东北大学机械设计基础课程设计课件.ppt

1、机械设计基础课程设计指导第一讲 概述第二讲 传动装置的总体设计第三讲 传动零件设计计算第四讲 减速器构造第五讲 减速器装配草图设计第六讲 减速器装配工作图设计第七讲 零件工作图设计第八讲 编写设计计算说明书第九讲 总结与答辩第一讲 概 述（1）培养综合运用机械系统课程知识解决机械工程问题的能力；（2）学习机械设计的一般方法；（3）掌握简单机械传动装置的设计步骤；（4）机械设计基本技能的训练计算、绘图、设计使用的标准、规范、手册等。 1. 课程设计的目的第一讲 概 述2. 课程设计的内容和份量2.1 题目选择通用机械的传动装置胶带运输机第一讲 概 述2. 课程设计的内容和份量2.2 内容 总体设

2、计； 主要零件的设计计算齿轮、轴承、轴等； 绘制减速器装配图； 绘制零件工作图； 编写设计计算说明书。2.3 工作量 装配图1张A0号图纸或A1号图纸 输出轴和从动齿轮零件图各1张A3号图纸或A4 号图纸 设计说明书1份第一讲 概 述3. 课程设计的步骤设计准备传动装置的总体设计传动零件的总体设计减速器装配草图设计工作图设计编写设计计算说明书答辩第一讲 概 述4. 课程设计的方法和要求4.1 方法 方案设计必要的计算和结构设计 设计结果用图纸表达设计依据为设计 计算说明书。 “三边”设计法边画图、边计算、边修改。第一讲 概 述4. 课程设计的方法和要求4.2 设计要求设计要求 (1) 设计工作

3、要认真、仔细、独立完成。 (2) 正确使用设计规范和标准。 (3) 正确处理设计计算和结构设计的关系。如：严格的等式关系: 不等式关系:（由强度、刚度、磨损） 经验公式: 自行设计尺寸:定位轴套、档油盘 (4) 作图正确，表达清晰；计算准确，书写工整。zzmancos2)(213nPAd 5. 课程设计进度序 号设计内容占总设计工作量的百分比/%完成阶段设计的参考时间1传动装置的总体设计7第一天（第一周周一）2传动零件的设计计算7第二天（第一周周二）3减速器装配草图设计40第六天（第二周周一）4装配工作图设计20第七天（第二周周二）5零件工作图设计10第八天（第二周周三）6整理编写设计计算说明

4、书10第九天（第二周周四）7答辩6第十天（第二周周五）第一讲 概 述6. 课程设计参考书及设计题目第一讲 概 述6.1 参考教材孙德志，王春华，董美云，李庆忠机械设计基础课程设计东北大学出版社，2000年6. 课程设计参考书及设计题目第一讲 概 述6.2 设计题目工作条件ABC工作年限81015工作班制221工作环境清 洁多 灰 尘灰尘极少载荷性质平 稳稍有波动轻微冲击生产批量小 批小 批单 件单级圆柱齿轮减速器的一级链传动单级圆柱齿轮减速器的一级链传动ZDL型型 6. 课程设计参考书及设计题目第一讲 概 述题 号滚筒圆周力F/N带 速v/(m/s)滚筒直径D/mm滚筒长度L/mmZDL-11

5、5001.5280400ZDL-215001.6300500ZDL-316001.6320400ZDL-418001.5300500ZDL-518001.8300400ZDL-620001.8320500ZDL-720002.0300400ZDL-822001.5280500ZDL-922001.8300400ZDL-1024001.8320500技术数据6. 课程设计参考书及设计题目第一讲 概 述工作条件ABC工作年限81015工作班制221工作环境清 洁多 灰 尘灰尘极少载荷性质平 稳稍有波动轻微冲击生产批量小 批小 批单 件单级圆柱齿轮减速器的一级普通单级圆柱齿轮减速器的一级普通V传动传

6、动ZDD型型 6. 课程设计参考书及设计题目第一讲 概 述题 号滚筒圆周力F/N带 速v/(m/s)滚筒直径D/mm滚筒长度L/mmZDD-19002.3400500ZDD-29002.5400600ZDD-310002.0500500ZDD-410002.2500600ZDD-511002.2320500ZDD-611002.0320600ZDD-712002.0400500ZDD-812002.1400600ZDD-914001.8320500ZDD-1015001.6250600技术数据第二讲 传动装置的总体设计1. 电动机的选择选择依据:工作机的特性、工作环境、工作载荷 的大小和性质。

