武科大《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)講稿1

一、

課程設(shè)計(jì)的目的

機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)課程的一個(gè)教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，由此獲得全面的機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練。

其基本目的：

1．

綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程及前修課程所學(xué)知識(shí)去分析和解決機(jī)械設(shè)計(jì)問(wèn)題

2．

學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，了解和掌握常用機(jī)械零部件、機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡(jiǎn)單機(jī)械的設(shè)計(jì)過(guò)程，培養(yǎng)正確的設(shè)計(jì)思想和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，特別是總體設(shè)計(jì)和零部件設(shè)計(jì)的能力

3．

通過(guò)計(jì)算和繪圖，學(xué)會(huì)運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)及查閱有關(guān)技術(shù)資料，培養(yǎng)機(jī)械設(shè)計(jì)的基本技能

《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)

第一講 概述二、

課程設(shè)計(jì)的方法

1．

獨(dú)立思考，繼承與創(chuàng)新

2．

綜合考慮機(jī)械零部件的強(qiáng)度、剛度、工藝性、經(jīng)濟(jì)性及維 護(hù)等要求

3．

采用“三邊”設(shè)計(jì)方法：邊計(jì)算、邊畫(huà)圖、邊修改

三、

課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容（見(jiàn)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)）

四、

課程設(shè)計(jì)時(shí)間安排（第一周～第三周，共3周）

第1周：完成初步計(jì)算和裝配草圖

第2周：完成裝配圖和部分零件圖（上機(jī)畫(huà)圖，采用CAXA）

第3周：完成零件圖和整理設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（3~4天）；答辯（1~2天）

五、

成績(jī)?cè)u(píng)定

1．

等級(jí)：優(yōu)、良、中、及格、不及格

2．

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：圖紙，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，答辯，課設(shè)期間平時(shí)成績(jī)（出勤及設(shè)計(jì)進(jìn)度）綜合評(píng)定

六、

參考書(shū)

[1] 唐增寶等主編，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，華中科技大學(xué)出版 社，1999年

[2] 濮良貴等主編，機(jī)械設(shè)計(jì)，高等教育出版社，2001年

[3] 廖漢元等主編，機(jī)械原理，機(jī)械工業(yè)出版社，2009年

《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)

一、

設(shè)計(jì)題目

設(shè)計(jì)一臺(tái)冶金、礦山用帶式運(yùn)輸機(jī)的動(dòng)力及傳動(dòng)裝置。

已知：工作時(shí)有輕微振動(dòng)，經(jīng)常滿載工作，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，兩班制工作，工作年限10年，大修期3年，每年按300天計(jì)。允許運(yùn)輸帶速度誤差：±5%，動(dòng)力源為電力（三相交流220/380V）。三，設(shè)計(jì)任務(wù)

1．

減速器裝配圖1張（A0）及裝配草圖1張（A1）；

2．

零件圖2張（低速軸和低速級(jí)大齒輪零件圖各1張）

3．

課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份（按照規(guī)定的格式書(shū)寫(xiě)，并要求有 必要的簡(jiǎn)圖）

四，設(shè)計(jì)要求

1，

按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定選擇有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)零部件繪 制裝配圖和零件圖

2，

設(shè)計(jì)期間，設(shè)計(jì)者一律必須在設(shè)計(jì)室完成任務(wù)，否則 不給成績(jī)。

3，

每完成一段任務(wù)，由指導(dǎo)教師審查

二，原始數(shù)據(jù)：五，編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)內(nèi)容：

1，

目錄

2，

設(shè)計(jì)任務(wù)（附上課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，注明自己的題號(hào)）

3，

機(jī)械傳動(dòng)裝置的總體方案設(shè)計(jì)

1）

傳動(dòng)方案的分析及擬定

2）

選擇電動(dòng)機(jī)

3）

運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算

4）

傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖繪制

4，

齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算（畫(huà)出輪齒受力分析圖）

5，聯(lián)軸器的選擇計(jì)算

6，

軸的設(shè)計(jì)計(jì)算

7，

滾動(dòng)軸承選擇計(jì)算

8，

鍵的選擇及計(jì)算

9，

潤(rùn)滑與密封設(shè)計(jì)

10，減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

11，設(shè)計(jì)小結(jié)

12，參考文獻(xiàn)

六，課程設(shè)計(jì)步驟：見(jiàn)[1]P2課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)封面

第二講 機(jī)械傳動(dòng)裝置的總體方案設(shè)計(jì)

主要內(nèi)容：確定傳動(dòng)具體方案，選電機(jī)，定傳動(dòng)比，計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)。

