機械設計課程設計安排機制10.ppt

課程設計總體安排,2、指導教師及設計地點： 機制1011：皮鈞老師； 機制1012 ：張全明老師； 機制1013：王素老師； 機制1014 ：方芳老師； 機制1015 ：馮薇老師； 機制1016 ：王成志老師；,1、時間：2012年12月31日2013年1月18日，共3周。,3、設計題目：( 由指導教師安排，課后班長從指導教師處領取),4、注意事項：注意設計室的安全、清潔衛(wèi)生，不得在設計室吃早餐、抽煙、打牌!,第一章 概述,一、課程設計的目的,課程設計是機械設計課程重要的教學環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學生機械設計能力的技術基礎課。,課程設計的主要目的是： 1）通過課程設計使學生綜合運用機械設計課程及有關先修課程的知識，起到鞏固、加深及拓寬有關機械設計方面知識的作用。 2）通過課程設計的實踐，逐步樹立正確的設計思想，培養(yǎng)學生分析和解決工程實際問題的能力，使學生掌握機械零件、機械傳動裝置或簡單機械的一般設計方法和步驟。 3）提高學生的有關設計能力，如計算能力、繪圖能力等，使學生熟悉設計資料（手冊、圖冊等）的使用，掌握經驗估算等機械設計的基本技能。,二、課程設計的內容和任務,課程設計一般選擇通用機械的傳動裝置或簡單機械作為設計課題。,設計的主要內容一般包括以下幾方面： （1）擬定、分析傳動裝置的總體設計方案； （2）選擇電動機，計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)； （3）進行傳動件的設計計算，校核軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵等； （4）繪制減速器裝配圖和有關零件工作圖； （5）編制設計計算說明書。,第一章 概述,（1）繪制減速器裝配圖1張； （2）零件工作圖2張（A3圖紙） ； 傳動件：低速級從動輪或蝸輪； 軸 : 中間軸或蝸桿軸； （3）設計計算說明書一份，約30頁-8000字左右； （4）答辯。,課程設計要求在3周內完成以下任務：,三、課程設計的步驟,課程設計一般可按以下順序進行：設計準備工作、傳動件的設計計算、裝配圖草圖的繪制（校核軸、軸承等）、裝配圖的繪制、編寫設計計算說明書、答辯。具體設計步驟如下表：,課程設計的步驟（續(xù)前表）,四、課程設計的有關注意事項,進行課程設計是學生第一次接受較全面的設計訓練，作為設計的主體，學生應在教師的指導下發(fā)揮主觀能動性，積極思考問題，認真閱讀設計指導書，查閱有關設計資料，按教師的布置循序漸進地進行認真設計，按時完成每一階段的設計任務。,課程設計注意事項： （1）認真設計草圖是提高設計質量的關鍵，做到邊計算、邊繪圖、邊修改，設計計算和繪圖交替進行； （2）設計過程中應及時檢查、及時修正； （3）注意計算數(shù)據(jù)的記錄和整理； （4）要有整體觀念。,（1）按學校作息時間在規(guī)定設計室進行設計，按時完成設計任務參加答辯，答辯完成并修改后經指導老師同意方可上交； （2）每位同學獨立完成自己的設計任務，不得抄襲他人結果或由他人代替計算和繪圖或替別人設計計算和繪圖，一經發(fā)現(xiàn)雙方均為不及格； （3）不無故缺席、遲到、早退，有事請假，班長每天負責考勤。,成績按等級制評定，主要依據(jù)： 平時表現(xiàn)（包括考勤）：10% 設計能力：10% 設計圖紙質量：40% 說明書質量、計算正確性：25% 答辯：15%,五、課程設計紀律要求,六、成績評定,第二章 機械傳動裝置的總體設計,傳動裝置的總體設計包括確定傳動方案、選擇電動機型號、合理分配各級傳動比以及計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)等，為下一步計算各級傳動件提供條件。 