機設課程設計A一講

第一講 概述與設計計算2.設計步驟1）設計準備：①研究和分析設計任務書，仔細閱讀課程設計指導書（P1—P13），復習《機械設計》等有關課程內(nèi)容（如帶、齒輪、鏈、軸、軸承、鍵、箱體設計等）；②準備好各種工具、圖紙、圖板等：③減速器裝拆實驗（時間由指導老師另行通知），參觀2號樓走廊課程設計圖例。鉛筆：HB2支、H1支，橡皮，圓規(guī)、分規(guī)，25cm以上三角尺，丁字尺等；圖紙：繪圖紙每人1.5張（0#1張畫裝配圖，2#2張畫零件圖），坐標紙：50×75cm每人1張（100×150cm2人1張）。④擬定設計計劃。課程設計分析和選定傳動方案（已給）→選擇電動機（計算所需電動機功率Pd，選定電動機型號：確定電動機額定功率Ped、額定轉(zhuǎn)速ned）→計算總傳動比i總→分配傳動比i總=i1i2i3→計算各軸轉(zhuǎn)速ni、功率Pi和轉(zhuǎn)矩Ti,填入下列表中（P10）：2）傳動裝置的總體設計第一講 概述與設計計算項目電動機軸0高速軸Ⅰ中間軸Ⅱ低速軸Ⅲ轉(zhuǎn)速（r/min)功率（kw）轉(zhuǎn)（N●m）傳動比效率第一講 概述與設計計算3)各級傳動零件設計①選定聯(lián)軸器的類型（P163-P166）：可選彈性套柱銷聯(lián)軸器、彈性柱銷聯(lián)軸器、梅花形彈性聯(lián)軸器、尼龍滑塊聯(lián)軸器；②帶傳動設計：確定帶的型號、根數(shù)、長度、中心距、壓軸力大小、帶輪結(jié)構和尺寸等；③齒輪傳動設計：參考《機械設計》。④鏈傳動設計：確定鏈的型號、排數(shù)、長度、中心距、壓軸力大小、鏈輪結(jié)構和尺寸等；4）裝配圖草圖設計—俯視圖畫在坐標紙上確定減速器的主要結(jié)構形式和主要零件的相互位置，主要內(nèi)容：①軸的結(jié)構設計（確定軸的外形及全部結(jié)構尺寸）；②確定軸上零件的位置及箱體主要結(jié)構和有關尺寸（箱體壁厚、內(nèi)外壁線及凸緣寬度等）；第一講 概述與設計計算③初選滾動軸承類型，進行支承結(jié)構設計，并進行壽命計算；④進行軸的強度計算，要求Ⅰ、Ⅱ軸進行彎扭合成強度校核計算，Ⅲ軸進行安全系數(shù)法校核計算；⑤校核所有鍵的強度。5）裝配圖設計

完成減速器的全部結(jié)構及其附件設計（至少用三個視圖表達、包括技術要求、技術特性、零件編號、尺寸標注、標題欄及零件明細表等）6）零件工作圖設計要求設計Ⅲ軸及Ⅲ軸上齒輪/Ⅱ軸及Ⅱ軸上錐齒輪—重點在于尺寸及公差的標注7）整理編寫設計計算說明書說明書約6000~8000字（20~25頁）第一講 概述與設計計算8）答辯（1）內(nèi)容： ①與設計圖紙和計算書有關的內(nèi)容； ②與《機械設計》有關的內(nèi)容； ③就課程設計中涉及到的知識提問（2）形式： ①每人約15—20分鐘，自己介紹、教師提問（3—5問題）②指導教師帶：計算器、尺子、分規(guī)檢查圖紙、計算書。課程設計第一講 概述與設計計算9）成績評定設計成績：①平時考查成績：考勤、質(zhì)疑、了解、設計態(tài)度、獨立創(chuàng)新能力等，占25%；②設計圖紙成績：裝配圖、零件圖的質(zhì)量，占35%；③計算書成績：傳動方案擬定、軸系零部件的設計計算、潤滑、密封、油量計算、減速器附件選擇等，占20%；④答辯成績：回答問題情況、對圖紙結(jié)構設計和傳動零件設計的理解程度等，20%。第一講 概述與設計計算三、課程設計時間安排（共3周：9月7日—9月25日）1.大課布置及設計準備——1天；2.總體設計、傳動零件設計——2天；3.裝配草圖設計及校核計算——3天；4.裝配圖設計——5天；5.零件圖設計——1.5天；6.編寫設計計算說明書——1.5天；7答辯——1天。注意充分利用晚上和星期天的時間！第一講 概述與設計計算§1-2 設計計算

