《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)

1、 龔桂義主編課程設(shè)計(jì)講義機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)1 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)（第二版） 龔桂義主編高等教育出版社 1990年4月第2版。2 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)圖冊(cè)（第三版） 龔桂義主編高等教育出版社 1989年5 月第3版。3 機(jī)械零件手冊(cè)（第五版）周開(kāi)勤主編 高教出版社2001年7月2006年5月。4 機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）濮良貴主編第一講一概述：目的：課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)課程的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，目的有三：）鞏固、加深機(jī)械設(shè)計(jì)及相關(guān)先修課（e.g. 制圖、公差、材料與熱處理等）的理論知識(shí)。）訓(xùn)練機(jī)械設(shè)計(jì)的能力，了解并掌握常用零件的設(shè)計(jì)方法。）培養(yǎng)計(jì)算、繪畫(huà)及運(yùn)用技術(shù)資料（e.g. 手冊(cè)、圖冊(cè)等）的基本技能。任務(wù)：

2、每個(gè)同學(xué)必須獨(dú)立完成：1張 1號(hào)圖紙）減速器裝配圖）零 件 圖3張 1號(hào)圖一張，2號(hào)圖二張）設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū) 1份設(shè)計(jì)過(guò)程：傳動(dòng)參數(shù)計(jì)算 裝配圖設(shè)計(jì) 零件圖設(shè)計(jì) 編寫(xiě)說(shuō)明書(shū) 答辯。注意：每人必須準(zhǔn)備一本專(zhuān)用草稿本，所有設(shè)計(jì)參數(shù)、計(jì)算公式、計(jì)算過(guò)程及計(jì)算結(jié)果等，都應(yīng)清楚地寫(xiě)在專(zhuān)用草稿本上，數(shù)據(jù)及公式等應(yīng)注明來(lái)源，這樣也方便于編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)。二傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)：擬定傳動(dòng)方案：選擇電動(dòng)機(jī)已在設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中給定。）選擇電機(jī)類(lèi)型： 電機(jī)類(lèi)型很多，因本課程設(shè)計(jì)對(duì)電機(jī)無(wú)特別要求，所以一般選127 龔桂義主編課程設(shè)計(jì)講義用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī) 3. ）選擇電機(jī)容量：P ：vwa. 對(duì)帶式運(yùn)輸機(jī)F給定： 工作拉力，帶

3、速v(m/s)P = Fv/1000 kwwb. 對(duì)卷?yè)P(yáng)機(jī)給定： 起吊重量v(m/s)vQP = Qv/1000 kww）電動(dòng)機(jī)所需的功率P :dP = P /dwa 傳動(dòng)裝置的總效率。a = a1 2 3 每個(gè)傳動(dòng)副（齒輪、蝸桿、鏈i器及卷筒的效率。Q可查：1. P.7.表1. 及 如對(duì)上圖： = 卷 42a滑塊聯(lián)軸器軸承齒輪彈性聯(lián)軸器電機(jī)的額定功率P :ed應(yīng)略大于P ，即應(yīng)：P dedd）確定電機(jī)轉(zhuǎn)速n n mm同類(lèi)型、同容量的電機(jī)有幾種同步轉(zhuǎn)速（750 r/min）同步轉(zhuǎn)速 電機(jī)尺寸、重量、價(jià)格，選擇時(shí)應(yīng)綜合考慮。i ：ai = i i i a1 2 3i 各級(jí)傳動(dòng)副傳動(dòng)比的合理范圍

4、1. 表1.iV帶傳動(dòng)i = 4帶鏈傳動(dòng)i = 6鏈二級(jí)圓柱i= 40（一級(jí)圓柱，i= ）蝸桿 一 圓柱圓錐 一 圓柱i= 60120 （與1 不同）i= 1025最好 i= 15128 龔桂義主編課程設(shè)計(jì)講義工作機(jī)轉(zhuǎn)速：在本課程設(shè)計(jì)中，可按下式確定：n = 601000V/DV 帶速或起吊速度，m/sD 卷筒或滾筒直徑，mm電機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍n ：n = inr/mindda確定電機(jī)轉(zhuǎn)速m在n 中，選定電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速（一般應(yīng)選：1000或1500 rmp）d按n P3. Y100L2 - 4選定電機(jī)型號(hào)。d如：edY 異步電機(jī)L 長(zhǎng)機(jī)座4 極數(shù)100 中心高100mm2 功率序號(hào)記下電機(jī)的外

