《机械设计技术基础》课程设计指导PPT课件

1 机械设计课程设计 内江职业技术学院机械工程系 2 一设计目的 机械设计课程设计是高等工科院校机械类本科学生第一次较全面的机械设计训练 也是机械设计课程的一个重要的实践性教学环节 其目的是 1 综合运用先修课理论 培养分析和解决工程实际问题的能力 2 学习简单机械传动装置的设计原理和过程 3 进行机械设计基本技能训练 计算 绘图 使用技术资料 机械设计课程设计 3 二课程设计任务书 名称 带式输送机传动装置 一级圆柱齿轮减速器 要求 有轻微冲击 工作经常满载 原动机为电动机 齿轮单向传动 单班制工作 每班8小时 运输带速度误差为 5 减速器使用寿命5年 每年按300天计 小批量生产 启动载荷为名义载荷的1 5倍 传动系统简图原始数据 三设计任务量 机械设计课程设计 4 二课程设计任务书 名称 带式输送机传动装置 一级圆柱齿轮减速器 要求 有轻微冲击 工作经常满载 原动机为电动机 齿轮单向传动 单班制工作 每班8小时 运输带速度误差为 5 减速器使用寿命5年 每年按300天计 小批量生产 启动载荷为名义载荷的1 5倍 传动系统简图原始数据 三设计任务量 1 画A0号草图 装配图各一张 A3号零件图一张 2 设计论文 说明书 一份 不少于20页 四参考资料 课程设计指导书课程设计图册机械零件设计手册 含齿轮 带 轴 轴承 键的内容 机械设计 教材 5 1 画A0号草图 装配图各一张 A3号零件图一张 2 设计论文 说明书 一份 不少于20页 图纸工作量 6 五 设计步骤 1 选择电动机 2 传动比分配 3 计算各轴的转速 4 齿轮传动设计 6 计算轴类零件 5 验算系统误差 7 绘制装配图和零件图 机械设计课程设计 7 1 选择电动机 选择电动机依据 功率P 转速n1 电动机功率计算P工作机功率 Pw FV 1000 kw 其中已知 F 输送带拉力 N V 输送带速度 m s 电动机需要功率 Pd Pw kw 总效率 1 2 3 n 1 卷筒轴承效率 2 卷筒效率 3 低速级联轴器效率 4 III轴轴承效率 5 低速级齿轮啮合效率 6 II轴轴承效率 7 高速级齿轮啮合效率 8 I轴轴承效率 9 高速级联轴器效率 效率值查设计手册 机械设计课程设计 五 设计步骤 8 2 电动机转速计算n 工作机转速nw 因 V Dn 60 1000 m s 故 nw V 60 1000 D rpm 其中 V 输送机带速 m s D 卷筒直径 mm 电动机转速 nd nwi总 8 40 nw rpm 其中 i总 8 40i总 减速器传动比 总传动比 1 选择电动机 机械设计课程设计 五 设计步骤 9 3 选定电动机 根据求出的P n查手册 转速n 建议选用同步转速为1500 rpm 功率P 为使传动可靠 额定功率应大于计算功率即P额 Pd PW 总选定电动机 型号 Y系列 同步转速n 满载转速nm 额定功率P额 轴的中心高 电动机轴径 起动转矩 额定转矩的比值 记下备用 1 选择电动机 机械设计课程设计 五 设计步骤 10 2 传动比分配 分配原则 各级传动尺寸协调 承载能力接近 两个大齿轮直径接近以便润滑 浸油深度 机械设计课程设计 五 设计步骤 11 i总 i减 i高 i低 nm nwi减 减速器传动比i高 减速器内高速级传动比i低 减速器内低速级传动比nm 电动机满载转速nw 工作机转速i高 1 2 1 3 i低i减 1 2 1 3 i低2 2 传动比分配 机械设计课程设计 五 设计步骤 12 3 计算各轴的n P T 1 各轴转速电动机轴 nm 满载转速 I轴 nI nmII轴 nII nI i高 2 各轴输入功率电动机轴 Pd Pw 总I轴 PI Pd 