机械设计课程设计-2周讲解

1、1 机械原理及设计机械原理及设计 课课 程程 设设 计计 2 一、课程设计目的一、课程设计目的 机械原理及设计课程设计是课程重要的教机械原理及设计课程设计是课程重要的教 学环节。通过课程设计，巩固本门课程中所学环节。通过课程设计，巩固本门课程中所 学到的知识，了解机械设计的一般设计方法学到的知识，了解机械设计的一般设计方法 和步骤，培养综合运用所学的机械系统课程和步骤，培养综合运用所学的机械系统课程 的知识去解决机械工程问题的能力，培养运的知识去解决机械工程问题的能力，培养运 用标准、手册、图册和查阅有关技术设计资用标准、手册、图册和查阅有关技术设计资 料的基本技能。料的基本技能。 3 二、课

2、程设计任务书二、课程设计任务书 1、题目题目 单级圆柱齿轮减速器单级圆柱齿轮减速器 2、原始条件原始条件 已知已知带式输送机带式输送机两班制工作，连续单向运转，两班制工作，连续单向运转， 载荷平稳，空载启动，使用期限载荷平稳，空载启动，使用期限5年，大修期年，大修期2年，年， 每年按每年按300个工作日计算，允许输送带速度误差为个工作日计算，允许输送带速度误差为 5%。带式输送机性能参数为：。带式输送机性能参数为： 输送带拉力输送带拉力F（kN） 输送带速度输送带速度v（m/s） 卷筒直径卷筒直径D（mm） 4 5 设计参数表 学学 号号F（kN）v（m/s）D（mm） 011.81.2250

3、 021.81.4300 031.81.6350 041.81.8350 052.01.2300 062.01.3350 072.01.4400 082.01.5400 092.21.2300 6 学学 号号F（kN）v（m/s）D（mm） 102.21.3350 112.21.4400 122.21.5450 132.31.1300 142.31.2350 152.31.4350 162.31.6400 172.51.1300 182.51.3350 7 学学 号号F（kN）v（m/s）D（mm） 192.51.4400 202.51.5450 212.61.1300 222.61.2350

4、 232.61.3400 242.61.4400 252.81.1300 262.81.1400 272.81.2300 8 F：运输带拉力：运输带拉力 v：运输带速度：运输带速度 D：卷筒直径：卷筒直径 学学 号号F（kN）v（m/s）D（mm） 282.81.2350 292.81.3400 302.81.4450 9 3、设计内容设计内容 1）传动装置的总体设计；）传动装置的总体设计； 2）设计齿轮等传动件，确定基本尺寸；）设计齿轮等传动件，确定基本尺寸； 3）减速器装配图设计，绘出装配图；）减速器装配图设计，绘出装配图； 4）零件图设计；）零件图设计； 5）编写设计计算说明书。）编写设

5、计计算说明书。 装配图装配图1张、零件图张、零件图3张、计算说明书张、计算说明书1份。份。 4、设计任务设计任务 10 减速器简介减速器简介 减速器减速器是指原动机与工作机之间独立封闭式是指原动机与工作机之间独立封闭式 传动装置，用来降低转速并相应地增传动装置，用来降低转速并相应地增 大转矩，以满足工作机的转速和转矩大转矩，以满足工作机的转速和转矩 要求。要求。 在某些情况下也用来增速，则称为增速器。在某些情况下也用来增速，则称为增速器。 减速器由于结构紧凑，效率高，使用和减速器由于结构紧凑，效率高，使用和 维护简单，所以应用非常广泛。维护简单，所以应用非常广泛。 11 单级圆柱齿轮减速器单级