7、所需选定:电动机的种类、类型和结构形式、功 率、转速。1.1 种类、类型和结构形式的选择 Y系列三相异步电动机第二讲 传动装置的总体设计1. 电动机的选择1.2 电动机功率的选择rPP 0;kW;kW0，工作机所需电动机功率电动机额定功率，rPP选择条件：1. 电动机的选择总传动效率。工作机所需有效功率，;kWwwrPPP。工作机线速度，工作机圆周力，s/m;NkW1000vFFvPwn4321r/min.mm;m/s1060/3工作机主动轴的转速，径，胶带运输机传动滚筒直nDDnv1.2 电动机功率的选择第二讲 传动装置的总体设计1. 电动机的选择1.3 电动机转速的确定 三相异步电动机的同

8、步转速有3000，1500，1000，750r/min四种。 建议使用同步转速为1000或1500r/min的电机。 至少选择两种同步转速的电机进行方案比较，以选择最优方案。 具体见参考教材P5 例1.2-1。 第二讲 传动装置的总体设计2. 传动比的分配初步2.1 各级传动比的分配 根据表2.2-1合理选择推荐值。 nwiiiinni3210总传动比注意：分配传动比要做到尺寸协调、结构匀称。一般带传动、链传动的传动比小于齿轮传动比。;min/ r60Dvnw滚筒轴转速：第二讲 传动装置的总体设计2. 传动比的分配初步2.2 传动装置运动和动力参数计算P,n,T,i,232312120101p

9、ppppp232312120101inninninn232323331212122201010111559559559iTnP.TiTnP.TiTnP.T例题见例1.2-3，说明书中要列出表1.2-3的形式。第二讲 传动装置的总体设计第三讲 传动零件的设计计算1. 减速器外传动零件的设计计算1.1 普通V带传动 带的型号、带轮直径和宽度、带的长度、中心距、带的根数、作用在轴上力的大小和方向。 。带速：一般取带的根数：小带轮直径：要求：25m/s56;310,;min1vzzdd带轮尺寸确定：考虑设计的尺寸在传动装置中是否合适。 带轮直径确定后，验算带传动的实际传动比。确定带轮毂孔直径：根据带轮

10、的安装情况具体考虑。1. 减速器外传动零件的设计计算1.2 链传动 确定链节距、齿数、链轮直径、轮毂宽度、中心距、作用在轴上力的大小和方向。 要求：链轮齿数应为奇数或不能整除链节数的数。 链节数应为偶数，避免使用过度链节。 第三讲 传动零件的设计计算1. 减速器外传动零件的设计计算1.3 选择联轴器 根据各种联轴器的应用特点，按标准选择（公称转矩和许用转速）。 nnTTnc第三讲 传动零件的设计计算2. 减速器内传动零件的设计计算齿轮传动 设计完减速器以外的传动零件后，要验算原始计算的运动和动力参数，如有变动应进行相应的修改，然后，再进行减速器内传动零件的设计计算。2.1 齿轮材料及热处理方法

11、的选择。大、小齿轮硬度差；硬度硬齿面；硬度软齿面50HBS30 350HBS 350HBS第三讲 传动零件的设计计算2.2 齿轮的结构2. 减速器内传动零件的设计计算齿轮传动齿轮轴的结构。离小于两倍齿轮模数，或齿轮齿根距键槽的距齿轮轴当mXdda22第三讲 传动零件的设计计算2.3 齿轮传动的中心距2. 减速器内传动零件的设计计算齿轮传动角或采取变位。改变齿数、模数、螺旋斜齿圆柱齿轮变位。改变齿数、模数或采取直齿圆柱齿轮要求中心距为整数。: mm,160130)(2cos121zzma第三讲 传动零件的设计计算2.4 齿轮参数2. 减速器内传动零件的设计计算齿轮传动精确到小数点后三位。、齿顶圆

12、直径分度圆直径；秒精确到螺旋角add第三讲 传动零件的设计计算第四讲 减速器的构造减速器包括：齿轮传动、轴、轴承、箱体及其附件。4.1 齿轮、轴及轴承组合 4.2 箱体第四讲 减速器的构造4.3 减速器的附件（1）检查孔及其盖板第四讲 减速器的构造4.3 减速器的附件（2）通气器第四讲 减速器的构造4.3 减速器的附件（3）轴承盖和密封装置第四讲 减速器的构造4.3 减速器的附件（4）轴承挡油盘第四讲 减速器的构造4.3 减速器的附件（5）定位销第四讲 减速器的构造4.3 减速器的附件（6）启箱螺钉第四讲 减速器的构造4.3 减速器的附件（7）油面指示器第四讲 减速器的构造4.3 减速器的附件

