《机械设计课程设计指导书》.docx
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《机械设计课程设计指导书》
《机械设计课程设计指导书》
一、题目
题目A 设计一用于带式运输机上的圆锥园柱齿轮减速器。
工作经常载，空载起动，工作有轻震，不反转。
单班制工作。
运输机卷筒直径Ｄ=320ｍｍ,运输带容许速度误差为5％。
减速器为小批生产，使用期限10年。
附表1
原始数据
题号
Ａ１
Ａ２
Ａ３
Ａ４
Ａ５
Ａ６
运输带工作拉力Ｆ（Ｎ）
2×103
2.1×103
2.2×103
2.3×103
2.4×103
2.5×103
运输带工作速度Ｖ（ｍ/ｓ）
1.2
1.3
1.4
1.5
1.55
1.6
１．电动机２．联轴器３．圆锥齿轮减速器４．带式运输机
附图1
题目B 设计一用于带式运输机上的同轴式两级圆柱齿轮减速器。
工作平稳。
单向运转，两班制工作。
运输带容许速度误差为5％。
减速器成批生产，使用期限１０年。
附表2
原始数据
题号
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
运输机工作轴扭矩Ｔ（Ｎ。
ｍ）
1300
1350
1400
1450
1500
1550
1600
运输带工作速度Ｖ（ｍ/ｓ）
0.65
0.70
0.75
0.80
0.85
0.90
0.80
卷筒直径Ｄ（ｍｍ）
300
320
350
350
350
400
350
１．带传动２．电动机３．同轴式两级圆柱齿轮减速器４．带式运输机５．卷筒
附图2
题目C 设计一用于链式运输机上的圆锥圆柱齿轮减速器。
工作平稳，经常满载，两班制工作，引链容许速度误差为5％。
减速器小批生产，使用期限５年。
附表3
原始数据
题号
Ｃ１
Ｃ２
Ｃ３
Ｃ４
５Ｃ
６Ｃ
Ｃ７
曳引链拉力Ｆ（Ｎ）
9×103
9.5×103
10×103
10.5×103
11×103
11.5×103
12×103
曳引链速度Ｖ（ｍ/ｓ）
0.30
0.32
0.34
0.35
0.36
0.38
0.4
曳引链链轮齿数Ｚ
8
8
8
8
8
8
8
曳引链节距Ｐ（ｍｍ）
80
80
80
80
80
80
80
１．电动机２．联轴器３．圆锥齿轮减速器４．链传动５．链式运输机
附图3
题目D 设计一斗式提升机传动用的二级斜齿圆柱齿轮同轴式减速器。
传动简图如下，设计参数列于附表4。
附表４斗式提升机的设计参数
题号
参数
题号
D1
D2
D3
D4
生产率Ｑ（ｔ/ｈ）
15
16
20
24
提升带速度Ｖ（ｍ/ｓ）
1.8
2
2.3
2.5
提升高度Ｈ（ｍｍ）
32
28
27
22
提升鼓轮直径Ｄ（ｍｍ）
400
400
450
500
注：
1）斗式提升机用来提升谷物、面粉、水泥、型沙等物品；
2）提升机驱动鼓轮（图2.7中的件5）所需功率为：
Ｐｗ＝ＱＨ（1＋0.8ｖ）/367（KW）
3）斗式提升机运转方向不变，工作载荷稳定，传动机构中装有保安装置（如安全联轴器）；
4）工作寿命8年，每年300个工作日，每日工作16小时。
１．电动机２。
联轴器３．减速器４．驱动嘉鼓轮５．运料斗６．提升带
附图4
题目E：
设计用于带式运输机上的展开式二级圆柱齿轮减速器。
连续单项运转，空载启动，中等冲击，两班制工作，运输带速度允许误差为5%，工作期限为10年。
附表5
原始数据
题号
E1
E2
E3
E4
E5
E6
E7
E8
E9
E10
运输机工作轴扭矩Ｔ（Ｎ。
ｍ）
800
800
800
850
850
850
850
900
900
900
运输带工作速度Ｖ（ｍ/ｓ）
0.70
0.90
0.80
0.75
0.85
0.95
