机械设计课程设计B

第一章绪论§1.1课程设计的目的和内容一、目的1.培养综合运用所学《机械设计基础》课程及其它有关先修课程的基本理论和基础知识，从整体出发全面考虑机械产品的设计，提高分析问题和解决问题的能力。2.学习和掌握机械设计的基本方法和步骤：产品规划——方案设计——技术设计——制造及试验，为专业课程设计及毕业设计打好基础。3.进行机械设计基本技能的训练，其中包括：计算和绘图技能、运用各种设计资料（标准、规范、手册、图册等）、使用经验公式估算及编写设计计算说明书。二、内容：机械设计课程设计一般选择由《机械设计基础》课程所学过的大部分零件所组成的机械传动系统或简单机械作为设计课题。目前较多采用的是以齿轮减速器为主体的机械传动系统或典型机械作为设计课题。1。题目：单级斜齿圆柱齿轮减速器题号123运输带工作拉力F（N）9001000800运输带速度v(m/s)2.52.32.7卷筒直径D(mm)250200230题目：单级斜齿圆柱齿轮减速器组别123456789运输带工作拉力F（N）900100080011001050120011001000750运输带速度v(m/s)2.52.32.722.22.52.82.92.7卷筒直径D(mm)250200230210220210210220280组别101112131415161718运输带工作拉力F（N）450051004500465046004800520050004000运输带速度v(m/s)2.52.32.722.22.52.82.92.7卷筒直径D(mm)2502002302102202102102202802。内容机械设计课程设计要求学生独立完成以下工作：传动装置的方案设计，进行传动参数的计算，传动零件、轴和轴承的设计计算。减速器装配图一张（主视图、俯视图）A1；零件工作图一张（低速轴）A2；设计计算说明书一份（15～20页，约6000～8000字）机械设计课程设计结束时进行课程设计总结和答辩。三、要求按时在教室内设计；设计教室桌椅整齐，按学号排座；保持教室安静；每天打扫卫生；独立按时完成各个阶段的设计任务§1.2课程设计的方法和步骤一、方法:全面考虑机械零件的强度、刚度、工艺、经济和维护的要求；采用边设计、边画图、边修改的“三边法”交叉进行；以学生独立工作为主，教师只对课程设计的原则问题负责指导；使用标准和规范。二、步骤1°设计准备阶段2°传动装置的设计阶段3°减速器装配草图设计阶段4°完成减速器装配工作图阶段5°绘制零件工作图阶段6°编写设计计算说明书阶段7°答辩阶段三、进度2周完成（1月4日～1月13日）1.传动装置的总体设计与传动零件的设计计算阶段时间：1.5天，（12月31日～1月3日熄灯前）单纯计算阶段：计算功率、选电机、传动比分配、设计计算各级传动零件。2.减速器草图设计阶段时间：3.5天，（1月4日～1月7日中饭前）“三边”阶段：初估轴径，联轴器、滚动轴承和键的选择与计算；轴与滚动轴承的组合设计，轴的强度计算。三、进度2周完成（12月27日～1月7日）3.完成减速器装配图阶段时间：3天，（1月7日～1月10日）绘制装配图阶段：绘三视图，局部剖等，检查后加深；标注尺寸、公差、技术要求、明细表等。4.绘制零件工作图，及整理编写说明书阶段时间：2～3天，（1月10日～1月12日）5.答辩时间：1～2天，（1月12日～1月13日）四、成绩评定装配图与平时成绩：50%；零件图：10%；说明书：20%；答辩：20%；四种成绩缺一不可！优秀≥90；89≥良好≥80；79≥中等≥70；69≥及格≥60；不及格60。五、评分标准学习态度；独立工作能力；设计质量：设计思路清楚，概念正确。装配图：结构正确、投影准确、表达清楚、图面美观整洁；零件图：制造工艺、检验项目、尺寸及加工符号技术要求齐全、与装配图相符。