第一章概述。
1-1课程设计的目的。
机械设计基础》课程设计是非机械类学生培养时间能力的一个重要的实践性教学环节,通过课程设计达到如下的目的:
1、综合运用所学知识。
通过课程设计,把机械设计及其有关先修课程(制图、理论力学、材料力学、金工实习。。。等)中所学的知识在实际设计中综合加以应用,从而使这些知识得到进一步的巩固、加深和发展。
2、学习机械设计的一般方法。
在设计实践中,学习和掌握通用机械的一般设计方法和步骤。培养学生分析与解决问题的能力。.
3、进行基本技能训练。
通过设计,使学生能熟练的应用有关参考资料、设计手册、国家标准,部颁标准,以完成一个工程技术人员在机械设计方面所必须具备的基本训练。
1-2 课程设计的内容。
一、设计题目。
课程设计一般选用由本课程所学大部分零件组成的机械传动装置或简单机械作为课题,目前普遍选择的还是齿轮减速器。考虑我校的专业,故定为一级圆柱直齿轮减速器,适合学生目前的知识水平,有利于达到课程设计的目的。
二、设计内容。
通过设计要求完成下列内容:
1、传动方案的评述。
2、电动机选择。
3、传动装置运动和动力参数的计算。
4、主要零件的设计计算。
5、减速期装配图和零件图绘制(**配图1张,零件工作图2张)
6、设计说明书的编写等。
1-3课程设计的步骤。
课程设计大体可按以下几个步骤进行。
一、设计准备。
阅读和研究设计任务书,明确设计内容和要求,工作条件和步骤;通过分析模型、实物、看电视录像,了解设计对象,复习课程有关内容,熟悉有关零件的设计方法,拟定设计计划。。
二、传动装置的总体设计。
评述传动装置的的传动方案,选择电动机,确定总传动比和分配各传动比,计算各轴的转速,功率和转矩。
三、传动零件的设计计算。
设计计算可确定减速器中齿轮传动及减速器外的带传动的主要参数和尺寸。
四、减速器装配草图设计。
在已知减速器中传动零件的主要尺寸和各轴牛僎的基础上,进一步设计减速器草图。但由于我们时间有限,决定草图个工作图使用同一张图。故要求同学们画草图时要轻线,要符合制图要求,要符合零件标准。
具体内容和步骤如下:
1、根据经验计算法在画面上布置三视图的位置。
2、一般先从俯视图着手,然后画出主视图,最后画测视图;
3、初步估算轴颈。选择联轴器类型,初选滚动轴承。
4、进行轴的结构形状设计,确定轴的跨距;
5、州的受力分析,计算轴承处的反力,校核轴承寿命。
6、选择并校核键的强度;
7、画弯矩图、扭矩图;进行轴的强度校核;
8、箱体和附件结构设计,并完成画图工作。
9、审核和修正装配草图。
五、减速器装配工作图设计。
1、在草图基础上加深。
2、标注尺寸和配合。
3、编写减速器特性、技术要求、标题栏和明细表。
六、零件工作图的设计和绘制。
1、大齿轮零件工作图。
2、从动轴零件工作图。
七、整理和编写设计计算说明书。
八、设计小结和答辩。
图纸(装配图和零件图)及计算说明书完成后,经指导教师审阅认可,才能参加答辩和考核,不合格要退回重设计。成绩由图纸和设计说明书、答辩综合评定。
1-4课程设计的注意事项。
一、要求独立思考,严肃认真,一丝不苟的完成设计。
课程设计是一个重要的教学环节,是综合运用所学知识,发挥独立思考,培养工作能力的一个过程,学生要明确学习目的,树立正确的学习态度,才能获得叫好的锻炼和提高。在设计中不能以来指导老师的指导,随意要数据,定答案。
二、要求初步掌握“三边”设计方法。
任何设计中是边算边画边改的设计方法。计算和画图不时绝对分开,而是交叉进行的,如轴就是先算后画,再算的过程。
三、要求边设计边整理资料。
设计计算贯穿在全过程。最后要在说明书中反映计算的全部内容,设计中要求边设计边整理,注意积累资料,说明书要求整齐、清洁,不得而知涂改。
四、要求正确使用标准和规范。
设计中遇到的制图及零部件都要运用到标准和规范,运动得好坏直接关系到零部件的互换性,建功立业工艺和经济效果,也可以影响到设计工作量,是评价设计质量的一项重要指标。
五、要求设计过程中合理安排时间。
在设计过程中合理掌握时间,不要前松后紧,也不要前紧后松,更不要开夜车,注意劳逸结合,保质保量按时完成设计任务。
第二章机械传动装置的总体设计。
2-1设计任务(见设计指导书附加页)
2—2确定机械传动装置的传动方案(见设计指导书的附加页)
电动机的选择。
电动机是一般机械广泛采用原动机。
选择电动机是一项专门性的技术工作,要合理的选择电动机,就必须对电动机的特性作分析,对其发热,启动力矩,最大力矩等进行核算。而在机械设计课程设计时,只要求试选择电动机。
一、 电动机类型的选择。
选择电动机类型时,应使其性能与机器的工作状况大致相适应。工业上应用最多的是三相异步电动机,它结构简单,**低廉、维护方便,可直接接到三相交流电网。设计时应优先考虑选用。
常用电动机为y系列(ip44),它是我国最新设计的同意系列。是取代jq2系列的更新换代产品,功率登记和安装尺寸符合国际电工委员会的标准,防护登记为ip44。
y系列三相异步电动机其结果特点为全封闭自扇风冷式鼠笼型三相异步电动机,它具有效率高、启动转矩大,噪音低、振动小,性能优良,可靠性高,使用维修方便,适用于不易燃,不易爆,无腐蚀性气体和无特殊要求的机械上,如金属切削机床、泵、风机、运输机、搅拌机、农业机械和食品机械等。可适用于某些对启动转矩有较高要求的机械,如压缩机等。
