机械设计课程设计安排机制10.ppt

课程设计总体安排,2、指导教师及设计地点： 机制1011：皮钧老师； 机制1012 ：张全明老师； 机制1013：王素老师； 机制1014 ：方芳老师； 机制1015 ：冯薇老师； 机制1016 ：王成志老师；,1、时间：2012年12月31日2013年1月18日，共3周。,3、设计题目：( 由指导教师安排，课后班长从指导教师处领取),4、注意事项：注意设计室的安全、清洁卫生，不得在设计室吃早餐、抽烟、打牌!,第一章 概述,一、课程设计的目的,课程设计是机械设计课程重要的教学环节，是培养学生机械设计能力的技术基础课。,课程设计的主要目的是： 1）通过课程设计使学生综合运用机械设计课程及有关先修课程的知识，起到巩固、加深及拓宽有关机械设计方面知识的作用。 2）通过课程设计的实践，逐步树立正确的设计思想，培养学生分析和解决工程实际问题的能力，使学生掌握机械零件、机械传动装置或简单机械的一般设计方法和步骤。 3）提高学生的有关设计能力，如计算能力、绘图能力等，使学生熟悉设计资料（手册、图册等）的使用，掌握经验估算等机械设计的基本技能。,二、课程设计的内容和任务,课程设计一般选择通用机械的传动装置或简单机械作为设计课题。,设计的主要内容一般包括以下几方面： （1）拟定、分析传动装置的总体设计方案； （2）选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数； （3）进行传动件的设计计算，校核轴、轴承、联轴器、键等； （4）绘制减速器装配图和有关零件工作图； （5）编制设计计算说明书。,第一章 概述,（1）绘制减速器装配图1张； （2）零件工作图2张（A3图纸） ； 传动件：低速级从动轮或蜗轮； 轴 : 中间轴或蜗杆轴； （3）设计计算说明书一份，约30页-8000字左右； （4）答辩。,课程设计要求在3周内完成以下任务：,三、课程设计的步骤,课程设计一般可按以下顺序进行：设计准备工作、传动件的设计计算、装配图草图的绘制（校核轴、轴承等）、装配图的绘制、编写设计计算说明书、答辩。具体设计步骤如下表：,课程设计的步骤（续前表）,四、课程设计的有关注意事项,进行课程设计是学生第一次接受较全面的设计训练，作为设计的主体，学生应在教师的指导下发挥主观能动性，积极思考问题，认真阅读设计指导书，查阅有关设计资料，按教师的布置循序渐进地进行认真设计，按时完成每一阶段的设计任务。,课程设计注意事项： （1）认真设计草图是提高设计质量的关键，做到边计算、边绘图、边修改，设计计算和绘图交替进行； （2）设计过程中应及时检查、及时修正； （3）注意计算数据的记录和整理； （4）要有整体观念。,（1）按学校作息时间在规定设计室进行设计，按时完成设计任务参加答辩，答辩完成并修改后经指导老师同意方可上交； （2）每位同学独立完成自己的设计任务，不得抄袭他人结果或由他人代替计算和绘图或替别人设计计算和绘图，一经发现双方均为不及格； （3）不无故缺席、迟到、早退，有事请假，班长每天负责考勤。,成绩按等级制评定，主要依据： 平时表现（包括考勤）：10% 设计能力：10% 设计图纸质量：40% 说明书质量、计算正确性：25% 答辩：15%,五、课程设计纪律要求,六、成绩评定,第二章 机械传动装置的总体设计,传动装置的总体设计包括确定传动方案、选择电动机型号、合理分配各级传动比以及计算传动装置的运动和动力参数等，为下一步计算各级传动件提供条件。 