《机械设计基础课程设计》讲解.ppt

1、机械设计基础课程设计机械设计基础课程设计主讲：主要内容：主要内容：1 1设计的目的设计的目的2 2一般设计过程一般设计过程3 3课程设计题目课程设计题目课程设计题目课程设计题目4 4设计任务量设计任务量5 5参考资料参考资料6 6本课程设计的主要步骤本课程设计的主要步骤一、设计的目的一、设计的目的l l 1、综合利用所学的知识，培养解决生产实际、综合利用所学的知识，培养解决生产实际问题的能力。问题的能力。l l 2、掌握一般机械的设计方法。、掌握一般机械的设计方法。二、一般设计过程二、一般设计过程l1、设计前的准备、设计前的准备 l2、总体方案设计、总体方案设计l3、总体结构设计、总体结构设计

2、l4、零部件设计、零部件设计l5、编写设计说明书和使用说明书、编写设计说明书和使用说明书l6、绘制零件图和装配图、绘制零件图和装配图三、课程设计题目三、课程设计题目l设计一台带式运输机中使用的单级直齿圆柱齿设计一台带式运输机中使用的单级直齿圆柱齿轮减速器。轮减速器。l l原始数据（见设计题目表）：原始数据（见设计题目表）：l 例：运输带传递的有效圆周力例：运输带传递的有效圆周力F=4000N，运，运输带速度输带速度V=0.75m/s，滚筒的计算直径，滚筒的计算直径D=300mm，原动机为电动机，齿轮单向传动，原动机为电动机，齿轮单向传动，有轻微冲击，工作时间有轻微冲击，工作时间10年，每年按年

3、，每年按300天计，天计，单班工作（每班单班工作（每班8小时）。小时）。四、设计任务量四、设计任务量l1、手绘装配图一张，、手绘装配图一张，A1图纸；图纸；l2、手绘零件图一张，、手绘零件图一张，A3图纸。图纸。l3、手抄设计说明书一份（正文、手抄设计说明书一份（正文5000字，约字，约12页）。页）。五、参考资料五、参考资料l机械设计课程设计手册，吴宗泽和罗圣国主编，机械设计课程设计手册，吴宗泽和罗圣国主编，高等教育出版社（简称：手册）高等教育出版社（简称：手册）l l注：设计离不了。注：设计离不了。l机械设计基础，陈云飞等主编，高等教育出版机械设计基础，陈云飞等主编，高等教育出版社（简称：

4、教材）。社（简称：教材）。六、本课程设计的主要步骤六、本课程设计的主要步骤3 3、传动比分配、传动比分配、传动比分配、传动比分配4 4、计算运动参数：各轴的转速和转矩、计算运动参数：各轴的转速和转矩、计算运动参数：各轴的转速和转矩、计算运动参数：各轴的转速和转矩2 2、选择电动机、选择电动机、选择电动机、选择电动机1 1、传动方案的确定及设计的主要零部件、传动方案的确定及设计的主要零部件、传动方案的确定及设计的主要零部件、传动方案的确定及设计的主要零部件5 5、带传动设计、带传动设计、带传动设计、带传动设计6 6、齿轮传动设计、齿轮传动设计、齿轮传动设计、齿轮传动设计7 7、轴及轴类零件的设计

5、与选择、轴及轴类零件的设计与选择、轴及轴类零件的设计与选择、轴及轴类零件的设计与选择8 8、绘制装配图和零件图、绘制装配图和零件图、绘制装配图和零件图、绘制装配图和零件图1、传动方案的确定及设计的主要、传动方案的确定及设计的主要零部件零部件带传动的传动比一般小于带传动的传动比一般小于4，一级圆柱齿轮减，一级圆柱齿轮减速器的传动比一般小于速器的传动比一般小于5，且大于带的传动比，且大于带的传动比2、选择电动机、选择电动机l电动机类型和结构型式电动机类型和结构型式采用采用Y系列三相异步电机（手册系列三相异步电机（手册P167.表表12-1）6极便宜，建议选取极便宜，建议选取l电动机的容量电动机的容

6、量取值见手册取值见手册P5表表1-7，说明书模板里也有，说明书模板里也有l确定电动机转速确定电动机转速滚筒转速滚筒转速电动机转速：电动机转速：nm通常选用同步转速为通常选用同步转速为1500r/min或或 1000r/min左左右的电动机右的电动机记录记录电动机型号、额定功率、满载转速、中心高、电动机型号、额定功率、满载转速、中心高、轴伸尺寸、键联接尺寸轴伸尺寸、键联接尺寸备用备用3、计算总传动比和分配各级传动比、计算总传动比和分配各级传动比l总传动比总传动比i1带传动的传动比带传动的传动比i2齿轮传动的传动比齿轮传动的传动比取值参考手册取值参考手册P188表表13-24、计算运动和动力参数、

