机械设计课程设计
计算说明书
课 程 名 称: 机械工程基础课程设计
课 程 代 码:
题 目:
学院(直属系):
年级/专业/班:
学 生 姓 名:
学 号:
指 导 教 师:
减速器原理减速器是指原动机与工作机之间独立封闭式传动装置。此外，减速器也是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将马达的问转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意不能超出减速器额定扭矩。
减速器的作用减速器的作用就是减速增矩，这个功能完全靠齿轮与齿轮之间的啮合完成，比较容易理解。
减速器的种类很多，按照传动类型可分为齿轮减速器、蜗杆减速器和行星减速器以及它们互相组合起来的减速器;按照传动的级数可分为单级和多级减速器;按照齿轮形状可分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆锥一圆柱齿轮减速器;按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同轴式减速器。
齿轮减速器应用范围广泛，例如，内平动齿轮传动与定轴齿轮传动和行星齿轮传动相比具有许多优点，能够适用于机械、冶金、矿山、建筑、轻工、国防等众多领域的大功率、大传动比场合，能够完全取代这些领域中的圆柱齿轮传动和蜗轮蜗杆传动，因此，内平动齿轮减速器有广泛的应用前景。
一、设计题目：
带式运输机的减速传动装置设计
二、主要技术说内容：
1、设计单级圆柱齿轮减速器
2、工作条件：
1 使用年限５年，工作为双班工作制，单向传动；
2 载荷有轻微振动；
3 运输煤、盐、砂、矿石等松散物品
3、原始数据：滚筒圆周力F=1621N；
带速V=2.695m/s；
滚筒直径D=260mm；
SolidWorks 软件是由SolidWorks 公司开发的，SolidWorks 公司是一家专门从事开发三维机械设计软件的高科技公司，从1993 年，PTC 公司与CV 公司成立SolidWorks 公司，并于1995 年推出该软件，引起设计相关领域的一片惊叹。现在SolidWorks 最新版为2011 SP0 多国语言版，本次减速器设计用的是SolidWorks2010 SP0 版本。
SolidWorks 软件集三维建模、装配、工程图于一身，功能强大、易学易用和技术创新，使得SolidWorks 成为领先的、主流的三维CAD 解决方案。SolidWorks 能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。具有零件建模、曲面建模、钣金设计、有限元分析、注塑分析、消费产品设计工具、模具设计工具、焊件设计工具和装配设计等功能。
该软件将各个专业领域的世界级顶尖产品连接到一起，具备全面的实体建模功能，可快速生成完整的工程图纸，还可以进行模具制造及计算机辅助工程分析、虚拟装配、动态仿真等一些其他CAD 软件无法完成的工作。
该软件将各个专业领域的世界级顶尖产品连接到一起，具备全面的实体建模功能，可快速生成完整的工程图纸，还可以进行模具制造及计算机辅助工程分析、虚拟装配、动态仿真等一些其他CAD 软件无法完成的工作。
该软件本身集成了较多的插件，方便设计者利用，降低了设计劳动，本次减速器设计用到如下的插件：GearTrax和迈迪插件主要用于精确齿轮的自动设计和齿轮副的设计，通过指定齿轮类型、齿轮的模数和齿数、压力角以及其它相关参数，GearTraxGearTrax和迈迪插件可以自动生成具有精确齿形的齿轮。
GearTrax和迈迪插件 提供了如iso、GB 等多标准的标准件库。利用标准件库，设计人员不需要对标准件进行建模，在装配中直接采用拖动操作就可以在模型的相应位置装配指定类型、指定规格的标准件。
Ⅰ、齿轮三维模型的形成