设计任务书由指导教师拟定，学生应对传动方案进行分析，对方案是否合理提出自己的见解。,（1）带传动平稳性好，能缓冲吸振，但承载能力小，宜布置在高速级； （2）链传动平稳性差，且有冲击、振动，宜布置在低速级； （3）蜗杆传动放在高速级时蜗轮材料应选用锡青铜，否则可选用铝青铜； （4）开式齿轮传动的润滑条件差，磨损严重，应布置在低速级； （5）圆锥齿轮、斜齿轮宜放在高速级。,一、传动方案分析（见P6）,二、选择电动机（见P11-14）,2、选择电动机容量（确定电动机的功率） 1）工作机所需功率P w 工作机所需功率P w由机器的工作阻力和运动参数求得，可由设计任务书给定的工作机参数按下式求得： PW=Fv/1000 或 PW=T n /9550 式中：F为工作机的工作阻力，N；v为工作机的线速度，m/s ；T为工作机的阻力矩，Nm；n为工作机的转速，r/min 。,1、类型和结构型式的选择 工业上一般选择三相交流异步电动机，最常用的电动机是Y系列笼型三相交流异步电动机。常用结构型式为卧式封闭型。,3）传动装置总效率a 由电动机至工作机的传动装置总效率a ： a = 123 n 其中1 、2 、3、n分别为传动系统中每一传动副、每一对轴承及每个联轴器的效率，其数值查手册中或指导书中的表(参考P7表1)。,2）电动机输出功率Pd 电动机输出功率Pd为： P d = P w / a 式中： P w为工作机所需输入功率，即工作机主动轴所需功率（KW)； a为电动机至工作机主动轴之间的总效率。,4）确定电动机额定功率Ped 根据计算出的功率Pd可选定电动机的额定功率Ped 。应使： Ped Pd,3、选择电动机的转速 三相异步电动机常用的有四种同步转速，即3000、1500、1000、750r/min，一般多选用1500r/min或1000r/min的电动机。 可由工作机的转速要求和传动机构的合理传动比范围（P7表1），推算出电动机转速的可选范围，即： nd =（i 1 i 2 i 3in） n 式中： nd为电动机可选转速范围；i 1 、i 2 、i 3 、 、in分别为各级传动机构的合理传动比范围， n为工作机的转速。,4、确定电动机的型号 根据选定的电动机类型、结构型式、功率和转速，由表查出电动机型号及其额定功率、满载转速、外形和安装尺寸等各参数的数据，并列表记录备用。,由选定的电动机满载转速nm和工作机的转速n ，可得传动装置总传动比为： ia= nm / n 总传动比为各级传动比i1 、i2 、 i3 in的乘积，即 ia = i1 i2 i3 in 要求： （1）各级传动的传动比应在推荐的范围内选取；(参考P7表1) （2）应使传动装置的结构尺寸较小、重量较轻； （3）应使各传动件的尺寸协调，结构匀称、合理，避免互相干涉碰撞。,三、计算总传动比和分配传动比（见P1519）,以图示的传动装置为例： 1、各轴的转速n（ r/min）： n= nm n= n/ i1= nm / i1 2、各轴输入功率P（ kw） ： P = Pd 01 P = P 12 = P d 01 12 3、各轴输入转矩T（Nm） T = 9550P/ n T = 9550P/ n,注意：设计传动装置时，一般按实际需要的电动机输出功率Pd计算， 转速则取满载转速nm 。,四、计算传动装置的运动和动力参数（见P1921）,第三章 减速器结构、润滑和传动件的设计,减速器的类型很多，但其基本结构均由传动件、轴系零件、箱体及附件等所组成。传动件、轴系零件的设计计算参考教材，这里仅简要介绍减速器箱体及附件。