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機械設計基礎(chǔ)—課程設計,一、設計的目的1、綜合利用所學的知識，培養(yǎng)解決生產(chǎn)實際問題的能力。2、掌握一般機械的設計方法。,常用機構(gòu)的運動形式、特點和尺寸計算，常用機構(gòu)的設計計算、校核、安裝及維護，機械零部件的公差、配合，機械加工、制造方面的知識，機械制圖知識,二、機械設計的一般過程,1、設計前的準備2、總體方案設計3、總體結(jié)構(gòu)設計4、零部件設計5、聯(lián)系廠家，生產(chǎn)樣機，現(xiàn)場實驗6、根據(jù)實驗，修改設計7、編寫設計說明書和使用說明書8、鑒定,三、課程設計題目,設計一臺帶式運輸機中使用的單級斜齒圓柱齒輪減速器。原始數(shù)據(jù)：運輸帶速度允許誤差為5%；運輸帶與卷筒的效率為0.96；動力：三相交流，電壓380/220V；一般機械廠制造，小批量生產(chǎn)。運輸帶傳遞的有效圓周力F=4000N，運輸帶速度V=0.75m/s，滾筒的計算直徑D=300mm，原動機為電動機，齒輪單向傳動，有輕微沖擊，工作時間10年，每年按300天計，單班工作（每班8小時）。,見傳動系統(tǒng)示意圖,,課程設計內(nèi)容,設計一般機械系統(tǒng)中的傳動裝置,,在生產(chǎn)實際中，標準減速器不可能完全滿足機械設備的各種功能要求，故常需要自行設計非標準減速器。非標準減速器有通用減速器和專用減速器兩種。課程設計中所設計減速器為非標準通用減速器。在長期的生產(chǎn)實踐中，通用減速器的結(jié)構(gòu)已基本定型，其典型結(jié)構(gòu)如下圖所示：,,課程設計具體內(nèi)容,具體內(nèi)容,,傳動方案的分析和擬定；（任務書）電動機的選擇，傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算；傳動件的設計（帶傳動、齒輪傳動）；軸的設計（所有軸的結(jié)構(gòu)設計，高速軸的彎、扭組合強度校核）；軸承的設計（所有軸承的組合設計，高速軸上軸承的壽命計算）；,四、設計任務量,五、參考資料,1、畫出裝配圖一張，1號或0號圖紙2、零件圖兩張，從動軸，從動齒輪；3號圖。3、設計說明書一份，不少于20頁。4、另用坐標紙按縮小比例完成裝配草圖,殷玉楓主編.機械設計課程設計.第一版北京：機械工業(yè)出版社，2006李威主編.機械設計基礎(chǔ).北京：高等教育出版社吳宗澤主編.機械零件設計手冊.第一版.北京：機械工業(yè)出版社，2004機械零件設計手冊（含齒輪、帶、軸、軸承、鍵的內(nèi)容）,,六、設計的基本步驟,?????????,?????,??????,??????,?????,?,1、選擇電動機,2、傳動比分配,2、傳動比分配,3、計算各軸的轉(zhuǎn)速,3、計算各軸的轉(zhuǎn)速,1、選擇電動機,4、計算各軸的轉(zhuǎn)矩,4、計算各軸的轉(zhuǎn)矩,5、帶傳動設計,5、帶傳動設計,6、齒輪傳動設計,6、齒輪傳動設計,7、軸及軸類零件的設計與選擇,7、軸及軸類零件的設計與選擇,8、繪制裝配圖和零件圖,8、繪制裝配圖和零件圖,Ok!,祝大家設計成功！,第一階段任務：完成傳動裝置的總體設計及傳動零件的設計時間：2013.11.14——11.21完成標志：完成傳動裝置設計，指導教師檢查確認,,第一次布置內(nèi)容,課程設計目的、內(nèi)容和任務課程設計準備工作傳動裝置的總體設計傳動零件的設計注意事項,,課程設計目的、內(nèi)容和任務,,鍵的選擇及強度校核（高速軸上鍵的校核）；聯(lián)軸器的選擇；減速器的潤滑與密封；減速器裝配圖設計（箱體、箱蓋、附件等）；零件工作圖設計；編寫設計計算說明書及答辯,,課程設計第一階段上交任務,,減速器裝配圖俯視草圖1張，A4#，比例自定；傳動零件工作圖2張，分別為大齒輪和低速軸，A4#，比例自定；設計說明書1份（大約30頁）,,傳動裝置的總體設計,一、分析方案,,,分析傳動裝置性能、適用范圍、常用傳動機構(gòu)特點、應用、常用減速器特點及應用。