机械设计课程设计-多媒体课件2011

机械设计课程设计2020年2月23日第一章概述第二章机械系统总体设计第三章机械传动件的设计第四章机械结构设计第五章机械装配图的设计第六章零件工作图的设计第七章计算机辅助课程设计第八章编写算说明书和准备答辩第一章概述一、课程设计的目的1．培养学生理论联系实际的设计思想，训练学生综合运用已学的理论知识结合生产实际知识进行设计的能力。2．掌握机械设计的基本方法和步骤，培养学生全面、科学的工程设计能力。3．使学生了解工程师在机械设计方面所必须具备的基本技能，进行机械设计的基本技能训练。二、课程设计内容机械设计课程设计通常选择一般用途的机械传动装置或简单机械。通常以齿轮减速器或蜗杆减速器为主体的机械传动装置作为设计课题。因为减速器包括了机械设计课程的大部分零件，具有典型的代表性。教材第20章还提供一些具有创新特点的设计题目。a)输送机传动装置b)机构简图图1-1带式输送机的传动装置及机构简图课程设计包括以下内容：1．传动方案的分析和拟定。2．电动机的选择。3．传动装置运动和动力参数的计算。4．传动零件的设计。5．轴的设计。6．轴承的设计。7．键联接和联轴器的选择及校核。8．箱体及附件的设计。9．绘制装配图和零件图。10.编写设计计算说明书。11.进行总结和答辩。1．装配图1张（A0图纸或A1图纸）。2．零件工作图2～3张（传动零件、轴、箱体等）。3．设计计算说明书1份，6000～8000字。三、课程设计的任务按五分制评分。成绩评定依据：1、图纸图纸结构、投影、标注及数据是否正确，线条是否符合制图标准，图面是否整洁，字迹是否工整等；2、设计计算说明书设计计算是否正确、完整、字迹是否工整、整洁等；3、设计表现是否遵守纪律、设计态度端正，能否按进度独立完成工作量，是否迟到早退等；4、答辩成绩四、成绩评定五、设计题目题目1、用于带式运输机的两级圆柱齿轮减速器设计1.已知条件带式输送机传动系统运动简图如图20-1所示，是展开式两级圆柱齿轮减速器。带式输送机连续单向运转，载荷变化不大，空载启动。输送带速度允许误差，工作机效率为0.95。带式运输机在室内工作，有粉尘。两班制工作，每班8小时。使用期限10年，大修期3年。在中小型机械厂小批量生产。5%图20-1传动系统运动简图1-电动机2-V带传动3-两级圆柱齿轮减速器4-联轴器5-带式运输机2.设计数据3.设计任务1)设计减速器装配图1张；2）绘制输出轴、齿轮、箱体的零件图各1张；3）编写设计说明书1份。题目2、带式运输机上的两级圆锥—圆柱齿轮减速器设计题目3、用于带式运输机的蜗杆减速器设计题目4、用于化工车间链板式运输机的传动装置设计题目5、用于单筒卷扬机的传动装置设计题目6、用于电动绞车的传动装置设计题目7、用于螺旋输送机的传动装置设计题目8、热处理装料机传动装置设计题目10、高架灯提升装置设计学号01020304050607080910题号1-11-21-31-41-51-61-71-81-91-10学号11121314151617181920题号2-12-22-32-42-52-62-72-82-92-10学号21222324252627282930题号3-13-23-33-43-53-63-73-83-93-10学号3132333435题号4-14-24-34-44-5题目分配1.传动装置总体设计第1-2天2.装配草图设计第3-10天3.工作图设计第11-17天4.编写设计计算说明书第18-19天5.答辩、交材料第21天六、课程设计计划七、参考书1.机械设计2.机械设计课程设计3.机械设计手册八、课程设计的要求1.明确学习目的，端正学习态度2.在教师的指导下,由学生独立完成3.正确处理理论计算与结构设计的关系4.正确处理继承与创新的关系5.正确使用标准和规范第二章机械系统总体设计机械系统包括原动机、传动装置和执行机构。一、执行机构运动方案的拟定1.执行构件的运动形式与基本机构参见表2-1基本机构类型、特点及适用性。