机械设计课程设计教程2014-2015应用.ppt

《机械设计课程设计教程2014-2015应用.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械设计课程设计教程2014-2015应用.ppt（38页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、4/25/20234/25/2023 机械设计课程设计机械设计课程设计青岛工学院青岛工学院带式输送机传动装置4/25/20234/25/2023一、设计目的 机械设计课程设计是高等工科院校机械类本科学生第一次较 全面的机械设计训练，也是机械设计课程的一个重要的实践性 教学环节。课程设计目的：1、综合运用先修课理论，培养分析、解决工程实际问题的能力2、进行机械设计基本技能训练。（计算、绘图、使用技术资料）3、学习机械传动装置的设计原理、过程和基本方法。4/25/20234/25/2023二、设计题目与要求 题目：带式输送机传动装置（二级圆柱齿轮减速器）要求：有轻微冲击,工作经常满载,原动机为电动

2、机,齿轮单向传 动,单班制工作（每班8小时）,运输带速度误差为5%,减速器使用寿命5年,每年按300天计,小批量生产,启动 载荷为名义载荷的1.5倍。1、传动系统简图2、原始数据三、设计任务1、画A1号装配图一张，A3号零件图两张 2、设计论文（说明书）一份，不少于20页。4/25/20234/25/2023 减速器结构4/25/20234/25/20234/25/20234/25/2023轴齿轮箱盖端盖箱体滚动轴承螺栓4/25/20234/25/2023四、参考资料课程设计指导书课程设计图册机械零件设计手册（含齿轮、带、轴、轴承、键的内容）机械设计（教材）五、设计步骤1、确定传动方案 2、选

3、择电动机3、传动比分配 4、计算各轴的转速5、齿轮传动设计 6、验算系统误差7、计算轴类零件 8、绘制装配图和零件图4/25/20234/25/2023第一阶段设计主要内容第一阶段设计主要内容4/25/20234/25/20231 1、确定传动方案、确定传动方案、确定传动方案、确定传动方案 依据：依据：依据：依据：根据传递功率、传动比和最大速度根据传递功率、传动比和最大速度根据传递功率、传动比和最大速度根据传递功率、传动比和最大速度4/25/20234/25/20234/25/20234/25/20232 2、选择电动机、选择电动机选择电动机依据：功率选择电动机依据：功率选择电动机依据：功率选

4、择电动机依据：功率P P P P，转速，转速，转速，转速n n n n 1 1）电动机功率计算电动机功率计算电动机功率计算电动机功率计算P P 已已已已 知：知：知：知：F F输送带拉力输送带拉力输送带拉力输送带拉力 （N N）V V 输送带速度输送带速度输送带速度输送带速度 （m/sm/s）工作机功率工作机功率工作机功率工作机功率 ：P P w w=FV/1000=FV/1000（kw kw）需要电动机功率：需要电动机功率：需要电动机功率：需要电动机功率：P Pd d=P=P w w/(kw)(kw)总总总总 效效效效 率率率率 ：=1.2.3 n=1.2.3 n 1_ 1_卷筒轴承效率卷筒

5、轴承效率卷筒轴承效率卷筒轴承效率 2_ 2_ 卷筒效率卷筒效率卷筒效率卷筒效率 3_ 3_低速级联轴器效率低速级联轴器效率低速级联轴器效率低速级联轴器效率 4_ III4_ III轴轴承效率轴轴承效率轴轴承效率轴轴承效率 5_5_低速级齿轮啮合效率低速级齿轮啮合效率低速级齿轮啮合效率低速级齿轮啮合效率 6_ II6_ II轴轴承效率轴轴承效率轴轴承效率轴轴承效率 7_ 7_高速级齿轮啮合效率高速级齿轮啮合效率高速级齿轮啮合效率高速级齿轮啮合效率 8_ I8_ I轴轴承效率轴轴承效率轴轴承效率轴轴承效率 9_ 9_高速级联轴器效率高速级联轴器效率高速级联轴器效率高速级联轴器效率 (效率值查设计手

