机械零件课程设计指导材料

1 机械零件课程设计 一、设计目的： 通过对 简单机械传动装置的设计，掌握一般机器的设计规律。 二、 设计课题： 设计用于带式输送机的传动装置 三、 设计任务书： （见附件 ，每组人数： 1 5人 ，组长由指导教师选定 ） 四、设计内容、设计方法与步骤、时间安排 1、准备阶段： 0.5天 （ 1） 准备设计资料、草稿本、计算工具、绘图工具 （笔记本电脑） 、 （ 图纸 ） 、档案袋等； （ 2）认真研读设计任务书，分析原始数据及工作条件，明确设计内容及要求，制定 传动方案； （ 3）通读机械设计课程设计指导书。 2、 运动学设计阶段： 0.5天 电动机的选择： 2 （ a） 类型选择： Y 系列三相异步电动机，启动性能好，节能，满足一般 用途，工作可靠，结构简单，价廉，维护方便。 （ b） 容量选择： P 工作机 = KWVF1000，计算功率 Pca= P 工作机 / 总 ， 总 = 带 2承 齿 联 ， P 电机 Pca。 相同容量下 同类型的电机有多种同步转速 ，可选： n=3000rpm， 1500rpm， 1000rpm， 750rpm 等 。 电机的 磁极对数越少， n 越高，电机尺寸 ，重量， ，价格，但是 n传动装置 i 总 ，尺寸、重量。 综合比较，确定： n=1000rpm，而其满载转速 n 满载 n 同步。 填表： 电动机参数表 电机参数 P n D E 单位 电机 额定功率 KW 3 电机额定转速 rpm 电机外伸轴直径 mm 电机外伸轴长度 mm 传动比及其分配： n 工作机 =D V100060 rpm， i 总 = n 满载 / n 工作机 i 总 = i 带 i 齿 ，取 i 带 i 齿： 避免大带轮半径过大，大于减速器中心高时造成 安装不便。 传动装置运动参数计算： （ a） 各轴功率： P = Pca 带 承 P = P 齿 承 （ b） 各轴转速： n = n 满载 /i 带 ， n = n /i 齿 ， （ c） 各轴扭矩： Ti=9.55 106 Pi/ ni (N mm) 列表 : 4 各轴功率、转速及扭矩 轴号 P（ kw） n（ rpm） T（ Nmm） 3、草图设计阶段： 目测 比例、无尺寸画草图确定尺寸 带传动设计计算 ：求带的型号、根数、 压轴力 等。 齿轮传动设计计算 ： 选择精度等级 选择材料、确定许用应力选择齿数 （闭式传动软齿面 Z1=2440） 、验算传动比： （ i 分配 i 实际 ） / i 分配 5%强度计算、求 模数 列表 计算几何尺寸 ： 5 （ +）： 0.5 天 齿轮的结构设计： （该内容待轴的结构设计、计算设计完成后再补上 ，暂无精度设计内容 ） 列表计算机构尺寸， 出零件简图 6 轴 系 的设计计算 ： 该项内容包含了以下第 4 阶段的部分内容， 必须边画图 画装配图的俯视（沿结合面剖切） 、边计算 （主要是轴的各段直径 、 各段长度以及校核计算）、 边修改， 为整个设计 过程 的“瓶颈” 。 （ a） 选择轴、轴的材料 （ b） 由 d 3 / nPC 初估 轴、轴的 受扭段最小直径 （ C 与材料相关的系数） ，有键槽时放大（ 35） %； （ c） 参考指导书上减速器装配图，对轴、轴进行结构设计 ： 7 由轴上零件的安装、定位要求确定各轴段的直径，确定大、小齿轮的结构形式并做结构设计； 当 X（ 22.5） mn时 ,应做成齿轮轴。 初选滚动轴承、键、联轴器的型号和尺寸 ； 确定轴、轴外装零件（大带轮、联轴器）轮毂长；确定轴、轴外伸轴段长；确定小齿轮端面到箱体内壁的 距离；确定滚动轴承端面到箱体内壁的距离； 确定端盖、挡油环（封油环） 、轴套、调整环 的结 8 构和尺寸；确定箱体的部分结构和尺寸，画减速器装配图中的俯视图（拆盖），同时确定 轴、轴各段的长。 (见附图 ) （ d） 计算设计 （集中讲课） ： 受力分析 、画 T、 M、 Me图，对 轴、轴 进行 强度校核；滚动轴承寿命计算（两对）；键的强度校核；联轴器的选择计算 （选类型、定型号、验算 Tmax KAT、 nmax n、 d 轴 = d 孔 ） 。 