機(jī)械原理設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)

課件內(nèi)容第一部分課程設(shè)計(jì)概述第三部分設(shè)計(jì)講解二（減速器的設(shè)計(jì)）第二部分設(shè)計(jì)講解一（執(zhí)行機(jī)構(gòu)及總體參數(shù)）機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)第一部分課程設(shè)計(jì)概述1、培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)際問題的能力，并通過實(shí)際設(shè)計(jì)訓(xùn)練使所學(xué)理論知識(shí)得以鞏固和提高。2、學(xué)習(xí)和掌握一般機(jī)械設(shè)計(jì)的基本方法和程序，樹立正確的工程設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)獨(dú)立設(shè)計(jì)能力，為后續(xù)課的學(xué)習(xí)和實(shí)際工作打基礎(chǔ)。3、進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練，包括設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖、查閱和使用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)等相關(guān)技術(shù)資料等。

一、設(shè)計(jì)目的題目一壓床的設(shè)計(jì)與分析題目二插床的設(shè)計(jì)與分析二、設(shè)計(jì)題目電動(dòng)機(jī)經(jīng)帶傳動(dòng)，帶動(dòng)二級(jí)圓柱齒輪減速器，然后帶動(dòng)曲柄1轉(zhuǎn)動(dòng)，再經(jīng)六桿機(jī)構(gòu)（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）使滑塊5上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)沖壓。在曲柄軸A上裝有飛輪（未畫出）。在曲柄軸的另一端裝有油泵凸輪，驅(qū)動(dòng)油泵向連桿機(jī)構(gòu)的各運(yùn)動(dòng)副供油。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表1題號(hào)12345678910連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析h1(mm)50607052504847464945h2(mm)14017020080856872768266h3(mm)220200310110112115118120122125

=60°，

=120°，

=0.5，

=0.25H(mm)150180210190160165170175180185n1

(r/min)1009012095110115105125120110力分析及飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的確定工作阻力

(N)40007000110005000550060006500700075008000BC桿質(zhì)量

(kg)60608270728476787682DE桿質(zhì)量

(kg)40404240424446484642滑塊質(zhì)量

(kg)30558030506045556550曲柄AB轉(zhuǎn)動(dòng)慣量

(kg·m2)0.820.641.350.80.71.00.90.780.750.85BC桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量

(kg·m2)0.180.200.300.250.350.180.200.300.250.35不均勻系數(shù)

0.10.110.120.10.110.120.10.110.120.09凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)從動(dòng)件行程

17181916151718191615許用壓力角

30°32°34°35°30°32°34°35°30°32°推程運(yùn)動(dòng)角

55°60°65°60°55°60°65°60°70°60°遠(yuǎn)休止角

25°30°35°25°30°35°25°30°35°30°回程運(yùn)動(dòng)角

85°80°75°85°80°75°85°80°75°74°推程運(yùn)動(dòng)規(guī)律余弦等加速等減速正弦余弦等加速等減速正弦余弦等加速等減速正弦正弦回程運(yùn)動(dòng)規(guī)律正弦余弦等加速等減速正弦余弦等加速等減速正弦余弦等加速等減速正弦分組題目的分配序號(hào)為單號(hào)，做題目一；雙號(hào)，做題目二三人一組，做前4組數(shù)據(jù),1、3、5、7,9、11、13、1517、19、21、2325、27、29、31內(nèi)容設(shè)計(jì)天數(shù)一、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)1.平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì);2.平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析、力分析3.執(zhí)行機(jī)構(gòu)的其他運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)及分析4.飛輪的設(shè)計(jì)，確定電動(dòng)機(jī)的功率5.凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)8天二、選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)，分配傳動(dòng)比三、傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)1.帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算2.齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算2天四、減速器的設(shè)計(jì)1.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，軸、軸承、鍵的驗(yàn)算2.減速器裝配圖0#一張3.箱體或箱蓋零件圖1#一張軸、齒輪或皮帶輪零件圖任選兩張2天5天3天五、編寫設(shè)計(jì)說明書1.5天六、答辯0.5天三、設(shè)計(jì)內(nèi)容及大概時(shí)間安排四、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)及成績(jī)?cè)u(píng)定設(shè)計(jì)成績(jī)分為：優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格成績(jī)?cè)u(píng)定主要依據(jù)：圖紙、答辯、平時(shí)、說明書注意事項(xiàng)：

