机械设计课程设计教案.ppt

机械设计课程设计,机械基础教研室 华北科技学院,课程设计的要求,1）在设计过程中必须严肃认真，刻苦钻研，一丝不苟，精益求精。 2）在老师的指导下学生独立完成。（学生发挥设计主动性，主动分析和解决问题，不要依赖老师查资料、给数据、定答案。） 3）要正确处理参考已有资料与创新的关系。 4）要定好设计进度，注意掌握进度，按预定计划保质保量完成设计任务。 5）在设计过程中，学生要用草稿记录整个设计计算过程，随时进行整理和修正，最后再整理成设计计算说明书。,机械设计课程设计,1.机械设计课程设计设计题目 2.机械设计课程设计任务 3.减速器设计已知条件 4.机械设计课程设计阶段 5.装配草图设计 6.装配图、零件图绘制 7.机械设计课程设计计算说明书 8.课程设计答辩,设计某一带式运输机用齿轮减速器。运输机单班制连续工作，单向运转，载荷平稳，室内工作，有粉尘。减速器小批量生产，使用期限5年，运输带速度允差 5。,1.机械设计课程设计设计题目,2.机械设计课程设计任务：,1.减速器装配草图一张； 2.减速器装配图一张；零件工作图若干张（传动零件、轴和箱体等，具体由教师指定）； 3.设计计算说明书一份 4. 机械设计课程设计结束时进行课程设计总结和答辩。,减速器设计已知条件： F：运输带拉力（kN） V：运输带速度（m/s） D：卷筒直径（mm),3.减速器设计已知条件,F：运输带拉力 V：运输带速度 D：卷筒直径,4.机械设计课程设计阶段,第2章 传动装置总体设计,一、选择电动机 1.选择电动机类型 常用：Y系列三相异步电动机 同步转速：3000 1500 1000 750 级数： 2 4 6 8 电动机安装型式：,2.确定电动机的功率,传动装置总效率,(2)确定电动机型号 例：Pd = 3.6 kW,查取电动机轴外伸端尺寸: D-直径 E-长度等，,二、传动装置总传动比的确定和分配 1.确定总传动比ia,2.分配各级传动比,(1) 各级传动比应在推荐范围内选取，不得超过最大值。,(3)圆锥-圆柱齿轮减速器,分配原则:,目的：（1）尺寸协调、互不干涉,（2）尺寸紧凑、便于润滑,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,三、传动装置运动、动力参数计算 计算各轴的功率P、转速n和转矩T,列汇总表：,第3章 传动零件设计,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,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,二、减速器内传动零件设计,三、按转矩初步计算轴的最小直径,注意：1.键槽,单键：加5%,双键：加7%,2.圆整为标准直径,3.或按联轴器圆整直径,四、验算工作速度误差,五、减速器箱体结构尺寸,注意：,、,8，,4.5计算各轴转速、功率和转矩,2、各轴的功率：,电动机轴：,轴：,轴：,滚筒轴：,4.5计算各轴转速、功率和转矩,3、各轴的转矩：,电动机轴：,轴：,轴：,滚筒轴：,4.5计算各轴转速、功率和转矩,5.