1、機械設計課程設計機械設計課程設計中國石油大學中國石油大學機電學院機械系機電學院機械系設計時間：三周使用專業(yè)：機械制造及其自動化布置任務布置任務1、綜合運用機械設計及其他先修課的知識，進行機械設計訓練，使已學知識得以鞏固、加深和擴展；2、學習和掌握通用機械零件、部件、機械傳動及一般機械的基本設計方法和步驟，培養(yǎng)學生工程設計能力、分析問題及解決問題的能力；一、課程設計的目的一、課程設計的目的3、提高學生在計算、制圖、運用設計資料（手冊、 圖冊）進行經驗估算及考慮技術決策等機械設計方面的基本技能和機械CAD技術。題目：展開式兩級齒輪減速器（含帶設計）二、設計任務二、設計任務 項目項目設計方案設計方案

2、201202203204運輸帶拉力運輸帶拉力F(N)6000340053003000運輸帶速度運輸帶速度(m/s)0.70.750.80.85卷筒直徑卷筒直徑(mm)300300350360由指導教師布置傳動方案（6）鍵的選擇及強度校核（高速軸上鍵的校核）； （1）傳動方案的分析和擬定；（見設計任務書）（2）電動機的選擇，傳動裝置的運動和動力參數的計算；（3）傳動件的設計（帶傳動、齒輪傳動（雙級）；（4）軸的設計（所有軸的結構設計，高速軸的彎、扭組合強度校核及安全系數校核）；（5）軸承的設計（所有軸承的組合設計，高速軸上軸承的壽命計算）；具體任務：具體任務：（7）聯(lián)軸器的選擇；（8）減速器的潤

3、滑與密封；（9）減速器裝配圖設計（箱體、箱蓋、附件設計等）；（10）零件工作圖設計；（11）編寫設計計算說明書；（12）總結及答辯。 減速器裝配草圖：A1號方格紙，M 1：2 ） 減速器總裝圖一張：1# 圖紙 M 1：2 （AUTOCAD圖） 傳動零件工作圖一張： 圖紙 M 1：1 （AUTOCAD圖） 繪低速級大齒輪 軸的工作圖一張：圖紙 M 1：1 （AUTOCAD圖） 繪輸出軸圖 箱體或箱蓋工作圖一張：圖紙 M 1：1 （AUTOCAD圖） 繪輸出軸圖 設計計算說明書一份：1000015000字工作量： 三、時間安排三、時間安排181920機房：1-6班，微101 制圖教室：1-2班，南

4、教414 ，指導老師：劉峰制圖教室：3-4班，南教415 ，指導老師：肖文生制圖教室：5-6班，南教416 ，指導老師：周先軍四、設計環(huán)節(jié)四、設計環(huán)節(jié)指導教師抽查傳動裝置的總體設計及傳動零件的設計計算減速器裝配草圖設計指導教師簽字減速箱裝配圖及軸等零件工作圖（ AUTOCAD圖）指導教師簽字五、參考資料五、參考資料1、機械設計課程指導書（路永明），一冊/人；2、機械設計（教材）；3、機械設計手冊；4、其他有關設計指導書。1.設計計算能力2.結構設計能力【草圖、白圖（計算機繪圖可用三維軟件進行）】3.分析問題解決問題的能力（答辯）4.編制設計計算說明書的能力5.平時表現： 1）學生遲到三次成績降

5、一等處理； 2）學生曠課0.5天成績降一等處理； 3）學生曠課1天成績按不及格處理； 4）學生請假0.5天以上由學院開據證明，經指導老師同意，請假方可生效。六、成績評定指標六、成績評定指標6.抄襲、拷貝情況處理 一旦發(fā)現抄襲、拷貝，抄襲、拷貝者按不及格論處，被抄襲、拷貝者成績按降一等處理。七、注意事項七、注意事項1 1、作息時間：上午：、作息時間：上午：8:008:001111：3030 下午：下午：2 2：00005 5：30302 2、按學號由班長安排入座、按學號由班長安排入座3 3、嚴格要求，獨立完成，不得抄襲、嚴格要求，獨立完成，不得抄襲4 4、保持教室安靜、衛(wèi)生清潔、保持教室安靜、衛(wèi)

