武科大《機械設(shè)計》課程設(shè)計講稿1

一、

課程設(shè)計的目的

機械設(shè)計課程設(shè)計是機械設(shè)計課程的一個教學(xué)實踐環(huán)節(jié)，由此獲得全面的機械設(shè)計訓(xùn)練。

其基本目的：

1．

綜合運用機械設(shè)計課程及前修課程所學(xué)知識去分析和解決機械設(shè)計問題

2．

學(xué)習(xí)機械設(shè)計的一般方法，了解和掌握常用機械零部件、機械傳動裝置或簡單機械的設(shè)計過程，培養(yǎng)正確的設(shè)計思想和分析問題、解決問題的能力，特別是總體設(shè)計和零部件設(shè)計的能力

3．

通過計算和繪圖，學(xué)會運用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊及查閱有關(guān)技術(shù)資料，培養(yǎng)機械設(shè)計的基本技能

《機械設(shè)計》課程設(shè)計

第一講 概述二、

課程設(shè)計的方法

1．

獨立思考，繼承與創(chuàng)新

2．

綜合考慮機械零部件的強度、剛度、工藝性、經(jīng)濟性及維 護等要求

3．

采用“三邊”設(shè)計方法：邊計算、邊畫圖、邊修改

三、

課程設(shè)計的內(nèi)容（見課程設(shè)計任務(wù)書）

四、

課程設(shè)計時間安排（第一周～第三周，共3周）

第1周：完成初步計算和裝配草圖

第2周：完成裝配圖和部分零件圖（上機畫圖，采用CAXA）

第3周：完成零件圖和整理設(shè)計說明書（3~4天）；答辯（1~2天）

五、

成績評定

1．

等級：優(yōu)、良、中、及格、不及格

2．

評分標(biāo)準(zhǔn)：圖紙，設(shè)計說明書，答辯，課設(shè)期間平時成績（出勤及設(shè)計進度）綜合評定

六、

參考書

[1] 唐增寶等主編，機械設(shè)計課程設(shè)計，華中科技大學(xué)出版 社，1999年

[2] 濮良貴等主編，機械設(shè)計，高等教育出版社，2001年

[3] 廖漢元等主編，機械原理，機械工業(yè)出版社，2009年

《機械設(shè)計》課程設(shè)計任務(wù)書

一、

設(shè)計題目

設(shè)計一臺冶金、礦山用帶式運輸機的動力及傳動裝置。

已知：工作時有輕微振動，經(jīng)常滿載工作，單向運轉(zhuǎn)，兩班制工作，工作年限10年，大修期3年，每年按300天計。允許運輸帶速度誤差：±5%，動力源為電力（三相交流220/380V）。三，設(shè)計任務(wù)

1．

減速器裝配圖1張（A0）及裝配草圖1張（A1）；

2．

零件圖2張（低速軸和低速級大齒輪零件圖各1張）

3．

課程設(shè)計說明書1份（按照規(guī)定的格式書寫，并要求有 必要的簡圖）

四，設(shè)計要求

1，

按國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定選擇有關(guān)設(shè)計參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)零部件繪 制裝配圖和零件圖

2，

設(shè)計期間，設(shè)計者一律必須在設(shè)計室完成任務(wù)，否則 不給成績。

3，

每完成一段任務(wù)，由指導(dǎo)教師審查

二，原始數(shù)據(jù)：五，編寫課程設(shè)計說明書內(nèi)容：

1，

目錄

2，

設(shè)計任務(wù)（附上課程設(shè)計任務(wù)書，注明自己的題號）

3，

機械傳動裝置的總體方案設(shè)計

1）

傳動方案的分析及擬定

2）

選擇電動機

3）

運動參數(shù)及動力參數(shù)的計算

4）

傳動方案簡圖繪制

4，

齒輪傳動設(shè)計計算（畫出輪齒受力分析圖）

5，聯(lián)軸器的選擇計算

6，

軸的設(shè)計計算

7，

滾動軸承選擇計算

8，

鍵的選擇及計算

9，

潤滑與密封設(shè)計

10，減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計

11，設(shè)計小結(jié)

