渐开式斜齿轮课程设计课件

机械设计课程设计机械设计课程设计 (第一次布置第一次布置)华东交通大学机电工程学院华东交通大学机电工程学院一、设计目的一、设计目的 机械设计课程设计是高等工科院校机械类机械设计课程设计是高等工科院校机械类本科学生第一次较全面的机械设计训练，也是本科学生第一次较全面的机械设计训练，也是机械设计课程的一个重要的实践性教学环节。机械设计课程的一个重要的实践性教学环节。其目的是：其目的是：1、综合运用先修课理论，培养分析和解决工、综合运用先修课理论，培养分析和解决工程实际问题的能力。程实际问题的能力。2、学习简单机械传动装置的设计原理和过程。、学习简单机械传动装置的设计原理和过程。3、进行机械设计基本技能训练。（计算、绘、进行机械设计基本技能训练。（计算、绘图、使用技术资料）图、使用技术资料）二、课程设计任务书二、课程设计任务书名称：名称：带式输送机传动装置（二级圆柱齿轮减速器）带式输送机传动装置（二级圆柱齿轮减速器）。要求：要求：有轻微冲击有轻微冲击,工作经常满载工作经常满载,原动机为电动机原动机为电动机,齿轮齿轮单向传动单向传动,单班制工作（每班单班制工作（每班8小时）小时）,运输带速度误差为运输带速度误差为5%,减速器使用寿命减速器使用寿命5年年,每年按每年按300天计天计,小批量生产小批量生产,启动载荷为名义载荷的启动载荷为名义载荷的1.5倍。倍。传动系统简图传动系统简图原始数据原始数据三、设计任务量三、设计任务量1、画A0号草图、装配图各一张，A3号零件图一张。2、设计论文（说明书）一份，不少于20页。四、参考资料四、参考资料课程设计指导书课程设计指导书课程设计图册课程设计图册机械零件设计手册（含齿轮、带、轴、轴承、键的内容）机械零件设计手册（含齿轮、带、轴、轴承、键的内容）机械设计（教材）机械设计（教材）五、设计步骤五、设计步骤 1、选择电动机、选择电动机 2、传动比分配、传动比分配 3、计算各轴的转速、计算各轴的转速 4、齿轮传动设计、齿轮传动设计 6、计算轴类零件、计算轴类零件 5、验算系统误差、验算系统误差 7、绘制装配图和零件图、绘制装配图和零件图 1、选择电动机、选择电动机选择电动机依据：功率选择电动机依据：功率P，转速转速n 1）电动机功率计算电动机功率计算P工作机功率工作机功率：P w=FV/1000（kw）其其 中中 已已 知：知：F输送带拉力输送带拉力（N）V_输送带速度输送带速度（m/s）电动机需要功率：电动机需要功率：Pd=P w/(kw)总总 效效 率率：=1.2.3 n 1_卷筒轴承效率卷筒轴承效率 2_ 卷筒效率卷筒效率 3_低速级联轴器效率低速级联轴器效率 4_ III轴轴承效率轴轴承效率 5_低速级齿轮啮合效率低速级齿轮啮合效率 6_ II轴轴承效率轴轴承效率 7_高速级齿轮啮合效率高速级齿轮啮合效率 8_ I轴轴承效率轴轴承效率 9_高速级联轴器效率高速级联轴器效率 (效率值查设计手册效率值查设计手册)2)电动机转速计算电动机转速计算n工作机转速工作机转速nw：因：因：V=(Dn)/60*1000(m/s)Dn)/60*1000(m/s)故：故：nw=(V*60*1000)/D(rpm)D(rpm)其中其中：V输送机带速输送机带速 (m/s)(m/s)D卷筒直径卷筒直径 (mm)(mm)电动机转速电动机转速:nd=nwi总总=(840)nw（rpmrpm）其中：其中：i总总=840 i总总减速器传动比减速器传动比(总传动比总传动比)3）选定电动机）选定电动机根据求出的根据求出的P、n查手册。查手册。转速转速n：建议选用同步转速为建议选用同步转速为1500（rpm）功率功率P：为使传动可靠，额定功率应大于为使传动可靠，额定功率应大于 计算功率即计算功率即 P额额Pd=PW/总总选定电动机：型号（选定电动机：型号（Y系列）、系列）、同步转速同步转速n、满载转速满载转速nm、额定功率额定功率P额额、轴的中心高、轴的中心高、电动机轴径、电动机轴径、起动转矩起动转矩/额定转矩的比值。额定转矩的比值。