过控程设计PPT课件.ppt

2020 3 21 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 一 传动方案论证采用单级直齿 斜齿圆柱齿轮传动查课程设计指的书表2 1 i 3 5 2020 3 21 3 二 电动机的选择 2020 3 21 4 三 运动参数计算 2020 3 21 5 四 直齿 斜齿 圆柱齿轮的设计 可设计直齿轮或斜齿轮传动 参考课本齿轮设计例题或作业 包括选材 齿数选择 设计及校核 写成设计说明书格式 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 14 2 a为齿轮中心距 有些尺寸计算不出暂放置 在待在九中完成 六 装配草图的设计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 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 2020 3 21 6 装配草图示例 此图无挡油环无油沟 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 L1 e 1 c1 c2 B m 1 2 3 L L1 B m e 2020 3 21 7 七 高速轴的设计包括轴的结构设计 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PPT轴的设计示例 直齿轮可用深沟球轴承 斜齿轮可选角接触球轴承 并对轴承进行校核 键只校核一个 校核第 段轴上的键 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e 2mt 可与轴设计为一体即齿轮轴 下图为一斜齿轮轴示意图 mt mn com 齿轮轴校核时不考虑齿轮 画零件图时要画成齿轮轴的形式 省去 段上的键 第 段轴即可与 合并 是否齿轮轴由以下判断 八 低速轴的设计包括轴的结构设计 装配草图中已设计出 尺寸设计及联轴器 轴承 键的选择 低速轴不需要校核轴 轴承及键 2020 3 21 10 轴的设计按说明书格式书写 九 箱体结构设计五中未设计出的参数计算及箱盖圆弧半径 中心高 轴承座凸台高度 润滑油高度等计算 可边画图边设计 在装配图画好后补充设计说明书 参考课程设计指导书P44 8 设计箱体结构十 附件设计参考参考课程设计指导书P28 尺寸参考P98 102 在设计说明书中要写出设计项目及主要尺寸 十一 参考文献 1 李海萍 机械设计基础课程设计 M 北京 机械工业出版社 2009 2 杨可桢 程光蕴 李仲生 机械设计基础 第五版 M 北京 高等教育出版社 2006 A1装配图参考参考课程设计指导书P49 54可省去左视图 左视图相关参数标在主视图和俯视图上推荐画图比例2 1 要有标题栏 明细栏 技术要求 技术参数表及公差配合 按实际计算数值进行标注 参考图例注意装配图的标注方法 2020 3 21 13 例 设计带式运输机减速器的主动轴 已知传递功率P1 10kW 转速n1 200r min 齿轮齿宽b1 100mm 齿数z1 40 模数mn 5mm 螺旋角b 9 22 轴端装有联轴器 电机轴径为42mm 电机轴长为80mm 滚动轴承采用7200AC系列 内径按结构要求自定 轴承采用润滑油润滑 注 轴承型号为7200C 此处 00 代表内径未知 由自己根据结构确定 轴设计示例结构设计 装配草图 尺寸设计及校核 2020 3 21 14 轴的设计步骤回顾 初算轴的最细处直径 进行强度验算 刚度验算 振动稳定性计算 选择轴的材料 对于阶梯直轴 一般流程是 有特殊要求时才进行 C 结构设计 确定轴各段直径及长度 2020 3 21 15 1 轴的结构设计 需事先简单了解一下减速器结构 2020 3 21 16 下图为一实拍减速器的轴系结构 仅供参考 2020 3 21 17 假设齿轮和联轴器分别从轴的两端装入 1 装配草图 2020 3 21 18 假设齿轮和联轴器同时从轴的一端 右端 装入 可看到不同的装配方案 轴的结构完全不同 选此形式 2020 3 21 19 完成的装配草图 高速轴部分 2020 3 21 20 考虑到与联轴器相连的轴段开有键槽 故应将dmin增大5 由课本表14 3查其机械性能 2 选择轴的材料 一般用途轴 查课本表14 1选择轴的材料45钢 调质 初算轴的最细处直径 查课本表14 2得C 118 107 选C 115 s 1b 60MPa 得dmin 44 5mm 最细处直径到底取多少 是不是44 5mm呢 sB 650MPa C 3 计算各段轴的直径及长度 2020 3 21 21 因为最细处是安装联轴器的 因此其真正直径需等联轴器选好后才能确定 选择联轴器 课程设计指导书第13章 选用 弹性柱销联轴器 型号为 主动端直径为42mm 轴孔长度为84mm A型键槽 从动端直径为45mm 轴孔长度为84mm A型键槽 2020 3 21 22 轴端最细处直径现在为45mm 该轴段长度为多少 