機械設(shè)計課程設(shè)計.ppt

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1、課件內(nèi)容,,第一部分 課程設(shè)計概述,第二部分 減速器的結(jié)構(gòu),第三部分 減速器設(shè)計計算的相關(guān)問題,,第一部分 課程設(shè)計概述,1、培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識解決工程實際問題的能力，并通過實際設(shè)計訓(xùn)練使所學(xué)理論知識得以鞏固和提高。,2、學(xué)習(xí)和掌握一般機械設(shè)計的基本方法和程序，樹立正確的工程設(shè)計思想，培養(yǎng)獨立設(shè)計能力，為后續(xù)課的學(xué)習(xí)和實際工作打基礎(chǔ)。,3、進(jìn)行機械設(shè)計基本技能的訓(xùn)練，包括設(shè)計計算、繪圖、查閱和使用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、手冊、圖冊等相關(guān)技術(shù)資料等。,二、設(shè)計題目,常規(guī)題目為減速器，因為它包含齒輪、軸、箱體、螺栓、鍵、帶、聯(lián)軸器、軸承等多種零部件，且參考資料全面。,減速器是用于原動機和工作機之間用來起減

2、速作用的獨立部件，它由剛性箱體、齒輪等傳動副及若干附件組成，屬系列產(chǎn)品。,一、設(shè)計目的,,工作條件：單班制，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷輕微沖擊；工作年限10年，大修期3年；每年按330天計 ；室內(nèi)工作，有粉塵；運輸帶允許誤差為5%；在中小型機械廠批量生產(chǎn)。,設(shè)計題目-帶式輸送機傳動裝置設(shè)計,功能：主要完成由輸送帶運送機器零、部件的工作,,三、設(shè)計工作量,以二級展開式圓柱齒輪減速器為例。,工作量：1、減速器裝配圖0#一張（手繪及電子版必須一致）,2、軸零件圖1張（3#或2#）,3、齒輪零件圖任選1張（3#或2#）,4、設(shè)計說明書一份,四、設(shè)計主要步驟,2、總體設(shè)計（約占總學(xué)時5%）,分析和擬定傳動方案,

3、電動機的選擇,運動和動力參數(shù)計算,1、設(shè)計準(zhǔn)備（約占總學(xué)時5%）,研究設(shè)計任務(wù)書，分析設(shè)計題目，明確設(shè)計內(nèi)容、條件和要求；通過看實物、圖像、查閱資料等方式了解設(shè)計對象；擬定設(shè)計計劃；準(zhǔn)備設(shè)計用具等。,,5、零件工作圖設(shè)計（約占總學(xué)時10%）,6、撰寫整理設(shè)計計算說明書（約占總學(xué)時10%）,7、設(shè)計總結(jié)及答辯(2012年1月4日開始） （約占總學(xué)時5%）,3、裝配圖的設(shè)計（約占總學(xué)時50%）,繪制裝配草圖，進(jìn)行軸和傳動件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，選擇鍵和軸承,進(jìn)行鍵、軸承的校核，軸的強度驗算,進(jìn)行機體結(jié)構(gòu)及其附件的設(shè)計,標(biāo)注尺寸，填寫減速器特性、技術(shù)要求、標(biāo)題欄和明細(xì)表，檢查、修改、線條加深,3、傳動件的設(shè)計

4、計算（約占總學(xué)時5%）,V帶傳動,齒輪傳動 等,,五、設(shè)計注意事項及成績評定,設(shè)計成績分為：優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格,成績評定主要依據(jù)：圖紙、答辯、平時、說明書,注意事項：,正確利用現(xiàn)有設(shè)計資料，勤于思考，敢于創(chuàng)新,正確使用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,設(shè)計是邊計算、邊畫圖、邊修改的交叉過程，要養(yǎng)成有錯必改，精益求精的科學(xué)態(tài)度。,,,第二部分 減速器的結(jié)構(gòu),,,油標(biāo)尺,箱座,視孔蓋,通氣器,箱蓋,放油塞,軸承蓋,,,定位銷,,,低速軸系,,,高速軸系,中間軸系,,一、總體設(shè)計，擬定設(shè)計方案,二、選擇電動機,,類型選擇,電動機容量的確定,無特殊需要，選用Y系列三相交流異步電動機,所選電動機的額定功率Ped應(yīng)

