机械设计综合训练PPT课件

1、 机械设计综合训练是高等工科院校机械类本科学机械设计综合训练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。的一个重要的实践性教学环节。其目的是：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、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。问题的能力。2、学习简单机械传动装置的设计原理和过程。、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、进行机械设计基本技能训练。（计算、绘图、使用技术资料）用技术资料）第1页/共52页准备工作：准备工作：

2、1 1、购课程设计指导书及图册。、购课程设计指导书及图册。2 2、购图纸。（、购图纸。（0 0号图纸：二张；号图纸：二张；2 2号图纸：二张；）号图纸：二张；）3 3、以班级为单位统一借图板（、以班级为单位统一借图板（0 0号）及丁字尺；号）及丁字尺；4 4、办理相关手续，领取专用教室钥匙；、办理相关手续，领取专用教室钥匙；5 5、借阅相关资料；（如机械设计手册）、借阅相关资料；（如机械设计手册）6 6、统计电脑绘图人数；、统计电脑绘图人数；7 7、购买资料袋：装入图纸、计算说明书进行答辩。、购买资料袋：装入图纸、计算说明书进行答辩。8 8、8 8月月2323日，日，3-43-4节，节，J7-

3、203 J7-203 上课上课J7-203(1J7-203(1班）班）;J7-204;J7-204（2 2班）班）第2页/共52页 1.机械设计综合训练设计题目 2.机械设计综合训练任务 3.减速器设计已知条件 4.机械设计综合训练阶段 5.装配草图设计 6.装配图设计 7.机械设计综合训练说明书 8.课程设计答辩第3页/共52页 带式输送机主要用于散体物料(砂、石、煤、铁砂、水泥、粘土等)的运输，也可用于成件(如袋装水泥、粮食等)物品的输送。凡建材、化工、矿山、码头、仓库、车站、货场、粮站等行业和场所皆可使用，它是一种广泛通用的输送机械。 1.1.机械设计综合训练设计题目机械设计综合训练设计

4、题目名称：带式输送机传动装置第4页/共52页第5页/共52页第6页/共52页第7页/共52页第8页/共52页 减速器的结构1下箱体2油标指示器3上箱体4透气孔5检查孔盖6吊环螺钉7吊钩8油塞9定位销钉10起盖螺钉孔第9页/共52页2.机械设计综合训练任务： 1)减速器装配图一张；减速器装配图一张； 2)零件工作图二张零件工作图二张 齿轮减速器：绘低速轴及其相应的齿齿轮减速器：绘低速轴及其相应的齿轮；轮； 蜗杆减速器：绘蜗轮及蜗轮轴；蜗杆减速器：绘蜗轮及蜗轮轴； 3)设计计算说明书一份设计计算说明书一份 具体内容及格式参照相关指导书，计算内容应包括：动力参具体内容及格式参照相关指导书，计算内容应

5、包括：动力参数计算；运动参数计算；传动零件设计计算（齿轮、蜗杆、链）；数计算；运动参数计算；传动零件设计计算（齿轮、蜗杆、链）；轴、轴承、键及联轴器的校核计算等。轴、轴承、键及联轴器的校核计算等。轴、轴承、键的校核计算：轴、轴承、键的校核计算：齿轮减速器：对低速轴及其相应的轴承和键进行校核计算；齿轮减速器：对低速轴及其相应的轴承和键进行校核计算；蜗杆减速器：对蜗轮轴及其相应的轴承和键进行校核计算；蜗杆减速器：对蜗轮轴及其相应的轴承和键进行校核计算； 4) 机械设计综合训练结束时进行总结和答辩。机械设计综合训练结束时进行总结和答辩。第10页/共52页F：运输带拉力（：运输带拉力（kN）V：运输带

