課程設(shè)計(jì)2.ppt

1 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 主講教師 徐林林 2 第一章緒論 1 1機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的目的 1 培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué) 機(jī)械設(shè)計(jì) 課程及其它有關(guān)先修課程的基本理論和基礎(chǔ)知識(shí) 從整體出發(fā)全面考慮機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì) 提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力 2 學(xué)習(xí)和掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的基本方法和步驟 產(chǎn)品規(guī)劃 方案設(shè)計(jì) 技術(shù)設(shè)計(jì) 制造及試驗(yàn) 為專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ) 3 進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練 其中包括 計(jì)算和繪圖技能 運(yùn)用各種設(shè)計(jì)資料 標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)范 手冊(cè) 圖冊(cè)等 使用經(jīng)驗(yàn)公式估算及編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū) 3 1 2機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和任務(wù) 內(nèi)容 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)一般選擇由 機(jī)械設(shè)計(jì) 課程所學(xué)過(guò)的大部分零件所組成的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)或簡(jiǎn)單機(jī)械作為設(shè)計(jì)課題 目前較多采用的是以齒輪減速器或蝸桿減速器為主體的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)或典型機(jī)械作為設(shè)計(jì)課題 任務(wù) 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)要求學(xué)生獨(dú)立完成以下工作 1 減速器裝配圖 草圖和機(jī)繪各一張 2 零件工作圖兩張 低速軸和低速齒輪 3 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)結(jié)束時(shí)進(jìn)行課程設(shè)計(jì)總結(jié)和答辯 1 3機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的一般方法和步驟 方法 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)采用邊設(shè)計(jì) 邊畫(huà)圖 邊修改的三邊法交叉進(jìn)行 以學(xué)生獨(dú)立工作為主 教師只對(duì)課程設(shè)計(jì)的原則問(wèn)題負(fù)責(zé)指導(dǎo) 4 步驟 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)可參考下表分階段進(jìn)行 1 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 0 5天 1 選擇電動(dòng)機(jī) 2 計(jì)算傳動(dòng)系統(tǒng)總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比 3 計(jì)算傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 2 減速器傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì) 1天 設(shè)計(jì)計(jì)算帶傳動(dòng) 鏈傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng)和蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸 3 減速器傳動(dòng)軸及軸承裝置的設(shè)計(jì) 畫(huà)草圖 2天 1 設(shè)計(jì)軸 2 選擇滾動(dòng)軸承進(jìn)行軸承組合設(shè)計(jì) 3 選擇鍵聯(lián)接和聯(lián)軸器 4 減速器箱體及附件的設(shè)計(jì) 在草圖上進(jìn)行 2天 1 設(shè)計(jì)減速器箱體及附件 2 完成繪制減速器裝配草圖 5 減速器裝配圖的繪制 機(jī)繪 4天 6 減速器零件工作圖的繪制 機(jī)繪 1天 7 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě) 2天 8 課程設(shè)計(jì)總結(jié)和答辯 5 1 4機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng) 1 提倡獨(dú)立思考 深入鉆研的學(xué)習(xí)精神 要按照機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)要求 認(rèn)真閱讀有關(guān)參考資料 仔細(xì)分析有關(guān)參考圖例的結(jié)構(gòu) 創(chuàng)造性地進(jìn)行設(shè)計(jì) 2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)是一個(gè) 設(shè)計(jì) 評(píng)價(jià) 再設(shè)計(jì) 修改 漸進(jìn)與優(yōu)化的過(guò)程 