正確利用現(xiàn)有設(shè)計(jì)資料，勤于思考，敢于創(chuàng)新

正確使用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范

設(shè)計(jì)是邊計(jì)算、邊畫圖、邊修改的交叉過程，要養(yǎng)成有錯(cuò)必改，精益求精的科學(xué)態(tài)度。

第二部分執(zhí)行機(jī)構(gòu)及總體參數(shù)確定設(shè)計(jì)講解一、平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)已知：滑塊行程H，構(gòu)件3的上、下極限角ψ3″、ψ3′，比值

、

，尺寸h1、h3

，

min,曲柄轉(zhuǎn)速n1

。要求：設(shè)計(jì)各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)尺寸為了精確，尺寸最好解析法求得

min用來確定D點(diǎn)到滑塊導(dǎo)路的垂直距離二、平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析及力分析要求：按給定位置作機(jī)構(gòu)的速度分析、加速度分析和力分析給定位置？分點(diǎn)時(shí)注意：每個(gè)人的三四個(gè)點(diǎn)要差開一定角度，不要給相鄰的點(diǎn)，有的部位沒有力對(duì)應(yīng)每組數(shù)據(jù)，在曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，對(duì)應(yīng)一個(gè)工作循環(huán)，需要計(jì)算15個(gè)左右點(diǎn)的s、v、a、M。為了減少重復(fù)作圖的工作量，每個(gè)同學(xué)畫幾個(gè)位置的然后將同組內(nèi)其他同學(xué)的數(shù)據(jù)匯總，繪制阻力矩圖，才能設(shè)計(jì)飛輪，所以每個(gè)同學(xué)都不能拖進(jìn)度。

=60時(shí)的速度多邊形

=60時(shí)的加速度多邊形

=60時(shí)的力多邊形建議：繪制在一張A3/B4紙上。矢量式另寫在其他紙上。力分析時(shí)，從滑塊開始，逐漸推算到曲柄上B處的受力，從而求得平衡力矩。如：同一構(gòu)件兩點(diǎn)間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系繪制滑塊的運(yùn)動(dòng)線圖（s—

，v—

，a—

畫在一個(gè)坐標(biāo)系中）確定各指定位置加于曲柄上的平衡力矩M數(shù)據(jù)匯總繪制阻力矩圖Mr—

(建議：用坐標(biāo)紙，也可用計(jì)算機(jī)求面積），求得驅(qū)動(dòng)力矩Mb題目二平面連桿機(jī)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)已知：滑塊的行程H,行程速比系數(shù)K

，lBC=(0.5～0.6)lBO1,電O1

O2水平，導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角為60°。

為了精確，尺寸最好解析法求得二、平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析及力分析要求：按給定位置作機(jī)構(gòu)的速度分析、（加速度分析）和力分析給定位置？分點(diǎn)時(shí)注意：每個(gè)人的三四個(gè)點(diǎn)要差開一定角度，不要給相鄰的點(diǎn)，有的部位沒有力對(duì)應(yīng)每組數(shù)據(jù)，在曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，對(duì)應(yīng)一個(gè)工作循環(huán)，需要計(jì)算15個(gè)點(diǎn)左右的s、v、a、M。為了減少重復(fù)作圖的工作量，每個(gè)同學(xué)畫幾個(gè)位置的然后將同組內(nèi)其他同學(xué)的數(shù)據(jù)匯總，繪制阻力矩圖，才能設(shè)計(jì)飛輪，所以每個(gè)同學(xué)都不能拖進(jìn)度。

=60時(shí)的加速度多邊形

=60時(shí)的力多邊形建議：繪制在一張A3/B4紙上。矢量式另外寫在其他紙上。力分析時(shí)，從滑塊處開始，逐漸推算到曲柄上A處的受力，從而求得平衡力矩。=60時(shí)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析和力分析

=60時(shí)的速度多邊形繪制滑塊的運(yùn)動(dòng)線圖（s—

，v—

，a—

畫在一個(gè)坐標(biāo)系中）確定各指定位置加于曲柄上的平衡力矩M數(shù)據(jù)匯總繪制阻力矩圖Mr—

(坐標(biāo)紙上）），求得驅(qū)動(dòng)力矩Mb運(yùn)動(dòng)分析、力分析格式范例：對(duì)應(yīng)每個(gè)位置，這些圖畫在一頁(yè)A3紙上三、執(zhí)行機(jī)構(gòu)其他運(yùn)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有急回運(yùn)動(dòng)、原動(dòng)件為轉(zhuǎn)動(dòng)、執(zhí)行構(gòu)件為往復(fù)移動(dòng)等要求，另外至少設(shè)計(jì)兩種其他運(yùn)動(dòng)方案，并分析比較。如：雙曲柄機(jī)構(gòu)與曲柄滑塊的組合機(jī)構(gòu)四、飛輪設(shè)計(jì)已知：機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的許用速度不均勻系數(shù)［δ］，力分析所得平衡力Mb，驅(qū)動(dòng)力矩Md為常數(shù)，飛輪安裝在曲柄軸A上。要求：確定飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JF