0.90
0.75
0.80
0.85
卷筒直径Ｄ（ｍｍ）
350
390
360
360
370
400
380
350
370
380
１．带传动２．电动机３．两级圆柱齿轮减速器４．带式运输机５．卷筒
附图5
题目F 设计一链式运输机上的蜗杆减速器。
工作平稳，经常满载，不反转，引链容许速度误差为５％。
减速器通风良好，成批生产，使用期限5年。
附表6
原始数据
题号
F１
F２
F３
F４
F５
F６
曳引链拉力Ｆ（Ｎ）
6.4×103
6.8×103
6×103
7×103
6.2×103
7×103
曳引链速度Ｖ（ｍ/ｓ）
0.26
0.25
0.25
0.30
0.24
0.2
曳引链链轮齿数Ｚ
15
14
12
15
12
10
曳引链节距Ｐ（ｍｍ）
80
100
100
80
100
100
工作班制
单
单
两
两
单
三
１．电动机２．联轴器３．蜗杆减速器４．链传动５．链式运输机
附图5
题目G 设计一带式运输机上用的蜗杆减速器。
运输机连续工作，单向动转，载荷平稳，空载起动。
运输带速度容许误差为5％。
减速器小批生产，使用期限10年，三班制工作。
附表7
原始数据
题号
G１
G２
G３
G４
G5
G6
运输带工作拉力Ｆ（Ｎ）
2×103
2.2×103
2.5×103
3×103
3.5×103
4×103
运输带工作速度Ｖ（ｍ/ｓ）
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
1.3
卷筒直径Ｄ（ｍｍ）
350
320
300
350
400
450
１．电动机２．联轴器３．蜗杆减速器４．带式运输机
附图6
题H设计一用于螺旋输送机上的单级园柱齿轮减速器。
工作有轻震，单向运转，两班制工作，使用期限5年，大修期2年。
输送机工作轴转速的允许误差为5%，减速器小批生产。
附表8
原始数据
题号
H1
H2
H3
H4
H5
H6
H7
H8
H9
H10
输送机工作轴功率P（KW）
3．5
4
4．5
5
5．5
6
6.5
5
6
7
输送机工作轴转速n（1/min）
50
55
60
65
70
75
80
55
70
75
题I设计一用于带式运输机上的单级园柱齿轮减速器。
运输机连续工作，单向运转，载荷变化不大，空载启动。
减速器小批生产，使用期限10年，大修期5年，两班制工作。
运输带允许速度误差为5%。
原始数据
题号
I1
I2
I3
I4
I5
I6
I7
I8
运输带拉力F（N）
3000
2400
2900
2500
2700
2800
2900
2600
运输带速度v（m/s）
1．5
1．6
1．4
1．5
1.6
1.5
1.6
1.4
卷筒直径D（mm）
400
450
400
450
420
420
430
460
题J两班制工作，常温下连续单向运转，空载起动，载荷平稳，室内工作，环境有轻度粉尘，每年工作300天，减速器设计寿命10年，电压为三相交流电（220V/380V）.
运输带允许速度误差：
±5％
数据编号
J1
J2
J3
J4
J5
J6
J7
J8
J9
J10
运输带有效拉力F（N）
4400
3200
3800
2300
4100
2200
4200
2400
3000
3500
运输带速度V（m/s）
0.9
0.75
0.8
1.1
0.7
1.1
1.0
1.5
1.2
1.0
卷筒直径D（mm）
360
315
330
250
330
250
375
315
320
350
1电动机2联轴器6联轴器7卷筒
题K两班制工作，常温下连续单向运转，空载起动，载荷平稳，室内工作，环境有轻度粉尘，每年工作300天，减速器设计寿命10年，电压为三相交流电（220V/380V）.