SolidWorks 的插件GearTrax 用以生成各种齿轮模型，如图3.1。根据机械设计数据，选择直齿，输入齿轮的模数m = 1.5，大小齿轮齿数150和31，点击齿面厚，键入大小齿轮的齿轮宽度b=52mm，b=47mm 。大小齿轮后，点击完成，插件自动将成型的齿轮导入SolidWorks 中，从而完成齿轮建模,如图3.2 和图3.3。
图3.1 迈迪插件操作
图3.3 大齿轮的大体建模 图3.3 大齿轮的大体建模
得到了大齿轮的大体建模，然后修改大齿轮：
过【拉伸切除】命令构造轮毂直径为53mm，键槽高、宽分别为5mm、10mm。如图3.5。
②修改大齿轮，按工程图画减重槽和减重孔，利用【拉伸切除】命令，先画减重槽，深度为10mm,如图3.6，利用基准面通过【镜像】命令，画出另一侧。
③通过【拉伸切除】命令打一个减重孔，孔径为40mm,如图3.7，【插入】-【参考几何体】-【基准轴】命令，选择圆心为基准轴，如图3.8，通过【圆周阵列】命令，选择基准轴和阵列的数目，完成多个减重孔成型如图3.9。
过【倒角】命令倒角，最后成型,如图3.10。
图3.4 齿轮的工程图
图3.5 加工轮毂和键糟 图3.6 加工减重槽
图3.7 加工减重孔 图3.8 插入基准轴图和减重孔圆周整列
图3.10 大齿轮的三维建模
Ⅱ、小齿轮轴的三维建模
在Ⅰ中迈迪插件导入小齿轮的基础上,按照二维工程图进行建模，如图3.11。
1 次用【拉伸】命令构造小齿轮轴，完成小齿轮轴的大体建模，如图3.12。
2 然后利用【插入】-【参考几何体】-【基准面】命令，在小齿轮轴的外伸端建立基准平面1,如图3.13，再在该基准平面上利用【拉伸切除】命令，按照高速轴和V 带轮联接键的尺寸：高速轴和联轴器联接键为：键GB1096-79b ×h = 10×8,L = 74，绘制草图，选择切除厚度，完成键槽的成型，如图3.14。
3 利用【倒角】和【倒圆角】命令修改小齿轮轴，完成建模如图3.15。
图3.11 小齿轮轴工程图
3.12 齿轮拉伸 图3.13 建立基准面1
图3.14 拉伸键 图3.15 小齿轮轴的三维建模
Ⅲ、轴的三维建模
①用【拉伸】命令，选择任意基准平面，按照设计尺寸依次拉伸成型，如图3.16。
②通过【插入】-【参考几何体】-【基准面】命令，在齿轮安装段和外伸端建立两个基础平面，如图3.17，依次用【拉伸切除】命令切出大齿轮与轴的键槽和低速轴（如图3.18）和联轴器的联接键键槽（如图3.19）。
③用【倒角】和【倒圆角】命令修改轴，完成建模，如图3.20。
图3.16 轴的工程图
图3.17 轴的拉伸图 3.18 建立两个基准面
图3.19 齿轮键拉伸 图3.20 联轴器的键拉伸
图3.21 轴的三维建模
Ⅰ、箱体三维建模
①根据箱体的二维图，如图3.22，图3.23，图3.24，用【拉伸】命令，选择任意基准面，构造箱体大体立方体，如图3.25 用【圆角】命令将立方体四个棱边倒R=20mm 的圆角。
②利用【抽壳】命令，选择壁厚度8mm，选择挖出材料面，完成抽壳，如图3.26。
③在抽壳选择面使用【拉伸】命令，拉伸出顶面凸缘，厚度为12mm，如图3.27，选择底面拉伸出箱体底板厚度为20mm，如图3.28，并【拉伸切除】底面通槽如图3.29。在凸缘下面【拉伸】轴承座凸台（如图3.30）和凸台（如图3.31），在轴承座凸台上用【拉伸切除】命令切出轴承槽，如图3.32。
④用【插入】-【参考几何体】-【基准面】命令分别在两个轴承座建立基准平面1 和基准平面2，如图3.33，用【筋】命令，绘制轴承座凸台的加强筋，如图3.34。
⑤用【镜像】命令选择镜像对称平面，镜像凸台、轴承座凸台、加强筋和轴承槽，如图3.35。
⑥选择中间基准平面，用【筋】命令构造两个吊耳，如图3.36。
⑦用【扫描切除】命令，绘制油沟，绘制扫描路线和扫描截面，如图3.37，用【异形孔向导】在轴承槽端面上打M8 的螺纹孔，如图3.38，【插入】-【参考几何体】-【基准轴】命令，分别建立基准轴1 和2，圆周阵列螺纹孔，等间距，孔数为6，如图3.39。