（本部分內(nèi)容自學課程設計手冊P8～P14）,,,傳動裝置的總體設計,二、選擇電動機（學習手冊P14~21，）,,,1、電動機類型：均用Y系列電動機。,,,常用：Y系列三相異步電動機1.選擇電動機類型同步轉(zhuǎn)速：300015001000750級數(shù)：2468電動機的安裝及外形尺寸：,(2)確定電動機型號,查取電動機軸外伸端尺寸:--直徑--長度等,電動機型號的意義：例：Y132S2-2-B3，Y表示系列代號，132表示機座中心高，S表示短機座（M——中機座，L——表示長機座），第二種鐵芯長度，2表示電動機的極數(shù)，B3表示安裝型式。B3：機座帶底腳，端蓋無凸緣的結(jié)構(gòu)形式（臥式）B35：機座帶底腳，端蓋有凸緣的結(jié)構(gòu)形式（立臥兩用式）B5：機座不帶底腳，端蓋有凸緣的結(jié)構(gòu)形式（立式）,例：,2、確定電動機功率選擇電動機總體原則只要電動機的額定功率略大于工作要求的功率即可，即Pm>PoPm－－電動機額定功率（Pm＝（1～1.3）Po）；P0——電動機所需輸出功率。電動機所需輸出功率：PW――工作機所需功率；,傳動裝置總效率,電動機所需輸出功率：PW――工作機所需功率；,,傳動裝置的總體設計,,,其中η——電動機至工作機之間的效率；FW——運輸機的工作拉力（N）；ηW——運輸機卷筒的效率，參考手冊P20取值，ηW＝0.96；VW——運輸機的傳送速度（m/s）；其中各種傳動效率參照手冊P16,表2－4“機械傳動效率的概略值”。注：聯(lián)軸器用彈性套柱銷聯(lián)軸器或彈性柱銷聯(lián)軸器。,,,,,,傳動裝置的總體設計,,,3、確定電動機轉(zhuǎn)速功率相同的同類電機有不同的轉(zhuǎn)速。電機轉(zhuǎn)速高、轉(zhuǎn)矩小、外廓尺寸小、重量輕、價格便宜。但是轉(zhuǎn)速越高，傳動裝置傳動比必然增大,，尺寸及重量增大、價格高，故二者應綜合考慮。本設計一般用同步轉(zhuǎn)速為1500r/min和1000r/min2種電動機轉(zhuǎn)速。由P0及同步轉(zhuǎn)速n查出電動機具體型號，并記下中心高、軸伸尺寸（外伸軸直徑、長度等）。（見P295表8－169，表8－170）。,,,,,傳動裝置的總體設計,,4、選定電動機由Pm>P0及同步轉(zhuǎn)速n在P295表8－169，表8－170查出電動機具體型號及相應尺寸。,,,YXXX△xX￣￣￣￣￣￣￣￣￣Y系列三相中心高機座長同一機座號和轉(zhuǎn)極數(shù)異步電動機度代號速下不同的功率,,,傳動裝置的總體設計,,注意：設計計算傳動裝置各級功率時，按電動機實際功率Po（Po＜Pm）進行計算。（Po作為設計功率?。┰O計計算傳動裝置各級轉(zhuǎn)速時，按電動機滿載轉(zhuǎn)速進行計算。（不能按同步轉(zhuǎn)速1000r/min或1500r/min）參照手冊P14~21，其中重點看P20例2－1。