精密機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì),南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院指導(dǎo)教師：梁醫(yī)范元?jiǎng)?第一章概述,第二章傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì),第六章傳動(dòng)裝置裝配草圖設(shè)計(jì),第三章傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算,第五章傳動(dòng)裝置的精度計(jì)算,第四章軸的結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì),第八章零件工作圖設(shè)計(jì),第九章編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書,第七章裝配圖的完成,一、課程設(shè)計(jì)的目的1.系統(tǒng)全面地綜合地掌握和鞏固課程所學(xué)的理論知識(shí)。設(shè)計(jì)減速器：齒輪、軸、軸承、聯(lián)軸器、螺紋聯(lián)接、鍵、傳動(dòng)鏈精度。2.學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，了解和掌握精密機(jī)械設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)步驟。擬定傳動(dòng)方案?jìng)鲃?dòng)裝置總體設(shè)計(jì)部件設(shè)計(jì)3.進(jìn)行設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練。學(xué)會(huì)用手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等資料，邊查資料、邊計(jì)算、邊綜合、邊繪圖、邊修改的設(shè)計(jì)技能。4.培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和工作作風(fēng)。,第一章概述,二、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容與任務(wù),1、題目：二級(jí)精密齒輪傳動(dòng)裝置,2、技術(shù)要求,1）功率要求,小功率，低速傳動(dòng)，載荷穩(wěn)定，工作壽命10年，單班制，已知提供給工作機(jī)的扭矩T(N.m)和轉(zhuǎn)速n(r/min)（見每個(gè)人的數(shù)據(jù)）,2）傳動(dòng)精度要求,要求傳動(dòng)裝置輸出軸的誤差：?jiǎn)蜗騻鲃?dòng)誤差小于2空回誤差小于8,聯(lián)軸器,3）結(jié)構(gòu)要求,要求輸出軸平行布置，從傳動(dòng)裝置兩側(cè)伸出，便于安裝和測(cè)試，結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單可行,總中心距范圍：,總傳動(dòng)比范圍：,齒輪模數(shù)：,3、設(shè)計(jì)任務(wù),1）裝配圖1張1#圖紙2）零件工作圖2張中間軸，及其上的大齒輪3圖紙3）設(shè)計(jì)任務(wù)書一份20頁左右,聯(lián)軸器,總中心距,二級(jí)展開式圓柱齒輪減速器,三、一般步驟及時(shí)間安排,1.設(shè)計(jì)準(zhǔn)備2.傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)3.傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算4.軸的初步設(shè)計(jì)5.傳動(dòng)精度的估算6.傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（裝配草圖設(shè)計(jì)）7.軸的強(qiáng)度校核與軸承壽命計(jì)算8.加深完成裝配圖9.設(shè)計(jì)繪制零件工作圖10.編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書,0.5天,2天,4天,1.5天,2天,10天,四、參考書籍,1.精密機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，機(jī)械設(shè)計(jì)教研組，南京理工大學(xué)2.