机械课程设计导引150302.ppt

机械机械课程程设计导引引150302机械设计课程设计导引机械设计课程设计导引机械设计课程设计导引机械设计课程设计导引l1概述（概述（P191P191）l2 几点提示几点提示2021/2/2821.11.1 机械设计课程设计的目的机械设计课程设计的目的机械设计课程设计的目的机械设计课程设计的目的 l(1)培养分析和解决实际问题的能力培养分析和解决实际问题的能力l 综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论和实际知识，进行课程设计综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论和实际知识，进行课程设计 l(2)培养机械设计能力培养机械设计能力（以典型机械产品设计为载体（以典型机械产品设计为载体）l 为满足机器的功能要求，合理选型，制定设计方案；为满足机器的功能要求，合理选型，制定设计方案；l 正确计算零件的工作能力；正确计算零件的工作能力；l 结构设计：尺寸、形状、材料及零部件配置构；结构设计：尺寸、形状、材料及零部件配置构；l 综合权衡：制造工艺、使用、维护、经济和安全等问题，综合权衡：制造工艺、使用、维护、经济和安全等问题，l(3)培养机械设计的基本技能培养机械设计的基本技能l 学习运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料学习运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料2021/2/2831.21.2 课程设计的内容与任务课程设计的内容与任务课程设计的内容与任务课程设计的内容与任务l1.2.1内容（题目）：见设计任务书内容（题目）：见设计任务书l1.2.2任务：任务：l(1)绘制减速器绘制减速器装配图装配图（A0A0图幅图幅 ）；）；l(2)绘制零件工作图绘制零件工作图 （3 3）设计）设计说明书说明书（格式：格式：P249-250P249-250）l1.2.3注意注意l1 1）统一装袋，文件袋统一封面）统一装袋，文件袋统一封面l2 2）将）将设计任务书装钉在目录之后的第一页设计任务书装钉在目录之后的第一页2021/2/2841.21.2 课程设计的内容与任务课程设计的内容与任务课程设计的内容与任务课程设计的内容与任务 任务之任务之任务之任务之2 2：绘制零件工作图：绘制零件工作图：绘制零件工作图：绘制零件工作图 l绘制零件图的具体任务绘制零件图的具体任务 l 圆锥齿轮减速器：圆锥齿轮减速器：l 圆柱齿轮减速器：圆柱齿轮减速器：l 蜗蜗 杆杆 减减 速速 器：器：小锥齿轮及高速轴小锥齿轮及高速轴第二级大齿轮及输出轴第二级大齿轮及输出轴；蜗杆，蜗轮部装图蜗杆，蜗轮部装图齿圈、轮芯零件图齿圈、轮芯零件图要求：用计算机绘制零件工作图要求：用计算机绘制零件工作图2021/2/285课程设计文件袋封面项目课程设计文件袋封面项目课程设计文件袋封面项目课程设计文件袋封面项目l机械设计课程设计机械设计课程设计l设计题目设计题目l内内 装装l1 1 l2 2 l3 3ll专业、方向、班级专业、方向、班级l设计者、学号设计者、学号l指导教师指导教师l完成日期完成日期 年年 月月 日日l成绩成绩l（校、院名）（校、院名）2021/2/2861.31.3 主要设计阶段及时间安排参考主要设计阶段及时间安排参考主要设计阶段及时间安排参考主要设计阶段及时间安排参考 l（1 1）设计）设计准备准备(减速器模型地点：减速器模型地点：2-401)2-401)（1 1天）天）l（2 2）传动装置的）传动装置的总体设计总体设计 l（3 3）传动件传动件的设计的设计 （2 2 3 3天）天）l（4 4）结构设计结构设计绘制装配草图绘制装配草图 （第（第2 2周余周余1 12 2天）天）l（5 5）绘制）绘制装配图装配图 （23天）天）l（6 6）绘制零）绘制零件件工作工作图图（要求用计算机绘图）（要求用计算机绘图）（12天）天）l（7 7）整理编写设计）整理编写设计说明书说明书 （23天左右分散进行天左右分散进行）l（8 8）小结准备）小结准备答辩答辩2021/2/2871.1.4 4 成绩评定成绩评定成绩评定成绩评定 （5 5 5 5个方面个方面个方面个方面6 6 6 6个关键词）个关键词）个关键词）个关键词）l（1 1）方案方案设计设计l（2 2）分析）分析计算计算参数设计、强度（刚度）校核参数设计、强度（刚度）校核l（3 3）结构结构设计设计结构、装配、制造、公差结构、装配、制造、公差l（4 4）设计）设计表达表达图面、说明书图面、说明书l（5 5）表现表现与与答辩答辩2021/2/288机械设计课程设计导引机械设计课程设计导引机械设计课程设计导引机械设计课程设计导引l1概述（概述（P191P191）l2 几点提示几点提示2021/2/2892021/2/28102 2.1.1 电动机选择电动机选择电动机选择电动机选择 l要点要点l同步同步转速越高转速越高、定子线圈对数越少、电机、定子线圈对数越少、电机价格越低价格越低、l总传动比增大、总传动比增大、减速器减速器尺寸与尺寸与成本加大成本加大。l同步转速同步转速1500 r/min 1500 r/min 为齿轮减速器为齿轮减速器较适中较适中方案方案2021/2/28112.22.2 运动与动力参数计算运动与动力参数计算l引例：由工作机阻力矩引例：由工作机阻力矩T阻计算可得：阻计算可得：l电机的输出功率：电机的输出功率：P=6.5kWl选用型号选用型号Y132M-4额定功率额定功率P=7.5kW电机电机l同步转速同步转速1500满载转速满载转速1440r/minl问题：问题：l减速器负荷（功率）：减速器负荷（功率）：P=？l减速器高速轴转速减速器高速轴转速n=l如何计算减速器各轴的扭矩？如何计算减速器各轴的扭矩？2021/2/28122.22.2 运动与动力参数计算运动与动力参数计算l计算要点计算要点l.力矩力矩计算以阻力矩为计算基点计算以阻力矩为计算基点l -由后往前算由后往前算 l2.2.转速转速计算以电动机满载转速为计算基点计算以电动机满载转速为计算基点l -由前往后算由前往后算l3.3.减速器减速器功率按给定负荷功率按给定负荷计算计算(任务约定任务约定)l4.4.各轴各轴的功率，的功率，应分输入与输出功率应分输入与输出功率，两者相差的是轴承的功率损耗（效率），两者相差的是轴承的功率损耗（效率）2021/2/28132.22.2 运动与动力参数计算运动与动力参数计算l计算方法计算方法l.-按力矩流由后往前算按力矩流由后往前算 l例：圆锥例：圆锥-圆柱减速器第三轴输出钮矩圆柱减速器第三轴输出钮矩 3轴轴方法一：方法一：方法二：方法二：2021/2/28142.32.3 传动件设计与传动比分配传动件设计与传动比分配 l2.3.1 齿轮减速器齿轮减速器l（1）传动比分配对结构的影响）传动比分配对结构的影响2021/2/2815总中心距相同不同传动比分配方案对比总中心距相同不同传动比分配方案对比2021/2/28162.32.3 传动件设计与传动比分配传动件设计与传动比分配 l2.3.1 齿轮减速器齿轮减速器l（1）传动比分配对结构的影响）传动比分配对结构的影响l（2）二级）二级齿轮减速器齿轮减速器传动比分配传动比分配的基本要求：的基本要求：l结构紧凑、两大齿轮浸油深度接近结构紧凑、两大齿轮浸油深度接近l d大大d大大(如何实现？如何实现？)