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机械基础课程设计指导书

指导老师：陶素连

一、课程设计目标
1．经过课程设计实践，树立正确设计思想，培养综合利用机械设计课程和其它先修课程理论和生产实际知识来分析和处理机械设计问题能力。
2．学习机械设计通常方法、步骤，掌握机械设计通常规律。
3．提升相关设计能力，如计算能力、绘图能力等，熟悉设计资料（手册、图册等）使用，掌握经验估算等机械设计基础技能。

二、课程设计步骤及任务
课程设计步骤：课程设计通常可按以下次序进行，
设计准备工作——总体设计——传动件设计计算——装配图草图绘制（校核轴、轴承等）————编写设计计算说明书
1．设计准备工作
（1）熟悉任务书，明确设计内容和要求；
（2）熟悉相关资料、图纸等；
（3）观看减速器装拆试验，了解减速器结构特点。
2．总体设计
（1）确定传动方案；
（2）选择电动机；
（3）计算传动装置总传动比，分配各级传动比；
（4）计算各轴转速、功率和转矩
3．传动件设计计算
（1）计算齿轮传动、带传动关键参数和几何尺寸；
（2）计算各传动件上作用力
4．编写设计计算说明书
编写设计计算说明书，内容包含全部计算，并附有必需简图，说明书用16K纸书写，标出页码、编好目录、做好封面，最终装订成册。
设计计算说明书关键内容大致包含：
（1）目录（标题及页码）；
（2）设计任务书（含传动方案简图）；
（3）传动方案分析；
（4）电动机选择；
（5）传动装置运动及动力参数计算；
（6）传动零件设计计算；
（7）轴计算；
（8）滚动轴承选择和计算；
（9）键联接选择和计算；
（10）联轴器选择；
（11）润滑方法、润滑油牌号及密封装置选择；
（12）参考资料。
（13）致谢。
课程设计任务
课程设计要求在2周时间内完成以下任务：
（1）设计计算说明书一份，不少于5000字。
（2）减速器装配图。

三、课程设计传动方案

四、进度安排
1．设计准备 0.5天
2．传动装置总体设计及计算 0.5天
3．传动零件设计计算 3 天
5．零件图、装配图绘制 3 天
6．编写设计计算说明书 2 天
总计10天

五、成绩评定
依据设计水平60%、说明书正确性20%、平时表现20%（含纪律、学习态度） 综合评定成绩。

六、设计指导
（一）．确定传动方案（传动方案题中已给出）
（二）．电动机选择
1．确定工作机所需有效功率为：Pw =Fv/1000 KW
电动机所需功率（输出功率）为Pd = Pw /η KW
η为传动装置总效率，η=η带.η2轴承.η齿轮.η联轴器.η滚筒.η滚筒轴承
η带 =0.94～0.97 （0.96）
η齿轮传动轴承 =0.98～0.995 （0.99）
η齿轮传动=0.96～0.99 (0.97)
η联轴器=η弹性联轴器（0.99～0.995）(0.993) ×η含有中间可动元件联轴器（0.97～0.99）(0.98)=0.97
η滚筒轴轴承（0.97～0.99）(0.98)
η滚筒=0.96
η=0.96×0.992×0.97×0.97×0.98×0.96=0.83
 所以：Pd = Pw /η= Fv/1000η=……
2.确定电动机转速：
（1）    滚筒轴工作转速为：
nW=60×1000V/πD（r/min）=……  
      式中：V-----皮带输送机带速
               D----滚筒直径
按推荐合理传动比范围，取V带传动传动比i1ˊ=2～4，i2ˊ=3～5，则合理总传动比范围为i =6～20，故电动机转速可选范围为：
ndˊ=i nW  = (6～20)×nW
常见机械传动效率          附表1

   机械传动类型
          传动效率
圆柱齿轮传动              
    闭式传动0.96—0.98（7-9级精度）
    开式传动0.94—0.96
带传动
平型带传动
    0.95—0.98
V型带传动
    0.94—0.97
滚动轴承（一对）
    0.98—0.995
联轴器
    0.99-0.995
常见机械传动比范围           附表2