學(xué)生在機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中應(yīng)嚴(yán)肅認(rèn)真 一絲不茍 精益求精 采用 三邊法 對(duì)不合理的結(jié)構(gòu)和尺寸必須及時(shí)加以修改 3 正確處理設(shè)計(jì)計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之間的關(guān)系 在確定零件尺寸時(shí)應(yīng)注意 由幾何條件導(dǎo)出的公式 其參數(shù)間為嚴(yán)格的等式關(guān)系 計(jì)算得到的尺寸一般不能隨意圓整或變動(dòng) 由強(qiáng)度 剛度 耐磨性等條件導(dǎo)出的公式 其參數(shù)間常為不等式關(guān)系 計(jì)算得到的是零件必須滿足的最小尺寸 不一定就是最終所采用的結(jié)構(gòu)尺寸 6 經(jīng)驗(yàn)公式常用于確定那些外形復(fù)雜 強(qiáng)度情況不明等零件的尺寸 這些尺寸關(guān)系是近似的 一般應(yīng)圓整 還有一些次要尺寸 可以考慮加工 使用等條件 參照類(lèi)似結(jié)構(gòu)加以確定 4 正確運(yùn)用設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范 以利于零件的互換性和加工工藝性 同時(shí)可節(jié)省設(shè)計(jì)時(shí)間 標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范是為了便于設(shè)計(jì) 制造和使用而制定的 當(dāng)遇到與設(shè)計(jì)要求有矛盾時(shí) 也可突破標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的規(guī)定而自行設(shè)計(jì) 5 保證機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)的質(zhì)量 要求設(shè)計(jì)圖紙圖面整潔 制圖符合標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)書(shū)寫(xiě)工整 條理清晰 說(shuō)明書(shū)中設(shè)計(jì)參數(shù)的選取要合理 并與圖紙所反映的相應(yīng)參數(shù)一致 7 第二章傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) 2 1傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) 機(jī)器通常是由動(dòng)力機(jī) 傳動(dòng)系統(tǒng)和工作機(jī)構(gòu)三部分組成 傳動(dòng)系統(tǒng)用于將動(dòng)力機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給工作機(jī)構(gòu) 并協(xié)調(diào)二者的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)是機(jī)器總體設(shè)計(jì)的主要組成部分 傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的優(yōu)劣 對(duì)機(jī)器的工作性能 工作可靠性 外廓尺寸 重量 制造成本 運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用等均有一定程度的影響 任何機(jī)械其傳動(dòng)系統(tǒng)方案都不是唯一的 在相同設(shè)計(jì)條件下 可有不同的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 學(xué)生可選擇機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)題目給出的傳動(dòng)系統(tǒng)參考方案 也可依據(jù)所承擔(dān)的具體設(shè)計(jì)任務(wù) 采用設(shè)計(jì)任務(wù)中規(guī)定的傳動(dòng)型式 合理布置傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 最后提出自己的傳動(dòng)系統(tǒng)方案 以求得更廣泛意義上傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的知識(shí) 8 2 2傳動(dòng)系統(tǒng)方案應(yīng)滿足的要求 合理的傳動(dòng)系統(tǒng)方案 除了應(yīng)滿足工作機(jī)性能要求 適合工況條件及工作可靠外 還應(yīng)使傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 尺寸緊湊 加工方便 成本低廉 效率高及便于使用和維護(hù)等 要同時(shí)滿足這許多要求常常是困難的 在進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)統(tǒng)籌兼顧 保證重點(diǎn) 9 題目5設(shè)計(jì)用于帶式運(yùn)輸機(jī)的展開(kāi)式二級(jí)圓柱齒輪減速器 10 題目7設(shè)計(jì)用于帶式運(yùn)輔機(jī)的同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器 11 題目9設(shè)計(jì)用于鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)的圓錐 圓柱齒輪減速器 12 題目10設(shè)計(jì)用于帶式運(yùn)輸機(jī)的蝸桿減速器 13 二級(jí)齒輪減速器的傳動(dòng)方案 14 蝸桿減速器傳達(dá)方案 15 第三章傳動(dòng)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 3 1電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)是通用機(jī)械中應(yīng)用極為廣泛的動(dòng)力機(jī) 其中Y系列全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)具有效率高 性能好 