机械设计课程设计魏迎军课件

机械机械设计课程程设计魏迎魏迎军机械基机械基础础工程工程训练训练的目的的目的综综合运用机械合运用机械设计课设计课程和其它相关先修程和其它相关先修课课程的理程的理论论及生及生产实产实践的知践的知识识，分析、解决机械，分析、解决机械设计设计问题问题。学学习习机械机械设计设计的一般方法，掌握机械零部件、机械的一般方法，掌握机械零部件、机械传动传动装置的装置的设计过设计过程，培养程，培养总总体体设计设计和零和零部件部件设计设计的能力。的能力。通通过计过计算和算和计计算机算机绘图绘图，学，学习习使用使用标标准、准、规规范、手册、范、手册、图图册等技册等技术资术资料，培养机械料，培养机械设计设计的基的基本技能。本技能。参考参考资资料料唐增宝，常建娥唐增宝，常建娥.机械机械设计课设计课程程设计设计.武武汉汉：华华中科技大学出版社，中科技大学出版社，2006，第三版，第三版张卫张卫国，国，饶饶芳芳.机械机械设计设计基基础础篇篇.武武汉汉：华华中科技大学出版社，中科技大学出版社，2006，第一版，第一版设计设计内容内容机械机械传动传动系系统统1.总总体方案体方案设计设计2.传动传动零件的零件的设计计设计计算算3.装配装配图设计图设计：1张张A1（包括主包括主视图视图、俯、俯视图视图和左和左视图视图，零件明，零件明细细表，技表，技术术特性表，技特性表，技术术要求）要求）4.零件零件图图设计设计：2张张轴轴齿轮齿轮5.编编写写设计计设计计算算说说明明书书1-1 确定确定传动传动方案方案方案方案1：双：双级圆级圆柱斜柱斜齿轮齿轮减速器减速器+开式开式齿轮齿轮方案方案2：双：双级圆级圆柱斜柱斜齿轮齿轮减速器减速器+链传动链传动方案方案3：带传动带传动+双双级圆级圆柱斜柱斜齿轮齿轮减速器减速器方案方案4：单级蜗单级蜗杆减速器杆减速器+链传动链传动(或开式或开式齿轮齿轮)（注：根据（注：根据总传动总传动比和箱内外比和箱内外传动传动比的分配情比的分配情况而定）况而定）减速器是一种重要的通用性机械减速器是一种重要的通用性机械传动传动装置，装置，类类型多型多样样用途广泛。用途广泛。功能：降低原功能：降低原动动机的机的转转速；增大速；增大输输出出转转矩；改矩；改变变运运动动方向。方向。带带式运式运输输机中的双机中的双级圆级圆柱柱齿轮齿轮减速器或减速器或蜗蜗杆减速器杆减速器双双级圆级圆柱柱齿轮齿轮减速器减速器+开式开式齿轮齿轮为为什么开式什么开式齿轮齿轮布置在低速布置在低速级级？减速器中，减速器中，为为什么什么输输入、入、输输出出轴轴上的上的齿轮远齿轮远离离转转矩矩输输入、入、输输出端？出端？为为什么不把小开式什么不把小开式齿轮齿轮直接挂在减速器的直接挂在减速器的输输出出轴轴上？上？双双级圆级圆柱柱齿轮齿轮减速器减速器+链传动链传动为为什么什么链传动链传动布置在低速布置在低速级级？带传动带传动+双双级圆级圆柱柱齿轮齿轮减速器减速器为为什么什么带传动带传动布置在高速布置在高速级级？