机械课程设计导引20140217

1、福建农林大学机电工程学院福建农林大学机电工程学院机械工程系机械工程系l1 概述（概述（P191P191）l2 几点提示几点提示l(1)培养分析和解决实际问题的能力培养分析和解决实际问题的能力l 综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论和实综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论和实际知识，进行课程设计际知识，进行课程设计 l(2)培养机械设计能力培养机械设计能力（以典型机械产品设计为载体（以典型机械产品设计为载体 ）l 为满足机器的功能要求，合理选型，制定设计方案；为满足机器的功能要求，合理选型，制定设计方案；l 正确计算零件的工作能力；正确计算零件的工作能力；l 结构设计：尺寸、形状、材料及

2、零部件配置构；结构设计：尺寸、形状、材料及零部件配置构；l 综合权衡：制造工艺、使用、维护、经济和安全等问综合权衡：制造工艺、使用、维护、经济和安全等问题，题， l(3)培养机械设计的基本技能培养机械设计的基本技能 l 学习运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术学习运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料资料 l1.2.1 内容（题目）内容（题目）：见设计任务书：见设计任务书l1.2.2 任务任务：l (1) 绘制减速器绘制减速器装配图装配图（ A0A0图幅图幅 ）；）；l (2) 绘制零件工作图绘制零件工作图 （3 3）设计）设计说明书说明书（格式：格式：P249-250P249-25

3、0）l1.2.3 注意注意l1 1）统一装袋，文件袋统一封面）统一装袋，文件袋统一封面l2 2）将）将设计任务书设计任务书装钉在目录之后的第一装钉在目录之后的第一页页l绘制零件图的具体任务绘制零件图的具体任务 l 圆锥齿轮减速器：圆锥齿轮减速器：l 圆柱齿轮减速器：圆柱齿轮减速器：l 蜗蜗 杆杆 减减 速速 器：器：小锥齿轮及高速轴小锥齿轮及高速轴第二级大齿轮及输出轴第二级大齿轮及输出轴；蜗杆，蜗轮部装图蜗杆，蜗轮部装图齿圈、轮芯零件图齿圈、轮芯零件图要求：用计算机绘制零件工作图要求：用计算机绘制零件工作图l机械设计课程设计机械设计课程设计l设计题目设计题目l内内 装装l1 1 l2 2 l3

4、 3l l专业、方向、班级专业、方向、班级 l设计者、学号设计者、学号 l指导教师指导教师 l完成日期完成日期 年年 月月 日日 l成绩成绩l（校、院名校、院名）l（1 1）设计）设计准备准备( (减速器模型地点：减速器模型地点：2-4012-401) ) （1 1天天）l（2 2）传动装置的）传动装置的总体设计总体设计 l（3 3）传动件传动件的设计的设计 （2 2 3 3天天）l（4 4）结构设计结构设计绘制装配草图绘制装配草图 （第第2 2周余周余1 12 2天天） l（5 5）绘制）绘制装配图装配图 （23天天）l（6 6）绘制）绘制零零件件工作工作图图（要求用计算机绘图要求用计算机绘

5、图）（）（12天天）l（7 7）整理编写设计）整理编写设计说明书说明书 （2 3天左右分散进行天左右分散进行）l（8 8）小结准备）小结准备答辩答辩l（1 1）方案方案设计设计l（2 2）分析）分析计算计算参数设计、强度（刚度）校核参数设计、强度（刚度）校核l（3 3）结构结构设计设计结构、装配、制造、公差结构、装配、制造、公差l（4 4）设计）设计表达表达图面、说明书图面、说明书l（5 5）表现表现与与答辩答辩l1 概述（概述（P191P191）l2 几点提示几点提示l要点要点l同步同步转速越高转速越高、定子线圈对数越少、定子线圈对数越少、电机电机价格越低价格越低、l总传动比增大、总传动比增

6、大、减速器减速器尺寸与尺寸与成本加大成本加大。l同步转速同步转速1500 r/min1500 r/min 为齿轮减速器为齿轮减速器较适较适中中方案方案l引例引例：由工作机阻力矩由工作机阻力矩 T阻阻计算可得：计算可得：l电机的输出功率：电机的输出功率：P=6.5 kWl选用型号选用型号Y132M-4 额定功率额定功率P=7.5 kW电机电机l同步转速同步转速1500 满载转速满载转速1440 r/min l问题问题：l减速器负荷（功率）：减速器负荷（功率）：P=？l减速器高速轴转速减速器高速轴转速n=?l如何计算减速器各轴的扭矩？如何计算减速器各轴的扭矩？l计算要点计算要点l. .力矩力矩计算

