黄冈师范学院课程设计
铸造车间型砂输送题目
设备的传动装备设计教学院机电工程学院
专业
班级
姓名
指导教师
2014年9月10日
目录
一．前
言………………………………………………………………………
(6)
二．电动机的选择………………………………………………………………………
(6)
三．总传动比和分配传动
比 (7)
四．运动与动力参数的计算 (8)
五．带传动的设计………………………………………………………………………
(8)
六．齿轮传动的设计计算………………………………………………………………………
10
七．减速器箱体基本尺寸设计 (12)
八．轴的设计………………………………………………………………………
(14)
九．联轴器的选择………………………………………………………………………
(19)
十．对轴承的校核………………………………………………………………………
(19)
十一．普通平键的选择及校核 (20)
十二．润滑方式与密封形式的选择 (22)
十三．设计小结………………………………………………………………………
(22)
十四．参考文献………………………………………………………………………
(23)
十五．附
图………………………………………………………………………
(24)
2014～2015学年第1学期
《机械部件设计》课程设计任务书
一、课程设计目的
课程设计是机械设计基础课程重要的实践性教学环节。课程设计的基本目的是：
1．综合运用机械设计基础和其它先修课程的知识，分析和解决机械设计问题，进一步巩固、加深和拓宽所学的知识。
2．通过设计实践，逐步树立正确的设计思想，增强创新意识和
竞争意见，熟悉掌握机械设计的一般规律，培养分析问题和解决问题的能力。
3．通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料，进行全面的机械设计基本技能的训练。
二、课程设计内容
课程设计的内容主要包括：分析传动装置的总体方案；选择电动机；传动系统计算；传动零件、轴、轴承、联轴器等的设计计算和选择；装配图和零件图设计；编写设计计算说明书。
课程设计中要求完成以下工作：
1．减速器装配图1张(A1图纸)；
2．减速器零件图2张(A3图纸)；
3．设计计算说明书1份。
附：
（一）设计数据
F(N)00 00000000
运输带速度
V(m/s)
滚筒直径D(mm)300330340350360380380300360320（二）工作条件
该传动装备单向传送，载荷有轻微冲击，空载起动，两班制工作，使用期限10年（每年按300天计算），运输带容许速度误差为5%。
（三）运动简图
（四）设计计算说明书内容
0、封面（题目、班级、姓名、学号、指导老师、时间）
1、目录（标题、页次）
2、设计任务书（装订原发的设计任务书）
3、前言（题目分析、传动方案的拟订等）
4、电动机的选择，传动系统计算（计算电动机所需的功率、选择电动机、分配各级传动比，计算各轴转速、功率和扭矩）
5、传动零件的设计计算（带传动设计计算，齿轮传动设计计算）
6、轴的设计计算及校核
7、轴承的选择和计算
8、键联接的选择和校核
9、联轴器的选择
10、箱体的设计（主要结构和设计计算及必要的说明）
11、润滑和密封的选择、润滑剂的型号及容量、减速器的附件及说明
12、设计小结（设计体会、本次设计的优缺点及改进意见等）
13、参考资料（资料的编号[ ]，作者，书名，出版单位和出版年、月）
三、进度安排
第19周周一电动机选择和机械传动系统计算、带传动的设计
计算
周二齿轮传动的设计计算、低速轴的设计
周三低速轴的校核、高速轴的设计、轴承的选择、联轴
器的选择
周四轴承的校核、普通平键的选择及校核、箱体的结构
设计、润滑方式和密封型式的选择等
周五减速器装配图的草图设计
第20周周一～周二画减速器装配图
周三画零件图
周四编写课程设计说明书；课程设计总结
周五答辩
四、基本要求
课程设计教学的基本要求是：
1．能从机器功能要求出发，分析设计方案，合理地选择电动机、传动机构和零件。
2．能按机器的工作状况分析和计算作用在零件上的载荷，合理选择零件材料，正确计算零件工作能力和确定零件主要参数及尺寸。
3．能考虑制造工艺、安装与调整、使用与维护、经济性和安全
性等问题，对零件进行结构设计。
4.绘图表达设计结果，图样符合国家制图标准，尺寸及公差标注完整、正确，技术要求合理、全面。
5.在客观条件允许的情况下，初步掌握使用计算机进行设计计算和使用计算机绘制装配图、零件图的方法。
机电基础教研室一．前言1.题目分析
运动简图
根据任务书的要求，我们得知本设计为降速传动，同时将电动机的输出的转矩升高。又由上运动简图可知，本设计中的机械为二级传动机械，其中第一级为带传动（存在一定误差），第二级为齿轮传动（精度较高，可调整误差）。故在选定电动机并计算出总传动比后要将传动比进行合理分配，以达到最佳传动效果。
2.
原始数据：
运输带的有效拉力：F=3100N 运输带的有效速度：v=2.1m/s 滚筒直径：D=300mm
二． 电动机的选择
1.
选择电动机类型：
根据任务书要求可知：本次设计的机械属于恒功率负载特性机
械，且其负载较小，故采用Y 型三相异步电动机（全封闭结构）即可达到所需要求。另外，根据此处工况，采用卧式安装。
2.
选择电动机的功率：
工作机功率：P 6.511000
Fv
kW ω=
=
工作机所需电动机输出功率：P P ω
αη
=
（η为传动总机械效率）
由任务书中的运动简图分析可知：
1η——V 带传动效率；
2η——齿轮传动的轴承效率； 3η——齿轮传动的效率；
4η——联轴器的效率； 5η——滚筒轴承的效率； 6η——滚筒效率。
查【2】表1-7得：
1234560.960.990.970.970.980.96ηηηηηη======、、、
、、。
（初选齿轮为八级精度）
则有：
2
21234560.960.990.970.970.980.960.83ηηηηηηη=?????=?????≈（减速器内部
有2对轴承，其机械效率相同，均为2η）
P 6.51
P 7.84kW 0.83
ω
αη
=
=
≈ 3.
确定电动机转速：
滚筒转速为：601000n 133.69/min v
r D
ωπ?=
≈
取V 带传动的传动比范围为：'124i =
取单级齿轮传动的传动比范围为：'235i =（工程经验） 则可得合理总传动比的范围为：'''12620i i i =?=
故电动机转速可选的范围为：'
'802.142673.8/min d
n i n r ω=?= 查【2】表12-1，得满足要求的可选用电动机转速为：970 r/min 、1460 r/min 。为了使得电动机与传动装置的性能均要求不是过高，故择中选用1460 r/min 的转速。
其初定总传动比为：1460
10.92133.69
d n i n ω=
=≈ 综上，可选定电动机型号为：Y160M-4。其相应参数列于表1：
表1.所选用电动机的相关参数。
三． 总传动比和分配传动比
1.
总传动比：由上一步算得知10.92i ≈
2.