6、册效率值查设计手册效率值查设计手册效率值查设计手册)4/25/20234/25/20232)电动机转速计算n 工作机转速工作机转速n nww ：V=(Dn)/60*1000(m/s)V=(Dn)/60*1000(m/s)n nww=(V*60*1000)/D(rpm)=(V*60*1000)/D(rpm)式中：式中：VV输送机带速输送机带速 (m/s)(m/s)D D卷筒直径卷筒直径 (mm)(mm)电动机转速电动机转速:n:nd d=n=nwwi i总总=(840)n=(840)nww（rpmrpm）式中：式中：i i总总=840=840 i i总总减速器传动比减速器传动比(总传动比总传动比

7、)电动机转速类型：3000rpm、1500rpm、1000rpm和750rpm4/25/20234/25/20233 3）选定电动机）选定电动机根据求出的根据求出的P P、n n查手册。查手册。转速转速n n：建议选用同步转速为：建议选用同步转速为15001500（rpmrpm）功率功率P P：为使传动可靠，额定功率应大于计算功率。：为使传动可靠，额定功率应大于计算功率。即：即：P P额额 P Pd d=P=PWW/总总选定电动机：型号（选定电动机：型号（Y Y系列）、系列）、同步转速同步转速n n、满载转速、满载转速n nmm、额定功率额定功率P P额额、轴的中心高、轴的中心高、电动机轴径、

8、电动机轴径、起动转矩起动转矩/额定转矩的比值。额定转矩的比值。记下备用记下备用4/25/20234/25/20232 2、传动比分配、传动比分配分配原则：各级传动尺寸协调，承载能力接近，大齿轮直径接近以便润滑分配原则：各级传动尺寸协调，承载能力接近，大齿轮直径接近以便润滑i i总总=i i高高*i i低低=n=nmm/n/nww2 2i i减减=(1.21.3)=(1.21.3)i i低低i i高高=(1.21.3)=(1.21.3)i i低低i i减减减速器传动比减速器传动比i i高高减速器内高速级传动比减速器内高速级传动比i i低低减速器内低速级传动比减速器内低速级传动比n nmm电动机满

9、载转速电动机满载转速n nww工作机转速工作机转速4/25/20234/25/2023 1 1、大齿轮齿顶圆到油池底面距离：大齿轮齿顶圆到油池底面距离：为避免传动回转时将油池底部沉积污物搅起，大齿轮齿顶圆到油池底面为避免传动回转时将油池底部沉积污物搅起，大齿轮齿顶圆到油池底面 距离应大于距离应大于30mm30mm，一般定为，一般定为3050mm3050mm。浸油深度：浸油深度：2 2、润滑油油面高度：、润滑油油面高度：最低油面高度：大齿轮在油池中浸油深度一个齿高，最少不应小于最低油面高度：大齿轮在油池中浸油深度一个齿高，最少不应小于10mm10mm 最高油面高度一般不大于传动件半径的最高油面高

10、度一般不大于传动件半径的1/31/3。3 3、润滑油高度：中小型减速器最高油面比最低油面高出、润滑油高度：中小型减速器最高油面比最低油面高出510mm510mm；当旋转件外缘线速度大于当旋转件外缘线速度大于12m/s12m/s时，应考虑采用喷油润滑时，应考虑采用喷油润滑40-60mm40-60mm4/25/20234/25/20233、计算各轴的n，P，T1 1）各轴转速）各轴转速 电动机轴电动机轴:n:nmm（满载转速）（满载转速）I I轴轴:n:nI I=n=nmm II II轴轴:n:n II II=n=nI I/i/i高高 2 2）各轴输入功率）各轴输入功率 电动机轴电动机轴:P:Pd

11、 d=P=Pww/总总 I I轴轴:P:P I I=P=Pd d （联轴器效率）联轴器效率）II II轴轴:P:P I I I I=P=P I I*1212 1212I I轴至轴至 II II轴效率轴效率4/25/20234/25/20233)各轴扭矩T 电动机轴：电动机轴：T Td d=9550*P=9550*Pd d/n/nmm（NmNm）I I轴：轴：T TI I=T=Td d II II轴：轴：T TII II=T=TI I*1212*I*I高高 计算出参数列表备用。计算出参数列表备用。4/25/20234/25/20234 4、齿轮传动设计、齿轮传动设计 1 1）采用斜齿圆柱齿轮闭式

