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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,机械设计课程设计,指导教师:,魏迎军,副教授,第1页,机械基础工程训练目标,综合利用机械设计课程和其它相关先修课程理论及生产实践知识，分析、处理机械设计问题。,学习机械设计普通方法，掌握机械零部件、机械传动装置设计过程，培养总体设计和零部件设计能力。,经过计算和计算机绘图，学习使用标准、规范、手册、图册等技术资料，培养机械设计基本技能。,第2页,参考资料,唐增宝，常建娥.机械设计课程设计.武汉：华中科技大学出版社，第三版,张卫国，饶芳.机械设计基础篇.武汉：华中科技大学出版社，第一版,第3页,设计内容,机械传动系统,总体方案设计,传动零件设计计算,装配图设计：1张A1,（包含主视图、俯视图和左视图，零件明细表，技术特征表，技术要求）,零件图,设计：2张,轴,齿轮,编写,设计计算说明书,第4页,1-1 确定传动方案,方案1：双级圆柱斜齿轮减速器+开式齿轮,方案2：双级圆柱斜齿轮减速器+链传动,方案3：带传动+双级圆柱斜齿轮减速器,方案4：单级蜗杆减速器+链传动(或开式齿轮),（注：依据总传动比和箱内外传动比分配情况而定）,减速器是一个主要通用性机械传动装置，类型多样用途广泛。,功效：降低原动机转速；增大输出转矩；改变运动方向。,带式运输机中双级圆柱齿轮减速器或蜗杆减速器,第5页,双级圆柱齿轮减速器+开式齿轮,为何开式齿轮布置在低速级？,减速器中，为何输入、输出轴上齿轮远离转矩输入、输出端？,为何不把小开式齿轮直接挂在减速器输出轴上？,第6页,双级圆柱齿轮减速器+链传动,为何链传动布置在低速级？,第7页,带传动+双级圆柱齿轮减速器,为何带传动布置在高速级？,第8页,单级蜗杆减速器+链传动,第9页,传动方案,序,号,参数,工 作条 件,参考,方案,姓名,(学号),F（N）,V（m/s）,D（mm）,工作,环境,工作,年限,生产,规模,载荷,性质,1,3000,1.4,450,少尘,双班,单件,平稳,方案1,2,3600,1.5,500,多尘,双班,少批,轻振,方案2,3,3300,1.2,350,清洁,双班,少批,中振,方案3,第10页,1-2 选择电动机,类型：Y系列三相交流异步电动机（P148）,转速：1500或1000 rpm,功率：工作机所需功率,电动机所需功率=,系统总效率,总效率=,1,2,n,（P6 表2-2）,统计电动机安装及外形尺寸（P149）,第11页,1-3 计算总传动比和分配传动比,总传动比：,i=n,电,/n,工,传动比分配标准,各种传动各级传动比应在推荐值范围内,（P7 表2-3）,尺寸协调、结构匀称、不发生干涉现象（P7 图2-2）,双级圆柱齿轮减速器：高速级和低速级齿轮强度靠近,油池浸油润滑：各级大齿轮直径相差不大,i,1,=(1.31.4),i,2,总传动比相对误差：,i,5,第12页,1-4 计算各轴转速、功率和转矩,轴号,转速,n,（rpm）,功率,P,（Kw）,转矩,T,（N,m）,传动比,i,第13页,2-1 传动零件设计计算,先箱外再箱内降低传动比累积误差,箱外：,开式齿轮：齿数互质；大齿轮材料选择；齿宽系数,链传动：链节数取偶数；链轮齿数取奇数，并和链节数互质,带传动：计算压轴力，设计大带轮毂孔直径（P181）,箱内：闭式齿轮传动,软齿面齿轮：按接触疲劳强度设计，校核弯曲疲劳强度,硬齿面齿轮：按弯曲疲劳强度设计，校核接触疲劳强度；齿宽系数,中心距应圆整为5倍数（直齿轮需变位）,模数应向大取第一系列标准值,齿宽应圆整,斜齿轮分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径应准确计算到小数点后三位数,斜齿轮螺旋角应准确计算到“秒”,箱内：蜗杆传动,模数和分度圆直径应取标准值，且应与直径系数符合标准匹配关系,热平衡验算,第14页,小齿轮普通为齿轮轴，P29图5-9,大齿轮依据齿顶圆直径选择结构型式，P189-190,硬齿面大齿轮，为确保键强度，可选取轮毂宽度,l,大于轮缘宽度,B,结构型式，P189图19-11,2-2 齿轮结构设计,第15页,2-3 选择联轴器，初算轴径,方案1、2、4,：减速器,高速轴,外伸端用联轴器与电动机相联，高速轴轴径应与,电动机、联轴器,相匹配。