機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)201412

《

機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

》

重慶大學(xué)

2014年12月

課程設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容及要求

一、目的

1、綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)及其他先修課的知識(shí)，進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練，使已學(xué)知識(shí)得以鞏固、加深和擴(kuò)展；

2、學(xué)習(xí)和掌握通用機(jī)械零件、部件、機(jī)械傳動(dòng)及一般機(jī)械的基本設(shè)計(jì)方法和步驟，培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力和分析問題，解決問題的能力；

3、提高同學(xué)們?cè)谟?jì)算、制圖、運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（手冊(cè)、

圖冊(cè)）進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算及考慮技術(shù)決策等機(jī)械設(shè)計(jì)方面的基本技能。

二、內(nèi)容：設(shè)計(jì)一般機(jī)械中的傳動(dòng)裝置

1、題目：

設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)中的雙極圓柱齒輪減速器

2、內(nèi)容：

（1）傳動(dòng)方案的分析和擬定；

（2）電動(dòng)機(jī)的選擇，傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算；

（3）傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)（齒輪傳動(dòng)）；

（4）軸的設(shè)計(jì)（所有軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，中間軸和低速軸的彎、扭組合強(qiáng)度校核及安全系數(shù)校核）；

（5）軸承的設(shè)計(jì)（所有軸承的組合設(shè)計(jì)，低速軸和中間軸軸上軸承的壽命計(jì)算）；

（6）鍵的選擇及強(qiáng)度校核（中間軸或低速軸上鍵的校核）；

（7）聯(lián)軸器的選擇；

（8）減速器的潤(rùn)滑與密封；

（9）減速器裝配圖設(shè)計(jì)（箱體、箱蓋、附件設(shè)計(jì)

等）；

（10）零件工作圖設(shè)計(jì)；

（11）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書；

3、工作量：

①

減速器總裝圖一張：1#圖紙

②

傳動(dòng)零件工作圖一張：2#圖紙

③

④

軸的工作圖一張：2#圖紙

設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書一份：6000～8000字

30P）

（≈、進(jìn)行方式：

按指定題號(hào)每個(gè)同學(xué)一題，在教師指導(dǎo)下，按時(shí)、保質(zhì)、按量完成全部設(shè)計(jì)；

4

三、進(jìn)度

設(shè)計(jì)準(zhǔn)備（設(shè)計(jì)要求、注意事項(xiàng)、準(zhǔn)備繪圖用具等）

傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)

傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)

裝配草圖的設(shè)計(jì)與繪制

驗(yàn)算軸與軸承

零件工作圖的設(shè)計(jì)與繪制

編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書、總結(jié)和提交結(jié)果

進(jìn)度表

2014年12月29日~2015年01月16日

階段及主要任務(wù)

12.2912.3012.311.1

1.2

1.3

1.4

-

1.8

1.91.101.111.121.131.141.151.161、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備

2、傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)

3、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)

4、裝配草圖設(shè)計(jì)與繪制

5、裝配工作圖的繪制

與總成

6、零件工作圖設(shè)計(jì)與繪制

7、編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書

8、總結(jié)和提交

四、成績(jī)?cè)u(píng)定：

1、圖紙結(jié)構(gòu)、投影、標(biāo)注及數(shù)據(jù)是否正確，線條是否符合制圖標(biāo)準(zhǔn)，圖面是否整潔，字跡是否工整等；(占70%)2、設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書：(占10%)

設(shè)計(jì)計(jì)算是否正確、完整、字跡是否工整、整潔等；

3、設(shè)計(jì)表現(xiàn)：(占20%)

是否遵守紀(jì)律、設(shè)計(jì)態(tài)度端正，能否按進(jìn)度獨(dú)立完成工作量，是否遲到早退等；（出勤率）

五、注意事項(xiàng)：

1、同學(xué)們每天上、下午必須在指定的設(shè)計(jì)教室進(jìn)行設(shè)計(jì)，不得遲到和早退（老師不定時(shí)檢查）；2、保持設(shè)計(jì)教室安靜、清潔、文明；3、注意衣著整潔；

4、獨(dú)立完成，可以相互討論，但不得抄襲。

1傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)

1.1分析和擬定傳動(dòng)方案

傳動(dòng)方案已定（任務(wù)書中簡(jiǎn)圖）；一人一題（按分配題號(hào)）。1.2選擇電動(dòng)機(jī)類型及功率

1.2.1電動(dòng)機(jī)類型：均用Y系列電動(dòng)機(jī)

