机械设计基础课程设计基本流程

发布 2022-10-04 12:25:28 阅读 9433

ad题目一:设计一台齿轮传动减速器。

原始数据:

⑴ 一般条件,通风良好,连续工作,中等冲击,双向旋转,一天1班,寿命8年, 减速器输出扭矩输出转速不大于500r/min;(学号尾号为单号学生)

题目二: 设计一台齿轮传动减速器。

原始条件:

⑵一般条件,通风良好,连续工作,均匀,双向旋转,一天2班,工作时间10年,每年按300天计,减速器输出扭矩输出转速不大于500r/min。(学号尾号为双号学生)

设计的基本步骤:

一、拟定传动方案。

满足工作机性能要求的传动方案很多,有机械传动、液压传动和气压传动,其中机械传动的效率最高,可靠性好;液压和气压传动可实现远距离传动,结构布置灵活、紧凑,但结构复杂,不易维护。按本设计工作要求,选机械传动最为合理。

1.机械传动的类型。

带传动、链传动、圆柱齿轮传动、圆锥齿轮传动、蜗轮蜗杆传动、行星齿轮传动及它们的组合,(分析各自的性能特点指导书第七页)

abca方案的特点。

b方案的特点。

c方案的特点。

通过方案分析,最终确定一种方案作为本设计方案。

二、电动机的选择及运动参数的计算。

一般电动机均采用三相交流电动机,如无特殊要求都采用三相交流异步电动机,其中首选y系列全封闭自扇冷式电动机。

一)电动机的选择。

1、确定减速器输出的最小功率。

kw1)2、传动装置的效率。

式中:η1---三角带传动效率。

η2---齿轮传动效率。

η3---滚动轴承的效率。

常见机械效率参见指导书第12页。

3、电动机的选择。

电动机的额定功率:

p≥pw/η=fw·vw/η(kw3)

4、确定电动机的转数:

1) 电动机的转速:

nˊ=iˊnw4)

式中:iˊ是由电动机到工作机的减数比

iˊ=i1ˊ·i2ˊ·i3ˊ··in5)

i1ˊ·i2ˊ·i3ˊ··inˊ是各级传动比的范围。

按nˊ的范围选取电动机的转速n

三、总传动比的计算及传动比的分配。

1)传动装置总传动比。

i=nm/nw7)

2)分配传动装置各级传动比。

i=i1·i2·i3···in8)

四、传动装置的运动和动力参数的计算。

1、各轴的功率计算:

p1=pη1·η39)

p2=pη1·η2·η310)

2、各轴的转速计算:

1)高速轴转速 n1=nm/i1 (r/min)

2)低速轴转速 n2=nm/(i1·i2) (r/min)

3、各轴扭矩的计算:

tk=9.55×10×pk/nk (

五、三角带传动设计(参照课本例题)

1、选择三角带型号;

计算功率。选择v带的型号

确定v带的型号,确定小带轮的基准直径。

2、选择带轮的基准直径,并验算带速(5m/s≤v≤25m/s);

3、确定中心距和带长,验算小轮包角;(α1≥120°)

按下式初步确定中心距a0

可根据下式计算带的初选长度l0

由表6-3选取与其相近的基准长度ld作为所选带的长度。

4.验算小带轮的包角。

一般应使α1≥120 ,否则可加大中心距或增加张紧轮。

5、按许用功率计算带的根数;

带的根数应取整数。为使各带受力均匀,根数不宜过多,一般应满足z<10。如计算结果超出范围,应改v带型号或加大带轮直径后重新设计。

6、确定作用在轴上的压力;

7、确定带轮的结构和尺寸;

六、齿轮传动设计(参照课本例题)

1、选择材料。

钢:许多钢材经适当的热处理或表面处理,可以成为常用的齿轮材料;

铸铁:常作为低速、轻载、不太重要的场合的齿轮材料;

非金属材料:适用于高速、轻载、且要求降低噪声的场合。

2.确定许用应力。

3.设计软齿面按齿面接触强度设计齿轮。

接触强度计算中,因两对齿轮的σh1= σh2 ,故按此强度准则设计齿轮传动时,公式中应代[σh] 1和[σh] 2中较小者。

设计硬齿面按弯曲强度设计齿轮。

弯曲强度计算中,因大、小齿轮的[σf] 、yfa、ysa 值不同,故按此强度。

准则设计齿轮传动时,公式中应代和中较大者。计算结果应圆整为标准模数,且m≥ 1.5

选择齿轮的精度等级。

齿轮精度共分12级,1级精度最高,第12级精度最低。

精度选择是以传动的用途,使用条件,传递功率,圆周速度等为依据来确定。通常选6-9级。

选择齿轮。一般情况下取a =20

一般情况下,闭式齿轮传动: z1=20~40

开式齿轮传动: z1=17~20 z2=iz1

计算小齿轮传递的扭矩。

计算小齿轮分度圆的直径。

确定模数。计算主要的几何参数。

4.验算齿轮的弯曲(或表面接触)强度。

5.计算齿轮的圆周速度。

七、轴的设计(参照课本例题)

