机械设计课程设计第一次任务布置.ppt

1 1机械设计课程设计第一次布置第一次布置机械设计教研室机械设计教研室20102010年年1212月月 2 2第一次布置内容第一次布置内容1课程设计目的、内容和任务课程设计目的、内容和任务2课程设计准备工作课程设计准备工作3传动装置的总体设计传动装置的总体设计4传动零件的设计传动零件的设计5注意事项注意事项 3 3课程设计目的、内容和任务课程设计目的、内容和任务u综合运用机械设计及其他先修课的知识，进行机械综合运用机械设计及其他先修课的知识，进行机械设计综合训练，巩固，加深和扩展已学知识。设计综合训练，巩固，加深和扩展已学知识。u学习和掌握通用机械零件、部件、机械传动及一般学习和掌握通用机械零件、部件、机械传动及一般机械的基本设计方法和步骤，培养学生工程设计能机械的基本设计方法和步骤，培养学生工程设计能力和分析问题，解决问题的能力。力和分析问题，解决问题的能力。u提高学生在计算、制图、运用设计资料，进行经验提高学生在计算、制图、运用设计资料，进行经验估算及考虑技术决策等机械设计方面的基本技能。估算及考虑技术决策等机械设计方面的基本技能。一、目的一、目的 4 4课程设计目的、内容和任务课程设计目的、内容和任务二、内容二、内容 设计一般机械系统中的传动装置设计一般机械系统中的传动装置带二级斜齿圆柱齿轮减速器设计带二级斜齿圆柱齿轮减速器设计 5 51电动机2带传动3减速器4联轴器5输送机滚筒 6 6二.设计内容1、传动方案分析、传动方案分析2、电机选择、电机选择3、运动和动力参数计算、运动和动力参数计算4、传动、轴系零件设计、传动、轴系零件设计5、选择、选择 联接件、密封、润滑联接件、密封、润滑6、装配草图设计、装配草图设计7、箱体结构设计、箱体结构设计8、装配图、零件图绘制、装配图、零件图绘制9、设计说明书编写、设计说明书编写9、答辩、答辩 7 7课程设计目的、内容和任务课程设计目的、内容和任务二、内容二、内容 u传动方案的分析和拟定；传动方案的分析和拟定；（任务书）（任务书）u电动机的选择，电动机的选择，传动装置传动装置 的运动和动力的运动和动力 参数的计算；参数的计算；u传动件的设计传动件的设计 u（带传动、齿轮传动）；（带传动、齿轮传动）；8 8课程设计目的、内容和任务课程设计目的、内容和任务u轴的设计轴的设计（所有轴的结构设计，轴的弯、扭组合强（所有轴的结构设计，轴的弯、扭组合强度校核）；度校核）；u轴承的设计轴承的设计（所有轴承的组合设计，轴承的寿命计（所有轴承的组合设计，轴承的寿命计算）；算）；u键的选择及强度校核键的选择及强度校核；u联轴器的选择联轴器的选择；u减速器的润滑与密封减速器的润滑与密封；u减速器装配图设计减速器装配图设计（箱体、箱盖、附件等）；（箱体、箱盖、附件等）；u零件工作图设计零件工作图设计；u编写设计计算说明书及答辩编写设计计算说明书及答辩 9 9课程设计目的、内容和任务课程设计目的、内容和任务三、任务三、任务 u减速器装配图草图减速器装配图草图1张，正式图张，正式图1张装配张装配图图1张，张，A1#，比例自定；，比例自定；u传动零件工作图传动零件工作图2张，分别为大齿轮和低张，分别为大齿轮和低速轴，速轴，A2#，比例自定（，比例自定（三周三周）；）；u设计说明书设计说明书1份份,A4 1010四、机械设计课程设计进度表四、机械设计课程设计进度表1.设计准备设计准备 减速器装拆实验减速器装拆实验(18周周一周周一)2.传动装置设计计算（传动装置设计计算（18周周三）周周三）电机、带、齿轮的计算电机、带、齿轮的计算 (1)电动机的选择电动机的选择 (2)带传动的设计带传动的设计 (3)齿轮参数的确定齿轮参数的确定3.装配草图设计装配草图设计4.工作图设计工作图设计5.