【减速机】通过一款减速机课程实例，一步一步教你如何做机械设计课程设计

非标机械专栏

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机械装置总体设计

今天和大家演示一遍机械设计课程设计的总体思路，老同学可以复习一下，新同学可以熟悉机械设计过程，掌握机械设计的一般方法和规律。机械装置如下图所示：

设计工作量和设计过程

1、设计工作量

在课程设计的工作开始前，我们首先需要明确整个的工作量，对接下来的设计有个大概的了解。

（1）装配图一张（0号或1号图）；

（2）零件图3张（传动零件、轴和箱体）；

（3）计算说明书一份，约6000-8000字；

（4）校对、整理、打印。

2、设计流程

（1）传动装置总体设计

（2）装配草图、装配图设计

（3）工作图设计

（4）编写设计计算说明书　

（5）答辩

一、原动机的选择

常用：Y系列三相异步电动机。

1.选择电动机类型

同步转速：3000 1500 1000 750

级数：2 4 6 8

电动机的安装及外形尺寸：

(极对数、体积、cosφ、价格)

2.确定电动机的功率

(1) 工作机所需电动机功率Pd

传动装置效率η

查取电动机轴外伸端尺寸:

D-直径

E-长度等

二、传动装置运动参数、动力参数

分配原则:

(1) 各级传动比应在推荐范围内选取，不得超过最大值

(2) 展开式二级圆柱齿轮减速器

(3) 圆锥—圆柱齿轮减速器

目的：（1）尺寸协调, 互不干涉

（2）尺寸紧凑, 便于润滑

各轴输入、输出转矩、功率不同

注意：

1.按工作机所需电动机功率Pd计算，而不按电动机额定功率Ped计算。

2.设计轴时应按其输入功率计算,设计传动零件时应按主动轴的输出功率计算。

装配图设计

一、减速器外传动零件设计

1.普通V带传动

已知：P , n , T , i。

2.链传动

已知：P , n , T , i。

设计步骤：见教科书例题。

二、减速器内传动零件设计

1. 高速级齿轮传动

已知：P , n , T, i。

设计步骤：见教科书例题。

2.低速级齿轮传动

已知：P , n, T , i。

设计步骤：见教科书例题。

三、按转矩初步计算轴的最小直径

四、验算工作速度误差

五、减速器箱体结构尺寸

注意：

最后，我们可以得到如下装配图：

装配草图设计

已知条件

1. 传动零件的结构和几何尺寸

2. 初步计算轴的直径

3. 电动机输出轴的尺寸

4. 轴承类型、联轴器类型尺寸？

5. 减速器箱体的结构（表3-1）

设计内容:

