燕山大学机械设计课程设计课件

信息技术、自动控制技术的交叉 学科，主要任务是运用先进设计 制造技术的理论与方法，解决现 代工程领域中的复杂技术问题， 以实现产品智能化的设计与制造。
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与管理企业所需的知识结构及潜能，也具有适应科研、 教育、经贸及行政管理等部门工作或继续深造的素质 和能力，能在机械工程及其自动化领域内从事设计制 造、科技开发、 应用研究、运行管理和经营销售等方 面工作的高级工程技术人才。 部分高校按以下专业方向培养： 机械制造及自动化 制 造自动化与测控技术 微电子制造装备及自动化 机电 模 具 数控 机电控制 机械电子 机械制造 汽车工程 设计制 造数控技术职教师资 机电一体化机械自动化机械电子 工程机械工艺技术先进制造技术 机电传动与控制机械 设计与制造流体传动及控制模具设计与制造数字化设 计制造
压与气动技术、机电传动控
制、机械工程综合实验、微
机原理与结构技术、
CAD/CAM、单片机原理及应
用。
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专业课
机械制造工艺学、 机械系统设计、 机电控制系统分析与设计、 机械制 造装备设计、 数控技术及应用。
专业选修课
机械动力学、 软件工程、 网络技术、 多媒体技术及应用、数据库原理及 应用、 机械创新设计、工业机器人 基础、机械故障诊断学、文献检索、 专业外语、有限元方法、机械优化 设计、工艺过程自动化、先进制造 技术、特种加工、成组技术与CAPP、 智能机械概论、微小机械概论、虚 拟样机技术、市场营销学、在线检 测与控制、实用控制系统设计、数 控机床与编程。
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Topic 3 开设高校
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本专业进去双 一流工程建设 的有:
清华大学，哈 尔滨工业大学， 上海交通大学， 浙江大学，华 中科技大学， 西安交通大学， 西北工业大学

齿轮联轴器
h
cr
L
d
d1
d2
d3 d4 d5
阶梯轴结构
第38页/共75页
弹性套柱销联轴器 B
h
r′
r
d
d1
d2
d3
外伸端安装联轴器的安装尺寸
d4 d5
第39页/共75页
油
l
油润滑轴承的轴承盖结构
第40页/共75页
l c1 1 c2
LC1 Δ2
按外接零件要求确定
LB1
LA1
LC2
LB2 LA2
第35页/共75页
4.轴的结构设计 确定各轴段直径和长度。
5.箱体结构及其附件 (1)箱体、箱盖。 (2)联接螺栓、启盖螺钉、定位销。 (3)吊钩、吊环螺钉。 (4)观察孔、油塞、油标、通气器。
第36页/共75页
Δ2
C1 l1
C2
LA1 L1
LB1
LC1
Δ1
LA2 LB2
LC2
第37页/共75页
dmin ≥
3
C
P n
单键：加5%
注意：1.键槽
双键：加7%
2.圆整为标准直径
3.或按联轴器圆整直径
第26页/共75页
四、验算工作速度误差
v v理 v实 v理
≤
5%
五、减速器箱体结构尺寸 注意：
、1 ≥8，
d f≥ 16, d1≥ 12, d2 8, d3 6
第27页/共75页
第28页/共75页
第一周 周3～周4
第一周 第二周
第二周
周5～周6 周1～周2
周3
第二周
周4
第二周
周5

参见表常用传动机构的性能和适用范围。
2.传动形式的合理布置 拟定运动方案时要合理布置其传动顺序 。
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三、选择电动机
1.选择电动机类型
常用：Y系列三相异步电动机
同步转速：3000 1500 1000 750
级数： 2 4
68
电机安装型式：（查表）
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2.计算电动机所需功率 P0
(1) 工作机所需电动机功率 PW
2、三班制，单向运转，有中等冲击，每年工作320天，工作
寿命5年；
3、动力源为电力，三相交流，电压380V。
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题目3：卷扬机传动装置设计
4
5
3
67
1
2
v F
1、卷筒效率0.92，包括卷筒与轴承的效率损失； 2、两班制，双向运转，载荷平稳，每年工作300天，工作寿 命10年； 3、动力源为电力，三相交流，电压380V。
者手工绘图，A1)； 3、主要零件图2张(计算机绘图，A3)； 4、设计说明书1份(手写，5000～7000字
，统一封面、编出目录并装订成册)。
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四、成绩评定
按五分制评分。成绩评定依据： 1. 图纸（40%）
图纸结构、投影、标注及数据是否正确，线条 是否符合 制图标准，图面是否整洁，字迹是否 工整等； 2.课程设计说明书（40%） 设计计算是否正确、完整、字迹是否工整、整 洁等；40% 3.答辩成绩 （20% ）
nm
i带 i1 i2
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减速器各轴功率、转速、转矩列表:
参数
轴名 电动机轴
转速n（r/min）
功率P（kW）
转矩T（N·m）
传动比 i
效 率η
Ⅰ轴
Ⅱ轴
Ⅲ轴

