机械设计课程设计指导No.1

机械设计课程设计北京理工大学机械与车辆学院（第1次布置）一、设计目的机械设计课程设计是高等工科院校机械类本科学生第一次较全面的机械设计训练，也是机械设计课程的一个重要的实践性教学环节。其目的是：1、综合运用先修课理论，培养分析和解决工程实际问题的能力。2、学习简单机械传动装置的设计原理和过程。3、进行机械设计基本技能训练。（计算、绘图、使用技术资料）二、课程设计任务书名称：带式输送机传动装置（二级圆柱齿轮减速器）。要求：有载荷平稳,工作经常满载,原动机为电动机,齿轮单向传动,两班制工作（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,空载起动。带式输送机传动系统简图123456VD原始数据方案12345678910滚筒轴转矩T(N·m)7006706506509009501000900660900运输带速度V(m/s)0.630.750.800.850.850.900.800.700.840.75卷筒直径D(mm)300330340350360380380300360320三、设计任务量1.减速器装配图(A1)一张（手绘）2.零件图3张（CAD）3.设计说明书一份约6000～8000字（手写）四、参考资料课程设计指导书课程设计图册机械零件设计手册（含齿轮、带、轴、轴承、键的内容）机械设计（教材）五、设计步骤1、选择电动机2、传动比分配3、计算各轴的转速4、齿轮传动设计6、计算轴类零件5、验算系统误差7、绘制装配图和零件图1、选择电动机选择电动机依据：功率P，转速n1）电动机功率计算P工作机功率：Pw=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：Pd=Pw/η(kw)总效率：η=η1.η2.η3……ηnη1_________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)2)电动机转速计算n工作机转速nw：因：V=(πDn)/60*1000(m/s)故：nw=(V*60*1000)/πD(rpm)其中：V——输送机带速(m/s)D——卷筒直径(mm)电动机转速:nd=nwi总=(8~40)nw（rpm）其中：i总=8~40i总——减速器传动比(总传动比)3）选定电动机根据求出的P、n查手册。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2、传动装置总传动比的确定和分配1.确定总传动比iawmanni2.分配各级传动比21iiiiiioa减速器外传动比减速器传动比0ii(1)各级传动比应在推荐范围内选取，不得超过最大值。(3)圆锥---圆柱齿轮减速器ii25.01iiii)4.1~3.1()4.1~3.1(121或(2)展开式二级圆柱齿轮减速器分配原则:目的：（1）尺寸协调、互不干涉（2）尺寸紧凑、便于润滑i总=i减=i高*i低=nm/nwi减——减速器传动比i高——减速器内高速级传动比i低——减速器内低速级传动比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注意：1.按工作机所需电动机功率Pd计算，而不按电动机额定功率Ped计算。2.设计轴时应按其输入功率计算、设计传动零件时应按主动轴的输出功率计算3、传动装置运动、动力参数计算计算各轴的功率P、转速n和转矩T1）各轴转速电动机轴:nm（满载转速）I轴:nI=nmII轴:nII=nI/i高……2)各轴输入功率电动机轴:Pd=Pw/ŋ总I轴:PI=Pdŋ（ŋ联轴器效率）II轴:PII=PI*ŋ12ŋ12——I轴至II轴效率3)各轴扭矩T电动机轴：Td=9550*Pd/nm（Nm）I轴：TI=TdII轴：TII=TI*ŋ12*I高……计算出参数列表备用。轴号功率P扭矩T转速n传动比i电动机轴PdTdnmi=1I轴PI入PI出TI入TI出nIII轴PII入PII出TII入TII出nII4.V带传动设计1）检查带轮尺寸与传动装置外廓尺寸的相互关系，如装在电机轴上的小带轮直径与电机中心高是否对称，其轴孔直径是否与电机轴径是否一致，大带轮是否过大与机架相碰等；2）在课程设计说明书中给出设计计算方法、结论等，并绘制出带轮草图。5、齿轮传动设计1）采用斜齿圆柱齿轮闭式软齿面传动；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)β角方向确定应使中间轴的轴向力有所抵消；5）β=8-15°，Z1=20-40，Z2=iZ1求出后圆整；6）因圆整Z2时i变化了故须验算传动比误差：Δi=[（i-Z2/Z1）/i]100%≤±5%7）为使图面匀称，中心距：a高≤120，a低≤140，8）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。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）轴承和密封的选择，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。4)联轴器的选择和校核。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。7、润滑材料及齿轮、轴承的润滑方法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。8、齿轮、轴承配合的选择