机械原理设计综合课程设计题目课件.ppt
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1、课件内容第一部分第一部分第一部分第一部分 课程设计概述课程设计概述课程设计概述课程设计概述第三部分第三部分第三部分第三部分 设计讲解二(减速器的设计)设计讲解二(减速器的设计)设计讲解二(减速器的设计)设计讲解二(减速器的设计)第二部分第二部分第二部分第二部分 设计讲解一(执行机构及总体参数)设计讲解一(执行机构及总体参数)设计讲解一(执行机构及总体参数)设计讲解一(执行机构及总体参数)机械原理、机械设计综合课程设计机械原理、机械设计综合课程设计机械原理、机械设计综合课程设计机械原理、机械设计综合课程设计2021/9/231第一部分第一部分第一部分第一部分 课程设计概述课程设计概述课程设计概述
2、课程设计概述1 1、培养学生综合运用所学知识解决工程实际问题的能力,并通过实际设计训、培养学生综合运用所学知识解决工程实际问题的能力,并通过实际设计训 练使所学理论知识得以巩固和提高。练使所学理论知识得以巩固和提高。2 2、学习和掌握一般机械设计的基本方法和程序,树立正确的工程设计思、学习和掌握一般机械设计的基本方法和程序,树立正确的工程设计思 想,培养独立设计能力,为后续课的学习和实际工作打基础。想,培养独立设计能力,为后续课的学习和实际工作打基础。3 3、进行机械设计基本技能的训练,包括设计计算、绘图、查阅和使用标准、进行机械设计基本技能的训练,包括设计计算、绘图、查阅和使用标准 规范、规
3、范、手册、图册等相关技术资料等。手册、图册等相关技术资料等。一、设计目的一、设计目的一、设计目的一、设计目的2021/9/232题目一题目一压床的设计与分析压床的设计与分析二、设计题目二、设计题目电动机通过电动机通过V V带传动和二级圆柱齿轮减速器,带动曲柄带传动和二级圆柱齿轮减速器,带动曲柄1 1转动。由六杆转动。由六杆机构(执行机构)驱使滑块机构(执行机构)驱使滑块5 5上下往复运动,完成冲压工作。在曲柄轴上下往复运动,完成冲压工作。在曲柄轴A A上上装有飞轮(未画出)。在曲柄轴的另一端装有油泵凸轮,驱动油泵向连杆装有飞轮(未画出)。在曲柄轴的另一端装有油泵凸轮,驱动油泵向连杆机构的各运动
4、副供油。机构的各运动副供油。h1h2h32021/9/233设计设计数据数据表表1题 号12345678910连杆机构的设计及运动分析h1(mm)50607052504847464945h2(mm)14017020080856872768266h3(mm)220200310110112115118120122125=60,=120,=0.5,=0.25H(mm)150180210190160165170175180185n1(r/min)1009012095110115105125120110力分析及飞轮转动惯量的确定工作阻力Frmax(N)40007000110005000550060006
5、500700075008000BC杆质量 m2 (kg)60608270728476787682DE 杆质量 m3(kg)40404240424446484642滑块质量 m5(kg)30558030506045556550曲柄AB转动惯量Js1(kgm2)0.820.641.350.80.71.00.90.780.750.85BC杆的转动惯量 Js2(kgm2)0.180.200.300.250.350.180.200.300.250.35不均匀系数0.10.110.120.10.110.120.10.110.120.09凸轮机构设计从动件行程h17181916151718191615许用压
