机械设计课程设计(汪)2017.ppt
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机械设计课程设计20222022年年1111月月1010日日第一章第一章概述概述第二章第二章机械系统总体设计机械系统总体设计第三章第三章机械传动件的设计机械传动件的设计第四章第四章机械结构设计机械结构设计第五章第五章机械装配图的设计机械装配图的设计第六章第六章零件工作图的设计零件工作图的设计第七章第七章计算机辅助课程设计计算机辅助课程设计第八章第八章编写算说明书和准备答辩编写算说明书和准备答辩第一章概述一、课程设计的目的1培养学生理论联系实际的设计思想,训练学生综合运用已学的理论知识结合生产实际知识进行设计的能力。
2掌握机械设计的基本方法和步骤,培养学生全面、科学的工程设计能力。
3使学生了解工程师在机械设计方面所必须具备的基本技能,进行机械设计的基本技能训练。
二、课程设计内容机械设计课程设计通常以齿轮减速器或蜗杆减速器为主体的机械传动装置作为设计课题。
因为减速器包括了机械设计课程的大部分零件,具有典型的代表性。
a)输送机传动装置b)机构简图图1-1带式输送机的传动装置及机构简图课程设计包括以下内容:
1传动方案的分析和拟定。
2电动机的选择。
3传动装置运动和动力参数的计算。
4设计齿轮传动、蜗杆传动、带传动等传动装置,确定主要参数和尺寸。
5轴的设计及校核轴的强度。
6轴承的选择及校核。
7键联接和联轴器的选择及校核。
8绘制装配图和零件图。
9编写设计计算说明书。
10.进行总结和答辩。
1、减速器装配草图1张(手工绘制,A1);2、减速器二维装配图1张(计算机绘图或者手工绘图,A1);3、主要零件图2张(计算机绘图,A3);4、设计说明书1份(手写,50007000字,统一封面、编出目录并装订成册)。
三、课程设计的任务按五分制评分。
成绩评定依据:
按五分制评分。
成绩评定依据:
1.图纸图纸(40%)图纸结构、投影、标注及数据是否正确,线条图纸结构、投影、标注及数据是否正确,线条是否符合是否符合制图标准,图面是否整洁,字迹是否制图标准,图面是否整洁,字迹是否工整等;工整等;2.课程设计说明书课程设计说明书(40%)设计计算是否正确、完整、字迹是否工整、整设计计算是否正确、完整、字迹是否工整、整洁等;洁等;40%3.答辩成绩答辩成绩(20%)四、成绩评定题目题目1:
带式输送机传动装置设计五、设计题目五、设计题目1、滚筒效率0.95,包括滚筒与轴承的效率损失;2、两班制,单向运转,载荷平稳,每年工作300天,工作寿命6年;3、动力源为电力,三相交流,电压380V。
题目题目2:
链板式运输机传动装置设计1、输送链效率0.94,包括输送链与轴承的效率损失;2、三班制,单向运转,有中等冲击,每年工作320天,工作寿命5年;3、动力源为电力,三相交流,电压380V。
题目题目3:
卷扬机传动装置设计1、卷筒效率0.92,包括卷筒与轴承的效率损失;2、两班制,双向运转,载荷平稳,每年工作300天,工作寿命10年;3、动力源为电力,三相交流,电压380V。
题目题目4:
搅拌机传动装置设计1、搅拌机效率0.8,包括搅拌轮与轴承的效率损失;2、一班制,双向运转,有中等冲击,每年工作300天,工作寿命10年;3、动力源为电力,三相交流,电压380V。
题目题目5:
设计一型砂运输机用的减速装置。
传动方案如下图所示输出转矩T鼓轮直径D输送带带速V六、课程设计计划设计阶段设计内容完成的参考时间1传动装置的总体设计17周周一17周周三2传动零件的设计计算17周周四17周周七3减速器装配草图的设计18周周一18周周三4绘制装配图18周周四18周周七5绘制零件图19周周一19周周二6编写设计计算说明书19周周三19周周四7设计答辩19周周五七、参考书七、参考书1.机械设计机械设计2.机械设计课程设计机械设计课程设计3.机械设计手册机械设计手册八、课程设计的要求1.明确学习目的,端正学习态度。
2.在教师的指导下,由学生独立完成。
3.正确处理理论计算与结构设计的关系。