13、（8）放油螺塞第四讲 减速器的构造4.3 减速器的附件（9）油杯轴承采用脂润滑时，补充润滑脂（10）起吊装置当减速器的质量超过25kg时，为了搬运用第四讲 减速器的构造第五讲 减速器装配草图设计原则：原则： 一般，设计总是从装配图的设计开始的。大部分零件的结构和尺寸是在装配草图设计阶段决定的，在这个阶段的过程中，要综合考虑零件的强度、刚度、制造工艺、装配、调整和润滑等各个方面。目的：目的： 是观察最初确定的运动参数、各传动件的结构和尺寸是否干涉，同时，在绘图工程中定出轴的结构、跨距及受力点的位置，以便验算轴的强度、滚动轴承的寿命。 最后，确定出所有零部件的结构和尺寸，为工作图的设计打下基础。

14、逐步学会并掌握“三边三边”设计法。5.1 初绘减速器装配草图（1）准备工作 确定传动齿轮的主要尺寸；电动机的安装尺寸；选择联轴器的类型；初选滚动轴承类型；确定滚动轴承的润滑和密封方式；确定减速器箱体的结构尺寸（箱体结构复杂，强度和刚度的计算比较困难，按经验公式计算出尺寸后要圆整，具体见表1.5-1）。第五讲 减速器装配草图设计5.1 初绘减速器装配草图（2）俯视图草图初绘（步骤） 选择比例尺一般按1：1，用A0号图纸绘制，布局，画出中心线；齿轮轮廓尺寸绘制；画出箱体的内壁线；初定外伸段轴径 ，高速端与电机联d=(0.81.0)d电机；（按公式计算圆整）；设计轴的结构（径向尺寸确定和轴向尺寸确定

15、）；确定轴承安装具体位置见图1.5-4；确定轴承座孔的宽度和箱缘宽度；轴承盖、螺钉、调整垫片的绘制；确定外伸轴段的长度；确定轴和轴上零件的受力点。3nPAd 第五讲 减速器装配草图设计5.1 初绘减速器装配草图第五讲 减速器装配草图设计5.1 初绘减速器装配草图第五讲 减速器装配草图设计1.2油润滑35初估轴径d1,联轴器需选标准值;长度按带、链轮、联轴器定需定位,直径比d1大59，按密封件取标准值；长度按结构无定位，直径大13，但须按轴承取标准值轴环定位，上端按轴承定位要求，下端按齿轮定位要求；长度按结构确定 无定位，直径大13；长度比齿轮短13轴套定位，原则与轴环相同+c1+c258+c3

16、+c4脂润滑10151015+L1+L25.2 轴强度、轴承寿命、键联接强度的校核计算（1）轴的强度校核计算 根据俯视草图确定的轴的结构和支点及轴上零件力的作用点，进行轴的受力分析、绘制弯矩图和当量弯矩图，判定危险截面进行强度校核（参见教（参见教材例材例13-1 ） 。 要求：只进行输出轴的强度校核，如果强度不够可通过加大轴径提高其强度。第五讲 减速器装配草图设计5.2 轴强度、轴承寿命、键联接强度的校核计算（2）滚动轴承寿命的校核计算 滚动轴承的寿命最好与减速器的寿命相同，或与减速器的检修期相符（检修期一般为23年）。 若轴承寿命不够，先考虑选用另一种直径系列的轴承，其次考虑改变轴承的类型，

17、提高基本额定动载荷（参见教材例（参见教材例13-1 ，14-2） 。 要求：只进行输出轴上的一对滚动轴承进行校核计算。第五讲 减速器装配草图设计5.2 轴强度、轴承寿命、键联接强度的校核计算（3）键联接强度的校核计算 键联接的强度校核计算主要是验算其挤压应力，许用挤压应力按键、轴、轮毂三者材料最弱的选取，一般情况下，轮毂的材料最弱（参见教材例（参见教材例9-3） 。 要求：只进行输出轴上键的强度校核。若计算应力大于许用应力，可通过改变键长、改用双键、采用花键、加大轴径、改选较大剖面的键邓来满足强度要求。第五讲 减速器装配草图设计5.3 完成减速器装配草图 主要工作：设计轴系部件（箱内传动零件、

