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機械設計基礎課程設計指導課,評分依據(jù)1、正式裝配圖（50%）2、說明書、零件圖（20%）3、答辯（20%）4、平時成績（10%）,教材《機械設計，機械設計基礎課程設計》王昆，何小柏，汪信遠編著高等教育出版社,機械設計基礎—課程設計,一、設計的目的1、綜合利用所學的知識，培養(yǎng)解決生產(chǎn)實際問題的能力。2、掌握一般機械的設計方法。,常用機構的運動形式、特點和尺寸計算，常用機構的設計計算、校核、安裝及維護，機械零部件的公差、配合，機械加工、制造方面的知識，機械制圖知識,設計某一帶式運輸機用一級斜齒圓柱齒輪減速器。運輸機二班制連續(xù)工作，單向運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，室內(nèi)工作，有粉塵。減速器小批量生產(chǎn)，運輸帶速度允差5％。,三、課程設計題目,鑄工車間自動送砂帶式運輸機傳動裝置原始數(shù)據(jù)：見《機械設計》課程設計任務書,,,,,,,,F,V,D,,,,聯(lián)軸器,卷筒,運輸帶,帶傳動居前,緩沖吸震,過載保護齒輪,且只有高速才能提高傳動能力,,P,五、參考資料,課程設計指導書，高等教育出版社;課程設計圖冊，哈工大出版社;教科書,六、設計的基本步驟,?????????,?????,??????,??????,?????,3,1、選擇電動機,(1)原動機功率,,F,,卷筒軸需要的輸出功率為：,電動機輸出功率：,,,,,,F-----牛頓V-----米/秒D----毫米P-----千瓦,(2)確定電動機轉(zhuǎn)速,V,鼓輪轉(zhuǎn)速,(3）選定電動機,根據(jù)求出的P、n查手冊(P197)。轉(zhuǎn)速n：建議選用同步轉(zhuǎn)速為1000---1500（rpm）功率P：為使傳動可靠，額定功率應大于計算功率即P額（Ped）>Pd=PW/?總選定電動機：型號（Y系列）、同步轉(zhuǎn)速n、滿載轉(zhuǎn)速nm、額定功率P額（Ped）、軸的中心高、電動機軸徑、起動轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩的比值。記錄備用,Y系列電動機技術數(shù)據(jù),Y系列電動機技術數(shù)據(jù),2、傳動比分配,原則：各級傳動比應在合理的范圍內(nèi)：各級傳動尺寸協(xié)調(diào)，傳動比應滿足：,,,,（不用整數(shù)）,,,3、計算運動和動力參數(shù),I軸,nI=,II軸,nII=,各軸轉(zhuǎn)矩：,各軸功率：,注意：II軸設計輸出轉(zhuǎn)速與所要求的轉(zhuǎn)速不符，但誤差在５％以內(nèi)即可滿足工程要求。,ＰI＝,ＰII＝,各軸轉(zhuǎn)速：,4、,計算各軸的轉(zhuǎn)矩,0,5、帶傳動設計,參照課本或設計手冊進行，可選擇普通V帶或窄V帶。應注意的問題：1、原始數(shù)據(jù)：電動機功率：Pd電動機轉(zhuǎn)速：ndV帶傳動理論傳動比：i2、選定大、小帶輪后，i帶可能與分配值不同，應采用新值。3、帶輪的中心距在400~500之間選取。4、帶的根數(shù)可以向上圓整，或向下圓整，但保證誤差在5%以內(nèi)且不多于4。5、注意帶輪最小直徑，帶輪直徑要在基準直徑系列中選。帶輪基準長度要在基準長度系列中選。,已知小齒輪軸的輸入功率，小齒輪轉(zhuǎn)速，傳動比，設計一對標準斜齒圓柱齒輪傳動。輕載、工作平穩(wěn)。為使軸承端蓋能順利安裝，一般中心距不小于150毫米。設計確定：齒輪的精度、Z1、Z2、a、m、d1、d1、da1、da2、df1、df2、b1、b2。