单级蜗单级蜗杆减速器杆减速器+链传动链传动传动传动方案方案序序号号参数参数工工 作条作条 件件参考参考方案方案姓名姓名(学号学号)F（N）V（m/s）D（mm）工作工作环境环境工作工作年限年限生产生产规模规模载荷载荷性质性质130001.4450少尘少尘10年双班年双班单件单件平稳平稳方案方案1236001.5500多尘多尘10年双班年双班少批少批轻振轻振方案方案2333001.2350清洁清洁10年双班年双班少批少批中振中振方案方案31-2 选择电动选择电动机机类类型：型：Y系列三相交流异步系列三相交流异步电动电动机（机（P148）转转速：速：1500或或1000 rpm功率：功率：工作机所需功率工作机所需功率电动电动机所需功率机所需功率=系系统总统总效率效率总总效率效率=12n（P6 表表2-2）记录电动记录电动机安装及外形尺寸（机安装及外形尺寸（P149）1-3 计计算算总传动总传动比和分配比和分配传动传动比比总传动总传动比：比：i=n电电/n工工传动传动比分配原比分配原则则各种各种传动传动的各的各级传动级传动比比应应在推荐在推荐值值范范围围内（内（P7 表表2-3）尺寸尺寸协调协调、结结构匀称、不构匀称、不发发生干涉生干涉现现象（象（P7 图图2-2）双双级圆级圆柱柱齿轮齿轮减速器：高速减速器：高速级级和低速和低速级级的的齿轮齿轮强强度接近度接近油池浸油油池浸油润润滑：各滑：各级级大大齿轮齿轮直径相差不大直径相差不大i1=(1.31.4)i2总传动总传动比相比相对误对误差：差：i 51-4 计计算各算各轴轴的的转转速、功率和速、功率和转转矩矩轴号轴号转速转速n（rpm）功率功率P（Kw）转矩转矩T（Nm）传动比传动比i2-1 传动传动零件的零件的设计计设计计算算先箱外再箱内先箱外再箱内减少减少传动传动比累比累积误积误差差箱外：箱外：开式开式齿轮齿轮：齿齿数互数互质质；大；大齿轮齿轮的材料的材料选择选择；齿宽齿宽系数系数链传动链传动：链节链节数取偶数；数取偶数；链轮齿链轮齿数取奇数，并和数取奇数，并和链节链节数互数互质质带传动带传动：计计算算压轴压轴力，力，设计设计大大带轮毂带轮毂孔直径（孔直径（P181）箱内：箱内：闭闭式式齿轮传动齿轮传动软齿软齿面面齿轮齿轮：按接触疲：按接触疲劳劳强强度度设计设计，校核弯曲疲，校核弯曲疲劳劳强强度度硬硬齿齿面面齿轮齿轮：按弯曲疲：按弯曲疲劳劳强强度度设计设计，校核接触疲，校核接触疲劳劳强强度；度；齿宽齿宽系数系数中心距中心距应圆应圆整整为为5的倍数（直的倍数（直齿轮齿轮需需变变位）位）模数模数应应向大取第一系列向大取第一系列标标准准值值齿宽应圆齿宽应圆整整斜斜齿轮齿轮的分度的分度圆圆直径、直径、齿顶圆齿顶圆直径、直径、齿齿根根圆圆直径直径应应精确精确计计算到小数点后三位数算到小数点后三位数斜斜齿轮齿轮的螺旋角的螺旋角应应精确精确计计算到算到“秒秒”箱内：箱内：蜗蜗杆杆传动传动模数和分度模数和分度圆圆直径直径应应取取标标准准值值，且，且应应与直径系数符合与直径系数符合标标准的匹配关系准的匹配关系热热平衡平衡验验算算小小齿轮齿轮一般一般为齿轮轴为齿轮轴，P29图图5-9大大齿轮齿轮根据根据齿顶圆齿顶圆直径直径选择结选择结构型式，构型式，P189-190硬硬齿齿面大面大齿轮齿轮，为为保保证键证键的的强强度，可度，可选选用用轮毂宽轮毂宽度度l大于大于轮缘宽轮缘宽度度B的的结结构型式，构型式，P189图图19-112-2 齿轮结齿轮结构构设计设计2-3 选择联轴选择联轴器，初算器，初算轴轴径径方案方案1、2、4：减速器高速：减速器高速轴轴外伸端用外伸端用联轴联轴器与器与电动电动机相机相联联，高速，高速轴轴轴轴径径应应与与电动电动机、机、联轴联轴器器相匹配。