机械设计基础课程设计步骤.docx
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机械设计基础课程设计步骤
机械设计课程设计
广西现代职业技术学院
(一)
一、设计目的
二、课程设计任务书
五、设计步骤
1、选择电动机
♦选择电动机依据:
功率P,转速n
♦1)电动机功率计算P
工作机功率:
Pw=FV/1000(kw)
其中已知:
F——输送带拉力(N)
V___输送带速度(m/s)
电动机需要功率:
Pd=Pw/η(kw)
总效率:
η=η1.η2.η3……ηn
η1_________卷筒轴承效率η2_________卷筒效率
η3_________低速级联轴器效率η4_________III轴轴承效率
η5_________低速级齿轮啮合效率η6__________II轴轴承效率
η7_________高速级齿轮啮合效率η8__________I轴轴承效率
η9_________高速级联轴器效率(效率值查设计手册)
一对齿轮效率0.97;一对轴承效率0.99;联轴器效率0.99;带传动效率0.96
2)电动机转速计算n
♦工作机转速nw:
♦因:
V=(πDn)/60*1000(m/s)
♦故:
nw=(V*60*1000)/πD(rpm)
♦其中:
V——输送机带速(m/s)
D——卷筒直径(mm)
♦电动机转速:
nd=nwi总=(8~40)nw(rpm)
♦其中:
i总=8~40
♦i总——减速器传动比(总传动比)
3)选定电动机
♦根据求出的P、n查手册。
♦转速n:
建议选用同步转速为1500(rpm)
♦功率P:
为使传动可靠,额定功率应大于计算功率即P额>Pd=PW/ŋ总
♦选定电动机:
型号(Y系列)、
♦同步转速n、满载转速nm、
♦额定功率P额、轴的中心高、
♦电动机轴径、
♦起动转矩/额定转矩的比值。
♦记下备用
2、传动比分配
♦分配原则:
各级传动尺寸协调,承载能力接近,两个大齿轮直径接近以便润滑。
(浸油深度)
♦i总=i减=i高*i低=nm/nw
♦i减——减速器传动比
♦i高——减速器内高速级传动比
♦i低——减速器内低速级传动比
♦nm——电动机满载转速
♦nw——工作机转速
♦i高=(1.2~1.3)i低
♦i减=(1.2~1.3)i低2
3、计算各轴的n,P,T
3)各轴扭矩T
*带传动的设计
♦参看教材P133-135
4、齿轮传动设计
♦1)采用斜齿圆柱齿轮闭式软齿面传动;
♦2)选用中碳钢,传动用模数m≥1.5-2mm;
♦3)强度计算中的功率用输出功率;
♦4)β角方向确定应使中间轴的轴向力有所抵消;
♦5)β=8-15°,Z1=20-40,Z2=iZ1求出后圆整;
♦6)因圆整Z2时i变化了故须验算传动比误差:
♦Δi=[(i-Z2/Z1)/i]100%≤±5%
♦7)为使图面匀称,中心距:
a高≤120,
♦a低≤140,
♦8)检查浸油深度,当高速级大齿轮浸油1个齿高时,低速级大齿轮浸油深度小于其分度圆半径的六分之一到三分之一,以降低搅油功耗。
5、验算传动系统速度误差
♦输送带速实际Vw在求解过程中与理论V发生了变化,故应验算系统误差。
♦[(V-Vw)/V]100%<±5%
♦若不满足应重新计算。
6、计算轴类零件
♦1)初估I、II、III轴径,注意第I根轴是否设计成齿轮轴,对II轴进行弯扭合成强度验算。
♦2)轴承的选择,同一根轴上的两个轴承型号相同。
对II轴上的轴承进行寿命计算。
♦3)键的选择,对II轴上的键进行强度校核。
♦提示:
力的结果取整数,
齿轮几何参数精确到小数点后两位,
传动比精确到小数点后两位,
螺旋角精确到秒,
设计公式要写明来源出处。
带式输送机传动系统简图
原始数据
机械设计课程设计
第二阶段设计的主要内容:
♦1、草图设计(仪器图)
♦2、装配图(CAD)
♦3、撰写论文
♦草图设计是装配图设计的规划和准备阶段
♦装配图设计是对草图的进一步细化和完善