Z1在20—40間選取傳動類型及失效形式:傳動類型:軟齒面閉式斜齒圓柱齒輪傳動失效形式:點蝕精度8級故先按齒面接觸強度計算公式設計齒輪的結構尺寸,然后再用齒輪彎曲強度計算公式進行校核。,6、齒輪傳動設計,在以上運算基礎上可計算箱體尺寸,注意帶傳動，齒輪傳動，軸承選取時要圓整的尺寸！有些尺寸不能算出來多少就直接使用,,,裝配方案立體圖,,裝配圖,,《機械設計基礎》課程設計,(第二次布置),計算軸類零件,1）初估I、II軸徑，注意第I根軸是否設計成齒輪軸，對II軸進行彎扭合成強度驗算。2）軸承的選擇，同一根軸上的兩個軸承型號相同。對II軸上的軸承進行壽命計算。3）鍵的選擇，對III軸上的鍵進行強度校核。提示：力的結果取整數(shù)，齒輪幾何參數(shù)精確到小數(shù)點后四位，傳動比精確到小數(shù)點后兩位，螺旋角精確到秒，設計公式要寫明來源出處。,減速器裝配草圖的設計,1.圖紙總體布局：,1）確定視圖比例及排列位置：,2）確定減速器箱體內(nèi)壁線：,（齒頂至內(nèi)壁的距離?1,齒輪端面至內(nèi)壁的距離?2）,4）確定減速器箱體凸緣寬度：,（前后寬度L=?+c1+c2+8、,（側面寬度L′=?+c1+c2,c1、c2由d1查?。?c1、c2由d2查取見p17）,減速器裝配草圖的設計,2.軸及軸承裝置組合設計：,1）各軸結構及尺寸設計：,2）初選軸承類型、代號、外形尺寸并確定安裝位置l2：,有些待定…,3）選擇聯(lián)軸器型號,5）設計軸承端蓋結構尺寸,6）設計齒輪結構尺寸,7）確定支承結構及調(diào)整方式,8）設計軸承潤滑及密封方式,脂潤滑,油潤滑,,,4）軸的強度校核,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,軸承端蓋凸緣,,,,,,,,,估算最小直徑,,,,定位軸肩直徑相差6---10mm,,為裝拆方便取直徑差1—5mm,,,,,,,軸向零件相距10---15mm,,,,,,,,,,C2,C1,,,5--10,,,,e,,,,,,,,B,脂潤滑3—5mm油潤滑10---15mm,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,軸承端蓋凸緣,,,,,,,,,,,,,校核軸的強度和剛度,7、軸及軸類零件的設計與選擇,要求設計第I、II根軸，根據(jù)兩軸的轉(zhuǎn)矩初估軸徑。再根據(jù)減速器的結構要求設計軸的結構。要注意：第I根軸是否設計成齒輪軸。軸承的選擇：同一根軸上的兩個軸承型號相同，根據(jù)軸徑選擇合適的鍵，進行強度校核。建議采用深溝球軸承。參見課程設計教材P147,8。聯(lián)軸器的選擇：根據(jù)軸上的轉(zhuǎn)距選擇，應與被連接兩軸直徑相一致。彈性可移式聯(lián)軸器可緩沖，吸振，調(diào)節(jié)軸的軸線偏差。P1639.選擇密封P156,,《機械設計基礎》課程設計,(第三次布置),第三階段設計的主要內(nèi)容:,1、箱體設計2、附件設計3、明細表4、完成裝配圖5、零件圖和撰寫設計說明書,說明書格式,5.草圖設計步驟,按中心距先畫軸心線，再畫軸及軸承，先畫箱內(nèi)，后畫箱外，先粗畫，后細畫，先畫俯視圖，再畫主視圖，最后畫側視圖。布圖上下左右要適當勻稱。,1、裝配草圖設計（含軸的結構設計、滾動軸承組合設計等）2、正式裝配圖（含箱體和箱體附件設計）裝配草圖設計是裝配圖設計的規(guī)劃和準備階段正式裝配圖設計是對草圖的進一步細化和完善特點：“算畫結合”邊畫邊算（邊計算，邊畫圖，邊修改）,準備工作,電機選擇：中心高、軸徑，軸外申長度；齒輪零件主要尺寸：節(jié)圓直徑、頂圓直徑、齒寬、中心距聯(lián)軸器類型：轂孔直徑、轂孔長度滾動軸承類型及支承形式：圖紙幅面和繪圖比例：,草圖設計,1、準備工作（1）A1圖紙一張，選擇合適比例，用儀器畫（2）主要傳動件的參數(shù)計算完備（齒輪幾何尺寸、軸徑估算）2、要求（1）草圖設計正確，迅速，主要結構要表達清楚。