编写设计计算说明书编写设计计算说明书 6.答辩答辩 1111课程设计目的、内容和任务课程设计目的、内容和任务五、成绩评定标准：五、成绩评定标准：1212第一次布置内容第一次布置内容1课程设计目的、内容和任务课程设计目的、内容和任务2课程设计准备工作课程设计准备工作3传动装置的总体设计传动装置的总体设计4传动零件的设计传动零件的设计5注意事项注意事项 1313课程设计准备工作课程设计准备工作一、分题号一、分题号 1414工工 作作 条条 件件数数 据据 编编 号号12345678 输送带牵引力输送带牵引力F(N)30002900280027003000290028002700 滚筒直径滚筒直径D(mm)400400350350300300250250 传送带速度传送带速度v(m/s)0.320.340.360.380.400.420.440.46 使用年限使用年限(年年)55555555 传送带速度允许误差传送带速度允许误差(%)55555555 输送方向输送方向单单 双双单单 双双单单 双双单单 双双单单 双双单单 双双单单 双双单单 双双 任务分配任务分配1 23 45 67 89 10一、分题号一、分题号 1515课程设计准备工作课程设计准备工作三、借图板，绘图仪器三、借图板，绘图仪器u实验管理科：新校区行政楼二楼实验管理科：新校区行政楼二楼 集体去借；集体去借；u绘图仪器：图纸、丁字尺，三角板，圆绘图仪器：图纸、丁字尺，三角板，圆 规，铅笔规，铅笔 1616课程设计准备工作课程设计准备工作四、准备设计资料四、准备设计资料u机械设计教材机械设计教材u指导书指导书u设计手册：设计手册：u图册：图册：u资料袋：机械设计课程设计资料袋；资料袋：机械设计课程设计资料袋；1717第一次布置内容第一次布置内容1课程设计目的、内容和任务课程设计目的、内容和任务2课程设计准备工作课程设计准备工作3传动装置的总体设计传动装置的总体设计4传动零件的设计传动零件的设计5注意事项注意事项 1818传动装置的总体设计传动装置的总体设计一、分析方案一、分析方案u分析传动装置性能、适用范围、常用传动机分析传动装置性能、适用范围、常用传动机构特点、应用、常用减速器特点及应用。构特点、应用、常用减速器特点及应用。u（本部分内容自学课程设计手册本部分内容自学课程设计手册P8P14）1919二级展开式圆柱齿轮减速器典型结构二级展开式圆柱齿轮减速器典型结构传动零件、轴系零部件、箱体和附件、润滑密封装置等组成。传动零件、轴系零部件、箱体和附件、润滑密封装置等组成。2020 2121传动装置的总体设计传动装置的总体设计二、二、选择电动机选择电动机1 1、电动机类型：、电动机类型：均用均用Y Y系列三相交流异步电动机系列三相交流异步电动机2 2、确定电动机功率、确定电动机功率 选择电动机总体原则只要电动机的额定功率略大于工选择电动机总体原则只要电动机的额定功率略大于工作要求的功率即可，即作要求的功率即可，即PePPePo o P Pe e电动机额定功率（电动机额定功率（PePe（1 11.31.3）PoPo）；）；P P0 0电动机所需输出功率。电动机所需输出功率。电动机所需输出功率：电动机所需输出功率：P PW W工作机所需功率；工作机所需功率；a a电动机至工作机主动端之间的总效率电动机至工作机主动端之间的总效率 ；2222传动装置的总体设计传动装置的总体设计W运输机卷筒的效率，运输机卷筒的效率，W0.940.96a).Pa).PW W工作机主动端所需功率工作机主动端所需功率b).b).电动机至工作机主动端之间的总效率电动机至工作机主动端之间的总效率 ；2323c c）确定电动机的额定功率）确定电动机的额定功率PmPm 2424计算传动装置总效率时应注意以下几点：资料推荐的效率值一般有一个范围，在一般条件下宜取中间值。