5、等于或稍大于電動機的實際輸出功率Pd,即,電動機的實際輸出功率,若容量過小，不能保證工作機正常工作，電機過早損壞；若容量過大，成本增加，造成浪費,,第三部分 減速器設(shè)計的有關(guān)問題,,轉(zhuǎn)速的選擇,電動機的型號確定,常用同步轉(zhuǎn)速有：3000、1500、1000、750r/min,電動機的可選轉(zhuǎn)速范圍,同步轉(zhuǎn)速低的電動機，級對數(shù)多，尺寸大，重量大，成本高，但總傳動比??；同步轉(zhuǎn)速高則正好相反。,根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速范圍，從手冊中查出適用的電動機型號。并記錄下電動機的額定功率Ped，滿載轉(zhuǎn)速nm，外形尺寸，中心高，伸出端直徑等主要參數(shù)和安裝尺寸。,n工作機轉(zhuǎn)速，由已知條件求得,各效率查表確定,,三、傳動比的分

6、配,總傳動比,分配傳動比時應(yīng)注意以下幾點： 1）各級傳動比都應(yīng)在合理范圍內(nèi) 2）應(yīng)注意使各傳動件尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱，避免發(fā)生相互干涉。,3）對于多級減速傳動，可按照“前小后大”（即由高速級向低速級逐漸增大）的原則分配傳動比，且相鄰兩級差值不要過大。,,大帶輪碰地面,高速級 大齒輪 碰低速軸,4）在采用浸油潤滑時，分配傳動比時要考慮傳動件的浸油條件。 展開式或分流式二級圓柱齒輪減速器，其高速級傳動比i1和低速級傳動比i2的關(guān)系通常取 分配圓錐圓柱齒輪減速器的傳動比時，通常取錐齒輪傳動比i13。 兩級同軸式圓柱齒輪減速器，兩級傳動比可取為,,5）盡量使傳動裝置外廓尺寸緊湊，或重量最小 。,,四

7、、運動和動力參數(shù)的計算,1. 計算各軸轉(zhuǎn)速,2. 計算各軸輸入功率,3. 計算各軸輸入轉(zhuǎn)矩,將上述參數(shù)列成表2-3,,,,,,五、傳動件的設(shè)計計算,1. 帶傳動,由前面的計算，已知：帶傳動的輸入功率，小帶輪的轉(zhuǎn)速，傳動比i帶,需要設(shè)計：帶的型號、根數(shù)Z、基準(zhǔn)長度Ld，帶輪基準(zhǔn)直徑dd，壓軸力FQ，帶傳動的中心距a等。,檢查帶輪尺寸與傳動裝置外廓尺寸的相互關(guān)系。如裝在電機軸上的小帶輪直徑與電機中心高是否適宜，其軸孔直徑與電機軸徑是否一致，大帶輪是否過大與底板相碰等 。,,,根據(jù)情況，選擇直齒輪或斜齒輪傳動，軟齒面或硬齒面。,要設(shè)計：模數(shù)m，中心距a，齒數(shù)z，分度圓直徑d，齒頂圓直徑da，齒根圓直

8、徑df ,齒寬b，精度等級，螺旋角，齒輪的結(jié)構(gòu)形式等。,2. 齒輪傳動,（1）軟齒面與硬齒面齒輪傳動的設(shè)計程序不同,注意：,對閉式軟齒面齒輪傳動 (配對齒輪之一的硬度350HBS), 最常出現(xiàn)：齒面疲勞點蝕 先按齒面接觸強度進(jìn)行設(shè)計，然后校核齒根彎曲強度,對閉式硬齒面齒輪傳動（配對齒輪的硬度均350HBS）， 最常出現(xiàn)：輪齒折斷 先按齒根彎曲強度進(jìn)行設(shè)計，然后校核齒面接觸強度,,,齒寬b取整，b1 = b2 + (5 10) mm；,直徑d 、 da 、 df ，螺旋角應(yīng)為精確值,（2）數(shù)據(jù)處理,模數(shù)m標(biāo)準(zhǔn)系列值，不小于 1.5mm ；,中心距a0或5結(jié)尾的整數(shù),對于直齒輪，