4.正确处理继承与创新的关系。
5.正确使用标准和规范。
第二章第二章机械系统总体设计机械系统总体设计机械系统包括原动机、传动装置和执行机构。
一、执行机构运动方案的拟定1.执行构件的运动形式与基本机构参见表基本机构类型、特点及适用性。
2.机构类型选择的一般要求二、传动装置传动方案的拟定1.传动机构类型的比较在拟定传动方案时,首先应综合考虑各种机构的传动性能和应用范围,然后再根据工作机的具体工作要求合理选择机构类型。
参见表常用传动机构的性能和适用范围。
2.传动形式的合理布置拟定运动方案时要合理布置其传动顺序。
三、选择电动机1.选择电动机类型常用:
Y系列三相异步电动机同步转速:
300015001000750级数:
2468电机安装型式:
(查表)2.计算电动机所需功率kW
(1)工作机所需电动机功率或或Fv
(2)传动装置总效率(查表)(3)电动机所需功率(4)确定电动机的额定功率Fv3.确定电动机转速一般最常用、市场上供应最多的是同步转速为1500r/min或1000r/min的电动机,设计时应该优先选用。
4.确定电动机型号例:
P0=5.471kW根据电动机功率和同步转速,选定电动机型号为Y132M2-6。
查表查表知其有关参数:
额定功率电动机满载转速电动机轴伸出直径电动机轴伸出长度四、传动装置总传动比的确定和分配1.确定总传动比i2.分配各级传动比减速器外传动比减速器传动比
(1)各级传动比应在推荐范围内选取,不得超过最大值。
(查表)(4)圆锥-圆柱齿轮减速器
(2)展开式二级圆柱齿轮减速器分配原则:
(3)同轴式二级圆柱齿轮减速器目的:
(1)尺寸协调、互不干涉。
图2-3传动零件相互干涉图2-2大带轮尺寸过大导致安装不便的情况
(2)尺寸紧凑、便于润滑。
a)方案1b)方案2图2-4两种传动比分配方案的对照注意注意:
1.按工作机所需电动机功率计算,而不按电动机额定功率计算。
2.设计轴时应按其输入功率计算、设计传动零件时应按主动轴的输出功率计算五、传动装置运动参数、动力参数计算计算各轴的功率计算各轴的功率PP、转速、转速nn和转矩和转矩TT1.各轴转速各轴转速轴轴轴轴(卷筒轴)2.各轴各轴输入功率输入功率轴轴轴轴(卷筒轴)3.各轴各轴输入转矩输入转矩减速器各轴功率、转速、转矩列表:
轴名名参数参数电动机机轴轴轴轴工作工作轴转速速n(r/min)功率功率P(kW)转矩矩T(Nm)传动比传动比i效效率率第三章第三章传动零件设计传动零件设计一、减速器外传动零件设计1.普通V带传动已知条件:
传递的功率(或转矩);传动比;外廓尺寸、传动位置的要求等。
设计内容:
确定V带的型号、长度和根数;确定中心距及张紧装置;选择大(小)带轮的直径、材料、结构尺寸和加工要求等。
设计时注意的问题:
1)检查带轮尺寸与传动)检查带轮尺寸与传动装置外廓尺寸的相互关系。
装置外廓尺寸的相互关系。
例如,小带轮外圆半径与电例如,小带轮外圆半径与电动机的中心高是否相称;小动机的中心高是否相称;小带轮轴孔直径和长度与电动带轮轴孔直径和长度与电动机轴径和长度是否对应;大机轴径和长度是否对应;大带轮外圆是否过大而与箱体带轮外圆是否过大而与箱体底座干涉。
如有不合理的情底座干涉。
如有不合理的情况,应该考虑改选带轮直径况,应该考虑改选带轮直径甚至改选甚至改选V带型号,并重新带型号,并重新设计。
设计。
2)设计参数应保证带传动良好的工作性能。
)设计参数应保证带传动良好的工作性能。
例如,带速例如,带速v满足满足5m/sv25m/s、小带轮、小带轮包角包角1120、一般带的根数、一般带的根数Z6等方面的等方面的要求。
要求。
3)带轮参数确定后,由带轮直径和滑动率,)带轮参数确定后,由带轮直径和滑动率,计算实际传动比和从动轮的转速,并以此计算实际传动比和从动轮的转速,并以此修正减速器等闭式传动所要求的传动比和修正减速器等闭式传动所要求的传动比和输入转矩。
输入转矩。
4)在确定大带轮轴孔直径和长度时,应与)在确定大带轮轴孔直径和长度时,应与减速器输入轴的轴伸直径和长度相适应。
减速器输入轴的轴伸直径和长度相适应。