联轴器效率 II轴 PII PI 12 12 I轴至II轴效率 机械设计课程设计 五 设计步骤 13 3 各轴扭矩T 电动机轴 Td 9550 Pd nm Nm I轴 TI TdII轴 TII TI 12 I高 计算出参数列表备用 3 计算各轴的n P T 机械设计课程设计 五 设计步骤 14 4 齿轮传动设计 1 采用斜齿圆柱齿轮闭式软齿面传动 2 选用中碳钢 传动用模数m 1 5 2mm 3 强度计算中的功率用输出功率 4 角方向确定应使中间轴的轴向力有所抵消 5 8 15 Z1 20 40 Z2 iZ1求出后圆整 6 因圆整Z2时i变化了故须验算传动比误差 i i Z2 Z1 i 100 5 7 为使图面匀称 中心距 a高 120 a低 140 8 检查浸油深度 当高速级大齿轮浸油1个齿高时 低速级大齿轮浸油深度小于其分度圆半径的六分之一到三分之一 以降低搅油功耗 五 设计步骤 机械设计课程设计 15 5 验算传动系统速度误差 输送带速实际Vw在求解过程中与理论V发生了变化 故应验算系统误差 V Vw V 100 5 若不满足应重新计算 五 设计步骤 机械设计课程设计 16 6 计算轴类零件 1 初估I II III轴径 注意第I根轴是否设计成齿轮轴 对II轴进行弯扭合成强度验算 2 轴承的选择 同一根轴上的两个轴承型号相同 对II轴上的轴承进行寿命计算 3 键的选择 对II轴上的键进行强度校核 提示 力的结果取整数 齿轮几何参数精确到小数点后两位 传动比精确到小数点后两位 螺旋角精确到秒 设计公式要写明来源出处 五 设计步骤 机械设计课程设计 17 带式输送机传动系统简图 机械设计课程设计 18 原始数据 以小组选取下列相应参数值 机械设计课程设计 19 第二阶段设计的主要内容 1 草图设计 仪器图 2 装配图 CAD 3 撰写论文草图设计是装配图设计的规划和准备阶段装配图设计是对草图的进一步细化和完善特点 算画结合 边画边算 机械设计课程设计 20 草图设计 1 准备工作 1 A0图纸一张 比例1 1 用仪器画 2 主要传动件的参数计算完备 齿轮几何尺寸 轴径估算 2 要求 1 草图设计正确 迅速 主要结构要表达清楚 各零件尺寸可随时标注在图纸上 2 草图不要求线型 同样零件可只画一个 其它简画 3 所有零件尺寸随手画在草图上 以免再次查找 机械设计课程设计 21 3 任务 以设计手册为参考资料 1 通过草图设计检查传动比分配是否合理 低速轴与高速大齿轮是否干涉 两大齿轮浸油深度 高速大齿轮浸油深1个齿高时低速大轮浸油深度 半径的1 3 1 6 2 轴的结构设计和轴系零件设计 补充设计计算 定出支点距后对中间轴进行弯扭强度验算 3 轴承的组合设计确定轴承的型号和工作位置 润滑方式和密封装置 对中间轴上的轴承进行寿命计算 4 确定箱体的结构及各部分尺寸 5 减速器附件设计 吊钩 吊耳 观察窗 油标尺等 6 确定联接件结构尺寸及位置 7 验算 22 设计计算中需要验算的内容 1 各级齿轮传动的强度验算2 中间轴的弯扭合成强度验算3 中间轴键的强度验算 只验算一处 4 中间轴上的滚动轴承寿命验算5 两级传动大齿轮浸油深度验算6 选择减速器内齿轮润滑方式验算V7 选择滚动轴承的润滑 剂 方式验算dn 机械设计课程设计 23 4 设计中应注意的问题1 输入 出 轴外伸端长度 直径应与联轴器孔径匹配 2 润滑剂和润滑方式的选择减速器内齿轮的润滑剂和润滑方式按圆周速度V确定 减速器内轴承的润滑剂和润滑方式按速度因数dn确定 由于齿轮和轴承可能分别采用润滑油和润滑脂 此时二者不能相混 否则轴承润滑脂被冲走 故应在轴承处采用密封装置 挡油盘 注意 并不是每个轴承处都安挡油盘 3 油底油面高度 