已知原始數(shù)據(jù)：題號帶速度V：m/s轉(zhuǎn)速nw：r/min直徑D:mm工作機輸出功率Pw（KW）01鼓輪上圓周力F輸送帶速度V鼓輪直徑DFV/100003牽引鏈上圓周力F牽引鏈速度V牽引鏈輪節(jié)距P和齒數(shù)zFV/100002鼓輪上圓周力F輸送帶速度V鼓輪直徑DFV/100007鼓輪軸上轉(zhuǎn)矩TW

輸送帶速度V鼓輪直徑DTWV/（D/2）08鼓輪上圓周力F輸送帶速度V鼓輪直徑DFV/100009每個攪拌器功率PW攪拌器的轉(zhuǎn)速nW

2PW10帶輪上的圓周力F

帶的速度V

帶輪直徑D

FV/1000工作機轉(zhuǎn)速nw=60000V/(πD);03號方案：nw=60000V/(zP);第一講 概述與設計計算一、選電機1.類型：三相異步交流電動機，Y系列：全封閉自扇冷式電動機——用于一般機械上，如：金切機床、泵、風機、運輸機、農(nóng)機、攪拌機等。例：Y112M-4（P196）Y—異步交流電動機；112—輸出軸中心高112mm；M—中型機座；4—電機極數(shù)4級2.功率：選擇電機時應保證:Ped≥PdPed—電動機額定功率（銘牌上標出如：4、5.5、7.5、11KW等）Pd—根據(jù)原始數(shù)據(jù)計算出實際所需要的電機功率，kwPw—工作機輸出功率，kwη—由電機到工作機的總效率，各種機械傳動效率見表2-4（p7）第一講 概述與設計計算××××123456vⅠⅡⅢⅣ以01號方案為例：輸送帶和鼓輪的效率一般為0.95~0.9603號方案中牽引鏈的效率一般為0.923.電機轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速（磁場轉(zhuǎn)速）有：3000、1500、1000、750滿載轉(zhuǎn)速nm（發(fā)揮額定功率時的轉(zhuǎn)速也稱額定轉(zhuǎn)速）有：2800、1400、950、720左右一般選擇同步轉(zhuǎn)速3000、1500、1000的電機第一講 概述與設計計算nm↓：電機體積↑、價格↑、效率↓、i總↓、傳動裝置尺寸↓nm↑：電機體積↓、價格↓、效率↑、i總↑、傳動裝置尺寸↑在滿足各級傳動比合理分配的前提下，盡可能選用較高速的電機，當然同時也要考慮齒輪的制造精度，轉(zhuǎn)速也不可太高。二、速比分配1.總傳動比：2.傳動比分配：傳動比分配的原則：①等浸油深度原則（兩級展開式）（同軸式）或i1—高速級速比，i2—低速級速比②等強度原則：按線圖分配第一講 概述與設計計算③考慮到大錐齒輪制造困難，為獲得較小尺寸：或④協(xié)調(diào)性原則（保證傳動裝置結(jié)構勻稱、尺寸比例協(xié)調(diào)、避免干涉等）：第一講 概述與設計計算⑤各級傳動比應在推薦范圍內(nèi)選取，一般不要超過最大值。第一講 概述與設計計算3.傳動比的常用范圍①圓柱齒輪傳動：錐齒輪傳動：②V帶傳動:③鏈傳動：三、傳動裝置運動、動力參數(shù)計算注意：1.專用減速器按工作機所需電動機功率Pd計算，通用減速器按電動機額定功率Ped計算。本次設計的為專用減速器，所以名義功率為Pd2.設計軸時應按其輸入功率（轉(zhuǎn)矩）計算、設計傳動零件時應按主動軸的輸出功率（轉(zhuǎn)矩）計算④兩級圓柱齒輪減速器：⑤圓錐圓柱齒輪減速器：第一講 概述與設計計算PⅢ=PⅡη軸η齒以01號方案為例各軸輸入功率：PⅣ=PⅢη軸η鏈(輸入功率)PⅣ=PⅢη軸2η鏈=PW(輸出功率)各軸轉(zhuǎn)速：nⅢ=nⅡ/i2nⅣ=nⅢ/i3=nw將各軸的功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、列表（表2-6）備用各軸輸入轉(zhuǎn)矩：第一講 概述與設計計算四、傳動零件設計1.齒輪設計：1）圓柱齒輪①中心距要求取標準值或圓整成個位數(shù)為0、5，至少為2、4、6、8②高速級中心距aⅠ≥80—100；低速級中心距aⅡ≤180—200；③模數(shù)mn≥1.5—2；④傳動比⑤齒寬b1-b2=5—10mm，齒寬要圓整成個位數(shù)為0、5，或為2、4、6、8，⑥斜齒輪螺旋角要精確到秒；⑦幾何尺寸計算要精確到小數(shù)點后2—3位；⑧齒輪設計完后要檢查：避免齒輪2與Ⅲ軸干涉。第一講 概述與設計計算2）錐齒輪①齒寬系數(shù)ΨR=0.25—0.3，齒寬②錐距不能圓整，計算要精確到小數(shù)點后2—3位；③便于調(diào)整錐頂重合；④模數(shù)m≥2.5—3⑤錐角要精確到分。2.聯(lián)軸器選擇注意事項：①常用彈性套柱銷聯(lián)軸器、彈性柱銷聯(lián)軸器、梅花形聯(lián)軸器；②聯(lián)軸器所連接兩軸的直徑要符合標準；③要進行承載能力計算：T—軸的名義轉(zhuǎn)矩，T=T0（聯(lián)軸器安裝在Ⅰ軸時）；Tn—聯(lián)軸器許用名義轉(zhuǎn)矩；K—載荷系數(shù)，K=1.3—1.5。第一講 概述與設計計算五、傳動比誤差驗算(傳動零件設計完成后進行)：z1、z2、z3、z4—齒輪齒數(shù)；z5、z6—鏈輪齒數(shù)d1、d2皮帶輪直徑設計工作量1.減速器裝配草圖1張(0號坐標紙、手繪)；2.工作圖：裝配圖1張、零件圖2張（手繪或計算機繪圖、M1:1）3.設計計算說明書1份（6000～8000字）。第一講 概述與設計計算課程設計中的幾個重要關節(jié)點：1.選擇好電機、計算出總傳動比、分配傳動比；2.各級傳動零件的設計；3.減速器裝拆實驗；4.裝配草圖設計、軸強度/軸承壽命/鍵強度的計算等；5.裝配圖底圖設計、完成裝配圖；6.零件工作圖設計、尺寸和公差標注；7.答辯準備及答辯。第一講 概述與設計計算參考書目：1.機械設計（第七版）濮良貴主編高等教育出版社2.機械設計機械設計基礎課程設計王昆主編高等教育出版社3.機械設計課程設計圖冊龔溎義主編高等教育出版社4.機械設計彭文生、黃華梁、李志明主編高等教育出版社③不準干其它無關的事情（聽收音機、上其它課等），歡迎提前完成；④準備用計算機繪圖的同學，必須完成裝配草圖設計，經(jīng)老師批準方可用計算機繪圖，并要定期檢查進度。①課程設計必須在指定教室做；②工作日的上午8:00—11：30下午2：30—5：30不定期考勤10次紀律要求：第一講 概述與設計計算第一講 概述與設計計算第一講 概述與設計計算第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理第二節(jié)活塞式空壓機的結(jié)構和自動控制第三節(jié)活塞式空壓機的管理復習思考題單擊此處輸入你的副標題，文字是您思想的提煉，為了最終演示發(fā)布的良好效果，請盡量言簡意賅的闡述觀點。第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor壓縮空氣在船舶上的應用：