6、生清潔5、不允許學生在教室內打接電話、大聲喧嘩等影響他人的、不允許學生在教室內打接電話、大聲喧嘩等影響他人的現象，一旦發(fā)現指導老師及時制止，不服從者教師有權請現象，一旦發(fā)現指導老師及時制止，不服從者教師有權請出教室。出教室。6 6、檔案袋封面上貼上統(tǒng)一發(fā)的紙條，并按要求填寫，圖紙、檔案袋封面上貼上統(tǒng)一發(fā)的紙條，并按要求填寫，圖紙、設計說明書按展覽的規(guī)范進行。設計說明書按展覽的規(guī)范進行。具體內容具體內容1.1.傳動裝置的傳動裝置的總體設計；2.2.計算傳動裝置的總傳動比及分配各級傳動比；計算傳動裝置的總傳動比及分配各級傳動比；3.3.傳動零件的傳動零件的設計計算計算 ；1-1 1-1 傳動裝置的

7、總體設計傳動裝置的總體設計傳動方案（任務書中簡圖p123124）；項目分配按學號。一、分析和擬定傳動裝置的運動簡圖（一、分析和擬定傳動裝置的運動簡圖（P4P4P8P8自學）自學）分析傳動方案：方案一：方案二：特點：結構長度方向加長，并且若電機方向不變時，工作機的運動方向與方案一運動方向相反。該方案的電機不會與箱體發(fā)生干涉。方案三：特點：結構長度方向縮短，寬度方向加長，并且若電機方向不變時，工作機的運動方向與方案一運動方向相反。該方案的電機不會與箱體發(fā)生干涉。1、 電動機類型：均用Y系列電動機 2、確定電動機功率： 電動機所需輸出功率：Pd=Pw/ a Pw工作機所需功率（取決于工作阻力及運行速

8、度）a電動機至工作機之間傳動裝置的總效率二、選擇電動機類型及功率（二、選擇電動機類型及功率（P8P8P11P11） Pw=FV/1000w (Kw) 或 Pw=Tn/9550w (Kw) F 運輸機的工作拉力（N） V運輸機的傳送速度（m/s） T運輸機卷筒的有效扭矩（m） n運輸機卷筒的轉速（r/min） w 運輸機卷筒的效率（工作裝置效率） a 電動機至工作機傳動裝置的總效率 a= 1 2 3 n 傳動裝置中每一級傳動副上每對軸承及每個聯(lián)軸器的效率，見P9表23 注： 軸承效率：一般指一對軸承而言 卷筒效率：卷=0.950.96 聯(lián)軸器可用彈性套柱銷聯(lián)軸器或彈性柱銷聯(lián)軸器 電動機額定功率P

9、cd: cdP d Pd 電動機所需輸出功率 Pcd電動機額定功率 Pcd（11.5）Pd功率相同的同類電機有不同的轉速： 電機轉速高、轉矩小外廓尺寸小、重量輕、價格便宜。但在總傳動比相同條件下，傳動裝置傳動比大尺寸及重量大、價格高，故二者應綜合考慮。 本設計一般用同步轉速為1500及1000r/min兩種電動機轉速（用滿載轉速nm計算：1450及960r/min ）。 n m/n =i1i2i3 n 工作機轉速 i1、i2、i3各級合理傳動比 三、確定電動機轉速三、確定電動機轉速(1) 雙級圓柱齒輪減速器: 優(yōu)先選用1500 r/min 確定滿載轉速（參考手冊）Y X X X x X Y系列

10、三相中心高機座長 同一機座和轉 極數 異步電動機 度代號 速下不同的功率序號四、選定電動機四、選定電動機 設計計算傳動裝置各級轉速時，按電動機滿載轉速 進行計算。 不能按同步轉速1000 r/min 或 1500 r/min注： 設計計算傳動裝置各級功率時，按電動機額定功 率Pcd進行計算。 Pd Pcd ， Pcd為額定功率！1-2 1-2 計算傳動裝置的總傳動比及分配各級傳動比計算傳動裝置的總傳動比及分配各級傳動比i=nm/n= i帶 i齒1 i齒2原則：P11一、總傳動比一、總傳動比二、分配傳動比二、分配傳動比 1、各級傳動比應在推薦范圍內（表21）； 2、i帶不能太大，以免大帶輪半徑超