分配传动比：由工程经验知顶分配传动比除了满足'124i =、
'235i =外，还应满足12i i ≤。故取：V 带传动比为1 2.79i =，齿轮传
动比为21
3.914i
i i ==。
四． 运动与动力参数的计算
1． 各轴转速：
Ⅰ轴：11460
523.3/min 2.79d n n r i =
==Ⅰ；Ⅱ轴：2523.3133.7/min 3.914
n n r i ===ⅠⅡ。 2． 各轴功率：
Ⅰ轴：1P =P =7.840.96=7.5264kW αη??Ⅰ；
Ⅱ轴：23P =P =7.5260.990.97=7.228kW ηη????ⅡⅠ。
3． 各轴转矩：
Ⅰ轴：P 7.5264T 9550137.35N m 523.3n =
=?=?Ⅰ
ⅠⅠ
； Ⅱ轴：P 7.228T 9550516.29N m 133.7
n =
=?=?ⅡⅡⅡ。
表2.初步计算传动参数
五．带传动的设计
a.带型号、长度、根数；
b.中心距、带轮直径、宽度；
c.安装初拉力、对轴作用力。
1．求计算功率
带轮Ⅰ（小）输入功率：7.84kW
P
=，根据任务书所述要求及所选电
α
动机（三相一步电动机，工作于16小时内（两班制），载荷变动小（带
式输送机））查【1】表13-8，得工况系数： 1.2A K =。故有
9.408P P K kW α?=C A =。
2． 选
V 带型号：
由于此处传动功率适中，考虑到成本，故选用普通V 带。根据
9.408P kW C =、1460/min n r α=查【1】图13-15，可得该交点位于A 、B
型交界处，且稍偏向B 型，故选用B 型V 带。
3． 挑小径（求大小带轮基准直径）：
查【1】表13-9可知1125d mm ≥（带轮直径不可过小，否则会使带的弯曲应力过大，降低其寿命）。查【2】表12-4得1320d mm ≤（小轮下端不可超过电动机底座，否则于地面相干涉，设计不合理）。查【1】表13-9下方1d 推荐值，稍比其最小值大即可，故取1132d mm =。 由【1】式13-9得12121460
(1)132(10.02)360.9523.3
n d d mm n ε=
-=??-≈，其中0.010.02ε=为滑动率（见【1】的211页，此取）
。 查【1】表13-9下方带轮直径推荐值，寻其最近值得
2355d mm =。虽2d 实际取之交原定只小，但实际传动比''211355
2.744
(1)123(10.02)
d i d ε=
=≈-?-，其误差
1
''
111
100% 1.65%5%i i w i -=
?≈≤，故满足误差范围。
4． 验算带速：
11
3.141591321460
10.09/601000
601000
d n v m s π??=
=
≈??，
在525/v m s =内，适合。（功率恒定时，速度越大则受力越小；但根据公式2
c qv A
δ=知，速度越大
会使带的安装初拉力及其对轴压力增大，故应适中；根据工程实践，得此范围5到25间）
5． 估中定周长及反求实中（求
V 带基长与中心距a ）:
初步估算中心距：0121.5() 1.5(132355)730.5a d d mm =+=?+=，为圆整计算，
取0750a mm =（满足120120.7()2()d d a d d +≤≤+，工程经验）。
由【1】式13-2得带长：2
1200120
()2()2344.0324d d L a d d mm a π
-=+++=，查
【1】表13-2，对于B 型带选用带长2500d L mm =。 再由【1】式13-16反求实际中心距：0
08282
d L L a a mm -≈+
=。 6． 验算小轮包角：
由【1】式13-1得：21
118057.3164.57120d d a
α-=?-
??=?≥?，合适。 7． 求
V 带根数z ：
由【1】式13-15得：0()c
L
P z P P K K α=
+?。此处111460/min,132n r d mm ==查
【1】表13-3得0 2.82P kW =；根据'' 2.744i =，查【1】表13-5得
0.46P kW ?=；由164.57α=?查【1】表13-7得0.95K α=，查【1】表13-2
得 1.03L K =。故9.408
2.93(2.820.46)0.95 1.03
z =
=+??，取整3z =根。
8． 求作用在带轮轴上的压力Q F :
查【1】表13-1得0.17/q kg m =。由【1】式13-17得
20500 2.5
(1)270.86c P F qv N zv K α
=
-+=为其安装初拉力。 作用在轴上的压力为：1
02sin
1610.452
Q F zF N α==。
9． V
带轮宽度的确定：
查【1】表13-10得B 型带轮min 190.4,11.5e f =±=，故有带轮宽度
min 2()610.8B e f =+=±，故取62B =。
表3.所设计带传动中基本参数
六． 齿轮传动的设计计算
1.
选择材料及确定许用应力：
小齿轮：初选45钢，调制处理。查【1】表11-1得知其力学性能如下：
硬度197286HBS ，接触疲劳极限Hlim 550620MPa σ=（取585计算，试其为线性变化取均值），弯曲疲劳极限FE 410480MPa σ=（取445计算）。
大齿轮：初选45钢，正火处理（当大小齿轮都为软齿面时，考虑到校齿轮齿根较薄，弯曲强度较低，且受载次数较多，故在选择材料和热处理时，一般使小齿轮齿面硬度比大齿轮高20-50HBS ）。查【1】表11-1得知其力学性能如下：
硬度156217HBS ，接触疲劳极限Hlim 350400MPa σ=（取375计算），弯曲疲劳极限FE 280340MPa σ=（取310计算）。
由表【1】11-5得：lim min 1.13, 1.3H F S S ==（一般可靠度，取值稍偏高用于
安全计算）。由此得：1
1
Hlim
lim
[]518H H MPa S σσ=
=，2
2
Hlim
lim
[]332H H MPa S σσ=
=；
1
1FE
min
[]342F F MPa S σσ=
=，2
2FE
min
[]238F F MPa S σσ=
=。
2.
