機械設計課程設計課件

機械設計課程設計課件第一頁，共101頁。1.機械設計課程設計設計題目2.機械設計課程設計任務3.減速器設計已知條件4.機械設計課程設計階段5.裝配草圖設計6.裝配圖設計7.機械設計課程設計計算說明書8.課程設計答辯第二頁，共101頁。第三頁，共101頁。電機帶傳動減速器FVD聯(lián)軸器卷筒運輸帶F：運輸帶拉力V：運輸帶速度D：卷筒直徑第四頁，共101頁。第五頁，共101頁。第六頁，共101頁。第七頁，共101頁。第八頁，共101頁。第九頁，共101頁。第十頁，共101頁。第十一頁，共101頁。減速器的結(jié)構(gòu)1—下箱體2—油標指示器3—上箱體4—透氣孔5—檢查孔蓋6—吊環(huán)螺釘7—吊鉤8—油塞9—定位銷釘10—起蓋螺釘孔第十二頁，共101頁。1.齒輪、軸及軸承組合

為了保證減速器的正常工作，除了對齒輪、軸、軸承組合的箱體的結(jié)構(gòu)設計給予足夠的重視外，還應考慮到減速器潤滑油池注油、排油、檢查油面高度、加工及拆裝檢修時箱蓋與箱座的精確定位、吊裝等輔助工作，零件和部件的合理選擇和設計。減速器附件主要有以下幾種：2.箱體3.減速器附件

第十三頁，共101頁。檢查孔為檢查傳動零件的嚙合情況。并方便向箱內(nèi)注入潤滑油，應在箱體的適當位置設置檢查孔。圖中檢查孔設在上箱蓋頂部能直接觀察到齒輪嚙合部位處。平時，檢查孔的蓋板用螺釘固定在箱蓋上。第十四頁，共101頁。通氣器

減速器工作時，箱體內(nèi)溫度升高，氣體膨脹，壓力增大。為使箱內(nèi)熱脹空氣能自由排出，以保持箱內(nèi)外壓力平衡，不致使?jié)櫥脱胤窒涿婊蜉S伸密封件等其他縫隙滲漏，通常在箱體頂部裝設通氣器。第十五頁，共101頁。軸承蓋

為固定軸系部件的軸向位置并承受軸向載荷，軸承座孔兩端用軸承蓋封閉。軸承蓋有凸緣式軸承蓋，利用六角螺栓固定在箱體上，外伸軸處的軸承蓋是通孔,其中裝有密封裝置，凸緣式軸承蓋的優(yōu)點是拆裝、調(diào)整軸承方便，但和嵌入式軸承蓋相比，零件數(shù)目較多、尺寸較大、外觀不平整。第十六頁，共101頁。定位銷

為保證每次拆裝箱蓋時，仍保持軸承座孔制造加工時的精度，應在精加工軸承孔前，在箱蓋與箱座的聯(lián)接凸緣上配裝定位銷。圖中采用的兩個定位圓錐銷，安置在箱體縱向兩側(cè)聯(lián)接凸緣上，對稱箱體應呈非對稱布置，以免錯裝。第十七頁，共101頁。油面指示器

檢查減速器內(nèi)油池油面的高度，經(jīng)常保持油池內(nèi)有適量的油，一般在箱體便于觀察、油面較穩(wěn)定的部位，裝設油面指示器，圖中采用的油面指示器是油標尺。

第十八頁，共101頁。放油螺塞

換油時，排放污油和清洗劑，應在箱座底部、油池的最低位置處開設放油孔，平時用螺塞將放油孔堵住。放油螺塞和箱體接合面間應加防漏用的墊圈。第十九頁，共101頁。啟箱螺釘