,方案3,：减速器,高速轴,外伸端与大带轮相联，高速轴轴径应与,大带轮孔径,匹配。,减速器,低速轴,外伸端用联轴器与其它轴相联，低速轴轴径应与,联轴器,相匹配。,选择联轴器类型（P13）与型号（P124第十三章）,第16页,任务安排,周次,星期,节次,任务,地点,18,一,1-8,布置设计任务，进行总体设计,D12-J2412,5-8,看录象,D12-J2412,二,1-4,传动零件（箱内）设计计算,D12-J2412,5-8,检验传动零件设计计算,D12-J2303,三,1-4,装配草图设计方法,D12-J2412,5-8,初步完成轴结构设计,D12-J2412,注:18周二9-10减速器拆装试验（分小班进行）D1-204,第17页,任务安排,周次,星期,任务,地点,16,五六,上机绘制装配草图,轴强度校核,滚动轴承寿命验算,键强度校核,计算中心,17,日六,完成减速器装配草图设计,18,日,检验减速器装配图,二四,零件图,三四,编写设计计算说明书,五,课程设计答辩,D1-408,第18页,3 减速器装配图设计,轴系部件,齿轮,轴,轴承,套筒（挡油环）,键,第19页,3 减速器装配图设计,箱体,箱盖,箱座,附件,窥视孔和视孔盖,通气器,轴承端盖,定位销,联接螺栓,箱盖与箱座,轴承座,起盖螺钉,油标与油塞,起吊装置,第20页,第21页,3-1 减速器装配图设计准备,齿轮（蜗杆）传动主要尺寸：中心距，齿轮（蜗杆、蜗轮）分度圆直径，齿宽,轴端直径,输入轴（方案1、2、4）：电动机输出轴径联轴器轴孔直径和长度轴端直径,输入轴（方案3）：带轮轴孔直径轴端直径,输出轴：转矩联轴器轴孔直径和长度轴端直径,滚动轴承类型,第22页,3-2 齿轮传动润滑方式,依据浸油齿轮圆周速度确定,v,12 m/s：,油池浸油润滑,齿轮浸油深度：12个齿高,（P17）,多级齿轮传动：普通低速级大齿轮浸油；当高速级与低速级大齿轮直径相差较大时，高速级大齿轮采取,溅油轮,来润滑,v,45,m/s,上置式蜗杆：蜗轮浸油12个齿高,v,45,m/s,下置式蜗杆：蜗杆浸油0.751个齿高,；当油面到达轴承最低滚动体中心而蜗杆还未浸入油中时，在蜗杆轴上安装溅油环。,齿轮,v,12 m/s或上置式蜗杆,v,10 m/s：,压力喷油润滑,第23页,油池润滑,第24页,采取溅油轮油池润滑,第25页,上置式蜗杆,第26页,下置式蜗杆,当油面到达轴承最低滚动体中心而蜗杆还未浸入油中时，在蜗杆轴上安装,溅油环,。,第27页,喷油润滑,第28页,3-3 滚动轴承润滑方式,润滑油润滑,浸油齿轮圆周速度,v,23 m/s：,飞溅润滑,刮板润滑：下置式蜗杆传动中蜗轮轴轴承,油池润滑：下置式蜗杆轴轴承,润滑脂润滑,浸油齿轮圆周速度,v,30-50mm,第36页,齿轮减速器内壁线（俯视图）,大齿轮齿顶圆到箱座内壁距离,1,齿轮端面与箱体内壁距离,2,中间轴两齿轮端面间距8-15mm,1,2,2,815,箱体内壁,齿顶圆,第37页,确定轴承座孔宽度L,L取决于轴承旁联接螺栓M,d,1,所需扳手空间尺寸,c,1,和,c,2,第38页,C,1,58,C,2,第39页,箱体内壁线,轴承座外端面线,第40页,第41页,定位轴肩，3-5,mm,依据联轴器或大带轮确定直径与宽度,滚动轴承油润滑,依据密封圈（P143）确定直径,非定位轴肩，0.5-1.5,mm,安装轴承处轴径必须是5倍数,滚动轴承定位轴肩按标准确定（第十二章）,第42页,滚动轴承脂润滑,挡油环位置P20,轴段宽度小于齿轮宽度,第43页,轴强度计算,方案3高速轴上作用有带轮压轴力,危险截面：,M,e,最大截面；,画出空间受力图（注意,中间轴,），求水平面和垂直面支反力,R,H,、,R,V,；,分别作水平面和垂直面受力图；,分别作水平面和垂直面弯矩图,M,H,、,M,V,；,求合成弯矩：,求危险截面当量弯矩：,靠近,M,emax,，直径较小截面。