按齿面接触强度设计：
根据前计算''110.92, 2.744i i ==可得齿轮传动所需传动比为
''2 3.98i =，Ⅰ轴实际转速为'532.07/min n r =Ⅰ。
设齿轮按8级精度制造，查【1】表11-3得 1.2 1.6K =(电动机，中等冲击)，此取计算。查【1】表11-6得齿宽系数为0.8 1.4d φ=（软齿面，对称分布），此取1计算。则小齿轮上转矩为：
6
651'7.5269.55109.5510 1.35110532.07P T N mm n =?=?=??Ⅰ
Ⅰ
。 查【1】表11-4取189.8E Z =（锻钢），令取 2.5H Z =，故有
：
min 96.46mm
d =
==上公式中所代2
[]H σ是为了安全计算，使得两齿轮均适用。
齿数取131z =（软齿面12440z =，硬齿面11720z =），则有
''21231 3.98123.38z z i =?=?=，取整得2123z =（满足传动比的前提下，
尽可能使两齿数互质）。
机械设计 课程设计说明书（机械设计基础） 设计题目电动绞车传动装置的设计 学院专业班级：学号： 设计人： 指导老师： 完成日期： 中南大学
目录 一、设计任务书 (1) 二、机械传动装置的总体设计 (4) 1电机的选择 (4) 2传动装置的总传动比和分配各级传动比 (5) 3传动装置的运动学和动力学计算 (6) 三、传动装置主要零件的设计、润滑选择 (7) 1闭式齿轮传动 (7) 2开式齿轮传动 (9) 3开式齿轮传动 (11) 4轴的设计 (12) 5轴承的选择 (16) 6键的选择 (18) 7联轴器的选择 (19) 8附件选择 (19) 9润滑与密封 (21) 10箱体各部分的尺寸 (21) 四、设计总结 (23) 五、参考文献 (24)
设计计算及说明结果及依据 一、设计任务书 1 题目 电动绞车传动装置的设计 2 传动简图 3 原始数据： 表一原始数据 项目数据 运输带曳引力 F（KN）30 运输带速度 v(m/s) 0.25 滚筒直径 D（mm）350 4设计目的 （1）培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用机 械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进 行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展了 相关机械设计方面的知识； （2）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计， 使我们掌握了一般机械设计的程序和方法，树立正确的工 程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创 新能力； （3）另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相 关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理、计算机辅助
设计方面的能力。 5设计内容 （1） 传动装置的总体设计； （2） 传动装置主要零件的设计、润滑选择； （3） 减速器装配图的设计； （4） 零件工作图的设计； （5）设计计算说明书的编写。 二 机械传动装置的总体设计 1 电机的选择 1.1 电机类型的选择 选择Y 系列三相异步电动机。 1.2 额定功率的确定 电动机所需功率为 η w d P P = KW P w ：工作机构所需功率； η：从电动机到工作机的传动总效率； KW 5.71000 Fv P w == F ：工作机牵引力，30kN ； V ：工作机的线速度，0.25m/s ； η=η联×η3轴承×η闭式齿轮×η2开式齿轮 ×η滚筒 =0.992×0.993×0.97×0.952×0.98 =0.826 从课程设计书p7表2-4查得联轴器、轴承、齿轮、链和滚筒的效率值。则 KW 082.9826 .05 .7P d == 额定功率值d ed P P ≥。 w P =KW 5.7 课程设计 表2-4 KW 082.9P d =
7-1何谓蜗杆传动的主平面？在主平面内，蜗杆传动的参数有何意义？ 答：通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的中间平面称为主平面。 在主平面内，蜗杆蜗轮的啮合关系相当于齿条与齿轮的传动。在蜗杆传动的设计计算中，均取主平面的参数和几何尺寸为基准，并沿用齿轮传动的计算关系。主平面内蜗杆的参数为轴面参数，蜗轮的参数为端面参数。 7-2 何谓蜗杆传动的滑动速度？它对效率有何影响？ 答：蜗杆传动时，蜗杆齿面啮合点相对蜗轮齿面的啮合点间的相对速度称为蜗杆传动的滑动速度。滑动速度越大，传动的效率越低。 7-3 蜗杆热平衡计算的前提条件是什么？但热平衡不满足要求时，可采取什么措施？ 答：热平衡计算的前提条件是：使蜗杆传动单位时间内产生的热量与散发热量相等。当热平衡条件不满足时，可采取以下措施：1.在箱体外表面铸出或焊上散热片，以增加散热面积；2.在蜗杆轴端安装风扇，加速空气流动，提高散热能力；3.在箱体油池中安装蛇形冷却水管，利用循环水冷却；4.用压力喷油的方法进行循环润滑，并达到散热目的。 7-4答案略。 7-5图示为一提升机构传动简图，已知电动机轴的转向（图中n1）及重物的运行方向（图中v）。试确定：（1）蜗杆的旋向；（2）各啮合点上的受力方向。 习题7-5图 答：（1）蜗杆为右旋。（2）各传动件的转动方向如图所示。锥齿轮啮合处，圆周力的方向垂直向外；蜗轮处，根据所需蜗轮到转动方向，圆周力的方向与转向相同，如图；蜗轮所受圆周力的方向为蜗杆轴向力的反向，利用“左右手定则”，判断出蜗杆旋向为右旋。
7-6 图示为蜗杆－斜齿轮传动，为使轴Ⅱ上的轴向力抵消一部分，斜齿轮3的旋向应如何？画出蜗轮及斜齿轮3上轴向力的方向。 答：斜齿轮3的旋向应为左旋。 蜗轮轴向力水平向左，齿轮3的轴向力水平向右 习题7-6答案
1、设计任务书 1.1 设计题目 1.2 工作条件 1.3 技术条件 2、传动装置总体设计 2.1 电动机选择 2.2 分配传动比 2.3 传动装置的运动和动力参数计算 3、传动零件设计计算以及校核 3.1 减速器以外的传动零件设计计算 3.2 减速器内部传动零件设计计算 4、轴的计算 4.1 初步确定轴的直径 4.2 轴的强度校核 5、滚动轴承的选择及其寿命验算 5.1 初选滚动轴承的型号 5.2 滚动轴承寿命的胶合计算 6、键连接选择和验算 7、连轴器的选择和验算 8、减速器的润滑以及密封形式选择 9、参考文献
1.1设计题目 设计胶带传输机的传动装置 1.2工作条件 1.3技术数据 2.传动装置总体设计 2.1电动机的选择 2.1.1选择电动机系列 根据工作要求及工作条件应选用三相异步电动机，封闭自扇冷式结构，电压380伏，丫系列电动机 2.1.2选择电动机的功率 (1) 卷筒所需有效功率 0 .7901FV P w 1000 1600 1.6 1000 2 .56 kw P w 2.56kw (2) 传动总效率 根据表4.2-9确定各部分的效率： 弹性联轴器效率 一对滚动轴承效率 闭式齿轮的传动效率开式滚子链传动效率一对滑动轴承的效传动滚筒的效率n 1=0.99 n 2=0.98 n 3=0.97 (8 级) n 4=0.92 n 5=0.97 n 6=0.96 0.99 0.99 20.97 0.90 0.97 0.96 0.7901
