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1、Project of Basic Mechanical Design,机械设计课程设计,2014年12月22日,第一讲 总体布置,1.时间： 早上8：0012：00 （8：10之后算迟到；11：45之前离开算早退） 下午2：305：00 2.地点：指定设计教室 3.取消答辩资格： 1）缺勤及事假达到3个单元 2）迟到早退达到5次 3）没有在规定的时间内完成要求设计任务。 4.不及格： 1）图中有结构性错误（轴系定位，轴承润滑）； 2）图面质量较差； 3）有抄图或找同学画图。,机械设计课程设计,第一讲 总体布置,原始数据：,工作拉力F=,带速V=,滚筒直径D=,工作条件:单班制,连续工作,使用期
2、限:十年,大修期5年.,生产批量:50台,生产条件:中等规模,可加工7-8级齿轮和蜗杆,允许带速相对误差=5%,工作机总效率0.95(含滚筒,轴承）,工作量:装配图A0; 零件图3张; 说明书(8000字左右),第一讲 总体布置,第一讲 总体布置,第一讲 总体布置,第一讲 总体布置,第一讲 总体布置,第一讲 总体布置,第一讲 总体布置,第一讲 总体布置,传动装置的总体方案设计;选择电动机;计算传动装置的运动和动力参数;传动零件,轴的设计计算;轴承、联接件,润滑密封和联轴器的选择及检验计算;箱体结构及附件设计,绘制装配图及零件图,编写计算说明书,最后答辩.,1.设计准备：,阅读设计任务书，明确设
3、计要求和工作条件，了解设计对象；阅读有关资料，拟定计划。,1. 课本 2. 吴宗泽等主编，机械设计课程设计手册，高等教育出版社，2012 3. 龚溎义等主编，机械零件课程设计图册，高等教育出版社，1980 以后,资料推荐：,第一讲 总体布置,3. 传动件的设计计算：,设计计算各级传动件的参数和主要尺寸，例如：齿轮的几何尺寸计算。,4. 装配图设计：,确定箱体结构和有关尺寸；绘制装配图草图；设计轴，计算轴毂联接强度；选择计算轴承和支撑结构设计；完成装配图的其它要求。,5.零件工作图设计：,6. 说明书。,7. 答辩。,2.传动装置的总体设计：,决定传动装置的方案；选择电动机类型和型号，确定总传动
4、比和各级传动比，计算各轴转速和转矩。,第一讲 总体布置,第一讲 总体布置,确定传动方案，选定电动机型号、计算总传动比和合理分配各级传动比，计算传动装置的运动和动力参数，为设计各级传动件和装配图设计提供条件。,1、确定传动方案：,双级斜齿轮,圆锥圆柱齿轮,带蜗杆传动, 传动件的布置顺序：,1）带传动的承载能力小，应在高速级，且有过载保护作用,2）蜗杆传动：放在低速级，以减小VS，防止胶合失效。,3）圆锥齿轮：大直径、大模数时，较难加工，放在高速级。,第一讲 总体布置, 确定传动件的布置形式：,常见的布置形式有：展开式、分流式、同轴式。,蜗杆传动有：上置式和下置式。,第一讲 总体布置,2、选择电动
5、机,包括：确定类型，结构，容量（功率）和转速。,确定类型和结构型式,电动机：,直流电动机：,交流电动机：,同步电动机,异步电动机,笼型：Y系列,绕线型, 选择电动机的容量Pcd,第一讲 总体布置,第一讲 总体布置,第一讲 总体布置,2、选择电动机,包括：确定类型，结构，容量（功率）和转速。,确定类型和结构型式,电动机：,直流电动机：,交流电动机：,同步电动机,异步电动机,笼型：Y系列,绕线型, 选择电动机的容量Pcd,第一讲 总体布置,确定电动机转速,3000r/min（2极）、 1500r/min（4极）、 1000r/min（6极）、 750r/min（8极）,低转速电动机极对数多、转矩大
6、、尺寸大、价格高，因此多用1500r/min（4极）、 1000r/min（6极）,初定传动比的范围： 双级斜齿轮减速器：840；,圆锥圆柱减速器：1025,带蜗杆减速器：20160,第一讲 总体布置,第一讲 总体布置,第一讲 总体布置,注意：总传动比的范围 方案一、二：813 方案三：2035,940.274701.33r/min ，符合这一范围的有1000，1500，3000 r/min,第一讲 总体布置,5、 确定总传动比和分配传动比：,双级圆柱斜齿轮：,圆锥圆柱：,蜗杆传动：,第一讲 总体布置,6、计算传动装置的运动和动力参数, 计算各轴的转速,齿轮减速器：,蜗杆减速器：, 计算各轴的
7、输入功率：,齿轮减速器：,蜗杆减速器：,注意：,第一讲 总体布置,第一讲 总体布置, 计算各轴的输入转矩：,齿轮减速器：,蜗杆减速器：,第一讲 总体布置,第一讲 总体布置,齿轮传动带传动蜗杆传动 （按各自教材）,1、齿轮传动：,已知：T、n1、n2；,设计：齿轮的Z1、Z2、m、a、B、d，以及其它参数,2、带传动：,已知：P、n1、n2；,设计：型号、长度、根数、a、F0、d1、d2以及其它参数,3、蜗杆传动：,已知：T、n1、n2；,设计：Z1、Z2、m、a、d，以及其它参数,第一讲 总体布置,第一讲 总体布置,i=1，2，3,1、初步计算轴径,2、联轴器的选择,根据电动机的输出轴径、轴的
