机械设计课程设计 3

机械设计课程设计,绪论,一、课程设计的目的（综合训练）1.培养正确的设计思想，训练综合运用所学的理论知识解决工程实际问题的能力；2学习机械设计的一般方法，掌握通用机械零件、机械传动装置的设计过程和进行方式。3.设计基本技能的训练。如计算、绘图、熟悉和运用设计资料、手册、图册、标准和规范等。,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。,二、课程设计内容,课程设计设计过程:1.进行传动方案的设计；2.电动机功率及传动比分配；3.主要传动零件的参数设计；4.减速器结构、箱体各部分尺寸确定，结构工艺性设计；5.装配图的设计要点及步骤等；（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）6.设计和绘制零件工作图；7.整理和编写设计说明书。,三、设计题目,P112P116,1.工作图：装配图1张、零件图2张（高速轴、低速齿轮）2.设计计算说明书1份。,四、设计工作量,1.传动装置总体设计2.装配草图设计3.工作图设计4.编写设计计算说明书,五、课程设计计划（3周）,六、成绩评定,综合设计表现、图纸质量、说明书情况，按百分制评分。,七、参考书1.机械设计2.机械设计课程设计3.机械零件设计手册,八、课程设计的要求1.研究分析设计题目和工作条件，明确设计要求和设计内容；2.认真复习与设计有关的章节内容，提倡独立思考、深入钻研，主动地、创造性地进设计；3.设计态度严肃认真,一丝不苟，反对照抄照搬，抄袭他人设计，容忍错误等问题；4.通过设计在设计思想、设计方法和设计技能等方面得到良好的训练。,机械传动方案,选择机械传动系统的原则,机械传动方案,（1）对高速、大功率、长期工作的工况，应选用承载能力高，传动平稳，传动效率高的传动系统。（2）速度较低，中、小功率，要求传动比大的场合，可采用单级蜗杆传动、多级齿轮传动、带齿轮传动、带齿轮链传动等多种方案，并进行分析比较，从中选择效率高的方案。,机械传动方案,（3）工作环境恶劣、粉尘较多时，尽量采用闭式传动，以延长传动件的寿命。工作环境温度较高或易燃烧的场合，不宜采用带传动。（4）传动比较大时，应优先选用结构紧凑的蜗杆传动和行星齿轮传动。原动机输出轴与工作机构输入轴平行时，可采用圆柱齿轮传动；中心距较大时，可采用带传动或链传动。两轴平面相交时，可用锥齿轮传动；两轴空间交错时，可用蜗杆传动；两轴同轴布置时，可用二级同轴式圆柱齿轮传动或行星齿轮传动。,机械传动方案,各种传动件在方案中的配置,机械传动方案,1.带传动靠摩擦力工作，承载能力较小，传递相同转矩时，结构尺寸较其它传动形式大，但传动平稳，能缓冲吸振，应布置在高速级，使所传递的转距小。2.链传动由于多边形效应，瞬时传动比不断变化，产生冲击、振动，而使转速不均匀，故不宜用于高速级，应布置在低速级。,机械传动方案,3.蜗杆传动能实现传动比大，传动平稳，但效率较低，适用于中小功率或间歇运转的场合；当它与齿轮传动同时应用时，若蜗杆传动布置在高速级，使其传递较小的转矩，以减小蜗轮尺寸，节约有色金属，且传动效率较高。若蜗杆传动布置在低速级，则齿轮传递转矩较小，而是整个传动装置的尺寸减小。4.锥齿轮加工较困难，特别是大模数的锥齿轮，因此只在需要改变轴的方向时才采用，且应尽量布置在高速级和限制其传动比，以减小其尺寸和模数。5.斜齿轮传动的平稳性较直齿轮传动好，常用在高速级或要求传动平稳的场合。,传动装置总体设计,一、选择电动机1.选择电动机类型常用：Y系列三相异步电动机同步转速：300015001000750级数：2468电动机安装型式：,2.确定电动机的功率,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,传动装置总效率,（P9）,=1.2.3n,(2)确定电动机型号（P235）例：Pd=3.6kW,查取电动机轴外伸端尺寸:D-直径E-长度等，（P238P241）,二、传动装置总传动比的确定和分配1.确定总传动比ia,2.分配各级传动比,(1)各级传动比应在推荐范围内选取，不得超过最大值。（P6）,分配原则:,（2）通常按照“传动比递增”的原则分配传动比,(4)圆锥-圆柱齿轮减速器,(3)展开式二级圆柱齿轮减速器各级传动尺寸协调，承载能力接近，两个大齿轮直径接近以便润滑。（浸油深度）,目的：（1）尺寸协调、互不干涉,（2）尺寸紧凑、便于润滑,注意：1.按工作机所需电动机功率Pd计算，而不按电动机额定功率Ped计算。2.设计轴时应按其输入功率计算、设计传动零件时应按主动轴的输出功率计算,二、传动装置运动、动力参数计算计算各轴的功率P、转速n和转矩T,列汇总表：,传动零件设计,一、减速器外传动零件设计,1.普通V带传动已知：PnTi,2.链传动已知：PnTi,设计步骤：见教科书例题,1.高速级齿轮传动已知：PnTi设计步骤：见教科书例题,2.低速级齿轮传动已知：PnTi设计步骤：见教科书例题,二、减速器内传动零件设计,三、按转矩初步计算轴的最小直径,注意：1.键槽,单键：加5%,双键：加7%,2.圆整为标准直径,3.或按联轴器圆整直径（P192P200）,四、验算工作速度误差,草图设计,1.准备工作（1）图纸一张（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。,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1/31/6。