(3) 所需的电动机的功率 按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭自扇冷式 结构，电压380V, 丫系列。 查表2.9-1可选的丫系列三相异步电动机 Y160M1-8型，额定 F 0 4kw ，或选 Y132M2-6型，额定 P 0 4kw 。 满足P 。 P r 2.1.3确定电动机转速 传动滚筒转速 现以同步转速为 丫132S-4型(1500r/min ) 及丫132M2-6 型(1000r/min )两种方案比较，查得电动机数据 万案 号 电动机型 号 额定功 率(kW) 同步转 速 (r/mi n) 满载转 速 (r/mi n) 电动机 质量/kg 总传动 比 1 Y160M1-8 4 750 720 73 7.54 2 Y132M2-6 4 1 .05 比较两种方案，方案2选用的电动机使总传动比较大。为使传 动装置结构紧凑，选用方案1。电动机型号为丫160M1-&由表 2.9-2查得其主要性能数据列于下表 电动机额定功率P o /kW 4 电动机满载转速n 0/(r/min) 720 电动机轴伸直径D/mm 42 电动机轴伸长度E/mm 110 电动机中心高H/mm 160 堵转转矩/额定转矩 2.0 P r P w 2.56 0.7901 3.24Kw Pr=3.24kw 60v D 60 1.6 95.5r / min
机械设计基础练习题A 一、选择题 1. 非周期性速度波动。 A. 用飞轮调节 B. 用调速器调节 C. 不需要调节 D. 用飞轮和调速器双重调节 2. 渐开线标准齿轮的根切现象，发生在。 A. 模数较大时 B. 模数较小时 C. 齿数较少时 D. 齿数较多时 3. 标准斜齿圆柱齿轮传动中，查取齿形系数Y F数值时，应按。 A. 法面模数m n B. 齿宽b C. 实际齿数Z D. 当量齿数Z v 4.带传动的打滑现象首先发生在。 A．大带轮上 B．小带轮上 C．主动轮上 D．从动轮上 5. 带传动在工作时产生弹性滑动，是由于。 A. 包角α1太小 B. 初拉力F0太小 C. 紧边与松边拉力不等 D. 传动过载 6. 在一定转速下、要减轻滚子链传动的不均匀性和动载荷，应该。 A. 增大节距P和增加齿数Z1 B. 增大节距P和减小齿数Z1 C. 减小节距P和减小齿数Z1 D. 减小节距P和增加齿数Z1 7. 转轴弯曲应力σb的应力循环特性为。 A. r=－1 B. r=0 C. r= +1 D. －1 第6章圆柱齿轮传动 6.1 齿轮传动的特点、应用和分类 6.1.1齿轮传动的特点 齿轮传动用来传递任意两轴间的运动和动力，其圆周速度可达到300m/s，传递功率可达105KW，齿轮直径可从不到1mm到150m 以上，是现代机械中应用最广的一种机械传动。 齿轮传动与带传动相比主要有以下优点： （1）传递动力大、效率高； （2）寿命长，工作平稳，可靠性高； （3）能保证恒定的传动比，能传递任意夹角两轴间的运动。 齿轮传动与带传动相比主要缺点有： （1）制造、安装精度要求较高，因而成本也较高； （2）不宜作远距离传动。 6.1.2齿轮传动的类型 6.2 渐开线的形成原理及其基本性质 6.2.1 渐开线的形成 直线BK沿半径为rb的圆作纯滚动时，直线上任一点K 的轨迹称为该圆的渐开线。该圆称为渐开线的基圆。 --- 渐开线上rb --- 基圆半径；BK --- 渐开线发生线； k K点的展角 6.2.2 渐开线的性质 （1）发生线沿基圆滚过的线段长度等 于基圆上被滚过的相应弧长。 由于发生线BK在基圆上作纯滚动，故 （2）渐开线上任意一点法线必然与基 圆相切。换言之，基圆的切线必为渐开 线上某点的法线。 因为当发生线在基圆上作纯滚动时，它 与基圆的切点B是发生线上各点在这 一瞬时的速度瞬心，渐开线上K点的轨 迹可视为以B点为圆心，BK为半径所 作的极小圆弧，故B点为渐开线上K 点的曲率中心，BK为其曲率半径和K点的法线，而发生线始终相切于基圆，所以渐开线上任意一点法线必然与基圆相切。（3）渐开线齿廓上某点的法线与该点的速度方向所夹的锐角称为该点的压力角。 （4）渐开线的形状只取决于基圆大小。 基圆愈小，渐开线愈弯曲；基圆愈大，渐开线愈平直。当基圆半径为无穷大，其渐开线将成为一条直线。 （5）基圆内无渐开线。 6.2.3 渐开线方程 建立渐开线方程式前，我们先了解一下渐开线压力角的概 念： 《机械设计基础》 课程设计 船舶与海洋工程2013级1班第3组 组长:xxx 组员:xxx xxx xxx 二〇一五年六月二十七日 《机械设计基础》课程设计 说明书 设计题目: 单级蜗轮蜗杆减速器 学院:航运与船舶工程学院 专业班级: 船舶与海洋工程专业一班 学生姓名: xxx 指导老师: xxx 设计时间: 2015-6-27 重庆交通大学航运与船舶工程学院2013级船舶与海洋工程 《机械设计基础》课程设计任务书 1、设计任务 设计某船舶锚传动系统中的蜗杆减速器及相关传动。 2、传动系统参考方案(见下图) 锚链输送机由电动机驱动。电动机1通过联轴器2将动力传入单级蜗杆减速器3,再通过联轴器4,将动力传至输送锚机滚筒5,带动锚链6工作。 锚链输送机传动系统简图 1——电动机;2——联轴器;3——单级蜗杆减速器; 4——联轴器;5——锚机滚筒;６——锚链 3、原始数据 设锚链最大有效拉力为F(N)=3000 N,锚链工作速度为v=0、6 m/s,锚链滚筒直径为d=280 mm。 4、工作条件 锚传动减速器在常温下连续工作、单向运动;空载起动,工作时有中等冲击;锚链工 作速度v的允许误差为5%;单班制(每班工作8h),要求减速器设计寿命8年,大修期为3年,小批量生产;三相交流电源的电压为380/220V。 5、每个学生拟完成以下内容 (1)减速器装配图1张(A1号或A0号图纸)。 （2）零件工作图2~3张(如齿轮、轴或蜗杆等)。 (3)设计计算说明书1份(约6000~8000字)。 目录 1、运动学与动力学的计算 0 2、传动件的设计计算 (4) 3、蜗杆副上作用力的计算 (7) 4、减速器箱体的主要结构尺寸 (8) 5、蜗杆轴的设计计算 (9) 6 、键连接的设计 (13) 7、轴及键连接校核计算 (13) 8、滚动轴承的寿命校核 (17) 9、低速轴的设计与计算 (17) 10、键连接的设计 (20) 11、润滑油的选择 (21) 12、附件设计 (21) 13、减速器附件的选择 (22) 参考文献: (23) A 卷 一、简答与名词解释(每题5分，共70分) 1. 简述机构与机器的异同及其相互关系 答. 共同点：①人为的实物组合体；②各组成部分之间具有确定的相对运动；不同点：机器的主要功能是做有用功、变换能量或传递能量、物料、信息等；机构的主要功能是传递运动和力、或变换运动形式。相互关系：机器一般由一个或若干个机构组合而成。 2. 简述“机械运动”的基本含义 答. 所谓“机械运动”是指宏观的、有确定规律的刚体运动。 3. 机构中的运动副具有哪些必要条件？ 答. 三个条件：①两个构件；②直接接触；③相对运动。 4. 机构自由度的定义是什么？一个平面自由构件的自由度为多少？ 答. 使机构具有确定运动所需输入的独立运动参数的数目称机构自由度。