機械設(shè)計課程設(shè)計-1

機械設(shè)計課程設(shè)計

一、設(shè)計目的機械類本科學(xué)較全面的機械設(shè)計訓(xùn)練。目的：1、綜合運用先修課理論，培養(yǎng)分析和解決工程實際問題的能力；2、學(xué)習(xí)簡單機械傳動裝置的設(shè)計原理和過程；3、進行機械設(shè)計基本技能訓(xùn)練（計算、繪圖、使用技術(shù)資料）。二、課程設(shè)計任務(wù)書帶式輸送機/電動卷揚機傳動裝置設(shè)計。傳動系統(tǒng)簡圖原始數(shù)據(jù)三、設(shè)計任務(wù)量1、A1草圖一張（手工繪圖）；2、A1裝配圖兩張（計算機繪圖）；3、A3號零件圖一張（計算機繪圖）；2、設(shè)計說明書一份，不少于20頁。四、參考資料課程設(shè)計指導(dǎo)書課程設(shè)計圖冊機械設(shè)計手冊（含齒輪、帶、軸、軸承、鍵的內(nèi)容）機械設(shè)計（教材）五、設(shè)計步驟1、選擇電動機2、傳動比分配3、計算各軸的轉(zhuǎn)速4、齒輪傳動設(shè)計計算5、軸類零件設(shè)計計算6、繪制裝配圖和零件圖第一階段設(shè)計帶傳動減速器電機卷筒傳送帶1、選擇電動機（功率P，轉(zhuǎn)速n)1）電動機功率計算工作機功率：ηw—工作機效率，帶式輸送機取ηw＝0.96，電動卷揚機取ηw＝0.97電動機輸出功率：Pd=Pw/ηa(kw)ηa—傳動裝置總效率ηa=η1η2η3……ηnηi—傳動各環(huán)節(jié)效率值(查設(shè)計手冊)傳動裝置總體設(shè)計2)電動機轉(zhuǎn)速計算工作機轉(zhuǎn)速nwv=(πDn)/60·1000(m/s)nw=(v·60·1000)/πD(rpm)v——輸送機帶速(m/s)D——卷筒直徑(mm)2)電動機轉(zhuǎn)速計算電動機轉(zhuǎn)速:nd=nwi總i總——傳動裝置總傳動比，查手冊推薦各種傳動類型常用傳動比V帶傳動i＝2～4單級圓柱齒輪傳動i＝3～5二級圓柱齒輪減速器i＝8～40二級圓錐－圓柱齒輪減速器i＝8～15單級蝸桿減速器i＝10～403）選定電動機根據(jù)求出的P、n查手冊。轉(zhuǎn)速n：建議選用同步轉(zhuǎn)速為1500、1000（rpm）功率P：額定功率應(yīng)大于計算功率P額>Pd=PW/?a選定電動機，記下備用：型號（Y系列）同步轉(zhuǎn)速n、滿載轉(zhuǎn)速nm額定功率P額軸的中心高電動機軸徑起動轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩。2、傳動比分配分配原則：各級傳動尺寸協(xié)調(diào)，承載能力接近，兩個大齒輪直徑接近以便潤滑（保證浸油深度）。i總=i外i減=nm/nwnm——電動機滿載轉(zhuǎn)速nw——工作機轉(zhuǎn)速各級傳動比應(yīng)在推薦范圍內(nèi)選取，不得超過最大值。尺寸協(xié)調(diào)、互不干涉尺寸緊湊、便于潤滑i減=i高i低二級圓柱展開式i高=（1.2~1.3)i低二級圓柱同軸式i減=i高i低圓錐－圓柱式圓錐齒輪在高速級便于加工控制尺寸i高≤33、計算各軸的n、P、T1）各軸轉(zhuǎn)速電動機軸：

nm（滿載轉(zhuǎn)速）I軸：nI=nmII軸：nII=nI/i高……2）各軸輸入功率電動機軸：Pd=Pw/?總I軸：P

I=Pd

?（?聯(lián)軸器效率）II軸：P

II=P

I

?12（?12—I軸至II軸效率）……3、計算各軸的n、P、T3)各軸扭矩T電動機軸：Td=9550Pd/nm（N.m）I軸：TI=TdII軸：TII=TI?12i高……參數(shù)列表備用計算各級轉(zhuǎn)矩、功率時按工作機所需電機功率Pd計算，不按電動機額定功率Ped計算。設(shè)計軸時按其輸入功率、設(shè)計傳動件時按主動軸輸出功率計算。計算各級轉(zhuǎn)速時，不按同步轉(zhuǎn)速，應(yīng)按滿載轉(zhuǎn)速進行計算。

