机械原理及机械设计

机械原理及机械设计综合课程设计,刘开昌iuks,不要在任务书上乱画和做笔记!,第一章概述,一、课程设计目的,二、课程设计题目,专用精压机主体单元机构及其传动装置的改进设计,包括传动、冲压、送料和顶料,第一章概述,三、改进功能要求,重心高、传动路线长、冲压机构采用曲柄滑块机构,1、功能要求,-送料到位,一次冲压成形,顶出并推出成品,2、性能要求:,要求上模以较大速度接近坯料前,铝板坯料已送至待加工位置,然后上模以较均匀速度下冲进行拉延成形,接近拉延结束时,速度很快减速,然后上模停留一小段时间后,与顶料杆一起将筒形坯上行将成品筒坯推出型腔,最后快速返回,完成一个工作循环。,动作：推杆推料(推品)上模冲拉下模顶坯,1（任务、时间安排、工作量）,1.执行部分机构设计；,2.初定原动机和传动方案；,3.传动装置设计；,4.考核、答辩。,1.执行机构运动简图一张(A2)和方案简图多个位置图;,2.各执行构件的运动线图及其分析程序清单、结果；,3.减速器装配草图一张(A0，主、俯视图);,4.减速器装配CAD图一张(A0,三视图);,5.零件CAD图两张(A2);,6.课程设计说明书一份。,第一章概述,四、设计任务与时间安排,五、具体完成工作体现,1（设计步骤）,0.准备阶段；,1.执行机构方案设计；,2.初定电机转速和传动装置方案；,3.执行机构尺寸设计、运动分析；,4.传动装置总体设计；,5.传动件设计计算；,6.初定轴、轴承，选联轴器；,7.画减速器草图；,8.减速器装配图设计；,9.零件工作图设计；,10.编写说明书；,11.考核、答辩。,4天,2天,5天,1天,2天,1天,第一章概述,六、设计阶段,成绩评定(五级分制)设计技术资料及答辩65、考试10、纪律态度25适应教学方式集中讲解，注意听讲有问题及时沟通不要把老师作为手册纪律遵守正常上课时间及纪律（各班做好考勤工作）未经允许，禁止在教室以外的任何地方进行设计不得带食品到教室，不得边听音乐边设计保持环境清洁,第一章概述,七、注意事项,第二章方案设计,一、常见运动转化形式,1.连续转动连续转动,双曲柄机构,回转导杆机构,齿轮机构,带传动机构,链传动机构,第二章方案设计,一、常见运动转化形式,2.连续转动往复移动,曲柄滑块机构,盘形凸轮机构,圆柱凸轮机构,多杆机构,X=R*sin(),正弦机构,第二章方案设计,一、常见运动转化形式,3.连续转动往复摆动,曲柄摇杆机构,曲柄摇块机构,摆动导杆机构,盘形凸轮机构,圆柱凸轮机构,第二章方案设计,一、常见运动转化形式,4.连续转动间歇转动,槽轮机构,凸轮式分度机构,不完全齿轮机构,组合机构,第二章方案设计,二、动作分解,推杆推料(推品)上模冲拉下模顶坯,三、绘制运动循环图,描述各动作之间有序的、制约的相互配合的运动关系。,选择定标件，并以该构件运动的转角或时间作为确定其它执行构件运动先后顺序的基准。,1.直线式工作循环图,以刨床为例,以内燃机为例,以曲柄为定标件,720为一周期。,2.圆周式工作循环图,第二章方案设计,三、绘制运动循环图,以饼干包装机为例,3.直角坐标式工作循环图,第二章方案设计,三、绘制运动循环图,左压杆左退到M点以后，右压杆才进入M点。左压杆在左退的同时，右压杆就已经左压包装纸了。,第二章方案设计,三、绘制运动循环图,动作：推杆推料(推品)上模冲拉下模顶坯,上模的理想循环图,设计合理的上模、推杆、下模动作循环图,共有3*4*4=48可能组合.,分析优缺点，选择机构组合,第二章方案设计,四、构建形态学矩阵,每个动作至少选择3种机构,五、评价机构考虑要素,总体布局:动力源、输入与执行构件位置关系、各传动机构协调性运动规律:实现运动转换形式和运动规律运动精度:精度要求不高时，可进行近似承载能力与速度:优先采用低副，特别是转动副使用与工作条件:生产工作要求/生产车间条件/使用维护要求人机系统要求:机械与人的合理分工/安全性,3初定电机转速和传动装置方案(一.