机械设计综合课程设计课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一部分 课程设计概述,第三部分,减速器,的,设计,第二部分,方案设计（,执行机构及总体参数）,机械设计,综合课程设计,第一部分 课程设计概述,1,、培养学生综合运用所学知识解决工程实际问题的能力，并通过实际设计训练使所学理论知识得以巩固和提高。,2,、学习和掌握一般机械设计的基本方法和程序，树立正确的工程设计思想，培养独立设计能力，为后续课的学习和实际工作打基础。,3,、进行机械设计基本技能的训练，包括设计计算、绘图、查阅和使用标准规范、手册、图册等相关技术资料等。,一、设计目的,题目一 冲床的设计与分析,二、设计题目,电动机经带传动，带动二级圆柱齿轮减速器，然后带动曲柄,1,转动，再经六杆机构（执行机构）使滑块,5,上下往复运动，实现冲压。在曲柄轴,A,上装有飞轮（未画出）。在曲柄轴的另一端装有油泵凸轮，驱动油泵向连杆机构的各运动副供油。,题目的分配,第,1,题 加热炉推料机的执行机构综合与传动装置设计,第,2,题 块状物品推送机的机构综合与结构设计,第,3,题 包装机推包机构运动简图与传动系统设计,第,4,题 颚式破碎机的机构综合与传动系统设计,第,5,题 压床机构综合与传动系统设计,第,6,题 自动送料冲床机构综合与传动系统设计,第,7,题 插床机构综合与传动系统设计,每,5-6,位同学一组，每组选择一道题目。,内容设计,天数,一、执行机构的设计,1.,平面连杆机构的设计,;2.,平面连杆机构的运动分析、力分析,3.,执行机构的其他运动方案设计及分析,4.,飞轮的设计，确定电动机的功率,5.,凸轮机构的设计,9,天,二、选择电动机型号，分配传动比,1,天,三、传动装置的设计,1.,带传动的设计计算,2.,齿轮传动的设计计算,2,天,四、减速器的设计,1.,轴的结构设计（装配草图设计），轴、轴承、键的验算,2.,减速器装配图,1#,一张,3.,箱体或箱盖零件图一张,轴、齿轮或皮带轮零件图任选两张,3,天,5,天,3,天,五、编写设计说明书,1,天,六、答辩,1,天,三、设计内容及大概时间安排,四、设计注意事项及成绩评定,设计成绩分为：,优秀、良好、中等、及格、不及格,成绩评定主要依据：,图纸、答辩、平时、说明书,注意事项：,正确利用现有设计资料，勤于思考，敢于创新,正确使用标准和规范,设计是边计算、边画图、边修改的交叉过程，要养成有错必改，精益求精的科学态度。,第二部分 执行机构及总体参数确定,一、平面连杆机构的设计,已知：滑块行程,H,，构件,3,的上、下极限角,3,、,3,，比值,、,，尺寸,h,1,、,h,3,，,min,曲柄转速,n,1,。,要求：设计各构件的运动尺寸,为了精确，尺寸最好解析法求得,min,用来确定,D,点到滑块导路的垂直距离,二、平面连杆机构的运动分析及力分析,要求：按给定位置作机构的速度分析、加速度分析和力分析,给定位置？,分点时注意：,每个人的三四个点要差开一定角度，不要给相邻的点，有的部位没有力,对应每组数据，在曲柄转动一周时，对应一个工作循环，需要计算,15,个左右点的,s,、,v,、,a,、,M,。,为了减少重复作图的工作量，每个同学画几个位置的,然后将同组内其他同学的数据汇总，绘制阻力矩图，才能设计飞轮，所以每个同学都不能拖进度。,=60,时的,速度多边形,=60,时的,加速度多边形,=60,时的,力多边形,力分析时，从滑块开始，逐渐推算到曲柄上,B,处的受力，从而求得平衡力矩。,如：同一构件两点间的运动关系,运动分析、力分析,格式范例：,绘制滑块的运动线图（,s,，,v,，,a,画在一个坐标系中）,确定各指定位置加于曲柄上的平衡力矩,M,数据汇总,绘制阻力矩图,Mr,(,建议：用坐标纸，也可用计算机求面积），,求得驱动力矩,M,b,三、执行机构其他运动方案的设计,根据执行机构具有急回运动、原动件为转动、执行构件为往复移动等要求，另外,至少设计两种其他运动方案,，并分析比较。