5、形尺寸，軸伸尺寸，鍵接尺寸，滿轉(zhuǎn)速n 。m注： 設(shè)計(jì)可參照 1 P.14. 例2-1.傳動(dòng)比分配：i ：a由電機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n 及工作轉(zhuǎn)速n確定：mi = n /n = i iam1 2ni 各級(jí)傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比。i）傳動(dòng)比的分配1. P.1519.傳動(dòng)比的分配就是根據(jù)總傳動(dòng)比i i，其原則為：a最好取i帶傳動(dòng)：鏈傳動(dòng)：減速器：i = 4帶i = 6鏈i = 3帶i = 4鏈最好取i ,i ,i 減速器的總傳動(dòng)比，高速級(jí)及低速級(jí)的傳動(dòng)比。減1 2展開(kāi)式兩級(jí)圓柱齒輪減速器：宜： i 1減i = i /i減21蝸桿 一 齒輪減速器：129 龔桂義主編課程設(shè)計(jì)講義宜：i = (0.030.06)i2減i

6、 = i /i減12圓錐 一 圓柱齒輪減速器：宜：i (0.200.25)i并盡量使i 311減i = i /i減i 小時(shí)取大值，反之取小值減21運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算：）選定電機(jī)，定出總傳動(dòng)比并合理分配后，應(yīng)算出各軸的轉(zhuǎn)速、輸入及輸出功率，輸入及輸出轉(zhuǎn)矩等。 仿 1. P.21. 例2-3.）將求得的數(shù)據(jù)列成下表：表1轉(zhuǎn)速n 傳動(dòng) 效(r/min) 比i 率軸名T =9550P/n 滿載轉(zhuǎn)速電機(jī)軸dnmoo1m P = P P P n = n /id o1d o1d o o1m o軸承i齒輪軸承卷筒軸）注：電機(jī)的輸出功率是實(shí)需功率而非電機(jī)的額定功率。i i = 1oo以帶傳動(dòng)相聯(lián)時(shí)：i = io

7、帶 =o1o1聯(lián)以帶傳動(dòng)相聯(lián)， =o1帶P 及輸出轉(zhuǎn)矩T ： 軸承 P = P T = T xx軸承 其它軸的計(jì)算同此。軸承130 龔桂義主編課程設(shè)計(jì)講義第二講 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算一減速器外傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)（一）帶傳動(dòng)：設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)：）電機(jī)的實(shí)需功率P 非P 、轉(zhuǎn)速n ，傳動(dòng)比i（見(jiàn)表）dedm帶）工作條件等 （見(jiàn)任務(wù)書(shū)）設(shè)計(jì)過(guò)程： 參見(jiàn) 4 例題1 P.30.）小帶輪半徑大于電機(jī)中心高時(shí)，E地基上要定制凹孔，不好，應(yīng):電機(jī)中心高)）帶輪寬度（取決于帶數(shù)）與電機(jī)軸裝配長(zhǎng)度是否相稱(chēng)DBH照表1，將P T n 及帶傳動(dòng)的實(shí)際傳動(dòng)比i 等填入，并以此修正減速器的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。帶ddm（二）鏈傳動(dòng)：設(shè)計(jì)的

8、已知數(shù)據(jù)P 及轉(zhuǎn)速n n）工作條件等 見(jiàn)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)過(guò)程：注意：參見(jiàn) 4 P.178.（四）滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算單排鏈節(jié)距過(guò)大時(shí)，可采用多排鏈，以減小節(jié)距。（三）選擇聯(lián)軸器類(lèi)型選擇：3 尺寸選擇：d d ：彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器 3 P.146.凸緣聯(lián)軸器 3 P.142. 軸材料：一般用45號(hào)鋼 估算公式：d A P/n4 P.370.3o131 龔桂義主編課程設(shè)計(jì)講義）按以下條件選擇聯(lián)軸器T T 聯(lián)can n 聯(lián)4 第十四章）把d d 圓整到與聯(lián)軸器孔徑一致，軸徑應(yīng)在聯(lián)軸器孔徑范圍內(nèi)。定型號(hào)：同時(shí)記下聯(lián)軸器的孔徑長(zhǎng)度等。二減速器內(nèi)傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)：應(yīng)先算減速器的第一級(jí)、再算第二級(jí)。設(shè)計(jì)第一級(jí)的已知條