11、過減速器箱座中心 高，造成安裝困難； i帶 2可取偏小些的值（22.5） 3、各傳動件互不干涉，且有利潤滑: 雙級圓柱齒輪減速器: i 高（1.31.5） i低注：傳動件的參數確定后，驗算傳動比的誤差，應滿足 i(3 5)%1-3 1-3 傳動裝置的運動和動力參數的計算傳動裝置的運動和動力參數的計算mInn 11ininnm212iininnmnn一、各軸轉速一、各軸轉速IcdPP聯(lián)IcdPPP嚙聯(lián)嚙滾滾22cdPPP嚙聯(lián)嚙滾滾22wcdPP聯(lián)嚙聯(lián)滾二、各軸輸入功率二、各軸輸入功率帶帶帶帶669.55 109.55 10dImPpTnn聯(lián)6619.55 109.55 10dmPpTinn聯(lián)嚙滾

12、2266129.55 109.55 10dmPpTiinn 聯(lián)嚙滾2266129.55 109.55 10dwwmPpTiinn 聯(lián)嚙聯(lián)滾三、各軸輸入轉矩三、各軸輸入轉矩帶帶帶帶列表列表: : 軸名軸名參數參數電動機軸電動機軸軸軸軸軸軸軸工作軸工作軸轉速轉速n（r/min）功率功率p （kw）轉扭轉扭T（Nmm）傳動比傳動比i 效效 率率 1-4 1-4 傳動零件的設計計算傳動零件的設計計算 傳動裝置包括各種類型的零、部件，其中決定其工作性能、結構布置和尺寸大小的主要是傳動零件，如V帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動等，再進行箱體零件設計。 1 1、V V帶傳動：帶傳動：要求計算出V帶傳動的型號、長度、

13、根數、中心距、初拉力、對軸的作用力；確定帶輪直徑D1、D2，材料、張緊裝置、帶輪結構尺寸等。設計時應注意：一、箱外傳動零件設計 （1）帶輪尺寸與傳動裝置外廓尺寸的相互關系。如：裝在電動機軸上的小帶輪直徑與電動機中心高應相稱；大帶輪不應過大以免與機架相碰等。一般應由電機軸定小帶輪軸孔孔徑，在帶輪軸孔孔徑與減速器輸入軸協(xié)調；（2）D1、D2應標準化，由此造成實際帶傳動的傳動比與分配的帶傳動的傳動比之間有差異，應予以修正，從而得到減速器實際的傳動比和輸入轉矩；（3）帶輪的結構形式：主要由帶輪直徑大小而定，具體結構及尺寸可查手冊。 1、圓柱齒輪傳動：設計時應注意以下幾點：（1）齒輪的材料：一般小齒輪4

14、5號鋼調質，大齒輪45號鋼 正火（HB170210）或小齒輪用合金鋼，40MnB調質（HB240 285）或40Cr（HB240286）；或表面淬火 大齒輪用45號鋼正火二、箱內傳動零件設計二、箱內傳動零件設計 （1）齒輪傳動的幾何參數和尺寸分別進行標準化、 圓整或計算其精確值 ；（2）具體結構尺寸可參見（P31表3）；（3）幾何尺寸、參數的計算結果應及時整理并列 表 。 邊設計邊修改，最終裝配圖、零件 圖、計算說明書的結果必須一致，尤 其對于軸、齒輪等。減速器結構設計減速器結構設計1. 了解減速器的各種附件、箱體傳動件以及軸承了解減速器的各種附件、箱體傳動件以及軸承的結構特點；的結構特點；2