30 50 以保证足够的油量 4 轴承盖选嵌入式结构 5 齿轮与轴的结合方式可设计成齿轮与轴分离 也可以成齿轮轴 机械设计课程设计 24 5 草图设计步骤 按中心距先画轴心线 再画轴及轴承 先画箱内 后画箱外 先粗画 后细画 先画俯视图 再画主视图 最后画侧视图 布图上下左右要适当匀称 机械设计课程设计 25 箱体结构设计 机座壁厚按二级齿轮减速器a选择壁厚a 低速级中心距轴承座旁螺栓扳手空间扳手空间大操作方便 但h太大螺栓太长 安装不便 且要合于螺栓长度系列螺栓中心到机座外壁距离螺栓中心到机座外凸边缘尺寸 机械设计课程设计 26 起盖螺钉作用 起盖用 两个对角线布置 定位销作用 镗轴承孔定位用 锥度1 50两个 对角线布置 观察窗作用 注油 观察两对齿轮啮合情况 以能进手为宜 通气器作用 平衡机体内外压力 吊钩作用 起吊整机用 与底座铸出 起盖吊耳作用 起吊盖 与上盖一同铸出 油标尺作用 测量油面深度 要有最高液面 最低液面刻度 位置设计要防止拔不出油标或油外溢 放油塞作用 更换润滑油的出口 设计在箱体底座最低位置处 机械设计课程设计 27 正式装配图 1 各视图应能完整表达箱内外结构 达到使他人能拆图的目的 2 符合制图国家标准 零件编号 标题栏 明细表 技术要求等应齐全 3 标注尺寸a 特性尺寸 齿轮中心距及公差值 b 外廓尺寸 长 宽 高 包括外伸端轴长 c 安装尺寸 地脚螺钉孔径及定位尺寸 孔距 外伸端轴中心高 d 配合尺寸 齿轮与轴 轴承内外圈 键槽 外伸端与联轴器 装配图上标注公差代号 4 列出减速器特性功率 转速 传动比 机械设计课程设计 28 零件工作图设计和绘制编写设计计算说明书答辩准备及答辩 主要内容 第三阶段任务布置 机械设计课程设计 29 零件工作图是零件制造 检验和制订工艺规程的基本技术文件 它既要反映出设计意图 又要考虑到制造的可能性 合理性和经济性 零件工作图应包括制造和检验零件所需全部内容 零件的基本结构及主要尺寸应与装配图一致 不应随意更改 如必须更改 应对装配图作相应的修改 从装配图拆零件 零件工作图设计 1零件工作图设计概述 机械设计课程设计 30 零件图 1 中间轴 齿轮2 要求 标出全部尺寸 公差值 形位置公差 粗糙度 材料及热处理方法技术要求等 轴的键槽处要有移出剖面 齿轮轴列出参数表 机械设计课程设计 零件工作图设计 31 设计内容 1 低速级低速轴2 低速级大齿轮零件工作图的要求 正确选择和合理布置视图合理标注尺寸标注公差及表面粗糙度编写技术要求画出零件工作图标题栏 设计内容 零件工作图设计 机械设计课程设计 32 零件图明细表 零件工作图设计 机械设计课程设计 33 设计内容 低速级低速轴1 视图一般只需一个主视图 在有键槽和孔的地方 增加必要的局部剖面图 细小结构 如退刀槽 中心孔 局部放大图 设计时用2号图纸 选用比例1 1 2轴类零件工作图的设计要点 零件工作图设计 机械设计课程设计 34 零件工作图设计 机械设计课程设计 2轴类零件工作图的设计要点 35 2 标注尺寸对所有尺寸包括倒角 圆角都应标注无遗 或在技术要求中说明 不允许出现封闭的尺寸链 应根据加工工艺的要求选择基准面 进行标注 零件工作图设计 机械设计课程设计 2轴类零件工作图的设计要点 36 串联尺寸组 并联尺寸组 零件工作图设计 机械设计课程设计 2轴类零件工作图的设计要点 37 为主基准 为辅助基准 零件工作图设计 机械设计课程设计 2轴类零件工作图的设计要点 38 3 表面粗糙度 轴的所有表面都要加工 表面粗糙度可查P74或按表4 2选择 零件工作图设计 机械设计课程设计 39 凡有配合处的直径按装配图的配合性质标出尺寸的偏差 键槽的尺寸偏差及标注方法可查有关手册 