说明书：内容完整、计算准确、论述清晰、文字精炼、书写工整、符合格式。答辩：正确回答问题、讲述条理清楚、语言简练。第二章传动系统的方案设计一、传动系统的方案设计1．电动机2．联轴器3．斜齿圆柱齿轮减速器4．卷筒5．运输带拟定传动装置总体方案，绘制出传动系统运动简图(已知给定方案，则能对方案进行评价分析)二、电动机选择1.类型的选择：小型异步电机型号很多，通常选用Y系列三相异步电动机（因为价廉、性能好、防爆、结构简单、维修方便）。2.转速的选择：同步转速有：3000、1500、1000、750；从价格看，n：300015001000750;：转速n越大，越经济，但传动比i越大，传动装置复杂，价格一般选同步转速1500r.p.m或1000r.p.m传动比i应在规定范围之内(闭式圆柱齿轮i=3~5)3.功率和型号的选择①工作机所需功率PwPw=Fv/1000(kw)②电动机工作功率(实际功率)PdPd=Pw/—工作机到电动机之间的总效率=联2×轴承3×齿论×滚筒（P6表2-2P34表3-4）③电机型号的确定Pe≥Pd(P147表16-1)电机(P148表16-2)电机的安装同步转速(P209表9-39)型号(P210表9-40)及外形尺寸（填表P10表2-4）表2-4电动机的数据及总传动比电动机型号额定功率kW同步转速r/min满载转速r/min总传动比轴伸尺寸D×EmmY160L-61110009704.83742×110三、传动装置的运动和动力参数的计算1.各轴的转速(r/min)nⅠ=nmnⅡ=nⅠ/inⅢ=nⅡ2.各轴的输入功率(kW)PⅠ=Pd联PⅡ=PⅠ齿轴承PⅢ=PⅡ轴承联三、传动装置的运动和动力参数的计算3.各轴的输入转矩TⅠ=9550PⅠ/nⅠTⅡ=9550PⅡ/nⅡTⅢ=9550PⅢ/nⅢ（填表P10表2-5）注意：1。转速实际值是电机的满载转速nm，而不是同步转速nt。2。计算功率P应是电机的实际工作功率Pd，而不是其额定功率Pe表2-5各轴的运动及动力参数轴号转速nr/min功率PkW转矩TN.m传动比iⅠ97010.649104.8434.837Ⅱ200.5410.123482.072Ⅲ200.549.821467.6901第三章传动零件的设计计算和轴系零部件的初步选择一、传动零件的设计计算（齿轮设计）齿轮材料与热处理、许用应力软齿面，按接触强度设计初选Z1，K，ψd，β计算Z2，d1，d2，a，mn调整β，重新计算d，da，df，b等参数校核弯曲强度齿轮设计注意问题软齿面，例如，小齿轮45钢，调质达220HBS；大齿轮da2400mm，45钢正火达180HBS；da2400mm，ZG310-570钢正火达180HBS;设计过程按齿面接触强度设计，z1=19~25,不能太大，mn≥2mm，实际中心距取5的倍数；β要算到秒，且80≤β≤200。d,df,da保留小数点后三位，孔要取标准，齿宽b1=b2+(5~10)圆整。传动比计算及分配后出现误差，需控制总传动比的相对误差在±2%以内。齿轮结构尺寸见P103～104,P53～54%2iiii实二、初算轴的直径按扭转强度法估算C=106~117，1个键，d×1.05输入轴外伸端用联轴器与电机相联dI=(0.8~1.2)DD----电机轴直径输出轴：同时考虑dⅠ轴承≤dⅡ轴承+(5~10)mm3nPCd3IIIInPCd三、选择联轴器高速轴：弹性套柱销联轴器（P128，P196）或弹性柱销联轴器（P130，P198）低速轴：凸缘联轴器（P125，P195）或鼓形齿式联轴器（P126）其中：轴孔和键槽形式（P124）一般选用长圆柱形轴孔（Y型）型号选择：根据计算扭矩、转速、轴径四、初选滚动轴承深沟球轴承（6类）P117，P191、或角接触球轴承（7类）P119，P193、圆锥滚子轴承（3类）P113，P182轻系列以上。