机械设计课程设计第一次任务布置

,55,机械设计课程设计,第一次布置,机械设计教研室,2010,年,12,月,第一次布置内容,课程设计目的、内容和任务,课程设计准备工作,传动装置的总体设计,传动零件的设计,注意事项,课程设计目的、内容和任务,综合运用机械设计及其他先修课的知识，进行机械设计综合训练，巩固，加深和扩展已学知识。,学习和掌握通用机械零件、部件、机械传动及一般机械的基本设计方法和步骤，培养学生工程设计能力和分析问题，解决问题的能力。,提高学生在计算、制图、运用设计资料，进行经验估算及考虑技术决策等机械设计方面的基本技能。,一、目的,课程设计目的、内容和任务,二、内容,设计一般机械系统中的传动装置,带二级斜齿圆柱齿轮减速器设计,1,电动机,2,带传动,3,减速器,4,联轴器,5,输送机滚筒,二,.,设计内容,1,、传动方案分析,2,、电机选择,3,、运动和动力参数计算,4,、传动、轴系零件设计,5,、选择,联接件、密封、润滑,6,、装配草图设计,7,、箱体结构设计,8,、装配图、零件图绘制,9,、设计说明书编写,9,、答辩,课程设计目的、内容和任务,二、内容,传动方案的分析和拟定；,（任务书）,电动机的选择，,传动装置 的运动和动力,参数的计算；,传动件的设计,（带传动、齿轮传动）；,课程设计目的、内容和任务,轴的设计,（所有轴的结构设计，轴的弯、扭组合强度校核）；,轴承的设计,（所有轴承的组合设计，轴承的寿命计算）；,键的选择及强度校核,；,联轴器的选择,；,减速器的润滑与密封,；,减速器装配图设计,（箱体、箱盖、附件等）；,零件工作图设计,；,编写设计计算说明书及答辩,课程设计目的、内容和任务,三、任务,减速器装配图草图,1,张，正式图,1,张装配图,1,张，,A1,#,，比例自定；,传动零件工作图,2,张，分别为大齿轮和低速轴，,A2,#,，比例自定（,三周,）；,设计说明书,1,份, A4,四、机械设计课程设计进度表,1.,设计准备,减速器装拆实验,(18,周周一,),2.,传动装置设计计算（,18,周周三）,电机、带、齿轮的计算,( 1 ),电动机的选择,( 2 ),带传动的设计,( 3 ),齿轮参数的确定,3.,装配草图设计,4.,工作图设计,5.,编写设计计算说明书,6.,答辩,课程设计目的、内容和任务,五、成绩评定标准：,1、,图纸质量：,图纸结构、投影、标注及数据是否正确，线条是否符合制图标准，图面是否整洁，字迹是否工整等；,2、,设计计算说明书：,设计计算是否正确、完整、字迹是否工整、整洁等；,3、,设计表现：,是否遵守纪律、设计态度端正，能否按进度独立完成工作量等；,4、答辩成绩。,第一次布置内容,课程设计目的、内容和任务,课程设计准备工作,传动装置的总体设计,传动零件的设计,注意事项,课程设计准备工作,一、分题号,工 作 条 件,数 据 编 号,1,2,3,4,5,6,7,8,输送带牵引力,F(N),3000,2900,2800,2700,3000,2900,2800,2700,滚筒直径,D(mm,),400,400,350,350,300,300,250,250,传送带速度,v(m/s,),0.32,0.34,0.36,0.38,0.40,0.42,0.44,0.46,使用年限,(,年,),5,5,5,5,5,5,5,5,传送带速度允许误差,(%),5,5,5,5,5,5,5,5,输送方向,单 双,单 双,单 双,单 双,单 双,单 双,单 双,单 双,任务分配,1 2,3 4,5 6,7 8,9 10,一、分题号,课程设计准备工作,三、借图板，绘图仪器,实验管理科：新校区行政楼二楼,集体去借；,绘图仪器：图纸、丁字尺，三角板，圆,规，铅笔,课程设计准备工作,四、准备设计资料,机械设计教材,指导书,设计手册：,图册：,资料袋：机械设计课程设计资料袋；,第一次布置内容,课程设计目的、内容和任务,课程设计准备工作,传动装置的总体设计,传动零件的设计,注意事项,传动装置的总体设计,一、分析方案,分析传动装置性能、适用范围、常用传动机构特点、应用、常用减速器特点及应用。,（ 本部分内容自学课程设计手册,P8,P14,）,二级展开式圆柱齿轮减速器典型结构,传动零件、轴系零部件、箱体和附件、润滑密封装置等组成。