若工作条件差、加工精度低和维护不良时，应取较低值；反之可取较高值；开式带传动效率：开式带传动效率：0.94-0.97;滚动轴承效率（每对）：滚动轴承效率（每对）：0.98-0.995;一对闭式齿轮传动效率：一对闭式齿轮传动效率：0.96-0.99;弹性联轴器效率：弹性联轴器效率：0.99-0.995;注：注：联轴器用弹性套柱销联轴器或弹性柱销联轴器。联轴器用弹性套柱销联轴器或弹性柱销联轴器。运输机卷筒的效率运输机卷筒的效率 W0.940.96；同类型的几对传动副、轴承或联轴器，要分别计入各自的效率；(3)轴承效率通常指一对而言。2525传动装置的总体设计传动装置的总体设计3 3、确定电动机转速、确定电动机转速 u功率相同的同类电机有不同的转速。功率相同的同类电机有不同的转速。u电机转速高、转矩小、外廓尺寸小、重量轻、价格电机转速高、转矩小、外廓尺寸小、重量轻、价格便宜。但是转速越高，传动装置传动比必然增大便宜。但是转速越高，传动装置传动比必然增大,，尺寸及重量增大、价格高，故二者应综合考虑。尺寸及重量增大、价格高，故二者应综合考虑。u本设计一般用同步转速为本设计一般用同步转速为1500 r/min和和1000 r/min 2种电动机转速。种电动机转速。u由由Pe及同步转速及同步转速n查出电动机具体型号，并记下中查出电动机具体型号，并记下中心高、轴伸尺寸（外伸轴直径、长度等）心高、轴伸尺寸（外伸轴直径、长度等）。2626传动装置的总体设计传动装置的总体设计4 4、选定电动机、选定电动机 由由PeP0及同步转速及同步转速n在在P295表表8169，表，表8170查出电动机具体型号及相应尺寸。查出电动机具体型号及相应尺寸。2727例一选电机：例一选电机：D=500,Fw=7000N,vw=0.6m/s,室内常温室内常温下连续工作，环境有下连续工作，环境有灰尘，电源为三相交灰尘，电源为三相交流，流，380V。解解：（：（1）选电机类型）选电机类型 按工作要求和条件，选按工作要求和条件，选Y系列三相异步交流电动机系列三相异步交流电动机 （2）选电机功率）选电机功率 2828（3）卷筒转速）卷筒转速 卷筒卷筒V带传动比带传动比 ,二级圆柱齿轮减速器传动二级圆柱齿轮减速器传动比比 ，总传动比范围，总传动比范围16160电机转速可选范围电机转速可选范围 2929最终选定最终选定Y132M1-6:Pe=4kw,同步转速同步转速n=1000rpm,满载转速满载转速 ，3030传动装置的总体设计传动装置的总体设计注意：注意：u设计计算传动装置各级功率时，按电动机实际功率设计计算传动装置各级功率时，按电动机实际功率P0（P0 Pe）进行计算。（）进行计算。（Po作为设计功率！作为设计功率！u设计计算传动装置各级转速时，按电动机设计计算传动装置各级转速时，按电动机满载转速满载转速进行进行计算。（不能按同步转速计算。（不能按同步转速1000 r/min 或或 1500 r/min）u参照手册参照手册P1421，其中重点看，其中重点看P20例例21。3131传动装置的总体设计传动装置的总体设计三、三、总传动比计算及传动比的分配总传动比计算及传动比的分配1 1、计算总传动比、计算总传动比 其中：其中：n nm m电动机满载转速；电动机满载转速；n nw w工作机卷筒转速；工作机卷筒转速；i i带带带传动传动比；带传动传动比；i i齿轮齿轮齿轮传动比；齿轮传动比；D D卷筒鼓轮直径卷筒鼓轮直径 3232传动装置的总体设计传动装置的总体设计2 2、分配传动比、分配传动比 分配原则：分配原则：P17P17（手册）；（手册）；i i带带带传动传动比，设计参考一般为带传动传动比，设计参考一般为2 24 4；i i齿轮齿轮齿轮传动比，设计参考一般为齿轮传动比，设计参考一般为3 