机械原理设计综合课程设计

课件内容第一部分课程设计概述第三部分设计讲解二（减速器的设计）第二部分设计讲解一（执行机构及总体参数）机械原理、机械设计综合课程设计第一部分课程设计概述1、培养学生综合运用所学知识解决工程实际问题的能力，并通过实际设计训练使所学理论知识得以巩固和提高。2、学习和掌握一般机械设计的基本方法和程序，树立正确的工程设计思想，培养独立设计能力，为后续课的学习和实际工作打基础。3、进行机械设计基本技能的训练，包括设计计算、绘图、查阅和使用标准规范、手册、图册等相关技术资料等。

一、设计目的题目一压床的设计与分析题目二插床的设计与分析二、设计题目电动机经带传动，带动二级圆柱齿轮减速器，然后带动曲柄1转动，再经六杆机构（执行机构）使滑块5上下往复运动，实现冲压。在曲柄轴A上装有飞轮（未画出）。在曲柄轴的另一端装有油泵凸轮，驱动油泵向连杆机构的各运动副供油。设计数据表1题号12345678910连杆机构的设计及运动分析h1(mm)50607052504847464945h2(mm)14017020080856872768266h3(mm)220200310110112115118120122125

=60°，

=120°，

=0.5，

=0.25H(mm)150180210190160165170175180185n1

(r/min)1009012095110115105125120110力分析及飞轮转动惯量的确定工作阻力

(N)40007000110005000550060006500700075008000BC杆质量

(kg)60608270728476787682DE杆质量

(kg)40404240424446484642滑块质量

(kg)30558030506045556550曲柄AB转动惯量

(kg·m2)0.820.641.350.80.71.00.90.780.750.85BC杆的转动惯量

(kg·m2)0.180.200.300.250.350.180.200.300.250.35不均匀系数

0.10.110.120.10.110.120.10.110.120.09凸轮机构设计从动件行程

17181916151718191615许用压力角

30°32°34°35°30°32°34°35°30°32°推程运动角

55°60°65°60°55°60°65°60°70°60°远休止角

25°30°35°25°30°35°25°30°35°30°回程运动角

85°80°75°85°80°75°85°80°75°74°推程运动规律余弦等加速等减速正弦余弦等加速等减速正弦余弦等加速等减速正弦正弦回程运动规律正弦余弦等加速等减速正弦余弦等加速等减速正弦余弦等加速等减速正弦分组题目的分配序号为单号，做题目一；双号，做题目二三人一组，做前4组数据,1、3、5、7,9、11、13、1517、19、21、2325、27、29、31内容设计天数一、执行机构的设计1.平面连杆机构的设计;2.平面连杆机构的运动分析、力分析3.执行机构的其他运动方案设计及分析4.飞轮的设计，确定电动机的功率5.凸轮机构的设计8天二、选择电动机型号，分配传动比三、传动装置的设计1.带传动的设计计算2.齿轮传动的设计计算2天四、减速器的设计1.轴的结构设计，轴、轴承、键的验算2.减速器装配图0#一张3.箱体或箱盖零件图1#一张轴、齿轮或皮带轮零件图任选两张2天5天3天五、编写设计说明书1.5天六、答辩0.5天三、设计内容及大概时间安排四、设计注意事项及成绩评定设计成绩分为：优秀、良好、中等、及格、不及格成绩评定主要依据：图纸、答辩、平时、说明书注意事项：

正确利用现有设计资料，勤于思考，敢于创新

正确使用标准和规范

设计是边计算、边画图、边修改的交叉过程，要养成有错必改，精益求精的科学态度。

第二部分执行机构及总体参数确定设计讲解一、平面连杆机构的设计已知：滑块行程H，构件3的上、下极限角ψ3″、ψ3′，比值

、

，尺寸h1、h3

，

min,曲柄转速n1

。要求：设计各构件的运动尺寸为了精确，尺寸最好解析法求得

min用来确定D点到滑块导路的垂直距离二、平面连杆机构的运动分析及力分析要求：按给定位置作机构的速度分析、加速度分析和力分析给定位置？分点时注意：每个人的三四个点要差开一定角度，不要给相邻的点，有的部位没有力对应每组数据，在曲柄转动一周时，对应一个工作循环，需要计算15个左右点的s、v、a、M。为了减少重复作图的工作量，每个同学画几个位置的然后将同组内其他同学的数据汇总，绘制阻力矩图，才能设计飞轮，所以每个同学都不能拖进度。

