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機械設(shè)計課程設(shè)計,布置老師：呂洪玉,目錄,1、目的2、設(shè)計題目與任務(wù)3、準備工作4、設(shè)計注意事項5、設(shè)計步驟6、編寫整理設(shè)計說明書7、準備答辯,1.目的,綜合運用機械設(shè)計基礎(chǔ)及其他先修課程的理論和實際知識，培養(yǎng)分析和解決實際問題的能力；學(xué)會從機器的功能要求出發(fā)，掌握一般機械的設(shè)計方法，進行機械設(shè)計的基本技能訓(xùn)練；學(xué)習(xí)運用標準、規(guī)范、手冊、圖冊和查閱科技文獻資料。為畢業(yè)設(shè)計打基礎(chǔ)。,2.設(shè)計題目與任務(wù),2.1題目：（1）圖中：1、電動機2、帶傳動3、減速器4、聯(lián)軸器5、輸送帶6、滾筒設(shè)計使用年限10年工作條件可用于：查帶傳動的工況系數(shù)KA,查齒輪傳動的載荷系數(shù)K，查聯(lián)軸器的工況系數(shù)KA,求軸承的預(yù)期壽命Lh,圖1蝸桿傳動傳動裝置,帶式輸送機的蝸桿減速器，單班制，單向工作，輕微震動。,2.1題目：（2）圖中：1、電動機2、帶傳動3、減速器4、滾筒5、輸送帶6、聯(lián)軸器設(shè)計使用年限10年工作條件可用于：查帶傳動的工況系數(shù)KA,查齒輪傳動的載荷系數(shù)K，查聯(lián)軸器的工況系數(shù)KA,求軸承的預(yù)期壽命Lh,帶式輸送機的蝸桿減速器，單班制，單向工作，輕微震動。,圖2斜齒輪傳動裝置,2.2課程設(shè)計的內(nèi)容通常包括：,1、確定傳動裝置的總體設(shè)計方案；,2、選擇電動機；,3、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)；,4、傳動零件、軸的設(shè)計計算；,5、軸承、聯(lián)軸器、潤滑、密封和聯(lián)接件的選擇及校核計算；,6、箱體結(jié)構(gòu)及其附件的設(shè)計；,7、繪制裝配工作圖及零件工作圖；,8、編寫設(shè)計計算說明書。,2.3設(shè)計任務(wù)：,1、減速器裝配圖1張（A0圖紙）；2、零件工作圖2張2號圖紙按1：2比例（傳動零件、軸由教師指定）；3、設(shè)計計算說明書1份（約50頁）。,2.4原始數(shù)據(jù),1、帶式輸送機的蝸桿減速器，單班制，單向工作，輕微震動,2、帶式輸送機的齒輪減速器，單班制，單向工作，輕微震動,2.5準備工作,2.5.1機械設(shè)計課程設(shè)計手冊，機械設(shè)計課本，工程制圖課本2.5.2買說明書用紙（50頁左右），繪圖用紙A0一張，準備一個計算用草稿本（50頁左右）。2.5.3借繪圖儀器和繪圖教室2.5.4認真讀懂課程設(shè)計指導(dǎo)書2.5.5在老師指導(dǎo)下進行，提倡獨立思考、嚴肅認真，精益求精，堅決反對照抄照搬或知錯不改；2.5.6計算和畫圖要交叉進行，邊化圖，邊繪圖，邊修改，反復(fù)修改完善設(shè)計；2.5.7嚴格按照設(shè)計進度進行15周（周1-周3）完成計算；15周（周4）-16周（周日）繪圖；17周（周1-周2）說明書17周（周3）-17周（周5）答辯,3.設(shè)計計算步驟,1．選擇電動機,式中：ηV帶、η齒、η滾??????依次為電動機至工作機構(gòu)的各級傳動機械的效率，效率范圍一般取中偏下值。此時，依P電計并根據(jù)載荷性質(zhì)，工作條件，參照電動機目錄，選定電動機的型號。,電動機的轉(zhuǎn)速與減速器級數(shù)和類型有關(guān)，若希望傳動機構(gòu)不至過于龐大，應(yīng)選用較低速的電動機。