相匹配。方案方案3：减速器高速：减速器高速轴轴外伸端与大外伸端与大带轮带轮相相联联，高，高速速轴轴轴轴径径应应与大与大带轮带轮孔径匹配。孔径匹配。减速器低速减速器低速轴轴外伸端用外伸端用联轴联轴器与其他器与其他轴轴相相联联，低速低速轴轴轴轴径径应应与与联轴联轴器相匹配。器相匹配。选择联轴选择联轴器的器的类类型（型（P13）与型号（）与型号（P124第十三章）第十三章）任任务务安排安排周次周次星期星期节次节次任务任务地点地点18一一1-8布置设计任务，进行总体设计布置设计任务，进行总体设计D12-J24125-8看录象看录象D12-J2412二二1-4传动零件（箱内）设计计算传动零件（箱内）设计计算D12-J24125-8检查传动零件设计计算检查传动零件设计计算D12-J2303三三1-4装配草图设计方法装配草图设计方法D12-J24125-8初步完成轴的结构设计初步完成轴的结构设计D12-J2412注注:18周二周二9-10减速器拆装减速器拆装实验实验（分小班（分小班进进行）行）D1-204任任务务安排安排周次周次星期星期任务任务地点地点16五五六六上机绘制装配草图上机绘制装配草图轴的强度校核轴的强度校核滚动轴承的寿命验算滚动轴承的寿命验算键的强度校核键的强度校核计算中心计算中心17日日六六完成减速器装配草图设计完成减速器装配草图设计18日日检查减速器装配图检查减速器装配图二二四四零件图零件图三三四四编写设计计算说明书编写设计计算说明书五五课程设计答辩课程设计答辩D1-4083 减速器装配减速器装配图设计图设计轴轴系部件系部件齿轮齿轮轴轴轴轴承承套筒（套筒（挡挡油油环环）键键3 减速器装配减速器装配图设计图设计箱体箱体箱盖箱盖箱座箱座附件附件窥视窥视孔和孔和视视孔盖孔盖通气器通气器轴轴承端盖承端盖定位定位销销联联接螺栓接螺栓箱盖与箱座箱盖与箱座轴轴承座承座起盖螺起盖螺钉钉油油标标与油塞与油塞起吊装置起吊装置3-1 减速器装配减速器装配图设计图设计准准备备齿轮齿轮（蜗蜗杆）杆）传动传动的主要尺寸：中心距，的主要尺寸：中心距，齿轮齿轮（蜗蜗杆、杆、蜗轮蜗轮）分度）分度圆圆直径，直径，齿宽齿宽轴轴端直径端直径输输入入轴轴（方案（方案1、2、4）：）：电动电动机机输输出出轴轴径径联轴联轴器器轴轴孔直径和孔直径和长长度度轴轴端直径端直径输输入入轴轴（方案（方案3）：）：带轮轴带轮轴孔直径孔直径轴轴端直径端直径输输出出轴轴：转转矩矩联轴联轴器器轴轴孔直径和孔直径和长长度度轴轴端直径端直径滚动轴滚动轴承的承的类类型型3-2 齿轮传动齿轮传动的的润润滑方式滑方式根据浸油根据浸油齿轮齿轮的的圆圆周速度确定周速度确定v12 