振動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn) 適用于空氣中不含易燃 易爆或腐蝕性氣體的場(chǎng)所和無(wú)特殊要求的機(jī)械上 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中的動(dòng)力機(jī)一般均可選用這種類(lèi)型的電動(dòng)機(jī) 選擇電動(dòng)機(jī)時(shí) 應(yīng)依據(jù)所選電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性與工作機(jī)的負(fù)載特性相匹配的原則來(lái)確定電動(dòng)機(jī)型號(hào) 16 1 電動(dòng)機(jī)的功率 首先估算傳動(dòng)系統(tǒng)的總效率 再根據(jù)工作機(jī)特征計(jì)算工作機(jī)所需電動(dòng)機(jī)功率 最后選定電動(dòng)機(jī)額定功率 且使電動(dòng)機(jī)額定功率不小于工作機(jī)所需電動(dòng)機(jī)功率 工作機(jī)所需電動(dòng)機(jī)功率 工作機(jī)所需功率 w 應(yīng)由工作機(jī)的工作阻力和運(yùn)動(dòng)參數(shù) 線速度或轉(zhuǎn)速 計(jì)算術(shù)得 在課程設(shè)計(jì)中 可由設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)給定的工作機(jī)參數(shù)按下式計(jì)算 工作機(jī)所需工作功率 kw 由電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)主動(dòng)端的總效率 或 工作機(jī)的工作阻力 N 工作機(jī)的線速度 如運(yùn)輸機(jī)輸送帶的線速度 m s 工作機(jī)的工作阻力矩 N 工作機(jī)的轉(zhuǎn)速 如運(yùn)輸機(jī)滾筒的轉(zhuǎn)速 r min 17 傳動(dòng)裝置納總效率 應(yīng)為組成傳動(dòng)裝置的各個(gè)運(yùn)動(dòng)副效率的乘積 即 v帶傳動(dòng)效率 滾動(dòng)油承傳動(dòng)效率 一對(duì) 滾動(dòng)油承傳動(dòng)效率 一對(duì) 滾動(dòng)油承傳動(dòng)效率 一對(duì) 閉式齒輪傳動(dòng)效率 閉式齒輪傳動(dòng)效率 聯(lián)鈾器效率 4 傳動(dòng)滾筒效率 5 滾動(dòng)油承傳動(dòng)效率 一對(duì) 18 19 2 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 功率相同的同類(lèi)型電動(dòng)機(jī) 有幾種不同的轉(zhuǎn)速可供設(shè)計(jì)考選用 如三相異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速 一般有3000r min 2極 1500r min 4極 1000r min 6極 及750r min 8極 四種 低轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)的級(jí)對(duì)數(shù)多 轉(zhuǎn)矩也大 因此外廓尺寸及重量都較大 價(jià)格較高 但可以使傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比減小 使傳動(dòng)裝置的體積重量較小 高轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)則相反 因此確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)要綜合考慮 分析比較電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)裝置的性能 尺寸 重量和價(jià)格等因素 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào) 如 Y132S 2 B3 XXX 20 21 22 設(shè)計(jì)計(jì)算傳動(dòng)裝置時(shí) 通常用工作機(jī)所需電動(dòng)機(jī)功率PW進(jìn)行計(jì)算 而不用電動(dòng)機(jī)的額定功率Pd 只有當(dāng)有些通用設(shè)備為留有儲(chǔ)備能力以備發(fā)展 或?yàn)檫m應(yīng)不同工作的需要 要求傳動(dòng)裝置具有較大的通用性和適應(yīng)性時(shí)才按額定功率Pd來(lái)設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置 傳動(dòng)裝置的輸入轉(zhuǎn)速可按電動(dòng)機(jī)額定功率時(shí)的轉(zhuǎn)速 即滿載轉(zhuǎn)速計(jì)算 23 3 2傳動(dòng)比的分配 由選定的電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速nw 可得傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為 總傳動(dòng)比為各級(jí)傳動(dòng)比的乘積 即 傳動(dòng)比的分配 目的 減小傳動(dòng)裝置的外廓尺寸 重量 達(dá)到結(jié)構(gòu)緊湊 降低成本的目的 還可以得到較好的潤(rùn)滑條件 24 分配原則 1 各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比應(yīng)在合理范圍內(nèi) 不超出允許的最大值 以符合各種傳動(dòng)形式的工作持點(diǎn) 并使結(jié)構(gòu)比較緊湊 按任意鍵繼續(xù) 25 2 應(yīng)注意使各級(jí)傳動(dòng)件尺寸協(xié)調(diào) 結(jié)構(gòu)勻稱(chēng)合理 26 3 盡量使傳動(dòng)裝置外廓尺寸緊湊或重量較小 27 4 在臥式二級(jí)齒輪減速器中 各級(jí)齒輪都應(yīng)得到充分潤(rùn)滑 28 對(duì)展開(kāi)式二級(jí)圓柱齒輪減速器 按任意鍵繼續(xù) 在兩級(jí)齒輪配對(duì)材料 性能及齒寬系數(shù)大致相同的情況下 即齒面接觸強(qiáng)度大致相等時(shí) 