1、上海海事大學機械原理及設計教研室0上海海事大學機械原理及設計教研室1第一節(jié) 概述一、設計題目與內容1.設計題目（參見任務書及圖1）機械傳動裝置設計（單級斜齒圓柱齒輪減速器）。2.設計內容傳動裝置的總體設計。包括：擬定傳動方案（見任務書）；選擇電動機；確定總傳動比及分配各級傳動比；計算傳動裝置的運動和動力參數。傳動件和軸系零部件的設計計算。包括：帶傳動、齒輪傳動以及軸的設計計算，鍵、軸承、聯軸器的選擇計算等。減速器裝配圖設計。編寫計算說明書。上海海事大學機械原理及設計教研室2 二、設計目的與要求1.目的培養(yǎng)學生綜合運用機械設計基礎課程及工程制圖、CAD軟件應用等其它先修課程的理論知識和生產實踐（

2、金工實習）知識解決工程實際問題的能力。學習和掌握一般機械設計的基本方法和程序，培養(yǎng)獨立設計能力。進行機械設計基本技能的訓練，包括計算、繪圖及正確運用設計資料（標準、規(guī)范等）。2.要求每位學生在老師指導下獨立完成所給定的設計任務，提交設計資料（圖紙、計算說明書）、參加答辯。積極思考、勇于創(chuàng)新，培養(yǎng)良好的設計素質和能力。上海海事大學機械原理及設計教研室3三、設計步驟1準備工作 明確設計任務和要求；學習設計、計算基本方法與步驟、CAD軟件應用；減速器結構認識實驗等。2傳動裝置的總體設計 根據設計要求，擬定傳動總體布置方案；選擇電動機；計算傳動裝置的運動和動力參數。3傳動件設計計算 帶傳動、齒輪傳動設

3、計。4軸系零部件設計計算 軸設計計算（結構設計、強度驗算）、軸承、聯軸器的選擇計算及鍵聯接計算。5減速器裝配圖和零件圖設計 完成減速器裝配圖和零件圖設計；必要時對計算作相應修改。6. 整理和編寫計算說明書（打印）7. 提交設計資料（包括紙質版和電子版）。上海海事大學機械原理及設計教研室4第二節(jié) 傳動裝置的總體設計 總體設計一般按以下步驟進行：一、擬定傳動方案綜合考慮工作要求、工作條件等因素，擬定合理的傳動方案（已給定，參見圖1） 圖1 帶式運輸機傳動示意圖VF電動機帶傳動單級齒輪減速器聯軸器卷筒運輸帶上海海事大學機械原理及設計教研室5二、選擇電動機 確定電動機類型、結構、容量（額定功率）和轉速

4、，并在設計手冊中查出其型號和尺寸。1. 選擇電動機類型和結構型式 根據工作條件，本設計方案中選用Y系列三相籠型異步電動機系列三相籠型異步電動機。2. 選擇電動機額定功率 對于不變載荷下長期連續(xù)運行的機械，要求 。 為所選電動機額定功率， 為根據工作要求所需的電動機功率。 式中： 運輸帶所需功率，KW； 由電動機至運輸帶/小鏈輪軸的總效率。dedPPedPdPKWPPawdwPa上海海事大學機械原理及設計教研室6確定a)運輸帶：式中：F 運輸帶拉力，N； v 運輸帶線速度，m/s。b)鏈傳動：式中：F 牽引力，N； v 鏈條工作速度，m/s。確定a)運輸帶： b)鏈傳動： 式中： 帶傳動效率，

5、；一對齒輪傳動效率， ；一對滾動軸承效率， ；彈性聯軸器效率， ；卷筒效率， 。wPKWFvPw1000KWFvPw1000smpnZvL/600001111aJLZCDa3D96. 0DC98. 0CZ99. 0ZL99. 0LJ96. 0J2ZCDa上海海事大學機械原理及設計教研室7 3. 確定電動機轉速 額定功率相同的電動機有幾種不同轉速，常用有3000、1500、1000、750r/min。電動機轉速低，輸出轉矩大，但重量、尺寸大，價格較高；反之，則輸出轉矩小，且傳動裝置的傳動比大，結構較大。本課程設計中推薦在1500或1000r/min兩種轉速中選擇。式中： 電動機可選轉速范圍； 轉

