1、機械設計課程設計,指導教師:魏迎軍副教授,機械基礎工程訓練的目的,綜合運用機械設計課程和其它相關先修課程的理論及生產(chǎn)實踐的知識，分析、解決機械設計問題。 學習機械設計的一般方法，掌握機械零部件、機械傳動裝置的設計過程，培養(yǎng)總體設計和零部件設計的能力。 通過計算和計算機繪圖，學習使用標準、規(guī)范、手冊、圖冊等技術資料，培養(yǎng)機械設計的基本技能。,參考資料,唐增寶，常建娥. 機械設計課程設計. 武漢：華中科技大學出版社，2006，第三版 張衛(wèi)國，饒芳. 機械設計基礎篇. 武漢：華中科技大學出版社，2006，第一版,設計內(nèi)容,機械傳動系統(tǒng) 總體方案設計 傳動零件的設計計算 裝配圖設計：1張A1（包括主視

2、圖、俯視圖和左視圖，零件明細表，技術特性表，技術要求） 零件圖設計：2張 軸 齒輪 編寫設計計算說明書,1-1 確定傳動方案,方案1：雙級圓柱斜齒輪減速器 + 開式齒輪 方案2：雙級圓柱斜齒輪減速器 + 鏈傳動 方案3：帶傳動 +雙級圓柱斜齒輪減速器 方案4：單級蝸桿減速器 + 鏈傳動(或開式齒輪) （注：根據(jù)總傳動比和箱內(nèi)外傳動比的分配情況而定）,減速器是一種重要的通用性機械傳動裝置，類型多樣用途廣泛。,功能：降低原動機的轉(zhuǎn)速；增大輸出轉(zhuǎn)矩；改變運動方向。,帶式運輸機中的雙級圓柱齒輪減速器或蝸桿減速器,雙級圓柱齒輪減速器 + 開式齒輪,為什么開式齒輪布置在低速級？ 減速器中，為什么輸入、輸出

3、軸上的齒輪遠離轉(zhuǎn)矩輸入、輸出端？ 為什么不把小開式齒輪直接掛在減速器的輸出軸上？,雙級圓柱齒輪減速器 + 鏈傳動,為什么鏈傳動布置在低速級？,帶傳動 +雙級圓柱齒輪減速器,為什么帶傳動布置在高速級？,單級蝸桿減速器 + 鏈傳動,傳動方案,1-2 選擇電動機,類型：Y系列三相交流異步電動機（P148） 轉(zhuǎn)速：1500或1000 rpm 功率：工作機所需功率 電動機所需功率 = 系統(tǒng)總效率 總效率 = 12n（P6 表2-2） 記錄電動機安裝及外形尺寸（P149）,1-3 計算總傳動比和分配傳動比,總傳動比：i = n電 / n工 傳動比分配原則 各種傳動的各級傳動比應在推薦值范圍內(nèi)（P7 表2-

4、3） 尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)勻稱、不發(fā)生干涉現(xiàn)象（P7 圖2-2） 雙級圓柱齒輪減速器：高速級和低速級的齒輪強度接近 油池浸油潤滑：各級大齒輪直徑相差不大 i1 = (1.31.4) i2 總傳動比相對誤差：i 5,1-4 計算各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩,2-1 傳動零件的設計計算,先箱外再箱內(nèi)減少傳動比累積誤差 箱外： 開式齒輪：齒數(shù)互質(zhì)；大齒輪的材料選擇；齒寬系數(shù) 鏈傳動：鏈節(jié)數(shù)取偶數(shù)；鏈輪齒數(shù)取奇數(shù)，并和鏈節(jié)數(shù)互質(zhì) 帶傳動：計算壓軸力，設計大帶輪轂孔直徑（P181） 箱內(nèi)：閉式齒輪傳動 軟齒面齒輪：按接觸疲勞強度設計，校核彎曲疲勞強度 硬齒面齒輪：按彎曲疲勞強度設計，校核接觸疲勞強度；齒寬系數(shù) 中心

5、距應圓整為5的倍數(shù)（直齒輪需變位） 模數(shù)應向大取第一系列標準值 齒寬應圓整 斜齒輪的分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑應精確計算到小數(shù)點后三位數(shù) 斜齒輪的螺旋角應精確計算到“秒” 箱內(nèi)：蝸桿傳動 模數(shù)和分度圓直徑應取標準值，且應與直徑系數(shù)符合標準的匹配關系 熱平衡驗算,小齒輪一般為齒輪軸，P29圖5-9 大齒輪根據(jù)齒頂圓直徑選擇結(jié)構(gòu)型式，P189-190 硬齒面大齒輪，為保證鍵的強度，可選用輪轂寬度l大于輪緣寬度B的結(jié)構(gòu)型式，P189圖19-11,2-2 齒輪結(jié)構(gòu)設計,2-3 選擇聯(lián)軸器，初算軸徑,方案1、2、4：減速器高速軸外伸端用聯(lián)軸器與電動機相聯(lián)，高速軸軸徑應與電動機、聯(lián)軸器相匹配。 方