應(yīng)滿足條件：,功率選擇對電機工作和經(jīng)濟性有較大影響帶式運輸機工作機構(gòu)的輸出功率P工作，且有關(guān)系式：,考慮傳動系統(tǒng)中各級傳動機構(gòu)總的效率損失η總，求出電動機所需的功率P電機，其關(guān)系式為,效率的選擇：,V帶傳動效率：ηV帶=0.967級精度圓柱齒輪傳動：η齒=0.97滾動軸承：η滾=0.99滑動軸承：η滑=0.98彈性套柱銷聯(lián)軸器：η聯(lián)=0.99傳動滾筒效率：η桶=0.96,轉(zhuǎn)速選擇電動機的轉(zhuǎn)速與減速器級數(shù)和類型有關(guān)，若希望傳動機構(gòu)不至過于龐大，應(yīng)選用較低速的電動機。,卷筒轉(zhuǎn)速,D為卷筒直徑；?為皮帶的線速度。,電機同步轉(zhuǎn)速有3000，1500，1000和750。,例如,電動機選用。根據(jù)工作條件和工作要求，選用一般用途的Y系列三相異步電動機，它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。電動機功率選擇：傳動裝置的總功率：,電機所需的工作功率：,電動機的額定功率,電動機的轉(zhuǎn)速,計算滾筒工作轉(zhuǎn)速：∵,∴,=71r/min,按手冊P7表1推薦的傳動比合理范圍，取圓柱齒輪傳動二級減速器傳動比范圍,取V帶傳動比,則總傳動比范圍為,故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為,符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有3000和1500r/min。,=1278~10224r/min,根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊查出有二種適用的電動機型號：因此有二種傳動比方案如下表：,例如,根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊查出有二種適用的電動機型號：因此有二種傳動比方案如下表：,綜合考慮電動機和傳動裝置尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比，可見第2方案比較適合，則選n=1500r/min。,例如,4.傳動比計算和分配,傳動比的分配，為避免從動帶輪尺寸過大，造成結(jié)構(gòu)設(shè)計的困難，推薦V帶傳動i=2.5~3，單級圓柱齒輪減速器i=4~5左右為宜。,取兩級圓柱齒輪減速器高速級的傳動比,5.運動參數(shù)及動力參數(shù)計算,5.1運動和動力參數(shù)計算,0軸（電動機軸）：P0=P電計n0=n滿載T0=9.55X106×(),1軸（高速軸）：P1=P0η1,n1=,T1=9.55X106×(,),2軸（中間軸）：,P2=P1η2η3,n2=,T2=9.55X106×(,),,,3軸（低速軸）：,P3=P2η2η3,n3=,T3=9.55X106×(,),5.2運動和動力參數(shù)計算,各軸轉(zhuǎn)速,各軸轉(zhuǎn)矩,各軸功率,各軸運動及動力參數(shù)表如下：,,設(shè)計I軸用,,,設(shè)計II軸用,,設(shè)計齒1用,,選聯(lián)軸器用,,設(shè)計齒2用,,設(shè)計III軸用,注：待帶輪設(shè)計后，修正有關(guān)數(shù)據(jù)，再在說明書上列表。