機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)綜合版

課件內(nèi)容第一部分課程設(shè)計(jì)概述第三部分設(shè)計(jì)講解二（減速器的設(shè)計(jì)）第二部分設(shè)計(jì)講解一（執(zhí)行機(jī)構(gòu)及總體參數(shù)）機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)第一部分課程設(shè)計(jì)概述1、培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)際問題的能力，并通過實(shí)際設(shè)計(jì)訓(xùn)練使所學(xué)理論知識(shí)得以鞏固和提高。2、學(xué)習(xí)和掌握一般機(jī)械設(shè)計(jì)的基本方法和程序，樹立正確的工程設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)獨(dú)立設(shè)計(jì)能力，為后續(xù)課的學(xué)習(xí)和實(shí)際工作打基礎(chǔ)。3、進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練，包括設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖、查閱和使用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)等相關(guān)技術(shù)資料等。

一、設(shè)計(jì)目的題目一壓床的設(shè)計(jì)與分析二、設(shè)計(jì)題目

電動(dòng)機(jī)通過V帶傳動(dòng)和二級(jí)圓柱齒輪減速器，帶動(dòng)曲柄1轉(zhuǎn)動(dòng)。由六桿機(jī)構(gòu)（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）驅(qū)使滑塊5上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，完成沖壓工作。在曲柄軸A上裝有飛輪（未畫出）。在曲柄軸的另一端裝有油泵凸輪，驅(qū)動(dòng)油泵向連桿機(jī)構(gòu)的各運(yùn)動(dòng)副供油。h1h2h3設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表1分組三、設(shè)計(jì)內(nèi)容及大概時(shí)間安排四、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)及成績?cè)u(píng)定設(shè)計(jì)成績分為：優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格成績?cè)u(píng)定主要依據(jù)：圖紙、答辯、平時(shí)、說明書注意事項(xiàng)：

正確利用現(xiàn)有設(shè)計(jì)資料，勤于思考，敢于創(chuàng)新

正確使用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范

設(shè)計(jì)是邊計(jì)算、邊畫圖、邊修改的交叉過程，要養(yǎng)成有錯(cuò)必改，精益求精的科學(xué)態(tài)度。

已知：滑塊行程H，構(gòu)件3的上、下極限角、，比值

、

，尺寸h1、h2、h3

，曲柄轉(zhuǎn)速n1

。要求：設(shè)計(jì)各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)尺寸第二部分執(zhí)行機(jī)構(gòu)及總體參數(shù)確定一、平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)二、平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析及力分析要求：按給定位置作機(jī)構(gòu)的速度和加速度多邊形給定位置？繪制滑塊的運(yùn)動(dòng)線圖（s—，v—，a—

畫在一個(gè)坐標(biāo)系中）=60時(shí)的速度多邊形=60時(shí)的加速度多邊形=60時(shí)的力多邊形確定各指定位置加于曲柄上的平衡力矩Mb數(shù)據(jù)匯總繪制阻力圖Mr—(坐標(biāo)紙上）運(yùn)動(dòng)分析、力分析格式范例：三、執(zhí)行機(jī)構(gòu)其他運(yùn)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)

根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有急回運(yùn)動(dòng)、原動(dòng)為轉(zhuǎn)動(dòng)、執(zhí)行構(gòu)件為往復(fù)移動(dòng)等要求，另外至少設(shè)計(jì)一種其他運(yùn)動(dòng)方案，并分析比較。例如：四、飛輪設(shè)計(jì)已知：機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的許用速度不均勻系數(shù)［δ］，力分析所得平衡力Mb

，驅(qū)動(dòng)力矩Md為常數(shù)，飛輪安裝在曲柄軸A上。要求：確定飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JF

求盈虧功畫能量指示圖求驅(qū)動(dòng)力矩，并畫在圖上求飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量MdMb（Mr）五、凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)已知：從動(dòng)件行程h，偏距e，許用壓力角［α］，推程運(yùn)動(dòng)角，遠(yuǎn)休止角，回程運(yùn)動(dòng)角要求：1）按許用壓力角［α］確定凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸，選取滾子半徑rr；2）繪制凸輪廓線。，從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律見表1。凸輪與曲柄共軸。提示：根據(jù)來計(jì)算基圓半徑。用計(jì)算機(jī)算比較方便，也可借助諾模圖確定。六、選擇電動(dòng)機(jī)類型選擇

電動(dòng)機(jī)容量的確定

無特殊需要，選用Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)所選電動(dòng)機(jī)的額定功率Ped應(yīng)等于或稍大于電動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出功率Pd即電動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出功率

若容量過小，不能保證工作機(jī)正常工作，電機(jī)過早損壞；若容量過大，成本增加，造成浪費(fèi)。工作機(jī)的輸入功率取工作機(jī)的效率轉(zhuǎn)速的選擇

