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北航机械设计课程设计说明书

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机械设计课程设计

计算说明书

设计题目 电梯机械部分相关系统的原理及结构设计

自动化科学与电气工程 学院（系） 120324 班

设计者 ***

指导老师 裴旭

2015年5月11日

（北京航空航天大学） - 2 - / 22 前言

设计背景：

机械设计课程设计是各大高校工科学生的必修课，也是培养学生机械设计能力的基础课程，其重要性和意义是十分显然的。

减速器是用于原动机和工作机之间的独立传动装置，作用是降低转速和增大转矩来满足工作需要。在现实生活中，齿轮减速器广泛应用于各行各业中，是最常见最实用的机械传动装置之一。目前，国内各类通用减速器的标准系列已达数百个，基本可满足各行业对通用减速器的需求。

本设计采用的是闭式一级圆柱齿轮减速器，以此来完成带式运输机的转动任务。

说明书的内容包括了：传动方案的分析以及拟定；电动机的选择；传动装置的运动和动力参数的计算；轴的设计计算；轴承和键的计算选择；润滑密封及联轴器的计算与选择；箱体结构的设计计算。每部分均进行安全校核计算以确保减速器能够正常平稳工作

设计目的：

（1）以机械系统运动方案设计与拟定为结合点，把机械设计课程中分散于各章的理论和方法融会贯通起来，进一步巩固和加深学生所学的理和知识；

（2）通过拟定减速器的方案，使我们初步具有机构和零件配合的组合能力；

（3）进一步提高我们运算、绘图、整理和查阅技术资料的能力；

（4）通过编写说明书，培养我们的表达、归纳、总结和独立思考与分析的能力。 - 3 - / 22 目 录

一、机械设计课程设计任务书··········································4

二、传动方案的拟定··················································5

三、电动机的选择、传动系统的运动和动力参数··························5

1. 电动机的选择

2. 传动比分配

3. 各级传动的动力参数计算

4. 将运动和动力参数计算结果整理并列表

四、传动零件的设计、计算············································7

1. 传动齿轮（开式、直齿）设计

2. 减速器齿轮（闭式、斜齿）设计

五、轴的设计与校核··················································12

1. I轴的初步设计

2. I轴的强度校核

3. II轴的初步设计

4. II轴的强度校核

六、键联接的选择与校核··············································18

1. I轴外伸端处键联接

2. II轴外伸端处键联接

3. I轴与小齿轮配合处键联接

4. II轴与大齿轮配合处键联接

七、滚动轴承的选择与校核············································18

1. I轴滚动轴承的校核

2. II轴滚动轴承的校核

八、联轴器的选择····················································20

九、润滑和密封形式的选择，润滑油牌号的选择··························21

十、其他技术说明····················································21

1. 箱体结构相关尺寸

2. 减速器技术要求

十一、 参考文献····················································22 - 4 - / 22 一、 机械设计课程设计任务书

1、任务三 电梯机械部分相关系统的原理及结构设计

传动装置简图如右图所示。

⑴．原始技术数据：

额定载质量 m=1100(kg)

电梯额定速度 V=1.2 (m/s)

拽引卷筒直径 D=160 (mm)

(附：牵引绳绕过拽引卷筒的损失用效率计，

取效率=0.96）。

⑵．工作条件：

12小时/天；连续单向运转，载荷平稳；

允许速度误差为5%。

⑶．使用期限及检修期间隔：

工作期限为十年，每年工作；

允许三年大修一次。

⑷．生产批量及生产条件：

只生产几台，无铸钢设备。

2、设计任务

⑴．拽引系统的传动方案设计；

⑵．齿轮式拽引机的设计；

⑶．按比例绘制拽引系统的原理方案简图；

⑷．完成传动部分的结构装配图1张（用A0或A1图纸），零件图2张；

3、具体作业

⑴．减速器装配图1张；

⑵．零件工作图2张（大齿轮、输出轴）；

⑶．说明书1份。

- 5 - / 22 二、 传动方案的拟定

根据设计任务确定传动方案为：闭式一级斜齿轮传动。

该方案的设计分成减速器（传动部分）和工作机（执行部分）两部分，如下图所示：

减速器说明：

该减速器采用一级圆柱齿轮减速器，不仅拥有较高的效率，而且有较高的稳定性以及可靠性，同时结构紧凑，经济性好。此外，由于闭式减速器采用水平剖分、封闭结构，有利于在粉尘较大的环境下工作。

减速箱中闭式齿轮采用斜齿轮，这是由于斜齿轮相对于直齿轮啮合性能好，重合度大，机构紧凑，而设计制造成本基本与直齿轮相同。

三、 电动机的选择、传动系统的运动和动力参数

计算项目 计算内容 计算结果

1. 电动机的选择

工作机所需功率21]2[PpW

11001.29.8P12.9410001000WFvkW P12.94WkW

传动效率21]2[ap 312345

123450.990.990.970.960.96

12345,,,,分别表示联轴器、滚动轴承、闭式圆柱斜齿轮、开式齿轮传动效率、传动滚筒的效率。

859.0a 1—电动机

2—联轴器

3—减速器(斜齿)