求盈虧功畫能量指示圖求驅(qū)動(dòng)力矩，并畫在圖上求飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為求得阻抗功（曲線下的面積），可將阻力矩曲線畫在坐標(biāo)紙上數(shù)格，也可用數(shù)值方法直接求曲線下的面積。Md五、凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)已知：從動(dòng)件行程h，偏距e，許用壓力角［α］，推程運(yùn)動(dòng)角，遠(yuǎn)休止角，回程運(yùn)動(dòng)角要求：1）按許用壓力角［α］確定凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸，選取滾子半徑rr；2）繪制凸輪廓線。，從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律見表1，凸輪與曲柄共軸。提示：對(duì)直動(dòng)從動(dòng)件根據(jù)來計(jì)算基圓半徑。用計(jì)算機(jī)算比較方便；也可借助諾模圖確定。六、選擇電動(dòng)機(jī)類型選擇

電動(dòng)機(jī)容量的確定

無(wú)特殊需要，選用Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)所選電動(dòng)機(jī)的額定功率Ped應(yīng)等于或稍大于實(shí)際需要的電動(dòng)機(jī)功率Pd即電動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出功率若容量過小，不能保證工作機(jī)正常工作，電機(jī)過早損壞；若容量過大，成本增加，造成浪費(fèi)。轉(zhuǎn)速的選擇

電動(dòng)機(jī)的型號(hào)確定

常用同步轉(zhuǎn)速有：3000、1500、1000、750r/min電動(dòng)機(jī)的可選轉(zhuǎn)速范圍同步轉(zhuǎn)速低的電動(dòng)機(jī)，級(jí)對(duì)數(shù)多，尺寸大，重量大，成本高，但總傳動(dòng)比??；同步轉(zhuǎn)速高則正好相反。根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速范圍，從表19-1中查出適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)。并記錄下電動(dòng)機(jī)的額定功率Ped，滿載轉(zhuǎn)速nm，外形尺寸，中心高，伸出端直徑等主要參數(shù)和安裝尺寸。n—曲柄轉(zhuǎn)速，已知各效率查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》，表12-8確定七、傳動(dòng)比的分配總傳動(dòng)比

分配傳動(dòng)比時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1）各級(jí)傳動(dòng)比都應(yīng)在合理范圍內(nèi)

2）應(yīng)注意使各傳動(dòng)件尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱，避免發(fā)生相互干涉。3）對(duì)于多級(jí)減速傳動(dòng)，可按照“前小后大”（即由高速級(jí)向低速級(jí)逐漸增大）的原則分配傳動(dòng)比，且相鄰兩級(jí)差值不要過大。大帶輪碰地面高速級(jí)大齒輪碰低速軸4）在采用浸油潤(rùn)滑時(shí)，分配傳動(dòng)比時(shí)要考慮傳動(dòng)件的浸油條件。展開式或分流式二級(jí)圓柱齒輪減速器，其高速級(jí)傳動(dòng)比i1和低速級(jí)傳動(dòng)比i2的關(guān)系通常取

分配圓錐－圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比時(shí)，通常取錐齒輪傳動(dòng)比i1≤3。兩級(jí)同軸式圓柱齒輪減速器，兩級(jí)傳動(dòng)比可取為5）盡量使傳動(dòng)裝置外廓尺寸緊湊，或重量最小。八、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算

1.計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速

2.計(jì)算各軸輸入功率

3.計(jì)算各軸輸入轉(zhuǎn)矩將上述參數(shù)列成表2-3ⅠⅡⅢ九、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算

1.帶傳動(dòng)由前面的計(jì)算，已知：帶傳動(dòng)的輸入功率，小帶輪的轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比i帶需要設(shè)計(jì)：帶的型號(hào)、根數(shù)Z、基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld，帶輪基準(zhǔn)直徑dd，壓軸力FQ，帶傳動(dòng)的中心距a等。取系列值檢查帶輪尺寸與傳動(dòng)裝置外廓尺寸的相互關(guān)系。如裝在電機(jī)軸上的小帶輪直徑與電機(jī)中心高是否適宜，其軸孔直徑與電機(jī)軸徑是否一致，大帶輪是否過大與底板相碰等。