,,,,,傳動裝置的總體設計,三、總傳動比計算及傳動比的分配,,,1、計算總傳動比,,,,其中：nm——電動機滿載轉(zhuǎn)速；nw——工作機鼓輪轉(zhuǎn)速；,i帶——帶傳動傳動比；i齒輪——齒輪傳動比；D－卷筒鼓輪直徑,,,,傳動裝置的總體設計,,,2、分配傳動比,,,,,分配原則：P17（手冊）；i帶——帶傳動傳動比，設計參考一般為2～4；i齒輪——齒輪傳動比，設計參考一般為3～5；,注意事項：各級傳動比應在推薦范圍內(nèi)（P10表2－1）；i帶不能太大，以免大帶輪半徑超過減速器箱座中心高，造成安裝困難；,（帶輪、齒輪）傳動件的參數(shù)確定后，驗算傳動比的誤差，應滿足：,,,傳動裝置的總體設計,四、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù),,,1、計算各軸轉(zhuǎn)速,,,,,I軸：,,II軸：,III軸：,,,,傳動裝置的總體設計,,,2、計算各軸輸入功率,,,,,I軸：,,II軸：,III軸：,,,,,,,傳動裝置的總體設計,,,3、計算各軸輸入轉(zhuǎn)矩,,,,,I軸：,,II軸：,III軸：,,,,,,,,,電動機軸：,,,,,傳動裝置的總體設計,4、運動和動力參數(shù)列表：,,第一次布置內(nèi)容,課程設計目的、內(nèi)容和任務課程設計準備工作傳動裝置的總體設計傳動零件的設計注意事項,,傳動零件的設計,一、選擇聯(lián)軸承器的類型與型號,,,選用彈性套柱銷或者彈性柱銷聯(lián)軸器型號：與相關(guān)軸配套（查手冊：P283表8－163和P285表8－164）,,傳動零件的設計,二、帶傳動設計,,,參見教材《機械設計基礎(chǔ)——李威》要求計算出V帶傳動的型號、長度、根數(shù)、中心距、初拉力、對軸的作用力。確定帶輪基準直徑d1、d2，材料、張緊裝置、帶輪結(jié)構(gòu)尺寸等。,,傳動零件的設計,三、齒輪傳動設計,,,復習教材《機械設計基礎(chǔ)——李威》，仔細閱讀課程設計——《傳動設計和結(jié)構(gòu)設計》,1、選材料,小齒輪用合金鋼，40MnB，調(diào)質(zhì)（240～285）HBS；大齒輪用45號鋼，正火，(170～210)HBS,,傳動零件的設計,,,2、算出小齒輪分度圓直徑,,K查《機械設計基礎(chǔ)》Ψd查《機械設計基礎(chǔ)》；初選Z1,Z2；,,,傳動零件的設計,,,3、圓整,,,,4、算中心距α并圓整，結(jié)尾進行圓整,,,,傳動零件的設計,,,,,,6、反算d1，d2；d1，d2精確到小數(shù)點后3位,,,,7、計算b，（取整數(shù)；b1＝b＋5～10mm；b2＝b）。,,,,注意事項,五、注意事項,,,帶根數(shù)不宜太多，一般取2～5根?？紤]帶輪尺寸與傳動裝置外廓尺寸的相互關(guān)系。（保證小帶輪半徑不要大于電動機中心高，大帶輪半徑不能超過減速器中心高。一般應由電機軸定小帶輪軸孔孔徑，再帶輪軸孔孔徑與減速器輸入軸協(xié)調(diào)。）d1、d2應圓整由此造成實際帶傳動的傳動比與分配的帶傳動的傳動比之間有差異，應予以修正。Ｖ帶輪的結(jié)構(gòu)形式：主要由帶輪直徑大小而定，具體結(jié)構(gòu)及尺寸可查手冊。畫出結(jié)構(gòu)草圖，標明主要尺寸備用。,,第二階段內(nèi)容,了解減速器的結(jié)構(gòu)完成裝配草圖設計“三邊”經(jīng)驗完成裝配圖,,完成裝配草圖設計,裝配圖反映各個零件的相互關(guān)系，結(jié)構(gòu)形狀以及尺寸，是繪制零件工作圖的依據(jù)。所以必須綜合考慮對零件的材料、強度、剛度、加工、裝拆、高速和潤滑等要求，用足夠的視圖和剖面圖表達清楚。整個流程為：裝配草圖設計→指導教師審閱→完成裝配工作圖設計。草圖設計按比例、按投影關(guān)系繪制。但可簡化與省略，如不畫剖面線，不標注配合及尺寸等。,,完成裝配草圖設計,四內(nèi)容、三階段草圖第一階段精算草圖第二階段草圖第三階段,,一、草圖第一階段（手冊P52-60）,1、完成軸的結(jié)構(gòu)設計,2、確定軸的支點距離和軸上零件的作用點,3、開始設計,完成裝配草圖設計,,1、完成軸的結(jié)構(gòu)設計,確定軸的直徑和軸向長度尺寸,完成裝配草圖設計,確定dmin：按扭矩初估而得的dmin作為軸端直徑。