,第六部分傳動零件的設(shè)計計算,6.1V帶傳動設(shè)計計算,已知條件：P=P電計設(shè)計步驟：教材例題要求：①條理清楚②公式—代數(shù)據(jù)—結(jié)果—參數(shù)選擇依據(jù)（先編寫參考文獻）③思考大帶輪的零件工作圖，答辯用。畫草圖（草稿紙）,注意問題：①計算功率Pc=KAP電機②d1≥d1mind2=id1（d1、d2均取標準值）d1/2≤H1（電機中心高）d2/2≤H2（減速器中心高）③求壓軸力Q和帶輪寬度B,設(shè)計軸頸長度用（根數(shù)Z≤5）④帶輪直徑確定以后，應(yīng)驗算帶傳動實際傳動比iV帶和大帶輪轉(zhuǎn)速n1，并以此修正減速器傳動比和輸入轉(zhuǎn)矩。,6.2齒輪傳動設(shè)計計算,已知條件：設(shè)計步驟：建議按課本例題步驟設(shè)計要求：①條理清楚②公式—代數(shù)據(jù)—結(jié)果—參數(shù)選擇依據(jù)（先編寫參考文獻）③思考大齒輪的零件工作圖，答辯用。畫草圖（草稿紙）,,,,6.2.1高速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計,注意問題：1.選材、熱處理（45鋼）HBS（差值）=20—502.設(shè)計準則：按設(shè)計，保留直徑按設(shè)計，保留模數(shù)。圓整后，調(diào)整螺旋角大小。3.動力機械要求（最好不取2）i在內(nèi)為合理誤差按照接觸強度設(shè)計時，許用接觸應(yīng)力,,,,,4.結(jié)構(gòu)設(shè)計：參考課本和手冊要有所有的參數(shù)和具體尺寸（標準化、圓整、精確計算）m、a、B、d、da、df（保留小數(shù)點后三位）公差以微米計算da≤500時，用鍛造齒輪（手冊P163）x≤2.5m時，用齒輪軸（手冊P163圖1）齒寬b1-b2=5-10mm5.計算小齒輪圓周速度，驗算齒輪精度確定軸承潤滑情況,,7.軸和軸承的設(shè)計計算,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Fr,Ft,,,Fa,I軸與軸承（1）擬定輸入軸軸上零件裝配方案：,1,2,3,4,5,6,FQ,（2）初估軸的最小直徑dmin：（按扭轉(zhuǎn)）材料建議選45鋼C=（教材P230）取中（偏大）值。齒輪軸需要按齒輪選材料。考慮鍵槽影響d1增大4-5%，圓整。建議d1≥30mm檢查齒輪是否為齒輪軸。,,（3）軸的徑向尺寸定位軸肩：3-5非定位軸肩：1-3直徑尾數(shù)0，2，5，8裝帶輪Φ1=30裝軸承蓋查手冊P166凸緣式軸承蓋和手冊P90氈圈油封可知Φ2=30+（5或10）裝軸承Φ3=軸承內(nèi)徑（40mm）裝齒輪Φ4=Φ3+（4-6）查手冊P206（結(jié)構(gòu)，尺寸），查手冊P252（零件工作圖），查手冊P253（齒輪軸）齒輪定位軸肩Φ5=Φ4+（10-16）裝軸承Φ6=Φ3=軸承內(nèi)徑（40mm）,123456,（4）初選軸承：類型：有軸向力查手冊P73選角接觸球軸承先選直徑系列為中系列壽命不夠增大，壽命過長可減小如：7308?通過一次計算可變?yōu)?208或7408）（5）畫減速器設(shè)計草圖：（目的是定軸各段的長度。俯視圖比例1：2）參考手冊P265圖19-16齒輪與軸承非對稱布置。不畫聯(lián)軸器，只畫半聯(lián)軸器孔長。,（6）軸的軸向尺寸：,1,2,3,4,5,6,L1,L2,L3,L4,L5,L6,,,,,,,,,,,,C2,C1,δ,5-10,,L2,a,,,,,,,,>=20,s,,,L7,上圖解釋,1.箱體內(nèi)壁到凸緣邊緣距離l1=C1+C2+δ(δ為箱體壁厚)2.箱體內(nèi)壁到凸臺邊緣距離l2=C1+C2+δ+5~103.箱體內(nèi)壁到軸承內(nèi)端面距離l3=10~15mm4.