精密機(jī)械設(shè)計(jì)龐振基，機(jī)械工業(yè)出版社3.精密機(jī)械零件手冊(cè)，天津大學(xué)，高等教育出版社，或者一般機(jī)械零件手冊(cè)4.小模數(shù)漸開線圓柱齒輪精度國(guó)標(biāo)，pdf電子文件或復(fù)印。,五、成績(jī)?cè)u(píng)定課程設(shè)計(jì)作為獨(dú)立的一門課程，成績(jī)單獨(dú)記分。綜合圖面質(zhì)量、說明書準(zhǔn)確程度和能力態(tài)度三個(gè)方面按五級(jí)記分制（優(yōu)、良、中、及格、不及格）評(píng)定。,第一章,六、其它注意事項(xiàng),1.教室課程設(shè)計(jì)期間個(gè)班級(jí)有專用教室，班長(zhǎng)持學(xué)生證去二教值班室拿鑰匙，在課程設(shè)計(jì)期間，自行保管；注意保持教室衛(wèi)生。2.考勤時(shí)間8:30-11:30，14:30-18:003.計(jì)算機(jī)繪圖需要使用Autocad繪圖的同學(xué)向指導(dǎo)教師申請(qǐng)，經(jīng)批準(zhǔn)后方可進(jìn)行；在課程設(shè)計(jì)期間至少讓老師檢查三次，否則最后直接上交的圖紙不予評(píng)分。4.圖板和圖紙圖紙四教B201購(gòu)買，提前聯(lián)系指導(dǎo)教師圖板文具勞保庫(kù)租借，84315284,第二章傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì),一、選電機(jī)，確定總傳動(dòng)比,已知：T工作機(jī)的輸出扭矩（Nm）（牛米）n工作機(jī)的轉(zhuǎn)速(r/min)（轉(zhuǎn)/分）,計(jì)算功率：,所需電動(dòng)機(jī)功率,選電動(dòng)機(jī)型號(hào),二、傳動(dòng)型式和各級(jí)傳動(dòng)比分配,兩級(jí)圓柱齒輪（要求用直齒輪）傳動(dòng),按照最高精度和最小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量原則，具體見教材,齒輪2和4相差太遠(yuǎn)不利于浸油潤(rùn)滑,若不滿足，加一帶油輪,三、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力參數(shù),計(jì)算出各軸的轉(zhuǎn)速、各軸的輸入功率和輸入扭矩,（1）各軸的轉(zhuǎn)速,（2）各軸的輸入功率,P=P電機(jī)11聯(lián)軸器效率P=P1232齒輪傳動(dòng)效率P=P233軸承效率,（3）各軸的輸入扭矩,上述計(jì)算結(jié)果列表備用,第三章傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算,確定傳動(dòng)零件的材料、熱處理方式、參數(shù)、尺寸和主要結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行必要的強(qiáng)度校核和壽命計(jì)算,傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算順序應(yīng)由高速級(jí)向低速級(jí)依次進(jìn)行,一、傳動(dòng)零件的參數(shù)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核,1、硬齒面齒輪齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度條件定齒輪的模數(shù)m,2、軟齒面齒輪,由接觸疲勞強(qiáng)度條件確定齒輪參數(shù)。再校核齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度,精密機(jī)械設(shè)計(jì)教材P175例題82,二、傳動(dòng)零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),1.對(duì)齒寬較小的精密機(jī)械及儀表齒輪（b10mm），為保證安裝時(shí)達(dá)到較好的同心度與垂直度要求，使齒輪傳動(dòng)有較高的傳動(dòng)精度，則一般采用帶寬輪轂的齒輪,3.當(dāng)齒輪的齒根圓直徑與配合處的軸的直徑d相差較小，可將齒輪與軸制成一體成為齒輪軸,2.如果齒輪的齒寬本身已經(jīng)較大，則一般不采用帶加長(zhǎng)輪轂的齒輪結(jié)構(gòu)，齒輪與軸的聯(lián)接方式一般采用鍵聯(lián)接。