=60时的速度多边形

=60时的加速度多边形

=60时的力多边形建议：绘制在一张A3/B4纸上。矢量式另写在其他纸上。力分析时，从滑块开始，逐渐推算到曲柄上B处的受力，从而求得平衡力矩。如：同一构件两点间的运动关系绘制滑块的运动线图（s—

，v—

，a—

画在一个坐标系中）确定各指定位置加于曲柄上的平衡力矩M数据汇总绘制阻力矩图Mr—

(建议：用坐标纸，也可用计算机求面积），求得驱动力矩Mb题目二平面连杆机构尺寸的设计已知：滑块的行程H,行程速比系数K

，lBC=(0.5～0.6)lBO1,电O1

O2水平，导杆机构的最小传动角为60°。

为了精确，尺寸最好解析法求得二、平面连杆机构的运动分析及力分析要求：按给定位置作机构的速度分析、（加速度分析）和力分析给定位置？分点时注意：每个人的三四个点要差开一定角度，不要给相邻的点，有的部位没有力对应每组数据，在曲柄转动一周时，对应一个工作循环，需要计算15个点左右的s、v、a、M。为了减少重复作图的工作量，每个同学画几个位置的然后将同组内其他同学的数据汇总，绘制阻力矩图，才能设计飞轮，所以每个同学都不能拖进度。

=60时的加速度多边形

=60时的力多边形建议：绘制在一张A3/B4纸上。矢量式另外写在其他纸上。力分析时，从滑块处开始，逐渐推算到曲柄上A处的受力，从而求得平衡力矩。=60时机构的运动分析和力分析

=60时的速度多边形绘制滑块的运动线图（s—

，v—

，a—

画在一个坐标系中）确定各指定位置加于曲柄上的平衡力矩M数据汇总绘制阻力矩图Mr—

(坐标纸上）），求得驱动力矩Mb运动分析、力分析格式范例：对应每个位置，这些图画在一页A3纸上三、执行机构其他运动方案的设计根据执行机构具有急回运动、原动件为转动、执行构件为往复移动等要求，另外至少设计两种其他运动方案，并分析比较。如：双曲柄机构与曲柄滑块的组合机构四、飞轮设计已知：机器运转的许用速度不均匀系数［δ］，力分析所得平衡力Mb，驱动力矩Md为常数，飞轮安装在曲柄轴A上。要求：确定飞轮的转动惯量JF

求盈亏功画能量指示图求驱动力矩，并画在图上求飞轮转动惯量为求得阻抗功（曲线下的面积），可将阻力矩曲线画在坐标纸上数格，也可用数值方法直接求曲线下的面积。Md五、凸轮机构设计已知：从动件行程h，偏距e，许用压力角［α］，推程运动角，远休止角，回程运动角要求：1）按许用压力角［α］确定凸轮机构的基本尺寸，选取滚子半径rr；2）绘制凸轮廓线。，从动件运动规律见表1，凸轮与曲柄共轴。提示：对直动从动件根据来计算基圆半径。用计算机算比较方便；也可借助诺模图确定。六、选择电动机类型选择

电动机容量的确定

无特殊需要，选用Y系列三相交流异步电动机所选电动机的额定功率Ped应等于或稍大于实际需要的电动机功率Pd即电动机的实际输出功率若容量过小，不能保证工作机正常工作，电机过早损坏；若容量过大，成本增加，造成浪费。转速的选择

电动机的型号确定

常用同步转速有：3000、1500、1000、750r/min电动机的可选转速范围同步转速低的电动机，级对数多，尺寸大，重量大，成本高，但总传动比小；同步转速高则正好相反。根据容量和转速范围，从表19-1中查出适用的电动机型号。并记录下电动机的额定功率Ped，满载转速nm，外形尺寸，中心高，伸出端直径等主要参数和安装尺寸。n—曲柄转速，已知各效率查《机械设计课程设计》，表12-8确定七、传动比的分配总传动比

分配传动比时应注意以下几点：

1）各级传动比都应在合理范围内

2）应注意使各传动件尺寸协调，结构匀称，避免发生相互干涉。3）对于多级减速传动，可按照“前小后大”（即由高速级向低速级逐渐增大）的原则分配传动比，且相邻两级差值不要过大。大带轮碰地面高速级大齿轮碰低速轴4）在采用浸油润滑时，分配传动比时要考虑传动件的浸油条件。展开式或分流式二级圆柱齿轮减速器，其高速级传动比i1和低速级传动比i2的关系通常取

