机械设计课程设计要求

1、机械设计 课程设计 陆春晖 2 一、一、设计题目设计题目 1.1.带式运输机传动装置设计带式运输机传动装置设计 2. .卷扬机传动装置设计卷扬机传动装置设计 3 二、二、课程设计的目的和要求课程设计的目的和要求 1综合运用所学的知识和技能，提高机械 创新设计能力。 2熟悉机械设计过程，掌握机械设计的一 般方法和规律；通过设计实践，在机械设计基 本技能上得到训练。 3 3巩固、加深和扩大在本课程和先修课程巩固、加深和扩大在本课程和先修课程 中学到的知识。中学到的知识。 4 三三、课程设计内容课程设计内容 5 设计内容 减速器中各传动部分的方案设计减速器中各传动部分的方案设计 与计算，零件的寿命、

2、电机型号与计算，零件的寿命、电机型号 及基本动力参数的选择。及基本动力参数的选择。 6 1.传动装置总体设计方案图1张；(附在说明 书中) 2.传动装置装配草图1张 (0号坐标纸、手绘， 可选择画或者不画)； 3.工作图： 0号装配图1张、零件图23张 M1:1； 4.设计计算说明书1份（60008000字）。 四、设计工作量四、设计工作量 (5(5设计任务设计任务) ) 7 五、课程设计参考进度五、课程设计参考进度 1传动装置总体设计 2-3天 2装配草图设计 1-2天 3工作图设计 5天 4编写设计计算说明书 2天 5答辩 8-15分钟 8 六、成绩评定六、成绩评定 图纸质量、说明书、答辩

3、情况及图纸质量、说明书、答辩情况及 综合设计表现，按百分制评分。综合设计表现，按百分制评分。 七、参考资料七、参考资料 1机械设计课程设计指导书机械设计课程设计指导书 2机械零件设计图册机械零件设计图册 3机械机械(零件零件)设计手册设计手册 9 八、课程设计的要求八、课程设计的要求 1.循序渐进，逐步完善和提高。 2.掌握机械设计基本技能，正确处理理论 计算与结构设计的关系。 3.吸取传统经验，注重调查研究，发挥创 新精神。 4善于合作讨论，互相取长补短。 10 11 1.高速级齿轮传动高速级齿轮传动 已知：已知：P n T I 各轴输出功率为输入功率乘以轴承效率各轴输出功率为输入功率乘以轴

4、承效率 0.98 2.低速级齿轮传动 已知：P n T i 设计步骤：见书例题 一、减速器内传动零件设计一、减速器内传动零件设计 12 3.确定电动机的功率 w d P PKW 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 13 传动装置总效率 按照书上为0.79 54 2 3 4 21 14 (2)确定电动机型号 例：Pd = 3.6 kW 61132 4112 MY MY nm=960r/min nm=1440r/min 15 二、传动装置总传动比的确定和分配二、传动装置总传动比的确定和分配 1.确定总传动比ia w m

5、a n n i 2.分配各级传动比（P15） 21 iii iii oa 减速器外传动比 减速器传动比 0 i i 16 (1) 各级传动比应在推荐范围内选取， 不得超过最大值。 ii ii )4 . 13 . 1 ( )4 . 13 . 1 ( 1 21 或 (2) 展开式二级圆柱齿轮减速器 分配原则: 17 目的：（目的：（1 1）尺寸协调、互不干涉）尺寸协调、互不干涉 18 （2 2）尺寸紧凑、便于润滑）尺寸紧凑、便于润滑 19 注意：注意： 1.1.按工作机所需电动机功率按工作机所需电动机功率P Pd d计算，而计算，而 不按电动机额定功率不按电动机额定功率P Peded计算。计算。

6、2.2.设计轴时应按其输入功率计算、设计设计轴时应按其输入功率计算、设计 传动零件时应按主动轴的输出功率计算传动零件时应按主动轴的输出功率计算 三、传动装置运动、动力参数计算三、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 P、转速、转速n n和转矩和转矩T T） 20 (一)各轴转矩计算 前一个轴的输出转矩，就是后一根轴的前一个轴的输出转矩，就是后一根轴的 输入转矩。输入转矩。 同理，前一个轴的输出功率，就是后一同理，前一个轴的输出功率，就是后一 根轴的输入功率。这一点尤其要注意根轴的输入功率。这一点尤其要注意! 即：即： 把功率计算出来之后，就是带传动的输把功率计算出来之后

