机械设计课程设计

发布 2022-10-01 18:14:28 阅读 7657

(一)课程设计的目的。

.培养学生理论联系实际的设计思想,综合运用本课程及先修课程的理论知识,结合生产实际知识,训练分析和解决一般工程实际问题的能力,巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识;

.通过拟定传动方案,合理选择传动机构和零件类型,正确计算零件的工作能力、确定尺寸、选择材料,较全面地考虑加工工艺、使用和维护等要求以及传动零件结构设计等,学习机械设计的一般方法,掌握通用零件、传动装置或简单机械设计的设计原理和过程,培养学生初步设计的能力;

.进一步训练学生计算、绘图、熟悉和运用设计资料(手册、图册、图表、国家标准和规范)以及使用经验数据、进行经验估算和处理数据的能力。

二)课程设计的任务与要求。

课程设计通常选择一般用途的机械传动装置或简单机械为题目,设计的内容包括:拟定传动装置的总体设计方案;选择电机;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校验计算;机体结构及其附件的设计;绘制装配图及机械零件图;编写设计说明书;设计答辩等。要求每个学生在规定的时间内完成:

.**图一张(1号图纸);

.装配图一张(1号图纸);

.零件工作图2~3张(传动件、轴或机体等);

4.设计计算说明书一份。

三)课程设计中应正确处理的几个问题。

1.理论计算与结构、工艺等要求的关系。

2.设计中的标准化。

3.继承与创新的关系。

四)课程设计的步骤与进度计划。

机械设计通常是根据设计任务书,拟订若干方案进行分析比较,然后确定一个正确、合理的设计方案,并进行必要的计算和结构设计,最后用图纸来表达设计结果,用设计计算说明书表示设计依据。

课程设计一般按以下几个阶段进行。

设计步骤与进度计划表。

传动装置的总体设计。

传动装置的总体设计主要是分析和确定、选择电动机型号、合理分配传动比及计算传动装置的运动和动力参数,为设计各级传动零件准备条件。

一)传动方案的分析与拟订。

1.传动方案的分析与拟订。

拟定传动方案时,往往由几种传动形式组成多级传动,要合理布置其传动顺序,常考虑以下几点:

(1)带传动承载能力较低,传递相同转矩时,结构尺寸较大,但传动平稳,能缓冲吸震,因此,应布置在高速级。

(2)链传动运动不均匀,有冲击,宜布置在低速级。

(3)蜗杆传动能实现较大的传动比,结构紧凑,传动平稳,但效率低,多用于中、小功率间歇运动的场合。其承载能力较齿轮传动低,与齿轮传动同时应用时,宜布置在高速级,以获得较小的结构尺寸,同时较高的齿面相对滑动速度也易于形成油膜,有利于提高承载能力及效率。

(4)圆锥齿轮的加工比较困难,特别是大模数圆锥齿轮,一般只在需要改变轴的布置方向时采用,并尽量布置在高速级和限制传动比,以减少大锥齿轮的直径和模数。

(5)斜齿轮传动的平稳性较直齿轮好,常用于高速级或要求传动平稳的场合。

6)开式齿轮传动的工作环境一般较差,润滑条件不好,易磨损,寿命短,应布置在低速级。

二)电动机的选择。

电动机是一般机械广为使用的原动机,已经标准化、系列化。在机械设计中,通常是根据工作载荷、工作要求和工作环境等条件,从产品目录中选择电动机的型号、结构形式、容量(功率)和转速,确定具体型号。

1. 类型的选择。

通用的电动机为y系列三相交流异步电动机,y系列是一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机式,是我国新设计的统一系列,其安装尺寸和功率等级符合国家标准,具有高效、节能、起动转矩大、噪声底、振动小、运行安全可靠等优点,因此,工业上应用最为广泛,应优先选用。

经常起动、制动和正反转时,要求电机有较小的转动惯量和较大的过载能力,一般选用起重及冶金用三相电机,常用为yz或yzr系列。

各种型号电动机的技术数据、外型及安装尺寸可查阅有关机械设计手册或产品目录。

2. 功率的确定。

工作机所需的功率。

(kw) 或 (kw)

电动机至工作机的总效率为。

式中η0、η1、η2……ηn为传动系统中各级传动及轴承、联轴器等的效率。

所需电动机的工作功率。

kw3. 转速的确定。

为了使传动装置设计合理,可根据工作机的转速要求和各级传动的合理传动比范围推算电动机转速的可选范围,即。

式中为电动机转速的可选范围;、、为各级传动的合理传动比范围。

通常多选用同步转速为1000r/min和1500r/min的电动机。

电动机选定后,应将其型号、额定功率、满载转速、中心高、轴径、键槽尺寸等参数记下备用。

三)传动装置的总传动比计算及各级传动比分配。

由电动机的满载转速nm和工作机的转速nw可定出传动装置的总传动比i

i= nm /nw

总传动比为各级传动比i1、 i2、i3,……in的连乘积,即。

i = i1 i2 i3…… in

各级传动比分配的合理与否将直接影响到传动装置的外廓尺寸、重量、润滑及减速器的中心距等很多方面,因此,必须认真对待。分配传动比的一般原则是:

1)各级传动比不应超过各自的合理范围,以符合各类传动方式的工作特点,并使结构比较紧凑。各种传动的传动比荐用值见表1-8。

2)所设计的传动装置应具有最小的外廓尺寸,且各传动尺寸协调,结构匀称合理。

3)减速器中各级大齿轮的浸油深度应大致相同,以实现浸油润滑。

4)设计标准系列减速器时,应使各级圆柱齿轮传动的中心距保持一定比例。

对单级齿轮传动系统,一般应使带传动的传动比小于齿轮传动的传动比,以使整个传动系统结构紧凑,如果带传动传动比过大,就可能使大带轮半径大于减速器中心高,使带轮与底架相碰。

传动系统的实际传动比与原数值i= nm /nw可能有误差 ,设计时应使其限制在容许范围内。若所设计的机器对传动比的误差未作明确规定时,通常机器总传动比的误差应限制在 ±3% ~5% 以内。

四) 传动装置的运动与动力参数计算。

1.传动装置的运动与动力参数计算。

1)轴的转速

r/min r/minr/min

带式输送机传动装置。

2)轴的输入功率。kwkw

kwkw

3)各轴的转矩。

n·m n·m

式中,td、pd、nd——分别为电动机轴的转矩、功率和转速;

ti、pi、ni——分别为任意轴的转矩、功率和转速。

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