6、動裝置總傳動比的合理范圍， ； 、 帶轉動和單級圓柱齒輪減速器的傳動比合理范圍。普通V帶傳動， （為避免大帶輪直徑太大， 不宜取大）；單級圓柱齒輪減速器， ； 卷筒/鏈輪軸實際轉速，對卷筒： ；v為運輸帶速度，m/s；D為卷筒直徑，mm。min/21rniininaddnai21iiia1i2i321i1i632inmin/100060rDvn上海海事大學機械原理及設計教研室8根據 和 從設計手冊中選擇合適的電動機型號，并將有關性能參數及尺寸錄于表中（編入計算說明書）。示例：三、確定傳動裝置總傳動比和各級傳動比的分配1. 確定總傳動比式中： 電動機滿載轉速（按滿載轉速計算誤差較小），r/min

7、；2. 各級傳動比分配式中： 、 分別為帶傳動和減速器傳動比。合理分配 、 ，在合適范圍內。dPdnainnimamn21iiia1i2i2i1i上海海事大學機械原理及設計教研室9四、計算各軸轉速、功率和轉矩（運動和動力參數）分別定義、軸（見圖）。1. 計算各軸轉速（單位：r/min）軸轉速： 軸轉速： 軸轉速：vFIIIIIImnn11111inn211111inn上海海事大學機械原理及設計教研室10 2. 計算各軸輸入功率（單位：KW）軸功率： 為電動機工作時實際所需功率實際所需功率。若按額定功率 設計，則將造成設備能力的浪費。軸功率：軸功率：式中： 、 分別為軸至軸、軸至軸的傳動效率。

8、， 。 3. 計算各軸輸入轉矩（單位：Nmm）軸轉矩：軸轉矩：軸轉矩：將各項運動和動力參數計算結果列表整理。dPP 1dPedP12111PP2311111PP1223D12CZ2311611055. 9nPT121111iTT23211111iTT上海海事大學機械原理及設計教研室11第三節(jié) 齒輪減速器簡介 一、減速器的功用減速、增矩。二、減速器分類（按傳動級數分）單級（一對齒輪傳動）、雙級（兩對齒輪串聯傳動）、多級等。三、減速器結構箱體（箱蓋、底座）、齒輪、軸、軸承、軸承蓋、聯接螺栓、定位銷及減速器輔件等。 箱 蓋 底 座 軸承蓋 聯接螺栓 定位銷 通氣器 起蓋螺釘 窺視孔蓋 油尺 放油螺塞

9、上海海事大學機械原理及設計教研室12四、減速器輔件及其功用1. 通氣器減速器工作時，箱內溫度升高，將使箱內氣壓增大；利用通氣器，使箱體內外氣壓保持平衡，避免將潤滑油從剖分面處擠出，污染環(huán)境。2. 窺視孔蓋為便于觀察齒輪嚙合情況和添加潤滑油，在機蓋頂部靠近齒輪嚙合區(qū)上方開設窺視孔。3. 吊環(huán)螺釘（吊耳）吊起機蓋。4. 吊鉤吊起整臺減速器。5. 油尺（油標）觀察油面高度。6. 放油螺塞減速器工作一定時間后，箱底沉積較多雜質、油質變壞。旋下放油螺塞，以便排放潤滑油。7. 起蓋螺釘將機蓋頂起，以便拆卸通氣器窺視孔蓋吊耳油尺放油螺塞吊鉤起蓋螺釘上海海事大學機械原理及設計教研室13第四節(jié) 傳動件設計計算

10、一、帶傳動設計計算電動機與減速器之間采用普通V帶傳動，有關設計計算方法已在機械設計基礎課程中介紹。 注意事項注意事項 ：注意帶輪尺寸與傳動裝置外廓尺寸的協調（一般應使小帶輪半徑不超過電動機中心高，大帶輪半徑不超過減速器中心高）。必要時進行修正。帶輪結構尺寸參閱教材或設計手冊相關內容。二、齒輪傳動設計計算按軟面齒標準漸開線斜齒圓柱齒輪傳動軟面齒標準漸開線斜齒圓柱齒輪傳動設計。 注意事項注意事項 ：若小齒輪與軸做成一體（齒輪軸），所選材料應兼顧軸的要求。通過調節(jié)螺旋角使中心距圓整為0、5結尾的整數。齒輪結構尺寸參閱手冊第163頁表11-6。齒輪軸結構可參考手冊第212頁圖16-23。上海海事大學機