,四、飞轮设计,已知：机器运转的许用速度不均匀系数,，力分析所得平衡力,M,b,，驱动力矩,M,d,为常数，飞轮安装在曲柄轴,A,上。,要求：确定飞轮的转动惯量,J,F,求盈亏功,画能量指示图,求驱动力矩，并画在图上,求飞轮转动惯量,为求得阻抗功（曲线下的面积），可将阻力矩曲线画在坐标纸上数格，也可用数值方法直接求曲线下的面积。,Md,五、凸轮机构设计,已知：从动件行程,h,，偏距,e,，许用压力角,，推程运动角,远休止角,，回程运动角,要求：,1,）按许用压力角,确定凸轮机构的基本尺寸，选取滚子半径,r,r,；,2,）,绘制凸轮廓线,。,，从动件运动规律，,凸轮与曲柄共轴。,提示：,对直动从动件,根据,来计算基圆半径。用,计算机算,比较方便；也可借助,诺模图,确定。,六、选择电动机,类型选择,电动机容量的确定,无特殊需要，选用,Y,系列三相交流异步电动机,所选电动机的额定功率,P,ed,应等于或稍大于实际需要的电动机功率,P,d,即,电动机的实际输出功率,若容量过小，不能保证工作机正常工作，电机过早损坏；若容量过大，成本增加，造成浪费。,各效率查,机械设计课程设计指导书,转速的选择,电动机的型号确定,常用同步转速有：,3000,、,1500,、,1000,、,750r/min,电动机的可选转速范围,同步转速低的电动机，级对数多，尺寸大，重量大，成本高，但总传动比小；同步转速高则正好相反。,根据容量和转速范围，查出适用的电动机型号。并记录下电动机的额定功率,P,ed,，满载转速,n,m,，外形尺寸，中心高，伸出端直径等主要参数和安装尺寸。,n,曲柄转速，已知,七、传动比的分配,总传动比,分配传动比时应注意以下几点：,1,）各级传动比都应在合理范围内,2,）应注意使各传动件尺寸协调，结构匀称，避免发生相互干涉。,3,）对于多级减速传动，可按照,“,前小后大,”,（即由高速级向低速级逐渐增大）的原则分配传动比，且相邻两级差值不要过大。,大带轮碰地面,高速级,大齿轮,碰低速轴,4,）在采用浸油润滑时，分配传动比时要考虑传动件的浸油条件。,展开式或分流式二级圆柱齿轮减速器，其高速级传动比,i,1,和低速级传动比,i,2,的关系通常取,分配圆锥圆柱齿轮减速器的传动比时，通常取锥齿轮传动比,i,1,3,。,两级同轴式圆柱齿轮减速器，两级传动比可取为,5,）尽量使传动装置外廓尺寸紧凑，或重量最小。,八、运动和动力参数的计算,1.,计算各轴转速,2.,计算各轴输入功率,3.,计算各轴输入转矩,将上述参数列成表,九、传动件的设计计算,1.,带传动,由前面的计算，已知：带传动的输入功率，小带轮的转速，传动比,i,带,需要设计：带的型号、根数,Z,、基准长度,L,d,，带轮基准直径,d,d,，压轴力,F,Q,，带传动的中心距,a,等。,取系列值,检查带轮尺寸与传动装置外廓尺寸的相互关系。如装在电机轴上的小带轮直径与电机中心高是否适宜，其轴孔直径与电机轴径是否一致，大带轮是否过大与底板相碰等。,根据情况，选择直齿轮或斜齿轮传动，软齿面或硬齿面。,要设计：模数,m,，中心距,a,，齿数,z,，分度圆直径,d,，,齿顶圆直径,d,a,，,齿根圆直径,d,f,齿宽,b,，精度等级，螺旋角,，齿轮的结构形式,等。,2.,齿轮传动,（,1,）软齿面齿轮大小齿轮的齿面硬度差,30-50HBS,注意：,齿宽,b,取整，,b,1,=b,2,+(5,10)mm,；,直径,d,、,d,a,、,d,f,，螺旋角,应为精确值,（,2,）数据处理,模数,m,标准系列值，不小于,1.5mm,；,中心距,a,0,或,5,结尾的整数,对于直齿轮，,a,应严格等于,对于斜齿轮，,a,应严格等于,固定式联轴器,可移式联轴器,（要求被联接两轴轴线严格对中）,（可补偿被联接两轴的相对位移）,刚性,可移式联轴器,弹性,可移式联轴器,（无弹性元件）,（有弹性元件）,齿式联轴器,凸缘联轴器,套筒联轴器,十字滑块联轴器,万向联轴器,弹性套柱销联轴器,弹性柱销联轴器,轮胎式联轴器,.,十一、联轴器的选择,联轴器的选择包括联轴器类型和型号的合理选择。