运输带允许速度误差：
±5％
数据编号
K1
K2
K3
K4
K5
K6
K7
K8
K9
K10
运输带有效拉力F（N）
2800
3500
2000
3500
4900
2500
3000
4000
3500
4500
运输带速度V（m/s）
0.8
1.0
1.2
0.8
0.6
0.7
1.1
0.9
0.9
1.0
卷筒直径D（mm）
335
335
260
315
300
300
265
350
280
320
1卷筒2联轴器3斜齿齿轮4带传动5电动机
二、进度安排
序号
内容
日程
1
准备阶段
第1天
2
传动装置的总体设计
第1天
3
传动零件的设计计算
第2天
4
减速器箱体关键尺寸的确定
第3天
5
装配图草图第一阶段（装配图的关键阶段）
第4天
6
装配图草图第二阶段
第4天
7
装配图草图第三阶段
第5天
8
誊抄装配图
第6天
9
完成减速器装配图
第6天
10
零件工作图
第7天
11
编写计算说明书
第8天
12
答辩
第9天
注意：
每一阶段的结果必须得到老师认可后，才能进入下一阶段。
三、传动装置的总体设计（第1天）
●由于是专用减速器，计算各轴的功率、转矩时，按所需功率计算，不是按照电机的额定功率计算。
●电机的转速按满载转速计算。
●电动机为Y系列，转速选1000rpm，1500，3000rpm。
●传动方案：
V带+二级展开式圆柱齿轮减速器
●带传动传动比：
2~3比较合适，总传动比大时取大值
●两级齿轮传动比分配：
高速级传动比i1与低速级传动比i2应满足:
计算结果制成表，交给指导教师检查。
四、传动零件的设计计算（第2天）
●齿轮传动的设计计算参考课本。
●小带轮半径不大于电机中心高。
●在高速级齿轮传动设计完毕后，应根据实际传动比来调整低速级齿轮传动的传动比，确保总传动比误差不超过3%~5%。
●由于功率较小，为了方便绘图，齿轮传动一律采用软齿面斜齿轮传动。
●软齿面齿轮传动按齿面接触强度设计，校核齿轮的弯曲强度即可。
●齿轮传动不需要变位。
●要求中心距圆整，为了绘图方便，要求两级齿轮传动中心距之和一般不大于280。
●为了避免中间轴大齿轮与低速轴干涉，应保证中间轴大齿轮直径比低速轴大齿轮直径小20毫米以上。
●为了便于中间轴大齿轮甩油润滑，中间轴大齿轮的直径与低速轴大齿轮直径的差值不能超过50~60mm。
具体参看P30表4-2。
●采用斜齿轮，螺旋角范围：
8~20°。
●为了使中间轴上齿轮轴向力相互抵消一部分，两齿轮的螺旋角方向应相同。
●齿轮计算时，螺旋角应精确到秒，分度圆直径、齿顶圆直径等应精确到0.001mm。
●齿轮的模数不小于2mm。
●带传动的关键数据（i，d1，d2，a，型号，根数（不大于5），带轮宽度）和两对齿轮传动的参数填入P22表3-1（有关变位部分删除），交给指导教师检查。
五、减速器箱体关键尺寸的确定（第3天）
●仔细阅读第4章减速器结构，根据齿轮有关参数，填写表4-1。
●注意：
表中
表示如果
就取：
mm。
●注意，螺纹应选标准直径系列，不同的螺栓对应不同的扳手空间。
六、装配草图第一阶段（第4天）：
1）严格按照《课程设计》顺序画图和计算。
2）仔细阅读《课程设计》第5章。
准备一张大的白纸（做草图用）。
3），按1：
1比例绘制二级圆柱齿轮减速器装配草图，相关尺寸严格按要求选取。
其中：
太大，可取：
。
4）由于齿轮速度较低，轴承的润滑一律采用脂润滑，。
5）
6）按纯扭转强度估算轴的最小直径，直径应满足《课程设计》要求，长度仅供参考。
7）高速轴外伸端直径不可以过小，一般不小于电机轴径的0.7倍。
8）推荐选用深沟球轴承，当轴向力较大时（齿轮螺旋角大于15度）采用角接触球轴承或圆锥滚子轴承，优先采用轻
（2）系列或
（1）系列的轴承。
9）低速级的轴承不能小于高速级的轴承。
10）同一轴上的轴承的规格必须相同。
11）轴承的安装尺寸查有关表格，详见《课程设计》第17章。
12）《课程设计》，D2的尺寸的确定：
对凸缘式端盖：
，其中，D为轴承外径，也就是安装轴承的孔径。
d3是轴承端盖螺钉直径，由表4-1决定。
对嵌入式端盖：
。
13）推荐选用弹性柱销联轴器或弹性套柱销联轴器，详见《课程设计》第19章，根据转矩选择联轴器的型号，同时保证孔径满足要求。
14）确定轴的结构，绘制相应的装配草图。
15）确定轴的结构时，参考5.3节。
16）参考课本，校核低速轴的强度、轴承的寿命（至少2-3年）、键联接的强度。
17）在装配图上，小的过渡圆角和倒角都可以不画，但铸造圆角和拔模斜度必须绘出。