6、案3：減速器高速軸外伸端與大帶輪相聯(lián)，高速軸軸徑應與大帶輪孔徑匹配。 減速器低速軸外伸端用聯(lián)軸器與其他軸相聯(lián)，低速軸軸徑應與聯(lián)軸器相匹配。,選擇聯(lián)軸器的類型（P13）與型號（ P124第十三章）,任務安排,注:18周二9-10減速器拆裝實驗（分小班進行） D1-204,任務安排,3 減速器裝配圖設計,軸系部件 齒輪 軸 軸承 套筒（擋油環(huán)） 鍵,3 減速器裝配圖設計,箱體 箱蓋 箱座 附件 窺視孔和視孔蓋 通氣器 軸承端蓋 定位銷 聯(lián)接螺栓 箱蓋與箱座 軸承座 起蓋螺釘 油標與油塞 起吊裝置,3-1 減速器裝配圖設計準備,齒輪（蝸桿）傳動的主要尺寸：中心距，齒輪（蝸桿、蝸輪）分度圓直徑，齒寬

7、軸端直徑 輸入軸（方案1、2、4）：電動機輸出軸徑聯(lián)軸器軸孔直徑和長度軸端直徑 輸入軸（方案3）：帶輪軸孔直徑軸端直徑 輸出軸：轉(zhuǎn)矩聯(lián)軸器軸孔直徑和長度軸端直徑 滾動軸承的類型,3-2 齒輪傳動的潤滑方式,根據(jù)浸油齒輪的圓周速度確定 v12 m/s：油池浸油潤滑 齒輪浸油深度：12個齒高（P17） 多級齒輪傳動：一般低速級大齒輪浸油；當高速級與低速級大齒輪直徑相差較大時，高速級大齒輪采用濺油輪來潤滑 v 45 m/s上置式蝸桿：蝸輪浸油12個齒高 v 45 m/s下置式蝸桿：蝸桿浸油0.751個齒高；當油面達到軸承最低的滾動體中心而蝸桿尚未浸入油中時，在蝸桿軸上安裝濺油環(huán)。 齒輪v12 m/s

8、或上置式蝸桿v10 m/s ：壓力噴油潤滑,油池潤滑,采用濺油輪的油池潤滑,上置式蝸桿,下置式蝸桿,當油面達到軸承最低的滾動體中心而蝸桿尚未浸入油中時，在蝸桿軸上安裝濺油環(huán)。,噴油潤滑,3-3 滾動軸承的潤滑方式,潤滑油潤滑 浸油齒輪圓周速度v23 m/s：飛濺潤滑 刮板潤滑：下置式蝸桿傳動中蝸輪軸的軸承 油池潤滑：下置式蝸桿軸的軸承 潤滑脂潤滑 浸油齒輪圓周速度v23 m/s 下置式蝸桿傳動中蝸輪軸的軸承 上置式蝸桿傳動中蝸桿軸的軸承,飛濺潤滑,輸油溝結(jié)構(gòu)尺寸（P19）,鑄造擋油盤（P20）,鋼板擋油環(huán)（P29）,滾動軸承采用油潤滑時，若軸上小斜齒輪直徑小于軸承座孔直徑，為防止齒輪嚙合過程中

9、擠出的潤滑油大量沖入軸承，在軸承靠箱體內(nèi)壁一側(cè)安裝鋼板擋油盤。,3-4 減速器裝配草圖設計內(nèi)容,軸的結(jié)構(gòu)設計 確定軸承型號、軸的支點距離、作用在軸上零件的力的作用點 軸的強度計算 軸承的壽命計算 鍵的強度計算 軸系零件（齒輪、軸承、套筒、擋油環(huán)、端蓋、密封圈等）的結(jié)構(gòu)設計 減速器箱體的結(jié)構(gòu)設計 減速器附件設計,設計方法：邊畫圖、邊計算、邊修改,畫出齒輪的輪廓和箱體內(nèi)壁線 確定軸承座孔寬度L，畫出軸承座的外端線。 確定軸承的位置 軸的結(jié)構(gòu)設計由端部開始，逐段確定軸徑和寬度 定位軸肩：35mm；滾動軸承的定位軸肩：查軸承手冊。 非定位軸肩：0.51.5mm 安裝滾動軸承、傳動件、密封件等處的軸段直