⑧用【拉伸切除】命令在顶面凸台上打d=13mm 起盖螺钉孔和销孔，在凸台上打d=17mm 螺栓孔，在底板上打d=18mm 地脚螺钉孔。
⑨用【插入】-【参考几何体】-【基准面】命令在箱体后端面建立一个45°平面作为基准，如图3.40，用【拉伸】命令构造凸台，如图3.41，在凸台上打油标尺M12 的螺纹孔。在后端面上拉伸的d=30mm 的凸台，在凸台上打M20 的油塞孔。用【倒圆角】对箱体各处进行R=10mm 倒圆角，完成建模，如图3.42。
图3.22 箱体主视图图3.23 箱体俯视图
图3.24 箱体左视图
图3.25 拉伸长方体 3.26 长方体的抽壳
图3.27 拉伸凸缘图3.28 拉伸底板
图3.29 拉伸切除通糟 图3.30 拉伸轴承座
图3.31 拉伸凸台 图3.32 拉伸切除轴承安装槽
图3.33 建立两个基准图 3.34 轴承座加强筋
图3.41 拉伸油标尺凸台 图3.42 箱体三维建模
Ⅱ、箱盖的三维建模
根据减速器箱盖二维工程图进行建模，如图3.43，图3.44,图3.45。
①【拉伸】构造箱盖的大体轮廓，如图3.46，【抽壳】命令，选壁厚为8mm ,选择底面为去除材料面，如图3.47，在去除材料面【拉伸】凸缘，厚度为12mm,如图3.48，在凸缘上【拉伸】出轴承座（图3.49）和凸台(图3.50)，【拉伸切除】打52mm 和80mm 的轴承安装槽,如图3.51。
②【镜像】，选择凸台、轴承座和轴承安装槽为对象，选择箱体对称面为基准面，构造另一侧，如图3.52。
③【筋】命令，构造吊耳，选择箱盖的对称面做草图，如图3.53。
④用【插入】-【参考几何体】-【基准轴】命令，选择圆柱面，建立基准轴1，用【异形孔向导】选择在轴承侧面打M8 的螺纹孔，【圆周阵列】选择基准轴1 为旋转轴，螺纹孔为阵列对象，数目选择为6，如图3.54。
4 拉伸切除】在吊耳上打16mm 的孔，在凸缘上打四个6mm 的起盖螺钉孔，在凸台上打六个12mm 螺栓通孔，再【旋转切除】出两个6mm 销孔。
⑥选择箱盖上表面为基准面，先【拉伸】出90X60 的，厚度为4mm 的凸台，如图3.55，再【拉伸切除】出观察孔，如图3.56，再在观察盖凸台上【异形孔向导】打四个M6 螺纹孔。
⑦【倒圆角】、【倒角】命令，对箱盖进行R5mm 和1mm 的倒角，完成建模，如图3.57。
图3.43 箱盖的主视图
图3.44 箱盖的俯视图
图3.45 箱盖的左视图
图3.46 构造大体轮廓图 3.47 抽壳
图3.48 拉伸凸缘图 3.49 拉伸轴承座
图3.50 拉伸凸台 图3.51 拉伸轴承槽
图3.52 镜像凸台凸缘 图3.53 建立吊耳
图3.54 整列M8 螺纹孔 图3.55 拉伸观察盖凸台
图3.56 拉伸切除观察 图3.57 箱盖的三维建模
装配是将各种零件模型插入到装配体文件中，利用零件的相应结构来限制各零件的相对位置，使构成机构的某部分，或者是一个完整的机构或机器。Solidworks允许用户在装配体文件中插入数目众多的零件进行组装配合。
接着装配小齿轮轴，在完成轴承的装配基础上。
【插入】：小齿轮轴与轴承、轴承端盖联接键，套筒，如图4.3。
【配合】：
1 小齿轮轴和套筒同心、面重合约束。
②轴承和小齿轮轴同心约束，与套筒面重合约束。利用小齿轮的对称面【镜像】第二轴承。
2 减速器联接键和键槽面重合、同心、对称面重合约束。
图4.3 小齿轮轴的爆炸视图
装配完小齿轮轴，装配齿轮轴。
【插入】：齿轮轴的轴承的保持架、内圈、外圈、滚动体，完成轴承的装配，再插入轴、齿轮、齿轮和轴联接键、轴和联轴器联接键、套筒，如图4.4。
【配合】：
①轴和联轴器联接键、齿轮和轴联接键和轴的键槽面重合、同心、对称面重合约束。
②齿轮键槽与齿轮和轴联接键面平行约束，轮毂与轴同心约束，齿轮侧面与轴肩面重合约束。
③套筒和轴同心重合，与齿轮面重合约束。