為加強密封效果，通常在裝配時于箱體剖分面上涂以水玻璃密封膠，因而在拆卸時往往因膠粘接緊密難于開蓋。為此常在箱蓋聯(lián)接凸緣的適當位置，加工出1-2個螺孔，旋入啟箱用的圓柱端或平端的啟箱螺釘。旋動啟箱螺釘便可將上箱頂起。啟箱螺釘?shù)拇笮】赏谕咕壜?lián)接螺栓。第二十頁，共101頁。起吊裝置當減速器重量超過25kg時，為了便于搬運，在箱體設置起吊裝置，如在箱體上鑄出吊耳或吊鉤等。右圖中上箱蓋裝有兩個吊環(huán)螺釘，下箱座鑄出四個吊鉤。左圖中上箱蓋采用吊耳，下箱座鑄出四個吊鉤.第二十一頁，共101頁。減速器的裝拆減速器一、拆卸過程分解二、裝配過程分解1.減速器結(jié)構(gòu)總覽2.拆去軸承端蓋3.移去聯(lián)接螺栓4.移去上蓋5.拆去上蓋部裝6.觀察齒輪嚙合旋轉(zhuǎn)7.拆去各軸8.拆卸輸入軸部裝9.拆卸中間軸部裝10.拆卸輸出軸部裝11.拆卸底座部裝1.裝配底座部裝2.裝配輸出軸部裝3.裝配中間軸部裝4.裝配輸入軸部裝5.安裝各軸6.觀察齒輪嚙合旋轉(zhuǎn)7.安裝上蓋部裝8.安裝上蓋9.安裝聯(lián)接螺栓10.安裝軸承端蓋第二十二頁，共101頁。1.減速器裝配圖一張；2.零件工作圖2張（傳動零件和軸；箱體和箱蓋）；3.設計計算說明書一份第二十三頁，共101頁。第二十四頁，共101頁。見機械設計課程設計指導書參考資料：課程設計指導書課程設計圖冊機械設計手冊（含齒輪、帶、軸、軸承、鍵的內(nèi)容）機械設計基礎（教材）第二十五頁，共101頁。階段工作內(nèi)容具體工作任務工作量Ⅰ設計準備1．閱讀和研究設計任務書，明確設計內(nèi)容和要求；分析設計題目，了解原始數(shù)據(jù)和工作條件。2．通過參觀（模型、實物及參閱設計資料等途徑了解設計對象。3．閱讀教材有關內(nèi)容，明確并擬訂設計過程和進度計劃。4％Ⅱ

傳動裝置的方案設計分析和擬定傳動系統(tǒng)方案（運動簡圖）10％傳動裝置的總體設計1．選擇電動機；

2．計算傳動系統(tǒng)總傳動比和分配各級傳動比；

3．計算傳動系統(tǒng)運動和動力參數(shù)。Ⅲ減速器傳動零件的設計設計計算齒輪傳動、蝸桿傳動、帶傳動和鏈傳動的主要參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸。5％Ⅳ減速器裝配草圖設計和繪制

減速器裝配草圖設計和繪制準備分析并選定減速器結(jié)構(gòu)方案35%減速器傳動軸及軸承裝置的設計1．設計軸；

2．選擇滾動軸承進行軸承組合設計；

3．選擇鍵聯(lián)接和聯(lián)軸器。減速器箱體及附件的設計1．設計減速器箱體及附件；

2．繪制減速器裝配草圖。減速器裝配草圖檢查審查和修正裝配草圖第二十六頁，共101頁。Ⅴ減速器裝配圖的繪制1．繪制減速器裝配圖。

2．標注尺寸和配合。

3．編寫減速器特性、技術要求、標題欄和明細表等。25%Ⅵ減速器零件工作圖的繪制1．繪制齒輪（或蝸輪）零件工作圖；

2．繪制軸零件工作圖；

3．繪制箱體零件工作圖。10%Ⅶ設計計算說明書的編寫編寫設計計算說明書。9%Ⅷ課程設計總結(jié)和答辯進行課程設計總結(jié)和答辯。2%第二十七頁，共101頁。（0）前言（1）

目錄（標題及頁次）（2）

設計任務書（設計題目）（3）

傳動系統(tǒng)的方案設計（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計計算第二十八頁，共101頁。（8）減速器軸的設計計算（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計（13）減速器潤滑方式及密封種類的選擇（14）設計小結(jié)（簡要說明課程設計的體會，分析自己的設計所具有的特點，找出設計中存在的問題）（15）參考文獻（文獻編號[