m/s：油池浸油油池浸油润润滑滑齿轮齿轮浸油深度：浸油深度：12个个齿齿高高（P17）多多级齿轮传动级齿轮传动：一般低速：一般低速级级大大齿轮齿轮浸油；当高速浸油；当高速级级与低速与低速级级大大齿轮齿轮直径相差直径相差较较大大时时，高速，高速级级大大齿轮齿轮采用采用溅溅油油轮轮来来润润滑滑v 45 m/s上置式上置式蜗蜗杆：杆：蜗轮蜗轮浸油浸油12个个齿齿高高v 45 m/s下置式下置式蜗蜗杆：杆：蜗蜗杆浸油杆浸油0.751个个齿齿高高；当油面达到；当油面达到轴轴承最低的承最低的滚动滚动体中心体中心而而蜗蜗杆尚未浸入油中杆尚未浸入油中时时，在，在蜗蜗杆杆轴轴上安装上安装溅溅油油环环。齿轮齿轮v12 m/s或上置式或上置式蜗蜗杆杆v10 m/s：压压力力喷喷油油润润滑滑油池油池润润滑滑采用采用溅溅油油轮轮的油池的油池润润滑滑上置式上置式蜗蜗杆杆下置式下置式蜗蜗杆杆当油面达到当油面达到轴轴承最低的承最低的滚动滚动体中心而体中心而蜗蜗杆杆尚未浸入油中尚未浸入油中时时，在，在蜗蜗杆杆轴轴上安装上安装溅溅油油环环。喷喷油油润润滑滑3-3 滚动轴滚动轴承的承的润润滑方式滑方式润润滑油滑油润润滑滑浸油浸油齿轮圆齿轮圆周速度周速度v23 m/s：飞溅润飞溅润滑滑刮板刮板润润滑：下置式滑：下置式蜗蜗杆杆传动传动中中蜗轮轴蜗轮轴的的轴轴承承油池油池润润滑：下置式滑：下置式蜗蜗杆杆轴轴的的轴轴承承润润滑脂滑脂润润滑滑浸油浸油齿轮圆齿轮圆周速度周速度v30-50mm30-50mm齿轮齿轮减速器内壁减速器内壁线线（俯（俯视图视图）大大齿轮齿顶圆齿轮齿顶圆到箱座内壁的距离到箱座内壁的距离1 1齿轮齿轮端面与箱体内壁的距离端面与箱体内壁的距离2 2中中间轴间轴两两齿轮齿轮端面端面间间距距8-15mm1 12 22 2815815箱体内壁箱体内壁齿顶圆齿顶圆确定确定轴轴承座孔承座孔宽宽度度LL取决于取决于轴轴承旁承旁联联接螺接螺栓栓Md1所需的扳手空所需的扳手空间间尺寸尺寸c1和和c2C158C2箱体内壁箱体内壁线线轴轴承座外端面承座外端面线线定位定位轴轴肩，肩，3-5mm根据根据联轴联轴器或大器或大带轮带轮确定直径与确定直径与宽宽度度滚动轴滚动轴承油承油润润滑滑根据密封圈（根据密封圈（P143）确定直径）确定直径非定位非定位轴轴肩，肩，0.5-1.5mm安装安装轴轴承承处轴处轴径必径必须须是是5的倍数的倍数滚动轴滚动轴承的定位承的定位轴轴肩按肩按标标准确定（第十二章）准确定（第十二章）滚动轴滚动轴承脂承脂润润滑滑挡挡油油环环的位置的位置P20轴轴段段宽宽度小于度小于齿轮宽齿轮宽度度轴轴的的强强度度计计算算方案方案3高速高速轴轴上作用有上作用有带轮带轮的的压压轴轴力力危危险险截面：截面：Me 最大的截面；最大的截面；1.画出空画出空间间受力受力图图（注意（注意中中间轴间轴），求水平面和垂直面支反力），求水平面和垂直面支反力RH、RV；2.分分别别作水平面和垂直面受力作水平面和垂直面受力图图；3.分分别别作水平面和垂直面弯矩作水平面和垂直面弯矩图图MH、MV；4.求合成弯矩：求合成弯矩：5.求危求危险险截面的当量弯矩：截面的当量弯矩：靠近靠近Memax ，直径，直径较较小的截面。小的截面。6.按弯扭合成按弯扭合成强强度条件校核：度条件校核：若若强强度不足，度不足，应应适当增大适当增大轴轴径。