机械设计课程设计布题.ppt

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1、机械设计课程设计,第一次布置,课程设计的目的、内容及要求 传动装置的总体设计 计算传动装置的总传动比及分配各级传动比 传动装置的运动和动力参数的计算 传动零件的设计计算,课程设计的目的、内容及要求,“两线”：课程教学设计实践 “三性”：实践性、综合性、创新性,一、目的,1、综合运用机械设计及其他先修课的知识，进行机械设计训练，使已学知识得以巩固、加深和扩展；,2、学习和掌握通用机械零件、部件、机械传动及一般机械的基本设计方法和步骤，培养学生工程设计能力和分析问题，解决问题的能力；,课程设计的目的、内容及要求,3、提高学生在计算、制图、运用设计资料（手册、 图册）进行经验估算及考虑技术决策等机械

2、设计方面的基本技能和机械CAD技术。,二、内容：设计一般机械中的传动装置,课程设计的目的、内容及要求,（6）键的选择及强度校核（高速轴上键的校核）；,2、内容： （1）传动方案的分析和拟定；（见设计任务书）,（2）电动机的选择，传动装置的运动和动力参数的计算；,（3）传动件的设计（带传动、齿轮传动（双级）；,（4）轴的设计（所有轴的结构设计，高速轴的弯、扭组合强度校核及安全系数校核）；,（5）轴承的设计（所有轴承的组合设计，高速轴上轴承的寿命计算）；,课程设计的目的、内容及要求,（7）联轴器的选择； （8）减速器的润滑与密封； （9）减速器装配图设计（箱体、箱盖、附件设计 等）； （10）零件

3、工作图设计； （11）编写设计计算说明书； （12）答辩。,3、工作量： 减速器总装图1张：0# 图纸 传动零件工作图1张： 2 # 图纸 绘低速级大齿轮 轴的工作图1张： 2 #图纸 绘输出轴图 箱体零件图1张： 2 #图纸 设计计算说明书一份：60008000字（30P）,课程设计的目的、内容及要求,课程设计的目的、内容及要求,设计准备（第一次布置、分题号等）,三、进度,第二次布置：装配草 图的设计与绘制，减速 器的拆装,第三次布置：零件工作 图的设计与绘制,课程设计的目的、内容及要求,1、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

4、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；（出勤率） 4、答辩成绩。,四、成绩评定：百分制,课程设计的目的、内容及要求,独立完成，可以相互讨论，但不得抄袭。,五、注意事项：,传动装置的总体设计,一、分析和拟定传动装置的运动简图,传动方案已定（任务书中简图）； 2-3人一题（题号分配）。,2、确定电动机功率： 电动机所需输出功率：P0=Pw/,Pw工作机所需功率（取决于工作阻力及运行速度） 电动机至工作机之间传动装置的总效率,传动装置的总体设计,Pw=Fv (Kw) 电动机至工作机传动装置的总

5、效率 = 1 2 3 n 传动装置中每一级传动副上每对轴承及每个联轴器的效率， 注： 轴承效率：一般指一对轴承而言 卷筒效率：卷=0.950.96, 不计轴承效率,传动装置的总体设计, 联轴器可用弹性套柱销联轴器或弹性柱销联轴器 电动机额定功率Pm: PmPo Po 电动机所需输出功率 Pm电动机额定功率 Pm（11.3）Po,传动装置的总体设计,功率相同的同类电机有不同的转速： 电机转速高、转矩小外廓尺寸小、重量轻、价格便宜，但总传动比大，传动装置传动比大尺寸及重量大、价格高，故二者应综合考虑。 本设计一般用同步转速为1500及1000r/min两种电动机转速（用满载转速nm计算：1440及

6、960r/min ）。,三、确定电动机转速,传动装置的总体设计,nm/nw =i1i2i3 nw 工作机转速 i1、i2、i3各级合理传动比 双级圆柱齿轮减速器: 优先选用1500 r/min,传动装置的总体设计, 设计计算传动装置各级转速时，按电动机满载进行 计算。 不能按同步转速1000 r/min 或 1500 r/min,注： 设计计算传动装置各级功率时，按电动机实际功 率Po进行计算。 Po Pm ， Pm为额定功率，Po作为设计功率！,计算传动装置的总传动比及分配各级传动比,双级圆柱：i=nm/nw=i带 i齿1 i齿2 1、各级传动比应在推荐范围内（表21）； 2、i带不能太大，