,按弯扭合成强度条件校核：,若强度不足，应适当增大轴径。,第44页,轴承寿命计算,求径向载荷,R=sqrt(,R,H,2,+,R,V,2,),求派生轴向力,S,求轴向载荷,A,依据正装或反装，确定派生轴向力方向,依据轴向协力方向，判断轴运动趋势,依据正装或反装，判断哪端轴承受压，哪端轴承放松,压紧端轴承轴向载荷等于除开本身派生轴向力之外轴向力代数和,放松端轴承轴向载荷等于本身派生轴向力,求径向和轴向动载系数,X,、,Y,求当量动载荷,P,求轴承寿命,L,h,第45页,（4）确定箱座高度,H,和油面（P30）；,（2）,轴承座旁连接螺栓位置及凸台高度确实定,；,（1）箱体壁厚8mm（P24表5-1）,（7）箱体加强肋（P24表5-1）,（3）,箱盖圆弧以轴心画圆弧求得,；,减速器箱体结构设计,（5）输油沟结构（P19），注意不要与联接螺栓孔相干涉；,（6）,箱盖、箱座凸缘及联接螺栓布置,（考虑扳手空间）（P24表5-1）,（8）工艺性：铸造圆角，拔模斜度，区分加工面和非加工面，螺栓支承面要加工出沉头座（P32）,第46页,凸台高度确实定应以,最大轴承座孔,为准,凸台高度应向大圆整为,R,20,标准数列值（P73表9-7）,第47页,第48页,第49页,减速器附件设计,窥视孔和视孔盖：要能够观察到齿轮啮合情况（P133）,通气器：依据工作选取（P136-137）,起吊装置（P137-138）,油标：,注意油标倾斜度,放油孔和螺塞（P139）：放油孔设置在箱座内底面最低处；箱座内底面常做成11.5斜面；在油孔附近做成凹坑,起盖螺钉,：螺钉端部应制成圆柱端，以免损坏螺纹和剖分面,定位销：相距尽可能远，距对称线距离不等（P109）,第50页,油标尺插入、拔出时不能与箱体干涉,最低油面,最高油面,油标尺,第51页,起盖螺钉,第52页,3-5 完成减速器装配图,打剖面线：相邻不一样零件剖面线方向应不一样；同一零件在各视图上剖面线方向和间距应一致,标注主要尺寸与配合,特征尺寸：齿轮中心距及其偏差（P167表18-13）,外形尺寸：总长、总宽、总高,安装尺寸：箱座底面尺寸，地脚螺栓孔中心线定位尺寸、地脚螺栓直径和间距，减速器中心高，外伸轴端配合长度和直径,主要零件配合尺寸（P41表5-2）：传动零件与轴，联轴器与轴，轴承内圈与轴（基孔制），轴承外圈与箱体轴承座孔（基轴制）等,填写技术特征表,编写技术要求（P41）,零件编号，编制零件明细表,填写标题栏,第53页,零件工作图,零件工作图是制造、检验零件及制订工艺规程主要技术资料，应包含制造、检验零件所需全部内容，包含：,必要视图,正确尺寸标注,尺寸公差与形位公差,表面粗糙度,技术要求,先画装配图，再拆画零件图,第54页,轴类零件工作图,一个基本视图,断面图,局部放大图,径向尺寸及公差（有配合要求轴段，P41）,轴向尺寸（P50）,形位公差（P52）,表面粗糙度（P52）,技术要求（P51）,第55页,齿轮类零件工作图,主视图,左视图,形位公差（第18章）,粗糙度（P54）,啮合特征表（第18章）,技术要求（P54）,第56页,设计计算说明书内容,目录,设计任务书（一定要画,传动系统运动简图,）,传动方案分析与确定,电动机选择计算,传动装置运动及动力参数选择和计算（包含分配各级传动比，计算各轴转速、功率和转矩）,传动零件设计计算,轴设计计算,键联接选择及计算,滚动轴承选择及计算,联轴器选择,润滑和密封方式选择，润滑油和牌号确实定,箱体及附件结构设计和选择,设计小结（对课程设计体会，设计优缺点及改进意见等）,参考资料（编号 作者.书名.出版地：出版社，出版年，版次）,第57页,提交资料,装配图1张,零件图2张,设计计算说明书1份（手写）,设计任务书（双面打印）,光盘（以班级为单位刻盘）,第58页,中间轴齿轮受力分析,第59页,
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