记下备用记下备用2、传动比分配、传动比分配分配原则：各级传动尺分配原则：各级传动尺寸协调，承载能力接近，寸协调，承载能力接近，两个大齿轮直径接近以两个大齿轮直径接近以便润滑。（浸油深度）便润滑。（浸油深度）i总总=i减减=i高高*i低低=nm/nwi减减减速器传动比减速器传动比i高高减速器内高速级传动比减速器内高速级传动比i低低减速器内低速级传动比减速器内低速级传动比nm电动机满载转速电动机满载转速nw工作机转速工作机转速i高高=（1.21.3)i低低i减减=（1.21.3)i低低23、计算各轴的、计算各轴的n，P，T1）各轴转速）各轴转速电动机轴电动机轴:nm（满载转速）满载转速）I轴轴:nI=nmII轴轴:n II=nI/i高高 2)各轴输入功率各轴输入功率 电动机轴电动机轴:Pd=Pw/总总 I轴轴:P I=Pd （联轴器效率）联轴器效率）II轴轴:P I I=P I*12 12I轴轴至至 II轴轴效率效率3)各轴扭矩各轴扭矩T电动机轴：电动机轴：Td=9550*Pd/nm（Nm）I轴：轴：TI=Td II轴：轴：TII=TI*12*I高高 计算出参数列表备用。计算出参数列表备用。轴 号功率 P扭矩 T转速 n 传动比i电动机轴 Pd Td nm i=1 I 轴PI入PI出TI入TI出 n I II 轴PII入PII出TII入TII出 n II4、齿轮传动设计、齿轮传动设计1 1）采用斜齿圆柱齿轮闭式软齿面传动；）采用斜齿圆柱齿轮闭式软齿面传动；2 2）选用中碳钢，传动用模数选用中碳钢，传动用模数m1.5-2mm1.5-2mm；3 3)强度计算中的功率用输出功率；强度计算中的功率用输出功率；4)4)角方向确定应使中间轴的轴向力有所抵消；角方向确定应使中间轴的轴向力有所抵消；5 5）=8-15=8-15，Z Z1 1=20-40=20-40，Z Z2 2=iZ=iZ1 1求出后圆整；求出后圆整；6 6）因圆整因圆整Z Z2 2时时i i变化了故须验算传动比误差：变化了故须验算传动比误差：i=i=（i-Zi-Z2 2/Z/Z1 1）/i100%5%/i100%5%7 7）为使图面匀称，中心距为使图面匀称，中心距：a a高高 120120，a a低低 140140，8 8）检查浸油深度，当高速级大齿轮浸油）检查浸油深度，当高速级大齿轮浸油1 1个齿高个齿高 时，低速级大齿轮浸油深度小于其分度圆半径的时，低速级大齿轮浸油深度小于其分度圆半径的六分之一到三分之一，以降低搅油功耗。六分之一到三分之一，以降低搅油功耗。5、验算传动系统速度误差、验算传动系统速度误差输送带速实际输送带速实际Vw在求解过程中与理论在求解过程中与理论V发生了变化，故应验算系统误差。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。若不满足应重新计算。6、计算轴类零件、计算轴类零件1）初）初估估I、II、III轴径，注意轴径，注意第第I 根轴是否根轴是否设计成齿轮轴，对设计成齿轮轴，对 II轴进行弯扭合成强度验算。轴进行弯扭合成强度验算。2）轴承的选择，同一根轴上的两个轴承型号）轴承的选择，同一根轴上的两个轴承型号相同。对相同。对II轴上的轴承进行寿命计算。轴上的轴承进行寿命计算。3）键的选择，对）键的选择，对 II轴上的键进行强度校核。轴上的键进行强度校核。提示：提示：力的结果取整数，力的结果取整数，齿轮几何参数精确到小数点后两位，齿轮几何参数精确到小数点后两位，传动比精确到小数点后两位，传动比精确到小数点后两位，螺旋角精确到秒，螺旋角精确到秒，设计公式要写明来源出处设计公式要写明来源出处。