7、计算运动和动力参数l各轴转速：各轴转速：n1电机轴（小带轮轴）转速电机轴（小带轮轴）转速n2高速轴（大带轮轴、小齿轮轴）转速高速轴（大带轮轴、小齿轮轴）转速n3低速轴（大齿轮轴）转速低速轴（大齿轮轴）转速l各轴输入功率：各轴输入功率：l各轴输入转矩：各轴输入转矩：*以额定功率计算使设备有一定的过载保护功能以额定功率计算使设备有一定的过载保护功能传动零件的设计计算传动零件的设计计算l带传动的设计计算带传动的设计计算l减速器内传动零件的设计计算减速器内传动零件的设计计算 直齿圆柱齿轮的设计计算直齿圆柱齿轮的设计计算 箱体主要结构尺寸箱体主要结构尺寸 轴的结构设计及验算轴的结构设计及验算 轴承的选择

8、轴承的选择 键的选择及验算键的选择及验算5、带传动的设计计算、带传动的设计计算l带传动设计中的注意事项带传动设计中的注意事项:采用普通采用普通V带传动带传动弹性滑动率弹性滑动率=0.01左右左右带轮基准直径要圆整成标准值带轮基准直径要圆整成标准值(小带轮外圆半径小于电小带轮外圆半径小于电机中心高机中心高)带长圆整成标准值，且带的根数带长圆整成标准值，且带的根数7（A 4，B 3）注意带轮轴孔尺寸与电机轴尺寸或减速器输入轴尺寸是注意带轮轴孔尺寸与电机轴尺寸或减速器输入轴尺寸是否相适应否相适应带轮直径确定后带轮直径确定后,应验算带传动实际传动比和大带轮应验算带传动实际传动比和大带轮转速转速,并以此

9、修正减速器传动比和输入转矩并以此修正减速器传动比和输入转矩计算两带轮的宽度计算两带轮的宽度B6、齿轮传动的设计计算、齿轮传动的设计计算 根据：传递功率根据：传递功率P；传动比；传动比i；小齿轮的转速；小齿轮的转速n；工；工作时间、闭式传动。作时间、闭式传动。l 选择材料、热处理、精度等级、选择材料、热处理、精度等级、决定齿面硬度、决定齿面硬度、表面粗糙度。表面粗糙度。l 采用闭式软齿面直齿圆柱齿轮，大小齿轮的硬采用闭式软齿面直齿圆柱齿轮，大小齿轮的硬度差度差3050HBS，按齿面接触疲劳设计按齿面接触疲劳设计，H取小取小值值。l 齿根弯曲疲劳强度校核齿根弯曲疲劳强度校核，YF/F取大值取大值。

10、l注：注：、见教材见教材P188190例题三。例题三。模数模数m取标准值（首选第一系列），齿取标准值（首选第一系列），齿宽圆整。宽圆整。小齿轮齿数小齿轮齿数2040，大齿轮齿数按传动，大齿轮齿数按传动比确定。大小齿轮的齿数尽量互质。比确定。大小齿轮的齿数尽量互质。小齿轮齿宽比大齿轮齿宽宽小齿轮齿宽比大齿轮齿宽宽510mm小齿轮可采用齿轮轴形式，见手册小齿轮可采用齿轮轴形式，见手册P253图图19-7大齿轮结构，见手册大齿轮结构，见手册P163表表11-6a)齿顶圆直径齿顶圆直径b)齿根圆直径齿根圆直径c)分度圆直径分度圆直径d)基圆直径基圆直径e)齿顶高、齿根高、齿全高齿顶高、齿根高、齿全高f

11、)齿顶径向间隙齿顶径向间隙g)齿厚、齿槽宽、齿距齿厚、齿槽宽、齿距h)两齿轮的中心距（尽量满足课程设计要求）两齿轮的中心距（尽量满足课程设计要求）两齿轮的几何尺寸计算两齿轮的几何尺寸计算（教材（教材P165）初绘装配底图初绘装配底图l手册手册P158表表11-1、11-2、11-3、11-4、11-5箱体的主要结构尺寸箱体的主要结构尺寸l手册手册P205图图16-47、轴的结构设计、轴的结构设计l轴的结构设计与装配底图的绘制是交替进行的轴的结构设计与装配底图的绘制是交替进行的l初估最小轴端直径初估最小轴端直径(教材教材P260)，按定位轴肩，按定位轴肩（35mm）和非定位轴肩（）和非定位轴肩（

12、12mm）确定轴的径向尺）确定轴的径向尺寸寸与滚动轴承、联轴器相配合以及安装轴承密封件处的轴与滚动轴承、联轴器相配合以及安装轴承密封件处的轴径应符合标准径应符合标准选用深沟球轴承（手册选用深沟球轴承（手册P64表表6-1），弹性柱销联轴器），弹性柱销联轴器（手册（手册P99表表8-7）。轴承用脂润滑，故轴承前端加挡油）。轴承用脂润滑，故轴承前端加挡油环，轴伸处用毡圈密封（手册环，轴伸处用毡圈密封（手册P90表表7-12）。）。l确定轴的轴向尺寸确定轴的轴向尺寸主要取决于轴上传动件及支承件的轴向宽度及轴向位置。主要取决于轴上传动件及支承件的轴向宽度及轴向位置。1）高速轴的结构概略设计）高速轴的结

