机械设计课程设计讲稿

减速器课程设计准备工作:1. 集中讲课共二次，由主讲教师完成。教师准备好设计任务书、设计计算说明书封 面，课前分发给每位学生；讲课内容主要为：强调课程设计的重要性，布置课程 设计任务，讲解课程设计的各阶段工作内容和进度要求，第一阶段的工作内容及 方法，并明确其他相关事项及要求（参见以下各项）；2. 各班指导教师由教研室统一安排，并在首次集中讲课时向学生介绍；3. 安排减速器拆装试验的班级及时间安排，并及时通知各指导教师；4. 设计用教室，由学生找院教学管理老师联系；5. 向学生明确并强调课程设计时间：三周；6. 图板、丁字尺由各班找核心教学区南3院机房曾老师联系；其他绘图工具自行解 决；7. 要求统一使用带郑州大学页眉的隐形横格B5 （信纸）书写，不允许打印；明确说 明书的书写格式（参见课程设计指导书）。说明书的装订顺序为：封面、任务书、 目录、正文、参考文献（资料）。8. 图纸由各班或个人自行解决，需准备折合A0图纸至少1.5张；要求必须手绘，不 许cad制图打印；9. 设计常用资料：各出版社出版的最新版机械设计手册、机械设计简明手册等，自 行解决；也可参考课程设计指导书的附录；10. 第二次集中讲课时间应安排在课程设计开始后的第四天，时间、地点由主讲老师 安排。 1课程设计的目的和要求一、目的1、培养设计能力，在前面课程“公差”、“热处理”、“机械设计”等学习的基础上， 进行综合应用。2、通过拟定一些简单方案，培养独立分析问题、解决问题的能力。熟悉设计过程。二、要求1、认真、仔细2、分为阶段性工作3、请假4、因材料、热处理、齿轮齿数不同，同一数据可能会有不同结果，不能照抄。2设计任务和设计阶段的划分机械零件课程设计任务书设计用于带式运输机传动系统的齿轮(蜗轮)减速器工作条件：一班制、连续单向运转、载荷平稳，室内工作，有粉尘(运输带与滚筒摩 擦阻力影响已在F中考虑)。使用期限：十年生产批量：20台生产条件：中等规模机械厂。可加工7-8级齿轮及蜗轮动力来源：电力、三相交流380/220伏题目数据：运输带工作拉力 F (N)150022002300250026002800330040004800运输带工作速 度 V (m/s)1.11.11.11.11.11.41.21.61.4卷筒直径D (mm)220240300400220350350400500运输带速度允许误差 5%设计工作量：1.减速器装配图1张2.零件工作图2张3.设计说明书1份参考传动方案：方案1一、任务书1、载荷平稳：KA 1.12、寿命10年：要求轴承寿命 10年；若5年，中修时更换；-2年，亦可； 1年，调整。3、齿轮：大于或等于8级精度，9级闭式一般不用。4、传动比误差v 5%，高精度v1%。5、方案：2、3、4二、图纸1、零号图一张（1： 1装配）2、零件图3张（箱体或箱盖、轴、齿轮）三、设计说明书：30多页四、阶段划分1、第一阶段（3天）：运动简图（输送带紧边在上）；运动参数（选择电动机、分配 传动比、计算各轴转速功率）；传动零件设计（齿轮、蜗轮）。2、设计和绘制部件装配图（1011天）：绘图和计算（校核）交叉进行，边画边改。3、零件图设计（2天）4、设计说明书（2天）：平时的计算保留下来。5、答辩（2天）：答题签核改错签3传动装置总体设计一、分析传动装置组成特点，确定方案 1、机构简图(1)两级齿轮传动2、合理布置多级传动的传动顺序带传动应在高速级，受力小、平稳，且能缓冲吸振；链传动应在低速级，瞬时传动比不稳，可承受大载荷，不滑动;蜗杆传动适合中小功率，传动比大，间歇运动；齿轮-蜗杆传动：蜗杆放第一级，蜗杆有色。锡青铜金属，可减小尺寸，滑移速度可大，节省材料；铝铁青铜，齿轮放一级，滑移速度小。锥齿轮尽可能放高速，大尺寸不易加工；开式齿轮放低速级，因传动精度低若有斜齿轮和直齿轮，斜齿轮放高速，因其传动平稳。、各类减速器的运动特点1、常用的传动比范围2、各类减速器的应用特点 三、电机选择1、常用：Y系列交流电动机，超负荷能力较高。