電動(dòng)機(jī)的型號(hào)確定

常用同步轉(zhuǎn)速有：3000、1500、1000、750r/min電動(dòng)機(jī)的可選轉(zhuǎn)速范圍同步轉(zhuǎn)速低的電動(dòng)機(jī)，級(jí)對(duì)數(shù)多，尺寸大，重量大，成本高，但總傳動(dòng)比?。煌睫D(zhuǎn)速高則正好相反。根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速范圍，從表19-1中查出適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)。并記錄下電動(dòng)機(jī)的額定功率Ped，滿載轉(zhuǎn)速nm，外形尺寸，中心高，伸出端直徑等主要參數(shù)和安裝尺寸。n—曲柄轉(zhuǎn)速，各效率查表12-8確定七、傳動(dòng)比的分配總傳動(dòng)比

分配傳動(dòng)比時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1）各級(jí)傳動(dòng)比都應(yīng)在合理范圍內(nèi)

2）應(yīng)注意使各傳動(dòng)件尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱，避免發(fā)生相互干涉。3）對(duì)于多級(jí)減速傳動(dòng)，可按照“前小后大”（即由高速級(jí)向低速級(jí)逐漸增大）的原則分配傳動(dòng)比，且相鄰兩級(jí)差值不要過大。大帶輪碰地面高速級(jí)大齒輪碰低速軸4）在采用浸油潤滑時(shí)，分配傳動(dòng)比時(shí)要考慮傳動(dòng)件的浸油條件。展開式或分流式二級(jí)圓柱齒輪減速器，其高速級(jí)傳動(dòng)比i1和低速級(jí)傳動(dòng)比i2

的關(guān)系通常取

分配圓錐－圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比時(shí)，通常取錐齒輪傳動(dòng)比i1≤3。兩級(jí)同軸式圓柱齒輪減速器，兩級(jí)傳動(dòng)比可取為5）盡量使傳動(dòng)裝置外廓尺寸緊湊，或重量最小。八、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算1.計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速2.計(jì)算各軸輸入功率3.計(jì)算各軸輸入轉(zhuǎn)矩將上述參數(shù)列成表2-3ⅠⅡⅢ九、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算1.帶傳動(dòng)由前面的計(jì)算，已知：帶傳動(dòng)的輸入功率，小帶輪的轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比i帶需要設(shè)計(jì)：帶的型號(hào)、根數(shù)Z、基準(zhǔn)長度Ld，帶輪基準(zhǔn)直徑dd，壓軸力

FQ，帶傳動(dòng)的中心距a等。取系列值檢查帶輪尺寸與傳動(dòng)裝置外廓尺寸的相互關(guān)系。如裝在電機(jī)軸上的小帶輪直徑與電機(jī)中心高是否適宜，其軸孔直徑與電機(jī)軸徑是否一致，大帶輪是否過大與底板相碰等。

根據(jù)情況，選擇直齒輪或斜齒輪傳動(dòng)，軟齒面或硬齒面。

要設(shè)計(jì)：模數(shù)m，中心距a，齒數(shù)z，分度圓直徑d，齒頂圓直徑da，齒根圓直徑

df,齒寬b，精度等級(jí)，螺旋角，齒輪的結(jié)構(gòu)形式等。2.齒輪傳動(dòng)（1）軟齒面與硬齒面齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)程序不同

注意：對(duì)閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)(配對(duì)齒輪之一的硬度≤350HBS),

最常出現(xiàn)：齒面疲勞點(diǎn)蝕

先按齒面接觸強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后校核齒根彎曲強(qiáng)度對(duì)閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)（配對(duì)齒輪的硬度均>350HBS），最常出現(xiàn)：輪齒折斷

先按齒根彎曲強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后校核齒面接觸強(qiáng)度

齒寬b——取整，b1=b2+(5～10)mm；直徑d、da、df，螺旋角——應(yīng)為精確值（2）數(shù)據(jù)處理模數(shù)m——標(biāo)準(zhǔn)系列值，不小于1.5mm；

中心距a——0或5結(jié)尾的整數(shù)對(duì)于直齒輪，a應(yīng)嚴(yán)格等于對(duì)于斜齒輪，a應(yīng)嚴(yán)格等于十、最小軸徑的估算，估計(jì)各軸受扭段的最小軸徑2）當(dāng)此軸段上有鍵槽時(shí)，將d按單、雙鍵分別加大4%或7%后，取整數(shù)。1）C為由軸的許用扭切應(yīng)力所確定的系數(shù)，與材料有關(guān)，查表確定。注意：若為齒輪軸（上圖)，軸的材料即為齒輪的材料。說明：若最小軸徑處裝聯(lián)軸器，最小軸徑應(yīng)與聯(lián)軸器的孔徑匹配。剛性聯(lián)軸器撓性聯(lián)軸器（要求被聯(lián)接兩軸軸線嚴(yán)格對(duì)中）（可補(bǔ)償被聯(lián)接兩軸的相對(duì)位移）無彈性元件撓性聯(lián)軸器有彈性元件撓性聯(lián)軸器（彈性聯(lián)軸器）齒式聯(lián)軸器凸緣聯(lián)軸器套筒聯(lián)軸器十字滑塊聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器