設計任務書由指導教師擬定，學生應對傳動方案進行分析，對方案是否合理提出自己的見解。,（1）帶傳動平穩(wěn)性好，能緩沖吸振，但承載能力小，宜布置在高速級； （2）鏈傳動平穩(wěn)性差，且有沖擊、振動，宜布置在低速級； （3）蝸桿傳動放在高速級時蝸輪材料應選用錫青銅，否則可選用鋁青銅； （4）開式齒輪傳動的潤滑條件差，磨損嚴重，應布置在低速級； （5）圓錐齒輪、斜齒輪宜放在高速級。,一、傳動方案分析（見P6）,二、選擇電動機（見P11-14）,2、選擇電動機容量（確定電動機的功率） 1）工作機所需功率P w 工作機所需功率P w由機器的工作阻力和運動參數(shù)求得，可由設計任務書給定的工作機參數(shù)按下式求得： PW=Fv/1000 或 PW=T n /9550 式中：F為工作機的工作阻力，N；v為工作機的線速度，m/s ；T為工作機的阻力矩，Nm；n為工作機的轉速，r/min 。,1、類型和結構型式的選擇 工業(yè)上一般選擇三相交流異步電動機，最常用的電動機是Y系列籠型三相交流異步電動機。常用結構型式為臥式封閉型。,3）傳動裝置總效率a 由電動機至工作機的傳動裝置總效率a ： a = 123 n 其中1 、2 、3、n分別為傳動系統(tǒng)中每一傳動副、每一對軸承及每個聯(lián)軸器的效率，其數(shù)值查手冊中或指導書中的表(參考P7表1)。,2）電動機輸出功率Pd 電動機輸出功率Pd為： P d = P w / a 式中： P w為工作機所需輸入功率，即工作機主動軸所需功率（KW)； a為電動機至工作機主動軸之間的總效率。,4）確定電動機額定功率Ped 根據(jù)計算出的功率Pd可選定電動機的額定功率Ped 。應使： Ped Pd,3、選擇電動機的轉速 三相異步電動機常用的有四種同步轉速，即3000、1500、1000、750r/min，一般多選用1500r/min或1000r/min的電動機。 可由工作機的轉速要求和傳動機構的合理傳動比范圍（P7表1），推算出電動機轉速的可選范圍，即： nd =（i 1 i 2 i 3in） n 式中： nd為電動機可選轉速范圍；i 1 、i 2 、i 3 、 、in分別為各級傳動機構的合理傳動比范圍， n為工作機的轉速。,4、確定電動機的型號 根據(jù)選定的電動機類型、結構型式、功率和轉速，由表查出電動機型號及其額定功率、滿載轉速、外形和安裝尺寸等各參數(shù)的數(shù)據(jù)，并列表記錄備用。,由選定的電動機滿載轉速nm和工作機的轉速n ，可得傳動裝置總傳動比為： ia= nm / n 總傳動比為各級傳動比i1 、i2 、 i3 in的乘積，即 ia = i1 i2 i3 in 要求： （1）各級傳動的傳動比應在推薦的范圍內選?。?參考P7表1) （2）應使傳動裝置的結構尺寸較小、重量較輕； （3）應使各傳動件的尺寸協(xié)調，結構勻稱、合理，避免互相干涉碰撞。,三、計算總傳動比和分配傳動比（見P1519）,以圖示的傳動裝置為例： 1、各軸的轉速n（ r/min）： n= nm n= n/ i1= nm / i1 2、各軸輸入功率P（ kw） ： P = Pd 01 P = P 12 = P d 01 12 3、各軸輸入轉矩T（Nm） T = 9550P/ n T = 9550P/ n,注意：設計傳動裝置時，一般按實際需要的電動機輸出功率Pd計算， 轉速則取滿載轉速nm 。