機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).ppt

課件內(nèi)容,第一部分 課程設(shè)計(jì)概述,第二部分 減速器的結(jié)構(gòu),第三部分 減速器設(shè)計(jì)計(jì)算的相關(guān)問題,第一部分 課程設(shè)計(jì)概述,1、培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)際問題的能力，并通過實(shí)際設(shè)計(jì)訓(xùn)練使所學(xué)理論知識(shí)得以鞏固和提高。,2、學(xué)習(xí)和掌握一般機(jī)械設(shè)計(jì)的基本方法和程序，樹立正確的工程設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)獨(dú)立設(shè)計(jì)能力，為后續(xù)課的學(xué)習(xí)和實(shí)際工作打基礎(chǔ)。,3、進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練，包括設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖、查閱和使用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)等相關(guān)技術(shù)資料等。,二、設(shè)計(jì)題目,常規(guī)題目為減速器，因?yàn)樗X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(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間用來起減速作用的獨(dú)立部件，它由剛性箱體、齒輪等傳動(dòng)副及若干附件組成，屬系列產(chǎn)品。,一、設(shè)計(jì)目的,工作條件：?jiǎn)伟嘀?，連續(xù)單向運(yùn)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(jì) ；室內(nèi)工作，有粉塵；運(yùn)輸帶允許誤差為5%；在中小型機(jī)械廠批量生產(chǎn)。,設(shè)計(jì)題目-帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì),功能：主要完成由輸送帶運(yùn)送機(jī)器零、部件的工作,三、設(shè)計(jì)工作量,以二級(jí)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(jì)說明書一份,四、設(shè)計(jì)主要步驟,2、總體設(shè)計(jì)（約占總學(xué)時(shí)5%）,分析和擬定傳動(dòng)方案,電動(dòng)機(jī)的選擇,運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算,1、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備（約占總學(xué)時(shí)5%）,研究設(shè)計(jì)任務(wù)書，分析設(shè)計(jì)題目，明確設(shè)計(jì)內(nèi)容、條件和要求；通過看實(shí)物、圖像、查閱資料等方式了解設(shè)計(jì)對(duì)象；擬定設(shè)計(jì)計(jì)劃；準(zhǔn)備設(shè)計(jì)用具等。,5、零件工作圖設(shè)計(jì)（約占總學(xué)時(shí)10%）,6、撰寫整理設(shè)計(jì)計(jì)算說明書（約占總學(xué)時(shí)10%）,7、設(shè)計(jì)總結(jié)及答辯(2012年1月4日開始） （約占總學(xué)時(shí)5%）,3、裝配圖的設(shè)計(jì)（約占總學(xué)時(shí)50%）,繪制裝配草圖，進(jìn)行軸和傳動(dòng)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選擇鍵和軸承,進(jìn)行鍵、軸承的校核，軸的強(qiáng)度驗(yàn)算,進(jìn)行機(jī)體結(jié)構(gòu)及其附件的設(shè)計(jì),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(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算（約占總學(xué)時(shí)5%）,V帶傳動(dòng),齒輪傳動(dòng) 等,五、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)及成績(jī)?cè)u(píng)定,設(shè)計(jì)成績(jī)分為：優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格,成績(jī)?cè)u(píng)定主要依據(jù)：圖紙、答辯、平時(shí)、說明書,注意事項(xiàng)：,正確利用現(xiàn)有設(shè)計(jì)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(jì)是邊計(jì)算、邊畫圖、邊修改的交叉過程，要養(yǎng)成有錯(cuò)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(jì)，擬定設(shè)計(jì)方案,二、選擇電動(dòng)機(jī),類型選擇,電動(dòng)機(jī)容量的確定,無特殊需要，選用Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī),所選電動(dòng)機(jī)的額定功率Ped應(yīng)等于或稍大于電動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出功率Pd,即,電動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出功率,若容量過小，不能保證工作機(jī)正常工作，電機(jī)過早損壞；若容量過大，成本增加，造成浪費(fèi),第三部分 減速器設(shè)計(jì)的有關(guān)問題,轉(zhuǎn)速的選擇,電動(dòng)機(jī)的型號(hào)確定,常用同步轉(zhuǎn)速有：3000、1500、1000、750r/min,電動(dòng)機(jī)的可選轉(zhuǎn)速范圍,同步轉(zhuǎn)速低的電動(dòng)機(jī)，級(jí)對(duì)數(shù)多，尺寸大，重量大，成本高，但總傳動(dòng)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(cè)中查出適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)。