機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)gai

1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院唐 萍一、概述 課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，是對(duì)非機(jī)類(lèi)、近機(jī)類(lèi)學(xué)生的第一次較全面的機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練。（一）課程設(shè)計(jì)的目的1.培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)過(guò)的理論知識(shí)分析解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力；2.學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，了解簡(jiǎn)單機(jī)械傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)步驟和方法；3.進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練，學(xué)會(huì)使用設(shè)計(jì)資料、手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。（二）課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容與分量1.內(nèi)容： 以減速器為主體的機(jī)械傳動(dòng)裝置，如圖示。膠帶輸送機(jī)1.帶傳動(dòng)2.電動(dòng)機(jī)3.減速器4.聯(lián)軸器5.傳送帶6.滾筒0123 該機(jī)械傳動(dòng)中，包括了圓柱齒輪減速器、帶傳動(dòng)、聯(lián)軸器等零部件。傳動(dòng)裝置是一般

2、機(jī)械不可缺少的組成部分。其設(shè)計(jì)內(nèi)容包括了課程中學(xué)過(guò)的主要零件（齒輪、軸、軸承），也涉及到機(jī)械設(shè)計(jì)中常遇到的一般問(wèn)題，適合學(xué)生目前的知識(shí)水平，有利于達(dá)到課程設(shè)計(jì)的目的。具體內(nèi)容：方案分析；電動(dòng)機(jī)的選擇；傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算；主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算（V帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、軸的強(qiáng)度計(jì)算、軸承壽命計(jì)算、鍵聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算、聯(lián)軸器的選擇）；裝配圖設(shè)計(jì)、零件工作圖設(shè)計(jì)；編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。2.工作量裝配圖一張：1號(hào)圖紙零件工作圖一張：2號(hào)圖紙（大齒輪）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份：25頁(yè)左右3.進(jìn)行方式：教師指導(dǎo)下，學(xué)生獨(dú)立完成。教師的作用：布置任務(wù)、階段檢查、答辯驗(yàn)收。4.成績(jī)?cè)u(píng)定：圖紙質(zhì)量：圖面表達(dá)正確、清晰，布局合理

3、；說(shuō)明書(shū)：計(jì)算準(zhǔn)確、字跡工整，格式符合要求；平時(shí)表現(xiàn)：出勤率、完成情況；答辯。5.設(shè)計(jì)進(jìn)程：總體設(shè)計(jì)及傳動(dòng)件設(shè)計(jì)：2.5天（包括拆裝減速器實(shí)驗(yàn)）；裝配圖設(shè)計(jì)：5天；零件工作圖設(shè)計(jì)：0.5天；編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)：2天;答辯：2天。6.注意與要求：作息時(shí)間： 教師不定時(shí)點(diǎn)名，記錄出勤情況，點(diǎn)名5次不到者，取消設(shè)計(jì)成績(jī)；獨(dú)立完成。7.設(shè)計(jì)方法：“三邊設(shè)計(jì)法”：邊畫(huà)圖、邊計(jì)算、邊修改。8.設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作仔細(xì)閱讀設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，明確設(shè)計(jì)要求、工作條件、內(nèi)容步驟，閱讀有關(guān)圖紙資料；拆裝減速器實(shí)驗(yàn)（分組進(jìn)行）；準(zhǔn)備圖板、丁字尺、圖紙、說(shuō)明書(shū)用紙、筆、橡皮、三角板、書(shū)等；按每人一張“0”號(hào)圖紙準(zhǔn)備。仔細(xì)閱讀指導(dǎo)書(shū)“

4、第四章 減速器的構(gòu)造”二、傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)1.方案分析：對(duì)所給傳動(dòng)方案進(jìn)行分析，參見(jiàn)指導(dǎo)書(shū)第六頁(yè)（寫(xiě)入說(shuō)明書(shū)、要檢查）；2.選擇電動(dòng)機(jī)1）選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式 根據(jù)電源種類(lèi)（交、直流），工作條件（環(huán)境、溫度、空間位置等）、載荷性質(zhì)及工作機(jī)的特性等來(lái)選擇。 生產(chǎn)單位一般為三相交流電源，故選擇三相交流電動(dòng)機(jī)三相交流異步電動(dòng)機(jī)，Y系列-選用2）選擇電動(dòng)機(jī)的功率 電動(dòng)機(jī)功率過(guò)小，不能保證工作機(jī)正常工作；功率過(guò)大，電機(jī)能力得不到發(fā)揮，造成能源浪費(fèi)。設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)工作機(jī)的需要來(lái)確定電動(dòng)機(jī)的容量（功率）。已知：工作機(jī)的有效拉力F，帶速v，滾筒直徑D則，工作機(jī)的有效功率：工作機(jī)所需電動(dòng)機(jī)的功率:上式中，