,四、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)（見P1921）,第三章 減速器結構、潤滑和傳動件的設計,減速器的類型很多，但其基本結構均由傳動件、軸系零件、箱體及附件等所組成。傳動件、軸系零件的設計計算參考教材，這里僅簡要介紹減速器箱體及附件。,1、箱體 箱體按其結構形狀不同可分為剖分式和整體式，多用鑄造而成的剖分式箱體（見指導手冊）。鑄鐵減速器箱體的結構尺寸參閱指導手冊(P26表3)。,2、減速器附件 為了保證減速器正常工作，減速器箱體上通常設置一些裝置或附加結構，以便減速器潤滑油池的注油、排油、檢查油面高度和拆卸、檢修等。 減速器各附件的名稱和用途見參閱指導手冊。,一、減速器結構,減速器內的傳動零件和軸承都需要有良好的潤滑，這樣可減少摩擦損失、提高傳動效率，并可以防銹、降低噪聲。 指導手冊列出了減速器內傳動零件和滾動軸承的潤滑方式。,1、減速器外部的傳動零件 1）帶傳動 2）鏈傳動 3）開式齒輪傳動 2、減速器內部的傳動零件 齒輪、蝸桿、蝸輪 注意：計算順序應先計算減速器外傳動件、然后計算減速器內傳動件。,減速器常通過聯(lián)軸器與電動機、工作機相聯(lián)接。聯(lián)軸器的選擇包括聯(lián)軸器類型和尺寸（查手冊）等的合理選擇。,二、減速器的潤滑,三、傳動零件的設計計算,四、聯(lián)軸器的選擇類型和型號,第四章 減速器裝配圖的設計,（1）裝配圖設計的準備； （2）初步繪制裝配草圖及進行軸系零件的計算； （3）進行傳動件的結構設計、軸承端蓋的結構設計，選擇軸承的潤滑及密封方式； （4）減速器的箱體和附件的設計； （5）檢查裝配草圖； （6）完成裝配圖。,裝配圖設計所涉及的內容較多，設計過程較復雜，往往要邊計算、邊畫圖、邊修改直至最后完成裝配工作圖。裝配圖的設計過程一般包括以下幾個階段：,在畫裝配圖之前，應做好必要的準備工作，主要有以下幾方面： 1、裝拆減速器，翻閱有關資料，了解和熟悉減速器各零件的作用、類型和結構。 2、根據(jù)已進行的計算，匯總和檢查繪制裝配圖時所必需的技術資料和數(shù)據(jù)： （1）傳動裝置的運動簡圖； （2）各傳動零件的主要數(shù)據(jù)，如中心距、分度圓直徑、齒頂圓直徑以及輪齒的寬度等； （3）聯(lián)軸器的型號、孔徑范圍、孔寬和各有關安裝尺寸要求； （4）電動機的有關尺寸，如電動機輸出軸的軸徑、軸身伸出長度、電動機的中心高等； 3、初選滾動軸承的類型和軸的支承型式（兩端固定或一端固定、一端游動等）；,一、裝配工作圖設計的準備階段（見P39）,4、確定減速器箱體的結構型式（整體式、剖分式）和軸承端蓋型式（凸緣式或嵌入式）； 5、選定圖紙幅面及繪圖的比例（盡量采用1：1或1：2）。 注：裝配圖的繪制推薦采用常用的規(guī)定畫法和簡化畫法（參閱第八章）,主要進行軸的結構設計，確定軸承的型號和位置，找出軸承支點和軸系上作用力的作用點，從而對軸和軸承進行驗算。 1、確定各傳動件的輪廓及其相對位置 2、箱體內壁位置的確定 3、軸承座端面位置的確定 4、初步計算軸徑和估算軸的外伸長度 5、軸的結構設計(確定軸的徑向尺寸和軸向尺寸) 6、校核軸、軸承和鍵,二、初步繪制裝配草圖（第一階段）(1:1) （見P3953）,1、傳動零件的結構設計 2、軸承組合設計 3、滾動軸承的潤滑與密封,三、軸系部件的結構設計（第二階段） （見P5560）,四、減速器箱體和附件設計（第三階段） （見P6178）,2、減速器附件的結構設計 1）窺視孔和窺視孔蓋 5）起蓋螺釘 2）放油螺塞 6）定位銷 3）油標 7）吊環(huán)螺釘、吊耳和吊鉤 4）通氣器,1、箱體的結構設計 箱體要具有足夠的剛度、可靠的密封、便于傳動件的潤滑和散熱、良好的工藝性形狀應力求勻稱、美觀,總體布置、計算、軸系結構、箱體和附件結構、繪圖規(guī)范方面,1、標注必要的尺寸 1）外形尺寸，如總長、寬、高； 2）特性尺寸，如傳動件的中心距、偏差； 3）安裝尺寸，如減速器的中心高、軸外伸端配合軸端的長度和直徑、地腳螺栓孔的直徑和位置尺寸、箱體底面尺寸等。 