1.主機的啟動、換向；

2.輔機的啟動；

3.為氣動裝置提供氣源；

4.為氣動工具提供氣源；

5.吹洗零部件和濾器。

排氣量:單位時間內(nèi)所排送的相當?shù)谝患壩鼩鉅顟B(tài)的空氣體積。單位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor空壓機分類：按排氣壓力分：低壓0.2～1.0MPa；中壓1～10MPa；高壓10～100MPa。按排氣量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理容積式壓縮機按結(jié)構分為兩大類：往復式與旋轉(zhuǎn)式兩級活塞式壓縮機單級活塞壓縮機活塞式壓縮機膜片式壓縮機旋轉(zhuǎn)葉片式壓縮機最長的使用壽命-

----低轉(zhuǎn)速（1460RPM），動件少（軸承與滑片），潤滑油在機件間形成保護膜，防止磨損及泄漏，使空壓機能夠安靜有效運作；平時有按規(guī)定做例行保養(yǎng)的JAGUAR滑片式空壓機，至今使用十萬小時以上，依然完好如初，按十萬小時相當于每日以十小時運作計算，可長達33年之久。因此，將滑片式空壓機比喻為一部終身機器實不為過?；?葉)片式空壓機可以365天連續(xù)運轉(zhuǎn)并保證60000小時以上安全運轉(zhuǎn)的空氣壓縮機1.進氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.轉(zhuǎn)子及機殼間成為壓縮空間，當轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動時，空氣由機體進氣端進入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時停止進氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。4.被壓縮的空氣壓力升高達到額定的壓力后由排氣端排出進入油氣分離器內(nèi)。4.被壓縮的空氣壓力升高達到額定的壓力后由排氣端排出進入油氣分離器內(nèi)。1.進氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.凸凹轉(zhuǎn)子及機殼間成為壓縮空間，當轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動時，空氣由機體進氣端進入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時停止進氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。螺桿式氣體壓縮機是世界上最先進、緊湊型、堅實、運行平穩(wěn)，噪音低，是值得信賴的氣體壓縮機。螺桿式壓縮機氣路系統(tǒng)：