12、软齿面传动；）采用斜齿圆柱齿轮闭式软齿面传动；2 2）选用中碳钢，传动用模数）选用中碳钢，传动用模数m1.5-2mmm1.5-2mm；3 3）强度计算中的功率用输出功率；）强度计算中的功率用输出功率；4 4）角方向确定应使中间轴的轴向力有所抵消；角方向确定应使中间轴的轴向力有所抵消；5 5）=8-15=8-15，Z Z1 1=20-40=20-40，Z Z2 2=iZ=iZ1 1求出后圆整；求出后圆整；6 6）因圆整）因圆整Z Z2 2时时i i变化了故须验算传动比误差：变化了故须验算传动比误差：i i=(=(i i-Z-Z2 2/Z/Z1 1)/)/i i100%5%100%5%7 7）为使

13、图面匀称，中心距：）为使图面匀称，中心距：a a高高 120120，a a低低 140140，8 8）检查浸油深度，当高速级大齿轮浸油）检查浸油深度，当高速级大齿轮浸油1 1个齿高时，个齿高时，低速级大齿轮浸油深度小于其分度圆半径的低速级大齿轮浸油深度小于其分度圆半径的1/61/6到到1/31/3 以降低搅油功耗。以降低搅油功耗。4/25/20234/25/20235 5、验算传动系统速度误差、验算传动系统速度误差在求解过程中，理论在求解过程中，理论V V与实际输送带速与实际输送带速V Vww发生了变化发生了变化故应验算系统误差。故应验算系统误差。(V-V (V-Vww)/V100%)/V10

14、0%5%5%若不满足应重新计算。若不满足应重新计算。4/25/20234/25/20236、计算轴类零件1 1）初估）初估I I、II II、III III轴径，注意第轴径，注意第I I 根轴是否设计成齿轮轴，根轴是否设计成齿轮轴，对对 II II轴进行弯扭合成强度验算。轴进行弯扭合成强度验算。2 2）轴承的选择，同一根轴上的两个轴承型号相同。）轴承的选择，同一根轴上的两个轴承型号相同。对对II II轴上的轴承进行寿命计算。轴上的轴承进行寿命计算。3 3）键的选择，对）键的选择，对 II II轴上的键进行强度校核。轴上的键进行强度校核。提示：提示：力的结果取整数，力的结果取整数，齿轮几何参数精

15、确到小数点后两位，齿轮几何参数精确到小数点后两位，传动比精确到小数点后两位，传动比精确到小数点后两位，螺旋角精确到秒，螺旋角精确到秒，设计公式要写明来源出处。设计公式要写明来源出处。4/25/20234/25/2023带式输送机传动系统简图4/25/20234/25/20234/25/20234/25/2023第二阶段设计主要内容第二阶段设计主要内容1 1、草图设计：、草图设计：2 2、装配图：、装配图：3 3、撰写论文、撰写论文 草图设计是装配图设计的规划和准备阶段草图设计是装配图设计的规划和准备阶段 特点：特点：“算画结合算画结合”边画边算边画边算 装配图设计是对草图的进一步细化和完善装配

16、图设计是对草图的进一步细化和完善4/25/20234/25/2023草图设计草图设计1 1、准备工作、准备工作 （1 1）A0 A0图纸一张，比例图纸一张，比例1:11:1 （2 2）主要传动件的参数计算完备（齿轮几何尺寸、轴径估算）主要传动件的参数计算完备（齿轮几何尺寸、轴径估算）2 2、要求、要求 （1 1）草图设计正确，迅速，主要结构要表达清楚。）草图设计正确，迅速，主要结构要表达清楚。各零件尺寸可随时标注在图纸上。各零件尺寸可随时标注在图纸上。（2 2）草图不要求线型，（建议：）草图不要求线型，（建议：2H-4H2H-4H铅笔绘图）铅笔绘图）同样零件可只画一个，其它简画。同样零件可只画

17、一个，其它简画。（3 3）所有零件尺寸随手画在草图上，以免再次查找。）所有零件尺寸随手画在草图上，以免再次查找。4/25/20234/25/20233 3、草图设计任务（以设计手册为参考资料）、草图设计任务（以设计手册为参考资料）1 1）通过草图设计：）通过草图设计：检查传动比分配是否合理，检查传动比分配是否合理，低速轴与高速大齿轮是否干涉，低速轴与高速大齿轮是否干涉，两大齿轮浸油深度：高速大齿轮浸油深两大齿轮浸油深度：高速大齿轮浸油深1 1个齿高时，个齿高时，低速大轮浸油深度低速大轮浸油深度 分度圆半径分度圆半径1/31/61/31/6 2 2）轴的结构设计和轴系零件设计（补充设计计算）轴的

