分析和拟定传动装置的运动简图
机械设计基础课程设计概述
1.整个机构或是机器的运动简图
2.设计说明书一份。
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机械设计基础课程设计的一般步骤
1.设计准备阶段 ①阅读和研究设计任 务书，明确设计内容和要求；分析设计题 目，了解原始数据和工作条件；②通过参 观（模型、实物、生产现场）、看电视录 像、参阅设计资料以及必要的调研等途径 了解设计对象；
2.传动装置的总体设计 ①分析和拟 定传动装置的运动简图；②选择电动机； ③计算传动装置的总传动比和分配各级 传动比；④ 计算各轴的转速、功率和 转矩。
2.确定电动机功率 Pm －电动机的额定功率 kW Pm P0 P0 －电动机所需的输出功率kW
P0
Pw
Pw －工作装置所需功率kW η －由电动机至工作装置的总效率
Fw w Pw 1000 w
w 1 2 3 4 n
Fw －工作装置的阻力 N υw －工作装置的线速度 m/s
齿轮传动的传动比：3～5；
带传动和单级齿轮传动组成的传动系统的总传动比：
i总= i带×i齿轮=2×3～4×5=6～20 返回
计算传动装置的运动和动力参数
传动装置的运动和动力参数，主要是各轴的转速n、 功率P和转矩T。
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机械设计基础 课程设计
总
论
一、机械设计课程设计的目的
二、机械设计课程设计的内容
三、机械设计课程设计的一般步骤 四、机械设计课程设计的应注意的事项
机械设计基础课程设计的目的
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。
3.各级传动的主体设计 轮传动的主要参数；
4.装配草图的设计和绘制
设计计算带传动、齿
机械设计基础课程设计任务书(doc 18页)
机械设计基础课程设计任务书（doc 18页）目录一、任务书 (1)二、小组设计分工具体情况 (6)三、第一章总体设计构想 (7)四、第二章方案设计 (8)五、第三章设计计算说明 (10)1、传动装置运动参数的计算 (10)2、轴与轴承部件的设计 (11)3、零件载荷计算 (11)4、机架及附件的设计 (12)六、第四章设计结论与探讨 (13)七、附录 (14)八、课程设计成绩评定表 (16)《机械设计基础》课程设计任务书一、实践的目的和任务（一）实践目的1.《机械设计基础课程设计》是工业设计专业在完成《机械设计基础课程》课堂理论学习后的一项重要的实践性设计环节，要求学生综合运用机械设计基础课程及其它先修课程的理论和生产实际知识进行机械设计训练。
通过课程设计实践环节，使学生树立正确的设计思想，培养学生综合运用理论与生产实际知识来分析和解决机械设计问题的能力，巩固和发展所学到的相关知识。
2.学习和掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的一般设计方法，培养学生工程设计能力和分析问题、解决问题的能力。
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（包括手册、标准和规范等）以及经验估算、考虑技术决策、机械CAD 技术等机械设计方面的基本技能进行一次训练，以提高这些技能的水平，并为后续专业课程设计和毕业设计奠定基础。
4.结合工业设计专业特点，将结构设计与造型设计知识相结合，通过实践，使学生了解产品设计的基本原则和方法，创造性地提出解决方案，将学生培养成能够在设计中有工程自觉意识的工业设计师。
（二）实践任务1.完成课程设计题目的方案分析与设计；2.完成传动装置的总体设计及主要零部件的设计计算；3.完成装配图、零件图设计；4.完成方案设计效果图。
5.完成课程设计报告。
二、课程设计题目与要求（一）设计题目选择通用机械的传动装置或简单机械。
设计题目仅给出要求机器实现的功能，由学生自定传动方案设计，学生亦可自选设计题目，但自选题目的难度与工作量应和课程设计要求相适应。
