機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)(魏迎軍).ppt

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì),指導(dǎo)教師:魏迎軍副教授,機(jī)械基礎(chǔ)工程訓(xùn)練的目的,綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其它相關(guān)先修課程的理論及生產(chǎn)實(shí)踐的知識(shí)，分析、解決機(jī)械設(shè)計(jì)問(wèn)題。 學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，掌握機(jī)械零部件、機(jī)械傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)過(guò)程，培養(yǎng)總體設(shè)計(jì)和零部件設(shè)計(jì)的能力。 通過(guò)計(jì)算和計(jì)算機(jī)繪圖，學(xué)習(xí)使用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)等技術(shù)資料，培養(yǎng)機(jī)械設(shè)計(jì)的基本技能。,參考資料,唐增寶，常建娥. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì). 武漢：華中科技大學(xué)出版社，2006，第三版 張衛(wèi)國(guó)，饒芳. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)篇. 武漢：華中科技大學(xué)出版社，2006，第一版,設(shè)計(jì)內(nèi)容,機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng) 總體方案設(shè)計(jì) 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 裝配圖設(shè)計(jì)：1張A1（包括主視

2、圖、俯視圖和左視圖，零件明細(xì)表，技術(shù)特性表，技術(shù)要求） 零件圖設(shè)計(jì)：2張 軸 齒輪 編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū),1-1 確定傳動(dòng)方案,方案1：雙級(jí)圓柱斜齒輪減速器 + 開(kāi)式齒輪 方案2：雙級(jí)圓柱斜齒輪減速器 + 鏈傳動(dòng) 方案3：帶傳動(dòng) +雙級(jí)圓柱斜齒輪減速器 方案4：?jiǎn)渭?jí)蝸桿減速器 + 鏈傳動(dòng)(或開(kāi)式齒輪) （注：根據(jù)總傳動(dòng)比和箱內(nèi)外傳動(dòng)比的分配情況而定）,減速器是一種重要的通用性機(jī)械傳動(dòng)裝置，類型多樣用途廣泛。,功能：降低原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；增大輸出轉(zhuǎn)矩；改變運(yùn)動(dòng)方向。,帶式運(yùn)輸機(jī)中的雙級(jí)圓柱齒輪減速器或蝸桿減速器,雙級(jí)圓柱齒輪減速器 + 開(kāi)式齒輪,為什么開(kāi)式齒輪布置在低速級(jí)？ 減速器中，為什么輸入、輸出

3、軸上的齒輪遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入、輸出端？ 為什么不把小開(kāi)式齒輪直接掛在減速器的輸出軸上？,雙級(jí)圓柱齒輪減速器 + 鏈傳動(dòng),為什么鏈傳動(dòng)布置在低速級(jí)？,帶傳動(dòng) +雙級(jí)圓柱齒輪減速器,為什么帶傳動(dòng)布置在高速級(jí)？,單級(jí)蝸桿減速器 + 鏈傳動(dòng),傳動(dòng)方案,1-2 選擇電動(dòng)機(jī),類型：Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)（P148） 轉(zhuǎn)速：1500或1000 rpm 功率：工作機(jī)所需功率 電動(dòng)機(jī)所需功率 = 系統(tǒng)總效率 總效率 = 12n（P6 表2-2） 記錄電動(dòng)機(jī)安裝及外形尺寸（P149）,1-3 計(jì)算總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比,總傳動(dòng)比：i = n電 / n工 傳動(dòng)比分配原則 各種傳動(dòng)的各級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)在推薦值范圍內(nèi)（P7 表2-

4、3） 尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)勻稱、不發(fā)生干涉現(xiàn)象（P7 圖2-2） 雙級(jí)圓柱齒輪減速器：高速級(jí)和低速級(jí)的齒輪強(qiáng)度接近 油池浸油潤(rùn)滑：各級(jí)大齒輪直徑相差不大 i1 = (1.31.4) i2 總傳動(dòng)比相對(duì)誤差：i 5,1-4 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩,2-1 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算,先箱外再箱內(nèi)減少傳動(dòng)比累積誤差 箱外： 開(kāi)式齒輪：齒數(shù)互質(zhì)；大齒輪的材料選擇；齒寬系數(shù) 鏈傳動(dòng)：鏈節(jié)數(shù)取偶數(shù)；鏈輪齒數(shù)取奇數(shù)，并和鏈節(jié)數(shù)互質(zhì) 帶傳動(dòng)：計(jì)算壓軸力，設(shè)計(jì)大帶輪轂孔直徑（P181） 箱內(nèi)：閉式齒輪傳動(dòng) 軟齒面齒輪：按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，校核彎曲疲勞強(qiáng)度 硬齒面齒輪：按彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，校核接觸疲勞強(qiáng)度；齒寬系數(shù) 中心

