機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)分析PPT教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)分析機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)分析原則：原則： 設(shè)計(jì)總是從裝配圖的設(shè)計(jì)開(kāi)始的。大部分零件的結(jié)構(gòu)和尺寸是在裝配草圖設(shè)計(jì)階段決定的，在這個(gè)階段的過(guò)程中，要綜合考慮零件的強(qiáng)度、剛度、制造工藝、裝配、調(diào)整和潤(rùn)滑等各個(gè)方面。目的：目的： 觀(guān)察最初確定的運(yùn)動(dòng)參數(shù)、各傳動(dòng)件的結(jié)構(gòu)和尺寸是否干涉；在繪圖過(guò)程中定出軸的結(jié)構(gòu)、跨距及受力點(diǎn)的位置，以便驗(yàn)算軸的強(qiáng)度、滾動(dòng)軸承的壽命；確定所有零部件的結(jié)構(gòu)和尺寸，為工作圖的設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。 逐步學(xué)會(huì)并掌握“三邊三邊”設(shè)計(jì)法。第1頁(yè)/共38頁(yè)5.1 初繪減速器裝配草圖（1）準(zhǔn)備工作 確定傳動(dòng)齒輪的主要尺寸；電動(dòng)機(jī)的安裝尺寸；選擇聯(lián)軸器的類(lèi)型；初選滾動(dòng)軸

2、承類(lèi)型；確定滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑和密封方式；確定減速器箱體的結(jié)構(gòu)尺寸（箱體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，強(qiáng)度和剛度的計(jì)算比較困難，按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出尺寸后要圓整，具體見(jiàn)表1.5-1）。第五講 減速器裝配草圖設(shè)計(jì)第2頁(yè)/共38頁(yè)5.1 初繪減速器裝配草圖(2) 俯視圖草圖初繪(步驟) 選擇比例尺 一般按1:1，用A0號(hào)圖紙繪制，布局，畫(huà)出中心線(xiàn)；齒輪輪廓尺寸繪制；畫(huà)出箱體的內(nèi)壁線(xiàn)；初定外伸段軸徑 ，高速端與電機(jī)相聯(lián)d=(0.81.0)d電機(jī)；3nPAd 第五講 減速器裝配草圖設(shè)計(jì)主俯左第3頁(yè)/共38頁(yè)5.1 初繪減速器裝配草圖第五講 減速器裝配草圖設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)（確定徑向尺寸和軸向尺寸）圖1.5-3；確定軸承安裝具體位置

3、見(jiàn)圖1.5-4；確定軸承座孔的寬度和箱緣寬度；軸承蓋、螺釘、調(diào)整墊片的繪制；確定外伸軸段的長(zhǎng)度；確定軸和軸上零件的受力點(diǎn)。第4頁(yè)/共38頁(yè)1.2油潤(rùn)滑35初估軸徑d1,聯(lián)軸器需選標(biāo)準(zhǔn)值;長(zhǎng)度按帶、鏈輪、聯(lián)軸器定需定位,直徑比d1大59，按密封件取標(biāo)準(zhǔn)值；長(zhǎng)度按結(jié)構(gòu)無(wú)定位，直徑大13，但須按軸承取標(biāo)準(zhǔn)值軸環(huán)定位，上端按軸承定位要求，下端按齒輪定位要求；長(zhǎng)度按結(jié)構(gòu)確定 無(wú)定位，直徑大13；長(zhǎng)度比齒輪短13軸套定位，原則與軸環(huán)相同+c1+c258+c3+c4脂潤(rùn)滑10151015+L1+L2第5頁(yè)/共38頁(yè)5.2 軸強(qiáng)度、軸承壽命、鍵聯(lián)接強(qiáng)度的校核計(jì)算（1）軸的強(qiáng)度校核計(jì)算 根據(jù)俯視草圖確定的軸的結(jié)

