机械设计课程设计2012(1)

1、机械设计课程设计机械设计课程设计机械设计教研室机械设计教研室二一二年五月二一二年五月西南交通大学西南交通大学机械工程学院机械工程学院第一次布置第一次布置 z 课程设计的目的、内容及要求课程设计的目的、内容及要求z 课程设计准备工作课程设计准备工作z 传动装置的总体设计传动装置的总体设计 z 计算传动装置的总传动比及分配各级传动比计算传动装置的总传动比及分配各级传动比 z 传动装置的运动和动力参数的计算传动装置的运动和动力参数的计算z 传动零件的设计计算传动零件的设计计算 课程设计的目的、内容及要求课程设计的目的、内容及要求 “两线”：课程教学设计实践 “三性”：实践性、综合性、创新性一、目的一

2、、目的1 1、综合运用机械设计及其他先修课的知识，进行、综合运用机械设计及其他先修课的知识，进行机械设计训练，使已学知识得以巩固、加深和扩展；机械设计训练，使已学知识得以巩固、加深和扩展；2 2、学习和掌握通用机械零件、部件、机械传动及一、学习和掌握通用机械零件、部件、机械传动及一般机械的基本设计方法和步骤，培养学生工程设计般机械的基本设计方法和步骤，培养学生工程设计能力和分析问题，解决问题的能力；能力和分析问题，解决问题的能力；课程设计的目的、内容及要求课程设计的目的、内容及要求3 3、提高学生在计算、制图、运用设计资料（手册、提高学生在计算、制图、运用设计资料（手册、 图册）进行经验估算及

3、考虑技术决策等机械设计方图册）进行经验估算及考虑技术决策等机械设计方面的基本技能。面的基本技能。 二、内容：设计一般机械中的传动装置二、内容：设计一般机械中的传动装置1 1、题目：、题目： 带式运输机的双级斜齿圆柱齿轮减速器（含带设计）带式运输机的双级斜齿圆柱齿轮减速器（含带设计）带式运输机的锥带式运输机的锥圆柱齿轮减速器圆柱齿轮减速器课程设计的目的、内容及要求课程设计的目的、内容及要求课程设计的目的、内容及要求课程设计的目的、内容及要求课程设计的目的、内容及要求课程设计的目的、内容及要求（6 6）键的选择及强度校核（）键的选择及强度校核（高速轴高速轴上键的校核）；上键的校核）； 2 2、内容

4、：、内容：（1 1）传动方案的分析和拟定；（见设计任务书）传动方案的分析和拟定；（见设计任务书）（2 2）电动机的选择，传动装置的运动和动力参数的计算；）电动机的选择，传动装置的运动和动力参数的计算；（3 3）传动件的设计（带传动、双级齿轮传动）；）传动件的设计（带传动、双级齿轮传动）；（4 4）轴的设计（所有轴的结构设计，）轴的设计（所有轴的结构设计，高速轴高速轴的弯、扭的弯、扭组合强度校核及安全系数校核）；组合强度校核及安全系数校核）；（5 5）轴承的设计（所有轴承的组合设计，）轴承的设计（所有轴承的组合设计，高速轴高速轴上轴上轴承的寿命计算）；承的寿命计算）；课程设计的目的、内容及要求课

5、程设计的目的、内容及要求（7 7）联轴器的选择；）联轴器的选择；（8 8）减速器的润滑与密封；）减速器的润滑与密封；（9 9）减速器装配图设计（箱体、箱盖、附件设计）减速器装配图设计（箱体、箱盖、附件设计 等）；等）；（1010）零件工作图设计；）零件工作图设计；（1111）编写设计计算说明书；）编写设计计算说明书；（1212）答辩。）答辩。 3 3、工作量：、工作量： 减速器减速器总装图总装图一张：一张： 1 1# # 图纸图纸 比例比例1 1：2 2 传动零件工作图一张：传动零件工作图一张：2 2# # 图纸图纸 比例比例1 1：1 1 绘绘低速级大齿轮低速级大齿轮 轴的工作图一张：轴的工