15、. 初繪裝配草圖及驗算軸與軸承；初繪裝配草圖及驗算軸與軸承；3. 在初繪裝配草圖以及驗算軸與軸承的基礎上，在初繪裝配草圖以及驗算軸與軸承的基礎上，完成裝配圖。完成裝配圖。4. 掌握掌握“邊繪圖，邊計算，邊修改邊繪圖，邊計算，邊修改”的交替工作的交替工作法，復雜裝配（工作）圖設計程序。法，復雜裝配（工作）圖設計程序。 減速器的基本結構由傳動零件（齒輪或蝸桿、蝸輪等）、軸和軸承、箱體、潤滑和密封裝置以及附件等組成。下面的附圖為圓柱齒輪減速器的典型結構。nP35表38為減速器鑄造箱體主要結構尺寸關系。2 2減速器的結構減速器的結構n基本程序：基本程序：2 22 2裝配圖設計裝配圖設計方案設計運動（動

16、力）參數計算傳動件設計計算裝配草圖設計裝配工作圖設計一、裝配草圖設計：一、裝配草圖設計： 裝配圖反映各個零件的相互關系，結構形裝配圖反映各個零件的相互關系，結構形狀以及尺寸，是繪制零件工作圖的依據。所以狀以及尺寸，是繪制零件工作圖的依據。所以必須綜合考慮對零件的材料、強度、剛度、加必須綜合考慮對零件的材料、強度、剛度、加工、裝拆、調整和潤滑等要求，用足夠的視圖工、裝拆、調整和潤滑等要求，用足夠的視圖和剖面圖表達清楚。和剖面圖表達清楚。草圖設計草圖設計（按比例、按投影關系繪制。）（按比例、按投影關系繪制。）教師審閱教師審閱裝配工作圖設計裝配工作圖設計裝裝 配配 草草 圖圖 設設 計計 裝配草圖設

17、計階段：裝配草圖設計階段：1 1、草圖第一階段、草圖第一階段2 2、精算、精算（交叉法特點）3 3、草圖第二階段、草圖第二階段4 4、草圖第三階段、草圖第三階段裝裝 配配 草草 圖圖 設設 計計 裝配草圖設計裝配草圖設計草圖設計第一階段草圖設計第一階段二、草圖設計第一階段：二、草圖設計第一階段：l 設計內容：1、完成軸的結構設計：v dmin： 按扭矩初估而得的作為軸端直徑。v確定軸各段直徑 v確定軸各段長度（考慮零件寬度及零件間相互距離）v軸承型號的確定 3minnpCd可初選中（3）窄系列。(中等Cr值) 2、確定軸的支點距離和軸上零件力的作用點。l 設計過程：1、繪制前的準備：電機型號：

18、 查出其外伸軸徑d和外伸長度l，中心高H；確定聯(lián)軸器型號： 兩端軸孔直徑和軸孔長；初選軸承類型（徑向力和軸向力作用）；軸承潤滑方式：（見P107108）：裝配草圖設計裝配草圖設計草圖設計第一階段草圖設計第一階段齒輪潤滑：（P104107）V12 m/s時可采用浸油潤滑。注意油池深度與浸油。一般浸油深度：浸油齒輪一個齒高，但10 mm；錐齒輪：整齒寬（至少半齒）。齒頂圓至油池底面距離3050 mm。確定密封方式：（P109115） V軸5m/s時采用氈圈密封； 封油環(huán)：（P113、圖6-14）軸承蓋結構：（P116）裝配草圖設計裝配草圖設計草圖設計第一階段草圖設計第一階段2、草圖設計過程：參圖3

19、2（P17-19）1)比例 M1：2，1號方格紙；2)合理布置圖面；估計減速器輪廓尺寸;3)畫法：裝配草圖設計裝配草圖設計草圖設計第一階段草圖設計第一階段由里向外由里向外，先畫，先畫中心線中心線和和輪廓線輪廓線，再畫，再畫細部結構細部結構。 畫出傳動零件的中心線和輪廓線，機件內壁線和機體對稱線，定出軸承和軸承座端面位置，設計軸的結構，由dmindi。841594150裝配草圖設計裝配草圖設計草圖設計第一階段草圖設計第一階段裝配草圖設計裝配草圖設計草圖設計第一階段草圖設計第一階段 步驟及要點：步驟及要點：機體內壁與小齒輪端面及大齒輪頂圓應有間隙。 防止高速級大齒輪與低速級軸相碰4) 確定軸上力作