5、-從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)的總傳動(dòng)效率，其值等于傳動(dòng)裝置中，各運(yùn)動(dòng)副或傳動(dòng)副效率的連乘積。傳動(dòng)裝置中，各傳動(dòng)的效率 值見(jiàn)表2-11-1。3）確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速工作機(jī)滾筒轉(zhuǎn)速：工作機(jī)所需的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：根據(jù)所估算的 值，查表2-19-1，確定所需電動(dòng)機(jī)的型號(hào)。繪出電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)圖，將主要性能數(shù)據(jù)、安裝尺寸列表。電機(jī)型號(hào)功率kW轉(zhuǎn)速r/minDEFHLACADHD3.分配傳動(dòng)比總傳動(dòng)比：傳動(dòng)比的分配原則：1.各級(jí)傳動(dòng)比都應(yīng)在其合理的范圍內(nèi)，見(jiàn)表2-11-1；2.各級(jí)傳動(dòng)之間應(yīng)做到尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱(chēng)，沒(méi)有干涉現(xiàn)象（圖1-2-1）。 以上傳動(dòng)比的分配只是初步的。傳動(dòng)裝置的實(shí)際傳動(dòng)比的準(zhǔn)確數(shù)值必須在各傳動(dòng)零件的參數(shù)、尺寸

6、確定之后，才能計(jì)算出來(lái)。 傳動(dòng)比驗(yàn)算：總傳動(dòng)比的實(shí)際值與理論值允許有（35）%的誤差。4.傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算（各軸的 、 、 ）首先給各軸編號(hào)：0軸-電動(dòng)機(jī)軸；1軸-減速器高速軸；2軸-減速器低速軸；3軸-滾筒軸。 各軸的功率和轉(zhuǎn)矩一律按軸的輸入處計(jì)算。（按工作機(jī)所需的電機(jī)功率計(jì)算）0軸：1軸:2軸：3軸:將各軸力能參數(shù)列表，備用（放入說(shuō)明書(shū)）。軸序號(hào)功率Pi（kW）轉(zhuǎn)速ni（r/min）轉(zhuǎn)矩Ti（Nmm）傳動(dòng)比 ii 效率 0 1 2 3三、傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算包括：確定傳動(dòng)零件的材料、熱處理方式、參數(shù)、尺寸、及主要結(jié)構(gòu)，為裝備草圖作準(zhǔn)備。順序：先外后內(nèi)1.減速器以

7、外傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算-V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)要求：確定帶的型號(hào)、帶輪直徑和寬度（2個(gè)）、帶的長(zhǎng)度、中心距、帶的根數(shù)及作用在軸上的力。在說(shuō)明書(shū)上要畫(huà)出帶輪的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，輪轂的直徑和長(zhǎng)度應(yīng)與連接軸相匹配注意：1.帶傳動(dòng)中心距應(yīng)足夠大以免電動(dòng)機(jī)與減速機(jī)箱體干涉；2.帶的根數(shù)10根，最好z=36；3.帶速：v=525m/s；4.小帶輪直徑不宜太小，要保證d1dmin；5.大小帶輪直徑均應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)系列。2.減速器內(nèi)部傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算-齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)注意:1.齒輪材料及熱處理：教材表11-1，要求軟齒面；2.齒輪毛坯的制取方法：da400mm時(shí)，采用鍛造毛坯；da400mm時(shí)，采用鑄造毛坯。）當(dāng)da2d軸時(shí)，齒輪與

8、軸作成一體-齒輪軸。）3.齒輪傳動(dòng)中心距朝放大方向圓整成最接近的偶數(shù)；齒輪各圓直徑保留三位小數(shù)，不圓整。4.螺旋角值精確到“度、分、秒”， =815。5.齒寬系數(shù)：d=0.81。將各傳動(dòng)件的計(jì)算結(jié)果列表，備用。帶傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)型號(hào)d1/2az材料Z1/z2mna五、減速器裝配草圖設(shè)計(jì) 裝配圖是用來(lái)表達(dá)減速器的整體結(jié)構(gòu)、各零件的相互位置關(guān)系、結(jié)構(gòu)形狀以及尺寸的圖樣，是機(jī)器進(jìn)行組裝、調(diào)試、維護(hù)等環(huán)節(jié)的技術(shù)依據(jù)。裝配草圖設(shè)計(jì)的目的1.檢查最初確定的運(yùn)動(dòng)參數(shù)、傳動(dòng)件的結(jié)構(gòu)尺寸是否合理；2.確定減速器內(nèi)所有零部件的相互位置、結(jié)構(gòu)尺寸；3.確定軸的支點(diǎn)跨距、受力點(diǎn)位置，以便進(jìn)行軸的強(qiáng)度計(jì)算和滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算

