大学精品课件：综合课程设计2.ppt

1、机械原理及设计综合课程设计 1 总论 5 传动装置的总体设计 6 传动零件的设计计算 机械原理及设计综合课程设计 7 初定轴、联轴器和轴承 8 减速器装配图设计 9 零件工作图设计 10 设计说明书 3 初定电机转速和传动装置方案 2 执行机构方案设计 4 执行机构尺寸设计 1 总论（目的、题目、任务） 1 总论 1 总论 一.课程设计的目的 巩固和加深先修课的知识； 综合应用所学知识解决工程实际问题； 进一步提高计算、绘图、运用资料等基本技能。 二.课程设计的题目 题目：糕点切片机 机器的组成： 蜂窝煤成型机 三.设计任务和时间安排 原动机 传动装置 执行部分 控制系统 1 （切片机） 1

2、总论 切刀 滑梁 输送带 实现2个动作： 1.切刀往复直线(或其它形式)运动； 2.运输带间歇移动。 1 （蜂窝煤成型机） 1 总论 蜂窝煤成型机 1 （蜂窝煤成型机） 1 总论 滑梁 卸煤杆 工作盘 扫屑刷 冲头 实现5个动作： 1.上料器连续转动； 2.冲头、卸煤杆往复直线运动； 3.扫屑刷往复移动或摆动； 4.工作盘间歇回转； 5.输送带匀速直线运动。 1 （任务、时间安排、工作量） 1 总论 设计任务和时间安排: 1.执行部分机构设计； 第一阶段(1.5周） 第二阶段(22.5周） 第三阶段(1天） 2.初定原动机(一般为电动机)和传动方案； 3.传动装置设计； 4.考核、答辩。 工作

3、量: 1.执行机构方案图及机构运动简图一张（A2）； 2.机构运动分析程序及结果； 3.减速器装配图草图一张（手画，A0（主、俯视图）； 4.减速器装配图一张（A0）； 5.零件图两张（A2）； 6.课程设计说明书一份。 1 （注意事项、评分标准） 1 总论 四.注意事项 五.评分标准（优、良、中、及格、不及格） 1 （设计步骤） 1 总论 六.设计步骤 0.准备阶段；(资料、草稿本、实验) 1.执行机构方案设计； 2.初定电机转速和传动装置方案； 3.执行机构尺寸设计、运动分析；(包括机构方案图、机构运动简图等) 4.传动装置总体设计；(包括选电机、分配传动比等) 5.传动件设计计算； 6.

4、初定轴、轴承，选联轴器； 7.画减速器草图； 8.减速器装配图设计；(包括轴、轴承、键结构设计和强度校核等) 9.零件工作图设计； 10.编写说明书； 11.考核、答辩。 4天 3天 2天 2天 5天 1天 2天 1天 2 执行机构方案设计（一.常见运动形式 1.连续转动） 2 执行机构方案设计 2 执行机构方案设计 一.常见执行机构的运动形式 连杆机构 1.连续转动 双曲柄机构 转动导杆机构 齿轮机构 带传动机构 链传动机构 2 （移动） 2 执行机构方案设计 连杆机构 2.移动 移动从动件凸轮机构 螺旋机构 带、链传动机构 曲柄滑块机构 移动导杆机构 液压驱动 如切刀和冲头、卸煤杆等的运动

5、。 齿轮齿条机构 2 （摆动、间歇运动） 2 执行机构方案设计 连杆机构 3.摆动 摆动从动件凸轮机构 4.间歇运动 棘轮机构 如扫屑刷等的运动。 双摇杆机构 曲柄摇块机构 摆动导杆机构 曲柄摇杆机构 如工作盘、糕点等的运动。 槽轮机构 不完全齿轮机构 圆柱凸轮、蜗杆凸轮机构 2 （二.机构的组合摆动） 2 执行机构方案设计 齿轮+曲柄滑块机构 二.机构的组合 内燃机 曲柄压力机 压力机1 齿轮+凸轮+连杆机构 2 （压力机1） 2 执行机构方案设计 1 2 1 2 3 4 5 6 7 8 2 （压力机2） 2 执行机构方案设计 六杆机构 压力机2 1 1 固定轴 曲柄摇杆+棘轮机构 2 （三