典型机械运动专项方案展示与分析及机构运动简图测绘
试验1经典机械运动方案展示和分析及机构运动简图测绘1.1试验目标经过对(1)测绘时使被测绘机械缓慢地运动，从原动件开始仔细观察机构运动，分淸各个运动单元，从而确左组成机构构件数目。
(2)依据相互连接两构件间接触情况及相对运动特点，确左各个运动副类型。
(3)在初稿纸上徒手按要求符号及构件连接次序，从原动件开始，逐步画出机构运动简图草图。
用数字1、2、3、…分别标注各构件，用字母A、B、C、…分别标注各运动副。
(4)仔细测量和机构运动相关尺寸，即转动副间中心距和移动副某点导路方位线等，选定原动件位宜，并按下式选择一定百分比尺画岀正式机构运动简图。
实际长度(m)图上长度(mm)1.4试验步骤和要求1.对于指定多个机器或机构，要求其中最少有两种需按百分比尺绘制机构运动简图，英它可凭目测，使图和实物大致成百分比，这种不按百分比尺绘制简图通常称为机构示意图。
2.计算机构自由度，并将结果和实际机构自由度对照，观察计算结果和实际是否相符。
3.对上述机构进行结构分析(高副低代、分离杆组、确怎杆组和机构等级等)。
1.5思索题和试验汇报1.思索题(1)经过本试验，叙述机构运动简图内涵。
机构运动简图应正确反应实际机构中哪些项目？(2)绘制机构运动简图时，原动件位巻为何能够任意选择？会不会影响简图正确性？(3)机构自由度计算对测绘机构运动简图有何帮助？机构含有确泄运动条件是什么？(4)对所测绘机构能否改善和创意新机构运动简图？2.试验汇报基础内容(1)填写完成下表内容试验1:经典机械运动方案展示和分析及机构运动简图测绘试验汇报学生姓名试验日期所含杆组机构自由度计算F=(2)机构编号机构运动简图百分比尺耳=机构等级机构名称(m/nin)组别指导老师(1)机构编号机构运动简图百分比尺儿=机构名称(m/nm)机构运动尺寸:机构运动尺寸:机构自由度计算F=机构等级(2)思索题讨论(3)试验心得和提议试验2齿轮传动效率测定和分析2.1试验目标1.了解机械传动效率测左原理，掌握用扭矩仪测怎传动效率方法;2.测左齿轮传动传输功率和传动效率；3.了解封闭加载原理’2.2试验设备和工具1.齿轮传动效率试验台；2•测力计;3.数据处理和分析软件；4.计算机、打印机。
二级减速齿轮
摘要齿轮传动是现代机械中应用最广的一种传动形式。
它的主要优点是：①瞬时传动比恒定、工作平稳、传动准确可靠；②适用的功率和速度范围广；③传动效率高，η=0.92-0.98；④工作可靠、使用寿命长；⑤外轮廓尺寸小、结构紧凑。
由齿轮、轴、轴承及箱体组成的减速器,用于原动机和工作机或执行机构之间,起匹配转速和传递转矩的作用,在现代机械中应用极为广泛。
国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。
另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点，特别是大型的减速器问题更突出，使用寿命不长。
国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。
但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。
当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。
减速器与电动机的连体结构，也是大力开拓的形式，并已生产多种结构形式和多种功率型号的产品。
近十几年来,由于近代计算机技术与数控技术的发展，使得机械加工精度，加工效率大大提高，从而推动了机械传动产品的多样化，整机配套的模块化，标准化，以及造型设计艺术化，使产品更加精致，美观化。
在21世纪成套机械装备中,齿轮仍然是机械传动的基本部件。
CNC机床和工艺技术的发展,推动了机械传动结构的飞速发展。
在传动系统设计中的电子控制、液压传动、齿轮、带链的混合传动,将成为变速箱设计中优化传动组合的方向。
在传动设计中的学科交叉,将成为新型传动产品发展的重要趋势。