1.2.2確定電動(dòng)機(jī)功率：

電動(dòng)機(jī)所需輸出功率：Pd=Pw/ηa

Pw―工作機(jī)所需功率（取決于工作阻力及運(yùn)行速度）

ηa―電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間傳動(dòng)裝置的總效率

ηa

―電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)傳動(dòng)裝置的總效率

ηa=η1

η2

η3…ηn

注：

①

軸承效率：一般指一對(duì)軸承而言

②

卷筒效率：η卷=0.95～0.96,不計(jì)軸承效率

③

聯(lián)軸器可用彈性套柱銷聯(lián)軸器或彈性柱銷聯(lián)軸器

④

電動(dòng)機(jī)額定功率Pm:Pm>Pd

Pd－電動(dòng)機(jī)所需輸出功率;

Pm－電動(dòng)機(jī)額定功率

傳動(dòng)裝置中每一級(jí)傳動(dòng)副上每對(duì)軸承及每個(gè)聯(lián)軸器的效率

Pm＝（1～1.3）Pd

1.3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速

功率相同的同類電機(jī)有不同的轉(zhuǎn)速：

電機(jī)轉(zhuǎn)速高、轉(zhuǎn)矩小→外廓尺寸小、重量輕、價(jià)格便宜。但在總傳動(dòng)比相同條件下，傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比大→尺寸及重量大、價(jià)格高，故二者應(yīng)綜合考慮。

本設(shè)計(jì)一般用同步轉(zhuǎn)速為1500及1000r/min兩種電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（用滿載轉(zhuǎn)速nm計(jì)算：1450及960r/min）。

nm/nw=i1i2i3nw

―工作機(jī)轉(zhuǎn)速

i1、i2、i3―各級(jí)合理傳動(dòng)比

1.4選定電動(dòng)機(jī)

注：

①

設(shè)計(jì)計(jì)算傳動(dòng)裝置各級(jí)功率時(shí)，按所需電動(dòng)機(jī)實(shí)際功率Pd進(jìn)行計(jì)算。

Pd＜Pm

，Pm為額定功率，Pd作為設(shè)計(jì)功率！

②

設(shè)計(jì)計(jì)算傳動(dòng)裝置各級(jí)轉(zhuǎn)速時(shí)，按電動(dòng)機(jī)滿載進(jìn)行

計(jì)算。不能按同步轉(zhuǎn)速1000r/min或1500r/min2計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及分配各級(jí)傳動(dòng)比

2.1總傳動(dòng)比

i=nm/nw

2.2分配傳動(dòng)比

各傳動(dòng)件互不干涉，且有利潤(rùn)滑:雙級(jí)圓柱齒輪減速器:i高＝（1.3～1.5）i低

注：傳動(dòng)件的參數(shù)確定后，驗(yàn)算傳動(dòng)比的誤差，應(yīng)滿足δi≤±(3～5)%

3傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算

3.1各軸轉(zhuǎn)速

nI?nmnⅠnmnⅡ??i1i1nⅢnⅡnm??i2i1?i2nw?nⅢ3.2各軸輸入功率

PI?Pd??聯(lián)P?P????＝P??????ⅡId嚙聯(lián)嚙滾滾PⅢ?P??滾??嚙＝Pd??聯(lián)????ⅡPw?Pd??聯(lián)??????聯(lián)2滾2嚙2滾2嚙3.3各軸輸入轉(zhuǎn)矩

pd??聯(lián)6PⅠTI?9.55?10?9.55?10nnmⅠP??????d6p6聯(lián)嚙滾ⅡTⅡ?9.55?10?9.55?10?i1nⅡnm6pⅢd??聯(lián)????6PTⅢ?9.55?10?9.55?10?i1?i2nⅢnm62滾2嚙pwd??聯(lián)??????6PTw?9.55?10?9.55?10?i1?i2nwnm62滾2嚙'聯(lián)傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算

列表:

軸名

參數(shù)

轉(zhuǎn)速n（r/min）

電動(dòng)機(jī)軸

Ⅰ軸

Ⅱ軸

Ⅲ軸

工作軸

功率p（kw）

轉(zhuǎn)扭T（N·mm）

傳動(dòng)比

i

效

率

η

4傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算

4.1箱內(nèi)傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)