曲柄压力机的技术参数喉口深度曲柄滑块机构的运动分析曲柄滑块机构的受力分析曲柄轴的结构2曲轴所受扭矩曲柄压力机主要零部件结构曲柄的主要形式jb2363压力机的曲柄滑块结构图1连杆体2轴瓦3曲轴5滑块6调节螺杆7下支撑座8保护装置9锁紧螺钉10锁紧块11模具夹持器曲柄压力机主要零部件结构曲轴式曲拐轴式偏心齿轮式装模高度调节装置装模高度调节装置一压塌块式保护装置液压式过载保护装置导向形式八面导轨八面导轨v形导轨模具夹持形式模具夹持形式刚性顶料装置滚柱式刚性离合器连接零件把主动和从动零件刚性连接起来曲柄压力机主要零部件结构28抽键式离合器29抽键式离合器30抽键式离合器31抽键式离合器32抽键式离合器制动器圆盘式闸瓦式偏心式凸轮式气动式39接合件是主动和从动摩擦片用于大中型压力机按工作情况分按摩擦面形状分圆盘式浮动镶块式摩擦离合器优缺点
J31—630、J31—1250闭式单点压力机四级传动系统
2.3.3 电机及飞 A2-----拉深垫工作功 ➢ A3-----工作行程曲柄滑块摩擦功 ➢ A4-----工作行程压机弹性变形功 ➢ A5 -----压机空程向下向上的能量 ➢ A6 -----滑块停顿飞轮空转的能量 ➢ A7 -----单行程离合器制动器能耗
抽键式离合器
28
抽键式离合器
29
抽键式离合器
30
抽键式离合器
31
抽键式离合器
32
转键结构
转键结构
制动器 带式 圆盘式 闸瓦式
带式： 偏心式 凸轮式 气动式
39
摩擦离合器
接合件是主动和从动摩擦片，用于大中型压力机 按工作情况分 干式 湿式 按摩擦面形状分 圆盘式 浮动镶块式
优缺点：
A=A1+A2+A3+A4+A5 +A6+A7

§10-1 概述
四、轴的材料
1.碳素钢： ①普通碳素钢（Q235~Q275）：不重要或受力较小的轴 ②优质碳素钢（35、45、50）
2.合金钢：20Cr，40Cr等 重载或者要求提高耐磨性或者对体积、重量有严格要求
3.铸铁、球墨铸铁(QT)、合金铸铁： 形状复杂轴
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§10-1 概述
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§10-3 轴的强度计算
一、按扭转强度计算
强度条件：
W TT9.5 d 51 3160P 6n MP a
设计公式：
d3
9.55106 3 0.2
P n
mm
d C3 P mm
n
C
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§10-3 轴的强度计算
二、按弯扭合成强度计算
强度条件（第三强度理论 ）：
eb 242b
转轴 直轴 曲轴
光轴 阶梯轴 空心轴
钢丝软轴
§10-1 概述
练习：
试分析图示传动装置中各轴所受的载荷，并注明各轴类别。
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§10-1 概述
三、轴的设计
1.主要内容： 结构设计和工作能力验算
2.设计方法
3.主要问题
初定最小直径
结构设计
否
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验算合格?
是
结束
(1)选材 (2)结构设计（外形、尺寸） (3)强度计算（防断裂、塑性变形） (4)刚度计算（防过大弹性变形） (5)振动稳定性计算（高速轴防共振）
强度条件：
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S SS S
S2 S2
S
KN 1
kDam
S
k
KN1
Da m
§10-3 轴的强度计算