8、最小轴径、轴传递的转矩选择联轴器的型号。用弹性联轴器。,有键放大5%10%，无键向上圆整 ；第一根轴最小直径1824mm；第二根轴根据轴承圆整，且轴承内径不得小于第一根轴的轴承内径。,第一讲 总体布置,第一讲 总体布置,第一讲 总体布置,第一讲 总体布置,第一讲 总体布置,第一讲 总体布置,第一讲 总体布置,第一讲 总体布置,第一讲 总体布置,第二讲 草图设计,1、确定各零件的结构、形状以及它们在机器中的相互位置。,2、取得计算零件的强度、刚度所必须的基本尺寸。,通过绘制草图画出主要零件（齿轮、蜗轮、蜗杆、轴承以及轴端零件）的位置，定出阶梯轴各轴段的详细结构尺寸，求出传动件力的作用点和轴的支撑
9、点跨距。,注意：,1、线条要轻而细，以便将来修改，但必须能清晰地看图。同时对标准件可用示意画法仅表示其外形轮廓，暂不画详细结构。倒角、圆角及剖面线也不画出。,2、所有零件尺寸必须严格按比例画出，以便取得准确的零件结构形状。草图并不是草草涂画，因为在它的基础上加深即应可得到未标注的装配图。,第二讲 草图设计,1、通过运动学、动力学和传动零件计算，取得传动件的基本尺寸。,如齿轮的齿顶圆、分度圆、齿宽、中心距等尺寸。,2、估算减速器的外形尺寸，选定合适的比例尺，将传动件的中心线适当地布置在图面上，即布置图面。,3、画出传动件的外形尺寸。,4、根据零件的位置尺寸要求确定传动件的相互位置及箱体内壁线和壁
10、厚。,5、根据扭矩计算获得的最小轴径进行轴的结构设计。,设计时由（箱体）外向里推，根据轴上各零件的位置确定各轴段的直径及长度；根据轴径及工作要求初选轴承型号和密封件。,第二讲 草图设计,6、根据初选的轴承完成支撑结构的设计，同时确定箱体有关部分尺寸。,7、力学计算。,即根据从图面上获得的传动件力作用点和轴的支撑点跨距校核轴的强度。具体内容有：分析轴所收的力；画弯矩图；判断危险截面；计算危险截面的工作应力；校核轴的静强度（初步）和疲劳强度（精确校核）；对蜗杆轴还须进行刚度校核。,轴满足强度要求后，分别校核轴承的寿命、键强度和联轴器强度。,8、根据前面计算对草图进行必要的修正，然后考虑润滑、密封、
11、拆装、监护及起吊等要求，完成箱体、箱盖和其它部分的细部结构设计。,至此，草图设计基本完成，自己仔细检查后，交指导老师审核，若指导老师认可，草图设计即算完成。,第二讲 草图设计,方案一,第二讲 草图设计,方案二,第二讲 草图设计,方案三,第二讲 草图设计,第二讲 草图设计,三,两级圆柱齿轮减速器草图设计举例,1、选择视图三视图 长对正；高平齐；宽相等,2、布置图面,1）确定绘图的有效面积。,2）选定比例尺，尽量用1：1。,3）确定传动零件的中心线及对称面位置。,4）画出传动零件的外廓尺寸和箱体的内壁线。,注意事项：,1、绘出一对齿轮（如高速级齿轮）的轮廓尺寸和外形，确定它们的位置，然后根据旋转零
12、件间的轴向距离大于或等于1015mm的原则确定第二对齿轮（低速级）的轴向位置。另外为了保证全齿宽啮合，大齿轮的齿宽按计算确定齿宽绘制，小齿轮齿宽增大510mm。,2、根据齿轮端面与箱体内表面间的间隙须大于箱体壁厚绘出箱体的内表面，根据大齿轮的齿顶圆距内壁大于或等于1.2，绘出大齿轮端的箱体内壁，而小齿轮端由主视图定出。,L=+C1+C2+（58）,L=+C1+C2+（58）,脂润滑812 油润滑35,e,第二讲 草图设计,3、进行轴的结构初步设计，确定轴的各段直径和长度。,根据扭矩，确定轴的最小轴径在轴的两头。考虑键槽等影响因素适当放大（对于直径大于100mm的轴，单键放大3。双键放大7，轴径
13、小于等于100mm时，单键放大57，双键放大1015），然后圆整，并以此为基础从外向里推，定出轴的各段长及其直径，此时要考虑其它轴系零件的尺寸及是否标准件，还要考虑定位、拆装等要求。,联轴器,第二讲 草图设计,根据载荷的大小、性质、方向、轴的转速及其工作要求选择轴承的类型，用7类、3类、6类轴承,类型代号,宽度系列代号,直径系列代号,内径系列代号,优先选用0系列,优先选用2系列,根据轴径尺寸选择,注意：尽量不选用0和9系列,70206AC,第二讲 草图设计,第二讲 草图设计,受力分析确定受力点建立力学模型求支点反力,第二讲 草图设计,1、2、3步骤同前，分别为选择视图（三视图）和布置图面（画出传动零件的中心线、画上传动零件、画出箱体内壁线）、选定轴承型号并定出轴承位置（到内机壁）。须注意的是小锥齿轮的中心线是箱体宽度的对称线。,约3.5a,（0.81.2）a,（11.2）,（58）,ddf（24）mm,a,0.9d2,（11.2）,（1520）,C1+C2+58,