4、構(gòu)和支點(diǎn)及軸上零件力的作用點(diǎn)，進(jìn)行軸的受力分析、繪制彎矩圖和當(dāng)量彎矩圖，判定危險(xiǎn)截面進(jìn)行強(qiáng)度校核。 要求：只進(jìn)行輸出軸的強(qiáng)度校核，如果強(qiáng)度不夠可通過(guò)加大軸徑提高其強(qiáng)度。第五講 減速器裝配草圖設(shè)計(jì)第6頁(yè)/共38頁(yè)5.2 軸強(qiáng)度、軸承壽命、鍵聯(lián)接強(qiáng)度的校核計(jì)算（2）滾動(dòng)軸承壽命的校核計(jì)算 滾動(dòng)軸承的壽命最好與減速器的壽命相同，或與減速器的檢修期相符（檢修期一般為23年）。 若軸承壽命不夠，先考慮選用另一種直徑系列的軸承，其次考慮改變軸承的類(lèi)型，提高基本額定動(dòng)載荷。 要求：只對(duì)輸出軸上的一對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行壽命校核計(jì)算。第五講 減速器裝配草圖設(shè)計(jì)第7頁(yè)/共38頁(yè)5.2 軸強(qiáng)度、軸承壽命、鍵聯(lián)接強(qiáng)度的校核

5、計(jì)算（3）鍵聯(lián)接強(qiáng)度的校核計(jì)算 鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核計(jì)算主要是驗(yàn)算其擠壓應(yīng)力，許用擠壓應(yīng)力按鍵、軸、輪轂三者材料最弱的選取。 要求：只進(jìn)行輸出軸上鍵的強(qiáng)度校核。若計(jì)算應(yīng)力大于許用應(yīng)力，可通過(guò)改變鍵長(zhǎng)、改用雙鍵、采用花鍵、加大軸徑、改選較大剖面的鍵等來(lái)滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。第五講 減速器裝配草圖設(shè)計(jì)第8頁(yè)/共38頁(yè)第五講 減速器裝配草圖設(shè)計(jì)算例軸的強(qiáng)度校核 已知單級(jí)圓柱齒輪減速器輸出軸的結(jié)構(gòu)如圖所示。軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。齒輪的分度圓直徑d = 177.43 mm，作用在齒輪上的圓周力Ft = 3845N，徑向力Fr = 1427N，軸向力Fa= 767N，單向工作。試校核該軸強(qiáng)度。第9頁(yè)/共38頁(yè)第

6、五講 減速器裝配草圖設(shè)計(jì)算例軸的強(qiáng)度校核解：(1)作軸的受力簡(jiǎn)圖，求支座反力，如圖(b) (c) (e)第10頁(yè)/共38頁(yè)第五講 減速器裝配草圖設(shè)計(jì)算例軸的強(qiáng)度校核(2)作彎矩圖第11頁(yè)/共38頁(yè)第五講 減速器裝配草圖設(shè)計(jì)算例軸的強(qiáng)度校核(3)作轉(zhuǎn)矩圖，如圖(h)第12頁(yè)/共38頁(yè)第五講 減速器裝配草圖設(shè)計(jì)算例軸的強(qiáng)度校核(4)作計(jì)算彎矩圖，如圖(i)第13頁(yè)/共38頁(yè)第五講 減速器裝配草圖設(shè)計(jì)算例軸的強(qiáng)度校核(5)校核軸的強(qiáng)度a點(diǎn)軸徑最小，b點(diǎn)彎矩值最大。所以該軸的危險(xiǎn)斷面為a、b兩點(diǎn)。查表得b-1=60N/mm2。則a點(diǎn)軸徑mm07.32601 . 01978201 . 0331bacaM

7、d有一個(gè)鍵槽，軸徑增大5%，則da=32.07 (1+0.05)=33.67mm40mm則c點(diǎn)軸徑mm49.34601 . 02462141 . 0331bbcbMd有一個(gè)鍵槽，軸徑增大5%，則db=34.49 (1+0.05)=36.26mm52mm兩處結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸徑均大于強(qiáng)度校核所需軸徑值，所以均滿(mǎn)足強(qiáng)度條件。兩處結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸徑均大于強(qiáng)度校核所需軸徑值，所以均滿(mǎn)足強(qiáng)度條件。第14頁(yè)/共38頁(yè)第15頁(yè)/共38頁(yè)5.3 完成減速器裝配草圖 主要工作：設(shè)計(jì)軸系部件（箱內(nèi)傳動(dòng)零件、軸上其他零件、與軸承組合有關(guān)的零件）、箱體及減速器的具體結(jié)構(gòu)。步驟如下：（1）軸系部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（2）減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