y系列电动机的技术数据、外形及安装尺寸见表。
二、电动机所需功率的确定。
1、工作机工作轴上的输出功率。
选择电动机容量就是合理确定电动机的额定功率。决定电动机功率时要考虑电动机的发热、过载能力和起动能力三方面因素,但一般情况下电动机容量主要由运行发热条件而定。电动机发热与其工作情况有关.对于载荷不变或变化不大,且在常温下长期连续运转的电动机① (课程设计中通常涉及的电动机),只要其所需输出功率不超过其额定功率,工作时就不会过热,可不进行发热计算.这类电动机按下述步骤确定。
1 )工作机所需功率pw,工作机所需功率pw,应由机器工作阻力和运动参数计算确定.课程设计时可按设计任务书给定的工作机参数计算求得。
当已知工作机主动轴的输出转矩t ( n · m )和转速( r/ min )时,则工作机主动轴所需功率。
2 一1 )
如果给出带式输送机驱动卷筒的圆周力(即卷筒牵引力)f ( n )和输送带速度v(m / s ) 则卷筒轴所需功率。
kw2 一2 )
输送带速度v与卷筒直径d ( mm )、卷筒轴转速nw的关系为。
2 一3 )
2 )电动机的输出功率。
考虑传动装里的功率损耗,电动机输出功率为。
2 一4 )
式中,为从电动机至工作机主动轴之间的总效率,即。
2 一5 )
其中分别为传动系统中各传动副、联轴器及各对轴承的效率,其数值见表1-8或13-2。
3 )确定电动机额定功率。
根据计算出的功率可选定电动机的额定功率应使等于或稍大于pd 。
3 .选择电动机的转速。
同一类型、功率相同的电动机具有多种转速。如选用转速高的电动机,其尺寸和重量小,**较低,但会使传动装置的总传动比、结构尺寸和重量增加。选用转速低的电动机则情况相反。
因此,应综合考虑电动机及传动装置的尺寸、重量、**,分析比较,权衡利弊,选出合适的电动机转速二。
选择电动机转速时,可先根据工作机主动轴转速n ,和传动系统中各级传动的常用传动比范围,推算出电动机转速的可选范围,以供参照比较,即。
2 一6 )
式中:― 电动机转速可选范围;
各级传动的传动比范围,· 见表2 一1 。
一般常选用同步转速为150or / min 或1000r / min 的电动机。
表2 于3 给出了y 系列(ip44 )电动机的参考比价,可供选择电动机时参考.
4 .确定电动机型号。
根据选定的电动机类型、结构型式、功率和转速,由表20 一1 、表20 一2 查出电动机型号及其额定功率、满载转速、外形和安装尺寸(如中心高、轴伸及键联接尺寸、机座尺寸)等各参数的数据,并列表记录备用(参看第12 页)。
三、传动装置的总传动比及其分配。
1 .计算总传动比。
由电动机的满载转速nm和工作机主动轴的转速n ,可确定传动装置应有的总传动比为。
(2 一7 )
传动装置总传动比是各级传动比的连乘积,即。
( 2 一8 )
设计多级传动装置时,需将总传动比分配到各级传动机构.
2 .合理分配各级传动比。
各级传动比如何取值,是设计中的一个重要问题。分配传动比时通常应考虑以下几方面:( 1 )各级传动机构的传动比应在推荐值的范围内(见表2 一1 ) 不应超过最大值,以利发挥其性能,并使结构紧凑。
2 )应使各级传动的结构尺寸协调、匀称.例如,由v 带传动和齿轮传动组成的传动装置(如图2 一la ) v 带传动的传动比不能过大,否则会使大带轮半径超过减速器的中心高,造成尺寸不协调,并给机座设计和安装带来困难。
3 )应使传动装置外廓尺寸紧凑,重量轻。如图2 一2 所示两级圆柱齿轮减速器,在相同的总中心距和总传动比情况下,方案b 具有较小的外廓尺寸。
4)在减速器设计中常使各级大齿轮直径相近,以使大齿轮有相接近的浸油深度。如图2 - 2b 所示,高、低速两级大齿轮直径相近,且低速级大齿轮直径稍大,其浸油深度也稍深一些,说明:此时设计时并未考虑到轴的加工,所以越程槽、园角、倒角等不加以设计。
机械设计课程设计
1高速轴设计 材料 选用45号钢调质处理。查课本第230页表14 2取c 100。各轴段直径的确定 根据课本第230页式14 2得 又因为装小带轮的电动机轴径,又因为高速轴第一段轴径装配大带轮,且所以查手册第9页表1 16取。l1 1.75d1 3 60。因为大带轮要靠轴肩定位,且还要配合密封圈,所...
机械设计课程设计
带式输送机传动装置分析如下图 输送带工作拉力f 7kn 输送带工作速度v 1.1m s 滚筒直径d 400mm 滚筒效率 0.96 包括滚筒与轴承的效率损失 工作情况 两班制,连续单向运转,载荷较平稳。使用折旧期 8年。工作环境 室内,灰尘较大,环境最高温度38 动力 电力,三相交流,电压380 2...
机械设计课程设计
1 选择轴的材料。由于减速器传递的功率不大,对其重量和尺寸也无特殊要求故选择常用材料45钢,调质处理。2 初步计算轴的最小直径。当轴的支承距离为定时,无法有强度确定轴径,要用初步估算的方法,即按纯扭矩并降低许用扭转切应力确定轴径d,计算公式 选用45号调质钢,查机设书表15 3,得 在第一部分中已经...