1. 初绘装配草图

2. 轴、轴承、键、联轴器的校核计算

3. 完成装配草图（边设计、边计算、边修改）

一、初绘装配草图

1.布置图：尽量选取1∶1的比例

2.画中心线，

画出三面内壁线。

3.初步计算轴直径

二、验算轴、轴承、键、联轴器

1. 轴的计算

2. 轴承的计算

3. 键的计算

4. 联轴器的计算

三、完成装配草图

1. 画出齿轮的结构及固定：轴向、周向

2. 画出轴系的细部结构。

工作图设计

包括两个内容：

装配工作图和零件工作图。

一、装配工作图

在草图的基础上进行装配图设计。避免盲目照抄草图，修改草图中的错误，力求进一步改进和提高设计质量）

要点：

1. 布图

尽量用1:1的比例在两(或三)个视图上

画出。必要时画断面、剖视和局部视图。（应当完整、准确地表示出每个零件的结构形状、位置和尺寸，以及它们之间的连接性质和相互关系）

2.画图过程

用细线勾出装配图中各个零件——画零件工作图——一起加深。（要求各视图一起画）

3. 装配图上应标明注册的尺寸

①特性尺寸：表明机器性能、规格和特性的尺寸。

中心距及偏差：160±0.0315

中心高：190 （最好以0结尾）

②配合尺寸：表明配合零件间装配关系的尺寸。

③安装尺寸：表明机器安装在其基础上的位置尺寸。（箱体底面尺寸；地脚螺钉中心距离和对中心的距离；

带轮、联轴器伸出头尺寸及对中心距离）

④外形尺寸：表明机器占用的空间尺寸。（包装、运输、安装、厂房用）

4. 配合选择

①装配前所有零件用煤油清洗，滚动轴承用汽油清洗，箱体内壁涂防锈漆。

②齿轮传动的齿面接触斑点；滚动轴承的热补偿间隙为0.2~0.5mm。

③减速器剖分面、密封面和接触面均不允许渗漏。剖分面涂密封油漆或水玻璃，禁止使用任何垫片。

④箱体内装全损耗系统用油；轴承用润滑脂。

5. 装配图上应标注的技术要求

⑤跑合试验要求，空载试验、负载试验（时间、工作条件）。

⑥对外观、包装和运输的要求。

6. 减速器的技术特性表

7. 标题栏、明细表及零件编号

零件工作图：生产用的图纸

一张完整的零件图要求能全面、正确、清晰地表达零件结构、制造和检验所需所全部尺寸和技术要求。

设计要点：

1. 视图选择和布图：选择适当的标准图幅, 比例尽量采用1:1。

2. 尺寸标注：零件图上应标注尺寸公差、形位公差及表面粗糙度。

3. 技术要求

①热处理，表面处理。（渗碳，渗氮，氰化，镀层，抛光）

②未注明的圆角、倒角、斜度等要求。

③特殊要求：修饰，涂色，检验，试验。（平衡，噪声）

4. 标题栏（参照教材图4-1）

5. 要求

① 避免零件在车间做任何计算（尺寸标注完全）

② 零件各部分尺寸尽量标注在同一投影图上。

③ 尺寸线、引出线引到看得见的轮廓线上。

下面介绍齿轮（盘类）和轴（轴类）。

齿轮（盘类零件）

1．视图

齿轮类零件一般选取1～2个视图，侧视图可只画主视图表达不清的键槽和孔。

2．尺寸标准

包括圆、宽度和键槽三部分。

3．啮合特性表

齿轮类零件的主要参数和误差检验项目应在齿轮（蜗轮）啮合特性表中列出。啮合特性表一般布置在图幅的右上角。齿轮（蜗轮）的精度等级和相应的误差检验项目的极限偏差或公差取值见第六章。

4．技术要求

1）对毛坯的要求：如铸件不允许有缺陷，锻件毛坯不允许有氧化皮及毛刺。

2）对材料化学成分和力学性能的要求，允许使用的代用材料。

3）零件整体和表面处理的要求：如热处理方法、热处理后的硬度、渗碳/渗氮要求及淬火深度。

4）未注倒角、圆角半径、斜度等的说明。

5）其他特殊要求：如修形或对高速齿轮的动平衡试验等。

轴( 轴类零件 )

1．视图选择：轴的结构可用一个视图加若干断面。

2．尺寸标注：满足加工、检验、装配要求。

注意：基准面，加工过程，尺寸链不封闭。

3．形位公差：重点是轴颈和轴头部分。

4．表面粗糙度。

5．技术要求

轴类零件的技术要求包括：

1）对材料化学成分和力学性能的要求，允许使用的代用材料。

2）热处理方法和要求：如热处理后的硬度、渗碳/渗氮要求及淬火深度等。

3）未注倒角、圆角的说明。

4）其他加工要求：如对某些关键尺寸、加工状态要求的特殊说明。

检查：

① 视图数量是否足够。

② 零件结构是否正确。

③ 尺寸标注、公差、形位公差、表面粗糙度是否正确。

④ 技术要求是否完善、正确。

⑤ 标题栏、明细表填写是否完整、正确。

检查修改后加深。图纸全部内容要符合制图国家标准。保持整洁，文字、数字用仿宋体写出。

编写设计计算说明书和准备答辩

（1）目录（标题及页次）；

（2）设计任务书；

（3）传动方案的分析与拟定（简要说明并附传动方案简图）；

（4）电动机的选择计算；

（5）传动装置的运动及动力参数计算；

（6）传动零件的设计计算；

（7）轴的计算；

（8）滚动轴承的选择和计算；

（9）键连接的选择和计算；

（10）联轴器的选择；

（11）减速器的润滑方式和密封类型的选择，润滑油的牌号选择和装油量计算；

（12）设计小结（对课程设计的体会，设计的优缺点和改进意见等）；

（13）参考资料（资料编号、作者、说明、出版单位和出版年份）。

三维图：

机械设计的内容讲解到此结束，留言功能已开通，欢迎各位进行补充。

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【机械设计】伺服电机驱动滚珠丝杠选型实例，清晰明了，可学习参考

--正文--　已知条件：总负载质量：M=工作台+负载重量= 20 kg线速度：V=0.3 m/s滚珠丝杠导程：Pd=10 mm 导轨摩擦系数：μ=0.1 总效率：η=0.8安全系数：K=1.5重力加速度：g≈10 m/s²计算伺服电机所需额定扭矩，匹配转速，惯量，最大扭矩。扭矩计算扭矩公式：T=F*Pb/2π 负载力：F=μmg=0.1*20*10=20 N负载扭矩：T=F*Pb/2π=20*0.01m/2/3.14=0.032 Nm额定扭矩计算:T=T*K/η=0.032*1.5/0.8=0.06 Nm 转速计算转速公式：n=V*60*1000/Pb转速计算：n=0.3*60*1000/10=1800 r/min最大扭矩及惯量匹配惯量计算公式（滚珠丝杠）：J=m(Pb/2π)² 负载惯量： J=20*0.00000254=0.0000507 kg/m²加速扭矩计算公式:T=J*β 角加速度计算公式：β=ω/t 角速度计算公式：ω=2πN/60角速度：ω=6.28*1800/60=188.4 rad/s角加速度：β=188.4/0.2=942 rad/s²加速扭矩： T=0.0000507*942=0.048 Nm 最大扭矩计算： Tmax=（加速扭矩+额定扭矩）*安全系数K/η总效率 =（0.048+0.032）*1.5/0.8=0.15 Nm 惯量匹配实际惯量/3=0.0000507/3=0.0000169 kg/m²总结电机实际选择：额定扭矩：0.06 Nm 最大扭矩：0.15 Nm 惯量匹配：0.0000169 kg/m² 转速匹配：1800 r/min 机械设计的内容讲解到此结束，留言功能已开通，欢迎各位进行补充。 -End-免责声明：本文系网络转载或改编，仅供学习，交流所用，未找到原创作者，版权归原作者所有。如涉及版权，请联系删。来源：非标机械专栏