1、机械设计基础课程设计,设计题目：带式运输机传动设计,目 录,1、目的2、准备工作3、设计注意事项4、设计题目与任务5、设计步骤6、编写整理设计说明书7、准备答辩,目 的,4. 为毕业设计打基础。,1. 综合运用机械设计基础及其他先修课程的理论和实际知识，培养分析和解决实际问题的能力；,2. 学会从机器的功能要求出发， 掌握一般机械的设计方法，进行机械设计的基本技能训练；,3. 学习运用标准、规范、手册、图册和查阅科技文献资料。,准备工作,4. 认真读懂课程设计指导书。,1. 机械设计课程设计手册，机械设计基础课本，工程制图课本，机械设计基础课程设计任务和指导书;,2. 购买说明书用纸（30页左
2、右），绘图用纸A1一张，A2两张，准备一个计算用草稿本（30页左右），统一购买说明书封面和文件袋（每人一份）；,3. 借绘图仪器（图板，丁字尺）和绘图教室；,注意事项,3. 严格按照设计进度进行。,1. 在老师指导下进行，提倡独立思考、严肃认真，精益求精，坚决反对照抄照搬或知错不改；,2. 计算和画图要交叉进行，边计算，边绘图，边修改，反复修改完善设计；,21周周二周五：答辩。,课程设计进度表,19周周一：第一次布置，完成齿轮前（包括齿轮）的所有设计计算；,19周周五：上午检查完成情况，下午进行第二次布置，关于草图绘制及轴与轴承的计算；,20周周一：上午检查草图与轴与轴承的计算，下午进行第三次
3、布置，关于装配图的绘制；,20周周二-周五：绘制装配图；,20周周六21周周一：完成零件图和说明书；,一、题目 带式运输机传动设计,设计题目与任务,二、工作条件 电动机与减速器在同一基础面上。传动过程中载荷变动小，单向连续运转、单班制工作，检修期五年（每年依300天计）。,1. 工作条件,载荷变动小，单向连续运转、单班制，检修期五年小批量,2. 原始数据,查带传动的工况系数KA查齿轮传动的载荷系数K查联轴器的工况系数KA求轴承的预期寿命Lh,分配方案,单号,双号,1方案（零件图为：大带轮+高速轴）,2方案（零件图为：大齿轮+低速轴）,单号,双号,1方案（零件图为：大齿轮+低速轴）,2方案（零件
4、图为：大带轮+高速轴）,141152,142151,3. 编写设计说明书,三、设计任务,1. 设计计算,2. 设计绘图,1）选择电动机2） 分配传动比3） V带传动设计计算4） 齿轮传动设计计算5） 设计减速器中的轴并校核强度6） 选择减速器中的滚动轴承并进行轴承寿命计算7） 选择减速器中的键并校核强度8） 选择联轴器,1）一级直齿圆柱齿轮减速器装配工作图1张（A1）2）典型零件工作图2张（A2）,30页左右，将整个设计计算过程详细整理，要求层次清晰，书写整洁，插图规范。,设计步骤,一、 选择电动机,由电动机的类型、功率和转速选择电动机型号,1. 类型选择,参见机械设计课程设计手册十二章一般选
5、Y系列三相异步电动机。,2. 功率选择,带式运输机工作机构的输出功率为P工作，,考虑传动系统中各级传动机构总的效率损失总，即可求出电动机所需的功率P电计。,其中：F运输带有效拉力，N；v运输带速度m/s。,效率范围一般取中偏下值。,选定电动机应满足条件：,卷筒转速：,其中：D卷筒直径；皮带的线速度。,电机同步转速一般取1500和1000 r/min。,3. 转速选择,电机转速：,由V带传动比和齿轮传动比的推荐值估算。,确定电动机型号,选定电动机型号,注意：,在后面计算中，用的功率为P电计，转速为n满载。,二、 分配传动比及运动和动力参数计算,1. 分配传动比,3）各轴转矩,2. 运动和动力参数