36(6(二级二级840)840)；注意事项：注意事项：u各级传动比应在推荐范围内（各级传动比应在推荐范围内（P10P10表表2 21 1）；）；ui i带带不能太大，以免大带轮半径超过减速器箱座中心不能太大，以免大带轮半径超过减速器箱座中心 高，造成安装困难；高，造成安装困难；（带轮、齿轮）传动件的参数确定后，验算传动比的误差，应满足：（带轮、齿轮）传动件的参数确定后，验算传动比的误差，应满足：3333u注意使各传动件尺寸协调，结构匀称合理注意使各传动件尺寸协调，结构匀称合理 3434例例2：计算总传动比，并分配各级传动比：计算总传动比，并分配各级传动比解：解：（1）（2）分配传动比）分配传动比初选初选 则则（3）分配减速器各级传动比。）分配减速器各级传动比。按展开式布置，按展开式布置，取i12=1.3 i23，可算出 3535在二级或多级齿轮减速器中，尽量使各级大齿轮浸油深度大致相近，以便于实现统一的浸油润滑。如在二级展开式齿轮减速器中，常设计为各级大齿轮直径相近，以便于齿轮浸油润滑。一般推荐i1=(1.21.5)i2，二级同轴式圆柱齿轮减速器式中i1，i2分别为高速级和低速级的传动比，i为减速器总传动比。3636传动装置的总体设计传动装置的总体设计四四、计算传动装置的运动和动力参数计算传动装置的运动和动力参数1 1、计算各轴转速计算各轴转速 I I轴：轴：IIII轴：轴：IIIIII轴：轴：3737传动装置的总体设计传动装置的总体设计2 2、计算各轴输入功率计算各轴输入功率 I I轴：轴：IIII轴：轴：IIIIII轴：轴：3838传动装置的总体设计传动装置的总体设计3 3、计算各轴输入转矩计算各轴输入转矩 I I轴：轴：IIII轴：轴：IIIIII轴：轴：电动机轴：电动机轴：3939传动装置的总体设计传动装置的总体设计4 4、运动和动力参数列表：运动和动力参数列表：4040例例3.计算前图各轴的运动和动力参数计算前图各轴的运动和动力参数解解；（；（1）各轴转速）各轴转速 轴：轴：轴：轴：轴：轴：卷筒轴：卷筒轴：（2）各轴输入功率：）各轴输入功率：轴：轴：4141轴：轴：轴：轴：卷筒轴：卷筒轴：（2）各轴输入转矩：）各轴输入转矩：电机输出转矩：电机输出转矩：轴：轴：轴：轴：轴：轴：4242卷筒轴：卷筒轴：4343第一次布置内容第一次布置内容1课程设计目的、内容和任务课程设计目的、内容和任务2课程设计准备工作课程设计准备工作3传动装置的总体设计传动装置的总体设计4传动零件的设计传动零件的设计5注意事项注意事项 4444注意：注意：装配底图设计之前，传动零件设计计算着重装配底图设计之前，传动零件设计计算着重是主要是主要尺寸参数尺寸参数的计算确定，详细的的计算确定，详细的结构尺寸结构尺寸和技术要求应结合装配底图或零件图进行。和技术要求应结合装配底图或零件图进行。传动零件的设计传动零件的设计 4545传动零件的设计传动零件的设计一、一、选择联轴承器的类型与型号选择联轴承器的类型与型号 u选用弹性套柱销或者弹性柱销联轴器选用弹性套柱销或者弹性柱销联轴器 （注意，手册上（注意，手册上P20例例21选用滑块联轴器，选用滑块联轴器，在本次设计中不采用滑块联轴器）。在本次设计中不采用滑块联轴器）。u型号：与相关轴配套（查手册：型号：与相关轴配套（查手册：P283表表8163和和P285表表8164）4646传动零件的设计传动零件的设计二、二、带传动设计带传动设计 u参见教材参见教材u要求计算出要求计算出V带传动的型号、长度、根数、带传动的型号、长度、根数、中心距、初拉力、对轴的作用力中心距、初拉力、对轴的作用力,确定带轮确定带轮基准直径基准直径d1、d2，。，。