,1、箱体 箱体按其结构形状不同可分为剖分式和整体式，多用铸造而成的剖分式箱体（见指导手册）。铸铁减速器箱体的结构尺寸参阅指导手册(P26表3)。,2、减速器附件 为了保证减速器正常工作，减速器箱体上通常设置一些装置或附加结构，以便减速器润滑油池的注油、排油、检查油面高度和拆卸、检修等。 减速器各附件的名称和用途见参阅指导手册。,一、减速器结构,减速器内的传动零件和轴承都需要有良好的润滑，这样可减少摩擦损失、提高传动效率，并可以防锈、降低噪声。 指导手册列出了减速器内传动零件和滚动轴承的润滑方式。,1、减速器外部的传动零件 1）带传动 2）链传动 3）开式齿轮传动 2、减速器内部的传动零件 齿轮、蜗杆、蜗轮 注意：计算顺序应先计算减速器外传动件、然后计算减速器内传动件。,减速器常通过联轴器与电动机、工作机相联接。联轴器的选择包括联轴器类型和尺寸（查手册）等的合理选择。,二、减速器的润滑,三、传动零件的设计计算,四、联轴器的选择类型和型号,第四章 减速器装配图的设计,（1）装配图设计的准备； （2）初步绘制装配草图及进行轴系零件的计算； （3）进行传动件的结构设计、轴承端盖的结构设计，选择轴承的润滑及密封方式； （4）减速器的箱体和附件的设计； （5）检查装配草图； （6）完成装配图。,装配图设计所涉及的内容较多，设计过程较复杂，往往要边计算、边画图、边修改直至最后完成装配工作图。装配图的设计过程一般包括以下几个阶段：,在画装配图之前，应做好必要的准备工作，主要有以下几方面： 1、装拆减速器，翻阅有关资料，了解和熟悉减速器各零件的作用、类型和结构。 2、根据已进行的计算，汇总和检查绘制装配图时所必需的技术资料和数据： （1）传动装置的运动简图； （2）各传动零件的主要数据，如中心距、分度圆直径、齿顶圆直径以及轮齿的宽度等； （3）联轴器的型号、孔径范围、孔宽和各有关安装尺寸要求； （4）电动机的有关尺寸，如电动机输出轴的轴径、轴身伸出长度、电动机的中心高等； 3、初选滚动轴承的类型和轴的支承型式（两端固定或一端固定、一端游动等）；,一、装配工作图设计的准备阶段（见P39）,4、确定减速器箱体的结构型式（整体式、剖分式）和轴承端盖型式（凸缘式或嵌入式）； 5、选定图纸幅面及绘图的比例（尽量采用1：1或1：2）。 注：装配图的绘制推荐采用常用的规定画法和简化画法（参阅第八章）,主要进行轴的结构设计，确定轴承的型号和位置，找出轴承支点和轴系上作用力的作用点，从而对轴和轴承进行验算。 1、确定各传动件的轮廓及其相对位置 2、箱体内壁位置的确定 3、轴承座端面位置的确定 4、初步计算轴径和估算轴的外伸长度 5、轴的结构设计(确定轴的径向尺寸和轴向尺寸) 6、校核轴、轴承和键,二、初步绘制装配草图（第一阶段）(1:1) （见P3953）,1、传动零件的结构设计 2、轴承组合设计 3、滚动轴承的润滑与密封,三、轴系部件的结构设计（第二阶段） （见P5560）,四、减速器箱体和附件设计（第三阶段） （见P6178）,2、减速器附件的结构设计 1）窥视孔和窥视孔盖 5）起盖螺钉 2）放油螺塞 6）定位销 3）油标 7）吊环螺钉、吊耳和吊钩 4）通气器,1、箱体的结构设计 箱体要具有足够的刚度、可靠的密封、便于传动件的润滑和散热、良好的工艺性形状应力求匀称、美观,总体布置、计算、轴系结构、箱体和附件结构、绘图规范方面,1、标注必要的尺寸 1）外形尺寸，如总长、宽、高； 2）特性尺寸，如传动件的中心距、偏差； 3）安装尺寸，如减速器的中心高、轴外伸端配合轴端的长度和直径、地脚螺栓孔的直径和位置尺寸、箱体底面尺寸等。 