七、装配草图设计第二阶段（第4天）
1）仔细阅读《课程设计》。
2）小齿轮采用整体式或实心式结构，大齿轮采用腹板式结构，由于是单件小批量生产，采用自由锻造式毛坯，没有拔模斜度。
3）当小齿轮齿根圆直径小于轴径时，应以滚刀半径过渡。
滚刀半径如表所示。
模数
2
2.5
3
4
5
滚刀半径I
80
90
100
110
125
滚刀半径II
65
70
80
90
100
4）齿轮结构相关的经验数据参看机械设计课本。
5）轴承端盖结构尺寸参见《课程设计》。
注意，如果采用凸缘式端盖，所有端盖的凸缘厚度应一致，轴承端盖螺钉规格一致。
端盖宽度较大时。
一个减速器，不可以凸缘式端盖与嵌入式端盖混用。
端盖相交后，砍去相交部分，并留2-3mm间隙。
6）采用角接触球轴承或圆锥滚子轴承时，必须考虑到轴承间隙的调整。
7）轴承端盖和套筒（或轴肩、挡油环）的直径应满足轴承的安装尺寸（查轴承相关表格）要求。
8）由于环境多尘，不能采用间隙密封，宜采用毡圈密封。
9）毡圈式密封，透盖与轴间有明显间隙，透盖通孔直径查。
10）挡油环的结构与关键尺寸。
11）齿轮的啮合区画法：
12）深沟球轴承和角接触轴承的简化画法:
八、装配草图设计第三阶段（第5天）
1）仔细阅读《课程设计》第7章，按要求设计箱体和附件。
2）箱体的高：
，其中（30~50）可以小一点。
3）附件的结构尺寸参看《课程设计》。
4）机盖、机座肋厚加强筋的厚度：
。
5）定位销直径：
，圆锥销的锥度为1：
50。
6）有关油沟：
由于轴承采用脂润滑，不可以将油沟开向轴承。
同时由于在剖分面上可以采用水玻璃等手段密封，且密封效果良好，因而在剖分面上可以不开回油沟槽。
7）窥视孔的大小和位置应保证手能伸进去，同时能看清两对齿轮的啮合情况。
8）油标能否取出，油标孔是否正确？
9）放油螺塞位置与画法是否正确？
示意图
10）外伸轴上的键应装上，特别注意键的画法。
11）螺栓可采用简化画法，每一种类型的螺栓需剖视一个以表示连接关系，其余螺栓大多可以不画出；螺栓连接处大多要有沉孔。
12）剖分面上螺栓应画出剖面线。
九、草图得到指导教师认可后，方可抄到正式图纸上，注意铅笔应满足制图要求（第5天）。
十、装配图设计第四阶段（第6天）
1）完成装配图。
建议的顺序是：
先画剖面线，标注尺寸，再加深，然后写技术特性、技术要求。
最后对零件进行编号、绘制标题栏和明细表。
2）剖面线特别注意，同一零件，不管在何处出现剖面线，其方向和疏密程度应完全一致。
箱体与箱盖的剖面线应不相同。
轴承内外圈是两个零件，剖面线应不相同。
3）需要标注的尺寸有：
外形尺寸；特征尺寸；安装尺寸（安装孔的位置、轴外伸端长度和直径及其配合公差）；重要的配合尺寸（轴与齿轮、轴承、带轮、联轴器、毡圈等的配合尺寸）。
4）图纸规格按国家标准执行，需要留装订边，见机械制图书。
5）标题栏和明细表的大小见机械制图书，为了节约时间，标题栏的内容可以大大简化，标题栏的内容制表和填写。
标题栏和明细表位置在右下方，与图纸内边框相接。
6）技术特性：
输入转速为齿轮减速器高速轴的转速，输入功率为齿轮减速器高速轴的输入功率。
十一、零件工作图（第7天）
详细了解零件图绘制中应注意的问题。
绘制低速轴和低速轴上的齿轮的零件工作图各一张（1：
1比例，2号图纸）。
轴与齿轮的尺寸和结构应与装配图完全一致。
特别注意尺寸公差和形位公差的标注，所有公差必须自己查有关表格。
齿轮的工作图。
其中：
1）齿顶圆公差与端面跳动查书；
2）齿轮的表面粗糙度查表书；
3）阅读书，了解齿轮公差的定义；
4）图纸右上方齿轮公差组的项目由书决定，再耐心地在相应表格中根据齿轮的精度等级与尺寸查出相应共查数据；
5）公法线长度可由下式计算
其中，跨齿数：
，
，
6）齿厚偏差可由书决定；
7）公法线长度变动公差由书下面的公式计算决定。
轴的工作图可参照《课程设计》。
其中：
1）了解形位公差的含义。
2）与轴承配合处的公差和粗糙度由轴承的配合决定
3）与齿轮等配合处形位公差由书查出；
4）轴其它表面粗糙度可参考书。
十二、编写计算说明书（第8天）
严格按照要求编写设计计算说明书，注意格式。
应确保设计说明书的数据与设计任务书和设计内容一致，不可抄袭。
设计计算说明书的内容约为6000-8000字。
十三、答辩（第9天）
按《课程设计》要求准备答辩。
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