4.1.1圓柱齒輪傳動(dòng)：設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

①齒輪的材料：

小齒輪用合金鋼，40MnB調(diào)質(zhì)（HB240～285）或40Cr（HB240～286）；或表面淬火

大齒輪用45號(hào)鋼正火

②齒輪傳動(dòng)的幾何參數(shù)和尺寸分別進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、圓整或計(jì)算其精確值

；

③具體結(jié)構(gòu)尺寸可參見相關(guān)資料；

④幾何尺寸、參數(shù)的計(jì)算結(jié)果應(yīng)及時(shí)整理并列表

。

特別提示：邊設(shè)計(jì)邊修改，最終裝配圖、零件圖、計(jì)算說(shuō)明書的結(jié)果必須一致，尤其對(duì)于軸、齒輪等。

5裝配草圖設(shè)計(jì)

5.1主要內(nèi)容

5.1.1了解減速器的各種附件、箱體傳動(dòng)件以及軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；

5.1.2初繪裝配草圖及驗(yàn)算軸與軸承；

5.1.3掌握“邊繪圖，邊計(jì)算，邊修改”的交替工作法，復(fù)雜裝配（工作）圖設(shè)計(jì)程序。

減速器的結(jié)構(gòu)

減速的基本結(jié)構(gòu)由傳動(dòng)零件（齒輪或蝸桿、蝸輪等）、軸和軸承、箱體、潤(rùn)滑和密封裝置以及附件等組成。根據(jù)不同要求和類型，減速器有多種結(jié)構(gòu)。

減

速

器

的

結(jié)

構(gòu)

1附圖減

速

器

的

結(jié)

構(gòu)

2附圖減

速

器

的

結(jié)

構(gòu)

裝

配

草

圖

設(shè)

計(jì)

5.2裝配草圖設(shè)計(jì)：

裝配圖反映各個(gè)零件的相互關(guān)系，結(jié)構(gòu)形狀以及尺寸，是繪制零件工作圖的依據(jù)。所以必須綜合考慮對(duì)零件的材料、強(qiáng)度、剛度、加工、裝拆、調(diào)整和潤(rùn)滑等要求，用足夠的視圖和剖面圖表達(dá)清楚。

?草圖設(shè)計(jì)（按比例、按投影關(guān)系繪制。但可簡(jiǎn)化與省略，如：不畫剖面線，不標(biāo)注配合及尺寸等）

?教師審閱

裝配草圖設(shè)計(jì)——草圖設(shè)計(jì)第一階段

5.2.1草圖設(shè)計(jì)第一階段：

5.2.1.1完成軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：

p?dmin：d

按扭矩初估而得的軸端直徑。

min?Cn3?確定軸各段直徑（考慮零件定位及輪轂孔直徑）

?確定軸各段長(zhǎng)度（考慮零件寬度及零件間相互距離）

?軸承型號(hào)的確定

可初選3類、7類軸承中(3)窄系列。(中等Cr值)5.2.1.2確定軸的支點(diǎn)距離和軸上零件力的作用點(diǎn)。

裝配草圖設(shè)計(jì)——草圖設(shè)計(jì)第一階段

?設(shè)計(jì)過(guò)程：

1、繪制前的準(zhǔn)備：

d①電機(jī)型號(hào)：

②確定聯(lián)軸器型號(hào)：

l

查出其外伸軸徑d和外伸長(zhǎng)度l，中心高H；

兩端軸孔直徑和軸孔長(zhǎng)；

③初選軸承類型（徑向力和軸向力作用）；

④軸承潤(rùn)滑方式：

浸油齒輪V≤2m/s時(shí)，可采用脂潤(rùn)滑。

Ｈ

裝配草圖設(shè)計(jì)——草圖設(shè)計(jì)第一階段

⑤齒輪潤(rùn)滑：

V≤12m/s時(shí)可采用浸油潤(rùn)滑。

?注意油池深度與浸油。一般浸油深度：浸油齒輪一個(gè)齒高，但≮10mm；齒頂圓至油池底面距離≮30～50mm。

⑥確定密封方式：

V軸＜5m/s時(shí)采用氈圈密封；

封油環(huán)或者擋油盤（齒狀）：

⑦

軸承蓋結(jié)構(gòu)：

裝配草圖設(shè)計(jì)——草圖設(shè)計(jì)第一階段

2、草圖設(shè)計(jì)過(guò)程

①

選擇視圖、圖紙幅面(1號(hào)圖)、繪圖比例(1:2)及布置圖面位置(估計(jì)減速器輪廓尺寸)；

594

180841裝配草圖設(shè)計(jì)——草圖設(shè)計(jì)第一階段

②

畫傳動(dòng)零件的中心線及輪廓線、箱體內(nèi)壁線

由里向外，先畫中心線和輪廓線，再畫細(xì)部結(jié)構(gòu)。

步驟及要點(diǎn)：

?b1＝b2＋5～10；

?

