机械设计基础课程设计2011-12-18(宋宝玉)

机械设计课程设计訾克明桂艳2011.12.19第一章绪论一、课程设计的目的（综合训练）1.巩固、加深和扩大在本课程和先修课程学到的知识2.培养机械设计一般方法3.进行机械设计基本技能的训练二、课程设计内容电动机减速器联轴器滚筒三、设计题目1一级直齿圆柱齿轮减速器1.电动机2.V带传动3.直齿圆柱齿轮减速器4.联轴器5.卷筒6.运输带学号后两位为1－10传动方案2、一级斜圆柱齿轮传动减速器电动机V带传动斜齿圆柱齿轮减速器联轴器卷筒运输带学号后两位为11－20传动方案3、二级斜齿圆柱齿轮减速器电动机联轴器斜齿圆柱齿轮减速器联轴器卷筒运输带学号后两位为21－30传动方案4、二级直齿圆柱齿轮减速器电动机V带传动直齿圆柱齿轮减速器联轴器卷筒运输带学号后两位为31－50传动方案四、原始数据⑴工作条件:二班制,连续单向运转,载荷平稳,室内工作,有粉尘(运输带与滚筒磨擦阻力影响已在工作拉力F中考虑)；⑵使用期限:10年；⑶生产批量:200台/年；⑷生产条件:中等规模机械厂，可加工6-9级齿轮；⑸动力来源:电力三相交流380/220伏。表1以学生学号末位数字分配的题目数据12345678910学号末位数字0123456789运输带工作拉力F(KN)776.86.86.56.56.06.05.55.5运输带工作速度V(m/s)1.051.101.151.201.251.301.351.401.451.50滚筒直径D(mm)380380380380400400400420420420说明：运输带速度允许误差5%.传动方案确定后依据学生学号末位数字在表1中采取运输带工作拉力F(KN)、运输带工作速度V(m/s)和滚筒直径D(mm)的原始数据。五、设计工作量1装配图一张（1#图纸，手工绘图）2零件图：大齿轮零件图、低速轴零件图各一张（2#图纸，手工绘图）3设计计算说明书1份（6000～8000）字六、课程设计要求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.正确使用标准和规范1.传动装置总体设计第1周2.装配草图设计第2周3.工作图设计第2周4.编写设计计算说明书第3周第三周周三—周四交材料七、课程设计计划八、成绩评定图纸质量、说明书、综合设计表现，按五级分制评分。九、参考文献0.宋宝玉机械设计课程设计指导书.哈工大，2006.1.王之栎等，机械设计综合课程设计指导书.（第2版）北京：高等教育出版社，20102.濮良贵纪名刚.机械设计.北京：高等教育出版社，20073.吴宗泽.机械零件手册.北京：机械工业出版社,20044.机械设计基础教材5.机械设计实践与创新6.机械零件设计图册向敬忠7.机械设计课程设计指导书龚义8.机械设计课程设计实例与禁忌骆素君第二章传动装置总体设计一、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(P9/P142)同步转速：300015001000750级数：2468电机安装型式及外形尺寸2.确定电动机的功率wdPPKWdP(1)工作机所需电动机功率1000vFPw9550wWnTP或wP工作机的功率Fv传动装置总效率(P9/81、表9.1)5423421P9V带传动效率滚动轴承效率(4对)闭式齿轮效率(2对)联轴器效率(1个)传动滚筒效率(1个)(2)确定电动机型号例：Pd=3.6kW611324112MYMYnm=960r/minnm=1440r/min由机械手册设计查取电动机轴外伸端尺寸:D-直径E-长度,等二、传动装置总传动比的确定和分配1.确定总传动比ia(P10)电机满载转速wmanni2.