机械设计基础课程指导

1、机械设计基础课程指导书一、课程设计的意义和目的1、 目的 (1)综合运用和巩固机械设计基础课程和有关先修课程所学的理论和知识、生产实际知识； (2)学习机械设计的一般方法，初步培养学生的独立设计能力和分析、解决工程问题的能力，为今后从事实际工作打好基础； (3)进行一次机械设计方面的基本技能训练，使学生能熟练地运用手册、标准、规范和其它参考设计资料。2、 要求 (1)随时复习教材、听课笔记及有关习题； (2)及时了解有关资料、作好准备工作，充分发挥自己的主观能动性和创造性； (3)充分研究设计方案、认真计算和绘图，做到设计方案特点突出、可行，保证计算正确和图纸质量； (4)按预定计划的各个阶段

2、完成设计任务。二、设计的对象与内容1、 对象 机械设计课程设计通常选择以齿轮减速器为主体的机械传动装置作为设计对象， 因为齿轮减速器是生产中具有典型性、代表性的通用部件，它一般包含齿轮、轴、轴承、键、及箱体等零件，概括了本课程的主要内容，进行齿轮减速器设计能使学生得到较全面的基本训练。2、 内容(1)拟定传动装置的总体方案；(2)选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数；(3)进行传动件的设计计算，校核轴、轴承、联轴器、键等；(4)绘制装配图和零件工作图；(5)编写设计计算说明书。三、设计的一般程序机械设计课程设计与通常的机械设计过程类似，大体由方案分析开始，进行必要的计算和结构设计，最后以图

3、纸和设计计算说明书表达设计结果。和产品设计过程不同的是，通常的产品设计过程，包括需求分析、可行性论证、方案设计、结构设计、商品化设计、模型试验及施工设计等，该课程设计只包括其中的某些过程而不是全部，其大致过程如下表所示。机械设计课程设计的一般程序序号内容时间分配1设计准备工作（）熟悉任务书，明确设计和内容和要求；（）熟悉设计指导书、有关资料、图纸等。（）观看录像、模型，了解减速器的结构特点与制造过程。（）拟定设计进度。（）准备好绘图仪器、绘图铅笔、计算器、丁字尺、图纸、计算说明书用纸等。5%2总体设计（）拟定传动装置的总体布置方案（）选择电动机，确定型式、转速和功率；（）计算传动装置的总传动比

4、，分配各级传动比。（）计算各轴的转速、功率和扭矩5%3传动件的设计计算（）计算传动零件（带传动、链传动、齿轮传动等）的主要参数和几何尺寸。（）计算各传动件上的作用力。5%4装配图草图绘制（1）确定减速器的结构方案；（）初绘装配草图，初算各轴的直径，进行各轴的结构设计（）初定轴承的型号和跨距，分析轴上的载荷，计算支点反力，通过轴承寿命计算最后确定轴承型号；（）选择联轴器和键联接。40%5装配图的绘制（）选用正确视图以准确表达装置的装配图；（）画底线图，画剖面线；（）标注必要的尺寸和配合关系及零件的序号；（）编写零件明细表，列出传动装置的特性和技术要求。25%6零件工作图的绘制（）绘制齿轮类零件工

5、作图；（）绘制轴类零件工作图。%7编写设计计算说明书（）编写设计计算说明书，内容包括所有的计算，并附有必要的简图；（）最后一段内容应写出设计总结。一方面总结设计课题的完成情况，另一方面总结个人所作设计的收获体会以及不足之处。12%四、设计中应处理好的几个关系1、参考已有资料与创新的关系 任何设计都是在占有大量现有资料和借鉴前人或他人的成果、经验的基础上进行的，因此掌握和使用各种资料，正是设计工作能力的重要体现。但是，任何新的设计任务，都是根据特定要求和具体工作条件提出的，因此，不能盲目地、机械地抄袭资料，而是应根据具体要求具体分析，创造性地进行设计，否则，设计者的设计技能也不能得到培养和提高。