,传动装置的总体设计,二、,选择电动机,1,、电动机类型：,均用,Y,系列三相交流异步电动机,2,、确定电动机功率,选择电动机总体原则只要电动机的额定功率略大于工作要求的功率即可，即,Pe,P,o,P,e,电动机额定功率（,Pe,（,1,1.3,）,Po,）；,P,0,电动机所需输出功率。,电动机所需输出功率：,P,W,工作机所需功率；,a,电动机至工作机主动端之间的总效率 ；,传动装置的总体设计,W,运输机卷筒的效率，,W,0.940.96,a). P,W,工作机主动端所需功率,b).,电动机至工作机主动端之间的总效率,；,c,）确定电动机的额定功率,Pm,计算传动装置总效率时应注意以下几点：, 资料推荐的效率值一般有一个范围，在一般条,件下宜取中间值。若工作条件差、加工精度低和,维护不良时，应取较低值；反之可取较高值；,开式带传动效率：,0.94-0.97;,滚动轴承效率（每对）：,0.98-0.995;,一对闭式齿轮传动效率：,0.96-0.99;,弹性联轴器效率：,0.99-0.995;,注： 联轴器用弹性套柱销联轴器或弹性柱销联轴器。,运输机卷筒的效率,W,0.940.96,；, 同类型的几对传动副、轴承或联轴器，要分别,计入各自的效率；,(3),轴承效率通常指一对而言。,传动装置的总体设计,3,、确定电动机转速,功率相同的同类电机有不同的转速。,电机转速高、转矩小、外廓尺寸小、重量轻、价格便宜。但是转速越高，传动装置传动比必然增大,，尺寸及重量增大、价格高，故二者应综合考虑。,本设计一般用同步转速为,1500 r/min,和,1000 r/min 2,种电动机转速。,由,Pe,及同步转速,n,查出电动机具体型号，并记下中心高、轴伸尺寸（外伸轴直径、长度等）,。,传动装置的总体设计,4,、选定电动机,由,P,e,P,0,及同步转速,n,在,P295,表,8,169,，表,8,170,查出电动机具体型号及相应尺寸。,Y,X X X, x X, ,Y,系列三相 中心高机座长同一机座号和转极数,异步电动机 度代号 速下不同的功率,例一选电机：,D=500,Fw=7000N,v,w,=0.6m/s,室内常温下连续工作，环境有灰尘，电源为三相交流，,380V,。,解,：（,1,）选电机类型,按工作要求和条件，选,Y,系列三相异步交流电动机,（,2,）选电机功率,（,3,）卷筒转速,卷筒,V,带传动比,二级圆柱齿轮减速器传动比 ，总传动比范围,16160,电机转速可选范围,最终选定,Y132M1-6:P,e,=4kw,同步转速,n=1000rpm,满载转速 ，,传动装置的总体设计,注意：,设计计算传动装置各级功率时，按电动机实际功率,P,0,（,P,0,P,e,）进行计算。（,P,o,作为设计功率！,设计计算传动装置各级转速时，按电动机,满载转速,进行计算。（不能按同步转速,1000 r/min,或,1500 r/min,）,参照手册,P1421,，其中重点看,P20,例,2,1,。,传动装置的总体设计,三、,总传动比计算及传动比的分配,1,、计算总传动比,其中：,n,m,电动机满载转速；,n,w,工作机卷筒转速；,i,带,带传动传动比；,i,齿轮,齿轮传动比；,D,卷筒鼓轮直径,传动装置的总体设计,2,、分配传动比,分配原则：,P17,（手册）；,i,带,带传动传动比，设计参考一般为,2,4,；,i,齿轮,齿轮传动比，设计参考一般为,3,6(,二级,840,),；,注意事项：,各级传动比应在推荐范围内（,P10,表,2,1,）；,i,带,不能太大，以免大带轮半径超过减速器箱座中心,高，造成安装困难；,（带轮、齿轮）传动件的参数确定后，验算传动比的误差，应满足：,注意使各传动件尺寸协调，结构匀称合理,例,2,：计算总传动比，并分配各级传动比,解：,（,1,）,（,2,）分配传动比,初选 则,（,3,）分配减速器各级传动比。,按展开式布置，,取,i,12,=1.3,i,23,，可算出,在二级或多级齿轮减速器中，尽量使各级大齿轮浸,油深度大致相近，以便于实现统一的浸油润滑。,如在二级展开式齿轮减速器中，常设计为各级,大齿轮直径相近，以便于齿轮浸油润滑。