传  动
  类型
选择指标
 平型带
 三角带
    齿 轮 传 动

功率（KW）
 小（20）
中（≤100）
    大（最大可达50000）
单级传动比
（常见值）
  2---4
 2---4
  圆柱

 3---5

最大值
   6
   15
    10

（三）、总传动比计算及传动比分配
（1）传动装置总传动比
          i=nm/nW      (nm为电动机满载转速)
（2）分配传动装置各级传动比
         i=i1·i2·i3····in    
     式中：i1、i2、i3····in从附表2中选值
(四)、传动装置运动和动力参数计算
1、各轴功率计算：
 PⅠ=Pdη带 = …………    
 PⅡ= PⅠ·η轴承·η齿轮 =  Pdη带·η轴承·η齿轮 = ………… 
PⅢ= PⅡ·η轴承·η联轴器= Pdη带·η轴承·η齿轮·η轴承·η联轴器 = ………… 
2、各轴转速计算：
（1）    高速轴（Ⅰ轴）转速  nⅠ= nm /i1   （r/min）   
（2）低速轴（Ⅱ轴）转速 nⅡ= nm /（i1·i2）  （r/min）    
（3）卷筒轴转速  nw= nⅡ  （r/min）   
3、各轴扭矩计算：   TK=9.55×106×PK/nK   (N.mm) 
   电动机轴输出转矩：   Td=9.55×106×Pd/nm  = ………… (N.mm)
（1）    高速轴（Ⅰ轴）转矩 TⅠ= Td ·i1·η带 = ………… (N.mm) 
（2）低速轴（Ⅱ轴）转矩 TⅡ= TⅠ ·i2·η轴承 ·η齿轮 = ………… (N.mm)   
（3）卷筒轴转矩 TⅢ= TⅡ·η轴承 ·η滚筒= ………… (N.mm)  
(五)、V带传动设计
1、选择V带型号；
2、选择带轮基准直径，并验算带速（5m/s≤V≤25m/s）；
3、确定中心距和带长，验算小轮包角；（α1≥120°）
4、按许用功率计算带根数；
5、确定作用在轴上压力；
6、确定带轮结构和尺寸（只要求绘制大带轮零件图）；
(六)、齿轮传动设计
1、参考教材步骤设计这一对齿轮尺寸（只要求绘制大齿轮零件图）；
2、选择齿轮传动润滑油粘度、润滑方法；
(七)、轴设计参考教材附加内容例子及设计步骤进行设计，要求低速轴和高速轴设计并绘制高速轴和低速轴零件图。  
(八)、滚动轴承选择按教材选择步骤进行滚动轴承选择，并确定润滑方法。
(九)、键选择及强度校核，键尺寸选择可参考《公差和配合》教材相关章节。
(十)、联轴器选择（低速轴），参考书本。关键检验它转速和转矩。联轴器类型选择可参考《机械设计手册》
(十一)、    编写设计计算说明书（说明书内容参考前面要求）
撰写说明书要求：
（1）设计计算说明书要求叙述清楚，文字精炼，计算正确。
（2）说明书一律采取A4纸按一定格式打印，装订成册，封面格式可参考图1，说明书格式可参考图2。
（3）说明书中应附有必需插图。
（4）计算中所引用公式和数据应有依据，并注明其起源（如由资料[ ]p．×式(×-×)等）。
（5）说明书中每一自成单元内容，应有大小标题，使其醒目便于查阅。
（6）计算过程应层次分明。通常可列出计算内容，写出计算公式，然后代入数据，略去具体验算过程，直接得出计算结果，并写上结论性用语，如“合格”、“安全”、“强度足够”等。对技术计算出数据，需圆整应予圆整，属于正确计算不得随意圆整。
参考图例附后 
提议参考文件：
1．赵冬梅主编，《机械设计基础》，西安电子科技大学出版社，
2．陈立德主编，《机械设计基础课程设计指导书》，高等教育出版社，
3．王少岩主编，《机械设计基础实训指导书》，大连理工大学出版社，
4．吴宗泽 罗圣国主编，《机械设计课程设计手册》，高等教育出版社，1992