傳動件設(shè)計一、箱外傳動件設(shè)計帶傳動設(shè)計開式齒輪傳動設(shè)計1、帶傳動設(shè)計參照課本或設(shè)計手冊進行，可選擇普通V帶或窄V帶。注意：帶輪尺寸與傳動裝置外廓尺寸協(xié)調(diào)，由電機軸定小帶輪軸孔直徑，大帶輪軸孔孔徑與減速器輸入軸協(xié)調(diào)；選定大、小帶輪后，i帶可能與分配值不同，應(yīng)采用實際計算值。帶輪的中心距在400~500之間選取。帶的根數(shù)可以向上圓整，或向下圓整，但不要超過5根；若差一點，調(diào)節(jié)帶輪的中心距和直徑（一定要取基準(zhǔn)直徑）；若差很多，要換帶型號；帶輪結(jié)構(gòu)圖不需畫出。2、開式齒輪傳動設(shè)計1.選材，選參數(shù)，定許用應(yīng)力優(yōu)先考慮45鋼選擇熱處理方法2.按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計3.考慮磨損量，適當(dāng)增大模數(shù)4.幾何尺寸計算5.結(jié)構(gòu)圖不需畫出二、箱內(nèi)齒輪傳動設(shè)計1）考慮前級傳動比誤差，應(yīng)先調(diào)整傳動比，再設(shè)計，避免誤差累積；2）強度計算中的功率用輸出功率；3）中心距圓整為5的倍數(shù)，以便于箱體制造、測量；4）注意標(biāo)準(zhǔn)值、一般結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)圓整、與直徑相關(guān)尺寸精確至小數(shù)點后三位，角度值精確到秒。1、圓柱齒輪傳動設(shè)計1）采用斜齒圓柱齒輪閉式傳動；2）一般選用中碳鋼，m≥1.5～2mm；3）β角應(yīng)使中間軸軸向力有所抵消，且β=8～15°；4）z1=20-40，z2=iz1求出后圓整，z1、z2互質(zhì)；5）圓整z2后i變化，驗算傳動比誤差：Δi=[（i-z2/z1）/i]100%≤±5%7）為使圖面勻稱，中心距：a高≤120；a低≤140。8）檢查浸油深度，當(dāng)高速級大齒輪浸油1個齒高時，低速級大齒輪浸油深度小于其分度圓半徑的六分之一到三分之一，以降低攪油功耗。2、圓錐齒輪傳動設(shè)計1）z1=17-25；2）φR＝b/R≤0.3，b應(yīng)圓整，大小齒輪齒寬相等。3、蝸桿傳動設(shè)計蝸桿上置、下置取決于蝸桿分度圓圓周速度v1，v1≤4~5m/s時下置。剛度驗算、熱平衡計算應(yīng)在確定蝸桿支點位置后計算。4、計算軸類零件1）初估I、II、III軸徑I軸是否設(shè)計成齒輪軸；II軸進行彎扭合成強度驗算。2）軸承的選擇同一根軸上的兩個軸承型號相同；II軸上的軸承進行壽命計算。3）鍵的選擇II軸上的鍵進行強度校核。提示：力的結(jié)果取整數(shù)；齒輪幾何參數(shù)精確到小數(shù)點后兩位；傳動比精確到小數(shù)點后兩位；螺旋角精確到秒；設(shè)計公式要寫明來源出處。第一次布置主要應(yīng)完成內(nèi)容一、選電機二、運動動力參數(shù)計算三、箱外傳動設(shè)計計算四、箱內(nèi)齒輪傳動設(shè)計計算：斜齒輪錐齒輪蝸桿上述幾種傳動均可以用CAD計算（需提供源程序）制圖主要使用AUTOCAD，也可使用其他三維軟件（需提供二維機械圖）計算格式第二階段設(shè)計主要內(nèi)容:1、草圖設(shè)計（手工繪圖）裝配圖設(shè)計的規(guī)劃和準(zhǔn)備階段特點：“算畫結(jié)合”邊畫邊算2、裝配圖及零件圖（計算機繪圖）對草圖的進一步細(xì)化和完善3、撰寫設(shè)計說明書草圖設(shè)計1、準(zhǔn)備（1）A1坐標(biāo)紙一張；（2）主要傳動件的參數(shù)計算完備（齒輪幾何尺寸、軸徑估算……）2、要求（1）設(shè)計正確，主要結(jié)構(gòu)表達清楚；（2）不要求線型，同樣零件可只畫一個，其它簡畫；（3）所有零件尺寸隨手畫在草圖上，以免再次查找。草圖設(shè)計3、任務(wù)（以設(shè)計手冊為參考資料）1）通過草圖設(shè)計檢查傳動比分配是否合理：低速軸與高速大齒輪是否干涉，兩大齒輪浸油深度：高速大齒輪浸油深1個齒高時低速大輪浸油深度<半徑的1/3~1/6。草圖設(shè)計3、任務(wù)（以設(shè)計手冊為參考資料）2）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計和軸系零件設(shè)計（補充設(shè)計計算）定出支點位置后對中間軸進行彎扭強度驗算。