12，參考文獻

六，課程設(shè)計步驟：見[1]P2課程設(shè)計說明書封面

第二講 機械傳動裝置的總體方案設(shè)計

主要內(nèi)容：確定傳動具體方案，選電機，定傳動比，計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)。

一、傳動方案分析及設(shè)計（見[1]P3）

機器的組成：動力機傳動裝置工作機動力機：選用電動機傳動裝置的作用：將動力部分的運動（n,v）和動力(P,T)進行轉(zhuǎn)換傳遞給工作機（又稱執(zhí)行部分），以滿足工作機的需要；傳動裝置的設(shè)計是傳動方案設(shè)計的關(guān)鍵。

可傳遞運動和動力的機構(gòu)有：齒輪傳動，帶傳動，蝸輪蝸桿傳動，鏈傳動，凸輪機構(gòu)，連桿機構(gòu)等。

各機構(gòu)特點（見[2]P137），將這些機構(gòu)有效的組合，滿足工作機的需要，即為傳動方案的擬定。

[1]P4表2-1給出了由多個齒輪機構(gòu)組合成的多種傳動方案（即常用的減速器），可分析、比較其優(yōu)缺點，確定較好的傳動方案。

傳動方案設(shè)計依據(jù)：首先滿足工作機的功能要求；其次滿足工作可靠、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、重量輕、成本低、工藝性好、使用維護方便等；確定傳動方案時，應(yīng)充分了解各傳動機構(gòu)的性能和特點，結(jié)合工作機的工作條件，對多種傳動方案進行分析比較，合理選擇。

如下列出了帶式運輸機的5種傳動方案：

方案分析比較：

方案a)：帶傳動+閉式齒輪傳動。帶傳動布置于高速級，發(fā)揮其傳動平穩(wěn)、緩沖吸振和過載保護特點，但此方案寬度較大，且?guī)鲃硬贿m應(yīng)繁重的工作要求及惡劣的工作環(huán)境。

方案b)：閉式蝸桿傳動。結(jié)構(gòu)緊湊，但傳動效率低，功率損耗大，在長期連續(xù)運轉(zhuǎn)中不經(jīng)濟。

方案c)：錐齒輪+圓柱齒輪傳動。橫向結(jié)構(gòu)較緊湊，適合布置在較狹窄的通道中，錐齒輪一般放在高速級（轉(zhuǎn)矩T較小），可減小錐齒輪尺寸，便于加工；但錐齒輪加工較困難，加工成本高。

方案d)：二級閉式圓柱齒輪傳動。適應(yīng)在繁重及惡劣的工作條件下長期工作，使用維護方便，但結(jié)構(gòu)較龐大。

方案e)：

開式齒輪傳動+閉式齒輪傳動。成本較方案d)低，適應(yīng)于繁重的工作條件，但多灰塵的環(huán)境對開式齒輪壽命有影響。

綜合以上方案特點，考慮工作條件及環(huán)境，初選方案d)，二級閉式圓柱齒輪傳動。

傳動方案圖如下：二、選擇電動機(見[1]P5)