并記錄下電動(dòng)機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)速，由已知條件求得,各效率查表確定,三、傳動(dòng)比的分配,總傳動(dòng)比,分配傳動(dòng)比時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1）各級(jí)傳動(dòng)比都應(yīng)在合理范圍內(nèi) 2）應(yīng)注意使各傳動(dòng)件尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱，避免發(fā)生相互干涉。,3）對(duì)于多級(jí)減速傳動(dòng)，可按照“前小后大”（即由高速級(jí)向低速級(jí)逐漸增大）的原則分配傳動(dòng)比，且相鄰兩級(jí)差值不要過大。,大帶輪碰地面,高速級(jí) 大齒輪 碰低速軸,4）在采用浸油潤(rùn)滑時(shí)，分配傳動(dòng)比時(shí)要考慮傳動(dòng)件的浸油條件。 展開式或分流式二級(jí)圓柱齒輪減速器，其高速級(jí)傳動(dòng)比i1和低速級(jí)傳動(dòng)比i2的關(guān)系通常取 分配圓錐圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比時(shí)，通常取錐齒輪傳動(dòng)比i13。 兩級(jí)同軸式圓柱齒輪減速器，兩級(jí)傳動(dòng)比可取為,5）盡量使傳動(dòng)裝置外廓尺寸緊湊，或重量最小 。,四、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算,1. 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速,2. 計(jì)算各軸輸入功率,3. 計(jì)算各軸輸入轉(zhuǎn)矩,將上述參數(shù)列成表2-3,五、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算,1. 帶傳動(dòng),由前面的計(jì)算，已知：帶傳動(dòng)的輸入功率，小帶輪的轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比i帶,需要設(shè)計(jì)：帶的型號(hào)、根數(shù)Z、基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld，帶輪基準(zhǔn)直徑dd，壓軸力FQ，帶傳動(dòng)的中心距a等。,檢查帶輪尺寸與傳動(dòng)裝置外廓尺寸的相互關(guān)系。如裝在電機(jī)軸上的小帶輪直徑與電機(jī)中心高是否適宜，其軸孔直徑與電機(jī)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(dòng)，軟齒面或硬齒面。,要設(shè)計(jì)：模數(shù)m，中心距a，齒數(shù)z，分度圓直徑d，齒頂圓直徑da，齒根圓直徑df ,齒寬b，精度等級(jí)，螺旋角，齒輪的結(jié)構(gòu)形式等。,2. 齒輪傳動(dòng),（1）軟齒面與硬齒面齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)程序不同,注意：,對(duì)閉式軟齒面齒輪傳動(dòng) (配對(duì)齒輪之一的硬度350HBS), 最常出現(xiàn)：齒面疲勞點(diǎn)蝕 先按齒面接觸強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后校核齒根彎曲強(qiáng)度,對(duì)閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)（配對(duì)齒輪的硬度均350HBS）， 最常出現(xiàn)：輪齒折斷 先按齒根彎曲強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后校核齒面接觸強(qiáng)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(duì)于直齒輪， a應(yīng)嚴(yán)格等于,對(duì)于斜齒輪， a應(yīng)嚴(yán)格等于,六、最小軸徑的估算,，估計(jì)各軸受扭段的最小軸徑,2）當(dāng)此軸段上有鍵槽時(shí)，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(duì)中）,（可補(bǔ)償被聯(lián)接兩軸的相對(duì)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(hào)的合理選擇。,（一）、聯(lián)軸器的類型,對(duì)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(jì)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(jì)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(hào)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(rùn)滑方式,當(dāng)齒輪的圓周速度v 2m/s時(shí)，軸承采用脂潤(rùn)滑。軸承端面與箱體內(nèi)壁的距離為812mm，此時(shí)要設(shè)有封油盤。,當(dāng)齒輪的圓周速度v 2m /s時(shí)，軸承采用油潤(rùn)滑。軸承端面與箱體內(nèi)壁的距離為23mm 。,2<v 3m/s 時(shí)，在結(jié)合面上開設(shè)油溝,v 3m/s 時(shí)，不必開設(shè)油溝,3.