机械基础课程设计的步骤及要求_机械设计课程设计步骤
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机械基础课程设计的步骤及要求
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（A2只画俯视图）、两张零件图（2*A3---一张低速轴、一张大齿轮）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（在教务处网上下载），评分表（在教务处网上下载）要求填好每人的班级、姓名、学号和设计题目，档案袋统一（教材科购买，填好档案袋上的相关信息）。
二、传动方案的总体设计
1.比较和选择传动装置的方案；
题目
一、带传动和一级直齿圆柱齿轮减速器，题目二，一级闭式齿轮传动和一级开式齿轮传动
2.选定电动机类型和型号；
1）确定工作机的转速和功率；
由已知条件F、V、D可以计算出，题目一转速： 601000v
πD FV40000.75Pw5.72kw10001000nw功率：
2）确定电动机的转速范围和功率要求
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）n工，在此中间可以确定电动机的转速；
对Y系列电动机，通常多选用同步转速为1500r/min或1000r/min的电动机，如无特殊需不选用低于750 r/min的电动机。
根据选定的电动机类型、结构、容量和转速，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、外形尺寸、中心高、轴伸尺寸、键联接尺寸、地脚尺寸等参数备用。
3）确定电动机的功率要求
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；
Pd
Pw
kW
式中：Pd——工作机实际需要的电动机输出功率，kW；
Pw——工作机所需输入功率，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=η1η2η3…ηn
其中η
1、η
2、η
3、…ηn分别为传动装置中每一传动副(齿轮、带或链)、每对轴承、每个联轴器的效率，其概略值见指导书。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：一级带传动、一级齿轮传动，两对滚动轴承（一般选深沟球轴承）、联轴器（一般选弹性柱销联轴器）和工作机滚筒的效率。）
根据计算的转速范围和需要的功率值，由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、外形尺寸、中心高、轴伸尺寸、键联接尺寸、地脚尺寸等参数备用。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），又知道工作机的转速，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。要考虑以下几点：
(1)要保证带传动的传动比在2-4中；齿轮传动的传动比在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），这时确定带传动的传动比稍小一点就可以。
例：总传动比=12，可取i带=3，则i齿轮= 12/3 =4；
也可取i带=2，则i齿轮= 12/3 =6；（不选用）
也可取i带=4，则i齿轮= 12/4 =3；（不选用）
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在±(3～5)％范围内。
设计传动装置时一般按工作机实际需要的电动机输出功率Pd计算，转速取满载转速。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
nI
nmi0
r/min r/min
nn
nⅡIm
i1i0i1
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，Ⅱ轴为低速轴； i0、i1——依次为由电动机轴至高速轴I，I、Ⅱ轴间的传动比。2）各轴功率
PI=Pdη01kW 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。3）各轴转矩
TI=Td i0η01N·m
TⅡ= TI i1η12=Td i0 i1η01η
式中：Td——电动机轴的输出转矩，N·m；
P
Tdd
nm
N·m
N·m
TI、TⅡ——I、Ⅱ轴的输入转矩，N·m。
运动和动力参数的计算数值可以整理列表备查。
P
TI=Td i0η01= 9550di001 N·m
nm
= 9550
P1
N·m n1
同理：T2= 9550
P2
N·m n
2三、传动件的设计计算
1．带传动
设计带传动时，应注意检查带轮尺寸与传动装置外廓尺寸的相互关系，例如小带轮外圆半径是否大于电动机中心高，大带轮外圆半径是否过大造成带轮与机器底座相干涉等。
2.齿轮的设计
设计过程参见书上的例题，注意：（1）材料的选择要求；（2）齿数的选取范围。3.轴的最小直径确定
按最小直径估算后，要考虑： 1）键槽对轴强度的影响；
2）最小轴径处安装的零件是否是标准件（联轴器等----轴径有无标准要求）注: 选择联轴器类型和型号
联轴器除联接两轴并传递转矩外，有些还具有补偿两轴因制造和安装误差而造成的轴线偏移的功能，以及具有缓冲、吸振、安全保护等功能。因此要根据传动装置工作要求来选定联轴器类型。
标准联轴器主要按传递的转矩大小和转速来选择型号(参见手册)。还应注意联轴器轴孔尺寸范围是否与所联接轴的直径大小相适应。
四、装配草图设计、答辩
1.考虑轴上零件的定位，进行轴的结构设计、选择轴承；
用到箱体结构（尺寸见指导书），轴承的选择及润滑方式、轴承端盖的尺寸确定等。2.绘制草图；（草图可以帮助进行部分尺寸的确定）
要求这里之前的计算和按比例绘制的草图（俯视图，一般大小不小于A3(白纸或坐标纸)，并将尺寸进行标注。便于检查轴系结构，并有助于后面计算机绘图），要给指导老师检查，答辩、登记！
3.校核轴及轴承（精确校核一根轴以及相应的轴承寿命计算）； 4.进行减速器附件的设计； 5.完成装配图。
五、零件图的绘制
六、编写技术说明书
设计说明书是设计技术文件之一，它提供设计理论根据和计算数据，为审核设计及使用设备的人员查阅。对于传动装置，计算说明书的内容大致包括：
(1)目录(标题及页次)(2)设计任务
(3)传动方案的分析和拟定(附传动方案简图)(4)电动机的选择
(5)传动装置运动及动力参数计算(6)传动零件的设计计算(7)轴的结构设计
(8)滚动轴承、键联接和联轴器选择计算(9)轴的强度计算
(10)轴承的寿命及键的强度校核(11)减速器相关附件的设计、选择
(12)参考资料(资料编号主要责任者．书名.版本.出版地:出版者,出版年)(13)设计总结
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