10、徑應取標準值。 滾動軸承端面距箱體內(nèi)壁的距離：油潤滑35mm；脂潤滑1015mm 外伸長度與軸上零件和軸承蓋的結(jié)構(gòu)有關,齒輪減速器內(nèi)壁線（主視圖）,P24表5-1 箱蓋內(nèi)壁到大齒輪齒頂圓的距離1 箱蓋壁厚1 大齒輪齒頂圓到油池底面的距離30-50mm,齒輪減速器內(nèi)壁線（俯視圖）,大齒輪齒頂圓到箱座內(nèi)壁的距離1 齒輪端面與箱體內(nèi)壁的距離2 中間軸兩齒輪端面間距8-15mm,確定軸承座孔寬度L,L取決于軸承旁聯(lián)接螺栓Md1所需的扳手空間尺寸c1和c2,滾動軸承油潤滑,滾動軸承脂潤滑,軸的強度計算,危險截面：Me 最大的截面；,畫出空間受力圖（注意中間軸），求水平面和垂直面支反力RH 、RV ；,分

11、別作水平面和垂直面受力圖；,分別作水平面和垂直面彎矩圖MH 、MV ；,求合成彎矩：,求危險截面的當量彎矩：,靠近Memax ，直徑較小的截面。,按彎扭合成強度條件校核：,若強度不足，應適當增大軸徑。,軸承的壽命計算,求徑向載荷R= sqrt(RH2+RV2) 求派生軸向力S 求軸向載荷A 根據(jù)正裝或反裝，確定派生軸向力的方向 根據(jù)軸向合力的方向，判斷軸的運動趨勢 根據(jù)正裝或反裝，判斷哪端軸承受壓，哪端軸承放松 壓緊端軸承的軸向載荷等于除開本身派生軸向力之外的軸向力的代數(shù)和 放松端軸承的軸向載荷等于本身的派生軸向力 求徑向和軸向動載系數(shù)X、Y 求當量動載荷P 求軸承壽命Lh,（4）確定箱座高度

12、H和油面（P30）；,（2）軸承座旁連接螺栓的位置及凸臺高度的確定；,（1）箱體壁厚8mm（P24表5-1）,（7）箱體的加強肋（P24表5-1）,（3）箱蓋的圓弧以軸心畫圓弧求得；,減速器箱體結(jié)構(gòu)設計,（5）輸油溝的結(jié)構(gòu)（P19），注意不要與聯(lián)接螺栓孔相干涉；,（6）箱蓋、箱座凸緣及聯(lián)接螺栓的布置（考慮扳手空間）（P24表5-1）,（8）工藝性：鑄造圓角，拔模斜度，區(qū)分加工面和非加工面，螺栓支承面要加工出沉頭座（P32）,凸臺高度的確定應以最大的軸承座孔為準,凸臺高度應向大圓整為R20標準數(shù)列值（P73表9-7）,減速器附件設計,窺視孔和視孔蓋：要能夠觀察到齒輪嚙合狀況（P133） 通氣器：

13、根據(jù)工作選用（P136-137） 起吊裝置（P137-138） 油標：注意油標的傾斜度 放油孔和螺塞（P139）：放油孔設置在箱座內(nèi)底面最低處；箱座內(nèi)底面常做成11.5的斜面；在油孔附近做成凹坑 起蓋螺釘：螺釘端部應制成圓柱端，以免損壞螺紋和剖分面 定位銷：相距盡量遠，距對稱線距離不等（P109）,油標尺插入、拔出時不能與箱體干涉,油標尺,起蓋螺釘,3-5 完成減速器裝配圖,打剖面線：相鄰不同零件剖面線方向應不同；同一零件在各視圖上剖面線方向和間距應一致 標注主要尺寸與配合 特性尺寸：齒輪中心距及其偏差（P167表18-13） 外形尺寸：總長、總寬、總高 安裝尺寸：箱座底面尺寸，地腳螺栓孔中心

14、線的定位尺寸、地腳螺栓的直徑和間距，減速器中心高，外伸軸端的配合長度和直徑 主要零件的配合尺寸（P41表5-2）：傳動零件與軸，聯(lián)軸器與軸，軸承內(nèi)圈與軸（基孔制），軸承外圈與箱體軸承座孔（基軸制）等 填寫技術特性表 編寫技術要求（P41） 零件編號，編制零件明細表 填寫標題欄,零件工作圖,零件工作圖是制造、檢驗零件及制定工藝規(guī)程的重要技術資料，應包含制造、檢驗零件所需的全部內(nèi)容，包括： 必要的視圖 正確的尺寸標注 尺寸公差與形位公差 表面粗糙度 技術要求 先畫裝配圖，再拆畫零件圖,軸類零件工作圖,一個基本視圖,斷面圖,局部放大圖,徑向尺寸及公差（有配合要求的軸段，P41）,軸向尺寸（P50）,形位公差（P52）,表面粗糙度（P52）,技術要求（P51）,齒輪類零件工作圖,主視圖,左視圖,形位公差（第18章）,粗糙度（P54）,嚙合特性表（第18章）,技術要求（P54）,設計計算說明書的內(nèi)容,目錄 設計任務書（一定要畫傳動系統(tǒng)運動簡圖） 傳動方案的分析與擬定 電動機的選擇計算 傳動裝置的運動及動力參數(shù)的選擇和計算（包括