]

編著者姓名·書名·出版單位所在地：出版單位，出版年份）第二十九頁，共101頁。

第二章傳動裝置的總體設計Y系列三相交流異步電動機，具有效率高、性能好、振動小、維護方便、價格低廉等優(yōu)點，適用于空氣中不含易燃、易爆或腐蝕性氣體的場所和無特殊要求的機械上。一、分析和擬定傳動裝置的運動簡圖傳動方案已定（任務書中簡圖）；1、電動機類型：選用Y系列電動機（按P、n選）二、選擇電動機類型及功率2、

確定電動機功率（P120)：電動機所需輸出功率：Pd=Pw/η查標準選電動機額定功率Pe>Pd第三十頁，共101頁。工作機功率（kw）：其中已知：F——輸送帶拉力（N）

v___輸送帶速度（m/s）總效率

：

η=η1.η2.η3……ηnη1_________卷筒軸承效率η2_________卷筒效率

η3_________低速級聯(lián)軸器效率η4_________III軸軸承效率

η5_________低速級齒輪嚙合效率η6__________II軸軸承效率

η7_________高速級齒輪嚙合效率η8__________I軸軸承效率

η9_________高速級聯(lián)軸器效率(效率值查P122)第三十一頁，共101頁。工作機（或輸出軸）轉(zhuǎn)速nw

：以P123的例題9-1nw=（r/min）帶式輸送機總傳動比：3、確定電動機轉(zhuǎn)速（P122）故二者應綜合考慮——nm：電動機滿載轉(zhuǎn)速第三十二頁，共101頁。根據(jù)求出的P、n查手冊。轉(zhuǎn)速n：查出符合轉(zhuǎn)速范圍的電機型號，比較功率P：Pe>Pd選定電動機：型號（Y系列），記錄下同步轉(zhuǎn)速n、滿載轉(zhuǎn)速nm、軸的中心高、電動機軸徑等參數(shù)（參見P124）。

nm=i總nw=（i1i2i3…）nwnw―工作機轉(zhuǎn)速i1、i2、i3…

―各級合理傳動比（參見P118表9.3)4、確定電動機型號（P124）

②設計計算傳動裝置各級轉(zhuǎn)速時，按電動機滿載轉(zhuǎn)速進行計算。不能按同步轉(zhuǎn)速如：1000r/min或1500r/min等計算注：①設計計算傳動裝置各級功率時，按電動機實際功率Pd進行計算。第三十三頁，共101頁。三、傳動裝置的總傳動比及分配各級傳動比1、總傳動比2、傳動比的分配原則1、各級傳動比應在推薦范圍內(nèi)（表9－3）；2、i帶不能太大，以免大帶輪半徑超過減速器箱座中心高，造成安裝困難；

i帶＝2～４可取偏小些的值（2～2.5）（一般i帶

<i齒）第三十四頁，共101頁。3、各傳動件互不干涉，且有利潤滑:

雙級圓柱齒輪減速器:

展開式i高＝（1.3～1.4）i低同軸式i高≈i低=

圓錐―圓柱齒輪減速器:i錐≈0.25i(i錐<=3,最大不超過4）蝸桿―齒輪減速器:i齒≈（0.03～0.06

）i

齒輪―蝸桿減速器:i齒≈2～2.5

二級蝸桿減速器

i高≈i低=第三十五頁，共101頁。4、各級傳動間應做到尺寸協(xié)調(diào)、利于安裝，彼此間不應發(fā)生干涉碰撞；5、總傳動比的分配還應考慮載荷的性質(zhì)，對平穩(wěn)載荷，各級傳動比可取簡單的整數(shù)，對于周期性變載荷，為防止局部破壞，各級傳動比通常取為質(zhì)數(shù)。通常規(guī)定傳動比的誤差限制在±（3~5）%以內(nèi)第三十六頁，共101頁。電動機軸:nm（滿載轉(zhuǎn)速）I軸:nI=nmII軸:nII=nI/i高