9、件：）傳遞的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速：）傳動(dòng)比：表2T 轉(zhuǎn)速n按實(shí)際的i 修正i 分配得i1帶減）工作條件：任務(wù)書(shū)i = z /z 列入表，并注：12 1n 及T T 等。設(shè)計(jì)第二級(jí)的已知條件：）傳遞的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速：）傳動(dòng)比：表2n 及輸出轉(zhuǎn)矩T 按實(shí)際的i 及i 確定： i = i /i減121減）工作條件：任務(wù)書(shū)注：i = z /z 列入表24 3的轉(zhuǎn)速n 及輸入、輸出轉(zhuǎn)矩T T ，列入表2 對(duì)減速器 一 鏈傳動(dòng)輸送機(jī)，按n T 設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)。 最后，校核工作機(jī)的轉(zhuǎn)速是否滿足速度允許誤差。圓柱斜齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)：）材料、熱處理、精度： 材 料： 一般用4545鋼最常用。熱處理： 小輪，調(diào)質(zhì)；大輪，正火。精 度

10、： 8級(jí)。）設(shè)計(jì)過(guò)程： 參見(jiàn)4. P.218.例10-2）說(shuō)明： 齒寬系數(shù) ：可取 = 1.01.4dd中心距：應(yīng)調(diào)整成5結(jié)尾。螺旋角：用調(diào)整a時(shí)，應(yīng)保證：20齒輪結(jié)構(gòu)：2. P.75.圓錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)：132 龔桂義主編課程設(shè)計(jì)講義）材料、熱處理、精度： 同斜齒輪。）設(shè)計(jì)過(guò)程：4 仿圓柱齒輪。一般可取z = 1725）說(shuō)明： 齒數(shù)z ：11齒寬系數(shù) ： 一般可取 = b/R = 0.3RR齒輪結(jié)構(gòu)：蝸桿傳動(dòng)：）設(shè)計(jì)過(guò)程：）說(shuō)明：本設(shè)計(jì)中，蝸桿采用下置式2. P.76.4. 例題 蝸桿強(qiáng)、剛度校核及熱平衡計(jì)算要完成裝配草圖后進(jìn)行 裝配草圖完成前支點(diǎn)距離及散熱面積尚不知道133 龔桂義主編課程

11、設(shè)計(jì)講義第三講 裝配圖設(shè)計(jì)一設(shè)計(jì)準(zhǔn)備：已定出各傳動(dòng)零件的中心距、外徑、寬度。已選定聯(lián)軸器的類(lèi)型及型號(hào)，及兩軸孔的直徑及長(zhǎng)度。按1. P.26. 表3. 表4. 算出各項(xiàng)數(shù)據(jù)備用。二設(shè)計(jì)過(guò)程：估算軸徑：d A P/nmm4. P.3703o 軸徑已估算，該估算軸徑應(yīng)作為軸的最小軸徑。注： 估算軸徑僅是軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)尺寸， 確定機(jī)體內(nèi)壁及軸承座端面的位置：本工作應(yīng)分以下二步做：）畫(huà)草圖，初定減速器的大概外形尺寸：長(zhǎng)高。 畫(huà)出傳動(dòng)零件的中心線及輪廓線。 定出軸承及軸承座端面的位置。 由草圖定出減速器的大概外形尺寸：長(zhǎng)高。注： 草圖無(wú)需嚴(yán)格按比例畫(huà)，畫(huà)法以蝸桿一 齒輪為例如左圖。 齒輪寬度B，各預(yù)留