箱體內(nèi)壁到小齒輪端面距離Δ2≥δ5.甩油圈端面露出箱體內(nèi)壁的距離2~3mm6.右軸承右端面離箱體內(nèi)壁距離l4=l3+B軸承7.S為螺釘帽厚度,（2）擬定輸出軸軸上零件裝配方案：,L1,L2,L3,L4,L5,L6,,,,,,,,,L7,（3）擬定中間軸軸上零件裝配方案：,減速器在機器中用來減速，也可以用來增速。由齒輪傳動和蝸桿傳動組成的減速器有下述六種：,齒輪減速器,蝸桿減速器,蝸桿－齒輪減速器,行星齒輪減速器,擺線針輪減速器,諧波齒輪減速器,上述六種減速器已有標準系列產(chǎn)品，只有在選不到合適的產(chǎn)品時，才自行設(shè)計制造減速器。,,,8.繪圖,1、畫圖要求：應(yīng)符合國標GB裝配圖：用0號圖紙，比例用1:2畫三面投影，主、俯、左。技術(shù)要求，特性表，明細表，標題欄。零件圖：用3號圖紙，比例用1:2.標足尺寸，公差用數(shù)字表示，技術(shù)要求，標題欄。,,2、畫裝配圖：1）圖面布置,,,主,俯,左,特性表,技術(shù)要求,標題欄,明細欄,25,10,10,10,,2）畫圖順序：先俯視圖后主視圖再左視圖先畫主要零件，后畫次要零件；先從動軸，后主動軸；先畫齒輪，再定內(nèi)壁線、凸臺、軸與軸承蓋；軸承內(nèi)端面共線，外端面與軸端結(jié)束重合。,,,具體畫圖,,,,,,△2,△2,δ,C1,C2,,,△1,,△3,先不封閉,螺釘帽厚度K，直徑d3兩端蓋相同。,,δ,b,C1,,,,C2,B齒3,B齒1,B齒2,5-10,端蓋邊緣厚度e兩端蓋相同,畫圖順序1,1、箱蓋部分拆除畫，留小部分。2、順序：1中心線2齒輪3減速器內(nèi)壁線4減速器外壁線5凸臺6軸承蓋，每根軸的軸承蓋兩端相同，螺釘相同，蓋的厚度相同，但是若有軸伸出，中心厚度按照密封圈的要求定。7軸等。,,,,,,δ,C1,C2,,向下投影封閉俯視圖,H2,畫圖順序2,1、畫主視圖。2、順序：中心線齒輪，畫分度圓和齒頂圓。定中心高，H2>rV帶2.。且H2=ramax+30~50凸臺高，軸承旁連接螺栓定位，凸臺長度。凸緣，厚度為b，b1.可取b=b1=1.5δ.底座接地部分凸緣厚度b2=2.5δ箱體蓋，要包裹小齒輪、凸臺左端，與右邊箱蓋輪廓相切。以此確定右邊輪廓邊界，向下投影，封閉俯視圖左側(cè)輪廓。Δ1=1.2δ,Δ2=Δ3=10~15,將主視圖、俯視圖投影即可。,蝸桿傳動,,,,,,,,b1,b,C1,C2,C1,C2,H2,D2,Δ1,C2,機座、箱體簡介,概述,正確選擇機座和箱體等零件的材料和正確設(shè)計其結(jié)構(gòu)形式及尺寸，是減小機器質(zhì)量、節(jié)約金屬材料、提高工作精度、增強機器剛度及耐磨性等的重要途徑。,一、機座和箱體的一般類型,機座和箱體按構(gòu)造形式可分為：機座類、機架類、基板類和箱殼類等四大類。,二、機座和箱體的材料及制法,固定式機器的機座和箱體通常采用鑄鐵或鑄鋼。,運行式機器的機座和箱體通常采用鋼或輕合金材料。,批量生產(chǎn)且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件以鑄造為宜。,單件或少量生產(chǎn)的零件則以焊件為宜。,詳細對比,,,機座和箱體的截面形狀及肋板布置,一、截面形狀,大多數(shù)機座和箱體的受力情況很復(fù)雜，因而要產(chǎn)生拉伸、壓縮彎曲、扭轉(zhuǎn)等變形。機座和箱體受到彎曲或扭轉(zhuǎn)載荷時，截面形狀對于它們的強度和剛度有著很大的影響。正確設(shè)計機座和箱體的截面形狀，在既不增大截面面積，又不增大零件質(zhì)量的條件下，來增大截面系數(shù)及截面的慣性距，從而提高它們的剛度和強度。