6、速度（：运输带速度（m/s） D：卷筒直径（：卷筒直径（mm)3.3.减速器设计减速器设计已知条件已知条件电机带传动减速器FVD联轴器卷筒运输带第11页/共52页题题3 3 输送带传动装置中的单级蜗杆减速器。双班制工作输送带传动装置中的单级蜗杆减速器。双班制工作5 5年，有轻度振动，通风情况良好，小批量生产。年，有轻度振动，通风情况良好，小批量生产。 组号 1 2 3 4 5 6 7 8滚筒圆周力（牛） 2500 2800 3000 3500 3800 4100 4400 4700输送带速度（米/秒）0.6 0.8 1 1.2 0.6 1 0.8 1.2滚筒直径（毫米） 320 400 500

7、 320 400 500 320 400 组号 9 10 11 12 13 14 15 16滚筒圆周力（牛） 2500 2800 3000 3500 2000 2200 3300 2200输送带速度（米/秒）1.2 1 0.8 0.6 1 1.2 0.6 0.8滚筒直径（毫米） 500 320 400 500 500 400 320 500第12页/共52页1班2班班第13页/共52页题题4 4 输送带传动装置中的双级圆柱齿轮减速器。双班制工输送带传动装置中的双级圆柱齿轮减速器。双班制工作作5 5年，有轻度振动，小批量生产。年，有轻度振动，小批量生产。 组号 1 2 3 4 5 6 7 8滚筒

8、圆周力（牛） 2000 2200 2500 3500 2800 3250 3500 3750输送带速度（米/秒） 1 0.8 0.63 0.5 0.8 1 0.5 0.63滚筒直径（毫米） 320 320 320 320 400 400 400 400 组号 9 10 11 12 13 14 15 16滚筒圆周力（牛） 4000 3200 3800 4400 4200 4000 3700 3400输送带速度（米/秒）0.5 0.5 0.63 0.8 1 1.2 0.6 0.8滚筒直径（毫米） 500 500 500 500 400 400 320 500第14页/共52页2班班1班第15页/共

9、52页4.机械设计课程设计阶段阶阶段段工工 作作 内内 容容具体工作任务具体工作任务工作工作量量设计准备设计准备1阅读和研究设计任务书，明确设计内容和要求；阅读和研究设计任务书，明确设计内容和要求；分析设计题目，了解原始数据和工作条件。分析设计题目，了解原始数据和工作条件。2通过参观（模型、实物、生产现场）、看电视通过参观（模型、实物、生产现场）、看电视录象及参阅设计资料等途径了解设计对象。录象及参阅设计资料等途径了解设计对象。3阅读教材有关内容，明确并拟订设计过程和进阅读教材有关内容，明确并拟订设计过程和进度计划。度计划。4 传动装置的方案设计传动装置的方案设计分析和拟定传动系统方案（运动简

10、图）分析和拟定传动系统方案（运动简图）5（1天）天）传动装置的总体设计传动装置的总体设计1选择电动机；选择电动机；2计算传动系统总传动比和分配各级传动比；计算传动系统总传动比和分配各级传动比；3计算传动系统运动和动力参数。计算传动系统运动和动力参数。减速器传动零件的设计减速器传动零件的设计设计计算齿轮传动、蜗杆传动、带传动和链传动设计计算齿轮传动、蜗杆传动、带传动和链传动的主要参数和结构尺寸。的主要参数和结构尺寸。10（2天）天）减速减速器装器装配草配草图设图设计和计和绘制绘制 减速器装配草图设计减速器装配草图设计和绘制准备和绘制准备分析并选定减速器结构方案分析并选定减速器结构方案35%（6天

11、）天） 减速器传动轴及轴承减速器传动轴及轴承装置的设计装置的设计1设计轴；设计轴；2选择滚动轴承进行轴承组合设计；选择滚动轴承进行轴承组合设计；3选择键联接和联轴器。选择键联接和联轴器。减速器箱体及附件的减速器箱体及附件的设计设计1设计减速器箱体及附件；设计减速器箱体及附件；2绘制减速器装配草图。绘制减速器装配草图。减速器装配草图检查减速器装配草图检查审查和修正装配草图审查和修正装配草图第16页/共52页减速器装配图的绘制减速器装配图的绘制1绘制减速器装配图。绘制减速器装配图。2标注尺寸和配合。标注尺寸和配合。3编写减速器特性、技术要求、标题栏编写减速器特性、技术要求、标题栏和明细表等。和明细