11、械原理及設計教研室14第五節(jié) 軸系部件設計計算一、初估軸徑初估軸徑為軸的最小直徑（軸端或軸承處直徑），可按下式估算：式中： 所設計軸的輸入功率輸入功率，KW； n 所設計軸的轉速，r/min。 C 與軸材料有關的系數，參見教材。 注意事項注意事項 ：軸的最小直徑應不小于電動機軸徑，且與大帶輪孔徑相符。軸的最小直徑應不小于軸的最小直徑、且與聯軸器孔徑相符。mmnPCd3P上海海事大學機械原理及設計教研室15二、軸的結構設計 1. 軸的總長 機體內壁間距離L： （圓整） 式中： 為小齒輪的齒寬； 小齒輪端面至機體內壁距離，第158頁表11-1。212 bL221bLb1上海海事大學機械原理及設計教

12、研室16軸總長 （圓整） 其中： （圓整）； 軸承內側至機體內壁之間的距離，第208頁圖16-12； 軸承寬度，查設計手冊； 凸緣式軸承端蓋壁厚，第166頁表11-10； 端蓋聯接螺釘頭厚度，查設計手冊； 大帶輪與軸承端蓋聯接螺釘頭端面之間的間隙， ； 機座壁厚，手冊表11-1； 、 扳手操作空間，按手冊表11-1確定； 大帶輪輪 轂寬度。3122123IIGZBtelLBLLIIL)128(212ccl3ZBe1te1t2mm128注：若采用嵌入式端蓋結構，則無和 。1c2cLb1ZB3l21te31GBGB上海海事大學機械原理及設計教研室17軸總長a)運輸帶： （圓整）A 彈性套柱銷聯軸器

13、拆卸空間（查手冊）；b半聯軸器凸緣寬度（查手冊）。b)鏈傳動： （圓整） 小鏈輪與軸承端蓋聯接螺釘頭端面 之間的間隙， ；BL小鏈輪輪轂寬度。111L)31 (22123111bAtelLBLLZ)31 (22123111LZBttlLBLLmm128上海海事大學機械原理及設計教研室182. 軸結構設計按機械設計基礎課程中介紹的有關方法設計。（建議：先根據軸上裝配的零件在草稿紙上畫出軸結構草圖，并初定各軸段直徑和長度，再CAD作圖。）3. 選擇鍵、軸承、聯軸器 根據工作條件從手冊中選擇合適的類型和型號（建議選用球軸承；聯軸器選彈性套柱銷聯軸器）。三、軸的強度驗算、軸承壽命計算、鍵聯接計算 按機

14、械設計基礎課程中介紹的有關方法計算。上海海事大學機械原理及設計教研室19第六節(jié) 減速器裝配圖設計 根據設計計算數據采用CAD軟件正確繪制減速器裝配圖（三視圖）。注意事項： 1. 若在作圖過程中對原定設計參數進行調整，則相應的計算應重新進行。 2. 減速器裝配圖應標注減速器主要性能尺寸（中心距、中心高）、外形尺寸（總長、寬、高）、主要配合、零件號與明細表、技術要求等內容。 3. 零件圖（一根軸和一個齒輪）應標注詳細尺寸和公差、規(guī)定技術要求等內容。上海海事大學機械原理及設計教研室20第七節(jié) 其它注意事項一、完成項目1每人完成一張裝配圖和兩張零件圖，采用A4紙打印輸出。2編寫計算說明書一份，采用A4紙打印輸出。計算說明書應包括封面、目錄、設計任務、計算項目和過程、計算結果、結束語（對設計方案的評價及對課程設計的體會等）、參考資料。3設計完成后，將紙質版設計資料裝訂后裝