装配草图设计,8、编写设计计算说明书,目录（标题及页次）； 设计任务书； 一、传动装置的总体设计 1、分析和拟定传动装置的传动方案 （简要说明附传动方案简图） 2、选择电动机 3、传动装置的总传动比和各级传动比 4、各轴转速、功率和扭矩 二、传动零件的设计计算 （带传动和齿轮传动） 三、减速箱的箱体结构和尺寸设计 四、轴的设计计算（齿轮轴、从动轴）,8、编写设计计算说明书,五、滚动轴承的选择和计算（两对轴承） 六、键联接的选择和计算（三个键）七、联轴器的选择和计算（一个联轴器） 八、减速器的润滑和密封 （润滑方法、润滑油选择、装油量，密封种类） 九、参考资料 （资料的编号x及书名、作者、出版单位、出版年月） 十、设计总结（设计体会和建议）,8、编写设计计算说明书,设计说明书的要求： 1）计算正确完整，文字简练、通顺，字体工整。 2）计算尽可能用表格方式进行。 3）留有装订线的空间。 4）设计计算说明书用16开纸书写，只写一面。 5）封面格式。,完成设计后，应及时做好本课程设计的最后一个环节答辩的准备工作及答辩。 在答辩前，应做好以下两方面的工作： 1、整理工作： 按要求完成规定的设计任务，把图纸叠好（参见右图）； 说明书装订好，一同放在机械设计课程设计资料袋内； 资料袋封面写上班级、姓名、学号、指导教师、题目等。,准备答辩,9.课程设计答辩,、做好总结 认真回顾有关设计过程及设计内容，进一步把还不懂的、不甚懂的或尚未考虑到的问题弄懂、弄透，以便取得更大的收获。充分做好答辩前的准备工作。 本次课程设计答辩采用学生单独答辩的形式进行。每位同学的答辩时间为1015分钟。具体答辩次序由指导教师确定。希望同学们按时进行答辩，并预祝同学们取得好成绩！,准备答辩,THE END,4.1传动装置的总体设计,1、分析和拟定传动装置的运动简图；2、选择电动机； 3、计算传动装置的总传动比和分配各级传动比； 4、计算各轴的转速、功率和转矩。,4.2分析和拟定传动装置的运动简图,传动方案的选择：,4.3选择电动机,1、类型选择： 三相鼠笼式异步电动机Y型、YZR型和YZ型。 Y系列三相异步电动机：适用于不易燃、不易爆、无腐蚀和特殊要求的机械上，如金属切削机床、风机、运输机、搅拌机、农业机械和食品机械等。 额定功率：指连续运转时电动机发热不超过许可温升的最大功率。数值标在铭牌上。 满载转速：指负荷相当于额定功率时的电动机转速。当负荷减小，电动机转速略有升高，但不会超过同步转速。,4.3选择电动机,2、功率确定： 1）计算工作机所需功率PW：（有效功率）,P的单位：KW，V的单位：m/s，F的单位：N。 W单运输机的效率。一般取W =0.94,2）总效率：（带传动、齿轮传动、轴承、联轴器等）,4.3选择电动机,2、功率确定： 3）计算工作机所需的电动机功率Pd：,4）查手册确定电动机的额定功率,一般取：,4.3选择电动机,2、功率确定： 5）确定电动机的转速：,电动机转速的可选范围：,卷筒轴的工作转速：,4.3选择电动机,3、确定电动机的型号： 由电动机的额定功率、转速和中心距选择电动机的型号。 一般电动机转速越高，则磁极对数越小，价格就越便宜。但对降速不利，传动装置过大。,4.4计算总传动比和分配各级传动比,传动装置的总传动比：,总传动比等于各级传比的连乘积：,V带传动：i=2，imax=7,闭式齿轮传动：直齿轮:i=35，imax=10 斜齿轮:i=35，imax=10 锥齿轮:i=23，imax=6,4.4计算总传动比和分配各级传动比,分配各级传动比：,一般先取带传动的传动比： （1） （2）带传动比取较完整的数。 （3） i=2,计算齿轮传动的传动比：,4.5计算各轴转速、功率和转矩,1、各轴的转速：,电动机轴：,轴：,轴：,滚筒轴：,装配图设计,装配图设计的主要内容有： 按国家机械制图标准规定画法绘制各视图； 标注必要的尺寸及配合； 标注零件的序号； 绘制并填写标题栏及明细表； 编制减速器技术特性表； 编写技术条件。