18、轴上其他零件、与轴承组合有关的零件）、箱体及减速器的具体结构。步骤如下：（1）轴系部件的结构设计（2）减速器箱体的结构设计（3）减速器附件的设计第五讲 减速器装配草图设计5.3 完成减速器装配草图（1）轴系部件的结构设计 箱内齿轮的结构设计若小齿轮做成齿轮轴，俯视图中的大齿轮采用全剖，小齿轮根据轴的规定画法采用局部剖，表面两齿轮的啮合情况。若为斜齿轮，应在小齿轮的未剖外形图上用三条细实线画出齿斜方向。第五讲 减速器装配草图设计5.3 完成减速器装配草图（1）轴系部件的结构设计 滚动轴承的润滑和密封装置的设计 脂润滑：浸于油中的齿轮圆周速度 v=2m/s时采用。第五讲 减速器装配草图设计5.3

19、完成减速器装配草图（1）轴系部件的结构设计 箱缘输油沟的结构形式和尺寸 构造有机械加工油沟和铸造油沟。常用机械加工油沟。若齿轮为斜齿轮而小齿轮的直径又小于轴承孔径，则应在小齿轮轴承滚动轴承面向箱体内的一侧安装挡油盘。 当齿轮圆周速度 v3m/s时，分箱面上可以不开输油沟，转速高，飞溅的润滑油雾可直接进入滚动轴承进行润滑。第五讲 减速器装配草图设计5.3 完成减速器装配草图（1）轴系部件的结构设计 轴承透盖和闷盖的详细结构 当轴承透盖或闷盖直径较小时，端面可不必减少加工面。 第五讲 减速器装配草图设计5.3 完成减速器装配草图（1）轴系部件的结构设计 轴承透盖处轴承密封件的结构 目的：目的：防止

20、外界的灰尘、水气、杂质等进入轴承及防止轴承内的润滑剂外泄，在外伸轴端轴承孔内设置密封件。 密封件有接触式密封和非接触式密封。 常用接触式密封：毡圈油封和橡胶油封。毡圈油封：多用于脂润滑且外界灰尘较小处，适用于轴的圆周速度v35m/s的工作场合。第五讲 减速器装配草图设计5.3 完成减速器装配草图（1）轴系部件的结构设计 轴承透盖处轴承密封件的结构 橡胶油封：内包骨架旋转轴唇型密封圈。可用于润滑脂和润滑油，轴的圆周速度v=(da2/2)+(3050)+(35)mm ，并圆整。 圆柱齿轮应浸入油中一个齿高，但不应小于10mm。第五讲 减速器装配草图设计5.3 完成减速器装配草图（2）减速器箱体的结

21、构设计 在左视图上确定地脚凸缘的尺寸 确定地脚螺栓孔径、地脚凸缘尺寸、地脚螺栓底脚的厚度。在左视图上画出地脚凸缘和地脚螺栓孔。第五讲 减速器装配草图设计5.3 完成减速器装配草图（2）减速器箱体的结构设计 箱体结构的工艺性 铸造工艺性：铸造工艺性：外形简单，壁厚均匀，过度平缓，壁厚不可太薄。HT150及HT200的最小允许壁厚为68mm。铸造圆角半径R=5mm。沿拔模方向的拔模斜度为1：20或1：10。 机械加工工艺性：机械加工工艺性：同一轴心线上的轴承座孔直径、精度及表面粗糙度应一致。轴承座的端面尽可能位于同一平面上，箱体两侧轴承座端面应与箱体中心平面对称，以便于加工和检验。加工表面与为加工

22、表面严格分开，不能处于同一表面上，或凸出或凹入箱体表面在轴承座端面和放油螺塞处凸起58mm，检查孔处凸起35mm。 上下箱联接螺栓的头部及螺母与箱缘相接处的表面也 需机加工，一般采用沉头座方式，用锪刀锪平，深度23mm。第五讲 减速器装配草图设计5.3 完成减速器装配草图（3）减速器附件的设计（强调注意事项） 检查孔及其盖板和密封垫片 检查孔位置：检查孔位置：传动件啮合区上方，大小手伸入检查。 检查孔盖板：检查孔盖板：盖板下加防渗漏垫片。箱盖上安放盖板的表面需要 刨削或铣削，凸台高度35mm。第五讲 减速器装配草图设计5.3 完成减速器装配草图（3）减速器附件的设计（强调注意事项） 通气器 常

23、用通气器有两种：通气螺塞和网式通气器。通气螺塞用于清洁环境。网式通气器用于多尘环境。第五讲 减速器装配草图设计5.3 完成减速器装配草图（3）减速器附件的设计（强调注意事项） 油面指示器 常用油面指示器有：油标尺、圆形油标、长形油标、管状油标。 减速器中常用结构简单的油标尺，上面刻有最高和最低油面的标线。 为避免与齿轮干涉，油标尺最好安装在小齿轮一侧。若采用上置式油标尺，其孔是箱盖和箱座合箱后进行加工。第五讲 减速器装配草图设计5.3 完成减速器装配草图（3）减速器附件的设计（强调注意事项） 放油孔及其螺塞和密封垫片 减速器通常设置一个或两个放油孔，并在螺塞下面放置一个封油垫片（石棉橡胶纸、皮