9、。五、減速器裝配草圖設(shè)計(jì)（一）初步繪制減速器裝配草圖準(zhǔn)備工作讀圖齒輪傳動(dòng)主要尺寸確定：a, d, da, b實(shí)驗(yàn)選擇聯(lián)軸器類(lèi)型、尺寸（P136表2-14-12-14-3） 計(jì)算轉(zhuǎn)矩 TC=KAT223m/s時(shí)，采用稀油潤(rùn)滑: s=35mm 當(dāng)v 2m/s 時(shí)，采用干油潤(rùn)滑: s=1015mm 潤(rùn)滑方式不同，軸承在座孔內(nèi)的位置也不同。 初步確定軸承端蓋處密封方式（取決于軸承的潤(rùn)滑方式 干油：毛氈、唇形密封圈 稀油：唇形密封圈、O形密封圈、迷宮密封等。10-15 干油3-5 稀油軸承端蓋的結(jié)構(gòu)形式 凸緣式端蓋（表2-16-4） 嵌入式端蓋（表2-16-5）減速器箱體：鑄造箱體、剖分式結(jié)構(gòu)2. 初繪

10、草圖的步驟選擇比例尺先畫(huà)俯視圖初步確定軸的直徑 高速軸： 有鍵槽，將d放大（35）后圓整。 定位軸肩:軸徑差 610mm （或根據(jù)P109表2-11-3、表2-13-1、表2-13-3確定） 非定位軸肩：軸徑差13mm 12a2低速軸：有鍵槽，將d放大（35）圓整，根據(jù)聯(lián)軸器確定。dshb122 saL=C1+C2+(58)B=(1.52)dsb1.4h2mm s 軸承形狀，軸承外廓尺寸 軸承座孔長(zhǎng)度 端蓋外形 雙點(diǎn)劃線畫(huà)外接零件輪廓 稀油潤(rùn)滑的草圖1. 低速軸校核 確定支點(diǎn)位置 深溝球軸承取軸承寬度中點(diǎn); 圓錐滾子軸承取法向反力在軸上的作用點(diǎn)查表 2-13-3取a值（P39圖1-5-8）。2

11、. 軸承的選擇及壽命校核（表1-5-7 軸承預(yù)期壽命）3. 鍵連接選擇及強(qiáng)度校核（二）軸的強(qiáng)度、軸承壽命、鍵連接強(qiáng)度校核計(jì)算（三）完成草圖繪制1.俯視圖上完成減速器軸系部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒輪細(xì)部結(jié)構(gòu) P191 表2-20-1滾動(dòng)軸承細(xì)部結(jié)構(gòu) P127 表2-13-1、表2-13-3軸承端蓋細(xì)部結(jié)構(gòu) P148 表2-16-4、表2-16-5密封件細(xì)部結(jié)構(gòu) P143表2-15-7擋油盤(pán)細(xì)部結(jié)構(gòu) P151表2-16-10 干油 稀油：油溝尺寸：P52圖1-5-132.主視圖上畫(huà)出齒輪傳動(dòng)中心線；畫(huà)出齒輪的節(jié)圓和頂圓；大齒輪一側(cè)，畫(huà)出箱蓋外表面圓??；軸承旁凸臺(tái)高度；小齒輪一側(cè)，箱蓋外表面圓?。?.上、下箱

12、連接螺栓的布置 間距100150mm，均勻?qū)ΨQ(chēng)，不要與吊耳、吊鉤、定位銷(xiāo)干涉。4.油面及箱座高度H的確定箱座高度H:最低油面：大齒輪浸入油中一個(gè)齒高，但不少于10mm； 最高油面：高出最低油面510mm。驗(yàn)算油池中油量是否滿足傳遞功率的需要。（P31）減速器箱體及附件設(shè)計(jì)見(jiàn)指導(dǎo)書(shū)P31-35。注意：凡是有螺紋連接處均須局部剖視。（四）減速器裝配圖設(shè)計(jì)1. 繪圖三個(gè)主要視圖、局部剖視圖剖面線畫(huà)法：同一個(gè)零件的剖面線一致，軸承內(nèi)外圈剖面線一致加深：B、HB鉛筆2. 標(biāo)注尺寸特性尺寸：afa 配合尺寸: 齒輪與軸、聯(lián)軸器與軸、帶輪與軸、軸承內(nèi)圈與軸、軸承外圈與座孔、軸承端蓋與座孔、擋油盤(pán)與軸（表2-17-8）表2-18-11安裝尺寸：箱體底面尺寸，地腳螺栓孔直徑及其中心距，外伸段直徑、長(zhǎng)、高， 箱座高度：3. 零件的序號(hào)、標(biāo)題欄、明細(xì)表零件序號(hào)