A

進氣過濾器

B

空氣進氣閥

C

壓縮機主機

D

單向閥

E

空氣/油分離器

F

最小壓力閥

G

后冷卻器

H

帶自動疏水器的水分離器油路系統(tǒng)：

J

油箱

K

恒溫旁通閥

L

油冷卻器

M

油過濾器

N

回油閥

O

斷油閥冷凍系統(tǒng)：

P

冷凍壓縮機

Q

冷凝器

R

熱交換器

S

旁通系統(tǒng)

T

空氣出口過濾器螺桿式壓縮機渦旋式壓縮機

渦旋式壓縮機是20世紀90年代末期開發(fā)并問世的高科技壓縮機，由于結(jié)構簡單、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪聲、長壽命等諸方面大大優(yōu)于其它型式的壓縮機，已經(jīng)得到壓縮機行業(yè)的關注和公認。被譽為“環(huán)保型壓縮機”。由于渦旋式壓縮機的獨特設計，使其成為當今世界最節(jié)能壓縮機。渦旋式壓縮機主要運動件渦卷付，只有磨合沒有磨損，因而壽命更長，被譽為免維修壓縮機。

由于渦旋式壓縮機運行平穩(wěn)、振動小、工作環(huán)境安靜，又被譽為“超靜壓縮機”。

渦旋式壓縮機零部件少，只有四個運動部件,壓縮機工作腔由相運動渦卷付形成多個相互封閉的鐮形工作腔，當動渦卷作平動運動時，使鐮形工作腔由大變小而達到壓縮和排出壓縮空氣的目的?；钊娇諝鈮嚎s機的外形第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級壓縮）工作循環(huán)：4—1—2—34—1吸氣過程

1—2壓縮過程

2—3排氣過程第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級壓縮）

壓縮分類：絕熱壓縮：1—2耗功最大等溫壓縮：1—2''耗功最小多變壓縮：1—2'耗功居中功＝P×V（PV圖上的面積）加強對氣缸的冷卻，省功、對氣缸潤滑有益。二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）1.不存在假設條件2.與理論循環(huán)不同的原因：1）余隙容積Vc的影響Vc不利的影響—殘存的氣體在活塞回行時，發(fā)生膨脹，使實際吸氣行程（容積）減小。Vc有利的好處—

（1）形成氣墊，利于活塞回行；（2）避免“液擊”（空氣結(jié)露）；（3）避免活塞、連桿熱膨脹，松動發(fā)生相撞。第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理表征Vc的參數(shù)—相對容積C、容積系數(shù)λv合適的C：低壓0.07-0.12

中壓0.09-0.14

高壓0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容積Vc的影響C越大或壓力比越高，則λv越小。保證Vc正常的措施：余隙高度見表6-1壓鉛法—保證要求的氣缸墊厚度2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理2）進排氣閥及流道阻力的影響吸氣過程壓力損失使排氣量減少程度，用壓力系數(shù)λp表示：保證措施：合適的氣閥升程及彈簧彈力、管路圓滑暢通、濾器干凈。λp

（0.90-0.98）2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理3）吸氣預熱的影響由于壓縮過程中機件吸熱，所以在吸氣過程中，機件放熱使吸入的氣體溫度升高，使吸氣的比容減小，造成吸氣量下降。預熱損失用溫度系數(shù)λt來衡量（0.90-0.95）。保證措施：加強對氣缸、氣缸蓋的冷卻，防止水垢和油污的形成。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理4）漏泄的影響內(nèi)漏：排氣閥（回漏）；外漏：吸氣閥、活塞環(huán)、氣缸墊。漏泄損失用氣密系數(shù)λl來衡量（0.90-0.98）。保證措施：氣閥的嚴密閉合，氣缸與活塞、氣缸與缸蓋等部件的嚴密配合。5）氣體流動慣性的影響當吸氣管中的氣流慣性方向與活塞吸氣行程相反時，造成氣缸壓力較低，氣體比容增大，吸氣量下降。保證措施：合理的設計進氣管長度，不得隨意增減進氣管的長度，保證濾器的清潔。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理上述五條原因使實際與理論循環(huán)不同。4）漏泄的影響5）氣體流動慣性的影響1）余隙容積Vc的影響2）進排氣閥及流道阻力的影響3）吸氣預熱的影響2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理3.排氣量和輸氣系數(shù)理論排氣量Vt----單位時間內(nèi)活塞所掃過的氣缸容積。實際排氣量Q：Q=Vt

λ輸氣系數(shù)λ

：λ＝λtλv

λ

pλl漏泄的影響余隙容積Vc的影響進排氣閥及流道阻力的影響吸氣預熱的影響二、實