6、.拟定执行机构方案） 2 执行机构方案设计 三.拟定执行机构方案 采用尽可能短的运动链； 优先采用低副，特别是转动副，尽量避免虚约束； 各执行构件的运动协调性； 选择最优方案。 评价指标：机构功能的质量、机构系统的合理性和经济性。 选择机构方案时应考虑： 每一机构要求列出3种以上方案，并进行比较。 合理安排传动机构的顺序； 运动规律、运动精度、承载能力、工作速度、总体布局等； 2 （四.画运动方案图，循环图） 2 执行机构方案设计 四.画出选定执行机构的运动方案图 目的：为了描述各执行机构之间有序的、制约的相互配合的 运动关系。首先选择一个构件作为定标件，以该构件运动的转 角或时间作为确定其它

7、执行构件运动先后顺序的基准。 如：蜂窝煤成型机 五.画出执行机构的运动循环图 以曲柄滑块中的曲柄为定标件。 2 （圆周式） 2 执行机构方案设计 圆周式 00 900 1800 2700 #0 #0 冲 头 在 工 作 盘 外 冲 头 在 工 作 盘 孔 中 工 作 盘 转 动 扫 屑 退 让 #0 #0 工 作 盘 静 止 2 （直角坐标式） 2 执行机构方案设计 直角坐标式 00 3600 1800 900 2700 冲头 工作盘 扫屑刷 下降 上升 转动 转动 静止 扫屑 扫屑 退让 #0 #0 冲头在工作盘中 #0 #0 3 初定电机转速和传动装置方案(一.电极转速) 3 初定电机转速

8、和传动装置方案 3 初定电机转速和传动装置方案 一.电机转速 原动机驱动 集中驱动(一个原动机,各执行构件要求运动准确协调,传动链复杂.) 分散驱动(两个以上原动机,传动链简单.) 原动机类型 电动机(结构简单,价格便宜,效率高,使用方便,但转速高,要减速装置.) 内燃机(无电源时.) 液动、气动 课程设计选用“Y系列”三相异步电动机。 3（电机同步转速） 电机同步转速ns： p f60 ns 电流频率50HZ 磁极对数p=1，2，3，4 300015001000750min/ r s n p i 电机尺寸 价格 传动装置尺寸 无级变速器 3 初定电机转速和传动装置方案 3 （二.拟定传动装置

9、方案） 3 初定电机转速和传动装置方案 二.拟定传动装置方案 总传动比： 双级齿轮减速器： 执 电 n n ia 1612iii 低高 i带=24 i锥=23， i柱=36， i链=25 i蜗=1040 带传动 齿轮传动 链传动 蜗杆传动 i开5 分析传动方案 1）传动顺序是否合理； 3）是否实用、经济、安全、美观等。 2）结构是否简单、紧凑； 手册P5 3 （常见传动装置方案） 3 初定电机转速和传动装置方案 常见传动装置方案： 电动机 带 传 动 联轴器 至工作机 二级圆柱齿轮减速器 联 轴 器 电动机 开式圆锥齿轮 至工作机 联 轴 器 二级圆柱齿轮减速器 二级圆柱齿轮减速器 3 （常见

10、传动装置方案） 3 初定电机转速和传动装置方案 联 轴 器 电动机 至工作机 圆锥-圆柱齿轮减速器 联 轴 器 电动机 至工作机 蜗杆减速器 圆锥-圆柱齿轮减速器 蜗杆减速器 3 （二级圆柱齿轮减速器立体图） 3 初定电机转速和传动装置方案 3 （圆锥-圆柱齿轮减速器立体图） 3 初定电机转速和传动装置方案 3 （蜗杆减速器立体图） 3 初定电机转速和传动装置方案 4 执行机构尺寸设计（尺寸设计） 4 执行机构尺寸设计 4 执行机构尺寸设计 一.尺寸设计 对心曲柄滑块机构 棘轮机构 h min r l 2 h r 0 min 8075 l r arccosr )64(l 棘轮齿数 Z=1260

11、 模数 m=1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、5、6、8、10mm Z=3060 Z=1230 棘轮顶圆 da=mZ 棘爪长度 l=2m 4 （机构方案图，运动简图，运动分析） 4 执行机构尺寸设计 二.按比例画出方案图及机构运动简图 应注明各主要尺寸 三. 机构运动分析 画出执行构件（冲头或切刀）的s、v、a线图 动画演示全部执行机构的运动 A2图纸 5 传动装置的总体设计（选电机） 5 传动装置的总体设计 5 传动装置的总体设计 一.选择电动机 电动机是标准部件 电机的4个要素：类型、结构、容量（功率）、转速。 1.类型和结构 直流 交流 同步 异步 绕线型 鼠笼型 课程设计选用“Y