24、革）。第五讲 减速器装配草图设计5.3 完成减速器装配草图（3）减速器附件的设计（强调注意事项） 起吊装置 吊耳和吊钩。 起箱螺钉 起箱螺钉的直径与上下箱联接螺栓直径相同，长度大于箱盖凸缘厚度，材料为35优质碳素结构钢，硬度为2838HRC。 定位销 为提高定位精度，两定位销的距离应尽量远。为避免箱盖装反，两定位销的位置应明显不对称。同时要考虑装拆方便，避免与其它零件干涉。 螺钉和螺栓 一组螺钉或螺栓只画出其中一个三视图，其余用中心线表示。 油杯 滚动轴承采用脂润滑时，轴承盖或轴承座上装配油杯。第五讲 减速器装配草图设计 装配工作图是制造、安装、使用和维护等环节的指导性技术文件，是技术人员熟悉

25、和研究机构内部结构原理的重要资料，是零件工作图设计的依据。 装配工作图要准确地表示出机构的构造、所有零件的形状和尺寸、相关件间的联接性质，及 整个机械的工作原理；表示出机构中各零件的装配和拆卸的可能性及次序，调整和使用维护方法。 主要内容： 按国家机械制图标准规定画法绘制各视图； 标注必要的尺寸及配合关系； 编注零部件的序号； 绘制标题栏及明细表； 绘制减速器技术特性表； 编注技术条件。第六讲 减速器装配工作图设计6.1 按国家机械制图标准规定画法绘制各视图（1）集中表达基本视图）集中表达基本视图 减速器装配图为三个视图主视图、俯视图和左视图（必要时附加剖视、剖面或局部视图）。齿轮减速器的俯视

26、图为集中表达的基本视图。（2）辅助说明的局部视图）辅助说明的局部视图 装配图的各视图要完整、清晰，避免采用虚线表示零件的结构形状，必须表达的内部结构或细部结构，采用局部视图或面视图表示。（3）剖视图）剖视图 相邻接零件的剖面线方向或间距应不同，剖面尺寸较小的零件，剖面线采用涂黑表示 （如垫片）。同一零件在各视图上，其剖面线的方向和间距应取一致。第六讲 减速器装配工作图设计6.2 标注尺寸 主要包括：相关零件的定位尺寸、减速器的外廓尺寸、零件间的配合主要包括：相关零件的定位尺寸、减速器的外廓尺寸、零件间的配合关系及配合尺寸。关系及配合尺寸。（1）特性尺寸）特性尺寸 表明减速器的性能、规格和特性的

27、尺寸。如齿轮传动的中心距及其偏差。（2）配合尺寸）配合尺寸 表明各配合零件之间的装配关系的尺寸。如齿轮与轴、轴与轴承、轴承与轴承座孔等配合尺寸。（3）安装尺寸）安装尺寸 减速器本身需要安装在基础上或机械设备的某部位上。如减速器箱体底面的尺寸；地脚螺栓孔的直径和中心距；地脚螺栓孔的定位尺寸；主动轴与从动轴外伸端直径及配合长度；伸出端的 中心高；伸出轴端面距箱体某基准面的外伸长度。（4）外形尺寸）外形尺寸 表明减速器占有的空间尺寸。如减速器的总长、总宽和总高的尺寸。为包装运输和布置安装场所参考。第六讲 减速器装配工作图设计6.3 减速器装配工作图的改错练习目的目的 加强对结构分析和判断的能力，提高

28、机械制图技能和结构设计能力，完成减速器装配图的最后设计，避免原则性、结构性错误。 改错训练由学生根据课程设计要求和自己的设计改错训练由学生根据课程设计要求和自己的设计进度，依据机械设计基础课程设计指导书进度，依据机械设计基础课程设计指导书3537页页。第六讲 减速器装配工作图设计6.4 零件序号、标题栏和明细表（1）零件序号的编注）零件序号的编注 将所有零件按顺序整齐排列；形状、尺寸及材料一致的零件编为一个序号；引线用细实线，不应相交，不要平行，不能与视图中的剖面线相平行。（2）标题栏和明细表）标题栏和明细表第六讲 减速器装配工作图设计6.5 减速器的技术特性第六讲 减速器装配工作图设计6.6