,三、傳動(dòng)零件的精度等級(jí)與側(cè)隙類型的選擇,選擇齒輪零件精度與側(cè)隙,初選，如果精度估算不符要求，則還需對(duì)齒輪傳動(dòng)的精度和側(cè)隙進(jìn)行調(diào)整,1.按GB2363-90規(guī)定，小模數(shù)漸開線圓柱齒輪的精度分為12個(gè)等級(jí)，精密機(jī)械及儀表齒輪常用5，6，7，8四級(jí)，其中7級(jí)為基本精度等級(jí)。,齒輪的精度是決定單向傳動(dòng)誤差的因素之一！,2、小模數(shù)齒輪側(cè)隙（見GB2363-90第185頁）,只規(guī)定最小圓周側(cè)隙,新標(biāo)準(zhǔn)（教材）：圓周側(cè)隙種類分h、g、f、e、d5種，按jtmin值從小到大的順序其中g(shù)為基本側(cè)隙類型,齒輪的側(cè)隙是決定空回誤差的因素之一！,初選時(shí)一般低速級(jí)選g類側(cè)隙，高速級(jí)選f類側(cè)隙,3.一對(duì)齒輪應(yīng)采用相同的齒輪精度等級(jí)。,4.要提高傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)精度，一般只需對(duì)低速級(jí)齒輪采用較高的傳動(dòng)精度等級(jí)和較小的側(cè)隙類型。而高速級(jí)齒輪傳動(dòng)誤差對(duì)傳動(dòng)裝置輸出誤差影響較小。,齒輪設(shè)計(jì)好后檢查:,a：總中心距檢查,b：齒輪與軸的干涉：中間軸上高速級(jí)大齒輪不與低速軸相干涉,b：潤(rùn)滑方式選擇：,高速級(jí)大齒輪的圓周速度,第四章軸的結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì),確定軸的各段徑向與軸向尺寸,一、軸徑的初估,Pi軸i所傳遞的功率（KW）ni軸i的轉(zhuǎn)速（r/min）A設(shè)計(jì)常數(shù)。與軸的材料及許用剪應(yīng)力及載荷情況有關(guān)，詳見教材表10-2,d1min，d3min與聯(lián)軸器相配，選擇聯(lián)軸器型號(hào)，一端聯(lián)電機(jī)軸，另一端聯(lián)輸入軸,d2min與滾動(dòng)軸承的孔徑相配（選定滾動(dòng)軸承的型號(hào)）,設(shè)計(jì)階梯軸結(jié)構(gòu)尺寸時(shí)要確定：,（1）輸入軸、輸出軸聯(lián)軸器型號(hào)（2）三對(duì)軸承的型號(hào)，尺寸，精度等級(jí)，游隙類型（3）軸承內(nèi)圈與軸的配合為基孔制，外圈與軸承座的配合為基軸制（4）齒輪與軸的配合,第四章,二、軸的徑向尺寸的確定,a)輸入、輸出軸的徑向尺寸,安裝滾動(dòng)軸承和聯(lián)軸器處軸直徑d3和dmin應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)值,過渡軸肩h=0.52mm,d3,定位軸肩h=23mm,d2,第四章,b)中間軸徑向尺寸,dmin選中間軸上軸承型號(hào)尺寸,三根軸上的軸承的類型一般應(yīng)相同,軸承的內(nèi)徑，d軸承Id軸承d軸承,三、軸向尺寸,lAB=半聯(lián)軸器長(zhǎng)度（35）mm,L2保證軸承蓋螺釘?shù)难b拆要求，嵌入式軸承蓋：L2510mm.凸緣式軸承蓋：L21520mm,軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸見指導(dǎo)書第70頁附錄四,L=C1+C2（扳手空間）+機(jī)座壁厚+23mm,L,滾動(dòng)軸承若為脂潤(rùn)滑，加擋油環(huán),四、滾動(dòng)軸承的類型、尺寸與精度的選擇,1、滾動(dòng)軸承類型的選擇根據(jù)載荷大小、方向、性質(zhì)、軸的轉(zhuǎn)速、安裝尺寸、軸的剛度及回轉(zhuǎn)精度等方面綜合考慮。