7、，就是带传动的输 入功率，乘以这一级传动的带的效率后，入功率，乘以这一级传动的带的效率后， 即为减速器中第一根轴的输入功率。即为减速器中第一根轴的输入功率。 21 如第如第1 组数据组数据,轴承效率轴承效率0.98，带传动，带传动 效率效率0.96，齿轮效率，齿轮效率0.97,卷筒效率为卷筒效率为 0.99。 Pd=3.8KW P1=Pd*1=Pd*0.96=3.65KW P2=3.65*0.98*0.97=3.47KW P3=3.47*0.98*0.97=3.30KW P4=3.30*0.98*0.99=3.20KW 22 各轴转矩 电机轴输出转矩电机轴输出转矩 Td=9550*Pd/nm=

8、9550*3.8/960=37.8Nm 减速器中第一根轴输入转矩为减速器中第一根轴输入转矩为 T1=Td*i*1=37.8*2.8*0.96=101.61Nm 2轴轴输入输入转矩为转矩为 T2=T1*i1*2* 3 =101.61*6.95*0.98*0.97=671.30Nm 3轴轴输入输入转矩转矩 T3=671.3*4.31*0.98*0.97=2750.37Nm 23 卷筒轴转矩为卷筒轴转矩为 T4=2750*0.98*0.99=2668.41Nm 各轴的输出转矩分别为各轴的输各轴的输出转矩分别为各轴的输 入转矩乘以轴承效率入转矩乘以轴承效率0.98。 最后，把各轴的输入、输出效率最后，

9、把各轴的输入、输出效率 及转矩列表。及转矩列表。 24 (二二) 齿轮计算步骤齿轮计算步骤 求各轴之间中心距，并且求各轴之间中心距，并且圆整圆整。 若齿轮直径和轴相差不大，若齿轮直径和轴相差不大，(2.5 倍模数左右倍模数左右)做成齿轮轴；大于做成齿轮轴；大于 400mm，为轮辐式齿轮，为轮辐式齿轮，200至至 300mm直径的，做成腹板式、孔直径的，做成腹板式、孔 板式，板式，300-400mm的，做成孔板的，做成孔板 式。式。 25 整个减速器为油浴润滑，所采用整个减速器为油浴润滑，所采用 的减速器中相关结构均考虑油润的减速器中相关结构均考虑油润 滑情况。滑情况。 齿轮齿宽：小齿轮齿宽比大

10、齿轮齿轮齿宽：小齿轮齿宽比大齿轮 的齿宽要大的齿宽要大5-10mm。 26 (三、三、)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3% 双键：加7% 2.圆整为标准直径 3.或按联轴器圆整直径 3 n P C 27 计算出各轴的最小直径后圆整为计算出各轴的最小直径后圆整为 0、5尾数的整数。后面各轴段依尾数的整数。后面各轴段依 次放大成台阶状，以安装零件。次放大成台阶状，以安装零件。 按照前页以键槽数的多少放大轴按照前页以键槽数的多少放大轴 径。径。 中心距也同样需要中心距也同样需要圆整圆整。 28 四、验算工作速度误差四、验算工作速度误差 %5

11、 五、减速器箱体结构尺寸五、减速器箱体结构尺寸 注意： 1 ,12,16 1 dd f 6, 8 32 dd 、 理 实理 v vv v 8， 29 30 31 32 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 4.轴承类型以及润滑、密封方式轴承类型以及润滑、密封方式 3.电动机输出轴的尺寸电动机输出轴的尺寸 5.减速器箱体的结构减速器箱体的结构 已知条件：已知条件： 33 设计内容设计内容 1.初绘装配草图初绘装配草图 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.完成装配图完成装配图 （边设计、边计算、边修改）（边设计

12、、边计算、边修改） 34 1 2 3 45 1电动机电动机 2 联轴器联轴器 3减速器减速器 4运输带运输带 5卷筒卷筒 V F F V 35 一、初绘装配图一、初绘装配图 1.布置图：尽量选取布置图：尽量选取1 1 3.初步计算轴直径初步计算轴直径 2.画中心线，画中心线，da, d,b1,b2 在在俯视图俯视图上画出三面内壁线上画出三面内壁线 mm158 321 36 4.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度 5.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、