5、距應(yīng)圓整為5的倍數(shù)（直齒輪需變位） 模數(shù)應(yīng)向大取第一系列標(biāo)準(zhǔn)值 齒寬應(yīng)圓整 斜齒輪的分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑應(yīng)精確計(jì)算到小數(shù)點(diǎn)后三位數(shù) 斜齒輪的螺旋角應(yīng)精確計(jì)算到“秒” 箱內(nèi)：蝸桿傳動(dòng) 模數(shù)和分度圓直徑應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)值，且應(yīng)與直徑系數(shù)符合標(biāo)準(zhǔn)的匹配關(guān)系 熱平衡驗(yàn)算,小齒輪一般為齒輪軸，P29圖5-9 大齒輪根據(jù)齒頂圓直徑選擇結(jié)構(gòu)型式，P189-190 硬齒面大齒輪，為保證鍵的強(qiáng)度，可選用輪轂寬度l大于輪緣寬度B的結(jié)構(gòu)型式，P189圖19-11,2-2 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),2-3 選擇聯(lián)軸器，初算軸徑,方案1、2、4：減速器高速軸外伸端用聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)相聯(lián)，高速軸軸徑應(yīng)與電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器相匹配。 方

6、案3：減速器高速軸外伸端與大帶輪相聯(lián)，高速軸軸徑應(yīng)與大帶輪孔徑匹配。 減速器低速軸外伸端用聯(lián)軸器與其他軸相聯(lián)，低速軸軸徑應(yīng)與聯(lián)軸器相匹配。,選擇聯(lián)軸器的類型（P13）與型號(hào)（ P124第十三章）,任務(wù)安排,注:18周二9-10減速器拆裝實(shí)驗(yàn)（分小班進(jìn)行） D1-204,任務(wù)安排,3 減速器裝配圖設(shè)計(jì),軸系部件 齒輪 軸 軸承 套筒（擋油環(huán)） 鍵,3 減速器裝配圖設(shè)計(jì),箱體 箱蓋 箱座 附件 窺視孔和視孔蓋 通氣器 軸承端蓋 定位銷 聯(lián)接螺栓 箱蓋與箱座 軸承座 起蓋螺釘 油標(biāo)與油塞 起吊裝置,3-1 減速器裝配圖設(shè)計(jì)準(zhǔn)備,齒輪（蝸桿）傳動(dòng)的主要尺寸：中心距，齒輪（蝸桿、蝸輪）分度圓直徑，齒寬

7、軸端直徑 輸入軸（方案1、2、4）：電動(dòng)機(jī)輸出軸徑聯(lián)軸器軸孔直徑和長(zhǎng)度軸端直徑 輸入軸（方案3）：帶輪軸孔直徑軸端直徑 輸出軸：轉(zhuǎn)矩聯(lián)軸器軸孔直徑和長(zhǎng)度軸端直徑 滾動(dòng)軸承的類型,3-2 齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑方式,根據(jù)浸油齒輪的圓周速度確定 v12 m/s：油池浸油潤(rùn)滑 齒輪浸油深度：12個(gè)齒高（P17） 多級(jí)齒輪傳動(dòng)：一般低速級(jí)大齒輪浸油；當(dāng)高速級(jí)與低速級(jí)大齒輪直徑相差較大時(shí)，高速級(jí)大齒輪采用濺油輪來(lái)潤(rùn)滑 v 45 m/s上置式蝸桿：蝸輪浸油12個(gè)齒高 v 45 m/s下置式蝸桿：蝸桿浸油0.751個(gè)齒高；當(dāng)油面達(dá)到軸承最低的滾動(dòng)體中心而蝸桿尚未浸入油中時(shí)，在蝸桿軸上安裝濺油環(huán)。 齒輪v12 m/s