2021/2/28172.3 2.3 传动件设计与传动比分配传动件设计与传动比分配之之齿轮减速器传动比分配与齿轮计算齿轮减速器传动比分配与齿轮计算齿轮减速器传动比分配与齿轮计算齿轮减速器传动比分配与齿轮计算分配传动比分配传动比齿轮计算齿轮计算d大大d大大否否是是2021/2/28182.32.3 传动件设计与传动比分配传动件设计与传动比分配 l2.3.1 齿轮减速器齿轮减速器l（1）传动比分配对结构的影响）传动比分配对结构的影响l（2）二级）二级齿轮减速器齿轮减速器传动比分配传动比分配的基本要求：的基本要求：l结构紧凑、两大齿轮浸油深度接近结构紧凑、两大齿轮浸油深度接近l d大大d大大(如何实现？如何实现？)l(3)(3)分析、思考分析、思考软、硬齿面齿轮的优缺点软、硬齿面齿轮的优缺点，使用场合，使用场合。l（4 4）二级圆柱齿轮二级圆柱齿轮减速器减速器-采用斜齿轮传动采用斜齿轮传动2021/2/28192.32.3 传动件设计与传动比分配传动件设计与传动比分配l2.3.2 2.3.2 蜗杆减速器蜗杆减速器l（1 1）多方案多方案比较计算（计分）比较计算（计分）l基本要求：基本要求：l取同步转速取同步转速1000 r/min,1500 r/min1000 r/min,1500 r/min对比定一个方案对比定一个方案 l（2 2）结构设计（装配底图）初步完成后，进行：）结构设计（装配底图）初步完成后，进行：l1 1）蜗杆）蜗杆刚度校核刚度校核l2 2）油温油温（热平衡）（热平衡）计算计算2021/2/28202.4 2.4 结构设计结构设计 l2.4.1 2.4.1 概述概述2021/2/28212.4.12.4.1结构设计概述结构设计概述结构设计概述结构设计概述 (阅阅阅阅P203)P203)l（1 1）紧接在传动件设计之后进行装配草图绘制）紧接在传动件设计之后进行装配草图绘制l（2 2）直接在）直接在0 0号图纸上选择适当的比例进行号图纸上选择适当的比例进行l 草图草图 “潦草的图潦草的图”l（3 3）主要设计过程）主要设计过程l 起步起步-配置传动件的相对位置，确定箱体内壁；配置传动件的相对位置，确定箱体内壁；2021/2/2822配置传动配置传动配置传动配置传动件位置确件位置确件位置确件位置确定箱体内定箱体内定箱体内定箱体内壁壁壁壁2021/2/28232.4.12.4.1结构设计概述结构设计概述结构设计概述结构设计概述 (阅阅阅阅P203)P203)l（1 1）紧接在传动件设计之后进行装配草图绘制）紧接在传动件设计之后进行装配草图绘制l（2 2）直接在）直接在0 0号图纸上选择适当的比例进行号图纸上选择适当的比例进行l 草图草图 “潦草的图潦草的图”l（3 3）主要设计过程）主要设计过程l 起步起步-配置传动件的相对位置，确定箱体内壁；配置传动件的相对位置，确定箱体内壁；l 确定轴的最小直径，选择轴承；确定轴的最小直径，选择轴承；l 轴系结构设计轴系结构设计（并行箱体相关结构的设计）（并行箱体相关结构的设计）2021/2/2824轴系结构设计轴系结构设计轴系结构设计轴系结构设计2021/2/28252.4.12.4.1结构设计概述结构设计概述结构设计概述结构设计概述 (阅阅阅阅P203)P203)l（1 1）紧接在传动件设计之后进行装配草图绘制）紧接在传动件设计之后进行装配草图绘制l（2 2）直接在）直接在0 0号图纸上选择适当的比例进行号图纸上选择适当的比例进行l 草图草图 “潦草的图潦草的图”l（3 3）主要设计过程）主要设计过程l 起步起步-配置传动件的相对位置，确定箱体内壁；配置传动件的相对位置，确定箱体内壁；l 确定轴的最小直径，选择轴承；确定轴的最小直径，选择轴承；l 轴系结构设计轴系结构设计（并行箱体相关结构的设计）（并行箱体相关结构的设计）l蜗杆减速器要求蜗杆减速器要求：蜗杆采用：蜗杆采用一支点双向固定,另一端游动的支撑方式。