分配各级传动比21iiiiiioa减速器外传动比减速器传动比0ii(1)各级传动比应在推荐范围内选取，不得超过最大值。(表9.2P81)iiii)4.1~3.1()4.1~3.1(121或(2)展开式二级圆柱齿轮减速器分配原则:(3)V带i=2~4一级齿轮i小于5(表9.2)目的：（1）尺寸协调、互不干涉（2）尺寸紧凑、便于润滑注意：1.按工作机所需电动机功率Pd计算，而不按电动机额定功率Ped计算。(P12例2.1)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(因轴承和齿轮工作时有损耗)三、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T电动机轴1轴2轴3轴滚筒轴列汇总表：P14第3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：PnTi设计步骤：见教科书例题1.高速级齿轮传动已知：PnTi设计步骤：见教科书例题2.低速级齿轮传动已知：PnTi设计步骤：见教科书例题二、减速器内传动零件设计三、按扭矩初步计算轴的最小直径3minnPCd注意：1.键槽单键：加5%双键：加7%2.按表圆整为标准直径3.或按联轴器圆整直径四、验算工作速度误差(滚筒)皮带%5理实理vvvv五、减速器箱体结构尺寸（P21-25,表4-1）注意：,81,12,161ddf6,832dd、通气器第三章装配草图设计1.传动零件的结构和几何尺寸2.初步计算轴的直径4.轴承类型以及润滑、密封方式3.电动机输出轴的尺寸5.减速器箱体的结构（表4-1）已知条件：设计内容:1.初绘装配草图2.轴、轴承、键、联轴器的校核计算3.完成装配草图（边设计、边计算、边修改）123451－电动机2－联轴器3－减速器4－运输带5－卷筒vFvF一、初绘装配草图1.布置图：尽量选取1∶1的比例3.初步计算轴直径2.画中心线，da,d,b1,b2画出三面内壁线。Δ1=Δ2=Δ3=8～15mm4.轴的结构设计确定各轴段直径和长度。5.箱体结构及其附件(1)箱体、箱盖。(2)联接螺栓、启盖螺钉、定位销。(3)吊钩、吊环螺钉。(4)观察孔、油塞、油标、通气器。C1C1l1Δ2L3L2L1L1L2L3Δ1L1阶梯轴结构d1d2d3d4d5d齿轮联轴器hrcL外伸端安装联轴器的安装尺寸dd5d1d2d3d4Bh弹性套柱销联轴器rr′l油油润滑轴承的轴承盖结构l1c1c2L1L2L3按外接零件要求确定L1L2L3a1a2Δ2l2Δ4按外接零件要求确定L1油润滑3-5L2L3Δ1Δ2P31二、验算轴、轴承、键、联轴器1.轴的计算2.轴承的计算3.键的计算4.联轴器的计算三、完成装配草图1.画出齿轮的结构及固定轴向周向2.画出轴系的细部结构第四章工作图设计包括两个内容：装配工作图和零件工作图。一、装配工作图在草图的基础上进行装配图设计。避免盲目照抄草图，修改草图中的错误，力求进一步改进和提高设计质量）要点：1.布图尽量用1:1的比例在两(或三)个视图上画出。必要时画断面、剖视和局部视图。2.画图过程用细线勾出装配图中各个零件——画零件工作图——一起加深。（要求各视图一起画）3.装配图上应标明的尺寸①特性尺寸：表明机器性能、规格和特性的尺寸。中心距及偏差：160±0.0315中心高：190（最好以0结尾）②配合尺寸：表明配合零件间装配关系的尺寸。③安装尺寸：表明机器安装在其基础上的位置尺寸。（箱体底面尺寸；地脚螺钉中心距离和对中心的距离；带轮、联轴器伸出头尺寸及对中心距离）④外形尺寸：表明机器占用的空间尺寸。（包装、运输、安装、厂房用）4.