6、力角 30323435303234353032推程运动角 55606560556065607060远休止角 25303525303525303530回程运动角 85807585807585807574推程运动规律余弦等加速等减速正弦余弦等加速等减速正弦余弦等加速等减速正弦正弦回程运动规律正弦余弦等加速等减速正弦余弦等加速等减速正弦余弦等加速等减速正弦分组分组2021/9/234内容设计天数一、一、执执行机构的行机构的设计设计1.平面连杆机构的设计、运动分析、力分析平面连杆机构的设计、运动分析、力分析2.执行机构的其他运动方案设计及分析执行机构的其他运动方案设计及分析3.飞轮的设计,确定电动机的
7、功率飞轮的设计,确定电动机的功率4.凸轮机构的设计凸轮机构的设计6天二、二、选择电动选择电动机型号,分配机型号,分配传动传动比比三、三、传动传动装置的装置的设计设计1.带传动的设计计算带传动的设计计算2.齿轮传动的设计计算齿轮传动的设计计算2天四、减速器的四、减速器的设计设计1.轴的结构设计,轴、轴承、键的验算轴的结构设计,轴、轴承、键的验算2.减速器装配图减速器装配图0#一张一张3.箱体或箱盖零件图箱体或箱盖零件图1#一张一张轴、齿轮或皮带轮零件图任选两张轴、齿轮或皮带轮零件图任选两张2天7天3天五、五、编编写写设计计设计计算算说说明明书书1.5天六、答六、答辩辩0.5天三、设计内容及大概时
8、间安排三、设计内容及大概时间安排三、设计内容及大概时间安排三、设计内容及大概时间安排2021/9/235四、设计注意事项及成绩评定四、设计注意事项及成绩评定四、设计注意事项及成绩评定四、设计注意事项及成绩评定设计成绩设计成绩分为:优秀、良好、中等、及格、不及格分为:优秀、良好、中等、及格、不及格成绩评定主要依据成绩评定主要依据:图纸、答辩、平时、说明书:图纸、答辩、平时、说明书注意事项:注意事项:正确利用现有设计资料,勤于思考,敢于创新正确利用现有设计资料,勤于思考,敢于创新正确使用标准和规范正确使用标准和规范设计是边计算、边画图、边修改的交叉过程,要养成有错必改,精益求设计是边计算、边画图、
9、边修改的交叉过程,要养成有错必改,精益求精的科学态度。精的科学态度。2021/9/236已知:滑已知:滑块块行程行程H,构件,构件3的上、下极限角的上、下极限角 、,比,比值值、,尺寸尺寸 h1、h2、h3,曲柄,曲柄转转速速n1。要求:要求:要求:要求:设计设计设计设计各构件的运各构件的运各构件的运各构件的运动动动动尺寸尺寸尺寸尺寸第二部分第二部分第二部分第二部分 执行机构及总体参数确定执行机构及总体参数确定执行机构及总体参数确定执行机构及总体参数确定一、平面连杆机构的设计一、平面连杆机构的设计二、平面连杆机构的运动分析及力分析二、平面连杆机构的运动分析及力分析要求:按给定位置作机构的速度和
10、加速度要求:按给定位置作机构的速度和加速度要求:按给定位置作机构的速度和加速度要求:按给定位置作机构的速度和加速度多边形多边形多边形多边形给定位置?给定位置?给定位置?给定位置?2021/9/237绘制滑块的运动线图(绘制滑块的运动线图(s,v,a 画在一个坐标系中)画在一个坐标系中)=60时的速度多边形=60时的加速度多边形=60时的力多边形确定各指定位置加于曲柄上的平衡力矩确定各指定位置加于曲柄上的平衡力矩确定各指定位置加于曲柄上的平衡力矩确定各指定位置加于曲柄上的平衡力矩MMb b数据汇总数据汇总绘制阻力图绘制阻力图Mr (坐标纸上)2021/9/238运动分析、力运动分析、力分析分析格