带式带式输送机传动系统简输送机传动系统简图图原始数据原始数据方 案12345678910运输带拉力F(N)1800180019001900200020002100210022002200运输带速度V(m/s)1.11.21.11.20.91.00.91.00.91.0卷筒直径D(mm)300300300300300300300300300300 链板式输送机传动系统简图链板式输送机传动系统简图链板式输送机原始数据链板式输送机原始数据 项项 目目 1 2 3链条曳引力链条曳引力F（N）6000 7000 6000链条速度链条速度 V（m/s）0.35 0.4 0.3链条节距链条节距 p（mm）125 150 150链轮齿数链轮齿数 Z 6 6 7开式齿轮的传动比开式齿轮的传动比 i 4 4 5每日工作时数每日工作时数 h 16 16 16工作年限工作年限 Y 5 5 5 机械设计课程设计机械设计课程设计 天津理工大学机械工程学院天津理工大学机械工程学院（第二次布置）（第二次布置）第二阶段设计的主要内容第二阶段设计的主要内容:1、草图设计（仪器图）、草图设计（仪器图）2、装配图（、装配图（CAD）3、撰写论文撰写论文草图设计是装配图设计的规划和准备阶段草图设计是装配图设计的规划和准备阶段装配图设计是对草图的进一步细化和完善装配图设计是对草图的进一步细化和完善特点：特点：“算画结合算画结合”边画边算边画边算草图设计草图设计1、准备工作、准备工作（1）A0图纸一张，比例图纸一张，比例1:1，用仪器画，用仪器画（2）主要传动件的参数计算完备（齿轮几何尺）主要传动件的参数计算完备（齿轮几何尺寸、轴径估算）寸、轴径估算）2、要求、要求（1）草图设计正确，迅速，主要结构要表达清草图设计正确，迅速，主要结构要表达清楚。各零件尺寸可随时标注在图纸上。楚。各零件尺寸可随时标注在图纸上。（2）草图不要求线型，同样零件可只画一个，）草图不要求线型，同样零件可只画一个，其它简画。其它简画。（3）所有零件尺寸随手画在草图上，以免再次）所有零件尺寸随手画在草图上，以免再次查找。查找。3、任务（以设计手册为参考资料）、任务（以设计手册为参考资料）1）通过草图设计检查传动比分配是否合理，）通过草图设计检查传动比分配是否合理，低速轴与高速大齿轮是否干涉，低速轴与高速大齿轮是否干涉，两大齿轮浸油深度：高速大齿轮浸油深两大齿轮浸油深度：高速大齿轮浸油深1个齿高个齿高时低速大轮浸油深度时低速大轮浸油深度半径的半径的1/31/6。2）轴的结构设计和轴系零件设计（补充设计计算）轴的结构设计和轴系零件设计（补充设计计算）定出支点距后对中间轴进行弯扭强度验算。定出支点距后对中间轴进行弯扭强度验算。3）轴承的组合设计）轴承的组合设计 确定轴承的型号和工作位置、润滑方式和密封装确定轴承的型号和工作位置、润滑方式和密封装置，对中间轴上的轴承进行寿命计算。置，对中间轴上的轴承进行寿命计算。4）确定箱体的结构及各部分尺寸。）确定箱体的结构及各部分尺寸。5）减速器附件设计（吊钩、吊耳、观察窗、油标尺）减速器附件设计（吊钩、吊耳、观察窗、油标尺等）等）6）确定联接件结构尺寸及位置。）确定联接件结构尺寸及位置。7）验算）验算设计计算中需要验算的内容设计计算中需要验算的内容1、各级齿轮传动的强度验算、各级齿轮传动的强度验算2、中间轴的弯扭合成强度验算、中间轴的弯扭合成强度验算3、中间轴键的强度验算（只验算一处）、中间轴键的强度验算（只验算一处）4、中间轴上的滚动轴承寿命验算、中间轴上的滚动轴承寿命验算5、两级传动大齿轮浸油深度验算、两级传动大齿轮浸油深度验算6、选择减速器内齿轮润滑方式验算、选择减速器内齿轮润滑方式验算V7、选择滚动轴承的润滑（剂）方式验算选择滚动轴承的润滑（剂）方式验算dn4.设计中应注意的问题设计中应注意的问题 1）输入（出）轴外伸端长度、直径应与联轴器孔径）输入（出）轴外伸端长度、直径应与联轴器孔径匹配。匹配。2）润滑剂和润滑方式的选择）润滑剂和润滑方式的选择 减速器内齿轮的润滑剂和润滑方式按圆周速度减速器内齿轮的润滑剂和润滑方式按圆周速度V确定，确定，减速器内轴承的润滑剂和润滑方式按速度因数减速器内轴承的润滑剂和润滑方式按速度因数dn确确定。由于齿轮和轴承可能分别采用润滑油和润滑脂，定。由于齿轮和轴承可能分别采用润滑油和润滑脂，此时二者不能相混，否则轴承润滑脂被冲走，故应此时二者不能相混，否则轴承润滑脂被冲走，故应在轴承处采用密封装置在轴承处采用密封装置“挡油盘挡油盘”。