《机设基础课程设计》PPT课件

机械设计基础课程设计,机电工程学院郑银环,1-1课程设计的目的、内容及要求,“两线”：课程教学设计实践“三性”：实践性、综合性、创新性,一、目的,1、综合运用机械设计及其他先修课的知识，进行机械设计训练，使已学知识得以巩固、加深和扩展；,2、学习和掌握通用机械零件、部件、机械传动及一般机械的基本设计方法和步骤，培养学生工程设计能力和分析问题，解决问题的能力；,3、提高学生在计算、制图、运用设计资料（手册、图册）进行经验估算及考虑技术决策等机械设计方面的基本技能。,二、内容,1、设计题目：带式运输机的传动装置,传动方案及原始数据：见任务书,带式运输机,2、设计内容：（1）传动方案的分析；（见设计任务书）,（2）电动机的选择，传动装置的运动和动力参数的计算；,（3）传动零件的设计计算（V带传动、斜齿轮传动）；,（4）轴的设计（所有轴的结构设计，低速轴的弯、扭合成强度校核）；,（5）滚动轴承的选择及计算（低速轴上轴承的寿命计算）；,（7）联轴器的选择；（8）减速器的润滑与密封；（9）减速器装配图设计（箱体、箱盖、附件设计等）；（10）零件工作图设计；（11）编写设计计算说明书；（12）答辩。,（6）键的选择及强度校核（低速轴上键的校核）；,3、工作量：减速器装配图一张：0#图纸零件工作图一张：2#图纸绘低速轴设计计算说明书一份,4、进行方式：每人一题，学生按指定题号，在教师指导下，按时、保质、按量完成全部设计；教师每天基本按一个单元时间到设计教室进行答疑和检查。,三、进度,1、图纸结构、投影、标注及数据是否正确，线条是否符合制图标准，图面是否整洁，字迹是否工整等；2、设计计算说明书：设计计算是否正确、完整、字迹是否工整、整洁等；3、设计表现：是否遵守纪律、设计态度端正，能否按进度独立完成工作量，是否迟到早退等；（出勤率）4、答辩成绩。,四、成绩评定,1、学生每天上、下午必须在指定的设计教室进行设计，不得迟到和早退；2、保持设计教室安静、清洁；3、独立完成，可以相互讨论，但不得抄袭。,五、注意事项：,1-2传动装置的总体设计,一、分析和拟定传动装置的运动简图,传动方案已定（任务书中简图）；一人一题（题号分配）。,1、电动机类型：均用Y系列电动机,二、选择电动机类型及功率(p5),2、确定电动机功率：电动机所需输出功率：Pd=Pw/,Pw工作机所需功率（取决于工作阻力及运行速度）,Pw=FV/1000(kw)F运输带的工作拉力（N）V运输带的工作速度（m/s）,电动机至工作机传动装置的总效率=带齿轮轴承3联轴器卷筒,注：轴承效率：一般指一对轴承而言联轴器可用弹性套柱销联轴器或弹性柱销联轴器,电动机额定功率Pe:PePdPd电动机所需输出功率Pe电动机额定功率,功率相同的同类电机有不同的转速：电机转速高、转矩小外廓尺寸小、重量轻、价格便宜。但在总传动比相同条件下，传动装置传动比大尺寸及重量大、价格高，故二者应综合考虑。本设计一般用同步转速为1500及1000r/min两种电动机转速（用满载转速nm计算）。i=nm/nw,三、确定电动机转速,四、选定电动机,根据电动机所需功率和同步转速确定型号。,1-3计算总传动比及分配传动比,一、计算总传动比(p6),i=nm/nw,i=i带i齿轮,nw工作机所需转速，r/min,V运输带的工作速度（m/s）,D运输带鼓轮直径（mm）,3、各传动件尺寸协调、结构匀称，互不干涉。i带i齿轮注：传动件的参数确定后，验算传动比的误差，应满足i(35)%,2、i带不能太大，以免大带轮半径超过减速器箱座中心高，造成安装困难；,二、分配传动比(p7),1、各级传动比应在推荐范围内：i带2i齿轮35；,1-4传动装置的运动和动力参数的计算,一、各轴转速(p8),二、各轴输入功率,三、各轴输入转矩,设计计算传动装置各级转速时，按电动机满载转速进行计算。不能按同步转速1000r/min或1500r/min,注：设计计算传动装置各级功率时，按电动机实际功率Pd进行计算。PdPe，Pe为额定功率，Pd作为设计功率！,列表以备查用。