关键字：减速器轴承齿轮机械传动目录毕业设计任务书 (2)摘要 (7)前言 (8)1机械传动装置的总体设计1.1分析和拟定传动装置的运动简图1.2电动机的选择…………………………………………1.2.1 已知条件及其它数据…………………………1.2.2 选择电动机………………………………………2计算总的传送比及分配各级的传动比………………3计算各轴的功率，转数及转矩………………………3.1 电动机轴的功率P，转速n及转矩T……………3.2 Ⅰ轴的功率P，转速n及转矩T…………………3.3 Ⅱ轴的功率P，转速n及转矩T…………………….3.4 Ⅲ轴的功率P，转速n及转矩T………………….4齿轮的设计计算………………………………………….4.1齿轮传动设计准则……………………………………4.2 直齿1、2齿轮的设计………………………………4.3 直齿3、4齿轮的设计………………………………5轴的设计及低速轴的强度校核……………………………5.1 概述……………………………………………………5.1.1轴的作用5.1.2 轴的类型5.1.3轴的形状和名称5.1.4影响轴技术参数和形状的因素5.1.5轴的设计应掌握的条件5.1.6轴的强度、刚度5.1.7轴的设计原则5.1.8零件在轴上的固定5.2 Ⅰ轴的设计………………………………………………5.3 Ⅱ轴的设计………………………………………………….5.4 Ⅲ轴的设计…………………………………………………6键联接的选择及其校核计算………………………………………6.1 键的选择……………………………………………………6.2 键的设计……………………………………………………7滚动轴承的选择及其校核计算…………………………………7.1概述…………………………………………………………7.2 滚动轴承的选择及有关计算………………………………8设计减速器箱体，箱壳及其附件………………………………9润滑方式的确定…………………………………………………总结…………………………………………………………………………致谢…………………………………………………………………………参考文献……………………………………………………………………前言机械（machine），源自于希腊语之mechine及拉丁文mecina，原指“巧妙的设计”，作为一般性的机械概念，可以追溯到古罗马时期，主要是为了区别与手工工具。
单级斜齿圆柱齿轮减速器的设计
优秀设计任务书设计题目：单级斜齿圆柱齿轮减速器的设计原始数据：F=1300N F：输送带拉力；V=1.55m/s V：输送带速度；D=250mm D：滚筒直径。
设计工作量：１．设计说明书一份２．二张主要零件图（CAD）３．零号装配图一张工作要求：使用年限8年，工作为24小时工作制，传动工作年限8年,载荷平稳，环境清洁,运输带速度允许误为±5%。
运动简图：（见附图）前言分析和拟定传动方案机器通常由原动机、传动装置和工作装置三部分组成。
传动装置用来传递原动机的运动和动力、变换其运形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。
传动装置的传动方案是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。
满足工作装置的需要是拟定传动方案的基本要求，同一种运动可以有几种不同的传动方案来实现，这就是需要把几种传动方案的优缺点加以分析比较，从而选择出最符合实际情况的一种方案。
合理的传动方案除了满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。
所以拟定一个合理的传动方案，除了应综合考虑工作装置的载荷、运动及机器的其他要求外，还应熟悉各种传动机构的特点，以便选择一个合适的传动机构。
因链传动承载能力低，在传递相同扭矩时，结构尺寸较其他形式大，但传动平稳，能缓冲吸振，宜布置在传动系统的高速级，以降低传递的转矩，减小链传动的结构尺寸。
故本文在选取传动方案时，采用链传动。