4—开式齿轮传动

5—拽引卷筒

0、I、II、III—轴 - 6 - / 22 实际需要功率dP 12.9415.060.859WdPPkW

15.06dPkW

工作机转速211]1[pnw 6010006010001.2143.24/min160wvnDr

143.24/minwnr

电动机转速 由于齿轮传动的传动比3~4i，减速器,9~16ai，所以电动机的转速范围1289.16~2291.84r/min。综合考虑选用1500r/min较为合适。

由文献[2]表6-164，电动机型号可选为Y180M-4型，其额定功率为18.5kW，满载转速1470r/min。

Y180M-4型

额定功率18.5kW

满载转速1470r/min

2．传动比分配

总传动比ai

开式齿轮传动比1i

减速器传动比2i 147010.26143.24mawnin

由12aiii

取13i

则23.42i

10.26ai

13i

23.42i

3．各级传动的动力参数计算

各轴转速0,,,IIIIIInnnn分别为原动机转速，小齿轮轴转速，大齿轮轴转速，卷筒轴转速） 01470/minmnnr

0014701470/min1IInnri

21470429.8/min3.42IIInnri

1429.8143.27/min3IIIIInnri

1470/minInr429.8/minIInr143.27/minIIInr

各轴输入功率

,,IIIIIIppp 115.060.9914.91IdPPkW

2314.910.990.9714.32IIIPPkW 14.91IPkW

14.32IIPkW - 7 - / 22 2414.320.990.9613.61IIIIIPPkW

13.61IIIPkW

各轴输入转矩

[1]168pT 015.069550955097.81470dmPTNmn

14.919550955096.861470IIIPTNmn

14.3295509550318.14429.8IIIIIIPTNmn

13.6195509550907.21143.27IIIIIIIIIPTNmn 097.8TNm

96.86ITNm318.14IITNm

907.21IIITNm

4．将运动和动力参数计算结果进行整理并列表

轴名 功率P/kW 转矩T/kN·mm 转速

n/rmin-1 传动比i 效率 输入 输出 输入 输出

0电机轴

15.06 97.8 1470 1 0.99

I轴 14.91 14.76 96.86 95.89 1470

3.42 0.96

II轴 14.32 14.18 318.14 314.96 429.8

3 0.95 III卷筒轴 13.61 13.47 907.21 898.14 143.3

四、 传动零件的设计、计算

1．开式直齿轮传动的设计

（1）材料选择及确定设计方案

材料选择 由于开式齿轮的磨损比较快，因此大小齿轮选用硬齿面。

小、大齿轮均采用40Cr，表面淬火。硬度48~55HRC

弯曲疲劳极限 由文献[1]表11-1，对相应疲劳强度取均值：

12121180720HHFEFEMPaMPa 12121180720HHFEFEMPaMPa

安全系数

SH、SF 考虑电梯实际情况，选取较高可靠度。

由文献[1]表11-5取SH=1.25，SF=1.6 SH=1.25，SF=1.6

许用应力

12FF

齿数12,ZZ 120.77203151.6FFMPaMPa

取1218,54ZZ ,查图11-8、11-9取 12350FFMPa

1218,54ZZ

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机械设计课程设计说明书

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机械设计课程设计说明书

一、教学目标

本课程旨在让学生掌握机械设计的基本原理和方法，培养学生的创新意识和实践能力。通过本课程的学习，学生将能够：

1. 理解机械设计的基本概念、原理和流程。

2. 掌握机械设计中常用的数学计算和力学分析方法。

3. 熟悉机械设计中常用的材料和工艺。

4. 能够运用CAD软件进行简单的机械设计。

5. 培养学生的创新思维和团队协作能力。

二、教学内容

本课程的教学内容主要包括以下几个部分：

1. 机械设计的基本概念和原理：包括机械设计的目标、原则和方法等。

2. 机械设计的数学计算和力学分析：包括尺寸计算、强度计算、运动学分析等。

3. 机械设计中的材料和工艺：包括材料的选用、加工方法等。

4. CAD软件在机械设计中的应用：学习如何运用CAD软件进行机械设计。

5. 创新设计和团队协作：培养学生的创新思维和团队协作能力。

三、教学方法

为了提高教学效果，我们将采用多种教学方法，包括：

1. 讲授法：通过讲解机械设计的基本概念和原理，使学生掌握相关知识。

2. 案例分析法：通过分析典型的机械设计案例，使学生了解机械设计的实际应用。

3. 实验法：通过实验，使学生掌握机械设计中的材料和工艺。

4. 讨论法：通过分组讨论，培养学生的创新思维和团队协作能力。

四、教学资源

为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源： 1. 教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的学习资料。