,（一）、联轴器的类型,对中小型减速器，输入轴、输出轴均可采用弹性套柱销联轴器,(TL),或弹性柱销联轴器,(HL),按,计算转矩,并兼顾,所联接两轴的尺寸,选定。要求所选联轴器允许的最大转矩不小于计算转矩，联轴器轴孔直径应与被联接两轴的直径匹配。,即,T,c,K,A,T,T,联轴器的极限转速,工作转速,且保证,(,二,),、,联轴器型号的确定,式中：,T,联轴器传递的名义转矩,K,A,工作情况系数，查表,T,联轴器许用转矩，查标准,第三部分 减速器的结构,油标尺,箱座,视孔盖,通气器,箱盖,放油塞,轴承盖,定位销,低速轴系,高速轴系,中间轴系,一级减速器,1.,确定箱体的结构,整体式或剖分式,铸造或焊接,2.,确定轴承的润滑方式,当齿轮的圆周速度,v,2m/s,时，轴承采用,脂润滑。轴承端面与箱体内壁的距离为,812mm,，此时要设有封油盘。,当齿轮的圆周速度,v,2m/s,时，轴承采用,油润滑。轴承端面与箱体内壁的距离为,23mm,。,2 3m/s,时，不必开设油沟,3.,确定轴承端盖的形式,凸缘式或嵌入式,除了原始数据和上述的计算数据外，轴的结构设计前还必须确定以下内容：,一、轴的结构设计（草图的设计）,图例,4.,减速器结构尺寸的确定,绘制减速器装配图前，必须确定减速器的基本机体结构尺寸，计算出,表,4-1,的所有尺寸，并理解其含义。,下面以铸造剖分式箱体、脂润滑轴承、凸缘式轴承端盖的二级展开式圆柱齿轮减速器为例，说明输出轴的结构设计过程。,1.,先画高速级齿轮,2.,两个大齿轮端面相距,3,，,画低速级齿轮,3.,画箱体内壁：小齿轮端面与内壁相距,2,，大齿轮顶圆与内壁相距,1,，,左侧暂不画,4.,画轴承端面位置：若为脂润滑，轴承端面与箱体内壁的距离为,8,12mm,5.,明确轴上主要零件的布置及定位方法，依据初估轴径，考虑定位轴肩和非定位轴肩逐一确定各轴段直径,二级减速器装配草图画图过程,30,50,R,（圆整）,a,1,a,2,1,3,c,1,1,B,c,2,5,8,（圆整）,（圆整）,H,（圆整）,2,2,5,8,B,c,1,、,c,2,螺栓的扳手空间,取,1,箱体壁厚,取,2,箱体壁厚,取,3,箱体壁厚,c,1,c,2,二级展开式圆柱齿轮减速器的设计,2,2,3,c,2,c,1,5,8,1,B,（圆整）,（圆整）,d,1,l,1,l,B,e=1.2d,3,d,3,8,12,2,3,轴承宽度,d,2,d,3,d,4,d,3,d,5,d,6,轴承宽度,8,12,b,4,l,5,=b,4,（,2,3,）,D,d,1,由初估轴径确定,选择轴承,：,设,d,3,=50mm,，初选,6210,轴承，查标准确定其,外径,D,和宽度,5,10,30,50,R,（圆整）,a,1,a,2,H,（圆整）,2,1,2,3,c,2,c,1,5,8,1,B,（圆整）,（圆整）,注意事项,齿轮轮毂的长度应满足,l=,（,1.21.5),d,，至少,l,=,d,，,d,装齿轮处轴的直径,当齿宽系数取值较小时，尤其是硬齿面，会导致齿宽,b,较小，可能会出现齿轮轮毂长度,l,小于所在轴直径,d,，此时应加长轮毂至满足上述要求。,此时，最初根据齿宽,b,确定的箱体内壁位置必须作相应的调整。,注意：定位轴肩高和非定位轴肩高的取法,1.,键的选择及校核,轴的结构设计完成后，根据键所在的轴径查标准确定键的截面尺寸,b,、,h,。兼顾轮毂长度确定标准键长,L,。,验算键的挤压强度。若强度不足，可采用相隔,180,的,双键，但按,1,.,5,个键计算,。,2.,轴承的寿命计算,类型的选择：若轴上的齿轮为斜齿轮，最好选用,7,类或,3,类轴承，以便承受较大的轴向载荷；若为直齿轮，优先选用,6,类轴承。,型号的确定：可从中系列初选。如轴颈直径,d,=40mm,若选深沟球