使用:深溝球軸承,同一軸上一般采用一型號(hào)的軸承,2、滾動(dòng)軸承精度和游隙的選擇,滾動(dòng)軸承的精度等級(jí)如下：,可先選P6級(jí)精度,第四章,滾動(dòng)軸承的精度等級(jí)如下：,新P0P6P6XP5P4P2（精密機(jī)械設(shè)計(jì)教材）,舊GEDCBA（課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書）,滾動(dòng)軸承的游隙代號(hào)：,C1C2-C3C4C5,各軸上軸承的類型、尺寸和精度選定后應(yīng)將參數(shù)列成表格形式,一般先選基本組游隙,五、軸和軸上零件配合的選擇,軸與軸上零件配合的選擇也是影響齒輪傳動(dòng)精度的因素之一,常用的一些配合類型列舉如下：軸承內(nèi)圈與軸：js6、k6、m6、n6軸承外圈與孔：K7、J7、H7、G7齒輪孔與軸：H7/n6，H7/m6，H7/k6或H7/p6聯(lián)軸器與軸：H7/p6，H7/r6，H7/m6，H7/n6套筒與軸：H7/js8，F(xiàn)8/k6,第五章傳動(dòng)裝置的精度計(jì)算,一、單向傳動(dòng)誤差的分析與綜合,影響單向傳動(dòng)誤差的因素1）齒輪本身的加工誤差，可用切向綜合誤差的公差表示2）影響單向傳動(dòng)誤差的第二類因素是傳動(dòng)裝置的三種旋轉(zhuǎn)偏心，即：（1）齒輪固定在軸上時(shí)，其內(nèi)孔與軸的配合偏心，可用配合間隙公差表示（2）安裝齒輪處理的偏心（3）滾動(dòng)軸承的偏心誤差,一對(duì)齒輪單向傳動(dòng)誤差的合成,誤差的標(biāo)準(zhǔn)偏差,誤差的均值,誤差的極值,根據(jù)齒輪的尺寸和精度等級(jí)查小模數(shù)齒輪精度GB2363-90,查表,根據(jù)安裝齒輪處的配合軸的公差查機(jī)械手冊(cè)中形狀和位置公差的圓跳動(dòng),根據(jù)滾動(dòng)軸承的精度等級(jí)查指導(dǎo)書后附錄第69頁表10-10,根據(jù)齒輪內(nèi)孔與軸的配合代號(hào)查手冊(cè)，得到軸孔各自的偏差計(jì)算配合（最大）間隙=孔的上偏差軸的下偏差,傳動(dòng)裝置單向傳動(dòng)誤差的統(tǒng)計(jì)計(jì)算,傳動(dòng)裝置單向傳動(dòng)誤差的最大、最小值為：,二、空回誤差的分析與綜合,齒輪的側(cè)隙可看成由兩部分組成1、齒輪本身的加工誤差（齒輪固有誤差）,2、支承齒輪的軸、軸承、箱體等零、部件的制造安裝誤差（裝置誤差）,雙嚙中心距偏差,傳動(dòng)中心距偏差,滾動(dòng)軸承內(nèi)部的徑向游隙軸承內(nèi)環(huán)與軸的配合間隙軸承與箱體孔的配合間隙,齒輪副圓周側(cè)隙的統(tǒng)計(jì)計(jì)算式,均值,標(biāo)準(zhǔn)偏差,極值,查表：,根據(jù)齒輪的尺寸和精度等級(jí)查小模數(shù)齒輪精度GB2363-90計(jì)算平均偏差=（上偏差+下偏差）/2,根據(jù)滾動(dòng)軸承的尺寸和游隙類型查指導(dǎo)書第67頁附錄三計(jì)算平均游隙=（最小游隙+最大游隙）/2,根據(jù)齒輪的尺寸和精度等級(jí)查小模數(shù)齒輪精度GB2363-90計(jì)算公差=上偏差-下偏差,根據(jù)滾動(dòng)軸承的精度等級(jí)查指導(dǎo)書后附錄第69頁表10-10,根據(jù)滾動(dòng)軸承的尺寸和游隙類型查指導(dǎo)書第67頁附錄三計(jì)算游隙公差=最大游隙-最大游隙,根據(jù)齒輪的尺寸和精度等級(jí)查小模數(shù)齒輪精度GB2363-90,齒輪副空回誤差的統(tǒng)計(jì)計(jì)算,折算到主動(dòng)軸（齒輪）上的空回誤差角度,均值、標(biāo)準(zhǔn)差和極值,傳動(dòng)裝置的空回誤差,傳動(dòng)裝置折算到Z1軸上的空回誤差,均值、標(biāo)準(zhǔn)差和極值,具體的計(jì)算例題見指導(dǎo)書第27頁例題,先查手冊(cè)制成表格,再帶入公式計(jì)算,三、提高傳動(dòng)裝置精度的方法,萬一估算結(jié)果超差，則可作如下調(diào)整,1、提高低速級(jí)齒輪的精度等級(jí)，減小低速級(jí)齒輪的最小側(cè)隙。,2、提高安裝齒輪處軸段的加工精度，減小徑向跳動(dòng)。3、齒輪與軸選用較小的配合尺寸和較緊的配合類型，減小配合間隙。4、提高軸承精度等級(jí)，選用較小的徑向游隙。5、盡量增大低速級(jí)齒輪的傳動(dòng)比。,1設(shè)計(jì)準(zhǔn)備,比例1：11號(hào)圖紙,裝配圖設(shè)計(jì)第一階段（總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）,第六章傳動(dòng)裝置裝配草圖設(shè)計(jì),2確定齒輪的位置,畫出傳動(dòng)零件的中心線,368mm,確定箱體內(nèi)壁線,小齒輪端面與箱體的內(nèi)壁間的距離2,大齒輪齒頂圓距內(nèi)壁11.2,機(jī)座壁厚,畫出機(jī)體對(duì)稱線,高速級(jí)小齒輪一側(cè)內(nèi)壁涉及箱體結(jié)構(gòu)，暫不畫出，其內(nèi)壁的位置由繪主視圖時(shí)根據(jù)軸承旁聯(lián)接螺栓用凸臺(tái)位置而定的箱體外壁位置而定。