例如：Y132S-4中132指中心高。2、电机的容量（功率）同一功率的电动机，有几种同步转速，同步转速越高，电机外形尺寸越小，重量 轻，价格低，效率高，但会使传动比增大，从而造成减速器尺寸增大。额定功率所需功率（Pd Pd）（1）两级齿轮传动Fv工作机功率：?用=布晶电机所需功率：P =d 门 a传动总效率：叩=叩叩叩叩叩叩叩叩叩=叩叩4 叩2 门叩a12323242512345叫：弹性联轴器效率0.98n 2:滚动轴承效率0.98n3 :齿轮效率0.97n 4 :刚性联轴器效率0.99n :卷筒效率1（已在拉力F中考虑）5若Pd = 4.1 kw，可靠近4选取；若Pd= 4.5 kw，则取5.5（2）带传动+一级齿轮传动Fv 工作机功率：PW = 1000 kw电机所需功率：P = W d n a传动总效率：n =门2 七f2门叩叩=叩叩3 f 叩叩42512345气：带传动效率0.96n 2:滚动轴承效率七：齿轮效率n 4 :刚性联轴器效率n5 :卷筒效率0.980.970.991 （已在拉力F中考虑）3、转速工作机转速:1000 x 60 x vD电动机转速:n = i n d Wi为传动比范围；D为滚筒直径。电动机转速能用1500 rpm就不用1000 rpm。根据nd选择电机额定转速n。四、传动比分配总传动比：i = m = i - i a n 1 2 w两级齿轮传动中：为高速级齿轮传动的传动比，i2为低速级齿轮传动的传动比。一般取i =（1.31.4，并使i ,i在其传动比范围内。 121 2带传动+一级齿轮传动中：i1为带传动的传动比，i2为齿轮传动的传动比。一般：i = 2 4 ； i = 3 6五、传动装置运动和动力参数1、确定各根轴的转速nI、nil、nIII（1）两级齿轮传动nI= n ； nII=nI / i ； nIII=nII / i = nI / i（2）带传动+一级齿轮传动nI= n / i ； nII=nI / i ； nIII=nII2、 确定输入功率PI、PII、PIII和输出功率（1）两级齿轮传动pi= p -n ； PII=PIn n ； piikpiif -n（2）带传动+一级齿轮传动PI= P f ; PII=PI - 叩；PIII=PII 门门注意：在计算各种功率时，对于通用机器常以电动机额定功率P作为设计功率；对于专用机器（或用于指定工况的机器），则常用电动机的输出功率P （根据工作机的 d需要确定的功率）作为设计功率。3、各轴输入扭矩T = 9.55 x 106 d N - mmdnm（1）两级齿轮传动ti= t -n ； tii=ti- i -n -n ； tiii=tii- i -n 门d 1123223（2）带传动+一级齿轮传动TI= T - i -n ； TII=TI - i -n -n ； TIII=TII-i -n d 1122324得到各轴的参数后，整理列表并标出所选电机基本尺寸。4传动零件设计（1）两级齿轮传动一、高速级齿轮传动设计已知：小齿轮传递的功率PI= pnn2 ；转速nI= nm ； i =求： Z , Z , m , p , a , b , b 1211112二、低速级齿轮传动设计n已知：小齿轮传递的功率P = p -n -n ；转速n = m ； i = i1求：Z ,Z ,m , P , a , b ,b3422234三、设计准则1、闭式软齿面传动按接触强度设计，中心距。取整数，修正p角（p 18）。中心距尾数取0、2、4、6、8、5,便于测量。带小数时尽量带.5的小数。模数m.按标准选取。校核：b In 2、闭式硬齿面传动按弯曲强度设计，校核接触强度：。h A3P，P为输入功率。 nI 轴：P = P ； II 轴：P = P ； III 轴：P = P n 2I轴和II轴：A取大些；III轴A取小些，否则轴承寿命太长。