④轴承与轴同心重合，与套筒面重合约束，利用大齿轮的对称面为基准，
【镜像】轴承，完成装配。
图4.4 齿轮轴的爆炸视图
完成两个轴的装配，把轴安装进齿轮箱体内。
【插入】：箱体如图4.5。
【配合】：
1 小齿轮轴上的轴承与轴承安装槽同心重合，大齿轮和箱体的对称面重合约束。
2 大齿轮轴上的轴承与轴承安装槽同心重合，大齿轮和箱的对称面重合约束。
图4.5 轴和箱体的装配图
盖上箱盖，安装上一系列的附件，完成齿轮箱大体装配。
【插入】：箱盖、端盖、观察盖、通孔器、油塞、油标尺，如图4.6。
【配合】：
1 箱盖与箱体对称面重合、接触面面重合、同心约束。
2 端盖与箱体同心约束，与轴承座的对称面重合，与箱体接触面重合约束。
3 观察盖和箱盖接触面重合、对称面重合约束。
4 通孔器于观察盖面重合、同心约束。
5 油塞和油标分别与箱体面重合、同心约束。
图4.6 箱盖、端盖、观察盖等的爆炸视图
1) 【打开】减速器装配体，点击箱盖，选择【隐藏零部件】，点击【旋转零部件】命令，选择【碰撞检查】，检查范围选择为【这些零部件之间】：大齿轮和小齿轮轴，选上【碰撞时停止】，旋转小齿轮轴，直至小齿轮轴不与大齿轮发生齿面重合为止，选择确定，如图4.12。
3) 单击齿轮轴，选择【隐藏零部件】，单击【配合】-【机械配合】，选择齿轮轮毂和小齿轮轴，点击【齿轮】，比率选为47：255确定即可，如图4.13。
图4.12 旋转零部件界面 图4.13 齿轮配合界面
4）自由旋转小齿轮轴，大齿轮随即啮合运动，【新建运动算例】-【马达】-【旋转马达】，对高速轴添加旋转方向，以及转速为960RPM,点击确定后，选定运动时间为10s，点击【计算】即可开始模拟。计算完成后，即可在截面上看到齿轮啮合运动的图像，如图4.14。
5）【保存】即可输出运动动画。
图4.14 齿轮啮合运动图
机械设计课程设计是我们机械类专业学生第一次较全面的机械设计训练，是机械设计和机械设计基础课程重要的综合性与实践性环节，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的更改，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在设计方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我掌握的知识不再是纸上谈兵。
a) 通过这次机械设计课程的设计，综合运用了机械设计课程和其他有关先修课程的理论，结合生产实际知识，培养分析和解决一般工程实际问题的能力，并使所学知识得到进一步巩固、深化和扩展，使我认识到以往所学习的课程学习的系统性。
b) 更深的学习到了机械设计的一般方法，掌握通用机械零件、机械传动装置和简单机械的设计原理和过程,同时让我对制图标准有了更多的运用。
c) 进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、图册、标准和规范等）以及使用经验数据，进行经验估算和数据处理等。
d) 将设计与Solidworks的3D仿真相结合，使我对solidworks的绘图技能有了很大提高，同时发现了该软件在2D出图过程中与国标相结合方面的不足之处。
回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦中有甜，更重要的是可以学到很多的知识，不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
特别感谢两位老师的悉心指导，特别是在我的设计思路中，两位老师引导我将设计思路进一步与实际生产相结合，同时教导我学会独立思考和解决问题的能力。
本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/9b4a22a35901020206409c0f.html
文档为doc格式