分配圆锥－圆柱齿轮减速器的传动比时，通常取锥齿轮传动比i1≤3。两级同轴式圆柱齿轮减速器，两级传动比可取为5）尽量使传动装置外廓尺寸紧凑，或重量最小。八、运动和动力参数的计算

1.计算各轴转速

2.计算各轴输入功率

3.计算各轴输入转矩将上述参数列成表2-3ⅠⅡⅢ九、传动件的设计计算

1.带传动由前面的计算，已知：带传动的输入功率，小带轮的转速，传动比i带需要设计：带的型号、根数Z、基准长度Ld，带轮基准直径dd，压轴力FQ，带传动的中心距a等。取系列值检查带轮尺寸与传动装置外廓尺寸的相互关系。如装在电机轴上的小带轮直径与电机中心高是否适宜，其轴孔直径与电机轴径是否一致，大带轮是否过大与底板相碰等。

根据情况，选择直齿轮或斜齿轮传动，软齿面或硬齿面。要设计：模数m，中心距a，齿数z，分度圆直径d，齿顶圆直径da，齿根圆直径df,齿宽b，精度等级，螺旋角

，齿轮的结构形式等。2.齿轮传动（1）软齿面与硬齿面齿轮传动的设计程序不同

注意：对闭式软齿面齿轮传动(配对齿轮之一的硬度≤350HBS),

最常出现：齿面疲劳点蚀

先按齿面接触强度进行设计，然后校核齿根弯曲强度对闭式硬齿面齿轮传动（配对齿轮的硬度均>350HBS），最常出现：轮齿折断

先按齿根弯曲强度进行设计，然后校核齿面接触强度

齿宽b——取整，b1=b2+(5～10)mm；直径d

、da

、df

，螺旋角

——应为精确值（2）数据处理模数m——标准系列值，不小于1.5mm；

中心距a——0或5结尾的整数对于直齿轮，a应严格等于对于斜齿轮，a应严格等于十、最小轴径的估算，估计各轴受扭段的最小轴径2）当此轴段上有键槽时，将d按单、双键分别加大4%或7%后，取整数。1）C为由轴的许用扭切应力所确定的系数，与材料有关，查表确定。注意：若为齿轮轴（上图)，轴的材料即为齿轮的材料。说明：若最小轴径处装联轴器，最小轴径应与联轴器的孔径匹配。固定式联轴器可移式联轴器（要求被联接两轴轴线严格对中）（可补偿被联接两轴的相对位移）刚性可移式联轴器弹性可移式联轴器（无弹性元件）（有弹性元件）齿式联轴器凸缘联轴器套筒联轴器十字滑块联轴器万向联轴器

弹性套柱销联轴器弹性柱销联轴器轮胎式联轴器…….…………

十一、联轴器的选择联轴器的选择包括联轴器类型和型号的合理选择。（一）、联轴器的类型对中小型减速器，输入轴、输出轴均可采用弹性套柱销联轴器(TL)或弹性柱销联轴器(HL)按计算转矩并兼顾所联接两轴的尺寸选定。要求所选联轴器允许的最大转矩不小于计算转矩，联轴器轴孔直径应与被联接两轴的直径匹配。

即

Tc＝KAT

[T]联轴器的极限转速工作转速且保证(二)、联轴器型号的确定式中：T—联轴器传递的名义转矩KA—工作情况系数，查表[T]—联轴器许用转矩，查标准第三部分减速器的结构油标尺箱座视孔盖通气器箱盖放油塞轴承盖定位销低速轴系高速轴系中间轴系一级减速器1.确定箱体的结构整体式或剖分式铸造或焊接2.确定轴承的润滑方式当齿轮的圆周速度v2m/s时，轴承采用脂润滑。轴承端面与箱体内壁的距离为8~12mm，此时要设有封油盘。当齿轮的圆周速度v>2m/s时，轴承采用油润滑。轴承端面与箱体内壁的距离为2~3mm。2<v3m/s时，在结合面上开设油沟v>3m/s时，不必开设油沟3.确定轴承端盖的形式凸缘式或嵌入式（P39-40）除了原始数