一、傳動(dòng)方案分析及設(shè)計(jì)（見(jiàn)[1]P3）

機(jī)器的組成：動(dòng)力機(jī)傳動(dòng)裝置工作機(jī)動(dòng)力機(jī)：選用電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)裝置的作用：將動(dòng)力部分的運(yùn)動(dòng)（n,v）和動(dòng)力(P,T)進(jìn)行轉(zhuǎn)換傳遞給工作機(jī)（又稱執(zhí)行部分），以滿足工作機(jī)的需要；傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)是傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

可傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的機(jī)構(gòu)有：齒輪傳動(dòng)，帶傳動(dòng)，蝸輪蝸桿傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)，凸輪機(jī)構(gòu)，連桿機(jī)構(gòu)等。

各機(jī)構(gòu)特點(diǎn)（見(jiàn)[2]P137），將這些機(jī)構(gòu)有效的組合，滿足工作機(jī)的需要，即為傳動(dòng)方案的擬定。

[1]P4表2-1給出了由多個(gè)齒輪機(jī)構(gòu)組合成的多種傳動(dòng)方案（即常用的減速器），可分析、比較其優(yōu)缺點(diǎn)，確定較好的傳動(dòng)方案。

傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)依據(jù)：首先滿足工作機(jī)的功能要求；其次滿足工作可靠、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、重量輕、成本低、工藝性好、使用維護(hù)方便等；確定傳動(dòng)方案時(shí)，應(yīng)充分了解各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的性能和特點(diǎn)，結(jié)合工作機(jī)的工作條件，對(duì)多種傳動(dòng)方案進(jìn)行分析比較，合理選擇。

如下列出了帶式運(yùn)輸機(jī)的5種傳動(dòng)方案：

方案分析比較：

方案a)：帶傳動(dòng)+閉式齒輪傳動(dòng)。帶傳動(dòng)布置于高速級(jí)，發(fā)揮其傳動(dòng)平穩(wěn)、緩沖吸振和過(guò)載保護(hù)特點(diǎn)，但此方案寬度較大，且?guī)鲃?dòng)不適應(yīng)繁重的工作要求及惡劣的工作環(huán)境。

方案b)：閉式蝸桿傳動(dòng)。結(jié)構(gòu)緊湊，但傳動(dòng)效率低，功率損耗大，在長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)中不經(jīng)濟(jì)。

方案c)：錐齒輪+圓柱齒輪傳動(dòng)。橫向結(jié)構(gòu)較緊湊，適合布置在較狹窄的通道中，錐齒輪一般放在高速級(jí)（轉(zhuǎn)矩T較小），可減小錐齒輪尺寸，便于加工；但錐齒輪加工較困難，加工成本高。

方案d)：二級(jí)閉式圓柱齒輪傳動(dòng)。適應(yīng)在繁重及惡劣的工作條件下長(zhǎng)期工作，使用維護(hù)方便，但結(jié)構(gòu)較龐大。

方案e)：

開(kāi)式齒輪傳動(dòng)+閉式齒輪傳動(dòng)。成本較方案d)低，適應(yīng)于繁重的工作條件，但多灰塵的環(huán)境對(duì)開(kāi)式齒輪壽命有影響。

綜合以上方案特點(diǎn)，考慮工作條件及環(huán)境，初選方案d)，二級(jí)閉式圓柱齒輪傳動(dòng)。

傳動(dòng)方案圖如下：二、選擇電動(dòng)機(jī)(見(jiàn)[1]P5)

1．

電動(dòng)機(jī)類型及轉(zhuǎn)速：

三相交流電動(dòng)機(jī)：Y系列：（見(jiàn)[1]P149）

YZ,YZR系列：

同步轉(zhuǎn)速：一般選1500或1000r/min

2．

確定電動(dòng)機(jī)功率和型號(hào)

1）工作機(jī)所需功率Pw=F×V/1000Kw

2）電動(dòng)機(jī)所需功率Pd=Pw/η

傳動(dòng)裝置總效率η=η1×η2·····ηn

各傳動(dòng)副的效率η1、η2·····ηn等見(jiàn)[1]P6表2-2

3）電動(dòng)機(jī)額定功率Pe>電動(dòng)機(jī)所需功率Pd,由此查[1]P149選電動(dòng)機(jī)型號(hào)

記下：電動(dòng)機(jī)型號(hào)，額定功率Pe，滿載轉(zhuǎn)速nm，電動(dòng)機(jī)中心高，外伸軸徑和外伸軸長(zhǎng)，供選聯(lián)軸器和計(jì)算傳動(dòng)件用。