8、或上置式蝸桿v10 m/s ：壓力噴油潤(rùn)滑,油池潤(rùn)滑,采用濺油輪的油池潤(rùn)滑,上置式蝸桿,下置式蝸桿,當(dāng)油面達(dá)到軸承最低的滾動(dòng)體中心而蝸桿尚未浸入油中時(shí)，在蝸桿軸上安裝濺油環(huán)。,噴油潤(rùn)滑,3-3 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑方式,潤(rùn)滑油潤(rùn)滑 浸油齒輪圓周速度v23 m/s：飛濺潤(rùn)滑 刮板潤(rùn)滑：下置式蝸桿傳動(dòng)中蝸輪軸的軸承 油池潤(rùn)滑：下置式蝸桿軸的軸承 潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑 浸油齒輪圓周速度v23 m/s 下置式蝸桿傳動(dòng)中蝸輪軸的軸承 上置式蝸桿傳動(dòng)中蝸桿軸的軸承,飛濺潤(rùn)滑,輸油溝結(jié)構(gòu)尺寸（P19）,鑄造擋油盤(pán)（P20）,鋼板擋油環(huán)（P29）,滾動(dòng)軸承采用油潤(rùn)滑時(shí)，若軸上小斜齒輪直徑小于軸承座孔直徑，為防止齒輪嚙合過(guò)程中

9、擠出的潤(rùn)滑油大量沖入軸承，在軸承靠箱體內(nèi)壁一側(cè)安裝鋼板擋油盤(pán)。,3-4 減速器裝配草圖設(shè)計(jì)內(nèi)容,軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 確定軸承型號(hào)、軸的支點(diǎn)距離、作用在軸上零件的力的作用點(diǎn) 軸的強(qiáng)度計(jì)算 軸承的壽命計(jì)算 鍵的強(qiáng)度計(jì)算 軸系零件（齒輪、軸承、套筒、擋油環(huán)、端蓋、密封圈等）的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 減速器附件設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)方法：邊畫(huà)圖、邊計(jì)算、邊修改,畫(huà)出齒輪的輪廓和箱體內(nèi)壁線 確定軸承座孔寬度L，畫(huà)出軸承座的外端線。 確定軸承的位置 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由端部開(kāi)始，逐段確定軸徑和寬度 定位軸肩：35mm；滾動(dòng)軸承的定位軸肩：查軸承手冊(cè)。 非定位軸肩：0.51.5mm 安裝滾動(dòng)軸承、傳動(dòng)件、密封件等處的軸段直

10、徑應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)值。 滾動(dòng)軸承端面距箱體內(nèi)壁的距離：油潤(rùn)滑35mm；脂潤(rùn)滑1015mm 外伸長(zhǎng)度與軸上零件和軸承蓋的結(jié)構(gòu)有關(guān),齒輪減速器內(nèi)壁線（主視圖）,P24表5-1 箱蓋內(nèi)壁到大齒輪齒頂圓的距離1 箱蓋壁厚1 大齒輪齒頂圓到油池底面的距離30-50mm,齒輪減速器內(nèi)壁線（俯視圖）,大齒輪齒頂圓到箱座內(nèi)壁的距離1 齒輪端面與箱體內(nèi)壁的距離2 中間軸兩齒輪端面間距8-15mm,確定軸承座孔寬度L,L取決于軸承旁聯(lián)接螺栓Md1所需的扳手空間尺寸c1和c2,滾動(dòng)軸承油潤(rùn)滑,滾動(dòng)軸承脂潤(rùn)滑,軸的強(qiáng)度計(jì)算,危險(xiǎn)截面：Me 最大的截面；,畫(huà)出空間受力圖（注意中間軸），求水平面和垂直面支反力RH 、RV ；,分