20、用點及支點跨距，計算軸承壽命。裝配草圖設計裝配草圖設計草圖設計第一階段草圖設計第一階段三、精算：三、精算：軸的安全系數校核，彎扭組合強度計算軸承壽命鍵四、草圖第二階段：四、草圖第二階段：P20P32l 任務:l 內容：設計傳動零件、軸上其它零件及與軸承支點結構有關零件的具體結構。1.傳動件結構設計：（P2024）裝配草圖設計裝配草圖設計精算階段精算階段裝配草圖設計裝配草圖設計草圖設計第二階段草圖設計第二階段2.軸承組合設計： （P2428） 軸系軸向固定與調整方法； 軸系結構與畫法； 軸系潤滑與密封； 軸系蓋結構； 軸結構細化 圓角、倒角 退刀槽 砂輪越程槽等裝配草圖設計裝配草圖設計草圖設計第

21、二階段草圖設計第二階段五、裝配草圖第三階段：五、裝配草圖第三階段：l 任務：完成裝配草圖l 內容：1、設計減速器機體和附件 機體形狀、尺寸確定，P33P39；軸承旁凸臺結構尺寸；加強筋；機體工藝結構（沉頭座、凸臺、鑄造圓角等）；聯(lián)接螺栓、螺釘的尺寸、位置；地腳座凸緣、機座、機蓋聯(lián)接凸緣的厚度及寬度。裝配草圖設計裝配草圖設計草圖設計第三階段草圖設計第三階段作圖確定。考慮聯(lián)接剛度、保證聯(lián)接可靠并結合扳手空間（C1+C2）2.完成減速器附件：七大附件的結構設計檢查孔,蓋 P39；通氣器 P40；油標 P40；排油孔螺塞 P40；起蓋螺釘 P41；定位銷 P41；起吊裝置 P119121。3.檢查審核

22、裝配圖（P4142）裝配草圖設計裝配草圖設計草圖設計第三階段草圖設計第三階段裝配草圖設計裝配草圖設計草圖設計第三階段草圖設計第三階段六、完成減速器裝配圖六、完成減速器裝配圖參見圖41（P44P45）。裝配圖內容包括各個視圖、尺寸、技術要求、零件編號、明細表、標題欄等。1.標注尺寸：特性尺寸；配合尺寸；安裝尺寸；外形尺寸。2.零件序號、明細表、標題欄。3.技術特性。4.技術要求。裝裝 配配 工工 作作 圖圖 設設 計計 裝裝 配配 工工 作作 圖圖 設設 計計 裝裝 配配 工工 作作 圖圖 設設 計計 u裝配圖的檢查裝配圖的檢查1、裝配圖是否與傳動方案一致；、裝配圖是否與傳動方案一致；2、傳動件

23、、軸、軸承及軸上零件結構是否合理；、傳動件、軸、軸承及軸上零件結構是否合理；理，定位、固定是否可靠；加工、裝拆是否方便；理，定位、固定是否可靠；加工、裝拆是否方便； 潤滑、密封如何考慮的；潤滑、密封如何考慮的；3、箱體的結構與工藝性是否合理；、箱體的結構與工藝性是否合理； 加工面與非加工面；加工面與非加工面； 附件的布置是否恰當、結構是否正確；附件的布置是否恰當、結構是否正確；4、設計計算的尺寸與實際尺寸是否一致；、設計計算的尺寸與實際尺寸是否一致； 5、視圖表達是否符合機械制圖規(guī)定； 三個視圖的投影關系是否正確； 嚙合輪齒、螺紋及滾動軸承等的畫法；6、尺寸標注是否完整且不多余； 零件序號是否

24、按順序編制完整，不遺 漏、重復；且與明細表一一對應，注意材料牌號與設計一致； 標出技術特性、撰寫技術要求。 參看P128129附錄三 設計正誤對比。1.零件工作圖設計和繪制零件工作圖設計和繪制2.編寫設計計算說明書編寫設計計算說明書3.答辯準備及答辯答辯準備及答辯3-1 3-1 零件工作圖設計概述零件工作圖設計概述 零件工作圖是零件制造、檢驗和制訂工藝規(guī)程的基本技術文件。它既要反映出設計意圖，又要考慮到制造的可能性、合理性和經濟性。p 零件工作圖應包括制造和檢驗零件所需全部內容。p 零件的基本結構及主要尺寸應與裝配圖一致，不應隨意更改。如必須更改，應對裝配圖作相應的修改。從裝配圖零件。l 設計

