1、机械设计课程设计第一讲,天津大学仁爱学院 机械工程系,一、课程设计的目的 培养学生综合运用所学知识解决工程实际问题的能力； 学习和掌握一般机械设计的基本方法和程序，培养独立设计能力； 进行机械设计工作基本技能的训练，包括训练计算、绘图能力和运用设计资料,二、课程设计的题目 1.盘磨机传动装置 2.链板式运输机传动装置（一） 3.链板式运输机传动装置（二） 4.皮带运输机传动装置,3-1- 盘磨机传动装置,电动机+二级圆柱齿轮减速器+开式锥齿轮,3-2- 链板式运输机传动装置,电动机+二级圆柱齿轮减速器+开式圆柱齿轮,3-3- 链板式运输机传动装置,电动机+圆锥圆柱齿轮减速器+开式圆柱齿轮,3-
2、4- 皮带运输机传动装置,电动机+蜗轮蜗杆减速器+开式圆柱齿轮,三、课程设计的内容 电动机选择，传动比分配 传动件和支承件的设计计算 减速器装配图和零件工作图设计 设计计算说明书的编写,四、课程设计提交的内容 减速器正式装配图1张（0#, 1:1 ） 减速器装配草图1张（0#, 1:1 ） 零件图1张（ 1:1 , 中间/输出轴） 设计计算说明书（ 不少于20页A4手写）,设计计算说明书内容 1）封面、目录 2）课程设计任务书 3）选电机、分配传动比、所有传动件工作能力计算过程 4）轴和轴承计算（中间轴或输出轴及轴承） 5）键和联轴器的选择 6）减速器的部分结构尺寸、润滑方式、技术要求 7）参
3、考资料和文献,五、参考资料 机械设计教材 机械设计课程设计指导书 机械设计课程设计图册 机械零件设计手册,六、工作进度安排 参数计算3天（17周一-17周三）（原动机选择、运动和动力参数确定、传动件设计计算） 1）选择电动机 2）传动比分配 3）计算各轴的转速、功率、扭矩 4）开式齿轮（链传动）设计计算 5）齿轮传动设计计算 6）验算系统误差,六、工作进度安排 2.装配草图设计5天（17周四-18周三）（轴系部件、箱体和附件的设计 ）草图画完请老师检查！ 草图设计与轴和轴承组合结构设计与计算交叉进行 7）轴的设计计算 8）轴承寿命的校核计算 9）键的校核计算 10）联轴器的选择计算 11）润滑
4、方式的选择计算,六、工作进度安排 3.正式装配图、零件图绘制4天（18周四-19周二） 正式装配图，是按照草图抄一遍，并改正草图中的错误，加深，标注，填写标题栏明细表，加注引线，填写技术要求。 4.设计计算说明书整理1天（19周三）,六、工作进度安排 5.机械原理课程设计4天（19周四-20周二） 6.完成所有内容，检查资料是否齐全，说明书内容是否齐全，并装订说明书，装档案袋，并且档案袋贴封皮（20周三） 6.答辩2天（20周四+20周五） 共计20天，减去放假1天，答辩2天，最后一天。剩余16天（有老师指导）+7天周末和元旦，还有晚上！,七、注意 1.不按时完成； 2.不全； 3.不按分配给
5、你的任务书做； 4.以各种借口不按时出勤； 5.答辩回答不出问题； 6.顶撞老师，不服管教，老师让改图不改； 以上情况都不能及格！,八、设计步骤 设计计算说明书目录按照此步骤书写 1、选择电动机 2、传动比分配 3、计算各轴的转速、功率、扭矩 4、开式齿轮传动设计计算 5、闭式齿轮传动设计计算 6、验算系统误差,八、设计步骤 7、轴的设计计算 8、轴承寿命的校核计算 9、键的校核计算 10、联轴器的选择计算 11、润滑方式的选择计算 12、减速器的部分结构尺寸、技术要求 13、绘制装配图,一、 选择电动机 1、类型：如无特殊需要，一般选Y系列三相交流异步电动机。 2、电机容量的确定 PePd
6、Pe电动机的额定功率 Pd电动机的实际输出功率 1)避免PePd 2)启动过载能力应满足要求（堵转转矩/额定转矩）,电动机的输出功率Pd为,传动装置总效率可按下式计算,分别为传动装置中每一,传动副（如：带、链、齿轮、蜗杆等）、每一对轴承及每一个联轴器的效率。,(效率值查课程设计指导书p86),计算总效率时的注意事项： （1）轴承效率均指一对轴承而言； （2）同类型的几对传动副、轴承、联轴器应分别计入各自的效率； （3）资料推荐的效率一般有一个范围，可根据工作条件、精度等级选取。如：工作条件差、精度低、润滑不良的齿轮传动取小值，反之取大值。,3、电机转速的确定 三相异步交流电机有四种同步转速：
7、3000、1500、1000、750r/min 转速高，极对数少，尺寸和质量小，价格低 如无特殊要求，一般选1500或1000r/min电机 对多级传动，为使各级传动机构设计合理，可根据工作机的转速及各级传动副的合理传动比，推算电机的可选范围。,电机的类型、结构、输出功率Pd和转速确定后，可由标准中查出电机型号、额定功率、满载转速、外形尺寸、中心高、轴伸尺寸、键联接尺寸等。 通常，按电机的实际输出功率Pd进行传动装置的设计计算。传动装置的转速按照电机的满载转速计算。,设计步骤 1、选择电动机 2、传动比分配 3、计算各轴的转速、功率、扭矩 4、开式齿轮传动设计计算 5、齿轮传动设计计算 6、验