2021/2/28262.4.12.4.1结构设计概述结构设计概述结构设计概述结构设计概述 (阅阅阅阅P203)P203)l 轴系结构设计轴系结构设计（并行箱体相关结构的设计）（并行箱体相关结构的设计）l蜗杆减速器要求蜗杆减速器要求：蜗杆采用：蜗杆采用一支点双向固定,另一端游动的支撑方式。一对角接触球轴承组合2021/2/28272.4.12.4.1结构设计概述结构设计概述结构设计概述结构设计概述 (阅阅阅阅P203)P203)l 轴系结构设计轴系结构设计（并行箱体相关结构的设计）（并行箱体相关结构的设计）l蜗杆减速器要求蜗杆减速器要求：蜗杆采用：蜗杆采用一支点双向固定,另一端游动的支撑方式。一对圆锥滚子轴承组合2021/2/28282.4.12.4.1结构设计概述结构设计概述结构设计概述结构设计概述 (阅阅阅阅P203)P203)l（1 1）紧接在传动件设计之后进行装配草图绘制）紧接在传动件设计之后进行装配草图绘制l（2 2）直接在）直接在0 0号图纸上选择适当的比例进行号图纸上选择适当的比例进行l 草图草图 “潦草的图潦草的图”l（3 3）主要设计过程）主要设计过程l 起步起步-配置传动件的相对位置，确定箱体内壁；配置传动件的相对位置，确定箱体内壁；l 确定轴的最小直径，选择轴承；确定轴的最小直径，选择轴承；l 轴系结构设计（并行箱体相关结构的设计）轴系结构设计（并行箱体相关结构的设计）l 轴、轴承、键的轴、轴承、键的强度（刚度）校核强度（刚度）校核2021/2/2829校核校核校核校核前应前应前应前应完成完成完成完成的结的结的结的结构设构设构设构设计计计计2021/2/28302.4.12.4.1结构设计概述结构设计概述结构设计概述结构设计概述 (阅阅阅阅P203)P203)l（1 1）紧接在传动件设计之后进行装配草图绘制）紧接在传动件设计之后进行装配草图绘制l（2 2）直接在）直接在0 0号图纸上选择适当的比例进行号图纸上选择适当的比例进行l 草图草图 “潦草的图潦草的图”l（3 3）主要设计过程）主要设计过程l 起步起步-配置传动件的相对位置，确定箱体内壁；配置传动件的相对位置，确定箱体内壁；l 确定轴的最小直径，选择轴承；确定轴的最小直径，选择轴承；l 轴系结构设计（并行箱体相关结构的设计）轴系结构设计（并行箱体相关结构的设计）l 轴、轴承、键的强度（刚度）校核轴、轴承、键的强度（刚度）校核l 完善箱体及减速器附件的设计完善箱体及减速器附件的设计2021/2/28312.4 2.4 结构设计结构设计 l2.4.1 2.4.1 概述概述l2.4.2 2.4.2 传动件的配置传动件的配置l（1 1）二级齿轮传动减速器）二级齿轮传动减速器2 2种方案种方案2021/2/2832二级齿轮传动减速器二级齿轮传动减速器二级齿轮传动减速器二级齿轮传动减速器2 2 2 2种传动件配置方案种传动件配置方案种传动件配置方案种传动件配置方案输入输入输入输入输出输出输出输出哪一种方案有利于减轻轮齿的承载不均？哪一种方案有利于减轻轮齿的承载不均？2021/2/2833二级齿轮传动减速器二级齿轮传动减速器二级齿轮传动减速器二级齿轮传动减速器2 2 2 2种传动件配置方案种传动件配置方案种传动件配置方案种传动件配置方案输入输入输入输入输出输出输出输出要求：齿轮类减速器设计，在齿轮设计计算前进行传动件配置方案对比选择。斜齿轮应在说明书、图纸注明旋向。要求：齿轮类减速器设计，在齿轮设计计算前进行传动件配置方案对比选择。斜齿轮应在说明书、图纸注明旋向。