11、別作水平面和垂直面受力圖；,分別作水平面和垂直面彎矩圖MH 、MV ；,求合成彎矩：,求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩：,靠近Memax ，直徑較小的截面。,按彎扭合成強(qiáng)度條件校核：,若強(qiáng)度不足，應(yīng)適當(dāng)增大軸徑。,軸承的壽命計(jì)算,求徑向載荷R= sqrt(RH2+RV2) 求派生軸向力S 求軸向載荷A 根據(jù)正裝或反裝，確定派生軸向力的方向 根據(jù)軸向合力的方向，判斷軸的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 根據(jù)正裝或反裝，判斷哪端軸承受壓，哪端軸承放松 壓緊端軸承的軸向載荷等于除開(kāi)本身派生軸向力之外的軸向力的代數(shù)和 放松端軸承的軸向載荷等于本身的派生軸向力 求徑向和軸向動(dòng)載系數(shù)X、Y 求當(dāng)量動(dòng)載荷P 求軸承壽命Lh,（4）確定箱座高度

12、H和油面（P30）；,（2）軸承座旁連接螺栓的位置及凸臺(tái)高度的確定；,（1）箱體壁厚8mm（P24表5-1）,（7）箱體的加強(qiáng)肋（P24表5-1）,（3）箱蓋的圓弧以軸心畫(huà)圓弧求得；,減速器箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),（5）輸油溝的結(jié)構(gòu)（P19），注意不要與聯(lián)接螺栓孔相干涉；,（6）箱蓋、箱座凸緣及聯(lián)接螺栓的布置（考慮扳手空間）（P24表5-1）,（8）工藝性：鑄造圓角，拔模斜度，區(qū)分加工面和非加工面，螺栓支承面要加工出沉頭座（P32）,凸臺(tái)高度的確定應(yīng)以最大的軸承座孔為準(zhǔn),凸臺(tái)高度應(yīng)向大圓整為R20標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列值（P73表9-7）,減速器附件設(shè)計(jì),窺視孔和視孔蓋：要能夠觀察到齒輪嚙合狀況（P133） 通氣器：

13、根據(jù)工作選用（P136-137） 起吊裝置（P137-138） 油標(biāo)：注意油標(biāo)的傾斜度 放油孔和螺塞（P139）：放油孔設(shè)置在箱座內(nèi)底面最低處；箱座內(nèi)底面常做成11.5的斜面；在油孔附近做成凹坑 起蓋螺釘：螺釘端部應(yīng)制成圓柱端，以免損壞螺紋和剖分面 定位銷：相距盡量遠(yuǎn)，距對(duì)稱線距離不等（P109）,油標(biāo)尺插入、拔出時(shí)不能與箱體干涉,油標(biāo)尺,起蓋螺釘,3-5 完成減速器裝配圖,打剖面線：相鄰不同零件剖面線方向應(yīng)不同；同一零件在各視圖上剖面線方向和間距應(yīng)一致 標(biāo)注主要尺寸與配合 特性尺寸：齒輪中心距及其偏差（P167表18-13） 外形尺寸：總長(zhǎng)、總寬、總高 安裝尺寸：箱座底面尺寸，地腳螺栓孔中心

14、線的定位尺寸、地腳螺栓的直徑和間距，減速器中心高，外伸軸端的配合長(zhǎng)度和直徑 主要零件的配合尺寸（P41表5-2）：傳動(dòng)零件與軸，聯(lián)軸器與軸，軸承內(nèi)圈與軸（基孔制），軸承外圈與箱體軸承座孔（基軸制）等 填寫(xiě)技術(shù)特性表 編寫(xiě)技術(shù)要求（P41） 零件編號(hào)，編制零件明細(xì)表 填寫(xiě)標(biāo)題欄,零件工作圖,零件工作圖是制造、檢驗(yàn)零件及制定工藝規(guī)程的重要技術(shù)資料，應(yīng)包含制造、檢驗(yàn)零件所需的全部?jī)?nèi)容，包括： 必要的視圖 正確的尺寸標(biāo)注 尺寸公差與形位公差 表面粗糙度 技術(shù)要求 先畫(huà)裝配圖，再拆畫(huà)零件圖,軸類零件工作圖,一個(gè)基本視圖,斷面圖,局部放大圖,徑向尺寸及公差（有配合要求的軸段，P41）,軸向尺寸（P50）,形位公差（P52）,表面粗糙度（P52）,技術(shù)要求（P51）,齒輪類零件工作圖,主視圖,左視圖,形位公差（第18章）,粗糙度（P54）,嚙合特性表（第18章）,技術(shù)要求（P54）,設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容,目錄 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)（一定要畫(huà)傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖） 傳動(dòng)方案的分析與擬定 電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)的選擇和計(jì)算（包括