6、作图一张：2 2# # 图纸图纸 比例比例1 1：1 1 绘绘输出轴输出轴 设计计算说明书设计计算说明书一份：一份：6000600080008000字字 （3030P P）课程设计的目的、内容及要求课程设计的目的、内容及要求课程设计的目的、内容及要求课程设计的目的、内容及要求 4 4、进行方式：、进行方式： 每人一题，学生按每人一题，学生按指定题号指定题号，在，在指定教室指定教室，在教师，在教师 指导下，准时、保质、按量完成全部设计；指导下，准时、保质、按量完成全部设计； 教师每天教师每天基本按一个单元时间基本按一个单元时间到设计教室进行答疑到设计教室进行答疑 和检查；和检查； 手工绘图手工绘

7、图和和计算机绘图计算机绘图均可，只建议均可，只建议“机械设计机械设计”、“机械制图机械制图”及及“CAD”CAD”基础较好的同学选择计算基础较好的同学选择计算机绘图，且在指导教师处备案。机绘图，且在指导教师处备案。课程设计的目的、内容及要求课程设计的目的、内容及要求第一次布置：分题号、第一次布置：分题号、理论计算要点、进度安理论计算要点、进度安排等排等三、进度三、进度传动装置的总体设计传动装置的总体设计 传动件的设计传动件的设计轴结构设计轴结构设计第二次布置：第二次布置：借教室、借教室、借图板、借图板、装配草图的设装配草图的设计与绘制、减速器拆装计与绘制、减速器拆装 装配工作图的绘制与总成装配

8、工作图的绘制与总成第三次布置：零件工作第三次布置：零件工作图的设计与绘制图的设计与绘制编写设计说明书、编写设计说明书、总结和答辩总结和答辩阶段及主要任务阶段及主要任务1 11212周周2 23 34 41616周周5 57.7.6 67.7.7 77.7.8 87.7.9 97.7.10107.7.11117.7.12127.7.13137.7.14147.7.15157.7.16167.7.17177.7.1 1、（第一次布置）分题、（第一次布置）分题号、借参考资料等号、借参考资料等2 2、传动装置的总体设计、传动装置的总体设计、传动件的设计传动件的设计3 3、轴结构设计、轴结构设计4 4、

9、（第二次布置）借教、（第二次布置）借教室、借图板、装配草图室、借图板、装配草图设计与绘制、减速器装设计与绘制、减速器装拆拆5 5、装配工作图的绘制、装配工作图的绘制与总成与总成6 6、（第三次布置）零件、（第三次布置）零件工作图设计与绘制工作图设计与绘制7 7、编写设计说明书、编写设计说明书8 8、总结和答辩、总结和答辩机械设计课程设计进度表机械设计课程设计进度表20122012年年5 5月月 7 7月月 课程设计的目的、内容及要求课程设计的目的、内容及要求1、图纸结构、投影、标注及数据是否正确，线条是图纸结构、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；否符

10、合制图标准，图面是否整洁，字迹是否工整等；2 2、设计计算说明书：、设计计算说明书： 设计计算是否正确、完整、字迹是否工整、整洁等；设计计算是否正确、完整、字迹是否工整、整洁等；3 3、设计表现：、设计表现： 是否遵守纪律、设计态度端正，能否按进度是否遵守纪律、设计态度端正，能否按进度独立独立完完成工作量，是否迟到早退等；（出勤率）成工作量，是否迟到早退等；（出勤率）4 4、答辩成绩。、答辩成绩。 四、成绩评定：百分制四、成绩评定：百分制课程设计的目的、内容及要求课程设计的目的、内容及要求 1、学生每天上、下午必须在指定的学生每天上、下午必须在指定的设计教室设计教室进行进行设计，不得迟到和早退