以带传动 +单级直齿圆柱齿轮减速器为例： （ 1） 高速轴： 9 10 图 ：建立力学模型，建立坐标系 ； tgFFdTFtrt ，2 图 ： 确定各段跨距， 求 V面内支反力 ； 图 ： 求 MV，画 MV图； 图 ：求 H 面内支反力； 图 : 求 MH，画 MH图 ； 11 图 : 求合成弯矩 M，画 M 图 : 22HV MMM ； 图 :在受扭段长度范围内画扭矩图 (T=T )； 图 :求计算弯矩 Mca,画 Mca图 : 22 TMM ca , 应力循环系数 ：当 T不变时， =0.3；当 T 脉动循环时， =0.6；当 T 对称循环时， =1。 校核计算： 、 轴强度校核：危险截面 Mca 最大处；或 Mca较大处且有键槽或 d 较小处。 、 轴承寿命 校核： 年天 3300166010 6 hLPCnL hh C：基本额定动载荷，由初选的轴承型号查表； ：寿命指数，对于球轴承： =3；对于滚子轴承： =10/3； P：当量动载荷， P=fP（ xFR+yFA）， 22RHRVR FFF 。 、 键的强度校核： bcacae dMWM 13 32/ 弱（有效）jyjy d h lT 4 12 （ 2） 低速轴： 13 14 ( + )： 2 天 4、技术设计阶段： 箱体的尺寸设计 ： 参见 指导书上表 4 1； 15 减速器附件选择及设计 ：视孔盖、透气器 ：参见第 9页 图； 油尺、放油螺塞 、吊环、吊 钩 等，可参见指导书上相关内容； 润滑与密封设计 ： （ a） 润滑： 目的：减轻摩擦磨损、散热冷却、减震、防锈。 齿轮 ：当 V 12m/s时，齿轮采用油浴润滑，此时大齿轮浸油 1 2个齿高，且齿顶圆到油池底部的距离为（ 3050） mm，以免将油中沉淀物搅起。常用机械油牌号： 30号、 50 号。 16 滚动轴承 ： 当 d n 2 105mm rpm 时，采用脂润滑。 此时，轴承端面处应安装封油环。常用润滑脂：钙基脂ZG-2 ZG-5；钠基脂： ZN-2。 当 d n 2 105mm rpm 时，采用油润滑 ：齿轮甩油箱盖内壁箱座结合面上油沟轴承孔。 此时，小齿轮轴轴承端面处应安装挡油环。 （ b） 密封： 放油螺塞处： 封油圈。材料：防油橡胶、工业用革、石棉橡胶纸； 轴外伸处 ：可采用接触式密封； 箱体结合面处 ：涂密封胶。常用牌号： 601， 7302。 减速器装配草图设计 17 （ a） 一组视图 ：主视图（局部剖），俯视图（拆盖），左视图（外形） ； （ b） 必要的尺寸： 外形尺寸 ； 装配尺寸（配合尺寸） ：齿轮与轴，轴承内圈与 轴，轴承外圈与箱体孔，端盖与箱体孔，轴套、挡油环、封油环与轴等 ； 安装、定位尺寸 ：地脚螺栓孔的尺寸和位置，减速器中心高（用于确定与其它机组相联时地基的高度）； 重要尺寸 ：齿轮中心距及其极限偏差 （影响侧隙、）； 性能规格尺寸 以“技术特征”代替之： 电动机 i Z1 Z2 mn x1 x2 P（ kw） n（ rpm） （ c） 技术要求： 齿面接触精度规范；齿侧间隙规范；轴承轴向游隙；装配要求；实验要求 ；其他要求（运输、润滑、外观等）。 （ d） 零件序号、标题栏、名细表。 ： 3天 零件 工作图设计 ： （ 3 天 ） 大齿轮， 低速 轴，箱盖或箱座。 18 内容：结构尺寸设计、精度设计 ， 大齿轮图上 (右上角 )必须有精度检测项目参数表。 标题栏格式： 装配 图总成： 0.5天 装配图标题栏及名细表格式： 19 整理、编写设计计算说明书 ： 1天 ， 其 内容顺序： 封面 任务书及原始参数目录前言电机的选择、传动比分配、运动参数计算带传动设计计算 齿轮传动设计计算轴的结构 设计 、计算设计（ 强度计算 ）滚动轴承寿命计算键 的强度计算联轴器的选择计算箱体的设计及减速器附件说明润滑与密封的设计 典型零件的精度设计【大 齿轮 、低速轴 （含键槽、与滚动轴承相配的轴颈）】 设计小结 （ 感想、 体会、 意见、 建议等） 参考资料（书名、作者、出版年月、出版社等）。 20 五、考核 要求 1、考勤 ； 2、第 2 周周四 周五按学号顺序逐个审 查 装配图，改错； 3、按规定时间上交资料，且资料内容齐全 ： 装配图不能缺少主要视图、尺寸、 “ 技术特征 ” 参数表 、 零件序号 、标题栏、 明细表及 技术要求 ；零件图必须有精度设计内容 、标题栏 及 技术要求 ；说明 书章节内容必须齐全； 4、 手工做 草 图 ， 便于学习并掌握设计理论、设计方法