彈性套柱銷聯(lián)軸器

彈性柱銷聯(lián)軸器

輪胎式聯(lián)軸器…….…………

十一、聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器的選擇包括聯(lián)軸器類型和型號(hào)的合理選擇。（一）、聯(lián)軸器的類型對(duì)中小型減速器，輸入軸、輸出軸均可采用彈性套柱銷聯(lián)軸器(TL)或彈性柱銷聯(lián)軸器(HL)按計(jì)算轉(zhuǎn)矩并兼顧所聯(lián)接兩軸的尺寸選定。要求所選聯(lián)軸器允許的最大轉(zhuǎn)矩不小于計(jì)算轉(zhuǎn)矩，聯(lián)軸器軸孔直徑應(yīng)與被聯(lián)接兩軸的直徑匹配。

即Tc＝KAT

[T]聯(lián)軸器的極限轉(zhuǎn)速工作轉(zhuǎn)速且保證(二)、聯(lián)軸器型號(hào)的確定式中：T—聯(lián)軸器傳遞的名義轉(zhuǎn)矩KA—工作情況系數(shù)，查表[T]—聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)矩，查標(biāo)準(zhǔn)第三部分減速器的結(jié)構(gòu)油標(biāo)尺箱座視孔蓋通氣器箱蓋放油塞軸承蓋定位銷低速軸系高速軸系中間軸系一級(jí)減速器1.確定箱體的結(jié)構(gòu)整體式或剖分式鑄造或焊接2.確定軸承的潤滑方式當(dāng)齒輪的圓周速度v2m/s時(shí)，軸承采用脂潤滑。軸承端面與箱體內(nèi)壁的距離為8~12mm，此時(shí)要設(shè)有封油盤。當(dāng)齒輪的圓周速度v>2m/s時(shí)，軸承采用油潤滑。軸承端面與箱體內(nèi)壁的距離為2~3mm。2<v3m/s時(shí)，在結(jié)合面上開設(shè)油溝v>3m/s時(shí)，不必開設(shè)油溝3.確定軸承端蓋的形式凸緣式或嵌入式（P39-40）除了原始數(shù)據(jù)和上述的計(jì)算數(shù)據(jù)外，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前還必須確定以下內(nèi)容：一、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（草圖的設(shè)計(jì)）圖例4.減速器結(jié)構(gòu)尺寸的確定

繪制減速器裝配圖前，必須確定減速器的基本機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸，計(jì)算出表4-1的所有尺寸，并理解其含義。

下面以鑄造剖分式箱體、脂潤滑軸承、凸緣式軸承端蓋的二級(jí)展開式圓柱齒輪減速器為例，說明輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程。1.先畫高速級(jí)齒輪2.兩個(gè)大齒輪端面相距3，畫低速級(jí)齒輪3.畫箱體內(nèi)壁：小齒輪端面與內(nèi)壁相距2，大齒輪頂圓與內(nèi)壁相距1，左側(cè)暫不畫4.畫軸承端面位置：若為脂潤滑，軸承端面與箱體內(nèi)壁的距離為8~12mm5.明確軸上主要零件的布置及定位方法，依據(jù)初估軸徑，考慮定位軸肩和非定位軸肩逐一確定各軸段直徑二級(jí)畫圖過程軸段直徑：

從聯(lián)軸器d1處開始，軸段長度：軸徑確定后，初定軸承型號(hào)，從而查得軸承寬度B一級(jí)減速器1.按中心距先畫軸線、齒輪、內(nèi)壁、軸承的端面、軸承的位置2.先畫箱內(nèi)，后畫箱外3.先粗畫，后細(xì)畫4.一般先畫俯視圖，再畫主視圖，最后畫側(cè)視圖。5.布圖上下左右要適當(dāng)勻稱。注意事項(xiàng)齒輪輪轂的長度應(yīng)滿足l=（1.2~1.5)d，至少l=d，d—裝齒輪處軸的直徑當(dāng)齒寬系數(shù)取值較小時(shí)，尤其是硬齒面，會(huì)導(dǎo)致齒寬b較小，可能會(huì)出現(xiàn)齒輪輪轂長度l小于所在軸直徑d，此時(shí)應(yīng)加長輪轂至滿足上述要求。此時(shí)，最初根據(jù)齒寬b確定的箱體內(nèi)壁位置必須作相應(yīng)的調(diào)整。