注意，并不是。注意，并不是每个轴承处都安挡油盘。每个轴承处都安挡油盘。3）油底油面高度）油底油面高度3050，以保证足够的油量。，以保证足够的油量。4）轴承盖选嵌入式结构。）轴承盖选嵌入式结构。5）齿轮与轴的结合方式可设计成齿轮与轴分离，也）齿轮与轴的结合方式可设计成齿轮与轴分离，也可以成齿轮轴。可以成齿轮轴。5.草图设计步骤 按中心距先画轴心线，再画轴及轴承，按中心距先画轴心线，再画轴及轴承，先画箱内，后画箱外，先画箱内，后画箱外，先粗画，后细画，先粗画，后细画，先画俯视图，再画主视图，先画俯视图，再画主视图，最后画侧视图。最后画侧视图。布图上下左右要适当匀称。布图上下左右要适当匀称。箱体结构设计箱体结构设计 机座壁厚机座壁厚 按二级齿轮减速器按二级齿轮减速器a选择壁厚选择壁厚 a_低速级中心距低速级中心距 轴承座旁螺栓扳手空间轴承座旁螺栓扳手空间 扳手空间大操作方便，但扳手空间大操作方便，但h太大螺栓太长，太大螺栓太长，安装不便，且要合于螺栓长度系列安装不便，且要合于螺栓长度系列 螺栓中心到机座外壁距离螺栓中心到机座外壁距离 螺栓中心到机座外凸边缘尺寸螺栓中心到机座外凸边缘尺寸起盖螺钉起盖螺钉作用：起盖用作用：起盖用，两个对角线，两个对角线布置。布置。定位销定位销作用：镗轴承孔定位用，锥度作用：镗轴承孔定位用，锥度 1：50 两个，两个，对角线布置。对角线布置。观察窗观察窗作用：注油、观察两对齿轮啮作用：注油、观察两对齿轮啮合情况，以能进手为宜。合情况，以能进手为宜。通气器通气器作用：平衡机体内外压力。作用：平衡机体内外压力。吊钩吊钩作用：起吊整机用，与底座铸出。作用：起吊整机用，与底座铸出。起盖吊耳起盖吊耳作用：起吊盖，与上盖一同铸作用：起吊盖，与上盖一同铸出。出。油标尺油标尺作用：测量油面深度，要有最高作用：测量油面深度，要有最高液面，最低液面刻度。位置设计要防止液面，最低液面刻度。位置设计要防止拔不出油标或油外溢。拔不出油标或油外溢。放油塞放油塞作用：更换润滑油的出口，设计作用：更换润滑油的出口，设计在箱体底座最低位置处。在箱体底座最低位置处。正式装配图正式装配图 1）各视图应能完整表达箱内外结构（达到使）各视图应能完整表达箱内外结构（达到使他人能拆图的目的他人能拆图的目的）2）符合制图国家标准，零件编号，标题栏，）符合制图国家标准，零件编号，标题栏，明细表，技术要求等应齐全。明细表，技术要求等应齐全。3）标注尺寸）标注尺寸 a.特性尺寸特性尺寸:齿轮中心距及公差值。齿轮中心距及公差值。b.外廓尺寸外廓尺寸:长长*宽宽*高高，包括外伸端轴长。，包括外伸端轴长。c.安装尺寸安装尺寸:地脚螺钉孔径及定位尺寸、孔地脚螺钉孔径及定位尺寸、孔 距、外伸端轴中心高。距、外伸端轴中心高。d.配合尺寸配合尺寸:齿轮与轴、轴承内外圈、键槽、齿轮与轴、轴承内外圈、键槽、外伸端与联轴器。装配图上标注公差代号。外伸端与联轴器。装配图上标注公差代号。4）列出减速器特性）列出减速器特性 功率、转速、传动比。功率、转速、传动比。零件图零件图 1、中间轴或齿轮（低速级大齿轮）中间轴或齿轮（低速级大齿轮）2、要求：标出全部尺寸、公差值、形、要求：标出全部尺寸、公差值、形位置公差、粗糙度、材料及热处理方法位置公差、粗糙度、材料及热处理方法技术要求等。技术要求等。轴的键槽处要有移出剖面，轴的键槽处要有移出剖面，齿轮轴列出参数表。齿轮轴列出参数表。编写设计计算说明书编写设计计算说明书 1、设计计算说明书的书写格式要求设计计算说明书的书写格式要求 包括封面，目录，附录。包括封面，目录，附录。2、轴的弯扭矩图在同一张纸上。、轴的弯扭矩图在同一张纸上。评分依据评分依据 1、正式装配图、零件图、正式装配图、零件图 2、设计说明书、设计说明书 3、答辩、答辩 以上均要求独立完成，如有雷同视为作弊。以上均要求独立完成，如有雷同视为作弊。希望同学们对这次设计希望同学们对这次设计 留下美好记忆留下美好记忆!祝同学们设计成功并取祝同学们设计成功并取得优异成绩得优异成绩!