一般推荐,i,1,=(1.2,1.5),i,2,，,二级同轴式圆柱齿轮减速器,式中,i,1,，,i,2,分别为高速级和低速级的传动比，,i,为减速器总传动比。,传动装置的总体设计,四,、,计算传动装置的运动和动力参数,1,、,计算各轴转速,I,轴：,II,轴：,III,轴：,传动装置的总体设计,2,、,计算各轴输入功率,I,轴：,II,轴：,III,轴：,传动装置的总体设计,3,、,计算各轴输入转矩,I,轴：,II,轴：,III,轴：,电动机轴：,传动装置的总体设计,4,、,运动和动力参数列表：,例,3.,计算前图各轴的运动和动力参数,解,；（,1,）各轴转速,轴：,轴：,轴：,卷筒轴：,（,2,）各轴输入功率：,轴：,轴：,轴：,卷筒轴：,（,2,）各轴输入转矩：,电机输出转矩：,轴：,轴：,轴：,卷筒轴：,第一次布置内容,课程设计目的、内容和任务,课程设计准备工作,传动装置的总体设计,传动零件的设计,注意事项,注意：,装配底图设计之前，传动零件设计计算着重,是主要,尺寸参数,的计算确定，详细的,结构尺寸,和技术要求应结合装配底图或零件图进行。,传动零件的设计,传动零件的设计,一、,选择联轴承器的类型与型号,选用弹性套柱销或者弹性柱销联轴器,（注意，手册上,P20,例,2,1,选用滑块联轴器，在本次设计中不采用滑块联轴器）。,型号：与相关轴配套（查手册：,P283,表,8,163,和,P285,表,8,164,）,传动零件的设计,二、,带传动设计,参见教材,要求计算出,V,带传动的型号、长度、根数、中心距、初拉力、对轴的作用力,确定带轮基准直径,d,1,、,d,2,，。,传动零件的设计,三、,齿轮传动设计,复习教材,1,、,选材料,小齿轮用合金钢，,40MnB,，调质（,240,285,）,HBS,；,大齿轮用,45,号钢，正火，,(170,210)HBS,传动零件的设计,2,、,算出小齿轮分度圆直径,K,d,查教材或手册,初选,Z,1,Z,2,；,传动零件的设计,3,、,圆整，其中,（,8,0,20,0,）选择,4,、,算中心距,并圆整，结尾进行圆整,5,、,调整,，精确到秒,传动零件的设计,6,、,反算,d,1,，,d,2,；,d,1,，,d,2,精确到小数点后,3,位,7,、,计算,b,，（取整数；,b,1,b,5,10mm,；,b,2,b,）。,（,1,）等寿命原则，小齿轮用好材料或热处理高些：小齿轮齿数少，工作次数多且根部薄。冲击性大或双向传动，用调质处理；优先用通用材料,2,）齿轮传动的几何参数和尺寸有严格的要求，分别进行标准化、圆整或计算其精确值。,中心距应尽量圆整成尾数为,0,或,5,，斜齿轮传动可调整螺旋角,来实现。,注意事项,齿轮传动方面,模数必须标准化；,啮合尺寸（节圆、分度圆、齿顶圆及齿根圆直径、螺旋角、变位系数等）必须计算精确值，精确到小数点后,2,3,位（单位为,mm,），角度精确到秒（,）。,3,）齿轮的结构尺寸最好为整数，以便于制造和测量。,按设计资料给定的经验公式计算后，都应尽量进行圆整。,单向传动、双向传动区别,：,(1),电机的选择 ：双向传动时系数,k,取值大；,(2),联轴器的选择：冲击性大选弹性联轴器，,双向传动选弹性联轴器。,(3),带传动：双向传动会造成紧边上下均有,(4),齿轮的设计中,F,下降,0.7,倍。,(5),轴的设计：,双向传动轴呈对称循环应力状态,单向传动轴呈脉动循环应力状态,注意事项,带传动方面,带根数不宜太多，一般取,2,5,根。,考虑带轮尺寸与传动装置外廓尺寸的相互关系。,（保证小带轮半径不要大于电动机中心高，大带轮半径不能超过减速器中心高。一般应由电机轴定小带轮轴孔孔径，再带轮轴孔孔径与减速器输入轴协调。）,d,1,、,d,2,应圆整，,由此造成实际带传动的传动比与分配的带传动的传动比之间有差异，应予以修正。,带轮的结构形式：主要由带轮直径大小而定，具体结构及尺寸可查手册，或参见手册,P34,表,3,5,。画出结构草图，标明主要尺寸备用。,特别提示：,边设计边修改，最终装配图、零件图、计算 说明书的结果应一致。,第二次布置时间在,18,周星期三上午,8,：,00- 10,：,00,