众所周知，链式输送机的传动装置由电动机、链、减速器、联轴器、滚筒五部分组成，而减速器又由轴、轴承、齿轮、箱体四部分组成。
所以，如果要设计链式输送机的传动装置，必须先合理选择它各组成部分，下面我们将一一进行选择。
目录前言 (1)一、传动方案拟定 (3)二、电动机的选择 (3)三、计算总传动比及分配各级的传动比 (3)四、运动参数及动力参数计算 (3)五、传动零件的设计计算 (4)1、皮带轮传动的设计计算 (4)2、齿轮传动的设计计算及校核 (5)六、轴的设计计算及校核 (10)1、输入轴的设计计算及校核 (10)2、输出轴的设计计算及校核 (13)七、滚动轴承的选择及校核计算 (15)八、键联接的选择及计算校核 (17)设计小结 (19)参考资料 (19)九、设计小结在XXX老师的耐心指导下，以及各位同学的讨论中，经过两周多时间的设计，本课题——单级斜齿圆柱齿轮减速器的设计。
课程设计指导
（1）分析和拟定传动装置的运动简图。 ）分析和拟定传动装置的运动简图。 (P190-195) （2）选择电动机。 ）选择电动机。 (P186-189) 3）计算传动装置的总传动比和分配各级传动比。 （3）计算传动装置的总传动比和分配各级传动比。 (P196) （4）计算各轴转速、功率及转矩。 ）计算各轴转速、功率及转矩。 (P196-197)
一、装配草图设计： 装配草图设计： 装配图反映各个零件的相互关系，结构形 状以及尺寸，是绘制零件工作图的依据。所以 必须综合考虑对零件的材料、强度、刚度、加 工、装拆、调整和润滑等要求，用足够的视图 和剖面图表达清楚。 草图设计（按比例、按投影关系绘制。但可简化
与省略，如：不画剖面线，不标注配合及尺寸等）
⑤齿轮润滑：
V≤12 m/s时可采用浸油润滑。
注意油池深度与浸油。一般浸油深度：浸油齿轮 一个齿高，但≮10 mm；锥齿轮：整齿宽（至少 半齿）。齿顶圆至油池底面距离≮30～50 mm。 ⑥确定密封方式： V轴＜5m/s时采用毡圈密封； 封油环（齿状）： ⑦ 轴承盖结构：
2、草图设计过程 ① 选择视图、图纸幅面(1号图)、绘图比例(1:2) 及布置图面位置(估计减速器轮廓尺寸)；
五、设计步骤
1.设计准备 设计准备 2.传动装置的总体设计 传动装置的总体设计 3.各级传动的主体设计计算，设计计算齿轮传动、 各级传动的主体设计计算， 各级传动的主体设计计算 设计计算齿轮传动、 带传动的主要参数和尺寸。 带传动的主要参数和尺寸。 4.装配草图的设计与绘制 装配草图的设计与绘制 5.装配工作图的绘制与完成 装配工作图的绘制与完成 6.零件工作图的设计与绘制 零件工作图的设计与绘制 7.课程设计计算说明书的编写 课程设计计算说明书的编写
实验一机构运动简图绘制
z.用加载杠杆在加载器上进行封闭扭矩加载后(如图z)，转动调水平机构
6中的螺杆，将a角调至。“，使加载杠杆呈水平状态，此时所加封闭力矩为:
图二加载杠杆示意图
图三测距杠杆
】一平衡祛码2一拉砒3一袱码
测距装置T2一矶L2+TQ N"m
封闭功率为
一一一一
式中:Lz
T h}
二.实验设备
1. PM350减速器、蜗杆减速器。
2.各种测量工具。
三.实验要求
在减速器的拆装过程中，全面细致地观察齿轮、轴、轴承和箱体等零部件，
了解其结构特点和作用，对一些数据进行必要的测量，为课程设计打下良好的
基础。通过实验达到以下日的:
1.了解各类减速器的特点和使用范围。
2.详细观察减速器箱体的结构特点，了解各部分作用。
4.增加负载(再打开一个40 w灯泡)，重复实验步骤3a
5.逐渐增加负载，重复实验步骤3，直到rat-n2}30 rpm为止。(因为此时
F}30/o，带传动已进入打滑区工作)。
6.增加初拉力F'o(增加祛码1)，在初拉力为F02情况下重复以上实验。
实验四齿轮效率实验
齿轮传动是机械传动中最重要的一类传动。它具有效率高、结构紧凑、工
实验一机构运动简图绘制
实验二齿轮范成原理二
实验三带传动实验…….
实验四齿轮效率实验二
实验五减速器拆装·……
实验一机构运动简图的测绘和分析
实验目的
1.
2.
