14过控机械课程设计课件

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,*,*,2024/11/24,1,课程设计：,说明书：,A4,纸手写，侧面装订,第一页：封皮（打印）,第二页：任务书（打印）按学号分配并填写题目（表,16-2,）,第三页起：设计说明书（共十一项）,最后一页：,A4,轴零件图,大图：,A1,装配图手绘,题号,1,2,3,4,5,6,7,8,9,0,输送功率,P,（,kW,）,3,3.5,4,4.5,4.8,5,5.3,5.5,6,6.5,输出轴转速,n,（,r/min,）,245,252,259,266,273,240,246,252,255,255,每日工作小时数,（,h,）,24,24,24,24,24,24,24,24,24,24,使用年限,（年）,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,一、传动方案论证,采用单级,直齿,/(,斜齿,),圆柱齿轮传动,查参考文献,1,表,2-1,，,i=35,。,p,d,I,II,1,2,3,2024/11/24,3,二、电动机的选择,步骤,计算内容,计算公式及参数,结果,1,电机类型,Y,型三相异步电机,Y,型三相异步电机,2,电机计算功率,P,d,=P/(P,为输出功率，题目已知,),=,1,2,2,3,查参考文献,1,表,2-3,1,=0.99,；,2,=0.99,；,3,=0.97,P,d,=,P,d,=3.19kW,3,电机转速,考虑,n,II,=245r/min,单级圆柱齿轮传动,i=35,选择,n=1000r/min,同步转速,n=1000r/min,4,电机型号,查参考文献,1,表,14-1,根据,P,d,和,n,选,Y132M1-6,Y132M1-6,额定功率,P,d,=4kW,满载转速,n,m,=960r/min,5,电机尺寸,查参考文献,1,表,14-3,机座中心高,132mm,伸出轴直径,D=38mm,轴长,E=80mm,2024/11/24,4,三、运动参数计算,步骤,计算内容,计算公式及参数,结果,1,各轴输入功率,P,I,=P,d,1,=,P,II,=P,I,2,3,=,P,I,=,P,II,=,2,各轴转速及传动比,n,I,=n,m,=960r/min,n,II,=245r/min,i=,n,I,/n,II,=,n,I,=960r/min,n,II,=245r/min,理论传动比,i=,3,各轴转矩,T,d,=,T,I,=,T,II,=,2024/11/24,5,四、,直齿（斜齿）,圆柱齿轮的设计（按说明书格式书写）,可设计直齿轮或斜齿轮传动，参考课本第十一章例题,11-1,（直齿轮）例题,11-2,（斜齿轮）。,要求包括选材，根据选材情况（软,/,硬齿面）确定合理的设计及校核准则，完成设计及校核过程，最终得出齿轮的模数、齿数、（螺旋角、）齿宽及标准中心距等。,五、箱体主要尺寸设计,参考课程设计指导书,P25,，,4.1.4,箱体结构尺寸。,表,4-1 4-2,，,a,为齿轮中心距。,有些尺寸计算不出暂放置，在待第九项中完成。,六、装配草图的设计,完成草图前先根据齿轮计算圆周速度选择润滑方式,P39,。,采用润滑脂或浸油润滑时，要设计挡油环。飞溅润滑上下箱体结合面处开油沟。,参考课程设计指导书,P42,，,6.1.2,装配草图的设计步骤画出装配草图。,2024/11/24,7,装配草图示例（草图未画出油沟）,飞溅润滑，无需档油环。,装配草图不需要按比例画，只需反应出零件安装位置关系。,轴段上要标,，并计算出零件相互位置尺寸,1,等。,零件相互位置尺寸设计见课程设计参考书,P43,1,2,3,L,L,1,e,1,+c,1,+c,2,B,m,1,=,2,=,3,=,L=,L1=,B=,m=,e=,2024/11/24,8,七、高速轴的设计（按说明书格式写）,包括轴的结构设计（装配草图中已设计出）、尺寸设计及校核，联轴器、轴承、键的选择及轴承、键的校核。,轴设计校核参考轴的设计示例,PPT,。,直齿轮可用深沟球轴承支撑，斜齿轮可选角接触球轴承支撑，并对轴承进行校核。,键的校核。（如果设计的是齿轮轴则,段轴上无键，,校核第段轴上的键）,画轴,A4,零件图，参考课程设计指导书,P69,、,70,图例，注意标注、公差、技术要求及标题栏（标题栏按零件图标题栏写法填写）,若小齿轮尺寸较小，齿轮齿根圆到轮毂键槽底部距离,e2m,t,m,t,=,m,n,/cos,=5/cos(9.37),=5.07,故不是齿轮轴。,若是齿轮轴，则,上无键，,d,=d,四、校核,第 段轴,d,=58mm,选择“键,A161090 GB1096-2003”,1,、第 段轴上键的校核,A,型双圆头普通平键有效工作长度,l=L-b=90-16=74mm,计算挤压应力,L,l,b,h,b,d=58;h=10;l=74mm,键的材料选碳素钢，在轻度冲击载荷情况下，查课本表,10-12,得许用挤压应力,p,=100-120MPa,故,第 段轴上,键连接强度足够。,第 段轴上键的校核同理，略。,2024/11/24,34,82,80,160,140,确定轴上受力点位置（画示意图即可）,80,160,140,示意图,2,、轴及轴承的校核,2024/11/24,35,1,）计算齿轮受力,轴传递的扭矩,:,齿轮的圆周力,:,齿轮的径向力：,齿轮的轴向力,:,为了与轴承上的力区分，下标采用大写,直齿轮无,F,A,，其余见课本公式,2024/11/24,36,1,2,2,）画受力简图并计算支反力（直齿轮无,F,A,，,进而无,F,a1,F,a2,）,高速轴：,低速轴：,T,2,=T,1,i,F,A,F,R,F,T,F,V1,F,H1,F,a1,F,V2,F,H2,F,a2,齿轮上作用力：,主动轮：,F,T,与转动方向相反；,F,R,指向轴压轴方向，,F,A,左旋用左手右旋用右手，四指握转动方向，拇指方向为,FA,。