6、圆柱齿轮减速器 12 13 14 双级圆柱齿轮减速器双级圆柱齿轮减速器 15 16 17 圆锥圆柱齿轮减速器圆锥圆柱齿轮减速器 18 蜗轮蜗杆减速器蜗轮蜗杆减速器 19 四、课程设计步骤与安排四、课程设计步骤与安排 1、设计准备设计准备（1 天）天） 1）阅读和研究设计任务书，明确设计任务和）阅读和研究设计任务书，明确设计任务和 要求；要求； 2）分析设计题目，了解原始数据和工作条件；）分析设计题目，了解原始数据和工作条件； 3）通过参观减速器实物等途径了解设计对象。）通过参观减速器实物等途径了解设计对象。 实验 减速器拆装 20 2、传动装置的总体设计传动装置的总体设计 （0.5 天）天）

7、1）分析和拟定传动系统方案；）分析和拟定传动系统方案； 2）选择电动机，确定电机类型、转速、功率；）选择电动机，确定电机类型、转速、功率； 3）计算传动系统总传动比和分配各级传动比；）计算传动系统总传动比和分配各级传动比； 4）计算传动系统运动和动力参数。）计算传动系统运动和动力参数。 3、传动零件的设计传动零件的设计 （0.5天）天） 设计计算齿轮传动和带传动的主要参数和设计计算齿轮传动和带传动的主要参数和 结构尺寸。结构尺寸。 21 电机 带传动 减速器 F v D 联轴器 卷筒 运输带 传动系统方案 22 4、减速器装配草图设计减速器装配草图设计 （3 天）天） 1）设计轴；）设计轴；

8、2）选择滚动轴承进行轴承组合设计；）选择滚动轴承进行轴承组合设计； 3）选择键联接和联轴器；）选择键联接和联轴器； 4）绘制减速器装配草图。）绘制减速器装配草图。 5、减速器装配图的绘制减速器装配图的绘制 （2天）天） 标注尺寸和配合、标题栏和明细表等。标注尺寸和配合、标题栏和明细表等。 23 7、设计计算说明书的编写设计计算说明书的编写（1 天）天） 8、课程设计总结和答辩课程设计总结和答辩 （1 天）天） 6、零件工作图的绘制零件工作图的绘制 （1 天）天） 1）绘制箱盖或箱座零件工作图；）绘制箱盖或箱座零件工作图； 2）绘制齿轮零件工作图）绘制齿轮零件工作图 ； 3）绘制轴零件工作图。）

9、绘制轴零件工作图。 24 五、计算说明书五、计算说明书 （1 1）封面）封面 （2 2）目录）目录 （3 3）设计任务书）设计任务书 （4 4）传动装置总体设计）传动装置总体设计 传动方案设计传动方案设计 电动机选择电动机选择 传动比的分配传动比的分配 运动和动力参数计算运动和动力参数计算 （5 5）传动零件的设计计算）传动零件的设计计算 齿轮设计齿轮设计 内容：内容： 25 （6 6）轴的结构设计和强度校核）轴的结构设计和强度校核 （7 7）滚动轴承的选择及其寿命验算）滚动轴承的选择及其寿命验算 （8 8）键联接的选择）键联接的选择 （9 9）联轴器的选择）联轴器的选择 （1010）设计小结

10、）设计小结 简要说明设计体会，分析自己的设计所简要说明设计体会，分析自己的设计所 具有的特点，设计中存在的问题。具有的特点，设计中存在的问题。 （1111）参考文献）参考文献 文献编号文献编号 编著者姓名编著者姓名文献名文献名出版出版 单位所在地：出版单位，出版年份单位所在地：出版单位，出版年份 26 联轴器联轴器 凸缘联轴器凸缘联轴器 27 弹性套柱销联轴器弹性套柱销联轴器 28 弹性柱销联轴器弹性柱销联轴器 29 格式格式： 项 目设计计算过程计算结果或结论 . 四.齿轮传动 计算 . 1.选择材料及热处理方式 小齿轮40Cr，淬火 42HRC；. . 30 要求：要求： 内容完整，计算正