电极转速),一.电机,1.动力形式,2.原动机类型,3.电流与接法“Y系列”三相异步电动机。,第三章初定电机与传动装置,4.电机同步转速ns,3（常见传动装置方案）,二级圆柱齿轮减速器,二.传动装置,第三章初定电机与传动装置,1.构思传动方案,带传动、链传动、齿轮传动(圆柱/圆锥/蜗杆)开式传动(圆锥/圆柱),3（常见传动装置方案）,圆锥-圆柱齿轮减速器,蜗杆减速器,二.传动装置,第三章初定电机与传动装置,1.构思传动方案,2.绘制总体方案草图,1（设计步骤）,0.准备阶段；,1.执行机构方案设计；,2.初定电机转速和传动装置方案；,3.执行机构尺寸设计、运动分析；,4.传动装置总体设计；,5.传动件设计计算；,6.初定轴、轴承，选联轴器；,7.画减速器草图；,8.减速器装配图设计；,9.零件工作图设计；,10.编写说明书；,11.考核、答辩。,4天,2天,5天,1天,2天,1天,第一章概述,六、设计阶段,第四章传动装置总体设计,一、选择电机,标准件,考虑类型、结构、容量、转速,1、类型与结构,-“Y”系列三相异步电动机,2、容量,-防止过载,防止低效,Ped电机额定功率,Pd所需电机功率,Pw工作机所需功率,传动总效率,注意:允许Pd不超过5%!,第四章传动装置总体设计,一、选择电机,3、转速,4、查手册,定型号,列出主要尺寸和参数,ns同步转速,nm满载转速,注意:设计计算用满载转速!,第四章传动装置总体设计,二、计算i总并分配,1、计算i总,1).各传动比应在推荐范围；,3).i高=(1.21.4)i低,i锥0.25i减3,2、分配原则,2).i带i齿,i齿不为整数,4).同轴式两级减速时i高=(1.51.8)i低,第四章传动装置总体设计,三、计算各轴运动和动力参数,注意:1.每根轴功率有输入与输出之分；2.设计采用输入功率;,第五章传动件的设计,一、带传动,注意:1.采用三角带；2.两轮基准直径必须为标准值;3.Da12H(电机)4.Da2dminI+(510)(II非外伸)3).联轴器匹配:d左=(0.81.2)d右,三、校核传动比5%,1.轴dmin的确定：,2.轴承类型确定:,1).类型:3类或7类(轴向力,公称角)2).直径系列:轻系列(价格及普遍性)3).宽度系列:窄系列(价格及普遍性),3.联轴器初定:,1).类型:弹性柱销或弹性套柱销(价格,减振性)2).型号:许用扭矩许用转速连接直径3).注意留足装拆尺寸A,8减速器装配图设计(表达的内容,设计步骤),第六章装配图设计,一、掌握结构,1).主要零件:齿轮、轴、轴承,钢材料2).箱体:铸铁材料,剖分式结构3).附件:检查孔通气器起盖螺钉定位销吊耳油标螺塞吊孔,二、表达内容,1).工作原理:表达运动和动力传递关系2).零件相互关系:装配、配合关系、干涉检验3).零件形状尺寸:画零件图依据,三、设计步骤,“三先三后”和“三边”,先粗后细,先主后次,先里后外边画图,边计算,边修改,1.准备阶段,1).必要技术数据:简图和各传动件主要尺寸2).装拆实验、阅读资料了解减速器结构3).初定轴dmin、轴承类型和联轴器4).计算减速器箱体的结构尺寸(手册P158),强调?5).确定轴承润滑方式:油、脂如何选择?,机座厚=0.025a+38机盖厚1=(0.80.85)座凸缘厚b=1.5盖凸缘厚b1=1.51座底凸缘厚b2=2.5地脚螺栓df=0.036a+12轴承旁螺栓d1=0.75df座盖连接螺栓d2=(0.50.6)df轴承盖螺钉d3=(0.40.5)df视孔盖螺钉d4=(0.30.4)df螺栓装拆空间C1C2内壁距轴承座端面距l1=+C1+C2+(510)齿顶圆与内壁距11.2齿端面与内壁距2轴承端盖外直径D2=轴承外径+(55.5)d3,箱体结构尺寸,第六章装配图设计,1=,螺栓直径取系列,2.布局图面,3.