2. 参考书：提供相关的参考书籍，丰富学生的知识体系。

3. 多媒体资料：制作精美的多媒体课件，提高学生的学习兴趣。

4. 实验设备：准备齐全的实验设备，确保学生能够顺利进行实验操作。

5. CAD软件：为学生提供CAD软件，方便学生进行机械设计实践。

五、教学评估

为了全面、客观地评估学生的学习成果，我们将采取以下评估方式：

1. 平时表现：通过观察学生在课堂上的参与度、提问回答等情况，评估学生的学习态度和理解程度。

机械设计课程设计说明书范例

机械设计课程设计说明书范例

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一、项目简介

本项目是一门机械设计课程，主要内容包括：计算机辅助设计与仿真、轴承应用、机械结构设计、焊接技术与结构分析、机械应用与传动机构综合设计等，目的在于通过实验课程，为学生培养良好的机械设计能力，使学生具备从设计、制造到利用的能力。通过本课程，学生将学习到机械设计的方法和流程，对机械设计和制造有深入了解。

二、课程目标

1、教会学生如何实现机械设计过程中的软件应用，并熟悉软件工具的使用；

2、使学生掌握机械设计流程，包括机械结构设计，机械元件及材料等的选择和应用；

3、学习机械设计制造中的焊接技术及结构分析，理解机械传动机构的工作原理及其各种组件；

4、锻炼学生的创新能力、综合运用所学知识，能够独立或小组设计解决具体问题的能力。

三、课程大纲

1、计算机辅助设计与仿真：教会学生使用计算机辅助设计软件，进行机械结构参数化定义、机械结构能力仿真与验证；

2、轴承应用：了解轴承的类型及应用，学习轴承选型、轴承安装、润滑、清洁与检测等；

北航搓丝机传动装置设计说明书

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航空航天大学

机械设计课程设计计算说明书

搓丝机传动装置设计

班级： 390411班

设计： 39041122

建福

时间： 2012年5月23日

前言

本设计为机械设计基础课程设计的容，在大一到大三先后学习过画法几何、机械原理、机械设计、工程材料、加工工艺学等课程之后的一次综合的练习和应用。

本设计说明书是对搓丝机传动装置的设计，搓丝机是专业生产螺丝的机器，使用广泛，本次设计是使用已知的使用和安装参数自行设计机构形式以及具体尺寸、选择材料、校核强度，并最终确定形成图纸的过程。

通过设计，我们回顾了之前关于机械设计的课程，并加深了对很多概念的理解，并对设计的一些基本思路和方法有了初步的了解和掌握。

在本次设计中，黄老师及身边同学给予了自身很大的帮助，在此表示感。

目录

一、 设计任务书...................................................................................................... 4

二、 总体方案设计.................................................................................................. 6

1、传动方案的拟定.................................................................................................. 6

2、电动机的选择...................................................................................................... 8

3、传动比的分配。................................................................................................ 10

机械课程设计说明书

机械课程设计说明书

机械课程设计说明书

1. 介绍

该文档是机械课程设计说明书，旨在为学生们提供一个关于机械设计的详细指导。本文档将涵盖课程设计的目的、设计背景、设计要求、设计过程、材料选择、制造工艺、设计结果等内容。通过本文档的阅读，学生们将能够了解并掌握机械设计的基本知识和技能。 2. 设计目的

课程设计的目的是为了让学生们能够应用所学的机械知识和技巧，通过实际的设计实践，提高学生的设计能力和创新思维。通过设计过程中的研究、分析和实验，学生们将能够理解机械设计的原理和方法，并能够解决实际工程问题。

3. 设计背景

机械设计是机械工程的重要分支，是现代工程技术的核心。在各个领域和行业中，机械设计都扮演着重要的角色。通过机械设计，可以实现产品的功能和性能要求，提高生产效率，满足用户需求。因此，对于机械工程专业的学生来说，掌握机械设计的基础知识和技能至关重要。

4. 设计要求

本次课程设计有以下要求：

• 确定设计目标和性能要求；

• 进行相关材料的选择，并对其进行合理的设计；

• 考虑设计的可制造性和可维修性； • 进行相关设计计算和分析，确保设计的合理性；

• 利用相关软件进行模拟和仿真，验证设计的准确性；

• 提供详细的设计报告和相关图纸。

5. 设计过程

设计过程分为以下几个步骤：

• 分析需求：明确设计目标和性能要求；

• 进行创意发散：开展头脑风暴，产生尽可能多的设计方案； • 设计选优：对各个方案进行评估和对比，选出最佳方案；

• 设计细化：对最佳方案进行细化设计，包括材料选择、结构设计、尺寸计算等；

• 制造与测试：根据设计方案进行制造，并进行相应测试和实验；

• 评价与改进：对设计结果进行评价，并提出改进意见。 6. 材料选择

在机械设计中，材料的选择非常重要，直接影响到产品的性能和质量。常见的机械材料包括金属材料（如钢铁、铝合金等）、塑料、陶瓷等。在选择材料时，需要考虑以下几个因素：

• 强度和硬度要求；