2.机构类型选择的一般要求二、传动装置传动方案的拟定1.传动机构类型的比较在拟定传动方案时，首先应综合考虑各种机构的传动性能和应用范围，然后再根据工作机的具体工作要求合理选择机构类型。参见表2-2常用传动机构的性能和适用范围。2.传动形式的合理布置拟定运动方案时要合理布置其传动顺序。三、选择电动机1.选择电动机类型常用：Y系列三相异步电动机同步转速：300015001000750级数：2468电机安装型式：（P186～P187）2.计算电动机所需功率kW(1)工作机所需电动机功率或WP0PFv（2）传动装置总效率(查表2-4)42带轴承齿轮联轴器（3）电动机所需功率0PW0PP（4）确定电动机的额定功率mPm0(11.3)PP3.确定电动机转速一般最常用、市场上供应最多的是同步转速为1500r/min或1000r/min的电动机，设计时应该优先选用。4.确定电动机型号例：P0=5.471kW根据电动机功率和同步转速，选定电动机型号为Y132M2-6。查表16-2知其有关参数：额定功率电动机满载转速电动机轴伸出直径电动机轴伸出长度5.5kWPm960r/minn38mmD80mmL四、传动装置总传动比的确定和分配1.确定总传动比i2.分配各级传动比12oiiiiii总减速器外传动比减速器传动比0iimWnin总(1)各级传动比应在推荐范围内选取，不得超过最大值。(表2-2)(4)圆锥---圆柱齿轮减速器(2)展开式二级圆柱齿轮减速器分配原则:1.31.5ii低高0.25ii锥(3)同轴式二级圆柱齿轮减速器iii低高目的：（1）尺寸协调、互不干涉图2-3传动零件相互干涉图2-2大带轮尺寸过大导致安装不便的情况（2）尺寸紧凑、便于润滑a)方案1b)方案2图2-4两种传动比分配方案的对照注意：1.按工作机所需电动机功率计算，而不按电动机额定功率计算。（参见第21章设计举例）2.设计轴时应按其输入功率计算、设计传动零件时应按主动轴的输出功率计算五、传动装置运动、动力参数计算计算各轴的功率P、转速n和转矩TmP0P1.各轴转速mnni带　II1nni齿＝II2nniⅢ齿nnⅣⅢⅠ轴Ⅱ轴Ⅲ轴Ⅳ轴（卷筒轴）2.各轴输入功率I000PPP带PPPⅡⅡ轴承１齿轮＝2PPPⅢⅡⅡⅢⅡ轴承齿轮PPPⅣⅢⅢⅣⅢ轴承联轴器Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴Ⅳ轴（卷筒轴）0Im95509550PPTinn带滚Ⅰ带Ⅰ201m95509550PPTiinn带啮滚ⅡⅡ带Ⅱ32012m95509550PPTiiinn带啮滚ⅢⅢ带Ⅲ320ww12wm95509550PPTiiinn带啮联滚带3.各轴输入转矩减速器各轴功率、转速、转矩列表:轴名参数电动机轴Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴工作轴转速n（r/min）功率P（kW）转矩T（N·m）传动比i效率η第三章传动零件设计一、减速器外传动零件设计1.普通V带传动已知条件：传递的功率(或转矩)；传动比；外廓尺寸、传动位置的要求等。设计内容：确定V带的型号、长度和根数；确定中心距及张紧装置；选择大（小）带轮的直径、材料、结构尺寸和加工要求等。设计时注意的问题：1）检查带轮尺寸与传动装置外廓尺寸的相互关系。例如，小带轮外圆半径与电动机的中心高是否相称；小带轮轴孔直径和长度与电动机轴径和长度是否对应；大带轮外圆是否过大而与箱体底座干涉。如有不合理的情况，应该考虑改选带轮直径甚至改选V带型号，并重新设计。2）设计参数应保证带传动良好的工作性能。例如，带速v满足5m/s≤v≤25m/s、小带轮包角α1≥120°、一般带的根数Z≤6等方面的要求。3）带轮参数确定后，由带轮直径和滑动率，计算实际传动比和从动轮的转速，并以此修正减速器等闭式传动所要求的传动比和输入转矩。4）在确定大带轮轴孔直径和长度时，应与减速器输入轴的轴伸直径和长度相适应。