7、以阻力矩为计算基点计算以阻力矩为计算基点l -由后往前算由后往前算 l2.2.转速转速计算以电动机满载转速为计算基点计算以电动机满载转速为计算基点l -由前往后算由前往后算l3.3.减速器减速器功率按给定负荷功率按给定负荷计算计算( (任务约定任务约定) )l4.4.各轴各轴的功率，的功率，应分输入与输出功率应分输入与输出功率，两者相差，两者相差的是轴承的功率损耗（效率）的是轴承的功率损耗（效率）l计算方法计算方法l. . -按力矩流由后往前算按力矩流由后往前算 l例：圆锥例：圆锥- -圆柱减速器第三轴圆柱减速器第三轴输出钮矩输出钮矩 锥联轴器啮合阻轴承iTT/*233轴轴方法一：方法一：33

8、63/10*55. 9nPT出方法二：方法二：l2.3.1 齿轮减速器齿轮减速器l（1）传动比分配对结构的影响）传动比分配对结构的影响l2.3.1 齿轮减速器齿轮减速器l（1）传动比分配对结构的影响）传动比分配对结构的影响l（2）二级）二级齿轮减速器齿轮减速器传动比分配传动比分配的基本要求：的基本要求：l结构紧凑、两大齿轮浸油深度接近结构紧凑、两大齿轮浸油深度接近l d大大 d大大 (如何实现？如何实现？)分配传动比分配传动比齿轮计算齿轮计算d大大 d大大?否否是是l2.3.1 齿轮减速器齿轮减速器l（1）传动比分配对结构的影响）传动比分配对结构的影响l（2）二级）二级齿轮减速器齿轮减速器传动

9、比分配传动比分配的基本要求：的基本要求：l结构紧凑、两大齿轮浸油深度接近结构紧凑、两大齿轮浸油深度接近l d大大 d大大 (如何实现？如何实现？)l(3) (3) 分析、思考分析、思考软、硬齿面齿轮的优缺点软、硬齿面齿轮的优缺点，使用，使用场合场合。l（4 4）二级圆柱齿轮二级圆柱齿轮减速器减速器-采用斜齿轮传动采用斜齿轮传动l2.3.2 2.3.2 蜗杆减速器蜗杆减速器l（1 1）多方案多方案比较计算（计分）比较计算（计分）l基本要求：基本要求：l取同步转速取同步转速1000 r/min ,1500 r/min1000 r/min ,1500 r/min对比定一个对比定一个方案方案 l（2

10、2）结构设计（装配底图）初步完成后，进行：）结构设计（装配底图）初步完成后，进行：l1 1）蜗杆）蜗杆刚度校核刚度校核l2 2）油温油温（热平衡）（热平衡）计算计算l2.4.1 2.4.1 概述概述l（1 1）紧接在传动件设计之后进行）紧接在传动件设计之后进行装配草图绘制装配草图绘制l（2 2）直接）直接在在0 0号图纸上号图纸上选择适当的比例选择适当的比例进行进行l 草图草图 “潦草的图潦草的图”l（3 3）主要设计过程）主要设计过程l 起步起步-配置传动件配置传动件的相对位置，确定箱体内壁；的相对位置，确定箱体内壁；l（1 1）紧接在传动件设计之后进行）紧接在传动件设计之后进行装配草图绘制

11、装配草图绘制l（2 2）直接）直接在在0 0号图纸上号图纸上选择适当的比例选择适当的比例进行进行l 草图草图 “潦草的图潦草的图”l（3 3）主要设计过程）主要设计过程l 起步起步-配置传动件的相对位置，确定箱体内壁；配置传动件的相对位置，确定箱体内壁；l 确定确定轴的最小直径轴的最小直径，选选择择轴承轴承；l 轴系结构设计轴系结构设计（并行箱体相关结构的设计）（并行箱体相关结构的设计）l（1 1）紧接在传动件设计之后进行）紧接在传动件设计之后进行装配草图绘制装配草图绘制l（2 2）直接）直接在在0 0号图纸上号图纸上选择适当的比例选择适当的比例进行进行l 草图草图 “潦草的图潦草的图”l（3