1．

電動機類型及轉(zhuǎn)速：

三相交流電動機：Y系列：（見[1]P149）

YZ,YZR系列：

同步轉(zhuǎn)速：一般選1500或1000r/min

2．

確定電動機功率和型號

1）工作機所需功率Pw=F×V/1000Kw

2）電動機所需功率Pd=Pw/η

傳動裝置總效率η=η1×η2·····ηn

各傳動副的效率η1、η2·····ηn等見[1]P6表2-2

3）電動機額定功率Pe>電動機所需功率Pd,由此查[1]P149選電動機型號

記下：電動機型號，額定功率Pe，滿載轉(zhuǎn)速nm，電動機中心高，外伸軸徑和外伸軸長，供選聯(lián)軸器和計算傳動件用。

VF三、確定總傳動比I及分配傳動比

I=電機滿載轉(zhuǎn)速nm/工作機所需轉(zhuǎn)速nw , nw=60×1000×V/（πD）

I=i1×i2

各級傳動比分配原則：（見[1]P7）

1）滿足推薦值范圍（見[1]P7表2-3）；

2）不發(fā)生干涉現(xiàn)象；

3）等強度原則；

4）潤滑合理

推薦：i1=（1.3~1.4）i2

四、運動參數(shù)及動力參數(shù)的計算（見[1]P8）

1）

計算各軸的轉(zhuǎn)速n，輸入功率P，轉(zhuǎn)矩T

2）

計算各級傳動（高速級，低速級齒輪傳動）的輸入轉(zhuǎn)速， 輸入功率

五、繪制傳動方案簡圖：

第三講 齒輪傳動設(shè)計（見[1]P12）

主要內(nèi)容：高速、低速級齒輪傳動設(shè)計計算

一、高速級齒輪傳動設(shè)計計算（斜齒圓柱齒輪傳動設(shè)計計算）

設(shè)計步驟：參考教材[2]例題10-2或課堂例題、作業(yè)

二、低速級齒輪傳動設(shè)計計算（變位直齒齒輪傳動設(shè)計計算）

變位齒輪傳動設(shè)計：

設(shè)計步驟：參考教材[2]–第九版,例題10-1，

教材[3]《機械原理》例題9-1三，注意事項

1）變位系數(shù)的確定:

參考教材[2]–第九版,P2063）中心距a如偏小，可能引起軸承端蓋干涉，則可先估算一下軸承端蓋的大?。闯醵ㄗ钚≥S徑，逐步加大，初定軸承，確定出軸承座孔徑，初選軸承蓋，即可定其大?。㏄2114）考慮等強度設(shè)計時，則一般低速級齒輪模數(shù)＞高速級齒輪模數(shù)

第四講 軸系設(shè)計計算

一、

設(shè)計內(nèi)容：

高、中、低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計和強度設(shè)計計算；各軸上的軸承、鍵、聯(lián)軸器的設(shè)計

二、

設(shè)計方法

貫徹“三邊”設(shè)計法，以軸為主線，考慮減速箱體結(jié)構(gòu)，其它零件并行設(shè)計，各零件尺寸相互協(xié)調(diào)。

參考內(nèi)容：

教材[2]第15章軸；

[1]P13~P14；P24~P29；圖5-1；圖5-5；圖5-7；圖5-8；圖5-15

[1]表5-1；圖5-22

三、初步結(jié)構(gòu)設(shè)計

設(shè)計步驟：

1．

設(shè)計前準(zhǔn)備：讀懂圖5-1（結(jié)構(gòu)特點，各零部件作用）；

圖5-22；弄清[1]P24表5-1中各符號的意義及計算

如：df；d1；d2的確定及螺栓扳手空間c1,c2的確定

2，繪制減速器裝配草圖（一）（見[1]P25）

3．

在草圖（一）基礎(chǔ)上繪出減速器裝配草圖（二）如下：（見[1]P27圖5-7）LLL=δ1+C1+C2+5～８

δ1——箱蓋壁厚，查[1]表5-1

C1,C2——軸承旁螺栓扳手空間(凸緣尺寸)，查[1]表5-1軸承是脂潤滑:10~15軸承是油潤滑:3~5a箱體內(nèi)壁30B---拆裝空間8~15高速軸1）

軸的徑向尺寸確定（從最小軸徑開始）

（1）

初估最小軸徑dmin考慮：軸上的聯(lián)軸器及電機軸徑，再定dmin，

聯(lián)軸器的選擇見[1]P13及教材[2]P348

課堂習(xí)題

（2）逐步加大軸徑（考慮軸上零件的定位、固定或區(qū)分加工面、零件拆裝需要）注意點：a)用于定位時，軸徑變化大（5~10mm）;否則變化小b)滾動軸承的定位應(yīng)查其標(biāo)準(zhǔn) c)有標(biāo)準(zhǔn)零件配合的軸徑應(yīng)取相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值（如：滾動軸承、聯(lián)軸器處）d)由d軸初選滾動軸承型號e)齒輪尺寸與軸徑很接近（d<1.8ds）時，采用齒輪軸（見[1]P29)以箱體內(nèi)壁為基準(zhǔn)（1）

確定軸承在軸承座孔內(nèi)位置

（即定軸的支承點位置）設(shè)計思路：（邊計算，邊畫圖，邊設(shè)計）2）

軸的軸向尺寸確定（2）確定軸承座孔長度L

半聯(lián)軸器距箱體內(nèi)壁距離=L+e+30~40mm,并演算空間B是否足夠