4747传动零件的设计传动零件的设计三、三、齿轮传动设计齿轮传动设计 复习教材复习教材1 1、选材料选材料 u小齿轮用合金钢，小齿轮用合金钢，40MnB，调质（，调质（240285）HBS；u大齿轮用大齿轮用45号钢，正火，号钢，正火，(170210)HBS 4848传动零件的设计传动零件的设计2 2、算出小齿轮分度圆直径算出小齿轮分度圆直径 K,d查教材或手册查教材或手册初选初选Z1,Z2；4949传动零件的设计传动零件的设计3 3、圆整，其中圆整，其中（80200）选择）选择 4 4、算中心距算中心距并圆整，结尾进行圆整并圆整，结尾进行圆整 5 5、调整调整 ，精确到秒，精确到秒 5050传动零件的设计传动零件的设计6 6、反算反算d1，d2；d1，d2精确到小数点后精确到小数点后3位位 7 7、计算计算b，（取整数；，（取整数；b1b510mm；b2b）。）。5151（1 1）等寿命原则，小齿轮用好材料或热处理）等寿命原则，小齿轮用好材料或热处理高些：小齿轮齿数少，工作次数多且根部薄。高些：小齿轮齿数少，工作次数多且根部薄。冲击性大或双向传动，用调质处理；优先用通冲击性大或双向传动，用调质处理；优先用通用材料用材料2 2）齿轮传动的几何参数和尺寸有严格的要求，）齿轮传动的几何参数和尺寸有严格的要求，分别进行标准化、圆整或计算其精确值。分别进行标准化、圆整或计算其精确值。中心距应尽量圆整成尾数为中心距应尽量圆整成尾数为0 0或或5 5，斜齿轮传动，斜齿轮传动可调整螺旋角可调整螺旋角 来实现。来实现。注意事项注意事项齿轮传动方面方面 5252模数必须标准化；模数必须标准化；啮合尺寸（节圆、分度圆、齿顶圆及齿根圆直啮合尺寸（节圆、分度圆、齿顶圆及齿根圆直径、螺旋角、变位系数等）必须计算精确值，径、螺旋角、变位系数等）必须计算精确值，精确到小数点后精确到小数点后2 23 3位（单位为位（单位为mmmm），角度精），角度精确到秒（确到秒（）。）。3 3）齿轮的结构尺寸最好为整数，以便于制造）齿轮的结构尺寸最好为整数，以便于制造和测量。和测量。按设计资料给定的经验公式计算后，都应尽量按设计资料给定的经验公式计算后，都应尽量进行圆整。进行圆整。5353 单向传动、双向传动区别单向传动、双向传动区别：(1)电机的选择电机的选择 ：双向传动时系数：双向传动时系数 k k 取值大；取值大；(2)(2)联轴器的选择：冲击性大选弹性联轴器，联轴器的选择：冲击性大选弹性联轴器，双向传动选弹性联轴器。双向传动选弹性联轴器。(3)(3)带传动：双向传动会造成紧边上下均有带传动：双向传动会造成紧边上下均有 (4)(4)齿轮的设计中齿轮的设计中 F F 下降下降 0.70.7倍。倍。(5)(5)轴的设计：轴的设计：双向传动轴呈对称循环应力状态双向传动轴呈对称循环应力状态 单向传动轴呈脉动循环应力状态单向传动轴呈脉动循环应力状态 5454注意事项注意事项带传动方面带传动方面u带根数不宜太多，一般取带根数不宜太多，一般取25根。根。u考虑带轮尺寸与传动装置外廓尺寸的相互关系。考虑带轮尺寸与传动装置外廓尺寸的相互关系。（保证（保证小带轮半径不要大于电动机中心高，大带轮半径不能超小带轮半径不要大于电动机中心高，大带轮半径不能超过减速器中心高。一般应由电机轴定小带轮轴孔孔径，过减速器中心高。一般应由电机轴定小带轮轴孔孔径，再带轮轴孔孔径与减速器输入轴协调。）再带轮轴孔孔径与减速器输入轴协调。）ud1、d2应圆整，应圆整，由此造成实际带传动的传动比与分配的由此造成实际带传动的传动比与分配的带传动的传动比之间有差异，应予以修正。带传动的传动比之间有差异，应予以修正。u带轮的结构形式：主要由带轮直径大小而定，具体结带轮的结构形式：主要由带轮直径大小而定，具体结构及尺寸可查手册，或参见手册构及尺寸可查手册，或参见手册P34表表35。画出结构。画出结构草图，标明主要尺寸备用。草图，标明主要尺寸备用。5555