12、表等。25%（5天）天）减速器零件工作图的绘制减速器零件工作图的绘制1绘制齿轮（或蜗轮）零件工作图；绘制齿轮（或蜗轮）零件工作图；2绘制轴零件工作图；绘制轴零件工作图；10%（2天）天）设计计算说明书的编写设计计算说明书的编写编写设计计算说明书。编写设计计算说明书。9%（2天）天）课程设计总结和答辩课程设计总结和答辩进行课程设计总结和答辩。进行课程设计总结和答辩。2%（1天）天）第17页/共52页（1 1）选择电动）选择电动机机传动装置的总体设计电机电机带传动带传动二级齿轮减速器二级齿轮减速器联轴器联轴器滚筒滚筒运输带运输带 I轴轴 II 轴轴III 轴轴1）确定工作机功率kwFVP1000工

13、作2) 原动机功率总总工工作作电电机机 PP总电机到工作机之间的总效率滚筒联轴器齿轮轴承带总2496. 094. 0带带 995. 098. 0轴轴承承 99. 096. 0齿齿轮轮 98. 095. 0链链 96. 0滚滚筒筒 根据课程设计指导书或设计手册选取，一般取中间值。99. 0联轴器第18页/共52页电机电机带传动带传动二级齿轮减速器二级齿轮减速器联轴器联轴器滚筒滚筒运输带运输带 I轴轴 II 轴轴III 轴轴3) 确定电动机转速滚筒滚筒总总电动机电动机nin 21齿轮齿轮带总iiii42 带带i普通V带63 齿轮齿轮i单级齿轮减速器14418)63()63()42(总i滚滚筒筒电电

14、动动机机总总总总传传动动比比nni :滚子链62 链链i根据电动机的功率根据电动机的功率和转速范围选择合和转速范围选择合适的电动机。适的电动机。Dvn100060滚筒滚筒电动机nn)14418(第19页/共52页选定电动机 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P电机=P工作/总 选定电动机：型号（Y系列三相异步电机）、 同步转速n 3000 1500 1000 750 级数： 2 4 6 8 电动机轴径、轴的中心高、 起动转矩/额定转矩的比值。 记下备用第20页/共52页（2 2）传动比分配）传动比分配齿轮

15、齿轮链链带带iii 原则：原则： 各级传动比应在合理的范围内： 各级传动尺寸协调，传动比应满足：42 带带i63 齿轮齿轮i62 链链i第21页/共52页 分配原则：承载能力接近，两个大齿轮直径接近以便润滑。（浸油深度）滚筒电动机总nnii齿轮齿轮1减速器内高速级传动比；减速器内高速级传动比；i齿轮齿轮2减速器内低速级传动比；减速器内低速级传动比；i齿轮齿轮1=（1.21.3)i齿轮齿轮2；i减减= （1.21.3) i齿轮齿轮2221齿轮齿轮带总iiii第22页/共52页（3 3）计算各轴的转速）计算各轴的转速电机电机带传动带传动二级齿轮减速器二级齿轮减速器联轴器联轴器滚筒滚筒运输带运输带

16、I轴轴 II 轴轴III 轴轴I轴n I=带电动机inII轴n II=1齿轮带电动机iinn III=III轴21齿轮齿轮带电动机iiin注意：注意： III轴设计输出转速与所轴设计输出转速与所要求的转速可能不符，但误差在要求的转速可能不符，但误差在以内即可满足工程要求。以内即可满足工程要求。第23页/共52页（4 4）各轴扭矩）各轴扭矩T T计算公式：Nm 9550iiinpT 各轴功率：带电动机pI1齿轮轴承带电动机pII212齿轮齿轮轴承带电动机pIII注意：注意：电机的额定功率电机的额定功率为为4kw，而工作时输出的，而工作时输出的功率为功率为3.95kw,则在计算则在计算转矩时应按转