18、结构设计和轴系零件设计（补充设计计算）定出支点距后对中间轴进行弯扭强度验算。定出支点距后对中间轴进行弯扭强度验算。3 3）轴承的组合设计）轴承的组合设计 确定轴承的型号和工作位置、润滑方式和密封装置，确定轴承的型号和工作位置、润滑方式和密封装置，对中间轴上的轴承进行寿命计算。对中间轴上的轴承进行寿命计算。4/25/20234/25/2023 4 4）确定箱体的结构及各部分尺寸。）确定箱体的结构及各部分尺寸。5 5）减速器附件设计（吊钩、吊耳、观察窗、油标尺等）减速器附件设计（吊钩、吊耳、观察窗、油标尺等）6 6）确定联接件结构尺寸及位置。）确定联接件结构尺寸及位置。7 7）验算）验算验算内容：

19、验算内容：1 1、各级齿轮传动的强度验算、各级齿轮传动的强度验算2 2、中间轴的弯扭合成强度验算、中间轴的弯扭合成强度验算3 3、中间轴键的强度验算（只验算一处）、中间轴键的强度验算（只验算一处）4 4、中间轴上的滚动轴承寿命验算、中间轴上的滚动轴承寿命验算5 5、两级传动大齿轮浸油深度验算、两级传动大齿轮浸油深度验算6 6、选择减速器内齿轮润滑方式验算、选择减速器内齿轮润滑方式验算V V7 7、选择滚动轴承的润滑（剂）方式验算、选择滚动轴承的润滑（剂）方式验算dndn4/25/20234/25/20234.4.设计中应注意的问题设计中应注意的问题 1 1）输入）输入(出出)轴外伸端长度、直径

20、应与联轴器孔径匹配轴外伸端长度、直径应与联轴器孔径匹配 2 2）润滑剂和润滑方式的选择）润滑剂和润滑方式的选择 减速器减速器齿轮齿轮的润滑剂和润滑方式按圆周速度的润滑剂和润滑方式按圆周速度V V确定确定 减速器减速器轴承轴承的润滑剂和润滑方式按速度因数的润滑剂和润滑方式按速度因数dndn确定确定 齿轮通常采用润滑油润滑，轴承采用脂润滑时，应在轴承处齿轮通常采用润滑油润滑，轴承采用脂润滑时，应在轴承处设计设计“封油盘封油盘”以防止润滑油冲走润滑脂以防止润滑油冲走润滑脂;若采用油润滑，应在若采用油润滑，应在小齿轮外侧设置小齿轮外侧设置“挡油盘挡油盘”注意：封油盘、挡油盘的画法注意：封油盘、挡油盘的

21、画法。3 3）油底油面高度）油底油面高度 3050mm3050mm，以保证足够的油量。，以保证足够的油量。4 4）轴承盖选嵌入式结构。）轴承盖选嵌入式结构。5 5）齿轮与轴的结合方式可设计成齿轮与轴分离或齿轮轴。）齿轮与轴的结合方式可设计成齿轮与轴分离或齿轮轴。4/25/20234/25/20235.5.草图设计步骤草图设计步骤1 1）按中心距先画轴心线，再画轴及轴承，）按中心距先画轴心线，再画轴及轴承，2 2）先画箱内，后画箱外，）先画箱内，后画箱外，3 3）先粗画，后细画）先粗画，后细画4 4）先画俯视图，再画主视图）先画俯视图，再画主视图5 5）最后画侧视图）最后画侧视图6 6）布图上下

22、左右要适当匀称。）布图上下左右要适当匀称。每个要素一次画出每个要素一次画出4/25/20234/25/2023 箱体结构设计 1 1、箱体要有足够的刚度：、箱体要有足够的刚度：机座壁厚：按二级齿轮减速器机座壁厚：按二级齿轮减速器低速级中心距低速级中心距选择壁厚选择壁厚 2 2、剖分式箱体要求结合面有良好的密封性剖分式箱体要求结合面有良好的密封性 3 3、箱体结构要有良好的工艺性箱体结构要有良好的工艺性 4 4、螺栓孔布局合理，留足扳手活动空间、螺栓孔布局合理，留足扳手活动空间 4/25/20234/25/20235 5、箱体附件：、箱体附件：起盖螺钉：起盖螺钉：作用：起盖用作用：起盖用 ，两个