注意问题：1、传递动力的齿轮，其模数m. 1.5，最好m. 2.02、软齿面齿轮，齿数七=2040，按接触强度设计；硬齿面齿轮，齿数 七=1720，按弯曲强度设计。3、两级齿轮传动，中心距之和a + a 400 mm，最好a + a 350 mm，一般尾1212数选 2、4、6、8、0、54、斜齿轮的螺旋角最好p 18，当p不大时，可用深沟球轴承。当轴承的轴向A 1A 1力和径向力之比A 1时，用角接触轴承或圆锥R 3R 3滚子轴承，优先选用角接触球轴承，因其极限转速高。5、蜗杆轴校核其疲劳强度和刚度。6、与电机相联的联轴器用弹性联轴器，因其速度较高(缓冲、减振)；输出轴与 工作机相联的联轴器用十字滑块刚性联轴器，因其转矩较大。7、轴承一般面对面安装，便于调整轴向间隙。8、电机轴与输入轴直径一般相同。9、一般机座壁厚大于机盖壁厚2 mm，若减速器尺寸小，可取为一致。10、按d Agn算出轴颈后，开键槽加大10%。5讲解结构简图一、各部分名称作用及结构特点1、附件结构2、轴承端盖3、凸台4、轴承润滑5、齿轮轴6、油沟二、机体结构1、铸造式2、剖分式三、箱体上各部分尺寸表3的数据计算出来6设计绘制减速器总装图一、方格纸图数据准备1、传动件的主要尺寸：中心距、模数、齿数、齿宽、分度圆直径蜗轮、蜗杆的中心距，几何尺寸2、电动机型号：功率、转速、中心高、轴颈3、联轴器：型号及尺寸4、各段轴直径及长度（阶梯形）5、初选各轴上滚动轴承类型，确定宽度、内径、外径6、确定润滑方式7、齿轮是否干涉二、精确校核轴，计算轴承寿命。如不合格，修改方格纸图。三、绘制正式装配图1、齿轮轴2、轴承端盖。带进油槽的端盖结构3、润滑与密封。油润滑：开油沟；脂润滑：加挡油板。4、浸油高度与机体高度5、尺寸、配合、技术特性、技术要求。6、标注尺寸：特性尺寸（中心距）、配合尺寸、安装尺寸、外形尺寸7、编号、明细表、标题栏 四、装配图的一些常见错误和简化画法装配图中，有些细节结构可以简化，例如小的圆角和倒角，砂轮越程槽、退刀槽、 箱体螺栓处的沉头座坑等可以不画出，使零件的装配关系更加清晰。有些不明显的或 不影响读图的相贯线可以不画出，这有利于正确反映装配关系。（1）简化画法图6-1a中，轴承端盖处和轴肩处的砂轮越程槽、箱体螺栓处的沉头座坑可以不 画出（图1b），但在画零件图时，这些细节不能简化。轴承端盖上进油缺口不必按投 影关系细化画出，采用简化画法（图6-1b）既简单，又有利于读图。a）细化画法b）简化画法图6-1装配图的局部结构图6-2a中，轴上的圆角以及轴上键槽与键连接处的相贯线也不用细化，应采用 简化画法（图6-2b）。图6-2轴与键的结构（2）轴、轴承及齿轮等方面的错误及改正图6-3a中，轴伸出段的截断画法不正确，应尽量将轴的伸出段全部画出，如果 由于图纸面积所限需要将轴截去一部分时，应截去轴伸出段的中间部分，保留轴头部 分（图 6-3b）。图6-3a箱体底部的加工面积过大，应减小；箱体凸缘尺寸偏小，应加大，以满 足地脚螺栓的扳手空间尺寸。改正见图6-3b。图6-3减速器的局部结构图6-4a中，套杯凸缘与箱体之间的调整垫片是用于调整小锥齿轮的轴向位置的， 轴承端盖与套杯端面之间的调整垫片是用于调整轴承间隙的，这两处的调整垫片都是 由一组薄的软钢片（例如08F）组成的，因此剖开处只能涂黑（图6-4b），不能画成 非金属网格线或金属剖面线。套杯处轴承端盖的凸缘部分不能采用普通轴承端盖的尺寸（图6-4a），因为轴承 盖螺钉要穿过套杯凸缘拧在箱体上，所以轴承端盖和套杯的凸缘尺寸都应放大（图 6-4b）。轴承端盖通常为铸铁材料，轴承盖外端面应内凹一些以减少加工面积，轴承 盖与轴之间应有间隙，以免发生滑磨；小锥齿轮轴缺少轴向定位。改正见图6-4b。图4小锥齿轮轴系局部结构图6-5a中，嵌入式轴承盖的径向结构出现过定位，应当在榫槽的径向留有间隙 （图6-5b），使用嵌入式轴承盖时，不能采用一组薄垫片来调整轴承间隙（图6-5a）， 应当采用单一的调整零件。