7、以免大带轮半径超过减速器箱座中心 高，造成安装困难； i带 2可取偏小些的值（22.5） 3、各传动件互不干涉，且有利润滑: 双级圆柱齿轮减速器: i 高（1.31.5） i低 注：传动件的参数确定后，验算传动比的误差，应满足 i(3 5)%,一、总传动比,传动装置的运动和动力参数的计算,一、各轴转速,传动装置的运动和动力参数的计算,二、各轴输入功率,传动装置的运动和动力参数的计算,三、各轴输入转矩,传动装置的运动和动力参数的计算,列表:,传动零件的设计计算,传动装置包括各种类型的零、部件，其中决定其工作性能、结构布置和尺寸大小的主要是传动零件，如V带传动、链传动和开式齿轮传动等，再进行箱传动

8、零件设计。,传动零件的设计计算,（1）带轮尺寸与传动装置外廓尺寸的相互关系。如：装在电动机轴上的小带轮直径与电动机中心高应相称；大带轮不应过大以免与机架相碰等。一般应由电机轴定小带轮轴孔孔径，在带轮轴孔孔径与减速器输入轴协调； （2）D1、D2应标准化，由此造成实际带传动的传动比与分配的带传动的传动比之间有差异，应予以修正，从而得到减速器实际的传动比和输入转矩； （3）带轮的结构形式：主要由带轮直径大小而定，具体结构及尺寸可查手册，或参见P34表35。画出结构草图，标明主要尺寸备用。（图册图号78）,传动零件的设计计算,二、箱内传动零件设计,传动零件的设计计算,（1）齿轮传动的几何参数和尺寸分

9、别进行标准化、 圆整或计算其精确值 ； （2）具体结构尺寸可参见图册； （3）几何尺寸、参数的计算结果应及时整理并列表 。,大齿轮用45号钢正火,特别提示：边设计边修改，最终装配图、零件 图、计算说明书的结果必须一致，尤 其对于轴、齿轮等。,了解减速器的各种附件、箱体传动件以及轴承的结构特点； 初绘装配草图及验算轴与轴承； 在初绘装配草图以及验算轴与轴承的基础上，完成装配图。 掌握“边绘图，边计算，边修改”的交替工作法，复杂装配（工作）图设计程序。,主要内容,机械设计课程设计第二阶段,减速器的基本结构由传动零件（齿轮或蜗杆、蜗轮等）、轴和轴承、箱体、润滑和密封装置以及附件等组成。下面的附图1、

10、附图2分别为圆柱齿轮减速器、圆锥圆柱齿轮减速器(蜗杆减速器)的典型结构。 P73表46为减速器铸造箱体主要结构尺寸关系。,2减速器的结构,减 速 器 的 结 构,减 速 器 的 结 构,附图1,减 速 器 的 结 构,附图2,减 速 器 的 结 构,表46 ( P 73),基本程序：,22装配图设计,一、装配草图设计： 装配图反映各个零件的相互关系，结构形状以及尺寸，是绘制零件工作图的依据。所以必须综合考虑对零件的材料、强度、刚度、加工、装拆、调整和润滑等要求，用足够的视图和剖面图表达清楚。 草图设计（按比例、按投影关系绘制。但可简化与省略，如：不画剖面线，不标注配合及尺寸等） 教师审阅 装配

11、工作图设计,装 配 草 图 设 计,装配草图设计阶段： 1、草图第一阶段 2、精算（交叉法特点） 3、草图第二阶段 4、草图第三阶段,装 配 草 图 设 计,装配草图设计草图设计第一阶段,二、草图设计第一阶段： 设计内容： 1、完成轴的结构设计： dmin： 按扭矩初估而得的作为轴端直径。 确定轴各段直径 确定轴各段长度（考虑零件宽度及零件间相互距离） 轴承型号的确定,可初选中（3）窄系列。(中等Cr值),2、确定轴的支点距离和轴上零件力的作用点。 设计过程： 1、绘制前的准备： 电机型号： 查出其外伸轴径d和外伸长度l，中心高H； 确定联轴器型号： 两端轴孔直径和轴孔长； 初选轴承类型（径向