平面自由构件的自由度为3。 5. 机构具有确定运动的条件是什么？当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况？ 答. 机构具有确定运动条件：自由度＝原动件数目。原动件数目<自由度，构件运动不确定；原动件数目>自由度，机构无法运动甚至构件破坏。 6. 铰链四杆机构有哪几种基本型式？ 答. 三种基本型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。 7. 何谓连杆机构的压力角、传动角？它们的大小对连杆机构的工作有何影响？以曲柄为原动件的偏置曲柄滑块机构的最小传动角min γ发生在什么位置？ 答. 压力角α：机构输出构件（从动件）上作用力方向与力作用点速度方向所夹之锐角；传动角γ：压力角的余角。α＋γ≡900。压力角（传动角）越小（越大），机构传力性能越好。偏置曲柄滑块机构的最小传动角γmin 发生在曲柄与滑块移动导路垂直的位置 8. 什么是凸轮实际轮廓的变尖现象和从动件（推杆）运动的失真现象？它对凸轮机构的工作有何影响？如何加以避免？ 答. 对于盘形凸轮，当外凸部分的理论轮廓曲率半径ρ与滚子半径r T 相等时：ρ=r T ，凸轮实际轮廓变尖（实际轮廓曲率半径ρ’=0）。在机构运动过程中，该处轮廓易磨损变形，导致从动件运动规律失真。增大凸轮轮廓半径或限制滚子半径均有利于避免实际轮廓变尖现象的发生。 9. 渐开线齿廓啮合有哪些主要特点？ 答. ①传动比恒定；②实际中心距略有改变时，传动比仍保持不变（中心距可分性）；③啮合过程中，相啮合齿廓间正压力方向始终不变（有利于传动平稳性）。 10. 试说明齿轮的分度圆与节圆、压力角与啮合角之间的区别，什么情况下会相等（重合）？ 答. 分度圆：模数和压力角均取标准值得圆定义为齿轮分度圆；每个齿轮均有一个分度圆；节圆：一对齿轮啮合时、两个相切并相对作纯滚动的圆定义为节圆。只有当一对齿轮啮合时节圆才存在。 压力角：指分度圆上的标准压力角（常取200 ）；啮合角：一对齿轮啮合时，节圆上 第七章 1．轮系的分类依据是什么？ 轮系在运转过程中各轮几何轴线在空间的相对位置关系是否变动 2．怎样计算定轴轮系的传动比？如何确定从动轮的转向？ 定轴轮系的传动比等于组成轮系的各对齿轮传动比的连乘积，也等于从动轮齿数的连乘积与主动轮齿数的连乘积之比。对于首末两轮的轴线相平行的轮系，其转向关系用正、负号表示。还可用画箭头的方法来确定齿轮的转向 3．定轴轮系和周转轮系的区别有哪些? 定轴轮系是指在轮系运转过程中，各个齿轮的轴线相对于机架的位置都是固定的。周转轮系是指在轮系运转过程中，其中至少有1个齿轮轴线的位置不固定，而是绕着其他齿轮的固定轴线回转 4．怎样求混合轮系的传动比？分解混合轮系的关键是什么？如何划分？ 在计算复合轮系时，首要的问题是必须正确地将轮系中的各组成部分加以划分。而正确划分的关键是要把其中的周转轮系部分找出来。周转轮系的特点是具有行星轮和行星架，所以要找到轮系中的行星轮，然后找出行星架（行星架往往是由轮系中具有其他功用的构件所兼任）。每一行星架，连同行星架上的行星轮和行星轮相啮合的太阳轮就组成一个基本的周转轮系，当周转轮系一一找出之后，剩下的便是定轴轮系部分了 5．轮系的设计应从哪些方面考虑? 考虑机构的外廓尺寸、效率、重量、成本等。根据工作要求和使用场合合理地设计对应的轮系。 6．如图7-32所示为一蜗杆传动的定轴轮系，已知蜗杆转速n1 = 750 r/min，z1 = 3，z2 = 60，z3 = 18，z 4 = 27，z5 = 20，z6 = 50。试用画箭头的方法确定z6的转向，并计算其转速。 答：齿轮方向向左，n6=75r/min 7．如图7-33示为一大传动比的减速器，z1 = 100，z2 = 101，z2 = 100，z3 = 99。求：输入件H对输出件1的传动比i H1。 6-1 齿轮啮合传动应满足哪些条件？ 答：齿轮啮合传动应满足：1.两齿轮模数和压力角分别相等；2.12 1≥= p B B b ε，即实际啮 合线B 1 B 2大于基圆齿距p b 。3. 满足无侧隙啮合，即一轮节圆上的齿槽宽与另一轮节圆上的齿厚之差为零。 6-2 齿轮的失效形式有哪些？采取什么措施可减缓失效？ 答：1.轮齿折断。设计齿轮传动时，采用适当的工艺措施，如降低齿根表面的粗糙度，适当增大齿根圆角、对齿根表面进行强化处理（如喷丸、辗压等）以及采用良好的热处理工艺等，都能提高轮齿的抗折断能力。 2.齿面点蚀。可采用提高齿面硬度，降低表面粗糙度，增大润滑油粘度等措施来提高齿面抗点蚀能力。 3.齿面磨损。减小齿面粗糙度、保持良好的润滑、采用闭式传动等措施可减轻或避免磨粒磨损。 4.齿面胶合。可适当提高齿面硬度及降低表面粗糙度，选用抗胶合性能好的材料，使用时采用粘度较大或抗胶合性较好的润滑油等。 5.塑性变形。为减小塑性变形，应提高轮齿硬度。 6-3 现有4个标准齿轮：m 1=4mm ，z 1=25；m 2=4mm ，z 2=50；m 3= 3mm ，z 3=60；m 4=2.5mm ，z 4=40。试问：（1）哪两个齿轮的渐开线形状相同？（2）哪两个齿轮能正确啮合？（3）哪两个齿轮能用同一把滚刀加工？这两个齿轮能否改成同一把铣刀加工？ 答：1.根据渐开线性质4，渐开线的形状取决于基圆半径，基圆半径 ααc o s 2 c o s r mz r b ==。当两齿轮基圆半径相等时，其齿廓形状相同。 98.46cos 2 cos 1 1 11 r == =ααz m r b 97.93cos 2 cos 21 2 22r ===ααz m r b 38.56cos 2 cos 3 3 31b3 r == =ααz m r 98.46cos 2 cos 4 4 44r == =ααz m r b 因此，齿轮1和4渐开线形状相同。 2.两个齿轮能正确啮合条件是两齿轮模数和压力角分别相等。因此，齿轮1和2能够正确啮合。 3.齿轮利用滚刀加工时，只要齿数和压力角相等，齿轮都可用同一把刀具加工。因此，齿轮1和2可用同一把刀具加工。 不能。铣刀加工齿轮为仿形法。需渐开线形状相同。 6-4 什么是软齿面和硬齿面齿轮传动？设计准则是什么？ 答：软齿面齿轮齿面硬度≤350HBS ，应齿面齿轮齿面硬度＞350HBS 。其设计准则分别为： <<机械设计基础课程设计>> 说明书 机械制造及自动化专业 Jixie zhizao ji zidonghua zhuanye 机械设计基础课程设计任务书2 Jixie sheji jichu kecheng sheji renwu shu 2 姓名:x x x 学号: 班级:09级机电1班 指导教师:x x x 完成日期:2010/12/12 机械制造及自动化专业 机械设计基础课程设计任务书2 学生姓名：班级：学号： 一、设计题目：设计一用于带式运输机上的单级圆锥齿轮减速器 给定数据及要求 已知条件：运输带工作拉力F=4kN；运输带工作速度v=1.2m/s（允许运输带速度误差为±5%）；滚筒直径D=400mm；两班制，连续单向运转，载荷较平稳。环境最高温度350C；小批量生产。 二、应完成的工作 1.减速器装配图1张； 2.零件工作图1张（从动轴）； 3.设计说明书1份。 系主任：科室负责人：指导教师： 前言 这次设计是由封闭在刚性壳内所有内容的齿轮传动是一独立完整的机构。