11、式范例:格式范例:2021/9/239三、执行机构其他运动方案的设计三、执行机构其他运动方案的设计根据执行机构具有急回运动、原动为转动、执行构件为往复移动等要求,根据执行机构具有急回运动、原动为转动、执行构件为往复移动等要求,另外另外至少设计一种其他运动方案至少设计一种其他运动方案,并分析比较。,并分析比较。例如:2021/9/2310四、飞轮设计四、飞轮设计四、飞轮设计四、飞轮设计已知:机器运转的许用速度不均匀系数已知:机器运转的许用速度不均匀系数已知:机器运转的许用速度不均匀系数已知:机器运转的许用速度不均匀系数,力分析所得平衡力,力分析所得平衡力,力分析所得平衡力,力分析所得平衡力MMb
12、 b ,驱,驱,驱,驱动力矩动力矩动力矩动力矩MMd d为常数,飞轮安装在曲柄轴为常数,飞轮安装在曲柄轴为常数,飞轮安装在曲柄轴为常数,飞轮安装在曲柄轴A A上。上。上。上。要求:确定飞轮的转动惯量要求:确定飞轮的转动惯量要求:确定飞轮的转动惯量要求:确定飞轮的转动惯量J JF F 求盈亏功画能量指示图求驱动力矩,并画在图上求飞轮转动惯量MMd dMMbb(MMr r)2021/9/2311五、凸轮机构设计五、凸轮机构设计五、凸轮机构设计五、凸轮机构设计已知:从动件行程已知:从动件行程h,偏距,偏距e,许用压力角,许用压力角,推程运动角,推程运动角,远休止角远休止角,回程运动角,回程运动角要求
13、:要求:1)按许用压力角)按许用压力角确定凸轮机构的基本尺寸,选取滚子半径确定凸轮机构的基本尺寸,选取滚子半径rr;2)绘制凸轮廓线。)绘制凸轮廓线。,从动件运动规律见表,从动件运动规律见表1。凸轮与曲柄共轴。凸轮与曲柄共轴。提示:提示:根据根据来计算基圆半径。用来计算基圆半径。用计算机算计算机算计算机算计算机算比较方便,也可借助比较方便,也可借助诺模诺模诺模诺模图图图图确定。确定。2021/9/2312六、选择电动机六、选择电动机六、选择电动机六、选择电动机类型选择类型选择电动机容量的确定电动机容量的确定无特殊需要,选用无特殊需要,选用Y系列三系列三相交流异步电动机相交流异步电动机 所选电动
14、机的额定功率所选电动机的额定功率P Peded应等于或稍大应等于或稍大于电动机的实际输出功率于电动机的实际输出功率P Pd d即即电动机的实际输出功率电动机的实际输出功率 若容量过小,不能保证工作机正常工作,电机过早损坏;若容量过大,成本若容量过小,不能保证工作机正常工作,电机过早损坏;若容量过大,成本增加,造成浪费。增加,造成浪费。工作机的输入功率工作机的输入功率 取工作机的效率取工作机的效率 2021/9/2313转速的选择转速的选择电动机的型号确定电动机的型号确定常用同步转速有:常用同步转速有:3000、1500、1000、750r/min电动机的可选转速范围电动机的可选转速范围 同步转
15、速低的电动机,磁级对数多,尺寸大,重量大,价格高,但同步转速低的电动机,磁级对数多,尺寸大,重量大,价格高,但传动装置的总传动比小,外廓尺寸小;同步转速高则正好相反。传动装置的总传动比小,外廓尺寸小;同步转速高则正好相反。根据容量和转速范围,从表根据容量和转速范围,从表19-119-1中查出适用的电动机型号。并记录下电中查出适用的电动机型号。并记录下电动机的额定功率动机的额定功率P Peded,满载转速,满载转速nm,外形尺寸,中心高,伸出端直径等主要,外形尺寸,中心高,伸出端直径等主要参数和安装尺寸。参数和安装尺寸。n曲柄转速,曲柄转速,各效率查表各效率查表12-812-8确定确定2021/