9、 a應(yīng)嚴(yán)格等于,對于斜齒輪， a應(yīng)嚴(yán)格等于,,六、最小軸徑的估算,，估計各軸受扭段的最小軸徑,2）當(dāng)此軸段上有鍵槽時，將d 按單、雙鍵分別加大4%或7%后，取整數(shù)。,1）C為由軸的許用扭切應(yīng)力所確定的系數(shù)，與材料有關(guān)，查表確定。 注意：若為齒輪軸（上圖)，軸的材料即為齒輪的材料。,說明：,若最小軸徑處裝聯(lián)軸器，最小軸徑應(yīng)與聯(lián)軸器的孔徑匹配。,,,固定式聯(lián)軸器,可移式聯(lián)軸器,（要求被聯(lián)接兩軸軸線嚴(yán)格對中）,（可補償被聯(lián)接兩軸的相對位移）,,剛性可移式聯(lián)軸器,彈性可移式聯(lián)軸器,（無彈性元件）,（有彈性元件）,齒式聯(lián)軸器,,,凸緣聯(lián)軸器,套筒聯(lián)軸器,十字滑塊聯(lián)軸器,萬向聯(lián)軸器,,彈性套柱銷聯(lián)軸器,彈

10、性柱銷聯(lián)軸器,輪胎式聯(lián)軸器,.,,,七、聯(lián)軸器的選擇,,聯(lián)軸器的選擇包括聯(lián)軸器類型和型號的合理選擇。,（一）、聯(lián)軸器的類型,,對中小型減速器，輸入軸、輸出軸均可采用彈性套柱銷聯(lián)軸器或彈性柱銷聯(lián)軸器,,,,按計算轉(zhuǎn)矩并兼顧所聯(lián)接兩軸的尺寸選定。要求所選聯(lián)軸器允許的最大轉(zhuǎn)矩不小于計算轉(zhuǎn)矩，聯(lián)軸器軸孔直徑應(yīng)與被聯(lián)接兩軸的直徑匹配。,即 TcKAT T,,且保證,(二)、聯(lián)軸器型號的確定,式中：Tc聯(lián)軸器傳遞的名義轉(zhuǎn)矩；,KA工作情況系數(shù)，查表；,T聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)矩，查標(biāo)準(zhǔn)。,,1.確定箱體的結(jié)構(gòu),整體式或剖分式,鑄造或焊接,2.確定軸承的潤滑方式,當(dāng)齒輪的圓周速度v 2m/s時，軸承采

11、用脂潤滑。軸承端面與箱體內(nèi)壁的距離為812mm，此時要設(shè)有封油盤。,當(dāng)齒輪的圓周速度v 2m /s時，軸承采用油潤滑。軸承端面與箱體內(nèi)壁的距離為23mm 。,2

12、1.先畫高速級齒輪,2.兩個大齒輪端面相距3，畫低速級齒輪,3.畫箱體內(nèi)壁：小齒輪端面與內(nèi)壁相距2 ，大齒輪頂圓與內(nèi)壁相距1，左側(cè)暫不畫,4.畫軸承端面位置：若為脂潤滑，軸承端面與箱體內(nèi)壁的距離為812mm,5.明確軸上主要零件的布置及定位方法，依據(jù)初估軸徑，考慮定位軸肩和非定位軸肩逐一確定各軸段直徑,,畫圖過程,,軸段直徑： 從聯(lián)軸器d1處開始，,軸段長度：,軸徑確定后，初定軸承型號，從而查得軸承寬度B,,注意事項,齒輪輪轂的長度應(yīng)滿足l=（1.21.5)d，至少l=d， d裝齒輪處軸的直徑,當(dāng)齒寬系數(shù)取值較小時，尤其是硬齒面，會導(dǎo)致齒寬b較小，可能會出現(xiàn)齒輪輪轂長度l小