13、构概略设计A.材料、热处理、材料、热处理、B.按扭转计算最小直径按扭转计算最小直径C.装装V带轮处长度、外伸端直径与长度、带轮处长度、外伸端直径与长度、D.装两轴承和两轴承盖处的直径和长度（试选轴承与轴承盖）装两轴承和两轴承盖处的直径和长度（试选轴承与轴承盖）E.装齿轮处的直径和长度装齿轮处的直径和长度F.齿轮与箱体的距离齿轮与箱体的距离G.轴的总长度轴的总长度2）低速轴的结构概略设计）低速轴的结构概略设计(步骤与高速轴类同步骤与高速轴类同)A.注意：变速箱等宽、高速轴轴承的中心与注意：变速箱等宽、高速轴轴承的中心与 低速轴轴承的中低速轴轴承的中心要在同一条直线上，也就是要求两根轴轴承中心等宽

14、度。心要在同一条直线上，也就是要求两根轴轴承中心等宽度。B.轴的结构设计过程中在轴的结构设计过程中在草稿纸上草稿纸上绘制草图（查表：绘制草图（查表：轴承及轴承及轴承盖各参数、套筒的结构尺寸、齿轮的安装、联轴器的轴承盖各参数、套筒的结构尺寸、齿轮的安装、联轴器的结构尺寸等）结构尺寸等）轴的结构概略设计轴的结构概略设计(见教材见教材6368页页)l高速轴注意与大带轮的键相配合处高速轴注意与大带轮的键相配合处l低速轴注意与联轴器相配合处轴径一般为低速轴注意与联轴器相配合处轴径一般为5的倍数。的倍数。l轴轴承处轴径一般为承处轴径一般为5的倍数的倍数l具具体校核过程见教材体校核过程见教材P104-105

15、.键的选择与校核键的选择与校核减速器润滑方式和润滑油的选择减速器润滑方式和润滑油的选择润滑方式选择润滑方式选择润滑剂的选择润滑剂的选择轴承选择深沟球轴承轴承选择深沟球轴承6系列系列低速轴上联轴器选择弹性柱销联轴器（手册低速轴上联轴器选择弹性柱销联轴器（手册P99）8、绘制装配图和零件图、绘制装配图和零件图l1、要求、要求l装配图装配图A1图绘制，只画减速器的俯视图，局图绘制，只画减速器的俯视图，局部剖（参考手册部剖（参考手册P250图图19-4）l比例尺尽量选用比例尺尽量选用1:1或或1:2l零件图零件图A3图绘制，只画高速轴（参考手册图绘制，只画高速轴（参考手册P253图图19-7）l先画装

16、配图，再拆画轴的零件图先画装配图，再拆画轴的零件图l2、具体过程见手册、具体过程见手册P203233l总的时间安排表总的时间安排表时间时间（天）（天）内容及方式内容及方式要求要求0.5拟定分析传动装拟定分析传动装置的设计方案置的设计方案;看看懂懂传传动动方方案案简简图图,选选择择满满足足工工作作要要求求的的方方案案同同时时要要具有结构紧凑具有结构紧凑,成本低成本低,使用维护方便等特点。使用维护方便等特点。0.5选择电动机选择电动机,计算计算传动装置的运动传动装置的运动和动力参数和动力参数;要要知知道道电电动动机机已已标标准准化化,通通过过计计算算,查查资资料料选选择择合合适适的的型型号号,再再

17、按按电电动动机机到到工工作作机机之之间间运运动动传传递递的的路路线线推推算算各轴的运动和动力参数。各轴的运动和动力参数。0.5进行传动件的设进行传动件的设计计算计计算;齿轮传动设计齿轮传动设计,最后定齿轮基本参数最后定齿轮基本参数m、z、a等等2绘制减速器装配绘制减速器装配图图;必必须须明明确确先先画画出出传传动动件件及及箱箱体体内内壁壁线线位位置置.然然后后确确定定轴轴承承的位置的位置.再进行轴的结构设计再进行轴的结构设计,计算轴的强度；计算轴的强度；2继续绘制减速器继续绘制减速器装配图装配图;进进行行传传动动件件的的结结构构设设计计,轴轴承承盖盖的的结结构构设设计计,减减速速器器箱体和附件设计箱体和附件设计,完成装配图完成装配图2绘制大齿轮零件绘制大齿轮零件工作图工作图;要要根根据据装装配配图图结结构构与与尺尺寸寸绘绘制制大大齿齿轮轮图图，必必须须包包括括制造和检验所须的全部内容制造和检验所须的全部内容;1编设计计算说明编设计计算说明书书要要求求格格式式规规范范、计计算算正正确确、论论述述清清楚楚、文文字字简简练练,书书写工整写工整;附录：零件的设计介绍附录：零件的设计介绍