开始画底图,定跨距,1).在主、俯视图上画出齿轮的中心线、轮廓线和箱体内壁线;,2).确定轴承座孔外端面位置及箱体凸缘宽度;,4.各轴结构设计,并画图,第六章装配图设计,三、设计步骤,1).选择视图:三视图2).确定图纸有效面积3).定比例:1:1,1).考虑轴上零件装配方案2).确定各轴段的直径与长度(注意配合轴段和轴颈/轴承位置)3).考虑轴上零件的定位(周向、轴向),5.滚动轴承的组合设计,并画图,8减速器装配图设计,注意:箱体尺寸应取整,此处箱体内壁待定,参考手册P177/图15-4,8减速器装配图设计,参考手册P176/图15-3,注意:以小锥齿轮轴线为箱体的对称线,8(确定轴承座孔外端面位置及箱体凸缘宽度),第六章装配图设计,排列,固定,配合,装拆,调整,润滑,密封,正排列反排列,两固式固游式,注意端盖的结构,调整垫片,注意油沟设置(铸造/加工),注意挡油板的结构、布置,根据v轴,8.齿轮细部结构设计,小锥齿轮轴向位置,第六章装配图设计,5.滚动轴承组合设计,并画图,三、设计步骤,注意预留空间,6.输出轴强度及其轴承寿命校核计算,7.所有键的承载能力校核(注意有的零件材料为铸铁,注意三边),闷盖,透盖,轴承脂润滑,图册P85,第六章装配图设计,注意轴承、密封件等结构的装拆,第六章装配图设计,第六章装配图设计,第六章装配图设计,小锥齿轮轴向位置,手册P179/图12，图册P8,第六章装配图设计,腹板式图册P74/图2中自由锻,齿轮轴,第六章装配图设计,锥齿轮结构见图册P75,第六章装配图设计,保证足够刚度,1）要求,一定的壁厚,加肋板,轴承旁螺栓尽量靠近,机座底凸缘宽应超过机体内壁,又要有足够的扳手空间，如何协调？,第六章装配图设计,9.箱体结构设计,并画图,三、设计步骤,保证剖分面的密封性,工艺性,铸造壁厚均匀，拔模斜度,机加工区分加工面和非加工面；减少调刀次数,2）步骤,确定轴承旁螺栓凸台高度；,确定减速器左、右外壁圆弧；,减速器中心高；,油沟结构尺寸(油润滑时)；,布置箱体螺栓、定位销和起盖螺栓；,油标凸台结构(不能太低或太高)。,第六章装配图设计,注意：,1）D2不能错；,2）凸台高度在D2较大处确定。,第六章装配图设计,注意：左外壁圆弧的圆心不一定在轴心，主要考虑：,1）高速级大齿轮顶圆；2）凸台；3）吊钩位置；4）窥视孔位置。,左外壁圆弧,右外壁圆弧,第六章装配图设计,8减速器装配图设计,注意：,浸油深度：高速级一个齿高10mm(锥齿(0.51)b10mm),低速级da2低/6,第六章装配图设计,第六章装配图设计,10.减速器附件设计,视孔盖、通气器,放油螺塞,油标,吊钩,吊环,第六章装配图设计,注意:1)箱体宽度;2)凸台投影关系;3)螺栓投影关系(位置剖视),12.完成减速器装配图,1).标注尺寸,afa,2).技术特性(手册P204),例：精度等级8GJGB10095-88,3).技术要求,4).标题栏、明细表,第六章装配图设计,11.左视图设计,减速器输出轴及其上大齿轮。,要求：1）正确而充分的视图；,2）合理标注尺寸及偏差；,3）形位公差、表面粗糙度；,4）技术要求。,第七章零件图设计,9(齿轮工作图),参见手册P218或图册P8,P126,P126,P126,P126,P115,9(啮合特性表),啮合特性表,弦齿厚P136,P125,P123124,P127,P125,P127,第七章零件图设计,10设计说明书（封面）,封面格式,第八章设计说明书,10（目录）,目录,一.设计任务书1,1.题目、工作原理1,2.设计参数1,二.执行部分机构方案设计,三.初定电机转速及传动装置方案,六.传动件设计计算,1.带传动,3.验算工作机转速,2.齿轮传动,七.轴设计计算,1.、轴结构设计,2.减速器输出轴强度校核,包括联轴器、轴承等的选择及结构图,1.寿命计算,2.组合设计,低速轴上轴承,九.键强度校核,十.设计