……

電動機軸:Pd=Pw/?總

I軸:PI=Pd? 聯(lián)軸器

II軸:PII=PI*

?軸承*?齒

III軸:PIII=PII*

?軸承*?齒四、傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算(P127)1、各軸轉(zhuǎn)速2、各軸輸入功率第三十七頁，共101頁。電動機軸：Td=9550*Pd/nm（N.m）計算出參數(shù)列表備用。3、各軸扭矩T第三十八頁，共101頁。列表備用（P129):

軸名參數(shù)電動機軸Ⅰ軸Ⅱ軸Ⅲ軸工作軸轉(zhuǎn)速n（r/min）功率p（kw）轉(zhuǎn)扭T（N·mm）傳動比i

效率η第三十九頁，共101頁。一般而言，減速器外的傳動零件（如V帶傳動、鏈傳動、開式圓柱齒輪傳動等），只須確認已分配的傳動比和所選定的傳動效率，不作具體的結(jié)構(gòu)設計；而對傳動系統(tǒng)中減速器內(nèi)的傳動零件（齒輪傳動或蝸桿傳動）則必須進行設計計算、結(jié)構(gòu)設計。

第三章傳動零件的設計計算1、V帶傳動：要求計算出V帶傳動的型號、長度、根數(shù)、中心距、初拉力、對軸的作用力；確定帶輪直徑D1、D2，材料、張緊裝置、帶輪結(jié)構(gòu)尺寸等。

（見教材P152例9.1）

一、箱外傳動零件設計第四十頁，共101頁。（1）帶輪尺寸與傳動裝置外廓尺寸的相互關系。如：裝在電動機軸上的小帶輪直徑與電動機中心高應相稱；大帶輪不應過大以免與機架相碰等。一般應由電機軸定小帶輪軸孔孔徑，在帶輪軸孔孔徑與減速器輸入軸協(xié)調(diào)；（2）dd1、dd2應標準化，由此造成實際帶傳動的傳動比與分配的帶傳動的傳動比之間有差異，應予以修正，從而得到減速器實際的傳動比和輸入轉(zhuǎn)矩；（3）小帶輪輪轂寬度由電機輸出軸確定，大帶輪輪轂寬度L=（1.5~2)d，輪緣寬度由帶的型號及根數(shù)確定。具體結(jié)構(gòu)及尺寸可查手冊設計時應注意：第四十一頁，共101頁。2、鏈傳動：（見教材P176例10.1）

確定鏈的鏈號、節(jié)距、排數(shù)、鏈節(jié)數(shù)，傳動中心距、鏈輪的材料和結(jié)構(gòu)尺寸、張緊裝置及潤滑方式、壓軸力等3、開式齒輪傳動：

選擇材料、確定齒輪傳動齒數(shù)、模數(shù)、中心距、齒寬等幾何尺寸及作用在軸上的力等

注：一般用于低速、常采用直齒輪，按彎曲強度計算出模數(shù)，再將m擴大10%~20%。注意材料的匹配，檢查外廓尺寸是否與相關零部件發(fā)生干涉。作懸臂布置時，齒寬系數(shù)取小些。4、聯(lián)軸器：（參見教材P397例19.1）選擇聯(lián)軸器的型號注：根據(jù)所傳遞的轉(zhuǎn)矩、軸的轉(zhuǎn)速和安裝形式的幾何尺寸要求從標準件中選擇，分為剛性聯(lián)軸器（凸緣聯(lián)軸器、齒式聯(lián)軸器等）、彈性聯(lián)軸器（彈性柱銷聯(lián)軸器、彈性套柱銷聯(lián)軸器等）第四十二頁，共101頁。二、箱內(nèi)傳動零件設計

1、齒輪傳動的設計計算

課程設計中一般為軟齒面閉式齒輪傳動。先按齒面接觸疲勞強度條件進行設計，確定中心距后（分度圓直徑），選擇齒數(shù)與模數(shù)，然后校核輪齒彎曲強度。若為硬齒面閉式齒輪傳動，則按輪齒彎曲疲勞強度條件進行設計，然后校核齒面接觸強度。設計時應注意以下幾點：