29、 编写技术条件（1）齿轮接触斑点（2）滚动轴承的安装和调整 （3）箱盖和箱座接合面（4）试验要求（5）擦洗和涂漆（6）起重和运输 （7）减速器的润滑管理第七讲 零件工作图设计 零件工作图是制造、检验和制定零件工艺规程的基本技术条件，是在装配工作图的基础上拆绘和设计而成的。包括制造和检验零件所需的全部详细内容，如视图、尺寸与公差、形位公差、表面粗糙度、材料及热处理要求。（1）视图 一般只画一个视图：将轴线水平放置，键槽朝上，在键槽、圆孔等处加画辅助剖视图，退刀槽、砂轮越程槽、中心孔等处 可画局部放大图。（2）尺寸标注 根据设计和工艺要求，确定主要基准和 辅助基准，标注各段直径尺寸、长度尺寸、键槽

30、和细部结构尺寸。7.1轴零件工作图设计第七讲 零件工作图设计（3）公差及表面粗糙度标注 尺寸公差安装齿轮、链轮及联轴器处轴的直径公差，依据装配图上选定的配合性质查出公差值标注在零件图上；装轴承处轴的直径公差，根据轴承与轴的配合性质查出标注；键槽尺寸及公差，根据键联接标注。 形位公差圆柱度、键槽对称度、圆跳动公差、端面跳动公差等。 表面粗糙度根据精度要求，加工方法的不同，确定表面粗糙度。（4）技术条件（5）标题栏7.1轴零件工作图设计第七讲 零件工作图设计7.1轴零件工作图设计第七讲 零件工作图设计（1）视图 主视图：将齿轮的轴线水平放置，用全剖或半剖视图表示孔、键槽、轮毂、轮辐及轮缘结构；右侧

31、视图可采用全部画出，来表示齿轮的轮廓形状和轴孔、键槽、轮毂、轮辐、轮缘等整体结构。或采用局部视图只表示轴孔和键槽的形状和尺寸。（2）尺寸标注 以轴线为基准线，端面为齿宽方向的尺寸基准。齿顶圆直径、分度圆直径、轮毂直径、轮辐等尺寸及圆角、倒角、键槽尺寸等。（7.2 齿轮零件工作图设计第七讲 零件工作图设计（3）公差及表面粗糙度标注 尺寸公差齿轮轴孔是加工、检验和装配式的重要基准，根据装配图选定的配合性质和公差精度等级标注。 形位公差齿坯公差、齿坯基准面和端面跳动公差（表2.8-16）等。键槽的对称度公差。 表面粗糙度所有表面均要标注粗糙度值（表2.8-11）。（4）啮合特性表 布置于图幅右上角，

32、包括：齿轮的基本参数模数、齿数、齿形角、螺旋角螺旋方向；精度等级和相应的各检验项目的公差值。（5）技术条件（6）标题栏7.2 齿轮零件工作图设计第七讲 零件工作图设计7.2 齿轮零件工作图设计第八讲 编写设计计算说明书 设计计算说明书是整个设计计算过程的整理总结，是图纸设计的理论依据，是审核设计能否满足生产和使用要求的技术文件之一。所以，设计计算说明书应能反映所设计的机械是否可靠和经济。 以计算内容为主，写明整个设计的主要计算及简要的说明。附有与计算有关的必要简图（轴的强度计算中的结构简图、受力图、弯矩图及转矩图等）。 要求：按照指导书的格式要求书写。以Word文档、PDF文档提交，也可以采用

33、手写方式，通过邮寄提交。8.1 设计计算说明书的内容和要求第八讲 编写设计计算说明书1 封面2 目录（标题和页次）3 设计任务书4 电动机的选则计算5 传动装置的运动和动力参数的选择和计算6 传动零件的设计计算7 轴的设计计算8 滚动轴承的选择和寿命验算9 键联接的选择和验算10 联轴器的选择11 润滑与密封12 参考文献 8.2 编写大纲具体参考指导书47页的 8.2.2第八讲 编写设计计算说明书封面书写示例第八讲编写设计计算说明书第九讲 课程设计的总结与答辩提交的材料：1 装配图参考教材106-107页（滚动轴承采用脂润滑） 参考教材108-109页（滚动轴承采用油润滑）2 零件图输出轴：

34、参考教材110页 大齿轮：参考教材111页3设计说明书参考教材45-50页算例：普通V带传动设计 设计一带式输送机中的普通V带传动，装于电机与减速器之间。电机为鼠笼式异步交流电机，传递功率为P = 18.5 kW，转速n1=970 r/min，传动比i =3，两班制工作，传动水平布置。解解：(1) 确定计算功率Pc 查表3-4得工作情况系数 KA=1.2，故 Pc=KAP =1.2 18.5=22.2 kW(2)选择带的型号 根据Pc，n1，由图3-12确定选用C型带。(3)确定带轮的基准直径dd1和dd2 选取小轮直径dd1=212 mm 则大轮的直径为dd2=idd1=3212=636 m