通过这一次设计可以初步掌握一般简单机械的一套完整设计及方法，构成减速器的通用零部件。 这次设计主要介绍了减速器的类型作用及构成等，全方位的运用所学过的知识。如：机械制图，金属材料工艺学公差等已学过的理论知识。在实际生产中得以分析和解决。减速器的一般类型有：圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器、齿轮-蜗杆减速器，轴装式减速器、组装式减速器、联体式减速器。 在这次设计中进一步培养了工程设计的独立能力，树立正确的设计思想，掌握常用的机械零件，机械传动装置和简单机械设计的方法和步骤，要求综合的考虑使用经济工艺性等方面的要求。确定合理的设计方案。 一、计算图所示振动式输送机的自由度。 解：原动构件1绕A 轴转动、通过相互铰接的运动构件2、3、4带动滑块5作往复直线移动。构件2、3和4在C 处构成复合铰链。此机构共有5个运动构件、6个转动副、1个移动副，即n ＝5，l p ＝7，h p ＝0。则该机构的自由度为 F =h l p p n --23=07253-?-?=1 二、在图所示的铰链四杆机构中，设分别以a 、b 、c 、d 表示机构中各构件的长度，且设a ＜d 。如 果构件AB 为曲柄，则AB 能绕轴A 相对机架作整周转动。为此构件AB 能占据与构件AD 拉直共线 和重叠共线的两个位置B A '及B A ''。由图可见，为了使构件AB 能够转至位置B A '，显然各构件的长 度关系应满足 c b d a +≤+ （3-1） 为了使构件 AB 能够转至位置B A ''，各构件的长度关系应满足 c a d b +-≤)(或b a d c +-≤)( 即c d b a +≤+ （3-2） 或b d c a +≤+ （3-3） 将式(3-1)、(3-2)、(3-3)分别两两相加，则得 c a ≤ b a ≤ d a ≤ 同理，当设a ＞d 时，亦可得出 c b a d +≤+ b a b d +≤+ b a c d +≤+ 得c d ≤b d ≤a d ≤ 分析以上诸式，即可得出铰链四杆机构有曲柄的条件为： （1）连架杆和机架中必有一杆是最短杆。 （2）最短杆与最长杆长度之和不大于其他两杆长度之和。 上述两个条件必须同时满足，否则机构中便不可能存在曲柄，因而只能是双摇杆机构。 通常可用以下方法来判别铰链四杆机构的基本类型： （1）若机构满足杆长之和条件，则： ① 以最短杆为机架时，可得双曲柄机构。 第2章平面连杆机构 2.1平面连杆机构的特点和应用 连杆机构是由若干刚性构件用低副连接组成的机构，又称为低副机构。在连杆机构中，若各运动构件均在相互平行的平面内运动，称为平面连杆机构；若各运动构件不都在相互平行的平面内运动，则称为空间连杆机构。 平面连杆机构被广泛应用在各类机械中，之所以广泛应用，是因为它有较显著的优点：（1）平面连杆机构中的运动副都是低副，其构件间为面接触，传动时压强较小，便于润滑，因而磨损较轻，可承受较大载荷。 （2）平面连杆机构中的运动副中的构件几何形状简单（圆柱面或平面），易于加工。且构件间的接触是靠本身的几何约束来保持的，所以构件工作可靠。 （3）平面连杆机构中的连杆曲线丰富，改变各构件的相对长度，便可使从动件满足不同运动规律的要求。另外可实现远距离传动。 平面连杆机构也存在一定的局限性，其主要缺点如下： （1）根据从动件所需要的运动规律或轨迹设计连杆机构比较复杂，精度不高。 （2）运动时产生的惯性力难以平衡，不适用于高速的场合。 （3）机构中具有较多的构件和运动副，则运动副的间隙和各构件的尺寸误差使机构存在累积误差，影响机构的运动精度，机械效率降低。所以不能用于高速精密的场合。 平面连杆机构具有上述特点，所以广泛应用于机床、动力机械、工程机械等各种机械和仪表中。如鹤式起重机传动机构（图2-1），摇头风扇传动机构（图2-2）以及缝纫机、颚式破碎机、拖拉机等机器设备中的传动、操纵机构等都采用连杆机构。 图2-1鹤式起重机图2-2 摇头风扇传动机构 2.2平面连杆机构的类型及其演化 2.2.1 平面四杆机构的基本形式 全部用转动副组成的平面四杆机构称为铰链四杆 机构，如图2-3所示。机构的固定件4称为机架；与 机架相联接的杆1和杆3称为连架杆；不与机架直接 联接的杆2称为连杆。能作整周转动的连架杆，称为 曲柄。仅能在某一角度摆动的连架杆，称为摇杆。按 照连架杆的运动形式，将铰链四杆机构分为三种基本 型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。 1．曲柄摇杆机构 两连架杆中一个为曲柄而另一个为摇杆的机构。当曲柄为原动件时，可将曲柄的连续转动转变为摇杆的往复摆动，如图2-4中的搅拌机构；反之，当摇杆为原动件时，可将摇杆的往复摆动转变为曲柄的整周转动，如图2-5所示的缝纫机踏板。 图2-4 搅拌机 图2-5 缝纫机脚踏板机构 2．双曲柄机构 两连架杆均为曲柄的四杆机构为双曲柄机构。通常一个曲柄作等速转动，另一个曲柄作等速或变速转动，图2-6惯性筛驱动机构和图2-7机动车辆机构均为双曲柄机构。惯性筛驱动机构中，主动曲柄AB 等速回转一周时，曲柄CD 变速回转一周，使筛子EF 具有较大变 图2-6 惯性筛驱动机构 图2-7 机动车辆机构 图2-3 铰链四杆机构 南京工业大学 机械设计基础课程设计计算说明书 设计题目 系（院） 班级 设计者 指导教师 年月日 目录 1：课程设计任务书。。。。。。。。。。。。。。。。。1 2：课程设计方案选择。。。。。。。。。。。。。。。。2 3：电动机的选择。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 4：计算总传动比和分配各级传动比。。。。。。。。。。4 5:计算传动装置的运动和动力参数。。。。。。。。。。。5 6：减速器传动零件的设计与计算 （1）V带的设计与计算。。。。。。。。。。。。。。8 （2）齿轮的设计与计算。。。。。。。。。。。。。。13 （3）轴的设计与计算。。。。。。。。。。。。。。。17 7：键的选择与校核。。。。。。。。。。。。。。。。。26 8：联轴器的设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。28 9：润滑和密封。。。。。。。。。。。。。。。。。。。29 10：铸铁减速器箱体主要结构设计。。。。。。。。。。。30 11：感想与参考文献。。。。。。。。。。。。。。。。。32 一、设计任务书 ①设计条件 设计带式输送机的传动系统，采用带传动和一级圆柱出论减速器 ②原始数据 输送带有效拉力F＝5000N 输送带工作速度V＝1.7m/s 输送带滚筒直径d＝450mm ③工作条件 两班制工作，空载起动载荷平稳，常温下连续（单向）运转，工作环境多尘；三相交流电源，电压为380/220V。 ④使用期限及检修间隔 工作期限：8年，大修期限：4年。 二．传功方案的选择 带式输送机传动系统方案如图所示：（画方案图） 带式输送机由电动机驱动。电动机1将动力传到带传动2，再由带传动传入一级减速器3，再经联轴器4将动力传至输送机滚筒5，带动输送带6工作。传动系统中采用带传动及一级圆柱齿轮减速器，采用直齿圆柱齿轮传动。 1.一队外啮合齿轮标准直齿圆柱挂齿轮传动，测得其中心距为160mm.两齿轮的齿数分 别为Z 1=20，Z 2 =44，求两齿轮的主要几何尺寸。 2.