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,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3050，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。,5.草图设计步骤,1）按中心距先画轴心线，再画轴及轴承，2）先画箱内，后画箱外，3）先粗画，后细画，4）先画俯视图，再画主视图，5）最后画侧视图。6）布图上下左右要适当匀称。,箱体结构设计（P1415）,机座壁厚按二级齿轮减速器中心距选择壁厚a-低速级中心距,、,8，,地脚螺钉直径,轴承旁联接螺栓直径,盖与座联接螺栓直径,轴承端盖螺栓直径,轴承座旁螺栓扳手空间扳手空间大操作方便，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,起盖螺钉：起盖用，两个对角线布置。定位销：镗轴承孔定位用，锥度1：50两个，对角线布置。观察窗：注油、观察两对齿轮啮合情况，以能进手为宜。,通气器：平衡机体内外压力。吊钩：起吊整机用，与底座铸出。起盖吊耳：起吊盖，与上盖一同铸出。油标尺：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：更换润滑油的出口，设计在箱体底座最低位置处。,通气器：平衡机体内外压力。吊钩：起吊整机用，与底座铸出。起盖吊耳：起吊盖，与上盖一同铸出。油标尺：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：更换润滑油的出口，设计在箱体底座最低位置处。,装配工作图:设计和装配时用的图纸,要求：在草图的基础上进行装配图设计。（避免盲目照抄草图，修改草图中的错误，力求进一步改进和提高设计质量）,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：（表明机器性能、规格和特性的尺寸）齿轮中心距及公差值。b.外廓尺寸:（表明机器占用的空间尺寸）长*宽*高，包括外伸端轴长。c.安装尺寸:（表明机器安装在其基础上的位置尺寸，包装，运输，安装，厂房用）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：（需要标明配合零件间装配关系的尺寸）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。（P40表3-25）4.列出减速器特性功率、转速、传动比。（p40表3-26）,5.装配图上应标注的技术要求,装配前所有零件用煤油清洗，滚动轴承汽油清洗，箱体内壁涂防锈漆。齿轮传动的齿面接触斑点(P219表15-23)；滚动轴承的热补偿间隙为0.20.5mm减速器剖分面、密封面和接触面均不允许渗漏。剖分面涂密封油漆或水玻璃，禁止使用任何垫片。箱体内装全损耗系统用油；轴承用润滑脂。跑合试验要求，空载试验、负载试验时间，工作条件）。对外观，包装和运输的要求。,零件工作图：生产用的图纸1.布图：选择适当的图纸,比例尽量采用1:12.标注尺寸公差、形位公差及表面粗糙度3.标注技术要求：热处理，表面处理（渗碳，氮化，氰化，镀层，抛光）未注明的圆角，倒角，斜度等要求。特殊要求：修饰，涂色，检验，试验（平衡，噪音）,4.标题栏（同装配图）5.要求：避免零件在车间做任何计算（尺寸标注完全）零件各部分尺寸，尽量标注在同一投影图上。尺寸线、引出线引到看得见的轮廓线上。下面分别介绍齿轮（盘类），轴（轴类）,齿轮：（盘类）一、视图:首先搞清结构及要求。二、尺寸标准:包括圆、宽度和键槽三部分。三、公差与精度：1.轮齿精度及公差P214,精度等级的确定：常用精度等级7、8、9级,主要精度,精密、分度：I（运动精度）8重型：III（接触精度）7一般：II（工作平稳精度）7,8-7-7HKGB10095-88IIIIII,表15-17,齿厚下偏差,齿厚上偏差,推荐检验项目P219表15-22,:F:齿向公差,侧隙：公法线长度及跨测齿数P217表15-18,a.确定斜齿轮法面公法线长度假想齿数：,系数表15-19（P218）,整数部分:表15-18小数部分:表15-20,（例：m=2mm,z=75,=15）,b.确定偏差：7HKGB10095-88表15-17,2.齿轮毛坯公差：表15-21P218齿顶圆偏差,齿坯径向跳动齿坯端面跳动,表15-21,3.键槽公差（轮毂槽）P157表10-14.表面粗糙度,5.啮合特性表P253,轴：1.视图：一个视图加若干剖面，（轴的结构形状）2.尺寸标注：满足加工、检验、装配要求。注意：基准面，加工过程，尺寸链不封闭。3.形位公差：重点是轴颈和轴头部分。4.表面粗糙度,5.中心孔：三种情况要求保留（维修）：按GB145-85画查手册不允许存在：注明:“不允许有中心孔,必须切去”。,6.键槽，砂轮越程槽，螺尾退刀槽,P157表10-1,查手册,查手册,检查：1.视图数量是否足够。2.零件结构是否正确。3.尺寸标注，公差，形位公差，表面粗糙度是否正确。4.技术要求是否完善、正确。5.标题栏，明细表填写是否正确，有否遗漏。6.检查修改后加深，图纸全部内容要符合制图国家标准，保持整洁，文字、数字用仿宋体写出。,编写设计计算说明书,一、设计计算说明书,要求：计算正确、论述清