全固式滚动轴承润滑方式：当大齿轮圆周速度v2~3m/s时，采用飞溅油润滑当大齿轮圆周速度v2m/s时，采用脂润滑第四章减速器装配草图设计一、设计装配图的准备减速器主要由传动零件（齿轮）、轴及轴承，箱体和附件组成。一、设计装配图的准备方法：1.边计算边画图边修改；2.整个设计要协调，要照顾各个部分。二、轴的结构设计D1≈(0.8~1.2)d电动机确定联轴器(弹性套柱销联轴器P128)计算转矩Tc=KAT(教材P265)d2=d1+(5~10)mmd3=d2+(1~5)mm----取5的倍数轴承的选择(6类P117)d4=根据滚动轴承查dad5=小齿轮若小齿轮dfd4，则齿轮加大mn，z1、z2不变重新计算尺寸，强度不用重新计算。d6=d4d7=d305.131nPCd1.高速轴取大值二、轴的结构设计1.高速轴2.低速轴d3=d3高速级+5~10mmd2=d3-(1~5)mmd1=d2-(5~10)mmd4=d3+(2~5)mmd5=d4+(10~12)mmd6=根据滚动轴承查dad7=d305.131IIIIIInPCd取大值确定联轴器取5的倍数确定滚动轴承轴环定位高度h=(0.07~0.1)d，轴环宽度b=1.4h2.低速轴l1=l联轴器-(2~3)mml2=由结构定，要保证(10~15)mm和BL3~l7由高速轴定三、其它局部设计1.平键键的高度h和宽度b根据轴的轴径d选取(P107，P180)。键长L根据轴上零件轮毂宽度B决定：L键=L轴-(5~10)mmL键L轴2~5mm2.螺栓的选择中心距a(P24表5-1，P58表4-17)→地脚螺钉直径df(通孔直径、沉头座直径、底座凸缘尺寸)→轴承旁联螺栓直径d1=0.75df→箱座、箱盖联接螺栓直径d2=(0.5~0.6)df(通孔直径、沉头座直径、凸缘尺寸)→轴承盖螺栓直径d3、视孔盖螺栓直径d4、吊环螺栓直径d53.确定轴承座孔宽度LL=δ1+c1+c2+(5~8)mmc1、c2—扳手空间最小尺寸，(P24表5-1，P58表4-17)凸缘尺寸δ1—箱盖壁厚度凸台外凸出5~8mm4.挡油盘当滚动轴承采用脂润滑时，轴承靠箱体内壁一侧应装挡油盘。当滚动轴承采用油润滑时，若轴上小斜齿轮直径小于轴承座孔直径，为防止齿轮啮合过程中挤出的润滑油大量冲入轴承，轴承靠箱体内壁一侧也应装挡油盘。挡油盘有两种形式：一种是用1～2mm钢板冲压而成，另一种是铸造而成的。5.轴承盖凸缘式：调整间隙方便，传力大，密封性好，但工艺复杂(P132表14-1，P199表9-23)嵌入式：结构简单，密封性差，调整间隙要打开箱盖，传力小(P132表14-2，P200表9-24)根据滚滚动轴承外径→轴承盖的尺寸6.密封装置根据密封处的轴表面的圆周速度、润滑剂种类、密封要求、工作温度、环境条件等来选择密封件。一般选用接触式密封：毡圈油封(P143表15-8，P208表9-38)四、装配图俯视图草图设计步骤坐标纸参考比例：a≤150mm，比例1:1a＞150mm，比例1:2画出传动零件的中心线画出齿轮的齿廓画出箱体内壁线(P24表5-1，P58表4-17)b1b2Δ1Δ2Δ2a四、装配图俯视图草图设计步骤确定轴承座孔宽度L，画轴承座的外端线L=δ1+c1+c2+(5~8)mmL’=δ1+c1+c2LL’四、装配图俯视图草图设计步骤确定滚动轴承的位置油润滑：滚动轴承距箱体内壁3～5mm脂润滑：滚动轴承距箱体内壁10～15mm四、装配图俯视图草图设计步骤四、装配图俯视图草图设计步骤轴的结构设计轴的径向尺寸的确定轴上零件用轴肩定位的相邻轴径的直径一般相差5~10mm。当滚动轴承用轴肩定位时，其轴肩直径由滚动轴承标准中查取。为了轴上零件装远立便或加工需要，相邻轴段直径之差应取1~3mm。轴上装滚动轴承、传动件和密封件等处的轴段直径应取相应的标准值。轴上安装零件的轴段长度由轮毂宽决定L=B-(2~