2.链传动已知条件:
传递功率、载荷特性和工作情传递功率、载荷特性和工作情况;主动链轮和从动链轮的转速况;主动链轮和从动链轮的转速(或传动比或传动比);外廓尺寸、布置方式的要求及润滑条件等。
外廓尺寸、布置方式的要求及润滑条件等。
设计内容:
设计内容:
选择传动链的类型、链条的型选择传动链的类型、链条的型号(链节距)、排数和链节数;确定链传动中号(链节距)、排数和链节数;确定链传动中心距、链轮齿数、链轮材料和结构尺寸;确定心距、链轮齿数、链轮材料和结构尺寸;确定链传动润滑方式、张紧装置和维护要求等。
链传动润滑方式、张紧装置和维护要求等。
设计时注意的问题:
1)检查链轮尺寸与传动装置外廓)检查链轮尺寸与传动装置外廓尺寸的相互关系。
例如,链轮轴孔直尺寸的相互关系。
例如,链轮轴孔直径和长度与减速器或工作机轴径和长径和长度与减速器或工作机轴径和长度是否协调;为控制链传动的外廓尺度是否协调;为控制链传动的外廓尺寸,大链轮尺寸不宜过大,对速度较寸,大链轮尺寸不宜过大,对速度较低的链传动,齿数不宜取得过多。
低的链传动,齿数不宜取得过多。
2)设计链传动参数时,应尽量保证链传动)设计链传动参数时,应尽量保证链传动有较好的工作性能。
例如,如果采用单排有较好的工作性能。
例如,如果采用单排链传动而计算出的链节距较大时,应改选链传动而计算出的链节距较大时,应改选双排链或多排链;大、小链轮的齿数最好双排链或多排链;大、小链轮的齿数最好选择奇数;为避免使用过渡链节,链节数选择奇数;为避免使用过渡链节,链节数最好取偶数等。
最好取偶数等。
3)链轮齿数确定后,应计算实际传动比和)链轮齿数确定后,应计算实际传动比和从动轮的转速,并考虑是否修正减速器等从动轮的转速,并考虑是否修正减速器等闭式传动所要求的传动比和输入转矩闭式传动所要求的传动比和输入转矩。
可以参考可以参考机械设计机械设计教科书的例题。
教科书的例题。
3.开式齿轮传动已知条件:
所需传递的功率所需传递的功率(或转矩或转矩);主;主动轮转速和传动比;工作条件和尺寸限制等。
动轮转速和传动比;工作条件和尺寸限制等。
设计内容:
设计内容:
选择齿轮的材料及热处理方式;选择齿轮的材料及热处理方式;确定齿轮传动的参数确定齿轮传动的参数(中心距、齿数、模数、中心距、齿数、模数、齿宽等齿宽等);设计齿轮的结构及其他几何尺寸;设计齿轮的结构及其他几何尺寸;作用在轴上力的大小和方向;验算传动比。
作用在轴上力的大小和方向;验算传动比。
设计时注意的问题:
(1)由于开式齿轮传动主要失效形式)由于开式齿轮传动主要失效形式是磨损,一般只需进行轮齿弯曲强度计算,是磨损,一般只需进行轮齿弯曲强度计算,考虑因齿面磨损而引起的轮齿强度的削弱,考虑因齿面磨损而引起的轮齿强度的削弱,应将强度计算求出的模数增大应将强度计算求出的模数增大10%20%,用以补偿磨损的作用。
,用以补偿磨损的作用。
(2)开式齿轮传动一般用于低速传动。
)开式齿轮传动一般用于低速传动。
由于暴露在空中,灰尘大,润滑条件差,由于暴露在空中,灰尘大,润滑条件差,故应注意材料配对的选择,使之具有较好故应注意材料配对的选择,使之具有较好的减摩和耐磨性能。
选择大齿轮材料时还的减摩和耐磨性能。
选择大齿轮材料时还应考虑其毛坯尺寸和制造方法。
应考虑其毛坯尺寸和制造方法。
(3)开式齿轮传动精度低,一般都在轴的悬臂)开式齿轮传动精度低,一般都在轴的悬臂端,支承刚度小,故齿宽系数应取得小些,以端,支承刚度小,故齿宽系数应取得小些,以减轻轮齿偏载的程度,一般取减轻轮齿偏载的程度,一般取0.10.3,常取,常取0.2。
选取小齿轮齿数时,应尽量取得少一些,。
选取小齿轮齿数时,应尽量取得少一些,同时适当加大模数,以提高轮齿抗弯曲和耐磨同时适当加大模数,以提高轮齿抗弯曲和耐磨能力。
能力。
(4)检查齿轮尺寸与工作机是否相称;按大、)检查齿轮尺寸与工作机是否相称;按大、小齿轮的齿数计算实际传动比和从动轮的转速;小齿轮的齿数计
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