4）配合尺寸，主要零件的配合尺寸、配合性質和精度等級。 2、注明減速器的技術特性 技術特性可采用表格形式來書寫，見指導手冊。,五、裝配草圖的檢查,六、完成裝配圖（見P8087）,3、編寫技術要求 1）對零件的要求 2）對潤滑劑的要求 3）對滾動軸承軸向間隙及其調整的要求 4）傳動側隙量和接觸斑點 5）減速器的密封 6）對試驗的要求 7）對外觀、包裝和運輸?shù)囊?4、對全部零件進行編號(按順時針順序，從最大零件開始) 5、編制零件明細表及標題欄 標題欄和明細表的格式參照指導書P86。,6、檢查裝配工作圖 1）視圖的數(shù)量是否足夠，是否能清楚地表達減速器的結構和裝配關系； 2）各零件的結構是否合理，加工、裝拆、調整是否可能，維修、潤滑是否方便； 3）尺寸標注是否足夠、正確，配合和精度的選擇是否適當，重要零件的位置及尺寸是否符合要求，相關零件的尺寸是否協(xié)調； 4）零件編號是否齊全，有無遺漏或多余； 5）技術要求和技術性能是否完善、正確； 6）明細表所列項目是否正確，標題欄格式（P86）、內容是否符合標準； 7）所有文字是否清晰，是否按制圖規(guī)定書寫（仿宋體）。,第五章 零件工作圖設計,零件工作圖是在完成裝配圖設計的基礎上繪制，它是零件制造和檢驗的主要技術文件。零件工作圖應完整清楚地表達零件的結構和尺寸，圖上應標注尺寸偏差、形位公差和表面粗糙度，寫明材料、熱處理要求及其它技術要求。每幅零件圖應單獨在一個標準圖幅中繪制，并盡量采用1：1的比例，畫出標題欄（格式見指導書P88）。,1、視圖 軸類零件一般用一個主要視圖表示，在有鍵槽和孔的部位，應增加必要的剖視圖。對于軸上不易表達清楚的砂輪越程槽、退刀槽、中心孔等，必要時應繪制局部放大圖。,2、尺寸標注 軸的各段直徑應全部標注尺寸，凡是配合處都要標注尺寸極限偏差。標注軸的各段長度尺寸時首先應選好基準面（常選擇在傳動零件定位面處或軸的端面處），對于長度尺寸精度要求較高的軸段，應盡量直接標注其尺寸。標注尺寸時應避免出現(xiàn)封閉的尺寸鏈。,一、軸類零件工作圖（見P8992）,3、形位公差的標注 軸類零件圖上應標注必要的形位公差，以保證加工精度和裝配質量。軸的形位公差標注項目見手冊。,4、表面粗糙度的標注,5、技術要求 軸類零件圖上的技術要求一般有以下內容： 1）對材料的化學成分和機械性能的說明； 2）熱處理方法、熱處理后的硬度、滲碳深度等要求； 3）圖上未注明的圓角、倒角尺寸； 4）其它必要的說明，如圖上未畫中心孔，則應注明中心孔的類型及標準代號，或在圖上用指引線標出。,1、視圖 齒輪類零件一般用兩個視圖表示，主視圖通常采用通過齒輪軸線的全剖或半剖視圖，側視圖可采用以表達轂孔和鍵槽的形狀、尺寸為主的局部視圖。若齒輪是輪輻結構，則應詳細畫出側視圖，并附加必要的局部視圖，如輪輻的橫剖面圖。 2、尺寸、公差和表面粗糙度的標注 齒輪的各徑向尺寸以軸線為基準標出，軸向尺寸以端面為基準標出。注意在圖上不標齒根圓尺寸。另外還應標注鍵槽尺寸。 3、嚙合特性表 齒輪零件工作圖上應編有嚙合特性表，標準列出齒輪的基本參數(shù)、精度等級及檢驗項目等（參閱手冊）。 4、技術要求 技術要求的內容包括對材料、熱處理、加工（未注明的倒角、圓角半徑）、齒輪毛坯（鍛件、鑄件）等方面的要求。,二、齒輪類零件工作圖（見P9295）,第六章 編寫設計計算說明書和準備答辯,設計說明書要求計算正確、論述清楚、文字簡練、書寫工整。對計算內容只寫出計算公式，再代入數(shù)值（運算和簡化過程不必寫