8、（3）減速器附件的設(shè)計(jì)第五講 減速器裝配草圖設(shè)計(jì)第16頁(yè)/共38頁(yè)5.3 完成減速器裝配草圖（1）軸系部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 箱內(nèi)齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)若小齒輪做成齒輪軸，俯視圖中的大齒輪采用全剖，小齒輪根據(jù)軸的規(guī)定畫(huà)法采用局部剖，表明兩齒輪的嚙合情況。若為斜齒輪，應(yīng)在小齒輪的未剖外形圖上用三條細(xì)實(shí)線(xiàn)畫(huà)出齒斜方向。第五講 減速器裝配草圖設(shè)計(jì)第17頁(yè)/共38頁(yè)5.3 完成減速器裝配草圖（1）軸系部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑和密封裝置的設(shè)計(jì) 脂潤(rùn)滑：浸于油中的齒輪圓周速度 v=2m/s時(shí)采用。第五講 減速器裝配草圖設(shè)計(jì)第19頁(yè)/共38頁(yè)5.3 完成減速器裝配草圖（1）軸系部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 箱緣輸油溝的結(jié)構(gòu)形式和尺

9、寸 有機(jī)械加工油溝和鑄造油溝。常用機(jī)械加工油溝。若齒輪為斜齒輪而小齒輪的直徑又小于軸承孔徑，則應(yīng)在小齒輪軸承滾動(dòng)軸承面向箱體內(nèi)的一側(cè)安裝擋油盤(pán)。 當(dāng)齒輪圓周速度 v3m/s時(shí)，分箱面上可以不開(kāi)輸油溝，轉(zhuǎn)速高，飛濺的潤(rùn)滑油霧可直接進(jìn)入滾動(dòng)軸承進(jìn)行潤(rùn)滑。第五講 減速器裝配草圖設(shè)計(jì)第20頁(yè)/共38頁(yè)5.3 完成減速器裝配草圖（1）軸系部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸承透蓋和悶蓋的詳細(xì)結(jié)構(gòu) 當(dāng)軸承透蓋或悶蓋直徑較小時(shí)，端面可不必減少加工面。 第五講 減速器裝配草圖設(shè)計(jì)第21頁(yè)/共38頁(yè)5.3 完成減速器裝配草圖（1）軸系部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸承透蓋處軸承密封件的結(jié)構(gòu) 目的：目的：防止外界的灰塵、水氣、雜質(zhì)等進(jìn)入軸承及防

10、止軸承內(nèi)的潤(rùn)滑劑外泄，在外伸軸端軸承孔內(nèi)設(shè)置密封件。 密封件有接觸式密封和非接觸式密封。 常用接觸式密封：氈圈油封和橡膠油封。氈圈油封：多用于脂潤(rùn)滑且外界灰塵較小處，適用于軸的圓周速度v35m/s的工作場(chǎng)合。第五講 減速器裝配草圖設(shè)計(jì)第22頁(yè)/共38頁(yè)5.3 完成減速器裝配草圖（1）軸系部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸承透蓋處軸承密封件的結(jié)構(gòu) 橡膠油封：內(nèi)包骨架旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈?？捎糜跐?rùn)滑脂和潤(rùn)滑油，軸的圓周速度v=(da2/2)+(3050)+(35)mm ，并圓整。 圓柱齒輪應(yīng)浸入油中一個(gè)齒高，但不應(yīng)小于10mm。第五講 減速器裝配草圖設(shè)計(jì)第30頁(yè)/共38頁(yè)5.3 完成減速器裝配草圖（2）減速器箱體的結(jié)