3）軸承的組合設(shè)計確定軸承的型號和工作位置；潤滑方式和密封裝置；對中間軸上的軸承進行壽命計算。草圖設(shè)計3、任務(wù)（以設(shè)計手冊為參考資料）4）確定箱體的結(jié)構(gòu)及各部分尺寸。5）減速器附件設(shè)計（吊鉤、吊耳、觀察窗、油標(biāo)尺等）設(shè)計計算中需要驗算的內(nèi)容1、各級齒輪傳動的強度驗算；2、中間軸的彎扭合成強度驗算；3、鍵的強度驗算；4、滾動軸承壽命驗算；5、兩級傳動大齒輪浸油深度驗算；6、減速器內(nèi)，齒輪潤滑方式驗算；7、滾動軸承的潤滑方式驗算，dn；設(shè)計中應(yīng)注意的問題1）輸入（出）軸外伸端長度、直徑應(yīng)與聯(lián)軸器孔徑匹配。2）潤滑劑和潤滑方式的選擇減速器內(nèi)齒輪的潤滑劑和潤滑方式按圓周速度v確定；減速器內(nèi)軸承的潤滑劑和潤滑方式按速度因數(shù)dn確定。由于齒輪和軸承可能分別采用潤滑油和潤滑脂，此時二者不能相混，否則軸承潤滑脂被沖走，此時應(yīng)在軸承處采用密封裝置“封油盤”；軸承采用油潤滑時，為減少軸承攪油損失，在小齒輪與軸承間裝擋油盤，并不是每個軸承處都安擋油盤；軸承采用油潤滑時，潤滑方式的確定及油溝的設(shè)置。設(shè)計中應(yīng)注意的問題3）油面高度≧30~50，以保證足夠的油量；4）軸承蓋結(jié)構(gòu)選擇；5）齒輪與軸的結(jié)合方式可設(shè)計成齒輪與軸分離，也可以成齒輪軸。草圖設(shè)計步驟按中心距先畫軸心線，再畫軸及軸承；先畫箱內(nèi)，后畫箱外；先粗畫，后細(xì)畫；先畫俯視圖，再畫主視圖，最后畫側(cè)視圖；圖面布置，上下左右要適當(dāng)勻稱。箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計機座壁厚：按二級齒輪減速器中心距a選擇壁厚；軸承座旁螺栓扳手空間扳手空間大操作方便，但h太大螺栓太長，安裝不便，且要合于螺栓長度系列螺栓中心到機座外壁距離螺栓中心到機座外凸邊緣尺寸附件起蓋螺釘：起蓋用，兩個對角線布置。定位銷：鏜軸承孔定位用，錐度1：50兩個，對角線布置。觀察窗：注油、觀察兩對齒輪嚙合情況，以能進手為宜。通氣器：平衡機體內(nèi)外壓力。附件吊鉤：起吊整機用，與底座鑄出。起蓋吊耳：起吊蓋，與上蓋一同鑄出。油標(biāo)尺：測量油面深度，要有最高液面，最低液面刻度。位置設(shè)計要防止拔不出油標(biāo)或油外溢。放油塞：更換潤滑油的出口，設(shè)計在箱體底座最低位置處。裝配圖1）各視圖應(yīng)能完整表達箱內(nèi)外結(jié)構(gòu)（達到使他人能拆圖的目的）；2）符合制圖國家標(biāo)準(zhǔn)，零件編號，標(biāo)題欄，明細(xì)表，技術(shù)要求等應(yīng)齊全；裝配圖3）標(biāo)注尺寸特性尺寸：齒輪中心距及公差值。外廓尺寸：長、寬、高，外伸端軸長。安裝尺寸：地腳螺釘孔徑及定位尺寸、孔距、外伸端軸中心高。配合尺寸：齒輪與軸、軸承內(nèi)外圈、鍵槽、外伸端與聯(lián)軸器。裝配圖上標(biāo)注公差代號。4）列出減速器特性功率、轉(zhuǎn)速、傳動比。零件圖1、中間軸或齒輪（低速級大齒輪）2、要求：標(biāo)出全部尺寸及公差值、形位置公差、粗糙度、材料及熱處理方法、技術(shù)要求等；軸的鍵槽處要有移出剖面；齒輪或齒輪軸列出參數(shù)表。設(shè)計說明書1、頁數(shù)不少于20頁（16開/B5）（0）封面（1）目錄（標(biāo)題及頁次）（2）設(shè)計任務(wù)書（設(shè)計題目）（3）傳動系統(tǒng)的方案設(shè)計（4）電動機選擇（5）傳動比的分配（6）傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)計算（7）減速器傳動零件的設(shè)計計算（8）減速器軸的設(shè)計計算設(shè)計說明書（9）減速器滾動軸承的選擇及其壽命驗算（10）鍵聯(lián)接的選擇（11）聯(lián)軸器的選擇（12）減速器箱體及附件設(shè)計（13）減速器潤滑方式及密封種類的選擇（14）設(shè)計小結(jié)（簡要說明課程設(shè)計的體會，分析自己的設(shè)計所具有的特點，找出設(shè)計中存在的問題）（15）參考文獻（文獻編號[

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編著者姓名·書名·出版單位所在地：出版單位，出版年份）（16）附錄。2、軸的彎扭矩圖在同一張紙上。評分依據(jù)1、手工草圖；2、打印裝配圖、零件圖；3、dwg