,减速器装配草图的设计和绘制,1、分析和选定减速器的结构方案 2、初步绘制装配草图及计算轴、轴承、键联接和联轴器。 （1）画出传动零件的中心线、齿轮轮廓线及箱体内壁线。 注意：箱体内壁与齿轮端面之间留有一定间隙1015mm。 （2）初步估算轴的最小直径。,2、初步绘制装配草图及计算轴、轴承、键联接和联轴器。 （3）作轴、轴上零件和轴承的结构设计。 轴的设计：轴的直径、长度和定位 齿轮：齿轮的定位和位置布置 轴承：轴承的选择和布置 键联接：键联接的选择 联轴器：联轴器的选择 （4）校核轴的强度、轴承的寿命、键联接的强度和联轴器的强度。,3、确定箱体的结构和尺寸，减速器的润滑和设计减速器的附件。 减速器附件：端盖、放油螺塞、油标尺、吊钩或吊环螺钉、窥视孔、起盖螺钉和定位销 4、完成装配草图，并检查和修改。 （画装配草图和设计计算是同时进行的，边计算，边画图，边修改）,尺寸的标注,（1）特性尺寸 （2）配合尺寸 （3）外形尺寸 （4）安装尺寸,零件序号、标题栏和明细表,减速器技术特性,6、带传动设计,7、齿轮传动设计,参照课本或设计手册进行，可选择普通V带或窄V带。应注意的问题： 1、选定大、小带轮后，i 带可能与分配值不同，应采用新值。 2、带轮的中心距在400500之间选取。 3、带的根数可以向上圆整，或向下圆整，但保证误差在5%以内。,已知小齿轮轴的输入功率，小齿轮转速，传动比，设计一对标准直齿圆柱齿轮传动。轻载、工作平稳。 设计确定： 齿轮的精度、Z1 、 Z2 、 a 、m、 d1 、 d1 、 da1 、 da2 、 df 1 、 df 2 、 b1 、 b2 。,1 零件图设计概述 零件工作图是零件制造、检验和制订工艺规程的基本技术文件。它既要反映出设计意图，又要考虑到制造的可能性、合理性和经济性。 零件图应包括制造和检验零件所需全部内容。 零件的基本结构及主要尺寸应与装配图一致，不应随意更改。如必须更改，应对装配图作相应的修改。,零件图设计,1 零件图的要求： 正确选择和合理布置视图 合理标注尺寸 标注公差及表面粗糙度 编写技术要求 画出零件图标题栏,零件图设计,2 轴类零件图的设计要点 1、视图 一般只需一个主视图； 在有键槽和孔的地方增加必要的局部剖面图； 细小结构（如退刀槽、中心孔）局部放大图。 设计时用2号图纸，选用比例1:1。,零件图设计轴类零件设计要点,零件图设计轴类零件设计要点,2、标注尺寸 对所有尺寸包括倒角、圆角都应标注无遗，或在技术要求中说明。 不允许出现封闭的尺寸链。 应根据加工工艺的要求选择基准面，进行标注；,零件图设计轴类零件设计要点,零件图设计轴类零件设计要点,l,零件图设计轴类零件设计要点,为主基准 为辅助基准,3、表面粗糙度 轴的所有表面都要加工。,零件图设计轴类零件设计要点,零件图设计轴类零件设计要点,4、标注尺寸公差 凡有配合处的直径按装配图的配合性质标出尺寸的偏差。 键槽的尺寸偏差及标注方法可查有关手册。 (键槽深度标注d-t的尺寸偏差) 在零件工作图上对尺寸及偏差相同的直径应逐一标注，不得省略；,零件图设计轴类零件设计要点,5、形位公差 下表列出了在轴上应标注的形位公差项目，供设计时参考。 轴的形位公差标注方法及公差值可参考有关手册。,零件图设计轴类零件设计要点,形位公差的确定方法：类比法 计算法 参考公差及有关手册,6、技术要求 在图上不便表示而在制造时又必须遵循的要求和条件。 主要内容： 对材料的机械性能和化学成分的要求及允许代用的材料； 对材料表面机械性能的要求，如热处理方法，对处理后的硬度、渗碳深度及淬火深度等； 对机械加工的要求 对未注明倒角、圆角半径的说明。