12、間隙等見(jiàn) 1. 表1.ii）在1 圖紙上，根據(jù)上述外形尺寸，選擇適當(dāng)?shù)谋壤?，?. P.39. 圖28.#軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）設(shè)計(jì)過(guò)程：4. P.377. 例題）軸的外伸端長(zhǎng)度：確定方法見(jiàn)： 1. P.46. P.47. 圖45. 應(yīng)為聯(lián)軸器的裝拆留有足夠的空間。 1. P.47. 圖45. 應(yīng)在不拆下聯(lián)軸器的情況下，能拆下端蓋螺釘，以便可開(kāi)啟箱蓋。8結(jié)尾。確定軸的支點(diǎn)距離和力的作用點(diǎn)：軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后，軸徑及軸承等均已確定，故可定出支點(diǎn)距離及力的作用點(diǎn)。134 龔桂義主編課程設(shè)計(jì)講義1ca412211t23134252t蝸桿一齒輪減速器草圖：參照 2. 軸承端面到箱體內(nèi)壁的距離，與軸承潤(rùn)滑有關(guān)

13、 1. P.43. 圖34.3 齒輪端面到箱體內(nèi)壁的距離。2 要為箱體內(nèi)蝸桿軸承座留有足夠的空間，一般可取 445 要保證蝸桿軸套杯能安裝 B 蝸輪轂寬，與蝸輪軸直徑有關(guān)。52可初?。?+ + B = 2dd 蝸桿齒頂圓直徑。452a1a1寬 = + B + + B + + 2l + 2t + 余量t 軸承蓋凸緣厚度。234252135 龔桂義主編課程設(shè)計(jì)講義高 = d + + + b ）a4112長(zhǎng) = a + D /2 + d /2 + 2+ 2 + 余量（含蝸桿外伸部分及兩側(cè)凸緣）2Wa411軸、鍵、軸承的強(qiáng)度校核：）軸的校核：僅需校核中間軸。僅校核中間軸及其鍵和軸承 待圓角半徑、粗糙度

14、、加工工藝等完全確定后，方可校核疲強(qiáng)。 校核應(yīng)在畫(huà)出軸的零件圖后再進(jìn)行。）鍵：需校核擠壓及剪切強(qiáng)度。）軸承：進(jìn)行壽命計(jì)算。x傳動(dòng)零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：齒輪：x2.5m 時(shí)，齒n輪應(yīng)與軸分開(kāi)，否則制成齒輪軸1. P.55. 齒輪的結(jié)構(gòu)：2. P.75.錐輪： 也有齒輪軸與分離齒輪之分，結(jié)構(gòu)見(jiàn)： 2. P.76.蝸桿： 制成蝸桿軸，加工及結(jié)構(gòu)見(jiàn)： 2. P.76.蝸輪： 2. 或 4. P.270.軸承端蓋的結(jié)構(gòu)：）端蓋作用： 固定軸承并承受軸向力。調(diào)整軸承間隙（通常增減墊片）端蓋結(jié)構(gòu)：2. 軸承的潤(rùn)滑與密封：）潤(rùn)滑：油潤(rùn)滑： 浸油齒輪分圓周速2m/s時(shí)采用，此時(shí)應(yīng)：箱座接合面開(kāi)導(dǎo)油槽。1. 圖91.A

15、A軸承蓋端應(yīng)小一些，并開(kāi)進(jìn)油口。軸承旁齒輪或蝸桿的直徑小于軸承外徑時(shí)，應(yīng)加擋油板。1. P.57.脂潤(rùn)滑： 浸油輪周速2m/s時(shí)采用，此時(shí)，軸承旁應(yīng)加擋油板。 1. P.43.圖34. 2. P.81.）密封： 1. P.58.2. P.81. P.82.136 龔桂義主編課程設(shè)計(jì)講義減速器的機(jī)體設(shè)計(jì)）軸承旁凸臺(tái)高度：按低速級(jí)軸承座外徑（與軸承蓋凸緣外徑相同）確定：1.P.63. P.43.C222 箱蓋、箱座聯(lián)接螺栓中心線與軸承座外徑相切 以上述中心線為基準(zhǔn)，留出板手空間C C 。12R ：按上述方法定出軸承旁凸臺(tái)高度后：2R 2R 與R 的中間過(guò)渡平面不得與中間軸大齒輪干涉。21）機(jī)座：機(jī)