17、矩时应按3.95kw。电机电机带传动带传动二级齿轮减速器二级齿轮减速器联轴器联轴器滚筒滚筒运输带运输带 I轴轴 II 轴轴III 轴轴第24页/共52页（5 5）减速器外传动零件设计）减速器外传动零件设计 减速器传动零件的设计1）普通）普通V带传动带传动 已知：已知：P n T i2）链传动）链传动已知：已知：P n T i设计步骤：见教科书例题1）高低速级齿轮传动）高低速级齿轮传动已知：已知：P n T i设计步骤：见教科书例题设计步骤：见教科书例题 2）蜗杆传动）蜗杆传动已知：已知：P n T i设计步骤：见教科书例题设计步骤：见教科书例题注：热平衡计算注：热平衡计算（6 6）减速器内传动

18、零件设计）减速器内传动零件设计第25页/共52页齿轮传动设计 1）采用斜齿圆柱齿轮闭式硬齿面传动； 2）选用中碳钢，传动用模数m1.5-2mm； 3) 角方向确定应使中间轴的轴向力有所抵消； 4）=8-15，Z1=20-40 ，Z2=iZ1求出后圆整； 5）因圆整Z2时i变化了故须验算传动比误差： i=（i-Z2/Z1）/i100%5% 6）为使图面匀称，中心距：a高 120， a低 140， 7）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。第26页/共52页（7）验算传动系统速度误差）验算传动系统速度误差 输送带速实际

19、Vw在求解过程中与理论V发生了变化，故应验算系统误差。 若不满足应重新计算。 （8）计算轴类零件1）初估）初估I 、II、 III轴径，轴径，注意第注意第I 根轴是否设计成齿轮轴，根轴是否设计成齿轮轴，对对 II轴轴进行弯扭合成强度验算。进行弯扭合成强度验算。2）蜗杆参数的补充：）蜗杆参数的补充： 教材教材P230231%5理实理vvvvmm 3nPAd mddqmbzmbae2222115 . 0212蜗轮外径：蜗轮齿宽：蜗杆齿宽：第27页/共52页机械设计综合训练第二阶段设计的主要内容: 1 1、草图设计 2 2、装配图（可用CAD CAD ） 3 3、撰写设计计算说明书 草图设计是装配图

20、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1准备工作：（1）A0图纸一张，比例1:1；（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） 草图所画尺寸必须准确，主要结构要表达清楚。各零件尺寸可随时标注在图纸上，以免再次查找。 （2）草图不要求线型，同样零件可只画一个，其它简画。5.装配草图设计装配草图设计第28页/共52页3任务（以设计指导书为参考资料） 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。 2）轴的结构设计和轴系零件

21、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）验算第29页/共52页设计计算中需要验算的内容选择减速器内齿轮润滑方式验算选择减速器内齿轮润滑方式验算V V选择滚动轴承的润滑（剂）方式验算选择滚动轴承的润滑（剂）方式验算dndn4设计中应注意的问题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。）输入（出）轴外伸端长度、直径应与联轴器孔径匹配

22、。 2）润滑剂和润滑方式的选择）润滑剂和润滑方式的选择 3）油底油面高度）油底油面高度3050，以保证足够的油量。，以保证足够的油量。4）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。）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。轴、轴承、键的校核计算：轴、轴承、键的校核计算：齿轮减速器：对低速轴及其相应的轴承和键进行校核计算；齿轮减速器：对低速轴及其相应的轴承和键进行校核计算；蜗杆减速器：对蜗轮轴及其相应的轴承和键进行校核计算；蜗杆减速器：对蜗轮轴及其相应的轴承和键进行校核计算； 第30页/共52页5草图设计步骤按中心距先画轴心线，再画轴及轴按中心距先画轴心线，再画轴及