12、力和轴向力作用）； 轴承润滑方式： 浸油齿轮V2 m/s时，可采用脂润滑。,装配草图设计草图设计第一阶段,齿轮润滑： V12 m/s时可采用浸油润滑。 注意油池深度与浸油。一般浸油深度：浸油齿轮一个齿高，但10 mm；锥齿轮：整齿宽（至少半齿）。齿顶圆至油池底面距离3050 mm。 确定密封方式： V轴5m/s时采用毡圈密封； 封油环（齿状）： 轴承盖结构：,装配草图设计草图设计第一阶段,2、草图设计过程： 1)比例 ； 2)合理布置图面；估计减速器轮廓尺寸; 3)画法：,装配草图设计草图设计第一阶段,由里向外，先画中心线和轮廓线，再画细部结构。,画出传动零件的中心线和轮廓线，机件内壁线和机体

13、对称线，定出轴承和轴承座端面位置，设计轴的结构，由dmindi。,装配草图设计草图设计第一阶段,装配草图设计草图设计第一阶段,步骤及要点： 机体内壁与小齿轮端面及大齿轮顶圆应有间隙、。 防止高速级大齿轮与低速级轴相碰 见附表4、附表5、附表6。 4) 确定轴上力作用点及支点跨距，计算轴承寿命。,装配草图设计草图设计第一阶段,三、精算： 轴的安全系数校核，弯扭组合强度计算 （ 高速轴） 轴承寿命（ 高速轴轴承） 键 （ 高速轴上键）,四、草图第二阶段： 任务:轴系结构设计 内容：设计传动零件、轴上其它零件及与轴承支点结构有关零件的具体结构。 传动件结构设计：,装配草图设计精算阶段,装配草图设计草

14、图设计第二阶段,装配草图设计草图设计第二阶段,2.轴承组合设计： 轴系轴向固定与调整方法； 轴系结构与画法； 轴系润滑与密封； 轴系盖结构；,轴结构细化 圆角、倒角： 退刀槽： 砂轮越程槽等：,装配草图设计草图设计第二阶段,五、装配草图第三阶段： 任务：完成装配草图 内容：1、设计减速器机体和附件 机体形状、尺寸确定， 轴承旁凸台结构尺寸， 加强筋； 机体工艺结构（沉头座、凸台、铸造圆角等）； 联接螺栓、螺钉的尺寸、位置， 地脚座凸缘、机座、机盖联接凸缘的厚度及宽度。,装配草图设计草图设计第三阶段,2.完成减速器配件：七大配件的结构设计 检查孔,盖 P78； 通气器 P78； 油标 P75；

15、排油孔螺塞 P77； 起盖螺钉 P81； 定位销 P80； 起吊装置 P80。 P42（图46）、P45（图49），P46P48。,装配草图设计草图设计第三阶段,装配草图设计草图设计第三阶段,六、完成减速器装配图： 参见图43（P38P39）。 装配图内容包括各个视图、尺寸、技术要求、零件编号、明细表、标题栏等。 1.标注尺寸：特性尺寸；配合尺寸；安装尺寸；外形尺寸。见P102，P103。 2.零件序号、明细表、标题栏：P103P104。 3.技术特性：P39 图43 4.技术要求：P39 图43 5.检查装配图,装 配 工 作 图 设 计,装 配 工 作 图 设 计,装配图的检查 1、装配图

16、是否与传动方案一致； 2、传动件、轴、轴承及轴上零件结构是否合理； 定位、固定是否可靠；加工、装拆是否方便； 润滑、密封如何考虑的； 3、箱体的结构与工艺性是否合理； 加工面与非加工面； 附件的布置是否恰当、结构是否正确； 4、设计计算的尺寸与实际尺寸是否一致；,5、视图表达是否符合机械制图规定； 三个视图的投影关系是否正确； 啮合轮齿、螺纹及滚动轴承等的画法； 6、尺寸标注是否完整且不多余； 零件序号是否按顺序编制完整，不遗 漏、重复；且与明细表一一对应，注意材料牌号与设计一致； 标出技术特性、撰写技术要求。 参看P97 图5-5常见错误示例。,1、不合理结构：插孔位置太高，测油杆不便插入和