8、算系统误差,二、 传动比分配 1、 传动装置的总传动比为,2、传动比的分配 总传动比的分配一般遵循以下原则 （1）手册中推荐的传动比是范围值时，一般不应超过中间值； （2）考虑传动件尺寸的协调性、外廓尺寸的大小； （3）二级圆柱齿轮减速器，应考虑齿轮润滑方式； （4）圆锥齿轮传动，应避免大齿轮直径过大； （5）注意传动比对结构合理性的影响 （6）齿轮传动的传动比不宜取整数（均匀磨损）,注意事项： （1）此时的分配结果不是最终的，应随设计进程及时调整； （2）验算传动比误差是否超过允许值,由此初步分配完传动比，但实际传动比的确定必须在各级零件的参数（如齿轮的齿数）确定下来之后才能最后确定。一般，
9、实际确定的传动比与设计要求的传动比有3% 5%的误差是允许的。,设计步骤 1、选择电动机 2、传动比分配 3、计算各轴的转速、功率、扭矩 4、开式齿轮传动设计计算 5、齿轮传动设计计算 6、验算系统误差,三、 各轴运动和动力参数的确定,1、各轴功率的计算 （1）功率计算的基准 批量生产的机器，按Pe设计 单件生产的机器，按Pd设计 （2）轴功率计算，按输入功率考虑,2）各轴转速的计算,3）各轴转矩的计算,T =9550*P /n（Nm）,设计步骤 1、选择电动机 2、传动比分配 3、计算各轴的转速、功率、扭矩 4、开式齿轮传动设计计算 5、齿轮传动设计计算 6、验算系统误差,四、 传动件和轴的
10、设计计算 一般先进行箱外传动件的设计计算，以便使减速器设计的原始条件比较准确。在设计计算箱内传动件后，还可能修改箱外传动件尺寸，使传动装置的设计更合理。,（1）链传动：链节距、排数和链节数、中心距、链轮材料、齿数、轮毂长、作用于轴上力的大小和方向，最后验算传动比。 注意：链轮直径、孔径、轮毂尺寸与工作机、减速器其他零件协调，润滑与维护,1、箱外传动件的设计,（2）开式齿轮传动：材料选灰铸铁、热处理、模数、齿数、螺旋角、变位系数、齿宽、中心距、轮毂长、作用于轴上力的大小和方向，最后验算传动比。 注意：一般只计算轮齿抗弯强度，考虑到齿面磨损，应将计算模数加大1015%；悬臂结构的开式齿轮，齿宽系数
11、宜取小些；齿轮结构尺寸与工作机等的协调。,开式齿轮传动可以选择直齿轮或斜齿轮,直齿轮499,斜齿轮508,求出模数m后，将其增加10%15%， 以考虑齿面磨损,2、箱内传动件的设计 应根据箱外传动件的传动比对减速器的传动比作相应调整再进行设计计算。 参数处理时的注意事项： 标准值：模数、链节距、带轮基准直径 圆整值：齿数、中心距（0或5）、带长 准确值：齿轮直径、变位系数、螺旋角,箱内闭式软齿面齿轮传动设计p508,先按照齿面接触疲劳强度设计,再按照齿根抗弯曲疲劳强度校核,闭式软齿面齿轮传动设计计算步骤 求分度圆直径 求中心距 圆整中心距 求模数 取标准模数 求螺旋角 调整螺旋角直到与初选螺旋
12、角相差不超过0.5度 计算齿轮的各个参数，验算齿根抗弯曲疲劳强度,参数处理时的注意事项： 标准值：模数（法向模数）、链节距、带轮基准直径 圆整值：齿数、中心距（0或5）、带长 准确值： 齿轮直径，齿顶圆、齿根圆（保留三位小数）、 螺旋角精确到秒，保留四位小数,3、轴径初算,初估的轴径为受扭段的最小直径，如此处有键槽，还应考虑键槽对轴强度削弱的影响。一般有一个键槽时，直径增大35%。轴的直径需圆整，且应与联轴器孔径配合,3-1- 盘磨机传动装置,电动机+二级圆柱齿轮减速器+开式锥齿轮,3-2- 链板式运输机传动装置,电动机+二级圆柱齿轮减速器+开式圆柱齿轮,4、联轴器的选择 中小型减速器：弹性柱
13、销联轴器 对转速高转矩小的输入轴：弹性套柱销联轴器 低速重载对中困难的联接：齿轮联轴器,原则：1. TeTc,2. 选择联轴器的孔径，确定轴的直径,确定好联轴器的型号，孔径，备用！,设计步骤 1、选择电动机 2、传动比分配 3、计算各轴的转速、功率、扭矩 4、开式齿轮传动设计计算 5、齿轮传动设计计算 6、验算系统误差,五、验算传动系统误差,工作机转速nw,输送带速度vw，输送链速度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）/V100%5% 若不满足应重新计算。,六、 本阶段工作时的注意事项 1、工作要细心 2、独立分析、力求合理 3、重视资料 4、多让老师帮忙检查,