配合选择①轴—齿轮（带轮、联轴器）：②轴—轴承内圈：箱座孔—轴承外圈：③轴—轴套（挡油环）：④轴承盖—箱座孔：⑤轮缘—轮芯：H7H7H7H7n6m6r6k6，，，k6H7F9D11k6k6，H7H7h8f9，H7r65.装配图上应标注的技术要求P62①装配前所有零件用煤油清洗，滚动轴承用汽油清洗，箱体内壁涂防锈漆。②齿轮传动的齿面接触斑点；滚动轴承的热补偿间隙为0.2~0.5mm。③减速器剖分面、密封面和接触面均不允许渗漏。剖分面涂密封油漆或水玻璃，禁止使用任何垫片。④箱体内装全损耗系统用油；轴承用润滑脂。⑤跑合试验要求，空载试验、负载试验（时间、工作条件）。⑥对外观、包装和运输的要求。6.减速器的技术特性表P627.标题栏、明细表及零件编号P87输入功率P/kW输入转速n/(r/min)传动效率η总传动比i传动特性第一级第二级mnz2/z1β精度等级mnz2/z1β精度等级二、零件工作图：生产用的图纸一张完整的零件图要求能全面、正确、清晰地表达零件结构、制造和检验所需所全部尺寸和技术要求。设计要点：1.布图：选择适当图幅,尽量1:1。2.尺寸标注：尺寸公差、形位公差及表面粗糙度。3.技术要求①热处理，表面处理。（渗碳，渗氮，氰化，镀层，抛光）②未注明的圆角、倒角、斜度等要求。③特殊要求：修饰，涂色，检验，试验。（平衡，噪声）4.标题栏（参照教材图4-1）5.要求①避免零件在车间做任何计算（尺寸标注完全）②零件各部分尺寸尽量标注在同一投影图上。③尺寸线、引出线引到看得见的轮廓线上。齿轮（盘类零件）1．视图齿轮类零件一般选取1～2个视图，侧视图可只画主视图表达不清的键槽和孔。2．尺寸标准包括圆、宽度和键槽三部分。3．啮合特性表齿轮类零件的主要参数和误差检验项目应在齿轮（蜗轮）啮合特性表中列出。啮合特性表一般布置在图幅的右上角。齿轮（蜗轮）的精度等级和相应的误差检验项目的极限偏差或公差取值见第六章。4．技术要求1）对毛坯的要求：如铸件不允许有缺陷，锻件毛坯不允许有氢化皮及毛刺。2）对材料化学成分和力学性能的要求，允许使用的代用材料。3）零件整体和表面处理的要求：如热处理方法、热处理后的硬度、渗碳/渗氮要求及淬火深度。4）未注倒角、圆角半径、斜度等的说明。5）其他特殊要求：如修形或对高速齿轮的动平衡试验等。轴(轴类零件)1．视图选择轴的结构可用一个视图加若干断面。2．尺寸标注满足加工、检验、装配要求。注意：基准面，加工过程，尺寸链不封闭。3．形位公差重点是轴颈和轴头部分。4．表面粗糙度5．技术要求轴类零件的技术要求包括：1）对材料化学成分和力学性能的要求，允许使用的代用材料。2）热处理方法和要求：如热处理后的硬度、渗碳/渗氮要求及淬火深度等。3）未注倒角、圆角的说明。4）其他加工要求：如对某些关键尺寸、加工状态要求的特殊说明。检查：①视图数量是否足够。②零件结构是否正确。③尺寸标注、公差、形位公差、表面粗糙度是否正确。④技术要求是否完善、正确。⑤标题栏、明细表填写是否完整、正确。检查修改后加深。图纸全部内容要符合制图国家标准。保持整洁，文字、数字用仿宋体写出。一、设计计算说明书要求：计算正确、论述清楚、文字精炼、插图简明、书写工整。格式：内容：（1）目录（标题及页次）；（2）设计任务书；（3）传动方案的分析与拟定（简要说明并附传动方案简图）；（4）电动机的选择计算；（5）传动装置的运动及动力参数计算；（6）传动零件的设计计算；（7）轴的计算；（8）滚动轴承的选择和计算；（9）键连接的选择和计算；（10）联轴器的选择；（11）减速器的润滑方式和密封类型的选择，润滑油的牌号选择和装油量计算；（12）设计小结（对课程设计的体会，设计的优缺点和改进意见等）；（13）参考资料（资料编号、作者、说明、出版单位和出版年份）。二、准备答辩装配图、零件图和设计计算说明书完成后，装订成册，方可进行答辩。叠图示例