西南科技大学机械设计基础课程设计.ppt

机械设计基础课程设计,一、目的 二、课程设计任务 三、课程设计任务量 四、主要参考资料 五、减速器的设计步骤及各阶段的内容 六、时间安排,机械设计课程设计,一、目的：,机械设计基础课程设计是高等工科院校近机械类本科学生第一次较全面的机械设计训练，也是机械设计基础课程的一个重要的实践性教学环节。 其目的是： 1、综合运用先修理论，培养分析和解决工程实际问题的能力。 2、学习简单机械传动装置的设计原理和过程。 3、进行机械设计基本技能训练。（计算、绘图、使用技术资料）,时间：1周。纪律：1、按时作息；2、独立完成；,二、课程设计任务书,名称：带式输送机传动装置（一级圆柱齿轮减速器）。 要求：有轻微冲击,工作经常满载,原动机为电动机,齿轮单向传动, 两班制工作,运输带速度误差为5%,减速器使用寿命8年,每年按300天计算,1、完成减速器装配图一张。1#图纸。 2、零件工作图一张 3、设计说明书一份。字数不限，内容详尽，记录完成课程设计的过程。平时草稿注意妥善保存。结束时再抄写。,三、设计任务量：,对应题目好=选课序数（或选课序数-37）,四、主要参考资料,1.吴宗泽.罗圣国.机械设计课程设计手册.第二版.北京:高等教育出版社,1999,6 2.龚桂义. 机械设计课程设计指导书.第二版.北京:高等教育出版社,1990,4 3龚桂义.机械设计课程设计图册.北京:高等教育出版社,1981 4杨可桢.机械设计基础.第五版.北京:高等教育出版社,2006,5,五、设计步骤,1、选择电动机,2、传动比分配,3、计算各轴的转速,4、齿轮传动设计,6、计算轴类零件,5、验算系统误差,7、绘制装配图和零件图,1、选择电动机,选择电动机依据：功率P，转速n 电动机功率计算P 工作机功率 ：P w= FV/1000 （ kw） 其中已知： F输送带拉力（N）；V_输送带速度 （m/s）,电动机需要功率： Pd= P w / (kw) 总效率 ：=1. 2. 3 n 1卷筒轴承效率；2 卷筒效率；3 低速级联轴器效率 ；4 III轴轴承效率；5 低速级齿轮啮合效率 ；6 II轴轴承效率；7 高速级齿轮啮合效率；8 I轴轴承效率；9 带传动效率 ； (效率值查设计手册),2)电动机转速计算n,工作机转速nw ： 因：V= (Dn)/60*1000 (m/s) 故：nw=(V*60*1000)/ D(rpm) 其中：V输送机带速 (m/s) D卷筒直径 (mm) 电动机转速: nd= nwi总=(840) nw（rpm） 其中：i总=840 i总减速器传动比(总传动比),3）选定电机,根据求出的P、n查手册。 转速n：建议选用同步转速为1450（rpm） 功率P：为使传动可靠，额定功率应大于计算功率即 P额Pd=PW/总 选定电动机：型号（Y系列）、同步转速n、满载转速nm、额定功率P额、轴的中心高、电动机轴径、起动转矩/额定转矩的比值。 记下备用,2、传动比分配,分配原则：各级传动尺寸协调，承载能力接近，两个大齿轮直径接近以便润滑。（浸油深度）,i总=i减=i高*i低=nm/nw i减减速器传动比 i高减速器内高速级传动比 i低减速器内低速级传动比 nm电动机满载转速 nw工作机转速 i高=（1.21.3)i低 i减= （1.21.3) i低2,3、计算各轴的n，P，T,1）各轴转速 电动机轴:nm（满载转速） I轴: nI =nm II轴: n II =nI/i高 2)各轴输入功率 电动机轴: Pd=Pw/总 I轴: P I = Pd （带传动的效率） II轴: P I I= P I * 12 12I轴至 II轴效率,3)各轴扭矩T,电动机轴： Td=9550*Pd/nm（Nm） I轴： TI= Td II轴：TII= TI*12*I高 计算出参数列表备用。