6、计算,1）各轴转速,2）各轴功率,1,2,设计I 轴用,设计II 轴用,设计齿轮用,选联轴器用,注意：带轮设计后，由于V带传动比发生变化，所以要返回来重新修正功率P和转矩T的数据，修正后的数据作为齿轮计算的依据。,3. 要求：,三、 V带传动设计计算,1. 已知条件：,2. 设计步骤：教材例题(P221),思考大带轮的零件工作图，画草图（草稿纸）,条理清楚,公式代数据结果参数选择依据,4）带轮直径确定以后，应计算带传动实际传动比和大带轮转速，并以此修正减速器传动比和输入转矩。,4. 注意问题,1）计算功率 Pc=KAP电计,2） 大小带轮直径： d1d1min d2= id1 （d1、d2均取
7、标准值） d1/2H1（电机中心高） d2/2H2（减速器中心高）,不是P额定,3）求压轴力Q和带轮宽度B（带轮轮毂宽L），设计轴颈长度用，带的根数Z5,条理清楚公式代数据结果参数选择依据思考大齿轮的零件工作图，画草图（草稿纸）,四、 齿轮传动设计计算,1. 已知条件,建议按闭式软齿面传动,3. 要求,2. 设计步骤：教材例题(P175),最好不取2，取大于2的标准模数值 ，之后重新计算齿轮的分度圆直径,4. 注意问题,1）选材、热处理,3） 设计准则,2） 转矩计算,4）动力机械要求,45钢小齿轮：调质;大齿轮：正火 HBS1HBS2=50,5）计算小齿轮圆周速度 ，验算齿轮精度 确定润滑情
8、况,4）结构设计,（1）计算所有的参数和具体尺寸 m、a、B、d、da、df （保留小数点后三位） （标准化、圆整、 精确计算）,（2）注意齿轮的构造 x2.5m时，用齿轮轴 齿宽b1-b2=5-10mm,五、 轴和轴承的设计计算,通过绘制草图，完成轴的结构设计。,（一）轴与轴承,1. 拟定轴上零件装配方案：,考虑键槽影响 d1增大4-5%，圆整 建议d130mm,2. 按扭转初估轴的最小直径dmin,材料建议选45钢,C值取中（偏大）值,定位轴肩：3-5非定位轴肩：1-3直径尾数0，2，5，8第1段轴：装带轮， d1第2段轴：装轴承盖 查凸缘式轴承盖和毡圈油封可知 d2=d1+（5或10）第
9、3段轴：装轴承 d3=轴承内径(0或5结尾)第4段轴：装齿轮 d4=d3+（4-6） 查手册P163（结构，尺寸），查手册P252（零件工作图），查手册P253（齿轮轴）第5段轴：齿轮定位轴肩（轴环） d5=d4+（10-16）h=(0.07d4+3)(0.1d4+5)第6段轴：装轴承 d6=d3=轴承内径,3. 轴的径向尺寸,齿轮与轴分开时的轴结构,齿轮轴的结构,目的是定轴各段的长度。,4. 初选轴承,类型：无轴向力 查手册P64 选深沟球轴承， 先选直径系列为中系列寿命不够可增大，寿命过长可减小如：6308通过一次计算可变为6208或6408,5. 画减速器设计草图,俯视图 比例1：2 ，
10、 参考指导书P5 图2齿轮与轴承对称布置。不画联轴器，只画半联轴器孔长。,3,2,1,5,4,位置1：由l2+轴承宽度确定；位置2：由箱体内壁开始，箱体壁厚+螺栓安装尺寸（C1+C2)+凸台（35mm）+轴承盖厚度+螺栓厚+l4确定；位置3：L1比带轮轮毂宽小23mm;位置4：由l2+轴承宽度确定；位置5：自定,轴的轴向尺寸确定,7. 轴的强度计算,按弯扭强度计算（参照书上例题的计算过程）,8. 轴承的寿命计算,9. 修定轴的结构,若轴承的寿命不合适，需重新选择轴承，从而影响轴的结构，并重新校核轴的强度。,（二） 轴与轴承, C取小些 联轴器：凸缘式联轴器 a. 计算转矩 Tc=kAT2入T