12、系列”三相异步电动机。（手册P167） 5 （选电机功率） 5 传动装置的总体设计 2.选电机功率 总效率： 基本概念： Ped电机的额定功率； Pd所需的电机工作功率； Pw工作机所需功率； 从电机轴至工作机输入轴间的总效率。 带 手册P5 承齿承 联齿承带联 23 电动机 带 传 动 联轴器 至工作机 二级圆柱齿轮减速器 w d P P ded PP 齿承 5（定电机转速,列表） 5 传动装置的总体设计 3.定电机转速 基本概念： ns同步转速； nm满载转速。 ms nn 300015001000750min/ r 列出电机主要尺寸、参数： 型号 额定功率 Ped(kW) 满载转速 nm

13、(r/min) 中心高 H(mm) 外形尺寸 L(AB/2+AD) HD 轴伸尺寸 DE 电动机 带 传 动 联轴器 至工作机 二级圆柱齿轮减速器 5 （分配传动比） 5 传动装置的总体设计 二.计算传动装置的总传动比ia，并分配传动比 w m a n n i 低高带 iii 1.各传动比应在推荐的范围内； 2.分配i带时注意带轮直径的标准系列，分配i齿时最好不取整数； i高=(1.21.4)i低 i锥0.25i减3 注意： 5 （分配传动比注意问题） 5 传动装置的总体设计 3.考虑传动件尺寸相互协调； 不干涉 带轮不与地(或基架)碰 高速级大齿轮不与输出轴碰 35a 2 d 2a 低 高

14、润滑尽量使两大齿轮浸油深度合理,低速级大齿轮浸油稍深。 两圆柱：i高=(1.21.4)i低 锥柱：i锥0.25i减3 同轴：i高i低 5 （计算运动和动力参数） 5 传动装置的总体设计 三.计算传动装置的运动和动力参数 轴号 输入功率(kW） 转速(r/min) 输入转矩(Nmm) 电机轴 Pd (Ped) nm T=9.55106 Pd/nm P=Pd带 n=nm/i带 T=Ti带带 P=P承齿 n=n/i高 T=Ti高承齿 P=P承齿 n=n/i低 T=Ti低承齿 工作机 输入轴 Pw=P承联 nw=n Tw=T承联 电动机 带 传 动 二级圆柱齿轮减速器 联轴器 至工作机 6 传动零件的

15、设计计算 6 传动零件的设计计算 6 传动零件的设计计算 一.带传动计算 二.齿轮传动计算 注意：Da1dd 联轴器： 轴承： 2）要求画出减速器各轴的结构示意图，标出各段直径。 一般采用弹性柱销(或弹性套柱销)联轴器。（步骤） 一般采用3类或7类轴承，全固式（蜗杆传动除外）。 注意：优选轻系列。 7 (俯视图) 7 初定轴、联轴器和轴承 30 38 40 47 45 48 58 45 47 40 48 50 40 48 57 50 52 62 8 减速器装配图设计(表达的内容,设计步骤) 8 减速器装配图设计 8 减速器装配图设计 一.装配图应表达的内容 工作原理； 注意：先画轮廓尺寸，后画

16、细部结构；先画主要零件，后画次 要零件；先画箱内零件，后画箱外零件。 各零件的相互关系； 装配、调试、检验和维修的依据。 二.设计步骤 1.准备阶段 了解减速器结构； 必要的技术数据； 计算减速器箱体主要结构尺寸(手册P158)。 注意： 8 (减速器箱体主要结构尺寸计算中的注意点) 8 减速器装配图设计 注意： 1）8mm，一般1=； 32 d)5 . 55(DD D 2 D 小圆锥齿轮处： ）D2不能算错； ）各处螺栓直径； 套杯 2d)5 . 55(DD 32 8 减速器装配图设计 8 (布局图面，画底图) 2.布局图面 选择视图； 定图纸有效面积，画出标题栏、明细表的位置（手册P8）；

17、 定比例（推荐11）。 3.开始画底图，定跨距 步骤： 1）在主、俯视图上画出齿轮的中心线、轮廓线和箱体内壁线； 2）确定轴承座孔外端面位置及箱体凸缘宽度； 立体图 3）轴的结构设计。 4.输出轴及其轴承、键的承载能力校核 5.齿轮结构设计 8 减速器装配图设计 2 . 1 注意：箱体尺寸应取整。 此处箱 体内壁 待定 8 (在主、俯视图上画出齿轮的中心线、轮廓线和箱体内壁线) 参考手册P205/图16-4 若d齿8 若d齿 812 8 (确定轴承座孔外端面位置及箱体凸缘宽度) 垫片2mm +C1+C2+5 端盖10mm +C1+C2 或=48mm 腹板式 (图册P74/图2中自由锻) x 8