12、 3）主要设计过程）主要设计过程l 起步起步-配置传动件的相对位置，确定箱体内壁；配置传动件的相对位置，确定箱体内壁；l 确定确定轴的最小直径轴的最小直径，选选择择轴承轴承；l 轴系结构设计轴系结构设计（并行箱体相关结构的设计）（并行箱体相关结构的设计）l蜗杆减速器要求蜗杆减速器要求：蜗杆采用：蜗杆采用一支点双向固定,另一端游动的支撑方式。l 轴系结构设计轴系结构设计（并行箱体相关结构的设计）（并行箱体相关结构的设计）l蜗杆减速器要求蜗杆减速器要求：蜗杆采用：蜗杆采用一支点双向固定,另一端游动的支撑方式。一对角接触球轴承组合l 轴系结构设计轴系结构设计（并行箱体相关结构的设计）（并行箱体相关结

13、构的设计）l蜗杆减速器要求蜗杆减速器要求：蜗杆采用：蜗杆采用一支点双向固定,另一端游动的支撑方式。一对圆锥滚子轴承组合l（1 1）紧接在传动件设计之后进行）紧接在传动件设计之后进行装配草图绘制装配草图绘制l（2 2）直接）直接在在0 0号图纸上号图纸上选择适当的比例选择适当的比例进行进行l 草图草图 “潦草的图潦草的图”l（3 3）主要设计过程）主要设计过程l 起步起步-配置传动件的相对位置，确定箱体内壁；配置传动件的相对位置，确定箱体内壁；l 确定确定轴的最小直径轴的最小直径，选选择择轴承轴承；l 轴系结构设计（并行箱体相关结构的设计）轴系结构设计（并行箱体相关结构的设计）l 轴、轴承、键的

14、轴、轴承、键的强度（刚度）校核强度（刚度）校核l（1 1）紧接在传动件设计之后进行）紧接在传动件设计之后进行装配草图绘制装配草图绘制l（2 2）直接）直接在在0 0号图纸上号图纸上选择适当的比例选择适当的比例进行进行l 草图草图 “潦草的图潦草的图”l（3 3）主要设计过程）主要设计过程l 起步起步-配置传动件的相对位置，确定箱体内壁；配置传动件的相对位置，确定箱体内壁；l 确定确定轴的最小直径轴的最小直径，选选择择轴承轴承；l 轴系结构设计（并行箱体相关结构的设计）轴系结构设计（并行箱体相关结构的设计）l 轴、轴承、键的轴、轴承、键的强度（刚度强度（刚度）校核）校核l 完善箱体及减速器附件的

15、设计完善箱体及减速器附件的设计l2.4.1 2.4.1 概述概述l2.4.2 2.4.2 传动件的配置传动件的配置l（1 1）二级齿轮传动减速器）二级齿轮传动减速器2 2种方案种方案输入输入输入输入输出输出输出输出哪一种方案有利于减轻轮齿的承载不均？哪一种方案有利于减轻轮齿的承载不均？输入输入输入输入输出输出输出输出要求要求：齿轮类减速器设计，在齿轮设计计算前进行传动件配置方案对比选择。斜齿轮应齿轮类减速器设计，在齿轮设计计算前进行传动件配置方案对比选择。斜齿轮应在说明书、图纸注明在说明书、图纸注明旋向旋向。l2.4.1 2.4.1 概述概述l2.4.2 2.4.2 传动件的配置传动件的配置l

16、（1 1）二级齿轮传动减速器）二级齿轮传动减速器2 2种方案种方案l（2 2） 蜗杆减速器蜗杆减速器-蜗杆下置蜗杆下置l2.4.3 2.4.3 减速器减速器结构结构及尺寸及尺寸P158P158第十一章第十一章l2.4.1 2.4.1 概述概述l2.4.2 2.4.2 传动件的配置传动件的配置l（1 1）二级齿轮传动减速器）二级齿轮传动减速器2 2种方案种方案l（2 2） 蜗杆减速器蜗杆减速器-蜗杆下置蜗杆下置l2.4.3 2.4.3 减速器减速器结构结构及尺寸及尺寸P158P158第十一章第十一章l2.4.4 2.4.4 小锥齿轮轴小锥齿轮轴支承跨度的设计支承跨度的设计l问题问题：l1、l2取