,二、肋板布置,正確地增設(shè)肋板可以有效地增大機座和箱體的強度和剛度。如果肋板布置，不僅不能增大機座和箱體的強度與剛度，反而會造成浪費工料及增加制造的難度。,詳細對比,詳細對比,,,,機座和箱體設(shè)計概要,機座和箱體等零件工作能力的重要指標是剛度，其次是強度、抗振性能和耐磨性等。,一般機座和箱體的結(jié)構(gòu)尺寸可按經(jīng)驗公式、經(jīng)驗數(shù)據(jù)或類比法設(shè)計，對于重要的機座和箱體應(yīng)進行精確計算。,設(shè)計機座和箱體時，應(yīng)便于加工、裝拆、吊裝，聯(lián)接可靠，對于沖擊振動大的機器、機架和地基間應(yīng)加裝隔振板器。,,3.箱體和附件的設(shè)計,1）箱體1保證足夠剛度，設(shè)計加強筋2保證箱體與箱蓋接合面的緊密性，螺栓靠近軸承孔；3保證良好的鑄造工藝，形狀盡可能簡單，壁厚均勻，以圓角過度，拔模斜度1:20；4保證良好的加工工藝性,1‘各軸承蓋內(nèi)邊要位于同一平面內(nèi)；2’加工面與非加工面要區(qū)分開（如蓋、座、底面、軸承孔外端面）,,2）附件1‘觀察孔：觀察嚙合情況，注油。見手冊P161，表11-4視孔蓋。根據(jù)中心距查取。2’油塞：放舊油，位置在箱體最低部，p89表7-11外六角油塞；M203‘油標尺：測量油面高度，P89表7-10桿式游標。要便于拆裝，不要和箱體凸緣干涉。M204’通氣器：機內(nèi)t°C氣壓，對密封不利。設(shè)置通氣器。P162表11-5通氣器。,,,,5‘起蓋螺釘：開蓋用，頂起上蓋。M126’定位銷：保證定位精度，保證軸承裝配精度。（鏜孔前加工好定位銷孔，裝好定位銷在鏜孔。）P159圖11-1.7‘吊耳、吊環(huán)螺釘或吊鉤：P161表11-3吊耳和吊鉤吊耳吊起上蓋，吊鉤吊起整機。,4、完成裝配圖,1）標注尺寸：特性尺寸：a±P138表10-15配合尺寸：P103第九章極限與配合P106表9-4優(yōu)先配合舉例，P230表16-2減速器推薦配合。安裝尺寸：地腳螺釘孔直徑；軸伸出端長度、直徑外形尺寸：總長、寬、高。2）編零件序號：順或逆時針。3）填寫明細表、標題欄。圖號為班號+方案號+分類號-00。例如：090111班齒輪減速器第1方案，1）類條件。則為111C0101-00。090181班蝸桿減速器第1方案，3）類條件。則為：181W0103-004）寫技術(shù)要求和特性表。P231。,,5、完成零件圖P234第十七章,1、任務(wù)見任務(wù)書。應(yīng)標：1）輪廓尺寸；2）公差，用裝配圖上公差符號查??；3）形位公差，見例圖P252、253等4）粗糙度。P236；5）技術(shù)要求P2386）填寫標題欄：圖號為在裝配圖上的圖號7）齒輪嚙合參數(shù)表,六、編寫整理設(shè)計說明書,1、要求：1）步驟清晰，字體工整，結(jié)論明確；2）計算部分：寫公式—帶數(shù)據(jù)—的結(jié)果；（單位）資料來源編號[1][2]…….3）步驟簡圖齊全。4）統(tǒng)一用紙、統(tǒng)一封面、用統(tǒng)一文件袋封裝。（見下圖）2、內(nèi)容：目錄一、設(shè)計題目與任務(wù)二、設(shè)計計算；1、選電機；2、分配傳動比；3、運動和動力參數(shù)計算；4、V帶傳動計算；5、齒輪傳動計算；6、軸與軸承設(shè)計與選擇；7、鍵的選擇與校核；三、箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計四、潤滑與密封：齒輪、軸承五、本人對設(shè)計評價六、參考資料：[1]書名編者出版社出版日期,,七、準備答辯,1、疊好圖紙；2、裝訂好說明書；3、準備答辯問題。祝大家答辯順利通過！,