35、m，取dd2=630 mm满足要求，则取满足条件验算带速%.i.ddiv.ndvvddd50060330230230150121263010.015m/s255 m/s7710100060970212100060 (4)1211算例：普通V带传动设计(5)确定带的基准长度Ld和a 初定中心距a0 根据a0=(0.72)(dd1+dd2) =589.41684 mm，取a0=1000 mmmm2933661000421263021263021000242220212120.addddaLddddc查表3-3，取Ld=3550 mm确定基准长度Ld算例：普通V带传动设计mm109222933663

36、550100020.LLaacd确定中心距a满足要求验算小轮包角1201583571092212630180357180 (6)1211.adddd算例：普通V带传动设计kW98458101212lg10315581012121032921210657110461258101212lgrad/s58101609702602103151032910657110461213V (7)521534114211312111011541533241.dcdcdccdP.n.c,.c.c,.czdddd得查表带根数确定算例：普通V带传动设计-0.078kW37503550lg5810121210315lg

37、kW94501012lg58101212103151012lg94605125151251501142210231212110315106571511111411180158180531421.LLdcPP.dcPP.KKdd.sdccdd附加功率值附加功率值包角系数算例：普通V带传动设计5014535222V5.53kW078094509840.946V021000z.PPzz.PPPKPPc，取带的根数带传递的功率单根N43737710390194605257710222500152500mkg39013 (8)22000.qvK.vzPF/.qFc得查表确定初拉力算例：普通V带传动设计N

38、36652158sin5437322sin2 (9)10.zFQQ计算带对轴的压力(10)带轮的结构设计（从略）算例：普通V带传动设计算例：滚子链传动设计 设计一驱动鼓风机用滚子链传动。已知传递功率为P= kW，主动轮转速n1=960 r/min，从动轮转速n2=320 r/min，载荷平稳。要求中心距a0 = 500 mm，环境温度为25左右。547525sm863320960(1)212121表选取设链速计算传动比和确定链轮齿数解：z ,z,/vnnizzmm8751510A114kW38416730101747301340164(2)100.p:,nP.KPKKP.K,.K,.KppzA

39、pzA，选定链型号为由图和根据得查表得查图得查表选链型号，确定链节距链速满足要求。验算链速sm15s35m61000609602587515100060(3)11/.npzvv算例：滚子链传动设计mm925078751520021151165002116002115225755008751527525875155002222mm,500(4)002212021000.pLLaaL.zzapzzpaLaaLppppp实际中心距节取节则计算链节数为要求和实际中心距计算链节数算例：滚子链传动设计1N1181356625110001000251(6).vPKQ.KQQFQF取计算压轴力选油浴润滑。，由

40、图和链型号根据链速确定润滑方法15410Asm356(5)/.v算例：滚子链传动设计从略）绘制链轮零件工作图（，其余略。分度圆直径计算链轮主要几何尺寸(8)10mm37975180sin87515180sinmm6612625180sin87515180sin(7)2211.zpd.zpd算例：滚子链传动设计算例：圆柱齿轮传动设计某二级直齿圆柱齿轮减速器，电动机驱动，单向运行，载荷平稳，试设计低速级齿轮传动。已知低速级传递功率Pl=18kW，小齿轮转速n1=300r/ min，传动比i=4，每天1班，预期寿命10年。 解解:（1）选择材料）选择材料 小齿轮材料选用40Cr钢，调质处理，齿面硬度

41、 为250280HBS。大齿轮材料选用ZG310-570，正 火处理，齿面硬度为162185HBS8111032. 4)830010(13006060hjLnN88121008. 141032. 4iNN计算应力循环次数N算例：圆柱齿轮传动设计查图得ZN1=1.05，ZN2=1.14（允许有一定的点蚀）计算得ZX1=ZX2=1.0取SHmin=1.0，ZW=1.0，ZLVR=0.92按齿面硬度250HBS和162HBS，查图得 Hlim1=690MPa，Hlim2=440MPa计算许用接触应力MPa566692001010510169011Hmin1Hlim1.ZZZZSLVRWXNHMPa5