径。轴轴承的寿命承的寿命计计算算求径向求径向载载荷荷R=sqrt(RH2+RV2)求派生求派生轴轴向力向力S求求轴轴向向载载荷荷A根据正装或反装，确定派生根据正装或反装，确定派生轴轴向力的方向向力的方向根据根据轴轴向合力的方向，判断向合力的方向，判断轴轴的运的运动趋势动趋势根据正装或反装，判断哪端根据正装或反装，判断哪端轴轴承受承受压压，哪端，哪端轴轴承放松承放松压紧压紧端端轴轴承的承的轴轴向向载载荷等于除开本身派生荷等于除开本身派生轴轴向力之外的向力之外的轴轴向力的代数和向力的代数和放松端放松端轴轴承的承的轴轴向向载载荷等于本身的派生荷等于本身的派生轴轴向力向力求径向和求径向和轴轴向向动载动载系数系数X、Y求当量求当量动载动载荷荷P求求轴轴承寿命承寿命Lh（4）确定箱座高度）确定箱座高度H和油面（和油面（P30）；）；（2）轴轴承座旁承座旁连连接螺栓的位置及凸台高度的确定接螺栓的位置及凸台高度的确定；（1）箱体壁厚）箱体壁厚8mm（P24表表5-1）（7）箱体的加）箱体的加强强肋（肋（P24表表5-1）（3）箱盖的箱盖的圆圆弧以弧以轴轴心画心画圆圆弧求得弧求得；减速器箱体减速器箱体结结构构设计设计（5）输输油沟的油沟的结结构（构（P19），注意不要与），注意不要与联联接螺栓孔相干涉；接螺栓孔相干涉；（6）箱盖、箱座凸箱盖、箱座凸缘缘及及联联接螺栓的布置接螺栓的布置（考（考虑虑扳手空扳手空间间）（）（P24表表5-1）（8 8）工）工艺艺性：性：铸铸造造圆圆角，拔模斜度，区分加工面和非加工面，螺栓支承面要加工出沉角，拔模斜度，区分加工面和非加工面，螺栓支承面要加工出沉头头座（座（P32P32）凸台高度的确定凸台高度的确定应应以以最大的最大的轴轴承座孔承座孔为为准准凸台高度凸台高度应应向大向大圆圆整整为为R20标标准数列准数列值值（P73表表9-7）减速器附件减速器附件设计设计窥视窥视孔和孔和视视孔盖：要能孔盖：要能够观够观察到察到齿轮啮齿轮啮合状况（合状况（P133）通气器：根据工作通气器：根据工作选选用（用（P136-137）起吊装置（起吊装置（P137-138）油油标标：注意油注意油标标的的倾倾斜度斜度放油孔和螺塞（放油孔和螺塞（P139）：放油孔）：放油孔设设置在箱座内底面最低置在箱座内底面最低处处；箱座内底面常做成；箱座内底面常做成11.5的斜面；的斜面；在油孔附近做成凹坑在油孔附近做成凹坑起盖螺起盖螺钉钉：螺：螺钉钉端部端部应应制成制成圆圆柱端，以免柱端，以免损损坏螺坏螺纹纹和剖分面和剖分面定位定位销销：相距尽量：相距尽量远远，距，距对对称称线线距离不等（距离不等（P109）油油标标尺插入、拔出尺插入、拔出时时不能与不能与箱体干涉箱体干涉最低油面最低油面最高油面最高油面油油标标尺尺起盖螺起盖螺钉钉3-5 