11、構(gòu)設(shè)計(jì) 在左視圖上確定地腳凸緣的尺寸 確定地腳螺栓孔徑、地腳凸緣尺寸、地腳螺栓底腳的厚度。在左視圖上畫(huà)出地腳凸緣和地腳螺栓孔。第五講 減速器裝配草圖設(shè)計(jì)第31頁(yè)/共38頁(yè)5.3 完成減速器裝配草圖（2）減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 箱體結(jié)構(gòu)的工藝性 鑄造工藝性鑄造工藝性：外形簡(jiǎn)單，壁厚均勻，過(guò)度平緩，壁厚不可太薄。HT150及HT200的最小允許壁厚為68mm。鑄造圓角半徑R=5mm。沿拔模方向的拔模斜度為1:20或1:10。 機(jī)械加工工藝性機(jī)械加工工藝性：同一軸心線(xiàn)上的軸承座孔直徑、精度及表面粗糙度應(yīng)一致。軸承座的端面盡可能位于同一平面上，箱體兩側(cè)軸承座端面應(yīng)與箱體中心平面對(duì)稱(chēng)，以便于加工和檢驗(yàn)。加

12、工表面與未加工表面嚴(yán)格分開(kāi)，不能處于同一表面上，或凸出或凹入箱體表面在軸承座端面和放油螺塞處凸起58mm，檢查孔處凸起35mm。 上下箱聯(lián)接螺栓的頭部及螺母與箱緣相接處的表面也需機(jī)加工，一般采用沉頭座方式，用锪刀锪平，深度23mm。第五講 減速器裝配草圖設(shè)計(jì)第32頁(yè)/共38頁(yè)5.3 完成減速器裝配草圖（3）減速器附件的設(shè)計(jì)（強(qiáng)調(diào)） 檢查孔及其蓋板和密封墊片 檢查孔位置檢查孔位置：傳動(dòng)件嚙合區(qū)上方，大小手伸入檢查。 檢查孔蓋板檢查孔蓋板：蓋板下加防滲漏墊片。箱蓋上安放蓋板的表面需要 刨削或銑削，凸臺(tái)高度35mm。第五講 減速器裝配草圖設(shè)計(jì)第33頁(yè)/共38頁(yè)5.3 完成減速器裝配草圖（3）減速器附

13、件的設(shè)計(jì)（強(qiáng)調(diào)） 通氣器 常用通氣器有兩種：通氣螺塞和網(wǎng)式通氣器。通氣螺塞用于清潔環(huán)境。網(wǎng)式通氣器用于多塵環(huán)境。第五講 減速器裝配草圖設(shè)計(jì)第34頁(yè)/共38頁(yè)5.3 完成減速器裝配草圖（3）減速器附件的設(shè)計(jì)（強(qiáng)調(diào)） 油面指示器 常用油面指示器有：油標(biāo)尺、圓形油標(biāo)、長(zhǎng)形油標(biāo)、管狀油標(biāo)。 減速器中常用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的油標(biāo)尺，上面刻有最高和最低油面的標(biāo)線(xiàn)。 為避免與齒輪干涉，油標(biāo)尺最好安裝在小齒輪一側(cè)。若采用上置式油標(biāo)尺，其孔是箱蓋和箱座合箱后進(jìn)行加工。第五講 減速器裝配草圖設(shè)計(jì)第35頁(yè)/共38頁(yè)5.3 完成減速器裝配草圖（3）減速器附件的設(shè)計(jì)（強(qiáng)調(diào)） 放油孔及其螺塞和密封墊片 減速器通常設(shè)置一個(gè)或兩個(gè)放油孔，并在螺塞下面放置一個(gè)封油墊片（石棉橡膠紙、皮革）。第五講 減速器裝配草圖設(shè)計(jì)第36頁(yè)/共38頁(yè)5.3 完成減速器裝配草圖（3）減速器附件的設(shè)計(jì)（強(qiáng)調(diào)） 起吊裝置 吊耳和吊鉤。 起箱螺釘 起箱螺釘?shù)闹睆脚c上下箱聯(lián)接螺栓直徑相