♦特点:
“算画结合”边画边算
草图设计
1、准备工作
(1)A0图纸一张,比例1:
1,用仪器画
(2)主要传动件的参数计算完备(齿轮几何尺寸、轴径估算)
2、要求
(1)草图设计正确,迅速,主要结构要表达清楚。
各零件尺寸可随时标注在图纸上。
(2)草图不要求线型,同样零件可只画一个,其它简画。
(3)所有零件尺寸随手画在草图上,以免再次查找。
♦3、任务(以设计手册为参考资料)
♦1)通过草图设计检查传动比分配是否合理,
♦低速轴与高速大齿轮是否干涉,
♦两大齿轮浸油深度:
高速大齿轮浸油深1个齿高时低速大轮浸油深度<半径的1/3~1/6。
♦2)轴的结构设计和轴系零件设计(补充设计计算)定出支点距后对中间轴进行弯扭强度验算。
♦3)轴承的组合设计
♦确定轴承的型号和工作位置、润滑方式和密封装置,对中间轴上的轴承进行寿命计算。
♦4)确定箱体的结构及各部分尺寸。
♦5)减速器附件设计(吊钩、吊耳、观察窗、油标尺等)
♦6)确定联接件结构尺寸及位置。
♦7)验算
设计计算中需要验算的内容
1、各级齿轮传动的强度验算
2、中间轴的弯扭合成强度验算
3、中间轴键的强度验算(只验算一处)
4、中间轴上的滚动轴承寿命验算
5、两级传动大齿轮浸油深度验算
6、选择减速器内齿轮润滑方式验算V
7、选择滚动轴承的润滑(剂)方式验算dn
4.设计中应注意的问题
1)输入(出)轴外伸端长度、直径应与联轴器孔径匹配。
2)润滑剂和润滑方式的选择
减速器内齿轮的润滑剂和润滑方式按圆周速度V确定,
减速器内轴承的润滑剂和润滑方式按速度因数dn确定。
由于齿轮和轴承可能分别采用润滑油和润滑脂,此时二者不能相混,否则轴承润滑脂被冲走,故应在轴承处采用密封装置“挡油盘”。
注意,并不是每个轴承处都安挡油盘。
3)油底油面高度≧30~50,以保证足够的油量。
4)轴承盖选嵌入式结构。
5)齿轮与轴的结合方式可设计成齿轮与轴分离,也可以成齿轮轴。
5.草图设计步骤
按中心距先画轴心线,再画轴及轴承,
先画箱内,后画箱外,
先粗画,后细画,
先画俯视图,再画主视图,
最后画侧视图。
布图上下左右要适当匀称。
箱体结构设计
机座壁厚按二级齿轮减速器a选择壁厚
a__低速级中心距
轴承座旁螺栓扳手空间
扳手空间大操作方便,但h太大螺栓太长,安装不便,且要合于螺栓长度系列
螺栓中心到机座外壁距离
螺栓中心到机座外凸边缘尺寸
起盖螺钉作用:
起盖用,两个对角线布置。
定位销作用:
镗轴承孔定位用,锥度1:
50两个,对角线布置。
观察窗作用:
注油、观察两对齿轮啮合情况,以能进手为宜。
通气器作用:
平衡机体内外压力。
♦吊钩作用:
起吊整机用,与底座铸出。
♦起盖吊耳作用:
起吊盖,与上盖一同铸出。
♦油标尺作用:
测量油面深度,要有最高液面,最低液面刻度。
位置设计要防止拔不出油标或油外溢。
♦放油塞作用:
更换润滑油的出口,设计在箱体底座最低位置处。
正式装配图
1)各视图应能完整表达箱内外结构(达到使他人能拆图的目的)
2)符合制图国家标准,零件编号,标题栏,明细表,技术要求等应齐全。
3)标注尺寸
a.特性尺寸:
齿轮中心距及公差值。
b.外廓尺寸:
长*宽*高,包括外伸端轴长。
c.安装尺寸:
地脚螺钉孔径及定位尺寸、孔距、外伸端轴中心高。
d.配合尺寸:
齿轮与轴、轴承内外圈、键槽、外伸端与联轴器。
装配图上标注公差代号。
4)列出减速器特性
功率、转速、传动比。
零件图
1、中间轴或齿轮(低速级大齿轮)
2、要求:
标出全部尺寸、公差值、形位置公差、粗糙度、材料及热处理方法技术要求等。
轴的键槽处要有移出剖面,
齿轮轴列出参数表。
编写设计计算说明书
1、页数不超过20页(16开)
包括封面,目录,附录。
2、轴的弯扭矩图在同一张纸上。
评分依据
1、正式装配图、零件图及软盘
2、论文
3、答辩
以上均要求独立完成,如有雷同视为作弊。
希望同学们对这次设计留下美好记忆!
祝同学们设计成功并取得优异成绩!