较小 一般 较小
难 麻烦 一般 较小 较重 一般
较大 一般 较小
一般 方便 一般 较小 较轻 简单
经济性
结构紧凑
传动机构展示
机构设计的原则
• 采用尽可能简短的运动链
• 尽可能缩小机构尺寸
• 应使机械具有良好的动力学特性
主要的参考文献
• 便携式手动微型剃须刀原理方案设计ppt • 自动翻页机实用新型专利说明书 专利号ZL200520063162.6 • 一种新型自动翻页器的设计 西安交通大学学硕91 西安710049 汪宏武
原理方案组合
• 可组合的方案数是24可选出2种方案 • A1 B1 C1 D1 E1 • A1 B1 C2 D2 E1
• 并绘制机构示意图
方案评价
评价指标
运动性能 工作性能 动力性能
具体项目
1运动规律，轨迹 2运动速度，精度 1效率高低 2使用范围
评价 连杆机构
任意性较差 较低 一般 较大
齿轮机构
功能分析
总功能：自动翻书
书的当前页 翻书系统 开关启动 书的前页或下页
功能分解
翻书器 吸纸杆运动
吸纸杆选择 左吸纸杆 翻书杆逆转
翻书杆运动 右吸纸杆翻 书杆正转
垂直于图书运动
吸纸杆吸纸
运动转换
运动调节
单项转换变 为往复转动
往复转动转变 为升降运动
功能求解
功能元 A翻书杆 B分页杆取页 C分页杆分页 D运动转换 E运动调节 功能元解 方案1 转动式 低气压吸纸 凸轮垂直往复运动 齿轮转动转换 与门电路 方案2 插入横移式 滚轮卷纸 丝杆传动 曲柄滑块转换 搓纸 方案3
一般做定比传动 高 高 较小
凸轮机构
基本能任意 较高 一般 较小

角接触轴承
圆锥滚子轴承
键的设计
根据各轴的转矩大小，连接方式以及安装拆卸 选择A型圆头平键
此图为与联轴 器之间的键一 轴
箱体设计
下图为上箱体
三维图
动画
谢谢观看
轴的结构设计
第一段：根据联轴器确定的 第二段：根据凸台厚度以及端盖螺栓空间计算的 第三段：轴承以及齿轮距箱体内壁的距离计算 第四段：根据齿轮齿宽计算求得 第五段：根据轴承的工作直径求得 第六段：根据轴承求得
滚动轴承的选择
由于三根轴都受轴向力，且大小不同，所以一轴选用角接 触轴承7205C，其余两轴选用圆锥滚子轴承30205E与 30208E
转速n(r/min)
功率P(kw)
转矩T(N·m)
1.42
14.43
1.41
14.28
1.34
64.21
1.27
288.70
1.24
280.10
两轴联接 传动比 i
传动效率η
联轴器 1
0.
联轴器 1
0.97
齿轮的设计
此齿轮为高速轴上的齿 轮，其主要参数如下
型号额定功率min满载转miny112m62210009402022传动比的计算与分配满载时电机转速rmin总传动比由于且i1i2所以传动比误差i2238420940100223822384848电动机两级圆柱减速器工作机电动机轴ii轴iii轴卷筒轴转速nrmin9409401987420420功率pkw142141134127124转矩tnm1443142864212887028010两轴联接联轴器齿轮齿轮联轴器传动比4848传动效率099095095097齿轮的设计此齿轮为高速轴上的齿轮其主要参数如下轴的结构设计第六段

1、带传递的力
有效拉力 Fe＝两边拉力差
Fe＝F1－F2＝1000P
2、有效拉力Fe由带和轮之间接触 弧上摩擦力的总和Ff承受
Fe＝Ff
3、 Fe↑→ Ff ↑，始终保证 Fe＝ Ff 。 然而，在一定条件下， Ff 有一极限值Ff max。 当Fe> Ff max时，导致打滑 失效。
4. Femax calculation （开始打滑时， F1 、F2之间关系）
σ
dC 。）
c
Centrifugal stress σc acts on every part of the belt. **Because Fc is contained in F1 or F2, σc is contained in σ1 or σ2.
Centrifugal stress σc acts on every part of the belt. Fc is a part of both F1 and F2, while σc is a part of σ1 and σ2
σ max
σ1
σ
b1
F1 A
σ
b1
1 A
Fe μ α eμ α 1
qυ
2
σ
b1
1 A
Fe eμ α
μα
1
σ
c
σ
b1
三、带的滑动现象 Creep and slipping of the belt
1.带的弹性滑动 Creep of the belt
（固有的、不可避免的正常现象）
The operation of an elastic belt is associated with creep of the belt on the pulleys .It is inevitable.