17、值有何讲究？取值有何讲究？ll1 l2 l轴承轴承2 2负荷负荷l支承刚度支承刚度 l经验方法：经验方法：ll1 （2 23 3）l2l或：或： l1 2.5dl 轴颈直径轴颈直径l1l212l2.4.1 2.4.1 概述概述l2.4.2 2.4.2 传动件的配置传动件的配置l（1 1）二级齿轮传动减速器）二级齿轮传动减速器2 2种方案种方案l（2 2） 蜗杆减速器蜗杆减速器-蜗杆下置蜗杆下置l2.4.3 2.4.3 减速器减速器结构结构及尺寸及尺寸P158P158第十一章第十一章l2.4.4 2.4.4 小锥齿轮轴支承跨度的设计小锥齿轮轴支承跨度的设计l2.4.5 2.4.5 轴的轴向轴的轴

18、向固定用固定用圆螺母圆螺母时时注意防松注意防松l（1）同一支点）同一支点成对安装成对安装同型号同型号角接触轴承角接触轴承的计算的计算（蜗杆减速器）（蜗杆减速器） 方法要点：按双列轴承计算 1）基本额定动载荷 C 和基本额定静载荷 C0 与单个轴承的 C 和 C0 关系： 角接触球轴承：002625. 1CCCC 圆锥滚子轴承：00271. 1CCCC方法要点：按双列轴承计算 2）不需计算内部轴向力，等效为一个双列轴不需计算内部轴向力，等效为一个双列轴承内力抵消，直接取轴上的轴向力作为轴承的承内力抵消，直接取轴上的轴向力作为轴承的轴向力轴向力 3） X、Y按双列轴承选取按双列轴承选取静静 载载C

19、ot=1.5/el（1）同一支点）同一支点成对安装成对安装同型号同型号角接触轴承角接触轴承的计算的计算（蜗杆减速器）（蜗杆减速器） l（2）滚动）滚动轴承简化画法轴承简化画法-设计手册设计手册第六章第六章滚动轴承各表头滚动轴承各表头l2.6.1 Fc产生的原因产生的原因（1 1）联接件与半联轴器产生相对滑）联接件与半联轴器产生相对滑移移（2 2）制造误差）制造误差2.6.2 Fc的计算的计算02)4 . 01 . 0(DTFc D0联接元件圆周力联接元件圆周力“作用圆周作用圆周”的直径的直径D0l2.6.3 载荷合成载荷合成l问题：问题： Fc方向不定方向不定弯矩合成弯矩合成： （设设Mc由由

20、FcFc产生的产生的弯矩）弯矩）CHVCMMMMMM22FrcFFFrHV22提示提示：加画加画Fc作用下作用下的的支反支反力分析简图和弯矩图力分析简图和弯矩图l对策：对策： “偏安全处理偏安全处理”l力合成力合成：（：（设设FrcFrc由由FcFc产生的支反产生的支反力：力：FrcFrc1 1 、 FrcFrc2 2 ）FCFrC1FrC2MCl2.7.1 2.7.1 齿轮、蜗轮的齿轮、蜗轮的润滑润滑l 当当v12 m/s 可采用可采用油池润滑油池润滑l 浸油深度、油池深度、油量：浸油深度、油池深度、油量：P231l2.7.2 轴承轴承的的润滑润滑l（1）方式一：）方式一：油润滑油润滑l实现的方法：实现的方法：齿轮齿轮溅油溅油（传动件（传动件v 23 m/s ）l 输油槽输油槽l2.7.1 2.7.1 齿轮、蜗轮的齿轮、蜗轮的润滑润滑l 当当v12 m/s 可采用可采用油池润滑油池润滑l 浸油深度、油池深度、油量：浸油深度、油池深度、油量：P231l2.7.2 轴承轴承的的润滑润滑l（1）方式一：）方式一：油润滑油润滑l实现的方法：齿轮实现的方法：齿轮溅油溅油（传动件（传动件v 23 m/s ）l 浸油浸油（下置蜗杆）（下置蜗杆）l 刮油刮油润滑（润滑（蜗轮蜗轮）l2.7.1 2.7.1 齿轮、蜗轮的齿轮、蜗轮的润滑润滑l 当当v12 m/s 可采用可采用油池润滑油