完成减速器装配完成减速器装配图图打剖面打剖面线线：相：相邻邻不同零件剖面不同零件剖面线线方向方向应应不同；同一零件在各不同；同一零件在各视图视图上剖面上剖面线线方向和方向和间间距距应应一致一致标标注主要尺寸与配合注主要尺寸与配合特性尺寸：特性尺寸：齿轮齿轮中心距及其偏差（中心距及其偏差（P167表表18-13）外形尺寸：外形尺寸：总长总长、总宽总宽、总总高高安装尺寸：箱座底面尺寸，地脚螺栓孔中心安装尺寸：箱座底面尺寸，地脚螺栓孔中心线线的定位尺寸、地脚螺栓的直径和的定位尺寸、地脚螺栓的直径和间间距，减速距，减速器中心高，外伸器中心高，外伸轴轴端的配合端的配合长长度和直径度和直径主要零件的配合尺寸（主要零件的配合尺寸（P41表表5-2）：）：传动传动零件与零件与轴轴，联轴联轴器与器与轴轴，轴轴承内圈与承内圈与轴轴（基孔制）（基孔制），轴轴承外圈与箱体承外圈与箱体轴轴承座孔（基承座孔（基轴轴制）等制）等填写技填写技术术特性表特性表编编写技写技术术要求（要求（P41）零件零件编编号，号，编编制零件明制零件明细细表表填写填写标题栏标题栏零件工作零件工作图图零件工作零件工作图图是制造、是制造、检验检验零件及制定工零件及制定工艺规艺规程的重要技程的重要技术资术资料，料，应应包含制造、包含制造、检验检验零件所需零件所需的全部内容，包括：的全部内容，包括：必要的必要的视图视图正确的尺寸正确的尺寸标标注注尺寸公差与形位公差尺寸公差与形位公差表面粗糙度表面粗糙度技技术术要求要求先画装配先画装配图图，再拆画零件，再拆画零件图图轴类轴类零件工作零件工作图图一个基本一个基本视图视图断面断面图图局部放大局部放大图图径向尺寸及公差（有配合要求的径向尺寸及公差（有配合要求的轴轴段，段，P41）轴轴向尺寸（向尺寸（P50）形位公差（形位公差（P52）表面粗糙度（表面粗糙度（P52）技技术术要求（要求（P51）齿轮类齿轮类零件工作零件工作图图主主视图视图左左视图视图形位公差（第形位公差（第18章）章）粗糙度（粗糙度（P54）啮啮合特性表（第合特性表（第18章）章）技技术术要求（要求（P54）设计计设计计算算说说明明书书的内容的内容1.目目录录2.设计设计任任务书务书（一定要画（一定要画传动传动系系统统运运动简图动简图）3.传动传动方案的分析与方案的分析与拟拟定定4.电动电动机的机的选择计选择计算算5.传动传动装置的运装置的运动动及及动动力参数的力参数的选择选择和和计计算（包括分配各算（包括分配各级传动级传动比，比，计计算各算各轴轴的的转转速、功率和速、功率和转转矩）矩）6.传动传动零件的零件的设计计设计计算算7.轴轴的的设计计设计计算算8.键联键联接的接的选择选择及及计计算算9.滚动轴滚动轴承的承的选择选择及及计计算算10.联轴联轴器的器的选择选择11.润润滑和密封方式的滑和密封方式的选择选择，润润滑油和牌号的确定滑油和牌号的确定12.箱体及附件的箱体及附件的结结构构设计设计和和选择选择13.设计设计小小结结（对课对课程程设计设计的体会，的体会，设计设计的的优优缺点及改缺点及改进进意意见见等）等）14.参考参考资资料（料（编编号号 作者作者.书书名名.出版地：出版社，出版年，版次）出版地：出版社，出版年，版次）提交提交资资料料装配装配图图1张张零件零件图图2张张设计计设计计算算说说明明书书1份（手写）份（手写）设计设计任任务书务书（双面打印）（双面打印）光光盘盘（以班（以班级为单级为单位刻位刻盘盘）中中间轴齿轮间轴齿轮受力分析受力分析谢谢！