设计一铰链四杆机构，已知其摇杆CD的长度为50mm，行程速比系数K=1.3。 3.有一对标准直齿圆柱齿轮，m=2mm，α=200，Z=25，Z 2=50，求（1）如果n 1 =960r/min， n 2 =？（2）中心距a=？（3）齿距p=？ 4.一对标准直齿圆柱齿轮传动，已知两齿轮齿数分别为40和80，并且测得小齿轮的齿顶圆直径为420mm，求两齿轮的主要几何尺寸。 5.某传动装置中有一对渐开线。标准直齿圆柱齿轮（正常齿），大齿轮已损坏，小齿 轮的齿数zz 1=24，齿顶圆直径d a1 =78mm, 中心距a=135mm, 试计算大齿轮的主要几何尺 寸及这对齿轮的传动比。 6.图示轮系中，已知1轮转向n1如图示。各轮齿数为：Z1=20，Z2=40，Z3= 15，Z4=60，Z5=Z6= 18，Z7=1（左旋蜗杆），Z8 =40，Z9 =20 。若n1 =1000 r/min ，齿轮9的模数m =3 mm，试求齿条10的速度v10 及其移动方向（可在图中用箭头标出）。 7.已知轮1转速n1 =140 r/min，Z1=40， Z 2 =20。求： （1）轮3齿数 Z3； （2）当n3 = -40 r/min时，系杆H的转速 n H 的大小及方向； （3）当n H= 0 时齿轮3的转速n3。 8.一轴由一对7211AC的轴承支承，F r1=3300N, F r2 =1000N, F x =900N, 如图。试求两轴 承的当量动载荷P。(S=0.68Fr e=0.68 X=0.41,Y=0.87) 9．已知一对正确安装的标准渐开线正常齿轮的ɑ=200，m=4mm，传动比i 12 =3，中心距 a=144mm。试求两齿轮的齿数、分度圆半径、齿顶圆半径、齿根圆半径。 10.设计一铰链四杆机构。已知摇杆CD的长度为75mm,行程速比系数K=1.5,机架长度为100mm,摇杆的一个极限位置与机架的夹角为450。 11.设计一对心直动滚子从动件盘形凸轮。已知凸轮基圆半径r b =40mm,滚子半径r=10mm,凸轮顺时针回转，从动件以等速运动规律上升，升程为32mm，对应凸轮推程角为120°；凸轮继续转过60°，从动件不动，凸轮转过剩余角度时，从动件等速返回。 12.已知轮系中各齿轮的齿数分别为Z 1=20、Z 2 =18、 Z 3 =56。求传动比i 1H 。 13.图示轮系，已知Z 1=30，Z 2 =20，Z 2 `=30，`Z 3 =74，且已知n 1 =100转/分。试求n H 。 第2章平面机构运动简图及自由度计算 机械是替代人类完成各项体力劳动甚至脑力劳动的执行者。在各种新型机械的设计初期，首先需要采用机械系统运动简图来对比各种运动方案及工作原理，一边从中选出最佳的设计方案。然后再按照运动要求确定及其各组成构件的主要尺寸，按照强度条件和工作情况确定机构个部分的详细结构尺寸。机械系统的运动简图设计是设计机械产品十分重要的内容，正确、合理地设计机械系统简图，对于满足机械产品的功能要求，提高性能和质量，降低制造成本和使用费用等是十分重要的。 机械系统要完成比较复杂的运动，一般都需要将若干个机构根据机械系统的运动协调配合的要求组合起来，因此机械系统的运动简图也是机构系统的运动简图。机械系统的运动简图是用规定的符号，绘出能准确表达机构各构件之间的相对运动关系及运动特征的简单图形。 一般某机构可分为平面机构和空间机构。平面机构是指各运动构件均在同意平面或相互平行平面内运动的机构。空间机构是指虽有的机构不完全是相互平行的平面内运动的机构。本章将着重介绍机构的结构分析。 第一节机构的组成 构件 任何机器都是由若干个零件组装而成的。构件是指组成机械的各个相对运动的单元。构件 和零件的概念是有区别的。构件是机械中的运动单元体，零件则是机械中不可拆分的制造单元 体。构件可以是一个零件，也可以是由两个或两个以上的零件组成。如图2-1所示的内燃机中的连杆就是由单独加工的连杆体、轴套、连杆头、轴瓦、螺杆、螺母等零件组成的，这些零件分别加工制造，但是当它们装配成连杆后则作为一个整体在发动机内部作往复运动 相互之间并不产生相对运动，因此连杆可以看做一个构件。 因此，从运动角度来看，任何机器都是许多独立运动单元组合而成的，这些独立运动单元体称为构件。从加工制造角度来看，任何机器都是由许多独立制造单元体组合而成的，这些独立制造单元体称为零件。通常，为了完成同一使命而在结构上组合在一起并协同工作的零件称为部件，如联轴器、减速器等。 通常，单个构件在和其他构件相互连接之前，在空间范围内可以产生6个相互独立的运动，即沿X, Y. Z轴方向的3个移动以及绕X, Y. Z轴的3个转动，如图2-2(a)所示。可以认为，一个构件在三维空间内有6个自由度。很显然，对于二维空间内的构件，在与其他构件连接之前有3个目由度。如图2-2（b）所示，构件1具有3个相互独立的运动，即沿X 轴、Y轴方向的两个移动以及绕垂直于运动平面XOY轴线的一个转动，其他的运动形式都由这三种运动的叠加而成。 2.运动副 事实上，在任何机器或机构内，构件和构件之间是以一定的方式相互连接的，机构中各个构件之间必须有确定的相对运动。因此，构件的连接既要使两个构件直接接触，又能产生一定的相对运动，这种直接接触的、可以产生相对运动的活动连接称为运动副。两构件上直接参与接触构成运动副的部分称为运动副元素。例如，内燃机中活塞与汽缸之间的连接，它们既相互接触，同时又允许活塞在气缸内部往复移动，这种活动连接就是运动副。可见构成运动副需要具备两个要素:两构件间的直接接触和相对运动。 如前所述，一个构件在平面内有3个自由度。显然，当构件与另一个构件形成运动副后，另一个构件会对该构件的运动形式附加一定的约束，也就是原有构也就是原有构件将失去一 机械设计基础课程设计 计算说明书 设计题目：一级圆柱齿轮减速器学院：材料学院 班级： 学号： 设计者： 指导教师：姜勇 日期：2014年7月 目录 一．设计任务书 (1) 二．传动系统方案的拟定 (1) 三．电动机的选择 (1) 四．传动比的分配 (2) 五．传动系统的运动和动力参数计算 (3) 六．传动零件的设计计算 (4) 七．减速器轴的设计 (8) 八．轴承的选择与校核 (15) 九．键的选择与校核 (17) 十．联轴器的选择 (19) 十一．减速器润滑方式，润滑剂及密封装置 (19) 十二．箱体结构的设计 (20) 十三．设计小结 (22) 十四．参考文献 (23) 设计与计算过程演示 结果 一、设计任务书 1、设计任务 设计带式输送机的传动系统，采用带传动和一级圆柱齿轮减速器。软齿面、按照工作机 功率计算。 2、原始数据 输送带轴所需扭矩 τ=670Nm 输送带工作速度 ν=0.75m/s 输送带滚筒直径 d =330mm 减速器设计寿命为8年（两班制），大修期限四年。 3、工作条件 两班制工作，空载起动载荷平稳，常温下连续（单向）运转，工作环境多尘；三相交 流电源，电压为380/220V 。 二、传动系统方案的拟定 带式输送机传动系统方案如图所示： 1：V 带；2输送带；3：圆柱齿轮减速器；4：联轴器；5：电动机；6滚筒 带式输送机由电动机驱动。电动机5将动力传到带传动1，再由带传动传入一级减速器3， 再经联轴器4将动力传至输送机滚筒6，带动输送带2工作。传动系统中采用带传动及 一级圆柱齿轮减速器，采用直齿圆柱齿轮传动。 三、电动机的选择 按设计要求及工作条件选用Y 系列三相异步电动机，卧式封闭结构，电压380V 。 