機(jī)體內(nèi)壁與小齒輪端面及大齒輪頂圓應(yīng)有間隙△2、△1；

?防止高速級(jí)大齒輪與低速級(jí)軸相碰。

裝配草圖設(shè)計(jì)——草圖設(shè)計(jì)第一階段

③

初估軸的外伸直徑；通過(guò)繪圖進(jìn)行軸和軸承部件結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)；定出軸的支承距離及軸上零件作用力的位置。

裝配草圖設(shè)計(jì)——精算階段

5.2.1.3精算：

5.2.3.1軸的安全系數(shù)校核，彎扭組合強(qiáng)度計(jì)算

（中間軸或低速軸）

5.2.3.2軸承壽命

（中間軸或低速軸軸承）

5.2.3.3鍵

（低速軸上鍵）

裝配草圖設(shè)計(jì)——草圖設(shè)計(jì)第二階段

5.2.2草圖第二階段：

任務(wù):軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

內(nèi)容：設(shè)計(jì)傳動(dòng)零件、軸上其它零件及與軸承支點(diǎn)結(jié)構(gòu)有關(guān)零件的具體結(jié)構(gòu)。

5.2.2.1傳動(dòng)件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：見前

裝配草圖設(shè)計(jì)——草圖設(shè)計(jì)第二階段

齒輪設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意：

1）齒輪傳動(dòng)的參數(shù)和幾何尺寸有嚴(yán)格的要求：

模數(shù)m：取標(biāo)準(zhǔn)值；

中心距a：圓整；

分度圓直徑d1、d2：精確到小數(shù)點(diǎn)后3位；

螺旋角β：精確到秒；

其他結(jié)構(gòu)尺寸盡量取整，以便加工。

2）小齒輪是否采用齒輪軸

裝配草圖設(shè)計(jì)——草圖設(shè)計(jì)第二階段

5.2.2.軸承組合設(shè)計(jì)：

①軸系軸向固定與調(diào)整方法；

②軸系結(jié)構(gòu)與畫法；

③軸系潤(rùn)滑與密封；

④軸承蓋結(jié)構(gòu)；

⑤軸結(jié)構(gòu)細(xì)化

┏圓角、倒角：

┃退刀槽：

┗砂輪越程槽等：

裝配草圖設(shè)計(jì)——草圖設(shè)計(jì)第三階段

5.2.3裝配草圖第三階段：

任務(wù)：完成裝配草圖

內(nèi)容：

5.2.3.1設(shè)計(jì)減速器機(jī)體和附件

①機(jī)體形狀、尺寸確定

②軸承旁凸臺(tái)結(jié)構(gòu)尺寸

③加強(qiáng)筋；

作圖確定。考慮聯(lián)接剛度、保證聯(lián)接可靠并結(jié)合扳手空間（C1+C2）

④機(jī)體工藝結(jié)構(gòu)（沉頭座、凸臺(tái)、鑄造圓角等）；

⑤聯(lián)接螺栓、螺釘?shù)某叽纭⑽恢?/p>

⑥地腳座凸緣、機(jī)座、機(jī)蓋聯(lián)接凸緣的厚度及寬度。

裝配草圖設(shè)計(jì)——草圖設(shè)計(jì)第三階段

5.2.3.2完成減速器附件：七大附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

①檢查孔,蓋

作用：檢查嚙合、注油

檢查孔

檢查孔蓋板

裝配草圖設(shè)計(jì)——草圖設(shè)計(jì)第三階段

②通氣器

作用：內(nèi)外氣壓平衡

通氣器

③起蓋螺釘

；

作用：頂起箱蓋啟蓋螺釘

裝配草圖設(shè)計(jì)——草圖設(shè)計(jì)第三階段

④油標(biāo)

；

作用：測(cè)量油面高度

⑤排油孔螺塞

；

作用：排出油污

油標(biāo)