,1-5传动零件的设计计算,传动装置包括各种类型的零、部件，其中决定其工作性能、结构布置和尺寸大小的主要是传动零件，如V带传动、齿轮传动等。,1、V带传动：要求计算出V带传动的型号、长度、根数、中心距、初拉力、对轴的作用力；确定带轮直径D1、D2，材料、带轮结构尺寸等。设计时应注意：,（1）带轮尺寸与传动装置外廓尺寸的相互关系。如：装在电动机轴上的小带轮直径与电动机中心高应相称；大带轮不应过大以免与机架相碰等。一般应由电机轴定小带轮轴孔孔径，大带轮轴孔孔径与减速器输入轴协调；,（2）D1、D2应标准化，由此造成实际带传动的传动比与分配的带传动的传动比之间有差异，应予以修正，从而得到减速器实际的传动比和输入转矩；（3）带轮的结构形式：主要由带轮直径大小而定，具体结构及尺寸可查手册，画出结构草图，标明主要尺寸。,2、圆柱齿轮传动：(p12),齿轮材料,齿轮设计时应注意：,（1）齿轮传动的几何参数和尺寸分别进行标准化、圆整或计算其精确值；,模数m：取标准值；中心距a：圆整；,分度圆直径d1、d2：精确到小数点后3位；螺旋角：精确到秒；其他结构尺寸尽量取整，以便加工。,小齿轮是否采用齿轮轴,（2）具体结构尺寸可参考教材；,特别提示：边设计边修改，最终装配图、零件图、计算说明书的结果必须一致，尤其对于轴、齿轮等。,（3）几何尺寸、参数的计算结果应及时整理。,3、初算轴的直径(p13),按扭转强度估算轴的直径：,4、选择联轴器(p13),5、初选滚动轴承(p14),选择联轴器的类型和型号。,根据所受载荷的大小、性质、方向，轴的转速及其工作要求选择滚动轴承的类型。,可初选3类、7类轴承中(3)窄系列。(中等Cr值),减速器的基本结构由传动零件（齿轮）、轴和轴承、箱体、润滑和密封装置以及附件等组成。根据不同要求和类型，减速器有多种结构。,21减速器的结构,减速器的结构,减速器铸造箱体的结构尺寸见表5-1(P24),减速器七大附件：(p16、p32)窥视孔，视孔盖；作用：检查啮合、注油,排油孔螺塞；,油标；,作用：测量油面高度,作用：排出油污,定位销；,作用：确定箱盖箱体的相对位置。,定位销,起吊装置。,一、装配草图设计：装配图反映各个零件的相互关系，结构形状以及尺寸，是绘制零件工作图的依据。所以必须综合考虑对零件的材料、强度、刚度、加工、装拆、调整和润滑等要求，用足够的视图和剖面图表达清楚。草图设计（按比例、按投影关系绘制。但可简化与省略，如：不画剖面线，不标注配合及尺寸等）教师审阅装配工作图设计,22装配图设计,二、草图设计第一阶段：设计内容：1、完成轴的结构设计：dmin：按扭矩初估而得的作为轴端直径。确定轴各段直径（考虑零件定位及轮毂孔直径）确定轴各段长度（考虑零件宽度及零件间相互距离）轴承型号的确定,2、确定轴的支点距离和轴上零件力的作用点。,设计过程：1、绘制前的准备：电机型号：查出其外伸轴径d和外伸长度l，中心高H；确定联轴器型号：两端轴孔直径和轴孔长；初选轴承类型（径向力和轴向力作用）；轴承润滑方式(p19)：浸油齿轮V2m/s时，可采用脂润滑。,齿轮润滑(p17、p31)：V12m/s时可采用浸油润滑。注意油池深度与浸油。一般浸油深度：浸油齿轮一个齿高，但10mm。齿顶圆至油池底面距离3050mm。确定密封方式：V轴5m/s时采用毡圈密封；(p29、p143)挡油环（齿状）(p20、p29)轴承盖结构(p17、p132),2、草图设计过程选择视图、图纸幅面(0号图)、绘图比例(1:1)及布置图面位置(估计减速器轮廓尺寸)；(p65),由里向外，先画中心线和轮廓线，再画细部结构。,画传动零件的中心线及轮廓线、箱体内壁线(p25/p33),步骤及要点：b1b2510；机体内壁与小齿轮端面及大齿轮顶圆应有间隙2、1。,初估轴的外伸直径；通过绘图进行轴和轴承部件结构的初步设计；定出轴的支承距离及轴上零件作用力的位置。(p26/p36),三、精算(p28)：轴的弯扭合成强度校核（低速轴）轴承寿命计算（低速轴轴承）键强度校核（低速轴上键）,四、草图第二阶段：任务:轴系结构设计内容：设计传动零件、轴上其它零件及与轴承支点结构有关零件的具体结构。传动件结构设计：见前,2.