確定軸承端蓋的形式,凸緣式或嵌入式,除了原始數(shù)據(jù)和上述的計(jì)算數(shù)據(jù)外，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前還必須確定以下內(nèi)容：,八、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),圖例,4.減速器結(jié)構(gòu)尺寸的確定,繪制減速器裝配圖前，必須確定減速器的基本機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸，計(jì)算出表4-1的所有尺寸，并理解其含義。,下面以鑄造剖分式箱體、脂潤(rùn)滑軸承、凸緣式軸承端蓋的二級(jí)展開式圓柱齒輪減速器為例，說明輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程。,1.先畫高速級(jí)齒輪,2.兩個(gè)大齒輪端面相距3，畫低速級(jí)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(rùn)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(zhǎng)度：,軸徑確定后，初定軸承型號(hào)，從而查得軸承寬度B,注意事項(xiàng),齒輪輪轂的長(zhǎng)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(shí)，尤其是硬齒面，會(huì)導(dǎo)致齒寬b較小，可能會(huì)出現(xiàn)齒輪輪轂長(zhǎng)度l小于所在軸直徑d，此時(shí)應(yīng)加長(zhǎng)輪轂至滿足上述要求。 此時(shí)，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(jì)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(zhǎng)度確定標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)L 。,驗(yàn)算鍵的擠壓強(qiáng)度。若強(qiáng)度不足，可采用相隔180的雙鍵，但按1.5個(gè)鍵計(jì)算 。,2.軸承的壽命計(jì)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(hào)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(dòng)載荷P，從而計(jì)算軸承壽命Lh ,滿足,校核計(jì)算,軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初步完成后，可精確確定：軸的支點(diǎn)位置及軸上所受載荷的大小、方向和作用點(diǎn)。軸的強(qiáng)度校核一般遵循下列步驟：,畫出軸的空間受力簡(jiǎn)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(xiǎn)截面，進(jìn)行校核計(jì)算,作出合成彎矩M 圖 （ ）,3.軸的強(qiáng)度校核,一般用途的軸，可按當(dāng)量彎矩法進(jìn)行強(qiáng)度校核 ；對(duì)重要軸，對(duì)軸進(jìn)行疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核。,九、圖面布置,繪制裝配圖時(shí)，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(hào)及零件明細(xì)表和標(biāo)題欄的填寫，檢查無誤后加深，完成裝配圖。,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(dòng)效率（3）總傳動(dòng)比及各級(jí)傳動(dòng)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(yàn)、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(zhǎng)、總寬、總高,零部件編號(hào)：,按要求對(duì)各個(gè)零件正確編號(hào)，既不能重復(fù)也不能遺漏。各視圖中的編號(hào)均按順時(shí)針或逆時(shí)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)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(hào)對(duì)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(yàn)零件所需的全部?jī)?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(jì)任務(wù)書,傳動(dòng)方案的擬定（簡(jiǎn)要說明，附傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖）,電動(dòng)機(jī)的選擇，傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算,傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算,軸的設(shè)計(jì)計(jì)算,鍵聯(lián)接的選擇和計(jì)算,滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算,聯(lián)軸器的選擇,主要參考文獻(xiàn),設(shè)計(jì)小結(jié),潤(rùn)滑方法和密封形式，潤(rùn)滑油牌號(hào)的選擇,十二、撰寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書,(二)、封面要求,(三)、計(jì)算部分的格式要求,二級(jí)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(rùn)滑的軸承所處位置,（A）軸承為脂潤(rùn)滑,（B）軸承為油潤(rùn)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,