第二章 机械设计课程设计步骤
设计通常根据具体条件分析确定出总体传动方案，然后进行必要的运算，通过计算，作图，查阅资料以及必要的修改得到结果，最后以机械图和设计说明书的形式完成设计。大致过程如下所示。
2.1 设计准备
认真研究设计任务书，明确设计要求、条件、内容和步骤；阅读有关资料、图纸，看录像及参观实物或拆装减速器，了解设计对象；复习“机械设计”课程有关内容，熟悉有关零件的设计方法和步骤；拟定设计计划（工作进度表），准备好有关图书，资料及用具。
2.2 传动装置的总体设计
准备工作完成后，首先进行传动装置总体设计，总体设计的内容是分析和选定传动装置的方案, 选择电动机的类型、型号和转速，为下一步的传动件设计提供条件。
2.2.1 分析和选定传动装置的方案
传动方案通常用机构运动简图的方式表达，根据课程设计任务书中提供的原始参数，分析减速器的工作条件（如运动特点，有无特殊要求等），工作性能（如运输带工作拉力Ｆ，运输带工作速度ｖ），再分析比较多种传动方案的特点，考虑总体结构，尺寸以及加工制造方便，使用和维护易于操作进行，成本低廉等因素从中选择出最佳的传动方案。如果设计的是多级传动，对于有几种传动形式的多级传动要充分考虑各种传动方式的传动特点，合理布置传动顺序，下面几点在考虑传动方案时可供参考。
1．带传动乘载能力小，传递同样功率时结构尺寸较大，但带能吸收振动，传动平稳，适宜布置在高速级，通常ｉ≤７。
2．链传动因为有运动的不均匀性和附加动载荷，有冲击，最好布置在低速级 ，通常ｉ≤８。
3． 斜齿轮因为是逐渐进入和退出啮合其传动比直齿轮更平稳，故宜布置在高速级。
4．大直径的圆锥齿轮加工较直齿轮和斜齿轮困难，宜将其布置在高速级，并采用小传动比以减小其直径和模数。
5．蜗杆传动可得到较大的传动比，适合于用在高速传动中。 总体传动方案的选择可参考附录I示例图。
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2.2.2 选择电动机
电动机由专门厂家生产，是标准部件，设计时要选择电机型号、电机功率和电机转速，这些可根据工作机性能，工作环境和工作载荷来选择，在产品目录上查阅相关参数。
如无特殊要求，电机类型通常选用Ｙ系列的三相笼型异步电动机，因其结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便。电机功率和转速要根据具体条件进行计算。
确定总传动比和分配各级传动比；
总传动比由选择好的电机转速ｎ电和计算出的工作机工作机转速ｎ工确定
ｉ总＝ｎ电 /ｎ工
关于总传动比的分配，应考虑下面几点 1．各级传动比应在推荐值的范围。
2．传动比的分配应使各级传动比尺寸协调合理。
3．考虑结构的要求，各级传动件要有相应的合适的空间，不能发生干涉。 4．对于多级齿轮传动来说，从润滑的需要出发，应尽可能使大齿轮的直径尺寸接近。
前面参数确定后，计算每根轴的转速，功率及扭矩；画出传动装置方案简图。为设计计算各级传动零件和装配图设计做准备。
2.3 各级传动零件的设计
传动件是减速器的核心零件，计算齿轮减速器各级传动件的参数，确定出尺寸以及箱外传动零件如带传动、链传动等的主要参数和尺寸。
设计时先确定出外传动件，如带传动、链传动的有关参数，带传动通常选用结构简单的ｖ带传动，计算确定出带的型号、长度和根数，主、从动带轮的直径，传动中心距。对于链传动需要计算确定出链的型号、链节数、排数，链轮的齿数和直径，传动中心距，说明润滑方式。外传动件参数的确定还应考虑与电机、联轴器等标准部件的配合，即轮毂和轴的尺寸要相配。尺寸确定后，应根据确定的参数重新计算实际传动比。
闭式齿轮内传动件是指箱体内的圆柱齿轮、圆锥齿轮、斜齿轮或蜗杆蜗轮，他们的设计都有相应的设计公式，具体设计参看《机械设计》教材或有关的参考资料，设计时需注意下面几点；
1．根据工作环境和工作性能用类比的方法确定齿轮材料，若设计成齿轮轴还应兼顾轴的强度、刚度要求，为加工方便起见，尽可能减少材料种类，同级减速器各小
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齿轮和大齿轮材料尽量分别一致。