2021/2/28342.4 2.4 结构设计结构设计 l2.4.1 2.4.1 概述概述l2.4.2 2.4.2 传动件的配置传动件的配置l（1 1）二级齿轮传动减速器）二级齿轮传动减速器2 2种方案种方案l（2 2）蜗杆减速器蜗杆减速器-蜗杆下置蜗杆下置l2.4.3 2.4.3 减速器减速器结构结构及尺寸及尺寸P158P158第十一章第十一章2021/2/28352021/2/28362021/2/28372.4 2.4 结构设计结构设计 l2.4.1 2.4.1 概述概述l2.4.2 2.4.2 传动件的配置传动件的配置l（1 1）二级齿轮传动减速器）二级齿轮传动减速器2 2种方案种方案l（2 2）蜗杆减速器蜗杆减速器-蜗杆下置蜗杆下置l2.4.3 2.4.3 减速器减速器结构结构及尺寸及尺寸P158P158第十一章第十一章l2.4.4 2.4.4 小锥齿轮轴小锥齿轮轴支承跨度的设计支承跨度的设计2021/2/2838 小锥齿轮轴支承跨度的设计小锥齿轮轴支承跨度的设计小锥齿轮轴支承跨度的设计小锥齿轮轴支承跨度的设计l问题：问题：l1、l2取值有何讲究？取值有何讲究？ll1l2l轴承轴承2 2负荷负荷l支承刚度支承刚度 l经验方法：经验方法：ll1（2 23 3）l2l或：或：l1 2.5dl 轴颈直径轴颈直径l1l2122021/2/28392.4 2.4 结构设计结构设计 l2.4.1 2.4.1 概述概述l2.4.2 2.4.2 传动件的配置传动件的配置l（1 1）二级齿轮传动减速器）二级齿轮传动减速器2 2种方案种方案l（2 2）蜗杆减速器蜗杆减速器-蜗杆下置蜗杆下置l2.4.3 2.4.3 减速器减速器结构结构及尺寸及尺寸P158P158第十一章第十一章l2.4.4 2.4.4 小锥齿轮轴支承跨度的设计小锥齿轮轴支承跨度的设计l2.4.5 2.4.5 轴的轴向轴的轴向固定用固定用圆螺母圆螺母时时注意防松注意防松2021/2/2840圆螺母防松圆螺母防松圆螺母防松圆螺母防松2021/2/28412.52.5 轴承设计计算轴承设计计算轴承设计计算轴承设计计算 l（1）同一支点成对安装同型号角接触轴承的计算）同一支点成对安装同型号角接触轴承的计算（蜗杆减速器）（蜗杆减速器）2021/2/2842方法要点：按双列轴承计算 1）基本额定动载荷 C 和基本额定静载荷 C0 与单个轴承的 C 和 C0 关系：角接触球轴承：圆锥滚子轴承：同一支点成对安装同型号角接触轴承的计算同一支点成对安装同型号角接触轴承的计算2021/2/2843方法要点：按双列轴承计算 2）不需计算内部轴向力，等效为一个双列轴承内力抵消，直接取轴上的轴向力作为轴承的轴向力不需计算内部轴向力，等效为一个双列轴承内力抵消，直接取轴上的轴向力作为轴承的轴向力3）X、Y按双列轴承选取按双列轴承选取同一支点成对安装同型号角接触轴承的计算同一支点成对安装同型号角接触轴承的计算静静载载2021/2/2844双列向心推力轴承的双列向心推力轴承的双列向心推力轴承的双列向心推力轴承的X X X X、Y Y Y Y系数系数系数系数Cot=1.5/e2021/2/28452.52.5 轴承设计计算轴承设计计算轴承设计计算轴承设计计算 l（1）同一支点成对安装同型号角接触轴承的计算）同一支点成对安装同型号角接触轴承的计算（蜗杆减速器）（蜗杆减速器）l（2）滚动轴承简化画法）滚动轴承简化画法-设计手册第六章滚动轴承各表头设计手册第六章滚动轴承各表头2021/2/28462.62.6 联轴器附加径向载荷联轴器附加径向载荷联轴器附加径向载荷联轴器附加径向载荷FcFc的计算的计算的计算的计算l2.6.1Fc产生的原因产生的原因（1 1）联接件与半联轴器产生相对滑移）联接件与半联轴器产生相对滑移（2 2）制造误差）制造误差2.6.2Fc的计算的计算D0联接元件圆周力联接元件圆周力“作用圆周作用圆周”的直径的直径D02021/2/28472.62.6 