1）參看P228選擇齒輪的結(jié)構(gòu)形式

2）齒輪傳動的尺寸參數(shù)應分別進行標準化或圓整。模數(shù)必須標準化且≥1.5~2mm；

中心距和齒寬應圓整，可通過改變齒數(shù)、模數(shù)、螺旋角等實現(xiàn)中心距標準化；小齒輪設計寬度應大于大齒輪寬度5～10mm

嚙合尺寸（分度圓、齒頂圓和節(jié)圓直徑等）必須精確到小數(shù)點后2至3位；螺旋角精確到秒。3）齒輪精度：一般為8級

4）齒輪旋向：使軸向力指向非伸出端，中間軸的軸向力最小5）檢查浸油深度，當高速級大齒輪浸油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。6）一般一年按300天計，每班8小時

第四十三頁，共101頁。2、圓錐齒輪、蝸桿傳動：要求基本同上，具體結(jié)構(gòu)尺寸參見P229及P254特別提示：邊設計邊修改，最終裝配圖、零件圖、計算說明書的結(jié)果必須一致，尤其對于軸、齒輪等。第四十四頁，共101頁。第四章裝配草圖的繪制及軸系零件的設計附圖1第四十五頁，共101頁。附圖2減速器的結(jié)構(gòu)第四十六頁，共101頁。附圖3減速器的結(jié)構(gòu)第四十七頁，共101頁。減速器的結(jié)構(gòu)第四十八頁，共101頁。草圖設計（按比例、按投影關系繪制。但可簡化與省略，如：不畫剖面線，不標注配合及尺寸等）一、裝配草圖設計：

裝配草圖設計階段：1、草圖第一階段（P158-161）2、精算（交叉法特點）3、草圖第二階段（P161-169）4、草圖第三階段（P169-177）第四十九頁，共101頁。設計內(nèi)容：1、完成軸的結(jié)構(gòu)設計：

dmin：按扭矩初估而得的作為軸端直徑。確定軸各段直徑（考慮零件定位及輪轂孔直徑）

定位軸肩h=R(C)+(0.5~2）mm，非定位軸肩1~

2mm，軸頸一般取5、0的整數(shù)。確定軸各段長度（考慮零件寬度及零件間相互距離）軸承型號的確定

2、確定軸的支點距離和軸上零件力的作用點二、草圖設計第一階段：第五十頁，共101頁。第五十一頁，共101頁。第五十二頁，共101頁。第五十三頁，共101頁。第五十四頁，共101頁。第五十五頁，共101頁。第五十六頁，共101頁。P155表12.11第五十七頁，共101頁。設計過程：1、繪制前的準備：電機型號：查出其外伸軸徑d和外伸長度l，中心高H；②確定聯(lián)軸器型號：兩端軸孔直徑和軸孔長；③初選軸承類型（徑向力和軸向力作用）；④軸承潤滑方式：（P164)

浸油齒輪V≤2m/s時，可采用脂潤滑。Ｈld第五十八頁，共101頁。⑤齒輪潤滑：

V≤12m/s時可采用浸油潤滑。注意油池深度與浸油。一般浸油深度：浸油齒輪一個齒高，但≮10mm；錐齒輪：整齒寬（至少半齒）。齒頂圓至油池底面距離≮30～50mm。⑥確定密封方式：（P166~167）

V軸＜5m/s時采用氈圈密封；檔油環(huán)：（P165）⑦軸承蓋結(jié)構(gòu)：（P155和P162）第五十九頁，共101頁。第六十頁，共101頁。2、草圖設計過程