兩級(jí)齒輪的傳動(dòng)比可按下式分配 或 式中i1 i2 分別為高速級(jí)和低速級(jí)齒輪的傳動(dòng)比 i 二級(jí)齒輪減速器的總傳動(dòng)比 對(duì)同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器 可取圓錐齒輪傳動(dòng)比為i1 0 25i 并盡量使i1 3 以使圓錐齒輪直徑較小 對(duì)圓錐 圓柱齒輪減速器 29 3 3傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 在選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)及分配傳動(dòng)比后 應(yīng)計(jì)算傳動(dòng)系統(tǒng)中各軸的轉(zhuǎn)速 功率及轉(zhuǎn)矩 為傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算和軸的設(shè)計(jì)計(jì)算提供依據(jù) 各軸的轉(zhuǎn)速根據(jù)電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速nm及傳動(dòng)比進(jìn)行計(jì)算 傳動(dòng)裝置各部分的功率和轉(zhuǎn)速通常是指各軸的輸入功率和輸入轉(zhuǎn)矩 計(jì)算各軸運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)時(shí) 應(yīng)先將傳動(dòng)裝置中各軸從高速軸到低速抽依次編號(hào) 定為 軸 電動(dòng)機(jī)軸 1軸 2軸 相鄰兩袖間的傳動(dòng)比表示為i01 i12 i23 相鄰兩軸間的傳動(dòng)效率為 01 12 23 各軸的輸入功率為 1 2 3 各軸的轉(zhuǎn)速為n1 n2 n3 各軸輸入轉(zhuǎn)矩為 1 2 3 30 1 各軸轉(zhuǎn)速 按任意鍵繼續(xù) 31 2 各軸輸入功率 式中 l 2 3 4分別為帶傳動(dòng) 軸承 齒輪傳動(dòng)和聯(lián)抽器的傳動(dòng)效率 按任意鍵繼續(xù) 32 計(jì)算得到的各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的數(shù)據(jù) 可以列表整理備用 參見(jiàn)例2 3表格 2 各軸輸入扭矩 按任意鍵繼續(xù) 33 第四章減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 窺視孔和窺視孔蓋在減速器上部開(kāi)窺視孔 以便檢查齒面嚙合情況 潤(rùn)滑油但由此注入機(jī)體內(nèi) 窺視孔上有蓋板 以防止污物進(jìn)入機(jī)體內(nèi)和潤(rùn)滑泊飛滋出來(lái) 放油螺塞減速器底部沒(méi)有放油孔 用于排出污油 放油孔用螺塞堵住 油標(biāo)油標(biāo)用來(lái)檢查油面高度 以保證有正常的油量 油標(biāo)有各種結(jié)構(gòu)類(lèi)型 有的已定為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)件 通氣器減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) 由于摩擦發(fā)熱 使機(jī)體內(nèi)溫度升高 氣壓增大 導(dǎo)致潤(rùn)滑油從縫除 如剖面 軸伸處間隙 向外滲漏 所以多在機(jī)蓋頂部或窺視孔益上安裝通氣器 使機(jī)體內(nèi)熱漲氣體自由逸出 達(dá)到機(jī)體內(nèi)外氣壓相等 提高機(jī)體有縫隙處的密封性能 啟蓋螺釘機(jī)蓋與機(jī)座接合面上常涂有水玻璃或密封膠 聯(lián)結(jié)后接合較緊 不易分開(kāi) 為便于取下機(jī)蓋 在機(jī)蓋凸緣上常裝有一至二個(gè)啟蓋螺釘 在啟蓋時(shí) 可先擰動(dòng)此螺釘頂起機(jī)蓋 定位銷(xiāo)為了保證軸承座孔的安裝精度 在機(jī)蓋和機(jī)座用螺栓聯(lián)接后 鏜孔之前裝上兩個(gè)定泣銷(xiāo) 銷(xiāo)孔位置盡量遠(yuǎn)些 如機(jī)體結(jié)構(gòu)是對(duì)稱(chēng)的 如蝸桿傳動(dòng)機(jī)體 銷(xiāo)孔位置不應(yīng)對(duì)稱(chēng)布置 吊環(huán)和吊鉤在機(jī)蓋上裝有環(huán)首螺釘或鑄出吊環(huán)或吊鉤 用以搬運(yùn)或拆卸機(jī)蓋 在機(jī)座上鑄出吊鉤 用以搬運(yùn)機(jī)座或整個(gè)減速器 吊環(huán)和吊鉤在機(jī)蓋上裝有環(huán)首螺釘或鑄出吊環(huán)或吊鉤 用以搬運(yùn)或拆卸機(jī)蓋 在機(jī)座上鑄出吊鉤 用以搬運(yùn)機(jī)座或整個(gè)減速器 34 第五章裝配圖設(shè)計(jì) 1 裝配圖繪制前的準(zhǔn)備 在畫(huà)裝配圖之前 應(yīng)翻間有關(guān)資料 參觀或裝拆實(shí)際減速器 弄儲(chǔ)備零部件的功用 做到對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容心中有數(shù) 此外 還要根據(jù)任務(wù)書(shū)上的技術(shù)數(shù)據(jù) 按前文所述的要求 選擇計(jì)算出有關(guān)零部件的結(jié)構(gòu)和主要尺寸 具體內(nèi)容有 1 確定各類(lèi)傳動(dòng)零件的中心距 最大圓直徑和寬度 其它詳細(xì)結(jié)構(gòu)可暫不確定 2 確定機(jī)體的結(jié)構(gòu)方案 剖分式 整體式等 35 2 第一階段的設(shè)計(jì)內(nèi)容初步驟 這一階段的設(shè)計(jì)內(nèi)容是通過(guò)繪圖設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)尺寸及選出軸承型號(hào) 確定軸的支點(diǎn)距離和軸上零件力的作用點(diǎn) 計(jì)算軸的強(qiáng)度和軸承壽命 大致步驟如下頁(yè)框圖 畫(huà)出傳動(dòng)零件的中心線和輪廓線 畫(huà)出機(jī)體內(nèi)壁線和機(jī)體對(duì)稱(chēng)線 定出軸承和軸承座端面位置 定出軸的支點(diǎn)和力的作用點(diǎn) 進(jìn)行軸的受力分析和繪制力