42、46192001011410144022Hmin2Hlim2.ZZZZSLVRWXNH因H2H1，计算中取H= H2=461.5MPa。算例：圆柱齿轮传动设计N.mm 57300030010105591055961161.nP.T小齿轮转矩987013coscos.Z计算得MPa9188012.Z.ZKEtt，查得初取（2）按齿面接触强度确定中心距）按齿面接触强度确定中心距初定螺旋角=13算例：圆柱齿轮传动设计HaZ. ，计算取404829.2013cos20tanarctancos/tanarctannt2035.124829.20cos13tanarctancostanarctantb44

43、. 24829.20sin4829.20cos2035.12cos2sincoscos2ttbHZ端面压力角基圆螺旋角则有算例：圆柱齿轮传动设计计算中心距amm1 .2795 .461987. 09 .18844. 244 . 025730000 . 1) 14(2) 1(32321HEHatZZZZuKTua取中心距a=280 mm。算例：圆柱齿轮传动设计1310928274282714413cos28021cos2121.uzz.)u(mazn小轮齿数1092721z ,z取估算模数mn mn=(0.0070.02)a=(0.0070.02)280=1.965.6 mm，查表取标准模数mn

44、=4 mm算例：圆柱齿轮传动设计037427109zz12.i实实际传动比误差在允许范围内传动比误差理实理%.%.%iiii5930100403744100算例：圆柱齿轮传动设计/n.azzm4543137291132802271094arccos2arccos12修正螺旋角与初选螺旋角相近，故ZH，Z可不修正mm176111729113cos274cos11.zmdnmm823448729113cos1094cos22.zmdn齿轮分度圆直径 算例：圆柱齿轮传动设计圆周速度v sm74110006030017611110006011/.ndv根据表，选取齿轮精度为8级（3）验算齿面接触强度电

45、机驱动，载荷平稳，取KA=1.0vz1/100=1.7427/100=0.47 m/s，8级精度，则Kv=1.031.21.091.0076112/111.17mm112280401KKb/d.aba查表得，得齿宽算例：圆柱齿轮传动设计载荷系数K 5397203.27911cos02tanarctancostanarctan./nt计算重合度、1.3471.21.0903101.KKKKKvAmm8234564128234482mm17611941217611122211.mhdd.mhddn*aan*aa齿顶圆直径da1、da2 端面压力角t mm291420cos20.5397823448

46、cosmm108140cos20.5397176111cos2211.dd.ddtbtb齿轮基圆直径db1、db2 算例：圆柱齿轮传动设计则有 069523823456291420arccosarccos124429176119108104arccosarccos222111./.d/d./.d/dabatabat端面齿顶压力角at 67310.53972tantan23.06951090.53972tan9.12442tan2721tantantantan212211.zztattat11243.7291112sin1sin.mbn算例：圆柱齿轮传动设计螺旋角系数Z 7730673111.Z

47、重合度系数Z98603.72911coscos.Z886412539720cos3.72911tanarctancostanarctant.b由节点区域系数ZH 43620.53972sin0.53972cos2.88641cos2sincos2cos.ZttbH算例：圆柱齿轮传动设计MPa5461MPa7413414176111112573000347129860773091884362122211.bdKTZZZZHEHH则齿面接触应力H故，安全算例：圆柱齿轮传动设计（4）校核齿根弯曲疲劳强度查图得Flim1=290MPa， Flim2=152MPaYN1=1.0，YN2=1.0；YX1=

48、1.0，YX2=1.0取YST=2.0，SFmin=1.4，则许用弯曲应力为MPa2170101241152MPa414010124129022min2lim211min1lim1.YYYS.YYYSXNSTFFFXNSTFFF算例：圆柱齿轮传动设计9118729113cos109cos4529729113cos27cos33223311.zz.zzvv8116512025622121.Y.Y.Y.YsasaFaFa，；，88601207291131.0112011.001112.Y.所以，取因查图得齿形系数Fa和应力修正系数Fs67606731886412cos75025075cos0250

49、2b2.Y计算当量齿数Zv算例：圆柱齿轮传动设计计算齿根弯曲应力F故，安全故，安全217MPa9MPa3788606760811224176111112573000347122414MPaMPa4788860676065156241761111125730003471222211211111FsaFanFFsaFanF.YYYYmbdKT.YYYYmbdKT算例：圆柱齿轮传动设计（5）齿轮主要几何参数mm120105112mm,mm2808234481761112121mm8234384250128234482mm1761014250121761112mm8234564128234482mm1761194121761112mm823448729113cos1094cosmm176111729113cos274cos543413mm,40374109272122122112211221121 bbbb.dda.mchdd.mchdd.mhdd.mhdd.zmd.zmdm,.,z ,zn*afn*afn*aan*aannn算例：圆柱齿轮传动设计