可以参考第21章设计举例或者《机械设计》教科书的例题。2.链传动已知条件：传递功率、载荷特性和工作情况；主动链轮和从动链轮的转速(或传动比)；外廓尺寸、布置方式的要求及润滑条件等。设计内容：选择传动链的类型、链条的型号（链节距）、排数和链节数；确定链传动中心距、链轮齿数、链轮材料和结构尺寸；确定链传动润滑方式、张紧装置和维护要求等。设计时注意的问题：1）检查链轮尺寸与传动装置外廓尺寸的相互关系。例如，链轮轴孔直径和长度与减速器或工作机轴径和长度是否协调；为控制链传动的外廓尺寸，大链轮尺寸不宜过大，对速度较低的链传动，齿数不宜取得过多。2）设计链传动参数时，应尽量保证链传动有较好的工作性能。例如，如果采用单排链传动而计算出的链节距较大时，应改选双排链或多排链；大、小链轮的齿数最好选择奇数；为避免使用过渡链节，链节数最好取偶数等。3）链轮齿数确定后，应计算实际传动比和从动轮的转速，并考虑是否修正减速器等闭式传动所要求的传动比和输入转矩。可以参考《机械设计》教科书的例题。3.开式齿轮传动已知条件：所需传递的功率(或转矩)；主动轮转速和传动比；工作条件和尺寸限制等。设计内容：选择齿轮的材料及热处理方式；确定齿轮传动的参数(中心距、齿数、模数、齿宽等)；设计齿轮的结构及其他几何尺寸；作用在轴上力的大小和方向；验算传动比。设计时注意的问题：1）由于开式齿轮传动主要失效形式是磨损，一般只需进行轮齿弯曲强度计算，考虑因齿面磨损而引起的轮齿强度的削弱，应将强度计算求出的模数增大10%～20%，用以补偿磨损的作用。2）开式齿轮传动一般用于低速传动。由于暴露在空中，灰尘大，润滑条件差，故应注意材料配对的选择，使之具有较好的减摩和耐磨性能。选择大齿轮材料时还应考虑其毛坯尺寸和制造方法。3）开式齿轮传动精度低，一般都在轴的悬臂端，支承刚度小，故齿宽系数应取得小些，以减轻轮齿偏载的程度，一般取0.1～0.3，常取0.2。选取小齿轮齿数时，应尽量取得少一些，同时适当加大模数，以提高轮齿抗弯曲和耐磨能力。4）检查齿轮尺寸与工作机是否相称；按大、小齿轮的齿数计算实际传动比和从动轮的转速；考虑是否修正减速器等闭式传动所要求的传动比和输入转矩。可以参考《机械设计》教科书的例题。二、减速器内传动零件设计1.圆柱齿轮传动已知条件：所需传递的功率(或转矩)；主动轮转速和传动比；工作条件和尺寸限制等。设计内容：选择齿轮的材料及热处理方式；确定齿轮传动的参数(中心距、齿数、模数、齿宽等)；设计齿轮的结构及其他几何尺寸；作用在轴上力的大小和方向；验算传动比。设计时注意的问题：1）齿轮材料及热处理方法的选择。要考虑齿轮毛坯的制造方法，当齿顶圆直径da≤500mm时，一般采用锻造毛坯；当da＞500mm时，因受锻造设备能力的限制，多采用铸造毛坯；当小齿轮的齿根圆直径与轴的直径相差不大时，应将齿轮和轴做成一体。选择材料时要兼顾齿轮及轴的一致性要求；同一减速器内各级大小齿轮的材料最好对应相同，以减少材料牌号和简化工艺要求。。2）齿轮传动的几何参数和尺寸是有严格要求的，应分别进行标准化、圆整或计算其精确值。例如齿轮模数必须标准化，齿轮中心距和齿宽尽量圆整，啮合尺寸(节圆、分度圆、齿顶圆及齿根圆直径、螺旋角、变位系数)必须计算出精确值。计算时要求长度尺寸精确到小数点后2～3（单位为mm），角度精确到秒(″)，中心距应尽量圆整成尾数为0或5，对于直齿轮传动可以调整模数m和齿数z，对于斜齿轮传动可调整螺旋角β来实现。3）齿轮的结构尺寸最好为整数，以便于制造和测量。如轮毂直径和长度、轮辐厚度和孔径、轮缘长度和内径等，按设计资料给定的经验公式计算后，都应尽量进行圆整。4）齿宽b应是一对齿轮的工作宽度，为了易于补偿齿轮轴向位置误差，应使小齿轮宽度大于大齿轮宽度，若大齿轮宽度取b2，则小齿轮齿宽取b1=b2+(5～10)mm。可以参考第21章设计举例或者《机械设计》教科书的例题。2.圆锥齿轮传动已知条件：所