学会根据实际机构或模型的构造测绘机构运动简图的技能。
通过实验进一步理解机构的组成和机构自由度的意义及其计算方法。
二.实验设备
1.衫L械实物及机械模型。
机械系统的运动简图课件
运动特性
曲柄滑块机构的运动特性包括行 程、速度、加速度等，这些特性 与机构的尺寸参数、连杆长度、
曲柄转角等因素密切相关。
齿轮传动机构
工作原理
齿轮传动机构是由两个或多个齿轮组成，通过齿轮的啮合 实现动力和运动的传递。
应用场景
齿轮传动机构广泛应用于各种机械设备和仪器仪表中，如 机床、汽车、钟表等。
类型与特点
简图的绘制原则与规范
规范与标准 • 遵循国家相关标准，如《机械制图》等。
• 采用统一的线型和颜色，以便于区分和辨识。
简图的绘制原则与规范
• 标注必要的尺寸和参数，便于定量分析和计算。
通过以上内容的学习和应用，可以更好地理解和分析机械系统的运动特性，为机 械设计和分析提供有力支持。
03
机械系统运动简图的分析方法
基于运动简图的机构设计项目实践
3. 通过运动简图分析机构性能，并进行优化设计。
4. 构建实验模型或原型机，测试并验证设计结果。
THANKS
感谢观看
机构运动分析实践
01
实践内容
02
选择一典型机构，绘制其运动简图。
基于运动简图，采用图解或解析法进行机构的位置分析。
03
机构运动分析实践
利用速度瞬心法或矢量方程法进行机构的速 度分析。
通过加速度分析，研究机构的动态性能。
机构运动分析实践
实践步骤
1
2
1. 确定实践所用的机构和运动简图。
3
2. 应用运动学原理，进行机构的位置分析，求解 关键位置参数。
齿轮传动机构可分为直齿轮、斜齿轮、锥齿轮等多种类型 ，不同类型的齿轮传动机构具有不同的传动特点，如传动 比、传动效率、噪音等。
凸轮机构
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分析和拟定传动装置的运动简图
一般工作机器通常由原动机，传动装置和工作装置三个基本职能部分以及操纵控制装置组成。
传动装置传送原动机的动力、变换其运动，以实现工作装置预定的工作要求，它是机器的主要组成部分。
实践证明，传动装置的重量和成本通常在整台机器中占有很重大的比重；机器的工作性能和运转费用在很大程度上也取决于传动装置的性能、质量及设计布局的合理性。
由此可见，在机械设计中合理拟定传动方案具有重要意义。
传动方案通常有运动简图表示。
它用简单的符号代表一些运动副和机构，能显示机器运动链及运动特征。
如图1-1（a ）所示表示为拖地小车传动装置的外形图，图1-1（b ）即为其运动简图﹔
图1-1（b ）
由于拖地小车具有自由移动特征，故采用蓄电池提供电量，因此选择直流电动机。
它以满载转速n m 提供连续的回转运动。
倘若机器工作轴需以n ω连续回转，那么拟定传动装置方案最基本的要求就是选择一个（或串联几个）传递连续回转运动的机构，使其传动比（或总传动比）i=
ω
n n m
;若工作装置所要求的运动不是等速连续回转，这就需要首先选择能将连续回转变换为工作构件所要求的运动特性的机构，再以该机构作等速连续回转的主轴作为工作轴，并计算该轴所需转速n ω,然后按上述方法，在电动机与工作轴之间选择传递连续回转运动的机构，使其传动比i=
ω
n n m
，这样最终也实现了工作装置所要求的运动。
分析和选择传动机构的类型及其组合是拟定传动方案的重要一环，这时应综合考虑工 作装置的载荷、运动以及机器的其他要求，再结合各种传动机构的特点和适用范围，加以分析比较，合理选择。
为便于选型，将常用传动机构的特点及其应用列于表2-1和表2-2。
传动装置中广泛采用减速器。
常用减速器的型式、特点及其应用列于表2-3。
表2-1 传递连续回转运动常用机构的性能和适用范围
注：1.传递连续回转运动，还可采用双曲柄机构和万向联轴器。
2.表中普通齿轮传动指闭式普通渐开线齿轮传动，蜗杆传动指闭式阿基米德圆柱蜗杆传动。
表2-2 实现其他特定运动常用机构的特点与应用
表2-3常用减速器的型式、特点及应用
选择原动机