13、吊环螺钉 (4)观察孔、油塞、油标、通气器观察孔、油塞、油标、通气器 37 C1 C1 l1 2 L3 L2 L1 L1 L2 L3 1 L1 38 阶梯轴结构阶梯轴结构 d1d2d3d4d5d 齿轮联轴器齿轮联轴器 h r c L 39 外伸端安装联轴器的安装尺寸外伸端安装联轴器的安装尺寸 dd5d1d2d3d4 B h 弹性套柱销联轴器弹性套柱销联轴器 40 l 油油 油润滑轴承的轴承盖结构油润滑轴承的轴承盖结构 41 l1 c1c2 L1L2L3 按外接零件要求确定按外接零件要求确定 L1L2L3a1 a2 2 l2 4 按外接零件要求确定按外接零件要求确定 L1 油润滑油润滑 3-5

14、L2L3 1 2 42 密封件密封件 轴用弹性挡圈轴用弹性挡圈 用垫片调整锥齿轮轴向位置用垫片调整锥齿轮轴向位置 D 套杯结构与轴向位置的调整套杯结构与轴向位置的调整 2 套杯套杯 43 小锥齿轮组合（正装）小锥齿轮组合（正装） l 44 小锥齿轮组合（反装）小锥齿轮组合（反装） l 45 46 二、验算轴、轴承、键、联轴器二、验算轴、轴承、键、联轴器 1.轴的计算（通常算最后输出的轴的计算（通常算最后输出的 一根，优秀要计算两根轴。）一根，优秀要计算两根轴。） 2.轴承的计算轴承的计算 3.键的计算键的计算 4.联轴器的计算联轴器的计算 47 三、完成装配草图三、完成装配草图 1.画出齿轮的

15、结构及固定画出齿轮的结构及固定 轴向轴向 周向周向 2.画出轴系的细部结构画出轴系的细部结构 48 49 包括两个内容：包括两个内容： 1.装配工作图装配工作图 2.零件工作图零件工作图 一、装配工作图一、装配工作图: 要求：要求：避免盲目照抄草图，修改避免盲目照抄草图，修改 图中的错误图中的错误，力求进一步改进和力求进一步改进和 提高设计质量）提高设计质量） 50 要点：要点： 1.布图：尽可能布图：尽可能用用1:1的比例在三个视的比例在三个视 图上画出。必要时画剖面、剖视和局部视图上画出。必要时画剖面、剖视和局部视 图。（应完整的、准确地表示出每个零件图。（应完整的、准确地表示出每个零件

16、的结构形状，位置和尺寸，以及它们之间的结构形状，位置和尺寸，以及它们之间 的相互关系）。的相互关系）。 2.2.画图过程：画图过程：用细线勾出装配图中各个用细线勾出装配图中各个 零件零件画零件工作图画零件工作图一起加深。一起加深。 51 3.装配图上应标明注册的尺寸装配图上应标明注册的尺寸 特性尺寸：特性尺寸：表明机器性能、规格表明机器性能、规格 和特性的尺寸和特性的尺寸 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：表明表明配合零件间装配配合零件间装配 关系关系的尺寸的尺寸 52 安装尺寸：安装尺寸：表明机器安装在

17、其基础上的表明机器安装在其基础上的 位置尺寸（箱体底面尺寸；地脚螺钉位置尺寸（箱体底面尺寸；地脚螺钉 中心距离和对中心的距离；带轮、中心距离和对中心的距离；带轮、 联轴器伸出尺寸及联轴器伸出尺寸及对中心距离对中心距离） 外形尺寸：外形尺寸：表明机器占用的空间尺寸表明机器占用的空间尺寸 53 4.配合选择配合选择 轴轴齿轮（带轮、联轴器）：齿轮（带轮、联轴器）： 轴轴轴承内圈：轴承内圈： 箱座孔箱座孔轴承外圈：轴承外圈： 轴轴轴套（挡油环）：轴套（挡油环）： 轴承盖轴承盖箱座孔：箱座孔： 轮缘轮缘轮芯轮芯 6 7 6 7 6 7 6 7 k H r H m H n H ， 6k 7H 6 11