23、轴承，承，先画箱内，后画箱外，先画箱内，后画箱外，先粗画，后细画，先粗画，后细画，先画俯视图，再画主视图，先画俯视图，再画主视图，最后画侧视图。最后画侧视图。布图上下左右要适当匀称。布图上下左右要适当匀称。第31页/共52页第32页/共52页第33页/共52页第34页/共52页第35页/共52页5.装配草图设计第36页/共52页箱体结构设计 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起盖螺钉起盖螺钉作用：起盖用作用：起盖用 ，两个对角线布置。

24、，两个对角线布置。定位销定位销作用：镗轴承孔定位用，锥度作用：镗轴承孔定位用，锥度 1：50 两个，两个， 对角线布置。对角线布置。观察窗观察窗作用：注油、观察两对齿轮啮合情况，以能进手为宜。作用：注油、观察两对齿轮啮合情况，以能进手为宜。通气器通气器作用：平衡机体内外压力、温度。作用：平衡机体内外压力、温度。第37页/共52页吊钩作用：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。第38页/共52页 1）各视图应能完整表达箱内外结构（

25、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。6.正式装配图设计第39页/共52页减速器技术条件的具体内容可参考如下： （1）装配前所有零部件用煤油清洗，滚动轴承用汽油清洗，机体内不允许有任何杂物存在。内壁涂上不被机油浸蚀的防锈涂料。 （2）滚动轴承装配后，用手转动时应

26、轻快灵活。轴承的轴向游隙如需要在装配时调整，应调至规定数值（如调整轴承间隙：d1为0.050.1mm，d2为0.080.15mm）。 （3）啮合侧隙用铅丝检验不小于0.16mm，铅丝不得大于最小侧隙的4倍。 （4）用涂色法检验斑点，按齿高接触斑点不小于40，按齿长接触斑点不小于50，必要时可用研磨或刮研以改善接触情况。 (5）箱盖及箱座接合面严禁使用垫片及其它任何填料，必要时允许涂密封胶或水玻璃。各接触面运转过程中不允许有漏油和渗油现象出现。第40页/共52页 （6）减速器装配后，选择合适的机油（如HJ50），加至所要求的油面高度，达到规定的油量。 （7）空载跑合试验：在额定转速下正、反运转1

27、2小时，要求运转平稳，响声均匀（如噪音小于70dB），联接不松动，不漏油不渗油等；负载跑合试验：在额定转速及额定功率下运转至油温稳定为止。油池温升不得超过35，轴承温升不得超过40。 （8）跑合试验合格后，更换润滑剂，用煤油擦洗零件，用汽油洗净轴承再进行装配。若滚动轴承采用润滑脂润滑，则装配前应向轴承空腔内填入适量（约为空腔体积的1/2左右）的润滑脂。 （9）搬动、起吊减速器应用箱座上的吊钩。箱盖上的吊环螺钉（或吊耳）只供起吊箱盖时用。 （10）外伸轴段应涂油脂并加防护套，减速器外表面涂灰色油漆（或其他颜色油漆），运输时勿倒置，储藏地点应干燥。第41页/共52页零件图 零件工作图是零件制造、检

28、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。p 零件工作图应包括制造和检验零件所需全部内容。p 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。从装配图零件。第42页/共52页设计内容设计内容: :零件工作图二张零件工作图二张 齿轮减速器：绘低速轴及其相应的齿轮；齿轮减速器：绘低速轴及其相应的齿轮； 蜗杆减速器：绘蜗轮及蜗轮轴；蜗杆减速器：绘蜗轮及蜗轮轴；l 零件工作图的要求：1.正确选择和合理布置视图2.合理标注尺寸3.标注公差及表面粗糙度4.编写技术要求5.画出零件工作图标题栏第43页/共52页技术

29、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。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。第44页/共52页第45页/共52页第46页/共52页7.机械设计综合训练计算说明书机械设计综合训练计算说明书（0） 前言（1） 目录（标题及页次）（2） 设计任务书（设计题目）（3） 传动系统的方案设计（4） 电动机选择（5） 传动比的分配（6） 传动系统的运动和动力参数计算（7） 减速器传动零件的设计计算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