VF三、確定總傳動(dòng)比I及分配傳動(dòng)比

I=電機(jī)滿載轉(zhuǎn)速nm/工作機(jī)所需轉(zhuǎn)速nw , nw=60×1000×V/（πD）

I=i1×i2

各級(jí)傳動(dòng)比分配原則：（見(jiàn)[1]P7）

1）滿足推薦值范圍（見(jiàn)[1]P7表2-3）；

2）不發(fā)生干涉現(xiàn)象；

3）等強(qiáng)度原則；

4）潤(rùn)滑合理

推薦：i1=（1.3~1.4）i2

四、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算（見(jiàn)[1]P8）

1）

計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速n，輸入功率P，轉(zhuǎn)矩T

2）

計(jì)算各級(jí)傳動(dòng)（高速級(jí)，低速級(jí)齒輪傳動(dòng)）的輸入轉(zhuǎn)速， 輸入功率

五、繪制傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖：

第三講 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)（見(jiàn)[1]P12）

主要內(nèi)容：高速、低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算

一、高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算（斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算）

設(shè)計(jì)步驟：參考教材[2]例題10-2或課堂例題、作業(yè)

二、低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算（變位直齒齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算）

變位齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)：

設(shè)計(jì)步驟：參考教材[2]–第九版,例題10-1，

教材[3]《機(jī)械原理》例題9-1三，注意事項(xiàng)

1）變位系數(shù)的確定:

參考教材[2]–第九版,P2063）中心距a如偏小，可能引起軸承端蓋干涉，則可先估算一下軸承端蓋的大小（即初定最小軸徑，逐步加大，初定軸承，確定出軸承座孔徑，初選軸承蓋，即可定其大小）P2114）考慮等強(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí)，則一般低速級(jí)齒輪模數(shù)＞高速級(jí)齒輪模數(shù)

第四講 軸系設(shè)計(jì)計(jì)算

一、

設(shè)計(jì)內(nèi)容：

高、中、低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算；各軸上的軸承、鍵、聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)

二、

設(shè)計(jì)方法

貫徹“三邊”設(shè)計(jì)法，以軸為主線，考慮減速箱體結(jié)構(gòu)，其它零件并行設(shè)計(jì)，各零件尺寸相互協(xié)調(diào)。

參考內(nèi)容：

教材[2]第15章軸；

[1]P13~P14；P24~P29；圖5-1；圖5-5；圖5-7；圖5-8；圖5-15

[1]表5-1；圖5-22

三、初步結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)步驟：

1．

設(shè)計(jì)前準(zhǔn)備：讀懂圖5-1（結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，各零部件作用）；

圖5-22；弄清[1]P24表5-1中各符號(hào)的意義及計(jì)算

如：df；d1；d2的確定及螺栓扳手空間c1,c2的確定

2，繪制減速器裝配草圖（一）（見(jiàn)[1]P25）

3．

在草圖（一）基礎(chǔ)上繪出減速器裝配草圖（二）如下：（見(jiàn)[1]P27圖5-7）LLL=δ1+C1+C2+5～８

δ1——箱蓋壁厚，查[1]表5-1

C1,C2——軸承旁螺栓扳手空間(凸緣尺寸)，查[1]表5-1軸承是脂潤(rùn)滑:10~15軸承是油潤(rùn)滑:3~5a箱體內(nèi)壁30B---拆裝空間8~15高速軸1）

軸的徑向尺寸確定（從最小軸徑開(kāi)始）

（1）

初估最小軸徑dmin考慮：軸上的聯(lián)軸器及電機(jī)軸徑，再定dmin，

聯(lián)軸器的選擇見(jiàn)[1]P13及教材[2]P348

課堂習(xí)題

（2）逐步加大軸徑（考慮軸上零件的定位、固定或區(qū)分加工面、零件拆裝需要）注意點(diǎn)：a)用于定位時(shí)，軸徑變化大（5~10mm）;否則變化小b)滾動(dòng)軸承的定位應(yīng)查其標(biāo)準(zhǔn) c)有標(biāo)準(zhǔn)零件配合的軸徑應(yīng)取相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值（如：滾動(dòng)軸承、聯(lián)軸器處）d)由d軸初選滾動(dòng)軸承型號(hào)e)齒輪尺寸與軸徑很接近（d<1.8ds）時(shí)，采用齒輪軸（見(jiàn)[1]P29)以箱體內(nèi)壁為基準(zhǔn)（1）

確定軸承在軸承座孔內(nèi)位置

（即定軸的支承點(diǎn)位置）設(shè)計(jì)思路：（邊計(jì)算，邊畫(huà)圖，邊設(shè)計(jì)）2）

軸的軸向尺寸確定（2）確定軸承座孔長(zhǎng)度L

半聯(lián)軸器距箱體內(nèi)壁距離=L+e+30~40mm,并演算空間B是否足夠