各零件尺寸可隨時標注在圖紙上。（2）草圖不要求線型，同樣零件可只畫一個，其它簡畫。（3）所有零件尺寸隨手畫在草圖上，以免再次查找。,3、任務（以設計手冊為參考資料）1）通過草圖設計檢查結構設計是否合理，大齒輪浸油深度：至少浸油深1個齒高（不小于10mm)2）軸的結構設計和軸系零件設計（補充設計計算）定出支點距后對中間軸進行彎扭強度驗算。3）軸承的組合設計確定軸承的型號和工作位置、潤滑方式和密封裝置，對低速軸上的軸承進行壽命計算。4）確定箱體的結構及各部分尺寸。5）減速器附件設計（吊鉤、吊耳、觀察窗、油標尺等）6）確定聯(lián)接件結構尺寸及位置。7）驗算,設計計算中需要驗算的內(nèi)容,1、齒輪傳動的強度驗算2、低速軸的彎扭合成強度驗算3、低速軸鍵的強度驗算4、低速軸上的滾動軸承壽命驗算5、傳動大齒輪浸油深度驗算6、選擇減速器內(nèi)齒輪潤滑方式驗算V7、選擇滾動軸承的潤滑（劑）方式驗算dn,,4.設計中應注意的問題1）輸入（出）軸外伸端長度、直徑應與聯(lián)軸器孔徑匹配。2）潤滑劑和潤滑方式的選擇減速器內(nèi)齒輪的潤滑劑和潤滑方式按圓周速度V確定，減速器內(nèi)軸承的潤滑劑和潤滑方式按速度因數(shù)dn確定。由于齒輪和軸承可能分別采用潤滑油和潤滑脂（或潤滑油），此時二者不能相混，否則軸承潤滑脂被沖走，故應在軸承處采用密封裝置“擋油盤”。注意，并不是每個軸承處都安擋油盤。3）油底油面高度≧30~50，以保證足夠的油量。4）注意軸承蓋的嵌入式和凸緣式結構。5）齒輪與軸的結合方式可設計成齒輪與軸分離，也可以成齒輪軸。,,最高油面1/6d,,,最低油面>10mm,,d,,V2m/s飛濺潤滑,,脂潤滑,飛濺潤滑用油溝,,,,最高油面1/6d,,,最低油面>10mm,,d,,V2m/s飛濺潤滑,箱體結構設計,機座壁厚按二級齒輪減速器a選擇壁厚a-----低速級中心距軸承座旁螺栓扳手空間扳手空間大操作方便，但h太大螺栓太長，安裝不便，且要合于螺栓長度系列螺栓中心到機座外壁距離螺栓中心到機座外凸邊緣尺寸,起蓋螺釘作用：起蓋用，兩個對角線布置。定位銷作用：鏜軸承孔定位用，兩個對角線布置。觀察窗作用：注油、觀察兩對齒輪嚙合情況，以能進手為宜。,吊鉤作用：起吊整機用，與底座鑄出。起蓋吊耳作用：起吊蓋，與上蓋一同鑄出。,放油塞作用：更換潤滑油的出口，設計在箱體底座最低位置處。,油標尺作用：測量油面深度，要有最高液面，最低液面刻度。位置設計要防止拔不出油標或油外溢。,通氣器作用：平衡機體內(nèi)外壓力。,脂潤滑擋油盤,飛濺潤滑擋油盤,正式裝配圖,1）各視圖應能完整表達箱內(nèi)外結構（達到使他人能拆圖的目的）2）符合制圖國家標準，零件編號，標題欄，明細表，技術要求等應齊全。3）標注尺寸a.特性尺寸:齒輪中心距及公差值。b.外廓尺寸:長*寬*高，包括外伸端軸長。c.安裝尺寸:地腳螺釘孔徑及定位尺寸、孔距、外伸端軸中心高。d.配合尺寸:齒輪與軸、軸承內(nèi)外圈、鍵槽、外伸端與聯(lián)軸器。裝配圖上標注公差代號。4）列出減速器特性：功率、轉(zhuǎn)速、傳動比。,零件圖,1、低速軸、低速級大齒輪2、要求：標出全部尺寸、公差值、形位公差、粗糙度、材料及熱處理方法技術要求等。軸的鍵槽處要有移出剖面，齒輪軸列出參數(shù)表。,編寫設計計算說明書,1、格式符合要求。內(nèi)容包括封面，目錄，任務書，正文，附錄，致謝，參考文獻。2、軸的彎扭矩圖在同一張紙上。,裝配圖,,?,