17、拔出，凸台无法加工。,2、不合理结构：放油孔位置偏高，箱内的油放不干净,3、不合理结构：轴承盖螺钉设计在剖分面上。,4、不合理结构：各轴承座孔外端面不平齐，不利于加工。,5、不合理结构：定位销孔位置不当。,零件工作图设计和绘制 编写设计计算说明书 答辩准备及答辩,主要内容,机械设计课程设计第三阶段,3-1 零件工作图设计概述 零件工作图是零件制造、检验和制订工艺规程的基本技术文件。它既要反映出设计意图，又要考虑到制造的可能性、合理性和经济性。 零件工作图应包括制造和检验零件所需全部内容。 零件的基本结构及主要尺寸应与装配图一致，不应随意更改。如必须更改，应对装配图作相应的修改。,零件工作图设计

18、,设计内容：1、低速级低速轴 2、低速级大齿轮 零件工作图的要求： 正确选择和合理布置视图 合理标注尺寸 标注公差及表面粗糙度 编写技术要求 画出零件工作图标题栏,零件工作图设计,零件工作图设计,手册P107：,3-2 轴类零件工作图的设计要点 设计内容：低速级低速轴 1、视图 一般只需一个主视图； 在有键槽和孔的地方增加必要的局部剖面图； 细小结构（如退刀槽、中心孔）局部放大图。 设计时用2号图纸，选用比例1:1。,零件工作图设计轴类零件设计要点,零件工作图设计轴类零件设计要点,2、标注尺寸 对所有尺寸包括倒角、圆角都应标注无遗，或在技术要求中说明。 不允许出现封闭的尺寸链。 应根据加工工艺

19、的要求选择基准面，进行标注；,零件工作图设计轴类零件设计要点,零件工作图设计轴类零件设计要点,l,零件工作图设计轴类零件设计要点,为主基准 为辅助基准,3、表面粗糙度 轴的所有表面都要加工。 表面粗糙度可查P112 或按表 6-5 选择。,零件工作图设计轴类零件设计要点,零件工作图设计轴类零件设计要点,4、标注尺寸公差 凡有配合处的直径按装配图的配合性质标出尺寸的偏差。 键槽的尺寸偏差及标注方法可查有关手册。 (键槽深度标注d-t的尺寸偏差P193) 在零件工作图上对尺寸及偏差相同的直径应逐一标注，不得省略； 参见P109说明，P111图6-4及有关手册。,零件工作图设计轴类零件设计要点,手册

20、P111,5、形位公差 下表列出了在轴上应标注的形位公差项目，供设计时参考。 轴的形位公差标注方法及公差值可参考P109111图6-4、表6-16-4或有关手册。,零件工作图设计轴类零件设计要点,形位公差的确定方法：类比法 计算法 P169172 表8-368-39,6、技术要求 在图上不便表示而在制造时又必须遵循的要求和条件。参见P112 。 主要内容： 对材料的机械性能和化学成分的要求及允许代用的材料； 对材料表面机械性能的要求，如热处理方法，对处理后的硬度、渗碳深度及淬火深度等； 对机械加工的要求 对未注明倒角、圆角半径的说明。,零件工作图设计轴类零件设计要点,零件工作图设计轴类零件设计

21、要点,7、轴零件工作图示例,3-3 齿轮类零件工作图的设计要点 这类零件系指齿轮、蜗杆和蜗轮等。在零件工作图中除了零件图形和技术要求外，还应有啮合特性表。 设计内容：低速级大齿轮 1、视图 这类零件图一般用两个视图表示：主+侧 简化：侧视图只画轴孔和键槽。,零件工作图设计齿轮类零件设计要点,注：角方向应在视图上清楚的画出。 设计时用2号图纸，选用比例1：1。,零件工作图设计齿轮类零件设计要点,零件工作图设计齿轮类零件设计要点,2、标注尺寸 a) 径向尺寸：以轴的中心线为基准标出。 注：齿根圆在图纸上不标出。 b)齿宽方向的尺寸：以端面为基准标出。 有关齿轮零件工作图的尺寸标注，参见P11412