参考教材的附加内容的例子及设计步骤进行设计,只要求低速轴的设计并绘。

制低速轴的零件图。

1.选择轴的材料及热处理方法。

碳素钢、q235;正火或调质处理。

合金钢: 20cr、20crmnti、40crni、38crmoala等。

碳素结构钢因具有较好的综合力学性能,应用较多,尤其是45钢应用最广。合金钢具有较高的力学性能,但**较贵,多用于有特殊要求的轴。

2.估算州的最小直径,并取整为0或5.

式中:p为轴所传递的功率(kw),n为轴的转速(r/min),c—与材料有关的系数(见表13.3)

轴上有键槽时加大轴径:一个键槽:5~7%;二个键槽:10%。

轴上装配标准件(滚动轴承、联轴器、密封圈等)的轴段其直径必须符合标准件的直径系列值。

3.进行轴的结构设计时,首先根据轴上零件的装配方案制出轴系结构草图,然后根据轴上零件的定位、固定、安装、装卸、加工等要求,依次确定出个轴端的直径。

从最小端开始,依次加5,直到最大轴段。两端使用轴承型号一样。

固定不同零件的各键槽应布置在同一母线上,以减少装夹次数。

4.校核轴的强度。

画出轴的受力简图。

作水平面内的弯矩图。

作垂直平面内的弯矩图。

作合弯矩图。

作扭矩图。计算当量弯矩。

确定危险截面的轴径。

八、滚动轴承的选择(参照课本例题)

按教材选择步骤进行滚动轴承的选择,并确定润滑方式。在知道轴的直径和轴上载荷分布的情况下,初步选择轴承的型号。

1.计算轴承的径向载荷。

2.计算轴承的轴向载荷。

3.计算轴承的当量动载荷。

p=x fr+y fa

x---径向动载荷系数;y---轴向动载荷系数。

4.计算轴承的寿命。

5.选择轴承的型号。

九、键的选择及强度校核(低速轴的键),键的尺寸选择可参照《公差与配合》教材的相关章节。

十、绘制各种规格的零件图、装配图。

1、零件图的绘制:图面全部用a3号纸绘制,比例可用1:1或1:

2图面布置合理,线型正确和清晰,符号国家的制图标准,公差尺寸配合正确,结构合理,连接部分应圆滑,技术要求一律写在右上角,标的字母、数字、汉字应做到:字体端正、排列整齐、间隔均匀,汉字应写成仿宋体。

2、装配图的绘制:用2号图纸, 比例可用1:1或1:2绘制三个视。图;十。

一、编写设计计算说明书。

1、设计计算说明书的内容概括如下:

1)目录。2)设计任务书。

3)电动机的选择。

4)计算传动装置的运动和动力参数。

5)三角带传动设计。

6)齿轮的设计计算。

7)轴的设计计算。

8)滚动轴承的选择及计算。

9)键联接的选择及校核计算。

10)联轴器的选择。

11)润滑与密封(润滑与密封方式的选择、润滑剂的选择)

11)设计小结(本设计的优缺点、及课程设计的体会)。

12)参考资料目录。

还可以包括一些其它技术说明,例如装拆、安装的注意事项,维护保养的。

要求等。2、编写说明书的要求(一律用word编制打印)

1)设计计算说明书要求论述清楚,文字精炼,计算正确。

2)说明书一律采用a4纸按一定格式打印,装订成册。

3)说明书中应附有必要的插图。

4)计算中所引用的公式和数据应有根据,并注明其**(如由资料[ ]

p.×式(×-等)。

5)说明书中每一自成单元的内容,应有大小标题,使其醒目便于查阅。

6)计算过程应层次分明。一般可列出计算内容,写出计算公式,然后。

代入数据,略去具体验算过程,直接得出计算结果,并写上结论性用语,如“合格”、“安全”、“强度足够”等。对技术计算出的数据,需圆整的应予圆整,属于精确计算的不得随意圆整。

3、设计计算说明书格式。

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