,確定箱體外壁的位置,（4）、確定軸上零件力的作用點(diǎn)及軸的支點(diǎn),力的作用點(diǎn)取在齒輪（聯(lián)軸器）寬度中點(diǎn)；軸的支點(diǎn)取在軸承寬度中點(diǎn)。,4、進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核計(jì)算略,5、校核滾動(dòng)軸承的壽命略,直齒輪優(yōu)先選深溝球軸承；,若為斜齒輪，軸承要用向心推力軸承,裝配草圖的設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)原則：,1）先畫大輪廓，再畫零件結(jié)構(gòu)，再畫零件細(xì)部結(jié)構(gòu),2）先畫中心線，后畫結(jié)構(gòu),3）先畫中間結(jié)構(gòu)，再畫向上、下和兩邊擴(kuò)展,左視圖可由主俯視圖投影而得,1軸承端蓋結(jié)構(gòu),通蓋輸入、輸出軸外伸處，此處與軸接觸處需要裝密封圈,悶蓋中間軸,裝配圖設(shè)計(jì)第二階段,任務(wù)：設(shè)計(jì)傳動(dòng)零件，或其它主要零件的結(jié)構(gòu)、箱體的主要結(jié)構(gòu)，軸承的潤(rùn)滑與密封形式,端蓋形式,嵌入式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊，但密封性差，調(diào)整間隙不太方便。,凸緣式調(diào)整間隙比較方便，密封性能較好，較常用，尺寸稍大,注意：端蓋腳頂住軸承外圈，端蓋的厚度要小于軸承外圈的厚度，端蓋的結(jié)構(gòu)尺寸見手冊(cè),軸承的間隙調(diào)整通過端蓋與機(jī)體端面間的調(diào)整墊片調(diào)整軸承間隙。,2軸承的潤(rùn)滑與密封,潤(rùn)滑方式,脂潤(rùn)滑：當(dāng)齒輪圓周速度v2m/s時(shí)可用機(jī)體內(nèi)油飛濺潤(rùn)滑,如用脂潤(rùn)滑，則在軸承孔靠近箱體內(nèi)端面時(shí)應(yīng)裝擋油板,如用油潤(rùn)滑則機(jī)座剖分面上應(yīng)開油溝，油溝尺寸見指導(dǎo)書，軸承端蓋上應(yīng)開有缺口,密封輸入、輸出軸外伸處要在端蓋軸孔內(nèi)裝密封件，以使得防止灰塵、水汽及其它雜質(zhì)滲入和油的滲漏。,密封形式的選擇，根據(jù)接觸處的圓周速度v和軸承潤(rùn)滑方式而定,氈圈密封v=37m/s,皮碗密封v8m/s,迷宮密封v10m/s,3、軸承旁聯(lián)接螺栓凸臺(tái)結(jié)構(gòu)/,箱蓋與箱座聯(lián)接的凸緣應(yīng)有一定的厚度。,4.附件設(shè)計(jì)：吊環(huán)，窺視孔（觀察窗），油標(biāo)，起蓋螺釘。,為了便于搬運(yùn)，在箱體設(shè)置起吊裝置，如在箱體上鑄出吊耳或吊鉤等。,為檢查傳動(dòng)零件的嚙合情況。并方便向箱內(nèi)注入潤(rùn)滑油，應(yīng)在箱體的適當(dāng)位置設(shè)置檢查孔。,油標(biāo)檢查減速器內(nèi)油池油面的高度,啟蓋螺釘旋動(dòng)啟箱螺釘便可將上箱頂起。,減速器工作時(shí)，箱體內(nèi)溫度升高，氣體膨脹，壓力增大。保持箱內(nèi)外壓力平衡，不致使?jié)櫥脱胤窒涿婊蜉S伸密封件等其他縫隙滲漏，通常在箱體頂部裝設(shè)通氣器。,為保證每次拆裝箱蓋時(shí)，仍保持軸承座孔制造加工時(shí)的精度，應(yīng)在精加工軸承孔前，在箱蓋與箱座的聯(lián)接凸緣上配裝定位銷。,對(duì)稱箱體應(yīng)呈非對(duì)稱布置，以免錯(cuò)裝。,換油時(shí)，排放污油和清洗劑，應(yīng)在箱座底部、油池的最低位置處開設(shè)放油孔，平時(shí)用螺塞將放油孔堵住。,放油螺塞和箱體接合面間應(yīng)加防漏用的墊圈。,第七章裝配圖的完成,一、裝配工作圖加深前的檢查,1、軸的結(jié)構(gòu)，軸上零件的位置是否固定（軸向和周向）是否可以方便地裝拆，定位可靠。,2、減速器的附件是否缺少，附件位置是否正確,附件結(jié)構(gòu)是否正確,能否起到作用,加深之前最好讓老師檢查一次,二、標(biāo)注尺寸,特性尺寸:傳動(dòng)中心距與偏差,配合尺寸:軸與軸承、齒輪、軸與聯(lián)軸器，軸承與座孔,安裝尺寸:中心高，底座安裝螺栓孔的相對(duì)位置和尺寸,總體尺寸:長(zhǎng)寬高,三、技術(shù)要求,(1)對(duì)零件的要求,(2)對(duì)潤(rùn)滑劑的要求,(3)對(duì)密封的要求,(4)對(duì)安裝調(diào)整的要求,