6、为此，在设计过程中，提倡深入钻研、独立思考的学习精神。2、强度计算与结构和工艺等要求的关系任何机械零件的尺寸，都应该从使用条件、加工和装配工艺以及经济性等多方面综合考虑，不能单独由理论计算确定。因此，不能把设计片面理解为就是理论计算(如强度计算)，或者把这些结果看成是不可更改的，应该认识到这种计算只为确定零件尺寸提供了一个方面的依据。在设计中有时可以根据结构和工艺要求确定尺寸，再用强度进行校核。有时在一些场合，还利用一些经验公式确定尺寸，这些经验公式是综合考虑了结构、工艺和强度、刚度等要求，由经验得出的。特别应该指出的是经验公式不是等式，只是以一定的近似关系得到的，有时应根据具体情况作适当调整

7、。为此，在确定零件尺寸时，必须全面考虑强度、结构和工艺的要求。3、尺寸、参数的确定和使用标准、规范的关系在设计过程中确定零件的尺寸、参数时，应严格遵守和执行国家标准或各部门的规范。正确运用标准不仅有利于零件的互换性和加工工艺，而且可以减轻设计工作量、节省设计时间，从而取得良好的经济效果。在设计中是否采用标准和规范，也是评价设计质量的一项重要指标。对于许多非标件的一些尺寸，为了制造、测量和安装的方便，也要尽量圆整为标准数列(如标准直径和长度)或选用优先数列(一般圆整为0或5mm的尾数)。但对于一些有严格几何关系的尺寸，如齿轮传动的啮合尺寸参数，则必须保证其正确的几何关系，而不能随便圆整。4、计算

8、与绘图的关系 有些零件可以由计算得到尺寸后，画草图决定结构；而有些零件则需要先画草图，以取得计算所需条件。因此，计算和画图不能截然分开，而是互相依赖、互相补充、交叉进行的。这种边计算、边画图、边修改是设计的正常过程。附录：、电机的选择对于带式输送机，其工作机所需要的电动机输出功率按下式求出。1. 确定电机的功率：（附）（附2）式中：d为电动机的工作功率，单位k；w为工作机所需输入功率，单位k；为工作机的阻力，单位为；为工作机卷筒的线速度，单位为m/s；为工作机的效率；对于卷筒，为0.96；由电动机至工作机的传动装置总效率，（附）其中分别为传动装置中各传动副（齿轮、蜗杆、带或链）、轴承、联轴器的

9、效率。应初选联轴器、轴承类型及齿轮精度等级，以便于确定各部分的效率。计算传动装置的总效率时需注意以下点：（） 若表中所列为效率值的范围时，一般可取中间值；（） 同类型的传动副、轴承或联轴器，均应单独计入总效率；（） 轴承效率均指一对轴承的效率；2确定电动机的转速同一类型、相同额定功率的三相异步电动机也有四种常用的同步转速，即3000r/min、1500 r/min、1000 r/min、750 r/min，一般多选1500 r/min或1000 r/min的电动机。可由工作机的转速要求和传动机构的合理传动比范围，推算出机转速的可选范围，（附）式中：nd为电动机可选转速范围；分别为各级传动机构的

10、合理传动比范围。由选定的电动机类型、结构、容量和转速查出电动机型号，并记录其型号、额定功率、满载转速、中心高、轴伸尺寸、键连接尺寸等。设计传动装置时，一般按实际需要的电动机输出功率d计算，转速则取满载转速。、计算总传动比和分配传动比由选定电动机的满载转速nm和工作机主动轴的转速nw，可得传动装置的总传动比为（附）对多级传动i为（附）计算总传动比后，应合理地分配各级传动比，限制传动件的圆周速度以减小动载荷，降低传动精度等级。分配各级传动比时主要应考虑：（） 各级传动的传动比应在推荐的范围内选取。（） 应使传动装置的结构尺寸较小、重量较轻。（） 应使各传动件的尺寸协调，结构匀称、合理，避免互相干涉碰撞。、计算传动装置的运动和动力参数 各轴的转速（附）（附）（附）式中，n、n、n分别为、轴的转速，单位为r/min，轴为高速轴，轴为低速轴；i为电动机至轴的传动比；i为轴至轴的传动比；i为轴至轴的传动比。 各轴的输入功率（附10）（附11）（附12）式中：、分别、轴的输入功率，单位为中kW；01、12、23分别为电动机轴与轴、轴与轴、轴与轴间的传动效率。 各轴转矩式中：、分别、轴的输入转矩，单位为m；d为电动机轴的输出转矩，单位为m。（附16）、部分表格格式1. 明细栏格式