23、对角线布置。，两个对角线布置。定定 位位 销：销：作用：镗轴承孔定位用，锥度作用：镗轴承孔定位用，锥度 1:50 1:50 两个，两个，对角线布置。对角线布置。观观 察察 窗：窗：作用：注油、观察两对齿轮啮合情况，以能进手为宜。作用：注油、观察两对齿轮啮合情况，以能进手为宜。通通 气气 器：器：作用：平衡机体内外压力。作用：平衡机体内外压力。吊吊 钩：钩：作用：起吊整机用，与底座铸出。作用：起吊整机用，与底座铸出。起盖吊耳：起盖吊耳：作用：起吊盖，与上盖一同铸出。作用：起吊盖，与上盖一同铸出。油油 标标 尺：尺：作用：测量油面深度，要有最高液面，最低作用：测量油面深度，要有最高液面，最低 液面

24、刻度。液面刻度。位置设计要防止拔不出油标或油外溢。位置设计要防止拔不出油标或油外溢。放油塞：放油塞：作用：更换润滑油的出口，设计在箱体底座最低位置处。作用：更换润滑油的出口，设计在箱体底座最低位置处。4/25/20234/25/2023 正式装配图正式装配图1 1）各视图应能完整表达箱内外结构（达到使他人能拆图的目的）各视图应能完整表达箱内外结构（达到使他人能拆图的目的）2 2）符合制图国家标准，零件编号，标题栏，明细表，技术要求）符合制图国家标准，零件编号，标题栏，明细表，技术要求 等要求齐全。等要求齐全。3 3）标注尺寸）标注尺寸 a.a.特性尺寸特性尺寸:齿轮中心距及公差值。齿轮中心距及

25、公差值。b.b.外廓尺寸外廓尺寸:长长*宽宽*高高 ，包括外伸端轴长。，包括外伸端轴长。c.c.安装尺寸安装尺寸:地脚螺钉孔径及定位尺寸、孔距、外伸端轴地脚螺钉孔径及定位尺寸、孔距、外伸端轴 中心高。中心高。d.d.配合尺寸配合尺寸:齿轮与轴、轴承内外圈、键槽、外伸端与联轴齿轮与轴、轴承内外圈、键槽、外伸端与联轴 器。装配图上标注公差代号。器。装配图上标注公差代号。4 4）列出减速器特性：功率、转速、传动比。）列出减速器特性：功率、转速、传动比。4/25/20234/25/2023 零件图零件图1 1、中间轴或齿轮（低速级大齿轮）、中间轴或齿轮（低速级大齿轮）2 2、要求：、要求：标出全部尺寸

26、及公差、几何公差、粗糙度、材料及热处标出全部尺寸及公差、几何公差、粗糙度、材料及热处 理方法等技术要求。理方法等技术要求。轴的键槽处要有移出剖面图轴的键槽处要有移出剖面图 齿轮轴列出参数表。齿轮轴列出参数表。4/25/20234/25/2023 设计计算说明书编写设计计算说明书编写设计计算说明书编写设计计算说明书编写 1 1、页数不超过、页数不超过3030页（页（1616开）开）包括封面，目录，附录。包括封面，目录，附录。2 2、轴的弯扭矩图在同一张纸上。、轴的弯扭矩图在同一张纸上。评分依据评分依据 1 1、正式装配图、零件图及软盘、正式装配图、零件图及软盘 2 2、论文、论文 3 3、答辩、答辩 以上均要求独立完成，如有雷同视为作弊。以上均要求独立完成，如有雷同视为作弊。4/25/20234/25/2023希望同学们对这次设计希望同学们对这次设计 留下留下美好记忆美好记忆!祝同学们设计成功并取得优异祝同学们设计成功并取得优异成绩成绩!4/25/20234/25/20234/25/20234/25/2023箱盖零件图箱盖零件图4/25/20234/25/20234/25/20234/25/2023