联轴器附加径向载荷联轴器附加径向载荷联轴器附加径向载荷联轴器附加径向载荷FcFc的计算的计算的计算的计算l2.6.3载荷合成载荷合成l问题：问题：Fc方向不定方向不定弯矩合成：弯矩合成：（设设Mc由由FcFc产生的产生的弯矩）弯矩）提示：加画提示：加画Fc作用下作用下的的支反支反力分析简图和弯矩图力分析简图和弯矩图l对策：对策：“偏安全处理偏安全处理”l力合成力合成：（：（设设FrcFrc由由FcFc产生的支反力：产生的支反力：FrcFrc1 1 、FrcFrc2 2 ）FCFrC1FrC2MC2021/2/28482.72.7 润滑与密封润滑与密封润滑与密封润滑与密封l2.7.1 2.7.1 齿轮、蜗轮的齿轮、蜗轮的润滑润滑l 当当v12m/s可采用油池润滑可采用油池润滑l 浸油深度、油池深度、油量：浸油深度、油池深度、油量：P231l2.7.2轴承轴承的的润滑润滑l（1）方式一：油润滑）方式一：油润滑l实现的方法：齿轮溅油（传动件实现的方法：齿轮溅油（传动件v 23m/s）l2021/2/2849齿轮减齿轮减速器速器2021/2/2850输油槽输油槽2021/2/28512.72.7 润滑与密封润滑与密封润滑与密封润滑与密封l2.7.1 2.7.1 齿轮、蜗轮的齿轮、蜗轮的润滑润滑l 当当v12m/s可采用油池润滑可采用油池润滑l 浸油深度、油池深度、油量：浸油深度、油池深度、油量：P231l2.7.2轴承轴承的的润滑润滑l（1）方式一：油润滑）方式一：油润滑l实现的方法：齿轮溅油（传动件实现的方法：齿轮溅油（传动件v 23m/s）l浸油（下置蜗杆）浸油（下置蜗杆）l刮油润滑（蜗轮）刮油润滑（蜗轮）2021/2/2852蜗杆减蜗杆减速器速器2021/2/28532.72.7 润滑与密封润滑与密封润滑与密封润滑与密封l2.7.1 2.7.1 齿轮、蜗轮的齿轮、蜗轮的润滑润滑l 当当v12m/s可采用油池润滑可采用油池润滑l 浸油深度、油池深度、油量：浸油深度、油池深度、油量：P231l2.7.2轴承轴承的的润滑润滑l（1）方式一：油润滑）方式一：油润滑l实现的方法：齿轮溅油（传动件实现的方法：齿轮溅油（传动件v 23m/s）l浸油（下置蜗杆）浸油（下置蜗杆）l刮油润滑（蜗轮）刮油润滑（蜗轮）l（2）方式二：脂润滑（）方式二：脂润滑（dn2 105mmr/min）l要点：要点：1）加挡油环）加挡油环l2）可用毛毡密封）可用毛毡密封2021/2/2854脂润滑轴承处加挡油环脂润滑轴承处加挡油环脂润滑轴承处加挡油环脂润滑轴承处加挡油环2021/2/28552.72.7 润滑与密封润滑与密封润滑与密封润滑与密封l2.7.1 2.7.1 齿轮、蜗轮的齿轮、蜗轮的润滑润滑l 当当v12m/s可采用油池润滑可采用油池润滑l 浸油深度、油池深度、油量：浸油深度、油池深度、油量：P231l2.7.2轴承轴承的的润滑润滑l（1）方式一：油润滑）方式一：油润滑l实现的方法：齿轮溅油（传动件实现的方法：齿轮溅油（传动件v 23m/s）l浸油（下置蜗杆）浸油（下置蜗杆）l刮油润滑（蜗轮）刮油润滑（蜗轮）l（2）方式二：脂润滑（）方式二：脂润滑（dn2 105mmr/min）l要点：要点：1）加挡油环）加挡油环l2）可用毛毡密封）可用毛毡密封2021/2/2856关于辅导关于辅导关于辅导关于辅导l每天点名每天点名，不同指导老师对应的时间，下班辅导。，不同指导老师对应的时间，下班辅导。l友情提示：友情提示：l进度往前赶；进度往前赶；l多思考、多提问；多思考、多提问；l独立完成、忌变相合作与参考。独立完成、忌变相合作与参考。2021/2/2857教室安排教室安排l2021/2/2858