2．一对相啮合的齿轮（圆锥齿轮除外），考虑轴向装配误差，通常小齿轮宽度要大于大齿轮宽度5~10ｍｍ。
3．标准参数查表选取，应该圆整的尺寸要圆整，重要的计算尺寸精确到小数点后两位。
2.4 减速器装配草图的设计及绘制
装配图用于表达零件的相互装配关系，是重要的技术文件。要最终完成好装配图，做草图是一个很重要的步骤，因为在设计过程中，为使零件得到合理的结构和表达，零件和零件之间有协调的相互关系，有些尺寸和图纸需要进行多次修正、修改。
在草图阶段，细线绘制轴承结构及箱内外大致结构；校核轴、键和联轴器的强度及滚动轴承的寿命；进行轴承，箱体及其附件的结构设计，边设计边修改，以期得到最合理的结构尺寸。草图完成后应检查并修改。标注尺寸和配合，写出减速器特性；技术要求、零件序号、考虑明细表和标题栏。
2.5 减速器装配图工作图的设计及绘制
装配图要符合机械制图国家标准的要求，选择合适的表达方式。在认真检查分析草图的基础上进行绘制，标注尺寸和配合，写出减速器特性；技术要求、零件序号、考虑明细表和标题栏。
2.6 零件工作图的设计及绘制
要求表达的零件是轴和齿轮，对于轴类零件，常用一个主视图来表达，有孔和键槽的地方可用剖视图来表达，细节部分可用局部放大图。齿轮的表达通常用两个视图，对于齿轮分度圆、齿顶圆等线条机械制图上有专门的规定，必需按规定绘制。
2.7 整理和编写设计说明书
设计说明书的编写参见第三章。
2.8 进行设计总结
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第三章 机械设计课程设计说明书
设计说明书是图纸设计的理论根据，又是设计计算的整理和总结，而且是审核设计是否合格的技术文件之一。编写设计说明书是设计工作的一个重要组成部份。
3.1 设计说明书内容
机械设计课程设计说明书的内容根据具体的设计任务而定，说明书的格式一般可参照下列要求：
封面（参考第8页格式）
目录（标题，页次）；
设计任务书（参考第9页示例格式）； 传动方案的分析与拟定（传动方案简图）； 电动机的选择与有关计算； 传动装置运动及动力参数的计算；
传动零件的设计计算；
轴的设计计算（轴的结构设计简图，轴的受力分析图弯矩图、扭矩图）；
滚动轴承的选择和计算键的选择和计算；
联轴器的选择；
润滑方式及密封件的选择； 箱体结构设计；
其他（如热平衡计算，计算机辅助设计流程图，程序及计算结果等。）；
设计小结；
参考资料（包括书名或期刊名，作者，出版单位及年月）。
3.2 要求
1．计算正确，论述清楚，层次分明，文字简洁，书写工整。
2．计算部分写出计算公式，代入相应数值后不必写出运算过程，直接写出计算结果及单位，并写出简短结论（如“满足强度要求”，“在允许范围内”等）。 3．凡公式或数据，应注明来源。
4．为了清楚说明设计内容，应附有必要的插图（如传动方案简图，轴的受力分析图，轴的结构设计草图等）。为了简练醒目，一些计算可以用表格形式写出（如传装置的运动及动力参数，传动零件的几何尺寸参数等）。
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5．只要求写出正确设计结果，不必写出修改过程。
3.3 书写格式举例
计算及说明 齿面接触强度计算 初步计算 转矩：T1＝9.55×106×P/n1=9.55×106×20/1000 齿宽系数?d：由《机械设计》第222页，表12.13取 接触疲劳极限?Hlim：由《机械设计》第224页，图12.17取 结果 T1=191000N.mm ?d=1.0 ?Hlim=710MPa 3.4 推荐参考书目
设计过程中需要了解和使用有关的规范、公式，查阅相关的图、表，要利用参考资料来进行，以下为推荐的参考书目。
1．《机械设计手册》 2．《机械设计》教材 3．《机械制图》 4．《机械零件设计手册》 5．《机械设计课程设计》 6．《机械零件图册》 7．《计算机辅助设计》
说明：以上书目没有列出作者、出版社和版本，同学可根据条件选择不同作者，不同版本相应的资料作设计参考。注意，在引用公式、图表时，一定是同一本手册或教材中的公式和图表对应，不能用这本书的公式而查另一本书的图表。
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