放油螺塞

裝配草圖設(shè)計(jì)——草圖設(shè)計(jì)第三階段

⑥定位銷

；

作用：確定箱蓋箱體的相對(duì)位置。

定位銷

裝配草圖設(shè)計(jì)——草圖設(shè)計(jì)第三階段

⑦起吊裝置

。

吊耳

吊環(huán)螺釘裝在箱蓋上，用于吊運(yùn)箱蓋。

也可在箱蓋上直接鑄造出吊耳來(lái)起吊箱蓋。

為吊運(yùn)整臺(tái)減速器，在箱座兩端凸緣下面鑄出吊鉤。

吊環(huán)螺釘

吊鉤

裝配草圖設(shè)計(jì)——草圖設(shè)計(jì)第三階段

完成的草圖

圖樣繪制和編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書

裝

配

工

作

圖

設(shè)

計(jì)

6完成減速器裝配圖：

裝配圖內(nèi)容包括各個(gè)視圖、尺寸、技術(shù)要求、零件編號(hào)、明細(xì)表、標(biāo)題欄等。6.1標(biāo)注尺寸：①特性尺寸；②配合尺寸；③安裝尺寸；④外形尺寸。

6.2零件序號(hào)、明細(xì)表、標(biāo)題欄：

6.3技術(shù)特性：

6.4技術(shù)要求：

6.5檢查裝配圖

?裝配圖的檢查

1、裝配圖是否與傳動(dòng)方案一致；

2、傳動(dòng)件、軸、軸承及軸上零件結(jié)構(gòu)是否合理；

定位、固定是否可靠；加工、裝拆是否方便；

潤(rùn)滑、密封如何考慮的；

3、箱體的結(jié)構(gòu)與工藝性是否合理；

加工面與非加工面；

附件的布置是否恰當(dāng)、結(jié)構(gòu)是否正確；

4、設(shè)計(jì)計(jì)算的尺寸與實(shí)際尺寸是否一致；

5、視圖表達(dá)是否符合機(jī)械制圖規(guī)定；

三個(gè)視圖的投影關(guān)系是否正確；

嚙合輪齒、螺紋及滾動(dòng)軸承等的畫法；

6、尺寸標(biāo)注是否完整且不多余；

零件序號(hào)是否按順序編制完整，不遺

漏、重復(fù)；且與明細(xì)表一一對(duì)應(yīng)，注意材料牌號(hào)與設(shè)計(jì)一致；

標(biāo)出技術(shù)特性、撰寫技術(shù)要求。

常見錯(cuò)誤示例。

1、不合理結(jié)構(gòu)：插孔位置太高，測(cè)油桿不便插入和拔出，凸臺(tái)無(wú)法加工。

2、不合理結(jié)構(gòu)：放油孔位置偏高，箱內(nèi)的油放不干凈

4、不合理結(jié)構(gòu)：各軸承座孔外端面不平齊，不利于加工。

正確：各軸承座孔外端面平齊，各軸承內(nèi)端面對(duì)齊。

5、不合理結(jié)構(gòu)：定位銷孔位置不當(dāng)。

齒輪嚙合的正確畫法：5條線，從動(dòng)件齒頂圓畫虛線。

螺栓聯(lián)接的正確畫法

零件工作圖設(shè)計(jì)

7零件工作圖設(shè)計(jì)

零件工作圖是零件制造、檢驗(yàn)和制訂工藝規(guī)程的基本技術(shù)文件。它既要反映出設(shè)計(jì)意圖，又要考慮到制造的可能性、合理性和經(jīng)濟(jì)性。

?零件工作圖應(yīng)包括制造和檢驗(yàn)零件所需全部?jī)?nèi)容。

?零件的基本結(jié)構(gòu)及主要尺寸應(yīng)與裝配圖一致，不應(yīng)隨意更改。如必須更改，應(yīng)對(duì)裝配圖作相應(yīng)的修改。

從裝配圖拆零件。

零件工作圖設(shè)計(jì)

7.1設(shè)計(jì)內(nèi)容：

7.1.1低速級(jí)低速軸

7.1.2低速級(jí)大齒輪

7.2零件工作圖的要求：

1.正確選擇和合理布置視圖

2.合理標(biāo)注尺寸

3.標(biāo)注公差及表面粗糙度

4.編寫技術(shù)要求

5.畫出零件工作圖標(biāo)題欄