18、6 9 k D k F ， 9 7 8 7 f H h H 6 7 r H 54 5. 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。用汽油清洗，箱体内壁涂防锈漆。 齿轮传动的齿面接触斑点齿轮传动的齿面接触斑点 减速器剖分面、密封面和接触面均减速器剖分面、密封面和接触面均 不允许渗漏。不允许渗漏。 箱体内装全损耗系统用油；轴承用润滑箱体内装全损耗系统用油；轴承用润滑 脂或润滑油。脂或润滑油。 55 6.减速器的技术特性表减速器的技术特性表 7.标题栏、明细表、及零件编号标题栏、明细表、及零件

19、编号 56 57 零件工作图：生产用的图纸零件工作图：生产用的图纸 1. 布图：尽量采用布图：尽量采用1:1 2. 标注尺寸公差、形位公差及表面粗糙度标注尺寸公差、形位公差及表面粗糙度 3. 标注技术要求：标注技术要求： 热处理，表面处理（渗碳，氮化，热处理，表面处理（渗碳，氮化， 氰化，镀层，抛光）氰化，镀层，抛光） 未注明的圆角，倒角，斜度等要求。未注明的圆角，倒角，斜度等要求。 特殊要求：修饰，涂色，检验特殊要求：修饰，涂色，检验 58 4. 4. 标题栏标题栏 （同装配图）（同装配图） 5. 5. 要求：要求： 避免零件在车间做任何计算避免零件在车间做任何计算 （尺寸标注完全）（尺寸标

20、注完全） 零件各部分尺寸，尽量标注在零件各部分尺寸，尽量标注在 同一投影图上。同一投影图上。 尺寸线、引出线引到看得见的轮尺寸线、引出线引到看得见的轮 廓线上。廓线上。 下面分别介绍齿轮（盘类），轴下面分别介绍齿轮（盘类），轴 （轴类）（轴类） 59 齿轮：（盘类）齿轮：（盘类） 一、视图一、视图: :搞清结构及要求。搞清结构及要求。 二、尺寸标准二、尺寸标准: : 包括圆、宽度和键槽三部分。包括圆、宽度和键槽三部分。 三、公差与精度：三、公差与精度： 1.轮齿精度及公差：轮齿精度及公差： 精度等级的确定：精度等级的确定： 常用精度等级常用精度等级7、8级，用级，用8级。级。 60 2.2.齿

21、轮毛坯公差：齿轮毛坯公差： 齿顶圆偏差齿顶圆偏差 齿坯径向跳动齿坯径向跳动 齿坯端面跳动齿坯端面跳动 齿厚测量齿厚测量IT8 公法线测量公法线测量IT110.1mn 61 3.键槽公差（轮毂槽）键槽公差（轮毂槽） 4. 4. 表面粗糙度表面粗糙度 5.啮合特性表啮合特性表 62 63 64 轴：轴： 1. 视图：一个视图加若干剖面视图：一个视图加若干剖面 （轴的结构形状）（轴的结构形状） 2. 尺寸标注：满足加工、检验、装配要求尺寸标注：满足加工、检验、装配要求 注意注意：基准面，加工过程，：基准面，加工过程，尺寸链不封闭尺寸链不封闭。 3.形位公差：重点是轴颈和轴头部分形位公差：重点是轴颈和轴头部分 4. 表面粗糙度表面粗糙度 65 5. 中心孔：中心孔： 要求保留（维修）：要求保留（维修）： 不允许存在：不允许存在： 注明注明:“不允许有中心孔不允许有中心孔,必须切去必须切去”。 6. 键槽，砂轮越程槽，螺尾退刀槽键槽，砂轮越程槽，螺尾退刀槽 66 检查：检查： 1.视图数量是否足够。视图数量是否足够。 2. 零件结构是否正确。零件结构是否正确。 3. 尺寸标注，公差，形位公差，表面粗尺寸标注，公差，形位公差，表面粗 糙度是否正确。糙度是否正确。 4. 技术要求是否完善、正确。技术要求是否完善、正确。 5. 标题栏，明细