4）配合尺寸，主要零件的配合尺寸、配合性质和精度等级。 2、注明减速器的技术特性 技术特性可采用表格形式来书写，见指导手册。,五、装配草图的检查,六、完成装配图（见P8087）,3、编写技术要求 1）对零件的要求 2）对润滑剂的要求 3）对滚动轴承轴向间隙及其调整的要求 4）传动侧隙量和接触斑点 5）减速器的密封 6）对试验的要求 7）对外观、包装和运输的要求 4、对全部零件进行编号(按顺时针顺序，从最大零件开始) 5、编制零件明细表及标题栏 标题栏和明细表的格式参照指导书P86。,6、检查装配工作图 1）视图的数量是否足够，是否能清楚地表达减速器的结构和装配关系； 2）各零件的结构是否合理，加工、装拆、调整是否可能，维修、润滑是否方便； 3）尺寸标注是否足够、正确，配合和精度的选择是否适当，重要零件的位置及尺寸是否符合要求，相关零件的尺寸是否协调； 4）零件编号是否齐全，有无遗漏或多余； 5）技术要求和技术性能是否完善、正确； 6）明细表所列项目是否正确，标题栏格式（P86）、内容是否符合标准； 7）所有文字是否清晰，是否按制图规定书写（仿宋体）。,第五章 零件工作图设计,零件工作图是在完成装配图设计的基础上绘制，它是零件制造和检验的主要技术文件。零件工作图应完整清楚地表达零件的结构和尺寸，图上应标注尺寸偏差、形位公差和表面粗糙度，写明材料、热处理要求及其它技术要求。每幅零件图应单独在一个标准图幅中绘制，并尽量采用1：1的比例，画出标题栏（格式见指导书P88）。,1、视图 轴类零件一般用一个主要视图表示，在有键槽和孔的部位，应增加必要的剖视图。对于轴上不易表达清楚的砂轮越程槽、退刀槽、中心孔等，必要时应绘制局部放大图。,2、尺寸标注 轴的各段直径应全部标注尺寸，凡是配合处都要标注尺寸极限偏差。标注轴的各段长度尺寸时首先应选好基准面（常选择在传动零件定位面处或轴的端面处），对于长度尺寸精度要求较高的轴段，应尽量直接标注其尺寸。标注尺寸时应避免出现封闭的尺寸链。,一、轴类零件工作图（见P8992）,3、形位公差的标注 轴类零件图上应标注必要的形位公差，以保证加工精度和装配质量。轴的形位公差标注项目见手册。,4、表面粗糙度的标注,5、技术要求 轴类零件图上的技术要求一般有以下内容： 1）对材料的化学成分和机械性能的说明； 2）热处理方法、热处理后的硬度、渗碳深度等要求； 3）图上未注明的圆角、倒角尺寸； 4）其它必要的说明，如图上未画中心孔，则应注明中心孔的类型及标准代号，或在图上用指引线标出。,1、视图 齿轮类零件一般用两个视图表示，主视图通常采用通过齿轮轴线的全剖或半剖视图，侧视图可采用以表达毂孔和键槽的形状、尺寸为主的局部视图。若齿轮是轮辐结构，则应详细画出侧视图，并附加必要的局部视图，如轮辐的横剖面图。 2、尺寸、公差和表面粗糙度的标注 齿轮的各径向尺寸以轴线为基准标出，轴向尺寸以端面为基准标出。注意在图上不标齿根圆尺寸。另外还应标注键槽尺寸。 3、啮合特性表 齿轮零件工作图上应编有啮合特性表，标准列出齿轮的基本参数、精度等级及检验项目等（参阅手册）。 4、技术要求 技术要求的内容包括对材料、热处理、加工（未注明的倒角、圆角半径）、齿轮毛坯（锻件、铸件）等方面的要求。,二、齿轮类零件工作图（见P9295）,第六章 编写设计计算说明书和准备答辩,设计说明书要求计算正确、论述清楚、文字简练、书写工整。对计算内容只写出计算公式，再代入数值（运算和简化过程不必写