1、电动机的功率 根据已知条件由计算得知工作机所需有效效率 KW Fv P w 05.31000 75 .02/33.0670 1000=?== 设：η1—联轴器效率=0.99； η2—闭式圆柱齿轮传动效率=0.97 η3—V 带传动效率=0.96 η4—对轴承效率=0.99 KW P w 05.3= 《机械设计基础》作业答案 第一章平面机构的自由度和速度分析1－1 1－2 1－3 1－4 1－5 自由度为： 1 1 19 21 1 )0 1 9 2( 7 3 ' )' 2( 3 = -- = - - + ? - ? = - - + - =F P P P n F H L 或： 1 1 8 2 6 3 2 3 = - ? - ? = - - = H L P P n F 1－6 自由度为 1 1 )0 1 12 2( 9 3 ' )' 2( 3 = - - + ? - ? = - - + - =F P P P n F H L 或： 1 1 22 24 1 11 2 8 3 2 3 = -- = - ? - ? = - - = H L P P n F 1－10 自由度为： 1 128301)221142(103')'2(3=--=--?+?-?=--+-=F P P P n F H L 或： 1 22427211229323=--=?-?-?=--=H L P P n F 1－11 2 2424323=-?-?=--=H L P P n F 1－13：求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。 1334313141P P P P ?=?ωω 1 4 1314133431==P P P P ωω 1－14：求出题1-14图正切机构的全部瞬心。设s rad /101=ω，求构件3的速度3v 。 s mm P P v v P /20002001013141133=?===ω 1－15：题1-15图所示为摩擦行星传动机构，设行星轮2与构件1、4保持纯滚动接触，试用瞬心法求轮1与轮2的角速度比21/ωω。 构件1、2的瞬心为P 12 P 24、P 14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心 1224212141P P P P ?=?ωω 1 2 12141224212r r P P P P ==ωω 1－16：题1-16图所示曲柄滑块机构，已知：s mm l AB /100=，s mm l BC /250=， s rad /101=ω，求机构全部瞬心、滑块速度3v 和连杆角速度2ω。 在三角形ABC 中， BCA AB BC ∠= sin 45sin 0 ，52sin = ∠BCA ，5 23cos =∠BCA ， 第二章平面机构的运动简图及自由度 [学习目的]：通过本章学习，掌握运动副的概念、分类，运动副和构件的表示符号以及机构具有确定运动的条件。掌握自由度的计算 机构是认为的实物组合，并且各实物之间具有确定的相对运动。 组成机构的所有构件均在同一平面或平行平面内运动，该机构就称为平面机构。否则就称为空间机构。 2.1平面机构的组成 教师提问： 列举一下在我们日常生活中所观察到的两个构件的链接 答：学生列举例子。（螺栓连接、铆接、焊接、门与门框的链接等等） 我们从所举的例子中分析一下，有些连接是两个构件直接接触并能产生一定的相对运动的连接。 我们定义由两构件直接接触并产生一定相对运动的联接，称为运动副。 运动副的接触方式包括了点、线、面的接触。我们根据接触的方式不同，可以把运动副分成两大类，即低副和高副。 低副： 两构件通过面接触所构成的运动副称为低副。其构件之间的相对运动是转动或是移动。因此我们又可以把低副分为转动副和移动副。 转动副移动副 高副： 两构件之间以点或线相接触所组成的运动副称为高副。 在一个平面内，构件能出现独立运动的数目我们称为构件的自由度，而在物体运动是必然会产生一些限制条件来影响物体的运动，我们把这些限制条件称为约束。 问题：那么我们想一想，一个平面内自由运动的构件有几个自由度呢？ 一个在平面内自由运动的构件具有3个自由度。 引入1个约束条件，构件将减少1个自由度。 所以我们对上述运动副分析能得到： ?组成转动副的构件只能绕同一轴线作相对转动，引入了2个约束，保留了1个自由度； ?组成移动副的构件只能沿某一轴线相对移动，也引入2个约束，保留了1个自由度； ?组成高副的构件的相对运动是转动兼移动，引入1个约束，保留了2个自由度； 组成机构的构件按运动性质可分为三类： 1.机构中接受外部给定运动规律的构件称为原动件。即机构中作用有驱动力或力矩的构件，或运动规律已知的构件。 2.机构中除了原动件以外，随着原动件的运动而运动的其余可动构件称为从动件。 3.在机构中固定不动的构件称为机架。用于支撑可动构件。 注意： 原动件，从动件以及机架都是单独的构件。由以上的构件组合在一起就构成了机构。 2.2 平面机构的运动简图 构件用线段或小方块表示，有时机架画成支架的形式。 转动副 机械设计基础课程设计说明书范例 一、设计任务书 (2) 二、拟定传动方案 (2) 三、选择电动机 (2) 四、计算传动装置的总传动比及其分配各级传动比 (4) 六、V带传动设计 (5) 七、齿轮传动设计 (7) 八、高速轴轴承的设计 (8) 九、高速轴直径和长度设计 (10) 十、高速轴的校核 (11) 十一、低速轴承的设计 (13) 十二、低速轴直径和长度设计 (14) 十三、低速轴的校核 (15) 十四、键的设计 (17) 十五、箱体的结构设计 (18) 十六、减速器附件的设计 (20) 十七、润滑与密封 (22) 十八、课程设计总结 (23) 十九、参考文献 (23) 定方案 选择电动机 1、电动的类型和 按工作求和工作选用一Y IP44）系列相异步电 它为卧 2、电动 （1）工机所需功w p 1250 1.5010001000w FV p ?=== （2）电机输出功d p η w d p p = 传动装的总效率 5 43221ηηηηη????=式中， 21η、…为 电动机至 卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表2-4[2]查得：V 带传动1η=0.95；滚动轴承2η=0.99；圆柱齿轮传动3η=0.97；弹性连轴器4η=0.99；卷筒轴滑动轴承5η=0.98,则 总效率2 0.950.990.980.990.970.876η=????≈ 故 1.88 2.150.876 w d p p KW η = = ≈ （3）电动机额定功率ed p 依据表20-1[2]选取电动机额定功率 2.2ed p KW = 3、电动机的转速 为了便于选择电动机的转速，先推算电动机转速的可选范围。由表2-1[2] 查得V 带传动常用比为范围,4~2' 1=i 单级圆柱齿轮传动6~3' 2=i 则电动 机转速可选范围为 '''12716~2866/min d w n n i i r == 初选同步转速分别为1000r/min 和1500r/min 的两种电动机进行比较如下表： 结果： 1.88w p kw = 0.876η= 2.2ed p kw =机械设计基础第6章
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