11、确，文字简洁、内容完整，计算正确，文字简洁、 通顺，书写整齐清晰，包含必要的计通顺，书写整齐清晰，包含必要的计 算简图。算简图。 31 标题栏标题栏（P3 ） 32 六、课程设计的注意事项及要求六、课程设计的注意事项及要求 1）课程设计是在教师指导下）课程设计是在教师指导下独立完成独立完成，提倡，提倡 独立思考、主动钻研的学习精神；独立思考、主动钻研的学习精神； 2）时间紧迫，工作量大；）时间紧迫，工作量大； 3）整个设计过程中要注意随时整理计算结果，）整个设计过程中要注意随时整理计算结果， 保证机械设计课程设计图纸和设计计算说保证机械设计课程设计图纸和设计计算说 明书的质量；明书的质量； 4

12、）遵守学校作息时间，掌握进度，按预订计）遵守学校作息时间，掌握进度，按预订计 划划保质、保量、按时完成任务保质、保量、按时完成任务。 33 34 35 一、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 2、确定电动机型号 w d P P KW d P (1) 工作机所需电动机功率 1000 vF P w 9550 w W nT P 或或 w P 工作机的功率 （根据功率和转速根据功率和转速） 传动装置总效率 54 2 3 4 21 额定功率 PedPd 36 37 (2) 工作机所需电动机转速 wwd niinin 21 Y系列三相异步电动机 同步转速：3000 1500 100

13、0 750 极数： 2 4 6 8 根据工作机转速和合理传动比范围，可计算根据工作机转速和合理传动比范围，可计算 电动机转速的范围：电动机转速的范围： 电动机转速在上述转速范围内。 38 二、传动装置总传动比的确定和分配 1.确定总传动比 i w m n n i 2.分配各级传动比 21 iii 分配原则分配原则: :各级传动比应在推荐范围内选取，各级传动比应在推荐范围内选取， 不得超过最大值不得超过最大值。 39 三、传动装置运动、动力参数计算 计算各轴的功率计算各轴的功率P、转速、转速n 和转矩和转矩T，汇总列表，汇总列表 注意：注意： 1.1.按工作机按工作机所需电动机功率所需电动机功率

14、P Pd d计算，而不按电动计算，而不按电动 机额定功率机额定功率P Ped ed计算。 计算。 2.2.设计设计轴轴时应按其时应按其输入功率输入功率计算；计算； 40 41 1.普通V带传动 已知：P n T i 2.齿轮传动 已知：P n T i 设计步骤：见教科书例题设计步骤：见教科书例题 设计计算时应按主动轴的设计计算时应按主动轴的输出功率输出功率计算计算 42 43 减速器减速器由由轴系零部件轴系零部件（轴、轴承、齿轮、（轴、轴承、齿轮、 轴承盖等）、轴承盖等）、箱体箱体（包括箱座和箱（包括箱座和箱 盖）及其盖）及其附件附件（包括油标尺、油塞、（包括油标尺、油塞、 检查孔盖、启盖螺钉

15、、起吊钩、通检查孔盖、启盖螺钉、起吊钩、通 气器等）组成。气器等）组成。 44 45 46 47 1.传动零件的结构和几何尺寸传动零件的结构和几何尺寸 2.初步计算轴的直径初步计算轴的直径 3.轴承类型以及润滑、密封方式轴承类型以及润滑、密封方式 4.减速器箱体的结构减速器箱体的结构 已知条件： 设计内容： 1.初绘结构草图初绘结构草图 2.轴、轴承、键、联轴器的校核计算轴、轴承、键、联轴器的校核计算 3.完成结构图完成结构图（边设计、边计算、边修改）（边设计、边计算、边修改） 48 一、初绘结构草图 1. 布置布置：尽量选取：尽量选取1 1 2. 画齿轮传动中心线画齿轮传动中心线 画出齿轮（