1原动机的类型及应用
原动机是机器中运动和动力的来源，其种类很多，在机械中常见的有电动机内燃机、液动机和气动机。
内燃机是将柴油或汽油作为燃料，在气缸内部进行燃烧，直接将产生的热能转变为机械能，其功率范围较宽，操作方便，启动迅速，便于移动，在汽车、飞机、船艇、野外作业的工程机械、农业机械中有广泛地应用；但由于其排气污染和噪声都较大，不宜用于室内机械。
液动机和气动机分别以液体和气体作为工作介质，两类原动机的工作原理也很相似，输出转矩的有液压马达和气动马达、旋转油缸和旋转气缸；作往复移动的有普通油缸和气缸。
液动机和气动机工作较平稳，可无极调速，易实现自动控制；但两者都必须在有液源、气源的场合方可选用。
液动机比其他同功率的动力机体积小，重量轻，运动惯性小，低速性能好；但漏油时不能保证精确运动。
与液动机相比，气动机介质清洁、费用少；但其工作压力较低，且由于空气的可压缩性较大，速度不稳定。
电动机是将电能转化为机械能的原动机。
一般来说，较其他原动机有较高的驱动效率，与被驱动的工作机的连接也较为方便，其种类和型号较多、并具有各种机械特性，可满足不同类型工作机械的要求，电动机还具有良好的调速性能，启动、制动、反向和调速以及远程测量与遥控均较方便，便于生产过程自动化管理；因此，生产机械在有动力电源的场合应优先选用电动机作为原动机。
2确定电动机的功率
电动机所需输出功率为：
P
c =
η
ω
P
kW (2-1)
式中：P
ω
为工作装置所需功率，kW;η为由电动机至工作装置的传动装置的总效率。
由电动机至工作装置的传动装置的总效率η按下式计算：
η=η
1·η
2
·η
3
···η
n
（2-2）
式中：η
1、η
2
、…、η
n
分别为传动装置中每一级传动副（齿轮、蜗杆、带或
链传动等）、每对轴承或每对联轴器的效率，其值可查阅机械设计手册，表2-4列出了部分数据。
计算传动装置总效率时时应注意以下几点:
①所取传动副的效率是否已包括其轴承效率，如已包括则不再计入轴承
效率；
②轴承效率通常指一对轴承而言；
③同类型的几对传动副、轴承或联轴器，要分别计入、各自的效率；
④蜗杆传动效率与蜗杆头数及材料有关，设计时应初选头数，估计效率，
待设计出蜗杆传动后再确定效率，并修正前面的设计计算数据；
⑤资料推荐的效率值一般有一个范围。
如工作条件差、加工精度低、维
护不良时，则应取低值；反之，则取高值。
表2-4 机械传动效率的概略值
综上所取电动机的功率为1.5kw
3确定电动机的转速
如图1-1（b ）所示，设n 1、n 2、n 3、n ω分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、工作轴的转速，r/min; P 1、P 2、P 3、P ω分别为Ⅰ、Ⅳ、Ⅲ轴和工作轴的输入功率，kw ；T 1、T 2、T 3和T ω分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴和工作轴的输入转矩，N ·M; i 12、i 23和i ω3分别为Ι轴至Ⅱ轴、Ⅱ轴至Ⅲ轴、Ⅲ轴至工作轴之间的传动比；η
12
、η
23
、η
ω
3分别为Ι轴至Ⅱ轴、Ⅱ轴至Ⅲ轴、Ⅲ轴至工
作轴之间的传动效率。
现按Ⅰ轴至工作轴的传动顺序进行计算如下:
1. 各轴转速
n 1=
12
m
i n n 2=
231i n =
23
12m
i n i ⨯ ⎪⎭
⎪
⎬⎫ r/min (2-3)
n 3=
ω32i n =ω
32312m
i n i i ⨯⨯ 式中：n m 为电动机满载转速，r/min 。
2. 各轴输入功率 P 1=P m
P 2= P 1 •η12
⎭
⎬⎫
kw （2-4） P 3 = P 2 •η23
P ω= P 3 •η
ω
3
式中：P m 为电动机的额定功率。
3. 各轴输入转矩 T 1=9550
1
1
n P T 2=95502
2n P ⎪⎭
⎪
⎬⎫
N ·M （2-5）
T 3=9550
33
n P T ω=9550
ω
ω
n P。