轴承组合设计：轴系轴向固定与调整方法；轴系结构与画法；轴系润滑与密封；轴承盖结构；,轴结构细化圆角、倒角、退刀槽、砂轮越程槽等,五、装配草图第三阶段：任务：完成装配草图内容：1、设计减速器机体和附件机体形状、尺寸确定；(p29)轴承旁凸台结构尺寸；(p30)加强筋；机体工艺结构（沉头座、凸台、铸造圆角等）；(p32)联接螺栓、螺钉的尺寸、位置；(p24)地脚座凸缘、机座、机盖联接凸缘的厚度及宽度。,2.完成减速器附件：七大附件的结构设计(p16、p32),六、完成减速器装配图：(p40)装配图内容包括各个视图、尺寸、技术要求、零件编号、明细表、标题栏等。1.标注尺寸：特性尺寸；配合尺寸；安装尺寸；外形尺寸。2.零件序号、明细表、标题栏。3.技术特性4.技术要求5.检查装配图,装配工作图设计,装配图的检查1、装配图是否与传动方案一致；2、传动件、轴、轴承及轴上零件结构是否合理；定位、固定是否可靠；加工、装拆是否方便；润滑、密封如何考虑的；3、箱体的结构与工艺性是否合理；加工面与非加工面；附件的布置是否恰当、结构是否正确；4、设计计算的尺寸与实际尺寸是否一致；,5、视图表达是否符合机械制图规定；三个视图的投影关系是否正确；啮合轮齿、螺纹及滚动轴承等的画法；6、尺寸标注是否完整且不多余；零件序号是否按顺序编制完整，不遗漏、重复；且与明细表一一对应，注意材料牌号与设计一致；标出技术特性、撰写技术要求。,1、不合理结构：插孔位置太高，油标尺不便插入和拔出，凸台无法加工。,常见错误示例,2、不合理结构：放油孔位置偏高，箱内的油放不干净,3、不合理结构：轴承盖螺钉设计在剖分面上。,4、不合理结构：各轴承座孔外端面不平齐，不利于加工。,正确：各轴承座孔外端面平齐，各轴承内端面对齐。,5、不合理结构：定位销孔位置不当。,齿轮啮合的正确画法：5条线，从动件齿顶圆画虚线。,螺栓联接的正确画法,3-1零件工作图设计概述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。,设计内容：低速轴零件工作图的要求：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（指导书P66）,3-2轴类零件工作图的设计要点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。,(参考p50),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；,3、表面粗糙度轴的所有表面都要加工。表面粗糙度可查表6-2（指导书P52）。,4、标注尺寸公差凡有配合处的直径按装配图的配合性质标出尺寸的偏差。（p154）键槽的尺寸偏差及标注方法可查指导书。（p107）(键槽深度标注d-t的尺寸偏差)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；参见有关手册。,6、技术要求在图上不便表示而在制造时又必须遵循的要求和条件，参见指导书。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。,5、形位公差在轴上应标注的形位公差项目，轴的形位公差标注方法及公差值可参考指导书。,7、轴零件工作图示例,33编写设计计算说明书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、内容设计任务书；目录；（1）设计任务；（2）传动方案分析；（3）电动机的选择计算；（4）传动装置的运动和动力参数的选择和计算；（5）传动零件的设计计算；,（6）轴的设计计算；（7）键联接的选择及计算；（8）滚动轴承的选择及计算；（9）联轴器的选择；（10）润滑与密封；（11）箱体及附件的结构设计和选择；（12）设计小结；（13）参考资料。,2、要求和注意事项必须用钢笔工整的书写在规定格式的设计计算说明书上，要求计算正确，论述清楚、文字精炼、插图简明、书写整洁。本次课程设计说明书要求字数不少于5-8千字（25页左右），要装订成册。