當軸端與聯(lián)軸器的相配合時，則dmin應與聯(lián)軸器孔相匹配，必要時應改變dmin（或增或減）。（教材）,,,完成裝配草圖設計,確定軸各段直徑di,,2、確定軸的支點距離和軸上零件的作用點（參考教材）以及材料力學相關(guān)資料,,1）準備工作,電機型號，查出其外伸軸徑d和外伸長度l，中心高H（查課程設計指導書）。確定聯(lián)軸器型號、兩端軸孔直徑和軸孔長（查課程設計指導書）。初選軸承類型，7系列，角接觸球軸承，（查課程設計指導書）。軸承潤滑方式，（見課程設計指導書）;當浸油齒輪V≥2～3m/s，采用油潤滑。當浸油齒輪V≤2m/s時，可采用脂潤滑。,3、開始設計,完成裝配草圖設計,,確定齒輪潤滑（手冊P60），V≤12m/s時可采用浸油潤滑，注意油池深度與浸油。一般浸油深度：浸油齒輪一個齒高，但≮10mm,齒頂圓至油池底面距離≮30～50mm。確定密封方式：（查課程設計指導書）軸承蓋結(jié)構(gòu)：（查課程設計指導書）。它影響軸向尺寸。結(jié)構(gòu)尺寸：（查課程設計指導書）。.,完成裝配草圖設計,,2）開始草圖設計（查課程設計指導書）。,比例1：1，1號圖紙；合理布置圖畫，估計減速器輪廓尺寸：畫法：由里向外，先畫中心線和輪廓線，再畫內(nèi)部結(jié)構(gòu)。畫出傳動零件的中心線和輪廓線，機件內(nèi)壁線和機體對稱線，定出軸承和軸承座端面位置。,完成裝配草圖設計,A1：594841,主視圖,俯視圖,明細欄,技術(shù)要求,,二.精算,1、軸的彎扭組合強度計算（高速軸，要考慮帶的壓軸力），(教材)。,2、軸承壽命（高速軸軸承），見教材。,3、鍵強度計算（高速軸上鍵），見教材,完成裝配草圖設計,,三.草圖第二階段,1、傳動件結(jié)構(gòu)設計：（查課程設計指導書）。（包括V帶輪、齒輪等具體結(jié)構(gòu)設計）。,2、軸承組合設計（查課程設計指導書）。,完成裝配草圖設計,,軸系軸向固定與調(diào)整方法（查課程設計指導書）。軸系結(jié)構(gòu)與畫法（查課程設計指導書）。注意最新畫法，軸承內(nèi)外圈剖面線畫法一致）軸系潤滑與密封（查課程設計指導書）。軸系蓋結(jié)構(gòu)（查課程設計指導書）。┏圓角、倒角：表8—5，表8—6（查課程設計指導書）。軸結(jié)構(gòu)細化┃退刀槽：表8—7（查課程設計指導書）。┗砂輪越程槽等：表8—8（查課程設計指導書）。,完成裝配草圖設計,,四.草圖第三階段,1、設計減速器機體部分,2、完成減速器七大附件的結(jié)構(gòu)設計,,,完成裝配草圖設計,,完成裝配草圖設計,機體形狀、尺寸確定（查課程設計指導書）。軸承旁凸臺結(jié)構(gòu)尺寸（查課程設計指導書）。加強筋（查課程設計指導書）。機體工藝結(jié)構(gòu)（沉頭座、凸臺、鑄造圓角等），（查課程設計指導書）。聯(lián)接螺栓、螺釘?shù)某叽?、位置（查課程設計指導書）。地腳座凸緣、機座、機蓋聯(lián)接凸緣的厚度及寬度（查課程設計指導書）。,,,,,,,,,,,,,完成裝配草圖設計,檢查孔、蓋（查課程設計指導書）。通氣器（查課程設計指導書）。油標（查課程設計指導書）。排油孔螺塞（查課程設計指導書）。起蓋螺釘（查課程設計指導書）。定位銷（查課程設計指導書）。起吊裝置（查課程設計指導書）。,,完成裝配草圖設計,√,完成裝配草圖設計,,第二階段內(nèi)容,了解減速器的結(jié)構(gòu)完成裝配草圖設計“三邊”經(jīng)驗完成裝配圖（邊繪圖，邊計算，邊修改）,,1、標注尺寸（手冊：P102、103）：其中特性尺寸、配合尺寸、安裝尺寸、外形尺寸。,2、零件序號、明細表、標題欄,。