16、画出齿轮（da、d、b1、b2 ） 画出箱座内壁线画出箱座内壁线 mm158 21 49 21 2 L1 C1 C1 l1 2 L3 L2 L2 L5 L4 L4 1 L1 50 4. 联轴器的选择计算联轴器的选择计算 1）扭矩）扭矩 T 大小；大小； 2）工作转速）工作转速 n； 3）调整轴孔直径尺寸和形状。）调整轴孔直径尺寸和形状。 nc T n P KKTT9550 nn 3. .按转矩初步计算轴的最小直径按转矩初步计算轴的最小直径 min d 注意：1.键槽 单键：加5% 2.按联轴器圆整直径 3 n P C 51 5. 轴的结构设计轴的结构设计 确定各轴段直径和长度确定各轴段直径和长

17、度 d1d3d2d3d4d5 B h 联轴器联轴器 52 53 6. 箱体结构及其附件箱体结构及其附件 (1)箱体、箱盖箱体、箱盖 (2)联接螺栓、启盖螺钉、定位销联接螺栓、启盖螺钉、定位销 (3)吊钩、吊环螺钉吊钩、吊环螺钉 (4)观察孔、放油塞、油尺、通气器观察孔、放油塞、油尺、通气器 54 二、验算轴、轴承、键强度 1、轴的强度计算、轴的强度计算 2、轴承的寿命计算、轴承的寿命计算 3、键的强度计算、键的强度计算 55 三、完成结构草图 1.画出齿轮的结构及固定画出齿轮的结构及固定 2.画出轴系的细部结构画出轴系的细部结构 56 57 要求：要求：在草图的基础上进行装配图设计。在草图的基

18、础上进行装配图设计。 （避免盲目照抄草图，修改草图中的错误（避免盲目照抄草图，修改草图中的错误，力力 求进一步改进和提高设计质量）求进一步改进和提高设计质量） 1.布图布图：用用1:1的比例在两的比例在两(或三或三) 个视图上画出。个视图上画出。 必要时画剖面、剖视和局部视图。（应当完整的、必要时画剖面、剖视和局部视图。（应当完整的、 准确的表示出每个零件的结构形状，位置和尺寸，准确的表示出每个零件的结构形状，位置和尺寸， 以及它们之间的连接性质和相互关系）。以及它们之间的连接性质和相互关系）。 2.画图画图：用细线勾出装配图中各个零件用细线勾出装配图中各个零件画零画零 件工作图件工作图一起加

19、深。一起加深。 （要求各视图一起画）（要求各视图一起画） 58 3.装配图上应标注的尺寸装配图上应标注的尺寸 特性尺寸：特性尺寸：表明机器性能、规格和特性的尺寸表明机器性能、规格和特性的尺寸 中心距及偏差：中心距及偏差：1600.0315 中心高：中心高：190（最好以（最好以0结尾）结尾） 配合尺寸：配合尺寸：表明配合零件间装配关系的尺寸表明配合零件间装配关系的尺寸 安装尺寸：安装尺寸：表明机器安装在其基础上的位置尺寸表明机器安装在其基础上的位置尺寸 （箱体底面尺寸；地脚螺钉中心距离和对中（箱体底面尺寸；地脚螺钉中心距离和对中 心的距离；带轮、联轴器伸出头尺寸及对中心的距离；带轮、联轴器伸出头尺寸及对中 心距离）心距离） 外形尺寸：外形尺寸：表明机器占用的空间尺寸（包装，运表明机器占用的空间尺寸（包装，运 输，安装，厂房用）输，安装，厂房用） 59 4. 装配图上应标注的技术要求装配图上应标注的技术要求 装配前所有零件用煤油清洗，滚动轴承用汽油清装配前所有零件用煤油清洗，滚动轴承用汽油清 洗，箱体内壁涂防锈漆。洗，箱体内壁涂防锈漆。 齿轮传动的齿面接触斑点；滚动轴承的热补偿间齿轮传动的齿面接触斑点；滚动轴承的热补偿间 隙为隙为0.20.5mm