键槽深度标注d t的尺寸偏差P122 在零件工作图上对尺寸及偏差相同的直径应逐一标注 不得省略 4 标注尺寸公差 零件工作图设计 机械设计课程设计 40 零件工作图设计 机械设计课程设计 轴类零件工作图标注实例 41 5 形位公差 形位公差的确定方法 类比法计算法 参考公差及有关手册 下表列出了在轴上应标注的形位公差项目 供设计时参考 轴的形位公差标注方法及公差值可参考75图4 3或有关手册 零件工作图设计 机械设计课程设计 42 在图上不便表示而在制造时又必须遵循的要求和条件 主要内容 对材料的机械性能和化学成分的要求及允许代用的材料 对材料表面机械性能的要求 如热处理方法 对处理后的硬度 渗碳深度及淬火深度等 对机械加工的要求 对未注明倒角 圆角半径的说明 6 技术要求 零件工作图设计 机械设计课程设计 43 7 轴零件工作图示例 零件工作图设计 机械设计课程设计 44 这类零件系指齿轮 蜗杆和蜗轮等 在零件工作图中除了零件图形和技术要求外 还应有啮合特性表 设计内容 低速级大齿轮1 视图这类零件图一般用两个视图表示 主 侧简化 侧视图只画轴孔和键槽 注 角方向应在视图上清楚的画出 设计时用2号图纸 选用比例1 1 零件工作图设计 机械设计课程设计 3齿轮类零件工作图的设计要点 45 齿轮零件工作图示例 零件工作图设计 机械设计课程设计 46 齿轮零件工作图示例 零件工作图设计 机械设计课程设计 47 a 径向尺寸 以轴的中心线为基准标出 注 齿根圆在图纸上不标出 b 齿宽方向的尺寸 以端面为基准标出 有关齿轮零件工作图的尺寸标注 参见P235或有关手册 除啮合参数 齿顶圆 分度圆 为精确值外 其它尺寸 轮缘厚度 辐板厚度 轮毂及辐板开孔尺寸等 应圆整 2 标注尺寸 零件工作图设计 机械设计课程设计 48 3 表面粗糙度 可参考手册 零件工作图设计 机械设计课程设计 49 尺寸公差a 齿顶圆直径的极限偏差 参见P76表4 5或有关手册 作基准 IT7 9 不作基准 IT11 b 轴孔或齿轮轴轴颈的公差 参见P76表4 5或有关手册 c 键槽宽度b的极限偏差和尺寸 d t1 的极限偏差 参见P122表6 57或有关手册 4 尺寸公差和形位公差 零件工作图设计 机械设计课程设计 50 d 齿顶圆的径向跳动公差 e 齿轮端面的端面跳动公差 f 齿轮轴孔的圆柱度公差 g 键槽的对称度公差 其值可取轮毂键槽宽度公差的1 2 键槽的平行度公差 一般可不注 精度高 可参见有关手册 形位公差 零件工作图设计 机械设计课程设计 51 5 啮合特性表啮合特性表内容 齿轮的主要参数 不得省略 齿轮的测量项目计算及查取方法 P235图的圆柱齿轮啮合特性表可供参考 P181表6 117测量项目 P181 187表6 117 6 124 零件工作图设计 齿轮类零件设计要点 52 主要内容 对铸件 锻件或其他类型坯件的要求 对材料的机械性能和化学成分的要求及允许代用的材料 对材料表面机械性能的要求 如热处理方法 对处理后的硬度 渗碳深度及淬火深度等 对未注明倒角 圆角半径的说明 对大型或高速齿轮的平衡校验要求 6 技术要求 零件工作图设计 机械设计课程设计 53 编写设计计算说明书 1 页数不超过20页 16开 包括封面 目录 附录 2 轴的弯扭矩图在同一张纸上 评分依据1 正式装配图 零件图及软盘2 论文3 答辩以上均要求独立完成 如有雷同视为作弊 机械设计课程设计 54 计算说明书是设计计算的整理和总结 是图纸设计的理论根据 而且是审核设计的技术文件之一 说明书的内容和设计任务有关 对于本课程设计 其说明书的内容大致包括 1 内容 1 目录 标题及页次 2 设计任务书 3 前言 题目分析 传动方案的拟定等