13、于所在軸直徑d，此時應(yīng)加長輪轂至滿足上述要求。 此時，最初根據(jù)齒寬b確定的箱體內(nèi)壁位置必須作相應(yīng)的調(diào)整。,,1.鍵的選擇及校核,軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計完成后，根據(jù)鍵所在的軸徑查標(biāo)準(zhǔn)確定鍵的截面尺寸b、h。兼顧輪轂長度確定標(biāo)準(zhǔn)鍵長L 。,驗算鍵的擠壓強度。若強度不足，可采用相隔180的雙鍵，但按1.5個鍵計算 。,2.軸承的壽命計算,類型的選擇：若軸上的齒輪為斜齒輪，最好選用7類或3類軸承，以便承受較大的軸向載荷；若為直齒輪，優(yōu)先選用6類軸承。,型號的確定：可從中系列初選。如軸頸直徑d=40mm,若選深溝球軸承，則可初選6308。,求得各軸承所受的當(dāng)量動載荷P，從而計算軸承壽命Lh ,滿足,校核計算,,

14、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計初步完成后，可精確確定：軸的支點位置及軸上所受載荷的大小、方向和作用點。軸的強度校核一般遵循下列步驟：,,畫出軸的空間受力簡圖,作出水平面的受力圖和彎矩MH圖,作出垂直面的受力圖和彎矩MV圖,作出轉(zhuǎn)矩T 圖,確定危險截面，進(jìn)行校核計算,作出合成彎矩M 圖 （ ）,3.軸的強度校核,一般用途的軸，可按當(dāng)量彎矩法進(jìn)行強度校核 ；對重要軸，對軸進(jìn)行疲勞強度安全系數(shù)校核。,,九、圖面布置,繪制裝配圖時，首先必須考慮圖面布置問題，其布置形式如下：,,十、裝配圖完成階段的工作,裝配圖底圖完成后，應(yīng)進(jìn)行尺寸標(biāo)注，技術(shù)要求、減速器特性、零部件編號及零件明細(xì)表和標(biāo)題欄的填寫，檢查無誤后加深，完

15、成裝配圖。,尺寸標(biāo)注：裝配圖上只標(biāo)注以下四類尺寸,技術(shù)特性：在裝配圖上以表格形式列出,技術(shù)要求：,（1）輸入功率和轉(zhuǎn)速（2）傳動效率（3）總傳動比及各級傳動比等。,（1） 特性尺寸。指減速器的中心距及偏差。,（2） 配合尺寸。如齒輪、帶輪、聯(lián)軸器和軸的配合，軸承和軸、軸承座的配合等。,寫明在視圖上無法表示的關(guān)于裝配、調(diào)整、檢驗、維護(hù)等方面的技術(shù)說明。,（3） 安裝尺寸。如底板尺寸、中心高、地腳螺栓孔及位置等。,（4） 外形尺寸。指總長、總寬、總高,,零部件編號：,按要求對各個零件正確編號，既不能重復(fù)也不能遺漏。各視圖中的編號均按順時針或逆時針方向排列整齊。,零件明細(xì)表和標(biāo)題欄：,零件明細(xì)表和標(biāo)

16、題欄必須符合標(biāo)準(zhǔn) 。明細(xì)表中的內(nèi)容應(yīng)與零部件編號對應(yīng)，由下向上填寫，,十一、繪制零件工作圖,應(yīng)包括制造和檢驗零件所需的全部內(nèi)容。包括：圖形、尺寸及其公差、表面粗糙度、形位公差、材料和熱處理說明、技術(shù)要求、標(biāo)題欄等。,,(一)、主要內(nèi)容,目錄（標(biāo)題及頁次）,設(shè)計任務(wù)書,傳動方案的擬定（簡要說明，附傳動方案簡圖）,電動機的選擇，傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)計算,傳動零件的設(shè)計計算,軸的設(shè)計計算,鍵聯(lián)接的選擇和計算,滾動軸承的選擇和計算,聯(lián)軸器的選擇,主要參考文獻(xiàn),設(shè)計小結(jié),潤滑方法和密封形式，潤滑油牌號的選擇,十二、撰寫設(shè)計計算說明書,,(二)、封面要求,,(三)、計算部分的格式要求,二級展開式圓柱齒輪減速器,蝸桿減速器,齒輪蝸桿減速器,返回,圓錐圓柱齒輪減速器,行星齒輪減速器,返回,擺線針輪減速器,油、脂潤滑的軸承所處位置,（A）軸承為脂潤滑,（B）軸承為油潤滑,注意：封油盤的位置與畫法,注意：油溝,返回,常見軸承蓋的類型,（A）凸緣式軸承蓋,（B）嵌入式軸承蓋,返回,