,4、带传动的设计,普通V带传动比 i= 24 参考第十二章的带传动设计例题,5、齿轮传动设计,1）采用斜齿圆柱齿轮闭式软齿面传动； 2）选用中碳钢，传动用模数m1.5-2mm； 3) 强度计算中的功率用输出功率； 4) 角方向确定应使中间轴的轴向力有所抵消； 5）=8-15，Z1=20-40 ，Z2=iZ1求出后圆整； 6）因圆整Z2时i变化了故须验算传动比误差： i=（i-Z2/Z1）/i100%5% 7）为使图面匀称，中心距：a高 120， a低 140， 8）检查浸油深度，当高速级大齿轮浸油1个齿高 时，低速级大齿轮浸油深度小于其分度圆半径的六分之一到三分之一，以降低搅油功耗。,6、计算轴类零件,1）初估I 、II、 III轴径，注意第I 根轴是否设计成齿轮轴，对 II轴进行弯扭合成强度验算。 2）轴承的选择，同一根轴上的两个轴承型号相同。对II轴上的轴承进行寿命计算。 3）键的选择，对 II轴上的键进行强度校核。 提示：力的结果取整数；齿轮几何参数精确到小数点后两位；传动比精确到小数点后两位； 螺旋角精确到秒；设计公式要写明来源出处。,带式输送机传动系统简图,原始数据,第二阶段设计的主要内容:,1、草图设计 2、装配图（CAD ） 3、撰写计算说明书 草图设计是装配图设计的规划和准备阶段 装配图设计是对草图的进一步细化和完善 特点：“算画结合”边画边算,草图设计,1、准备工作 （1）A0图纸一张，比例1:1，用仪器画 （2）主要传动件的参数计算完备（齿轮几何尺寸、轴径估算） 2、要求 （1） 草图设计正确，迅速，主要结构要表达清楚。各零件尺寸可随时标注在图纸上。 （2）草图不要求线型，同样零件可只画一个，其它简画。 （3）所有零件尺寸随手画在草图上，以免再次查找。,1）通过草图设计检查传动比分配是否合理， 低速轴与高速大齿轮是否干涉，任务（以设计手册为参考资料）； 两大齿轮浸油深度：高速大齿轮浸油深1个齿高时低速大轮浸油深度半径的1/31/6。 2）轴的结构设计和轴系零件设计（补充设计计算）定出支点距后对中间轴进行弯扭强度验算。 3）轴承的组合设计： 确定轴承的型号和工作位置、润滑方式和密封装置，对中间轴上的轴承进行寿命计算。 4）确定箱体的结构及各部分尺寸。 5）减速器附件设计（吊钩、吊耳、观察窗、油标尺等） 6）确定联接件结构尺寸及位置。 7）验算,设计计算中需要验算的内容,1、各级齿轮传动的强度验算 2、中间轴的弯扭合成强度验算 3、中间轴键的强度验算（只验算一处） 4、中间轴上的滚动轴承寿命验算 5、选择减速器内齿轮润滑方式验算V 6、选择滚动轴承的润滑（剂）方式验算dn,4.设计中应注意的问题 1）输入（出）轴外伸端长度、直径应与联轴器孔径匹配。 2）润滑剂和润滑方式的选择 减速器内齿轮的润滑剂和润滑方式按圆周速度V确定， 减速器内轴承的润滑剂和润滑方式按速度因数dn确定。由于齿轮和轴承可能分别采用润滑油和润滑脂，此时二者不能相混，否则轴承润滑脂被冲走，故应在轴承处采用密封装置“挡油盘”。注意，并不是每个轴承处都安挡油盘。 3）油底油面高度3050，以保证足够的油量。 4）轴承盖选嵌入式结构。 5）齿轮与轴的结合方式可设计成齿轮与轴分离，也可以成齿轮轴。,5.草图设计步骤,按中心距先画轴心线，再画轴及轴承， 先画箱内，后画箱外， 先粗画，后细画， 先画俯视图，再画主视图， 最后画侧视图。 布图上下左右要适当匀称。