,3、技術(shù)特性、技術(shù)要求。,4、檢查裝配圖,5、剖面線,6、加粗,一、完成裝配圖,“三邊”經(jīng)驗完成裝配圖,,“三邊”經(jīng)驗完成裝配圖,1、畫每個零件尺寸時，要有依據(jù),2、閱讀課程設計指導書（常見錯誤）,3、避免干涉（銷、螺釘、吊耳；油標與箱體凸緣；齒輪與箱體頂部）,4、注意齒輪嚙合的畫法（5條線，其中從動輪齒頂為虛線）,5、氈圈密封、封油環(huán)、螺栓等不可隨意畫,二、其他注意事項,拆去透氣塞等零件,技術(shù)要求1.裝配前所有零件用煤油清洗，滾動軸承用汽油清洗，并檢驗內(nèi)部，不允許有金屬及其它雜物存在，機體內(nèi)壁涂上不能被機油浸蝕的涂料兩次。2.裝配前用手轉(zhuǎn)動靈活，運轉(zhuǎn)無噪音，減速箱的分箱面各接觸面及密封處不允許漏油。3.用涂色法檢驗斑點，按齒高接觸斑點不少于45%，按齒長接觸斑點不少于60%。必要時可利用研磨或刮后研磨以改善接觸情況。4.減速箱裝機油HJ-50（GB/T443-1984）至規(guī)定高度。5.減速箱表面涂灰色油漆。,,第三階段內(nèi)容,零件圖繪制編寫說明書上繳資料,,一.零件圖繪制,1、視圖：主視圖＋2個剖視圖＋局部視圖,2、尺寸標注徑向尺寸：有配合處，需要標出上下偏差，與裝配圖一致軸向尺寸：選好基準，按照工業(yè)要求標注，不允許出現(xiàn)封閉尺寸鏈,3、表面粗糙度（查課程設計指導書）。,4、形位公差（查課程設計指導書）。,一、低速軸（2號圖，1：1比例）,5、技術(shù)要求：（查課程設計指導書）。,,一.零件圖繪制,1、視圖：主視圖（部分剖視）＋側(cè)視圖,2、尺寸標注徑向尺寸：以中心線為基準齒寬方向：以端面為基準,3、表面粗糙度：（查課程設計指導書）。,二、大齒輪（2號圖，1：1比例）,4、尺寸公差和形位公差（查課程設計指導書）。,5、技術(shù)要求,二.設計說明書（查課程設計指導書）。,三.上繳課程設計成果所帶資料：裝配圖＋2零件圖＋說明書,,,,,,,,,,每天上、下午、晚上必須在指定教室設計，老師將嚴格考核?？梢杂懻摚遣荒苷粘?，違者課程設計無成績。保持教室安靜、清潔；注意衣著整潔，不準穿拖鞋。計算時每人準備一個筆記本，以便記錄和說明書準備。注意安全。（包和隨身物品）,,,注意事項,課程設計要求,《課程設計成果》說明書要求手寫，遵循設計說明書的編寫規(guī)范，按規(guī)定要求裝訂成冊。不允許有任何復印件（包含圖紙和說明書中的插圖），凡有復印件的，一律按不及格處理。凡未交課程設計的學生的成績按“缺考”處理。,課程設計時間安排,講述設計內(nèi)容，要求的詳細說明等：1天；運動參數(shù)計算：2天；傳動機構(gòu)及支承件的初步設計：2天；減速器轉(zhuǎn)配草圖設計及繪制：3天；繪制零件圖和裝配圖：4天；指導設計說明書的編寫：2天；答辯指導：1天。,指導、答疑時間,2013年11月25號――2013年12月13日第一次統(tǒng)一講解時間：11月14日上午3節(jié)地點：A2第二次統(tǒng)一講解時間：11月21日上午1、2節(jié)地點：A2,課程設計上交內(nèi)容和時間地點,上交內(nèi)容：學生上交《課程設計成果》的裝訂順序為：封面、任務書、目錄、正文、圖紙、答辯記錄單。時間：2013年12月13日上午8點地點：A1308.要求：準備好以上資料，帶一張廢A4圖紙，空白打印紙一張，到A1308裝訂。,,成績評定標準：,,1、圖紙結(jié)構(gòu)、投影、標注及數(shù)據(jù)是否正確，線條是否符合制圖標準，圖面是否整潔，字跡是否工整等；2、設計計算說明書：設計計算是否正確、完整、字跡是否工整、整潔等；3、設計表現(xiàn)：是否遵守紀律、設計態(tài)度端正，能否按進度獨立完成工作量等；4、答辯成績。,