16、9/2314七、传动比的分配七、传动比的分配七、传动比的分配七、传动比的分配总传动比总传动比分配传动比时应注意以下几点:分配传动比时应注意以下几点:1 1)各级传动比都应在合理范围内)各级传动比都应在合理范围内 2 2)应注意使各传动件尺寸协调,结构匀称,避免发生相互干涉。)应注意使各传动件尺寸协调,结构匀称,避免发生相互干涉。3 3)对于多级减速传动,可按照)对于多级减速传动,可按照“前小后大前小后大”(即由高速级向低速级逐渐(即由高速级向低速级逐渐增大)的原则分配传动比,且相邻两级差值不要过大。增大)的原则分配传动比,且相邻两级差值不要过大。大带轮碰地面高速级高速级大齿轮大齿轮碰低速轴碰低
17、速轴2021/9/2315 4 4)在采用浸油润滑时,分配传动比时要考虑传动件的浸油条件。)在采用浸油润滑时,分配传动比时要考虑传动件的浸油条件。q展开式或分流式二级圆柱齿轮减速器,其高速级传动比展开式或分流式二级圆柱齿轮减速器,其高速级传动比i1和低速级传动比和低速级传动比i2 的关系通常取的关系通常取q分配圆锥圆柱齿轮减速器的传动比时,通常取锥齿轮传动比分配圆锥圆柱齿轮减速器的传动比时,通常取锥齿轮传动比i13。q两级同轴式圆柱齿轮减速器,两级传动比可取为两级同轴式圆柱齿轮减速器,两级传动比可取为5 5)尽量使传动装置外廓尺寸紧凑,或重量最小)尽量使传动装置外廓尺寸紧凑,或重量最小 。20
18、21/9/2316八、运动和动力参数的计算八、运动和动力参数的计算八、运动和动力参数的计算八、运动和动力参数的计算1.1.计算各轴转速计算各轴转速2.2.计算各轴输入功率计算各轴输入功率 3.3.计算各轴输入转矩计算各轴输入转矩将上述参数列成表将上述参数列成表2-32-32021/9/2317九、传动件的设计计算九、传动件的设计计算九、传动件的设计计算九、传动件的设计计算1.1.带传动带传动 由前面的计算,由前面的计算,已知已知:带传动的输入功率,小带轮的转速,传动比:带传动的输入功率,小带轮的转速,传动比i带带需要设计需要设计:带的型号、根数:带的型号、根数z z、基准长度、基准长度L Ld
19、 d,带轮基准直径,带轮基准直径d dd d,压轴力,压轴力F FQ Q,带传动的中心距带传动的中心距a等。等。q 检查带轮尺寸与传动装置外廓尺寸的相互关系。如装在电机轴上的小检查带轮尺寸与传动装置外廓尺寸的相互关系。如装在电机轴上的小带轮直径与电机中心高是否适宜,其轴孔直径与电机轴径是否一致,大带带轮直径与电机中心高是否适宜,其轴孔直径与电机轴径是否一致,大带轮是否过大与底板相碰等轮是否过大与底板相碰等 。取系列值取系列值2021/9/2318 根据情况,选择直齿轮或斜齿轮传动,软齿面或硬齿面。根据情况,选择直齿轮或斜齿轮传动,软齿面或硬齿面。要设计要设计:模数:模数m,中心距,中心距a,齿
20、数,齿数z,分度圆直径,分度圆直径d,齿顶圆直径齿顶圆直径da,齿根圆直径齿根圆直径 df,齿宽齿宽b,精度等级,螺旋角,精度等级,螺旋角,齿轮的结构形式,齿轮的结构形式等。等。2.2.齿轮传动齿轮传动(1 1)软齿面与硬齿面齿轮传动的设计程序不同)软齿面与硬齿面齿轮传动的设计程序不同注意:注意:对闭式软齿面齿轮传动对闭式软齿面齿轮传动(配对齿轮之一的硬度配对齿轮之一的硬度350HBS),最常出现:齿面疲劳点蚀先按齿面接触强度进行设计,然后校核齿根弯曲强度先按齿面接触强度进行设计,然后校核齿根弯曲强度对闭式硬齿面齿轮传动(配对齿轮的硬度均对闭式硬齿面齿轮传动(配对齿轮的硬度均350HBS),)
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