18、 (圆柱齿轮结构设计) 8 减速器装配图设计 齿轮轴 t m5 . 2x 齿轮轴 8 (圆锥齿轮结构设计) 8 减速器装配图设计 x 齿轮轴； t m6 . 1x （大端模数） 锥齿轮结构见图册P75 8 (滚动轴承组合设计) 8 减速器装配图设计 6.滚动轴承组合设计 排列 固定 配合 装拆 调整 润滑 密封 正排列 反排列 两固式 固游式 注意端盖的结构 调整垫片 v齿2m/s油润滑 v齿2m/s脂润滑 注意油沟的布置 (手册P224/图53) 注意挡油板的结构、布置 根据v轴(课本P334) 7.箱体结构设计 小锥齿轮轴向位置 小锥齿轮处用黄油杯 8 (端盖的结构) 8 减速器装配图设计

19、 闷盖 透盖 轴承脂润滑 10 1417 15 图册P85 8 (调整垫片) 8 减速器装配图设计 8 (挡油板) 8 减速器装配图设计 手册P208/图12，图册P8 油润滑 脂润滑 35 812 8 (箱体结构设计) 8 减速器装配图设计 7.箱体结构设计 保证足够刚度 1）要求 一定的壁厚 加肋板 轴承旁螺栓尽量靠近 机座底凸缘宽应超过机体内壁 又要有足够 的扳手空间， 如何协调？ 凸台 箱盖 箱座 剖分面 C1 C2 C1 C2 8 (箱体绘图步骤) 8 减速器装配图设计 保证剖分面的密封性 精刨或刮研；可涂密封胶，不能加垫片；回油沟，通气器；联接螺栓均布且距离不宜太大。 工艺性 铸造

20、壁厚均匀，拔模斜度 机加工区分加工面和非加工面；减少调刀次数 2）步骤 确定轴承旁螺栓凸台高度； 确定减速器左、右外壁圆弧； 减速器中心高； 油沟结构尺寸(油润滑时)； 布置箱体螺栓、定位销和起盖螺栓； 油标凸台结构(不能太低或太高)。 手册P228/图66 8 (确定凸台高度) 8 减速器装配图设计 注意： 1）D2不能错； 2）凸台高度在D2较大处确定。 D2 C2 C1 8 (确定左、右外壁圆弧) 8 减速器装配图设计 注意：左外壁圆弧的圆心在剖分面上但不一定在齿轮轴心，主要考虑： 1）高速级大齿轮顶圆； 2）凸台； 3）吊钩位置； 4）窥视孔位置。 左外壁圆弧 右外壁圆弧 D2 C2

21、C1 8 减速器装配图设计 8 (中心高) 5)5030( 2 d H 2a 低注意： 20 15 浸油深度 中心高H 浸油深度：高速级一个齿高10mm（锥齿(0.51)b10mm） 低速级da2低/6 8 (油标) 8 减速器装配图设计 8 (减速器附件设计) 8 减速器装配图设计 8.减速器附件设计(作用、位置、结构) 视孔盖、通气器(过滤网)、垫片 放油螺塞 油标 吊钩 吊环 8 (左视图注意点、标注尺寸、技术特性) 8 减速器装配图设计 9.左视图 注意：1）箱体宽度； 2）凸台投影关系。 10.完成减速器装配图 1）标注尺寸 特性尺寸 配合尺寸 安装尺寸 外形尺寸 afa（手册P13

22、8/表15） 2）技术特性（手册P231） 例：精度等级 8 GB/T10095.1-2001 第,公差组精度等级 组运动精度 组平稳性 组载荷分布均匀性 锥齿：8 c B GB/T11365 最小法向侧隙(手册P145) 法向侧隙公差 8 (技术要求、标题栏、明细表) 8 减速器装配图设计 3）技术要求（手册P231） 对零件的要求； 4）标题栏、明细表 注意：1）“说明”、“注”等不要； 润滑剂品种、用量；（手册P85） 密封要求； 轴承轴向游隙； 传动副接触斑点；（手册P140；锥齿P143） 涂色、包装、运输等要求。 2）要求用仿宋体。 注意：1）表格尺寸、粗细线应规范； 2）材料用新牌号； 3）序号和备注。 9 零件工作图设计（作用和要求） 9 零件工作图设计 9 零件工作图设计 减速器中输出轴及其上大齿轮。 作用：零件工作图是零件制造、检验和制定工艺规程的技术 文件。 要求：1）正确而充分的视图； 2）合理标注尺寸及偏差； 3）形位公差、表面粗糙度； 4）技术要求。