,箱体结构设计,机座壁厚 按二级齿轮减速器a选择壁厚 a_低速级中心距 轴承座旁螺栓扳手空间 扳手空间大操作方便，但h太大螺栓太长，安装不便，且要合于螺栓长度系列 螺栓中心到机座外壁距离 螺栓中心到机座外凸边缘尺寸,起盖螺钉作用：起盖用 ，两个对角线布置。 定位销作用：镗轴承孔定位用，锥度 1：50 两个， 对角线布置。 观察窗作用：注油、观察两对齿轮啮合情况，以能进手为宜。 通气器作用：平衡机体内外压力。,吊钩作用：起吊整机用，与底座铸出。 起盖吊耳作用：起吊盖，与上盖一同铸出。 油标尺作用：测量油面深度，要有最高液面，最低液面刻度。位置设计要防止拔不出油标或油外溢。 放油塞作用：更换润滑油的出口，设计在箱体底座最低位置处。,正式装配图,1）各视图应能完整表达箱内外结构（达到使他人能拆图的目的） 2）符合制图国家标准，零件编号，标题栏，明细表，技术要求等应齐全。 3）标注尺寸 a.特性尺寸:齿轮中心距及公差值。 b.外廓尺寸:长*宽*高 ，包括外伸端轴长。 c.安装尺寸:地脚螺钉孔径及定位尺寸、孔 距、外伸端轴中心高。 d.配合尺寸:齿轮与轴、轴承内外圈、键槽、外伸端与联轴器。装配图上标注公差代号。 4）列出减速器特性 功率、转速、传动比。,零件图,1、 轴或齿轮、带轮 2、要求：标出全部尺寸、公差值、形位置公差、粗糙度、材料及热处理方法技术要求等。 轴的键槽处要有移出剖面， 齿轮轴列出参数表。,编写设计计算说明书,1、 包括封面，目录，附录。 2、轴的弯扭矩图在同一张纸上。,1、准备半天：借图板、绘图工具，参考书(手册、图册、及课程设计指导书),购买图纸。（建议：0#图纸一张） 2、传动装置的总体设计。(1天) （1）传动方案的拟定及比较。这次，题单上已给定，照搬。由输出情况，考虑传动的机械效率，计算出输入端的功率，总传动比。,六、时间建议,（2）选择电动机 （3)分配各级传动比。（各级传动比应在推荐的范围） （4）传动装置的运动齿数和动力参数计算（转速、转矩、功率)。 注：电动机请选用Y系列。分配传动比要在范围内。,注：电动机请选用Y系列。分配传动比要在范围内。 3、传动零件的设计计算。(0.5天) （1）外传动装置的设计计算 。（仅在说明书中设计计算，不作图） （2）箱体内，齿轮传动的设计计算。 注：在计算总由电动机的功率作为依据开始计算是安全的，由输出开始计算是节约的，看自己的侧重点。,4、装配图设计的第一阶段;2d,(1).确定箱体内外零部件的外形尺寸和相互位 关系，确定轴的支点距离和轴上零件的作用点。 (2).轴的结构设计。既要满足强度要求，又便于零件的定位、固定。一般应为阶梯轴。 (3).轴的强度验算。 (4).轴承的寿命计算。 (5).键的强度效核。,5、装配图设计的第二阶段:2d 完成传动零件的结构设计，轴承部件的设计，箱体和箱体附属零件等的结构设计。,6、装配图设计的第三阶段:1d 减速器的机体结构和附件的设计。机体设计要重点考虑刚度及机体内零件的润滑、密封和散热。良好的工艺性。附件的设计要严格按照设计手册进行选择设计，位置合理，便于使用和加工、装卸。,7、装配图的检查和修改，0.5d 结构方面 装配图的布置传动方案布置是否一致，尤其要特别注意装配图上动力输入、输出端的位置，减速器的中心高与电动机中心高是否一致。 轴上零件沿轴向和周向定位、固定是否可靠。 3、轴上零件是否能顺利装配和拆卸。 4、润滑和密封是否保证。,制图方面 零件外形、位置关系是否表达清楚。 投影关系是否正确。 画法是否符合国家标准。,8、完成减速器装配图的设计，0.5d 尺寸标注 技术特性 技术要求 标题栏 明细表,9、抄图 ，1 d,10、设计说明书,希望同学们对这次设计 留下美好记忆! 祝同学们设计成功并取得优异成绩!,谢谢！,