机械基础课程设计指导.doc

机械基础课程设计的要求及步骤 一、下达设计任务 根据给定工作条件，设计一级直齿圆柱齿轮减速器，完成一张装配图（A1）、一张零件图（A3 ---低速轴）和一份设计说明书。（图纸要求计算机绘图、打印，说明书必须用专用稿纸手写）。说明书封面要求统一（教务处网页内下载），档案袋统一（去教材科统一购买）。 二、传动方案的总体设计 1.选择传动装置的方案； 已确定用带传动和一级直齿圆柱齿轮减速器。 题目： 设计一用于带式输送机上的一级圆柱齿轮减速器。输送机连续工作，单向传动，载荷变化不大，空载启动。减速器小批量生产，工作期限10年，两班制工作。输送带的允许速度误差在±5%以内。工作机效率为 0.96（不包含其轴上的一对轴承效率）。 1----电动机； 2----带传动； 3----减速器； 4----联轴器； 5----卷筒； 6----输送带。 2.选定电动机类型和型号； 1）确定工作机转速和功率 已知工作机卷筒带上的力、速度和滚筒直径，可以求得工作机输入功率Pw和转速nw。 工作机所需功率Pw，应由机器工作阻力和运动参数计算求得： kW 式中：F——工作机的阻力，N； v——工作机的线速度，m/s； ηW——工作机的效率。 2）确定电动机的转速范围和功率要求 （1）带传动的传动比一般取2-4；齿轮传动的传动比一般取3-5；所以设计的题目要求总传动比可以在（2-4）*（3-5）=（6-20）之间，故电动机的转速n=（6-20）nw，在此中间可以确定电动机的转速； （2）工作机功率 / 总效率=原动机功率，选择电动机的功率大于此值即可； kW 式中：Pd——工作机实际需要的电动机输出功率， kW； Pw——工作机实际输入功率，kW； η ——电动机至工作机之间传动装置的总效率。 总效率η按下式计算： η=η1η2η3η2η4η2 =η1η23η3η4 其中η1、η2、η3、η4分别为传动装置中带传动、轴承、齿轮传动、联轴器效率，其概略值见表1-7。选用此表数值时，一般取中间值，如工作条件差，润滑维护不良时应取低值，反之取高值。 本设计题目的传动效率包括：一级V带传动、一级直齿圆柱齿轮传动，三对滚动轴承（一般选深沟球轴承）、联轴器（一般选弹性柱销联轴器）效率。 根据计算的转速范围和需要的功率值，由机械设计手册可查出电动机型号，并记录其型号、额定功率、满载转速nm、中心高H、轴伸尺寸D*E等参数备用。 3.确定总传动比并合理分配各级传动比 已经确定了电动机的转速（满载转速nm），又知道工作机的转速nw，那么二者的比值就是总的传动比，将总传动比进行合理分配。 分配传动比时重点考虑以下几点： (1)要保证带传动的传动比必须在2-4中；齿轮传动的传动比必须在3-5中； (2)应使传动装置结构尺寸较小、重量较轻。在后面的计算中保证大带轮尺寸不会过大，以至于碰地（这只有在后面计算完之后才知道，当然还与小带轮的基准直径，齿轮的材料选择有关……），这时确定带传动的传动比稍小一点,尽量减小后面出错的可能。 例：总传动比=12， 可取i带=3，则i齿轮= 12/3 =4； （可行） 也可取i带=2，则i齿轮= 12/3 =6；（不选用，因为齿轮传动的传动比没有在3-5之间） 也可取i带=4，则i齿轮= 12/4 =3；（不建议选用，因为带传动传动比较大，增加了后面设计出错的可能） 传动装置的实际传动比要由选定的齿数或标准带轮直径准确计算，因而与要求传动比可能有误差。一般允许工作机实际转速与要求转速的相对误差为±(3～5)％。 4.计算各轴转速和转矩 已将总传动比进行了分配，根据传动的布置，各轴的转速就可以算出了； 如一传动装置从电动机到工作机有两根轴，依次为I、Ⅱ轴，则 1）各轴转速 r/min r/min 式中：nm——电动机满载转速，r/min； nⅠ、nⅡ ——分别为I、Ⅱ轴转速r/min；I轴为高速轴（减速器输入轴），Ⅱ轴为低速轴（减速器输出轴）； i0、i1——依次为由电动机轴至高速轴I，I、Ⅱ轴间的传动比。（即i带、i齿轮） 2）各轴功率 PI=Pdη01 kW PⅡ= PIη12=Pdη01η12 kW 式中：Pd——电动机输出功率，kW； PI、PⅡ ——I、Ⅱ轴输入功率，kW η01、η12——依次为电动机轴与I轴，I、Ⅱ轴间的传动效率。（η01=η1 、η12=η2η3） 3）各轴输入转矩 N·m TI=Td i0η01 = N·m = N·m 同理： T2= N·m 式中：Td——电动机轴的输出转矩，N·m； TI、TⅡ——I、Ⅱ轴的输入转矩，N