注意：定位軸肩高和非定位軸肩高的取法1.鍵的選擇及校核軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后，根據(jù)鍵所在的軸徑查標(biāo)準(zhǔn)確定鍵的截面尺寸b、h。兼顧輪轂長度確定標(biāo)準(zhǔn)鍵長L。驗(yàn)算鍵的擠壓強(qiáng)度。若強(qiáng)度不足，可采用相隔180的雙鍵，但按1.5個(gè)鍵計(jì)算。2.軸承的壽命計(jì)算類型的選擇：若軸上的齒輪為斜齒輪，最好選用7類或3類軸承，以便承受較大的軸向載荷；若為直齒輪，優(yōu)先選用6類軸承。型號(hào)的確定：可從中系列初選。如軸頸直徑d=40mm,若選深溝球軸承，則可初選6308。求得各軸承所受的當(dāng)量動(dòng)載荷P，從而計(jì)算軸承壽命Lh,滿足二、校核計(jì)算一般以大修期計(jì)算軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初步完成后，可精確確定：軸的支點(diǎn)位置及軸上所受載荷的大小、方向和作用點(diǎn)。軸的強(qiáng)度校核一般遵循下列步驟：畫出軸的空間受力簡圖作出水平面的受力圖和彎矩MH圖作出垂直面的受力圖和彎矩MV圖作出轉(zhuǎn)矩T圖確定危險(xiǎn)截面，進(jìn)行校核計(jì)算作出合成彎矩M

圖（）3.軸的強(qiáng)度校核一般用途的軸，可按當(dāng)量彎矩法進(jìn)行強(qiáng)度校核；對(duì)重要軸，對(duì)軸進(jìn)行疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核。

每個(gè)同學(xué)只驗(yàn)算一根軸及該軸上的鍵和軸承三、圖面布置

繪制裝配圖時(shí)，首先必須考慮圖面布置問題，其布置形式如下：主視圖的高度確定油底油面高度≧30~50，以保證足夠的油量，且避免塵渣泛起減速器附件設(shè)計(jì)油標(biāo)尺作用：測量油面深度，要有最高液面，最低液面刻度。位置設(shè)計(jì)時(shí)要防止拔不出油標(biāo)或油外溢。放油塞作用：更換潤滑油的出口，設(shè)計(jì)在箱體底座最低位置處。四、裝配圖完成階段的工作

裝配圖底圖完成后，應(yīng)進(jìn)行尺寸標(biāo)注，技術(shù)要求、減速器特性、零部件編號(hào)及零件明細(xì)表和標(biāo)題欄的填寫，檢查無誤后加深，完成裝配圖。尺寸標(biāo)注：裝配圖上只標(biāo)注以下四類尺寸（Ｐ68）技術(shù)特性：在裝配圖上以表格形式列出技術(shù)要求：

（1）輸入功率和轉(zhuǎn)速（2）傳動(dòng)效率（3）總傳動(dòng)比及各級(jí)傳動(dòng)比等。

（1）特性尺寸。指減速器的中心距及偏差。

（2）配合尺寸。如齒輪、帶輪、聯(lián)軸器和軸的配合，軸承和軸、軸承座的配合等。寫明在視圖上無法表示的關(guān)于裝配、調(diào)整、檢驗(yàn)、維護(hù)等方面的技術(shù)說明。

（3）安裝尺寸。如底板尺寸、中心高、地腳螺栓孔及位置等。

（4）外形尺寸。指總長、總寬、總高零部件編號(hào)：零件明細(xì)表和標(biāo)題欄：五、繪制零件工作圖按要求對(duì)各個(gè)零件正確編號(hào)，既不能重復(fù)也不能遺漏。各視圖中的編號(hào)均按順時(shí)針或逆時(shí)針方向排列整齊。零件明細(xì)表和標(biāo)題欄必須符合標(biāo)準(zhǔn)。明細(xì)表中的內(nèi)容應(yīng)與零部件編號(hào)對(duì)應(yīng)，由下向上填寫，應(yīng)包括制造和檢驗(yàn)零件所需的全部內(nèi)容。包括：圖形、尺寸及其公差、表面粗糙度、形位公差、材料和熱處理說明、技術(shù)要求、標(biāo)題欄等。軸的零件圖齒輪的零件圖(一)、主要內(nèi)容（P83）目錄（標(biāo)題及頁次）設(shè)計(jì)任務(wù)書傳動(dòng)方案的擬定（簡要說明，附傳動(dòng)方案簡圖）電動(dòng)機(jī)的選擇，傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（軸的彎扭矩圖畫在同一張紙上）鍵聯(lián)接的選擇和計(jì)算滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算聯(lián)軸器的選擇主要參考文獻(xiàn)設(shè)計(jì)小結(jié)潤滑方法和密封形式，潤滑油牌號(hào)的選擇六、撰寫設(shè)