,零件图设计轴类零件设计要点,零件图设计轴类零件设计要点,7、轴零件工作图示例,3 齿轮类零件图的设计要点 这类零件系指齿轮、蜗杆和蜗轮等。在零件工作图中除了零件图形和技术要求外，还应有啮合特性表。 1、视图 这类零件图一般用两个视图表示：主+侧 简化：侧视图只画轴孔和键槽。,零件图设计齿轮类零件设计要点,注：角方向应在视图上清楚的画出。 设计时用2号图纸，选用比例1：1。,零件图设计齿轮类零件设计要点,零件图设计齿轮类零件设计要点,2、标注尺寸 a) 径向尺寸：以轴的中心线为基准标出。 注：齿根圆在图纸上不标出。 b)齿宽方向的尺寸：以端面为基准标出。 有关齿轮零件工作图的尺寸标注，参见有关手册。,零件图设计齿轮类零件设计要点,除啮合参数（齿顶圆、分度圆）为精确值外，其它尺寸（轮缘厚度、辐板厚度、轮毂及辐板开孔尺寸等）应圆整。,3、表面粗糙度,零件图设计齿轮类零件设计要点,4、尺寸公差和形位公差 尺寸公差 a)齿顶圆直径的极限偏差。作基准（IT79) 不作基准（IT11) b)轴孔或齿轮轴轴颈的公差。 c)键槽宽度b的极限偏差和尺寸（d+t1）的极限偏差。参见有关手册；,零件图设计齿轮类零件设计要点,形位公差 d)齿顶圆的径向跳动公差。 e)齿轮端面的端面跳动公差。 f)齿轮轴孔的圆柱度公差。 g)键槽的对称度公差。其值可取轮毂键槽宽度公差的1/2； 键槽的平行度公差。一般可不注，精度高，可参见有关手册。,零件图设计齿轮类零件设计要点,5、啮合特性表 啮合特性表内容：齿轮的主要参数 （不得省略 ） 齿轮的测量项目 计算及查取方法：,零件图设计齿轮类零件设计要点,6、技术要求 主要内容： 对铸件、锻件或其他类型坯件的要求； 对材料的机械性能和化学成分的要求及允许代用的材料； 对材料表面机械性能的要求，如热处理方法，对处理后的硬度、渗碳深度及淬火深度等； 对未注明倒角、圆角半径的说明； 对大型或高速齿轮的平衡校验要求。,零件图设计齿轮类零件设计要点,减速器技术条件的具体内容可参考如下：,（1）装配前所有零部件用煤油清洗，滚动轴承用汽油清洗，机体内不允许有任何杂物存在。内壁涂上不被机油浸蚀的防锈涂料。 （2）滚动轴承装配后，用手转动时应轻快灵活。轴承的轴向游隙如需要在装配时调整，应调至规定数值（如调整轴承间隙：d1为0.050.1mm，d2为0.080.15mm）。 （3）啮合侧隙用铅丝检验不小于0.16mm，铅丝不得大于最小侧隙的4倍。 （4）用涂色法检验斑点，按齿高接触斑点不小于40，按齿长接触斑点不小于50，必要时可用研磨或刮研以改善接触情况。 （5）箱盖及箱座接合面严禁使用垫片及其它任何填料，必要时允许涂密封胶或水玻璃。各接触面运转过程中不允许有漏油和渗油现象出现。 （6）减速器装配后，选择合适的机油（如HJ50），加至所要求的油面高度，达到规定的油量。,（7）空载跑合试验：在额定转速下正、反运转12小时，要求运转平稳，响声均匀（如噪音小于70dB），联接不松动，不漏油不渗油等；负载跑合试验：在额定转速及额定功率下运转至油温稳定为止。油池温升不得超过35，轴承温升不得超过40。 （8）跑合试验合格后，更换润滑剂，用煤油擦洗零件，用汽油洗净轴承再进行装配。若滚动轴承采用润滑脂润滑，则装配前应向轴承空腔内填入适量（约为空腔体积的1/2左右）的润滑脂。 （9）搬动、起吊减速器应用箱座上的吊钩。箱盖上的吊环螺钉（或吊耳）只供起吊箱盖时用。 （10）外伸轴段应涂油脂并加防护套，减速器外表面涂灰色油漆（或其他颜色油漆），运输时勿倒置，储藏地点应干燥。,