11、b. d联=d1轴 cn2n,设计过程同轴,注意问题：,计算最小轴径时，除了按扭转强度计算外，另需选择联轴器，考虑联轴器的轴孔直径标准,6,5,1,2,3,4,位置1：由齿轮宽确定，L4比齿轮宽小23mm位置2：l2+轴承宽度位置3：由箱体内壁开始，箱体壁厚+螺栓安装尺寸（C1+C2)+凸台（35mm）+轴承盖厚度+螺栓厚+l4确定；位置4：由联轴器宽确定，l1比联轴器宽小23mm.位置5: L5=1.4h（参考）h轴肩高度，注意：在位置5与箱体内壁面之间最小留出2mm.位置6： l2+轴承宽度,2. 键强度不够，改用两个键，校核时按1.5个键校核。,六、 选择键并强度校核,1. 根据轴径选择
12、键的规格,5.2 设计绘图,5.2.1画图要求1）图纸：装配图1#图纸1张 1：2 零件图2#图纸2张 1：1 2）装配图：三面投影（主、俯、左视图）3）零件图：一组 轴+大带轮；二组 轴+大齿轮标足尺寸（不能标出封闭链）标具体公差 技术要求 标题栏,2图面布置： 1）装配图： 2）画图顺序： 先俯、后主、再左先主要零件，后次要零件先轴，后轴,主,俯,左,特性表,技术要求,标题栏,明细栏,25,10,10,10,俯视图,3)画主视图：找减速器中心高H2= da2+(30-50)mm+b2底座高b2=2.5大带轮直径 d2带H2凸台高度：找C1、C2，螺栓位置按轴承盖切线定凸台斜度 1：20俯视
13、图左侧按主视图定。大齿轮一侧：齿顶圆(da2)+间隙(1) +壁厚()1、查手册P158 小齿轮一侧：以任意r画圆，圆心任选。窥视孔（观察孔）不要过低，应对着齿轮啮合区。,主视图,侧视图,3箱体和附件的设计： 1）箱体： 剖分式结构，铸铁，查手册P220，P221保证润滑、密封 轴承：脂润滑dn d为轴径，n为转速。 齿轮： v12 m/s 浸油润滑， 浸油深度 1个齿高，d/6（查手册P224 图16-54） 齿顶到底面30-50mm。 密封：箱盖与箱座、螺塞、轴承盖,保证良好的铸造工艺： （拔模斜度1：20，形状简单，厚度均匀，铸造圆角等）保证良好的加工和装配工艺： 区分加工面和非加工面
14、两个轴承盖螺钉取一样大d38 螺栓对称布置 凸台地方有沉孔保证箱体支撑强度，设计加强筋。厚度查手册P223,2）附件的设计：窥视孔（观察孔）、盖： 作用：检查、注油查手册P226，P161 大小与减速器型号有关，单级直齿，中心距a250 其余自定。通气器（M20）： 作用：散热、排气 查手册P162,放油螺塞（M20）、油圈：查手册P89表711。画在最底部。油标尺（M16）：查手册P89表710。画到最底部。起盖螺钉（M12）：通常与盖、座联接螺栓直径同。查手册P228图1666定位销（10）：保证箱体轴承孔的加工精度与装配精度。尽量对角布置（距离远且不对称）。起吊装置：吊耳、吊钩 吊耳吊上
15、盖，吊钩吊整体。查手册P161表11-3、P46表3-18,4、完成装配图： 1）标注尺寸：查手册P230特征尺寸：齿轮中心距 ，手册P138表10-15配合尺寸： 齿轮与轴、带轮与轴、联轴器与轴、 轴承与轴、轴承与孔座、轴承盖与轴承孔座、键与轴及轮。查指导书P8、手册P230表16-2安装尺寸： 地脚螺栓孔中心线的定位尺寸、直径和间距， 轴伸端的配合尺寸与直径， 减速器中心高，底座凸缘厚度， 箱座底面尺寸总体尺寸：总长、宽、高 考虑安装空间，运输装箱,2）编零件序号： 3）填写明细表和标题栏 图号 1组填01 2组填02 4）写技术要求和特征表： 加深前让老师检查 周四布图，周日下午装配图完毕，周一完成零件图5、零件图： 2#图纸2张 1：1 一组 轴+大带轮；二组 轴+大齿轮,五、编写整理说明书：1、要求：步骤要清楚，字体要工整，结论要明确2、计算部分：写公式代数据写结果（注资料来源）资料编号：指导书、手册、课本 步骤、简图要齐全统一用纸，统一封面,3、内容： 目录：设计题目和任务设计计算 前面讲的7步润滑条件：齿轮 轴承 密封条件本人对设计的评价参考资料六、答辩：周三-五 草图、草稿、装配图、零件图、说明书,