,从动轮：与主动轮为作用力反作用力关系。,F,a1,、,F,a2,方向未知（未画方向）,F,R,F,A,F,T,F,V1,F,H1,F,a1,F,V2,F,H2,F,a2,2024/11/24,37,以高速轴为例计算支反力,高速轴：,F,R,F,A,F,T,F,V1,F,H1,F,a1,F,V2,F,H2,F,a2,水平平面,H,：,F,H1,F,H2,F,A,F,R,r,1,求出,F,H1,=-1362N,F,H2,=-387N,竖直平面,V,：,F,T,F,V1,F,V2,求出,F,V1,=F,V2,=2255N,由于,F,a1,、,F,a2,通过轴，对轴不产生矩，求支反力时不用画出,轴承径向力：,2024/11/24,38,3,）计算轴承轴向力（直齿轮无此项计算）,轴承型号,7211AC,选择正装（面对面）,查课本表,16-12,，,F,S,=0.68F,r,F,S1,=0.68F,r1,=1791N,F,S2,=0.68F,r2,=1556N,此处,F,A,+F,S2,F,S1,F,a2,=F,S2,F,a1,=F,A,+F,S2,被放松的轴承受到的轴向力即为自身派生轴向力，被压紧的轴承受到的轴向力除自身派生轴向力外，其余轴向力代数和。,F,A,=777N,F,a2,=1556N,（方向与,F,S2,相同）,F,a1,=2333N,（方向与,F,S1,相同）,2024/11/24,39,4,）轴承校核（同课本例题,16-4,）,已知：型号,7211AC,，正装，,F,r1,；,F,r2,；,F,a1,；,F,a2,前面已算出；轴承寿命同题目要求寿命。,（,1,）查表,16-9,得载荷系数,f,P,=1.1,（轻微冲击）,（,2,）计算,e,查表,16-11,得,X,、,Y,F,a1,/F,r1,=0.89e X,1,=0.41 Y,1,=0.87,F,a2,/F,r2,=0.68=e X,2,=1 Y,2,=0,（,3,）求当量动载荷,P,1,、,P,2,（,4,）查,7211AC,许用基本额定动动载荷,Cr=50.5kN=50500N,P,1,=3421N;P,2,=2288N,2024/11/24,40,（,5,）计算轴承动载荷,（,6,）,C,r1,C,r,;C,r2,C,r,则所选轴承能用。,f,T,=1,；,L,h,=,同题目要求寿命；,=,球轴承取,3,n,1,=,200r/min;P,1,=3421N;P,2,=2288N;,求得,C,r1,=;C,r2,=,M,（,a-a,）,右侧,=-F,H1,80+F,A,r,1,+F,R,0,=-108960+78748.95,=-30211.05,2024/11/24,41,5,）轴的校核,弯扭合成法,1,）根据,H,平面和,V,平面受力图，画,H,平面和,V,平面弯矩图。,轴承轴向力通过轴心,在轴上不产生弯矩,弯扭合成校核轴不需画出轴承轴向力,F,a1,及,F,a2,F,H1,F,H2,F,A,F,R,r,1,A,B,a-a,F,H1,=1362N F,H2,=387N,F,A,=777N F,R,=1740N,r,1,=101.35mm,M,（,A,）,=F,H1,0=0Nmm,M,（,a-a,）,左侧,=-F,H1,80=-108960,M,（,B,）,=-F,H1,160+F,A,r,1,+F,R,80+F,H2,0,=0,H,平面,F,H1,F,H2,F,A,F,R,r,1,A,B,a-a,M,（,A,）,=0,M,（,a-a,）,左侧,=-108960,M,（,a-a,）,右侧,=-30211.05,M,（,B,）,=0,A,B,a-a,0,-108960,-30211.05,0,F,T,F,V1,F,V2,F,V1,=F,V2,=2255N,V,平面,H,平面,M,（,A,）,=0,A,B,a-a,M,（,a-a,）,左侧,=M,（,a-a,）,右侧,=F,V1,80,=-180400,M,（,B,）,=0,A,B,a-a,0,-180400,0,A,B,a-a,0,-108960,-30211.05,0,H,平面,0,-180400,0,V,平面,2,）合成总弯矩图。,M,（,a-a,）,左侧,=,M,（,A,）,=,M,（,a-a,）,右侧,=,M,（,B,）,=,0,0,210752.08,182912.19,3,）画扭矩图,T,。,4,）合成当量弯矩图。,A,B,a-a,M,e,（,a-a,）,左侧,=,M,e,（,A,）,=,Me,（,a-a,）,右侧,=,Me,（,B,）,=,C,Me,（,C,）,=,Me,（,B,）,2024/11/24,45,5,）寻找危险截面。,a-a,a-a,截面处最大当量弯矩为：,355666.56,Nmm,6,）强度校核,:,考虑键槽的影响,查表计算,a-a,，抗弯截面系数,显然,故安全,2024/11/24,47,轴的设计注意事项：,1,、轴没有统一的、标准的结构形式，不同的装配方案及润滑方式，轴系结构不同。,2,、安装轴承及联轴器处的直径应取标准直径。滚动轴承定位轴肩的高度需要查轴承手册确定。,3,、键属于标准件，按照轴颈查取键的标准尺寸及键槽尺寸，长度要取标准长度。,