑加工、使用等条件，参照类似结构，用类比的方法确定，例如轴上的定
S 位轴套、挡油环等。 (4)正确处理继承与创新的关系。 U 长期的设计和生产实践已经积累了许多可供参考和借鉴的宝贵经验和资料．继承和发展
K 这些经验和成果，不但可以减少重复丁作，加快设计进程，而且是提高设计质量的重要保证。
KUST
机械设计基础 B 课程设计 指导书
KUST 机原机零教研室 二〇一一年六月
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第 1 章 绪论
1.1 机械设计基础课程设计的目的
机械设计课程设计是继《机械设计基础》课程后的一个重要的综合性与实践性教学环节， 是学生第一次较为全面的机械设计训练，其基本目的是：
（1） 通过机械设计基培养 分析和解决一般工程实际问题的能力，并使所学知识得到进一步巩固和扩展。
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1.4 机械设计基础课程设计中应正确对待的几个问题
（1）学生要明确学习目的，端正学习态度。 在设计的全过程中必须严肃认真、刻苦钻研、一丝不苛、精益求精。只有这样，才能在 设计思想、力法和技能等各方面部获得较好的锻炼和提高。 （2）在教师指导下由学生独立完成。 教师的指导作用主要在于使学生明确设计思路，启发学生独立思考，解答疑难问题和 按设计进程进行阶段审查等。在设计中．学生必须充分发挥创造性和主观能动性．认真阅 读有关设计资料和课程设计指导书。仔细分析参考图例的结构。提倡独立思考问题、分析 问题和解决问题，独立完成设计，而不应被动地依赖教师和盲目抄袭。 (3)正确处理理论计算和结构设计的关系。 机械零件的尺寸不可能完全由理论计算确定，而应综台考虑零件结构、加工、装配、经 济性和使用条件等要求。通过强度条件计算出来的零件尺寸，常常是零件必须满足的最小 尺寸，而不一定就是最终采用的结构尺寸。例如轴的尺寸，在进行结构设计时，要综合地考 虑轴上零件的装拆、调整和固定以及加工工艺等要求，并进行强度校核计算，之后才确定 轴的尺寸。因此，在设汁过程中，设计汁算和结构设计是相互补充、交替进行的。应计意 “边计算、边画图、边修改”，因为产品的设计需要经过多次反复修改才能得到较高的设计 质量。
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第2章 传动装置总体设计
传动装置总体设计的内容包括确定传动方案、选择电动机型号、合理分配传动比、计算 传动装置的运动和动力参数。
2.1 确定传动方案
在课程设计中，设计任务书已给定传动装置方案如图 2-1 所示，学生应了解和分析这种 方案的特点。
传动方案应首先满足工作机的工作要求，如所传递的功率及转速。此外，还应具有结构 简单、尺寸紧凑、加工方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便等特点，以保证工作机 的工作质量和可靠性。要同时达到这些要求，常常是困难的，设计时要统筹兼顾，保证重点 要求。图 2-1 所示是带式运输机的四种传动方案。图 2-1 所示是带式运输机的四种传动方案。 方案（a）选用了 V 带传动和闭式齿轮传动。V 带传动布置于高速级，能发挥它的传动平稳、 缓冲吸振和过载保护的优点，但此方案结构尺寸较大，V 带传动也不适宜用于繁重工作要求 的场合及恶劣的工作环境。方案(b)结构紧凑，但由于蜗杆传动效率低，功率损耗大，不适 宜用于长期连续运转的场合。方案(c)采用二级闭式齿轮传动，更能适应在繁重及恶劣的条 件下长期工作，且使用维护方便。方案(d)适合布置在狭窄的通道(如矿井巷道)中上作，但 加工圆锥齿轮比圆性齿轮困难，成本也较高。这 4 种方案各有其特点，适用于不同的工作场
1440 1440 1440 1460
S 电动机型号 Y100 L 1- 4 的含义为：Y 表示异步电动机，100 表示机座中心高(mm) ，L
表示机座长度代号，1 表示铁心长度代号 ，4 表示极数。
KU 2.2.2 选择电动机的容量
电动机的容量（功率）选择是否合适，对电动机的工作和经济性都有影响。容量小于工
任务书第二类题目中总的效率为
KUη = η滚筒 ⋅η联 ⋅η轴承3 ⋅η齿 ⋅η带 表 2-2 机械传动和摩擦副的效率概略值
种类
效率
8 级精度油润滑
0.97
圆柱齿轮传动
9 级精度油润滑
0.98
V 带传动
0.96
球轴承
0.99
滚动轴承
滚子轴承
0.98
弹性联轴器
0.99~0.995
传动滚筒
0.96
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4. 准备好设计需要的图书、资料和用具，并拟定设计计划等