根據(jù)情況，選擇直齒輪或斜齒輪傳動(dòng)，軟齒面或硬齒面。要設(shè)計(jì)：模數(shù)m，中心距a，齒數(shù)z，分度圓直徑d，齒頂圓直徑da，齒根圓直徑df,齒寬b，精度等級(jí)，螺旋角

，齒輪的結(jié)構(gòu)形式等。2.齒輪傳動(dòng)（1）軟齒面與硬齒面齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)程序不同

注意：對(duì)閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)(配對(duì)齒輪之一的硬度≤350HBS),

最常出現(xiàn)：齒面疲勞點(diǎn)蝕

先按齒面接觸強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后校核齒根彎曲強(qiáng)度對(duì)閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)（配對(duì)齒輪的硬度均>350HBS），最常出現(xiàn)：輪齒折斷

先按齒根彎曲強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后校核齒面接觸強(qiáng)度

齒寬b——取整，b1=b2+(5～10)mm；直徑d

、da

、df

，螺旋角

——應(yīng)為精確值（2）數(shù)據(jù)處理模數(shù)m——標(biāo)準(zhǔn)系列值，不小于1.5mm；

中心距a——0或5結(jié)尾的整數(shù)對(duì)于直齒輪，a應(yīng)嚴(yán)格等于對(duì)于斜齒輪，a應(yīng)嚴(yán)格等于十、最小軸徑的估算，估計(jì)各軸受扭段的最小軸徑2）當(dāng)此軸段上有鍵槽時(shí)，將d按單、雙鍵分別加大4%或7%后，取整數(shù)。1）C為由軸的許用扭切應(yīng)力所確定的系數(shù)，與材料有關(guān)，查表確定。注意：若為齒輪軸（上圖)，軸的材料即為齒輪的材料。說明：若最小軸徑處裝聯(lián)軸器，最小軸徑應(yīng)與聯(lián)軸器的孔徑匹配。固定式聯(lián)軸器可移式聯(lián)軸器（要求被聯(lián)接兩軸軸線嚴(yán)格對(duì)中）（可補(bǔ)償被聯(lián)接兩軸的相對(duì)位移）剛性可移式聯(lián)軸器彈性可移式聯(lián)軸器（無(wú)彈性元件）（有彈性元件）齒式聯(lián)軸器凸緣聯(lián)軸器套筒聯(lián)軸器十字滑塊聯(lián)軸器萬(wàn)向聯(lián)軸器

彈性套柱銷聯(lián)軸器彈性柱銷聯(lián)軸器輪胎式聯(lián)軸器…….…………

十一、聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器的選擇包括聯(lián)軸器類型和型號(hào)的合理選擇。（一）、聯(lián)軸器的類型對(duì)中小型減速器，輸入軸、輸出軸均可采用彈性套柱銷聯(lián)軸器(TL)或彈性柱銷聯(lián)軸器(HL)按計(jì)算轉(zhuǎn)矩并兼顧所聯(lián)接兩軸的尺寸選定。要求所選聯(lián)軸器允許的最大轉(zhuǎn)矩不小于計(jì)算轉(zhuǎn)矩，聯(lián)軸器軸孔直徑應(yīng)與被聯(lián)接兩軸的直徑匹配。

即

Tc＝KAT

[T]聯(lián)軸器的極限轉(zhuǎn)速工作轉(zhuǎn)速且保證(二)、聯(lián)軸器型號(hào)的確定式中：T—聯(lián)軸器傳遞的名義轉(zhuǎn)矩KA—工作情況系數(shù)，查表[T]—聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)矩，查標(biāo)準(zhǔn)第三部分減速器的結(jié)構(gòu)油標(biāo)尺箱座視孔蓋通氣器箱蓋放油塞軸承蓋定位銷低速軸系高速軸系中間軸系一級(jí)減速器1.確定箱體的結(jié)構(gòu)整體式或剖分式鑄造或焊接2.確定軸承的潤(rùn)滑方式當(dāng)齒輪的圓周速度v2m/s時(shí)，軸承采用脂潤(rùn)滑。軸承端面與箱體內(nèi)壁的距離為8~12mm，此時(shí)要設(shè)有封油盤。當(dāng)齒輪的圓周速度v>2m/s時(shí)，軸承采用油潤(rùn)滑。軸承端面與箱體內(nèi)壁的距離為2~3mm。2<v3m/s時(shí)，在結(jié)合面上開設(shè)油溝v>3m/s時(shí)，不必開設(shè)油溝3.確定軸承端蓋的形式凸緣式或嵌入式（P39-40）除了原始數(shù)