84 2 3 82 81mm 到目前为止 已确定出外伸轴段的直径和长度如下 直径为标准值d 45mm 取轴段长L 82mm 也可以选择更大的联轴器 确定出的最细部位轴径更大 2020 3 21 23 选择滚动轴承 由题意定为7类轴承 角接触球轴承 型号未完全确定 现根据结构要求需确定出轴承内径 已知条件 最小轴径为d 45mm 定位轴肩 非定位轴肩 轴肩高 2 5 5mm 轴肩高 1 2mm 注 轴承内径取标准值 5的整数倍 定位联轴器直径为 d d 2 2 5 5 mm 53mm 轴承内径为 d d d 2 1 2 mm 55mm 故可初选选轴承型号为 7211AC 2020 3 21 24 已选轴承型号为 7211AC 并查 滚动轴承 标准 确定如下尺寸 轴承外径D 轴承宽度B 确定轴承内圈安装尺寸da 查课程设计指导书第11章得 D 100B 21 da 64 d 64 2020 3 21 25 与齿轮轮毂连接处直径为 d d 2 1 2 mm 58mm 轴环直径为 d d 2 2 5 5 mm 63mm L 82mm 其余各段长度如何确定 确定其余轴径 注 此处直径即为齿轮轮毂孔直径 2020 3 21 26 注意 本例假设零部件相对位置尺寸按图中标注 并不是所有安装都是此值 应按实际进行计算 2020 3 21 27 L 50 5 21 10 15 50mm 50 B 5 50 15 L 15 5 21 2 43mm L 98mm 比齿轮轮毂略短1 2mm L 23mm 比轴承宽度略长 L 8mm 轴环B 1 4h L 5 15 8 12mm 确定其余轴段长度 2020 3 21 28 4 键的选择 L 98mm L 82mm d 58mm d 45mm 第 段轴选择 键A16 10 90GB1096 2003 第 段轴选择 键A14 9 70GB1096 2003 选键参考课程设计指的书P115表15 9 或课本表10 9 四 校核 第 段轴d 58mm选择 键A16 10 90GB1096 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 10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 2020 3 21 31 确定轴上受力点位置 画示意图即可 示意图 2 轴及轴承的校核 2020 3 21 32 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 2020 3 21 33 2 画受力简图并计算支反力 直齿轮无FA 进而无Fa1Fa2 高速轴 低速轴 T2 T1i 齿轮上作用力 主动轮 FT与转动方向相反 FR指向轴压轴方向 FA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 Fa1 Fa2方向未知 未画方向 2020 3 21 34 以高速轴为例计算支反力 高速轴 水平平面H 求出FH1 1362NFH2 387N 竖直平面V 求出FV1 FV2 2255N 由于Fa1 Fa2通过轴 对轴不产生矩 求支反力时不用画出 轴承径向力 2020 3 21 35 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 FS 0 68Fr FS1 0 68Fr1 1791NFS2 0 68Fr2 1556N 此处FA FS2 FS1 Fa2 FS2 Fa1 FA FS2 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 FA 777N Fa2 1556N 方向水平向左 Fa1 2333N 方向水平向右 2020 3 21 36 4 轴承校核 同课本例题16 4 已知 型号7211AC 正装 Fr1 Fr2 Fa1 Fa2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fP 1 1 轻微冲击 2 计算e查表16 11得X YFa1 Fr1 0 89 eX1 0 41Y1 0 87Fa2 Fr2 0 68 eX1 1Y1 0 3 求当量动载荷P1 P2 4 查7211AC许用基本额定动动载荷Cr 50 5kN 50500N P1 3421N P2 2288N 2020 3 21 37 5 计算轴承基本额定动载荷 6 Cr1 Cr Cr2 Cr 则所选轴承能用 fT 1 Lh 同题目要求寿命 球轴承取3n1 200r min P1 3421N P2 2288N 求得Cr1 Cr2 2020 3 21 38 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 2 合成总弯矩图 M 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Fa1及Fa2 2020 3 21 39 3 画扭矩图T 4 合成当量弯矩图 b b a a 5 寻找危险截面 轴的校核危