16、座的高度由以下三個(gè)制約因素確定 ： 應(yīng) H = 3050 mm（以免轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)攪起箱底沉渣） 傳動(dòng)件的浸油深度：1. P.65.二級(jí)圓柱齒輪減速器：h = 1個(gè)齒高，且10mmh ： h R/3 R 齒輪半徑）11b. 下置式蝸桿的蝸桿 一 齒輪減速器油面不超過(guò)蝸桿軸承中最下方滾動(dòng)體的中心c. 圓錐 一 圓柱齒輪減速器大錐輪浸油深度h ： h = (0.51)b(b 錐輪齒寬)22注：若由于某個(gè)條件制約，中間軸齒輪或蝸桿浸不到油，可裝濺油盤(pán)或?yàn)R油輪。 所需油量：1. P.65.圖89.單級(jí)傳動(dòng)：多級(jí)傳動(dòng)：V = 0.350.7 dm /kw3oV 級(jí)數(shù) dm /kw3o減速器附件：）窺視孔： 位置

17、： 應(yīng)能看到兩個(gè)嚙合區(qū)。尺寸： 有標(biāo)準(zhǔn)，但由于無(wú)手冊(cè)查，故自定。 原則：盡量大一些）通氣器： 2. P.87.）放油塞： 2. P.86.要求： d 20 mm孔137 龔桂義主編課程設(shè)計(jì)講義）油標(biāo)：）起蓋螺釘：）定位銷(xiāo)：）吊環(huán)：吊耳：2. P.86. 1. P.7172.d = 2(d 蓋、座凸緣聯(lián)接螺栓直徑)兩個(gè)，d 22. P.86.2. P.86.2注：上述工作完成后，請(qǐng)教師審核。138 龔桂義主編課程設(shè)計(jì)講義第四講 完成裝配圖一標(biāo)注尺寸：傳動(dòng)中心距a及其偏差 :a8級(jí)，3 :a）圓柱齒輪副：3. 表16-20.3. 表16-67.）蝸桿傳動(dòng)：配合尺寸：齒輪、軸承等主要零件的配合處都應(yīng)

18、標(biāo)出尺寸、配合性質(zhì)及精度等級(jí)。主要零件的薦用配合見(jiàn) 1. P.81. 表8.安裝尺寸：）機(jī)體底面尺寸： 長(zhǎng)、寬）地腳螺栓孔的孔徑及其中心的定位尺寸）減速器的中心高）主、從動(dòng)軸外伸部分的長(zhǎng)度及直徑外形尺寸：二標(biāo)技術(shù)特性：三標(biāo)技術(shù)要求：減速器的總長(zhǎng)、總寬、總高等。1. P.81.技術(shù)要求主要應(yīng)包括在視圖上無(wú)法表示的關(guān)于裝配、調(diào)整、檢驗(yàn)、維護(hù)等方面的要求。參見(jiàn)： 1. P.8185. 2. P.7.() P.29.( ) P.36.( )四零件編號(hào)：每種不同的零件都應(yīng)有編號(hào)，各相同零件應(yīng)只有一個(gè)編號(hào)。編號(hào)線應(yīng)互不相交，且不與剖面線平行。編號(hào)應(yīng)按順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蛘R排列。編號(hào)數(shù)字字高應(yīng)比尺寸數(shù)字大。

19、139 龔桂義主編課程設(shè)計(jì)講義五零件明細(xì)表及標(biāo)題欄格式及尺寸見(jiàn)： 1. P.86.第五講 零件圖設(shè)計(jì)一零件設(shè)計(jì)任務(wù)箱蓋。低速軸大齒輪截面變化處，過(guò)盈配合處）二箱蓋：軸承油潤(rùn)滑時(shí)，箱蓋凸緣內(nèi)壁應(yīng)倒角，倒角斜面應(yīng)達(dá)箱座接合面上的油溝。箱蓋軸承孔中心距偏差：應(yīng)比齒輪副中心距偏差 小，一般?。?a aa ）a軸承孔中心線間的平行度公差： 按箱蓋兩端面間距及平行度公差等級(jí)5級(jí)查 3. P.218.軸承座孔中心線對(duì)機(jī)體剖分面在垂直方向的位置度公差：）相對(duì)于剖分面的位置度：1 要求 0.3 mm.一般，中、小型減速器可?。?.6mm 2. 140 龔桂義主編課程設(shè)計(jì)講義）相對(duì)于垂直面的位置度：一般可取兩軸線平行度的二分之一2處 DC2處2處 d2處BBCKAB A軸承座端面對(duì)其中心線的垂直度公差： 以8級(jí)公差等級(jí)按箱體寬度查 3. P.218.表14-14.箱蓋接