①選擇視圖、圖紙幅面、繪圖比例及布置圖面位置(估計減速器輪廓尺寸)；841594150A1布圖實例第六十一頁，共101頁。第六十二頁，共101頁。第六十三頁，共101頁。由里向外，先畫中心線和輪廓線，再畫細部結(jié)構(gòu)。②畫傳動零件的中心線及輪廓線、箱體內(nèi)壁線步驟及要點：機體內(nèi)壁與小齒輪端面及大齒輪頂圓應有間隙△2、△1（參看P146表12.1）（約為10~15mm）；防止高速級大齒輪與低速級軸相碰。第六十四頁，共101頁。③初估軸的外伸直徑；通過繪圖進行軸和軸承部件結(jié)構(gòu)的初步設計；定出軸的支承距離及軸上零件作用力的位置。第六十五頁，共101頁。軸的彎扭組合強度計算（低速軸）軸承壽命（低速軸軸承）鍵（參見教材P121表8.1）（低速軸上鍵）任務:軸系結(jié)構(gòu)設計內(nèi)容：設計傳動零件、軸上其它零件及與軸承支點結(jié)構(gòu)有關零件的具體結(jié)構(gòu)。傳動件結(jié)構(gòu)設計：見前裝配草圖設計——精算階段三、精算：四、草圖第二階段：第六十六頁，共101頁。2.軸承組合設計：

①軸系軸向固定與調(diào)整方法；②軸系結(jié)構(gòu)與畫法；③軸系潤滑與密封；④軸承蓋結(jié)構(gòu)；⑤軸結(jié)構(gòu)細化┏圓角、倒角：表1.14，表1.15，（P12）┗砂輪越程槽等：表1.17（P13）裝配草圖設計——草圖設計第二階段第六十七頁，共101頁。裝配草圖設計——草圖設計第二階段第六十八頁，共101頁。裝配草圖設計——草圖設計第二階段P40第六十九頁，共101頁。裝配草圖設計——草圖設計第二階段第七十頁，共101頁。任務：完成裝配草圖內(nèi)容：1、設計減速器機體和附件 ①機體形狀、尺寸確定，P145～P146②軸承旁凸臺結(jié)構(gòu)尺寸，P146表12.2裝配草圖設計——草圖設計第三階段作圖確定?？紤]聯(lián)接剛度、保證聯(lián)接可靠并結(jié)合扳手空間（C1+C2）五、裝配草圖第三階段：第七十一頁，共101頁。第七十二頁，共101頁。2.完成減速器附件：①檢查孔,蓋P148作用：檢查嚙合、注油，位置：能觀察到齒輪嚙合裝配草圖設計——草圖設計第三階段檢查孔蓋板檢查孔第七十三頁，共101頁。啟蓋螺釘通氣器②通氣器P152-154作用：內(nèi)外氣壓平衡裝配草圖設計——草圖設計第三階段第七十四頁，共101頁。③起蓋螺釘P153；作用：頂起箱蓋，一般1個啟蓋螺釘通氣器裝配草圖設計——草圖設計第三階段第七十五頁，共101頁。④油標P149-152；放油螺塞油標作用：測量油面高度在油面位置，不要過低，以免漏油；但要方便取出。裝配草圖設計——草圖設計第三階段第七十六頁，共101頁。⑤排油孔螺塞P149；放油螺塞作用：排出油污裝配草圖設計——草圖設計第三階段第七十七頁，共101頁。⑥定位銷P153；裝配草圖設計——草圖設計第三階段作用：確定箱蓋箱體的相對位置。一般設置2個，位置盡可能遠，避免對稱。定位銷第七十八頁，共101頁。⑦起吊裝置P146-147。也可在箱蓋上直接鑄造出吊耳來起吊箱蓋。吊耳為吊運整臺減速器，在箱座兩端凸緣下面鑄出吊鉤。吊鉤吊環(huán)螺釘裝在箱蓋上，用于吊運箱蓋。吊環(huán)螺釘裝配草圖設計——草圖設計第三階段第七十九頁，共101頁。密封裝置P165及P168材料：Q235第八十頁，共101頁。導油溝和回油溝P170導油溝：輸送油到軸承潤滑回油溝：輸送油回箱體內(nèi)，以免泄漏鑄造油溝圓柱銑刀加工的油溝盤銑刀加工的油溝第八十一頁，共101頁。裝配草圖設計——草圖設計第三階段完成的草圖第八十二頁，共101頁。參見圖（P204～P237）。裝配圖內(nèi)容包括各個視圖、尺寸、技術要求、零件編號、明細表、標題欄等。1.標注尺寸：①特性尺寸；②配合