22、6或有关手册。,零件工作图设计齿轮类零件设计要点,除啮合参数（齿顶圆、分度圆）为精确值外，其它尺寸（轮缘厚度、辐板厚度、轮毂及辐板开孔尺寸等）应圆整。,3、表面粗糙度 可参考手册P115表6-6。,零件工作图设计齿轮类零件设计要点,4、尺寸公差和形位公差 尺寸公差 a)齿顶圆直径的极限偏差。参见P205表8-70或有关手册； 作基准（IT79) 不作基准（IT11) b)轴孔或齿轮轴轴颈的公差。参见P205表8-70或有关手册； c)键槽宽度b的极限偏差和尺寸（d+t1）的极限偏差。参见P193表8-61或有关手册；,零件工作图设计齿轮类零件设计要点,形位公差 d)齿顶圆的径向跳动公差。P20

23、5表8-70； e)齿轮端面的端面跳动公差。P205表8-71； f)齿轮轴孔的圆柱度公差。其值约为轴孔直径公差的0.3倍，并圆整至P170表8-39的标准值； g)键槽的对称度公差。其值可取轮毂键槽宽度公差的1/2； 键槽的平行度公差。一般可不注，精度高，可参见P115或有关手册。,零件工作图设计齿轮类零件设计要点,P117图6-8：,5、啮合特性表 啮合特性表内容：齿轮的主要参数 （不得省略 ） 齿轮的测量项目 计算及查取方法： P117图6-8的圆柱齿轮啮合特性表可供参考： P205表8-72测量项目 P206213表8-73 8-86 计算方法参考P116例-1,零件工作图设计齿轮类零

24、件设计要点,6、技术要求 主要内容： 对铸件、锻件或其他类型坯件的要求； 对材料的机械性能和化学成分的要求及允许代用的材料； 对材料表面机械性能的要求，如热处理方法，对处理后的硬度、渗碳深度及淬火深度等； 对未注明倒角、圆角半径的说明； 对大型或高速齿轮的平衡校验要求。,零件工作图设计齿轮类零件设计要点,34 编写设计计算说明书 计算说明书是设计计算的整理和总结，是图纸设计的理论根据，而且是审核设计的技术文件之一。说明书的内容和设计任务有关。对于本课程设计，其说明书的内容大致包括： 1、内容 （1）目录（标题及页次）； （2）设计任务书； （3）前言（题目分析，传动方案的拟定等）； （4）电动

25、机的选择及传动装置的运动和动力参数计算； （5）传动零件的设计计算（确定带传动及齿轮传动的主要参数）；,编写设计计算说明书,（6）轴的设计计算及校核； （7）箱体设计及说明 （8）键联接的选择和计算； （9）滚动轴承的选择和计算； （10）联轴器的选择； （11）润滑和密封的选择； （12）减速器附件的选择及说明； （13）设计小结； （14）参考资料（资料的编号【】及书名、作者、出版单位、出版年月）；,编写设计计算说明书,2、要求和注意事项 必须用钢笔工整的书写在规定格式的设计计算说明书上，要求计算正确，论述清楚、文字精炼、插图简明、书写整洁。 本次课程设计说明书要求字数不少于6-8千字（约

26、30页），要装订成册。 3、书写格式标例,编写设计计算说明书,编写设计计算说明书,手册P141：,35 准备答辩事宜 完成设计后，应及时做好本课程设计的最后一个环节答辩的准备工作及答辩。 在答辩前，应做好以下两方面的工作： 1、整理工作： 按要求完成规定的设计任务，把图纸叠好（参见右图）； 说明书装订好，一同放在机械设计课程设计资料袋内； 资料袋封面写上班级、姓名、学号、指导教师、题目等。,准备答辩,、做好总结 认真回顾有关设计过程及设计内容，进一步把还不懂的、不甚懂的或尚未考虑到的问题弄懂、弄透，以便取得更大的收获。充分做好答辩前的准备工作。 本次课程设计答辩采用学生单独答辩的形式进行。每位同学的答辩时间为1520分钟。具体答辩次序由指导教师确定。希望同学们按时进行答辩，并预祝同学们取得好成绩！,准备答辩,The end,