调整环剖面处为金属剖面线（图6-5b），不应涂黑，通过 更换不同厚度调整环的方法来调整轴承间隙。图6-5a中轴的端面伸出轴承，将影响 装拆调整环。因此，轴的端部不能伸出轴承（图6-5b）。a）错误正确图6-5嵌入式轴承端盖连接结构图6-6a中，轴肩过高影响轴承的拆卸；轴承盖与轴之间没有间隙将产生滑磨； 轴上有配合要求的轴段前没有轴肩，既增加了轴精加工的成本，又增加了装拆难度。 改正见图6-6b。a）错误员正确图6-6轴系的局部结构图6-7a中，小齿轮与大齿轮宽度相等，这种设计不好，增加了加工和装配的精 度要求，否则就不能保证齿轮的啮合宽度要求；轴与齿轮的配合段等长，不能保证齿 轮的可靠固定；小齿轮齿根圆到轴孔的壁厚看似还合适，但键槽处的齿轮壁厚太薄； 齿轮啮合处的画法不正确。改正如图6-7b。齿轮的啮合处一般不画出被压齿轮的齿顶 虚线，也可以画出齿顶虚线；可以采用图示的大齿轮的齿在上的画法，也可以采用小 齿轮的齿在上的画法。a）错误b）正确图6-7齿轮与轴的局部结构在图6-8a中，甩油环不应与箱体内壁平齐，否则箱体壁面流下的油不易被甩掉， 而会由甩油环的径向间隙进入轴承室；齿轮不剖开时，齿根圆不必画出；齿轮局部剖 开处的细实线不能截止在齿轮内部；斜齿轮上画出齿的斜向为好。改正见图6-8b。0）错误h）正确图6-8齿轮与轴的局部结构图6-9a中，小锥齿轮的齿顶圆大于套杯孔径，不便于齿轮轴及轴上零件的装拆;轴肩与轴承内圈等高不便于轴承的拆装。改正见图6-9b。图6-9小锥齿轮轴系局部结构在图6-10a中，油沟在轴承左侧处和螺栓孔处要漏油；轴承盖上通常开设4个缺 口，以保证润滑油能流进轴承室，图6-10a中轴承盖少下部缺口 ；为了使轴承端盖上 的缺口在偏离分箱面时，仍能保证轴承室可靠进油，应当在轴承盖上加工环形阶梯。 改正见图6-10b。图6-10油润滑轴承的局部结构（3）箱体及附件等方面的错误及改正在图6-11a中，分箱面处的点划线有错，应当改为粗实线（轴承盖处除外）；轴 承采用油润滑，但润滑油无法流入油沟；螺栓连接画法有错；油尺的位置太低，不能 正确指示油面，而且，润滑油易从油尺插孔处漏出；放油塞位置偏高，不能将油全部 排出。改正见图6-11b。箱座地脚螺栓孔处的剖面线的斜向以及疏密程度有错，应当与箱座其它部位的剖面线一致。在减速器装配图中，同一零件在同一视图中或在不同视图中，其剖面线的 斜向和疏密程度应当是相同的。图6-11减速器的局部结构（轴承采用油润滑）在图6-12a中，油池底部到大齿轮齿顶圆的距离太小，齿轮转动时易将池底的杂 物搅起；放油塞处箱体结构有错。改正见图6-12b。a）错误图6-12箱体的局部结构在图6-13a中，箱盖视孔口的上凸部分少线条；透气塞与视孔盖的连接处缺少焊 接符号；右图透气塞是通过螺母与视孔盖连接的，但为了防止螺母松脱后落入箱内， 应将螺母与视孔盖焊接在一起；螺钉连接画法有错；视孔盖与箱体连接处一般用4 个螺钉，布置在视孔盖的四角处，通过透气塞的剖面是剖不到螺钉的，可通过在剖面 中加局部剖面来展示螺钉连接，或者不剖视螺钉连接。改正见图6-14b。图6-13视孔盖与透气塞的结构在图6-14a中，轴承旁螺栓凸台距箱座底部凸缘的距离偏小，螺栓无法从下方装 入取出，应当改由上方装入；轴承盖螺钉不能布置在分箱面上。改正见图6-14b。图6-14轴承旁螺栓与轴承盖螺钉在图6-15a中，左视图上的螺栓和螺钉不满足投影关系。改正见图6-15b。减速器上的螺纹连接 件及其他零件都应当满足三视图的投影关系。图6-15螺栓在视图中的对应画法在图6-16a中，轴承旁连接螺栓的凸台、轴承座外圆壁面、肋板等处都应当有铸造拔模斜度；圆锥销下部应当伸出箱座，否则拆卸困难；箱座吊钩处多线条；分箱面 处应当是粗实线；螺钉处局部剖视图的细实线不宜截止在两零件的接缝处。改正见图 6-16b。h）正确图6-16减速器的局部结构 7零件图 8说明书 9答辩