25、內容：1 1、低速級低速軸、低速級低速軸 2 2、低速級大齒輪、低速級大齒輪 3 3、箱體或箱蓋、箱體或箱蓋l 零件工作圖的要求：1.正確選擇和合理布置視圖2.合理標注尺寸3.標注公差及表面粗糙度4.編寫技術要求5.畫出零件工作圖標題欄3-2 軸類零件工作圖的設計要點l設計內容：低速級低速軸1、視圖u一般只需一個主視圖；u在有鍵槽和孔的地方增加必要的局部剖面圖；u細小結構（如退刀槽、中心孔）局部放大圖。u設計時用3號圖紙，選用比例1:1。 2、標注尺寸p 對所有尺寸包括倒角、圓角都應標注無遺，或在技術要求中說明。p 不允許出現封閉的尺寸鏈。p 應根據加工工藝的要求選擇基準面，進行標注；、并聯(lián)尺

26、寸組、并聯(lián)尺寸組、串聯(lián)尺寸組、串聯(lián)尺寸組a1a3a4a5a8a7a6a2laacLa3cl la3claacLL為主基準為輔助基準3、表面粗糙度q 軸的所有表面都要加工。 表面粗糙度可查P79P79或按表 5-1 選擇。其余 12.54、標注尺寸公差p凡有配合處的直徑按裝配圖的配合性質標出尺寸的偏差。p鍵槽的尺寸偏差及標注方法可查有關手冊。 (鍵槽深度標注d-t的尺寸偏差)p 在零件工作圖上對尺寸及偏差相同的直徑應逐一標注，不得省略；5、形位公差 下表列出了在軸上應標注的形位公差項目，供設計時參考。 軸的形位公差標注方法及公差值可參考P79表5-2。軸孔的圓柱度圓柱面相對軸心線徑向跳動度齒輪、

27、軸承定位的端面跳動度鍵槽的對稱度 786867896、技術要求 在圖上不便表示而在制造時又必須遵循的要求和條件。主要內容：對材料的機械性能和化學成分的要求及允許代用的材料；對材料表面機械性能的要求，如熱處理方法，對處理后的硬度、滲碳深度及淬火深度等；對機械加工的要求對未注明倒角、圓角半徑的說明。7、軸零件工作圖示例3-3 3-3 齒輪類零件工作圖的設計要點齒輪類零件工作圖的設計要點 這類零件系指齒輪、蝸桿和蝸輪等。在零件工作圖中除了零件圖形和技術要求外，還應有嚙合特性表。l 設計內容：低速級大齒輪1、視圖q 這類零件圖一般用兩個視圖表示：主+側q 簡化：側視圖只畫軸孔和鍵槽。注：角方向應在視圖

28、上清楚的畫出。設計時用3號圖紙，選用比例1：1。2、標注尺寸a) 徑向尺寸：以軸的中心線為基準標出。 注：齒根圓在圖紙上不標出。b)齒寬方向的尺寸：以端面為基準標出。 有關齒輪零件工作圖的尺寸標注，參見P80或有關手冊。 除嚙合參數（齒頂圓、分度圓）為精確值外，其它尺寸（輪緣厚度、輻板厚度、輪轂及輻板開孔尺寸等）應圓整。3、表面粗糙度 可參考手冊P89表5-3。4、尺寸公差和形位公差q 尺寸公差a)齒頂圓直徑的極限偏差。參見有關手冊；b)軸孔或齒輪軸軸頸的公差。參見P89表5-4或有關手冊；c)鍵槽寬度b的極限偏差和尺寸（d+t1）的極限偏差。參見有關手冊；q 形位公差d)齒頂圓的徑向跳動公差。e)齒輪端面的端面跳動公差。f)齒輪軸孔的圓柱度公差。g)鍵槽的對稱度公差。其值可取輪轂鍵槽寬度公差的1/2；鍵槽的平行度公差。一般可不注，精度高，可