11、（学号、姓名、班级等贴于图设计，不得迟到和早退（学号、姓名、班级等贴于图板侧面，以便教师检查）；板侧面，以便教师检查）； 2 2、保持设计教室安静、清洁；、保持设计教室安静、清洁； 3 3、注意衣着整洁、文明；、注意衣着整洁、文明； 4 4、注意人身安全、财物安全；、注意人身安全、财物安全； 5 5、独立完成，可以相互讨论，但不得抄袭。、独立完成，可以相互讨论，但不得抄袭。 五、注意事项：五、注意事项：一、准备设计资料、工具一、准备设计资料、工具v设计手册：设计手册：机械设计课程设计手册机械设计课程设计手册，陈秀宁，陈秀宁主编，浙江大学出版社；主编，浙江大学出版社；v图册：图册：机械设计课程设

12、计图册机械设计课程设计图册，龚溎义，高，龚溎义，高等教育出版社；等教育出版社；v图纸：图纸：1张张A0号；号；v教材：教材：机械设计机械设计，邱宣怀；，邱宣怀；v说明书及资料袋：机械设计课程设计说明书资料说明书及资料袋：机械设计课程设计说明书资料袋一套袋一套(含实验报告含实验报告)（教材科购买）；（教材科购买）；v制图工具。制图工具。二、设计教室借用二、设计教室借用v以班为单位，统一与后勤物管中心（以班为单位，统一与后勤物管中心（X7103X7103）、）、2 2号教学楼物管协商。号教学楼物管协商。v请各班负责人准备借用教室押金：请各班负责人准备借用教室押金： 多媒体教室：多媒体教室：5005

13、00元元 普通教室：普通教室：200200元元v办理时间：办理时间：7 7月月 日日v借用时间：借用时间：7 7月月 日日7 7月月 日日借用：借用：指导教师及联系方式指导教师及联系方式班班 级级指导教师及联系方式指导教师及联系方式车辆车辆20092009级级1414班班陆老师陆老师Email:Email:车辆车辆20092009级级5757班班机械机械20092009级级1 1班班潘老师潘老师Email:Email:机械机械20092009级级2525班班王老师王老师 Email:Email:机械机械20092009级级6969班班罗老师罗老师 Email:Email:机械机械2009200

14、9级级10131013班班张老师张老师Email:Email:三、借图板，绘图仪器三、借图板，绘图仪器v总务科：新校区总务科：新校区X7103，每张图板押金，每张图板押金10元。元。 联系电话：联系电话：66361688（黄老师）（黄老师） 时间：时间：7月月 日，请以班级为单位，与黄老师联系。日，请以班级为单位，与黄老师联系。v绘图仪器：丁字尺（三角板），绘图仪器：丁字尺（三角板）， X5117 与许一凡老师联系。与许一凡老师联系。（联系电话：（联系电话 时间：请以班级为单位，提前与老师联系时间：请以班级为单位，提前与老师联系(7月月)。四、减速器装拆实验四、减速器

15、装拆实验v教室：教室：X5117v指导老师：许一凡指导老师：许一凡v联系方式：联系方式时间：时间：7月月 日日7月月 日日v目的：为设计做准备，增强对减速器的全面了解目的：为设计做准备，增强对减速器的全面了解与感性认识。与感性认识。v每人需完成相应的实验报告。每人需完成相应的实验报告。传动装置的总体设计传动装置的总体设计一、分析和拟定传动装置的运动简图（一、分析和拟定传动装置的运动简图（P8P8P14P14自学）自学）传动方案已定（任务书中简图）；传动方案已定（任务书中简图）；一人一题（题号分配：与学号的尾数相对应）。一人一题（题号分配：与学号的尾数相对应）。1 1、

16、 电动机类型：均用电动机类型：均用Y Y系列电动机系列电动机 二、选择电动机类型及功率二、选择电动机类型及功率（P11P11P16P16）2 2、 确定电动机功率：确定电动机功率： 电动机所需输出功率：电动机所需输出功率：P P0 0=P=Pw w/ / （2 21 1）P Pw w工作机所需功率（取决于工作阻力及运行速度）工作机所需功率（取决于工作阻力及运行速度） 电动机至工作机之间传动装置的总效率电动机至工作机之间传动装置的总效率传动装置的总体设计传动装置的总体设计圆锥圆锥圆柱：圆柱： P Pw w=F=Fw wv vw w/1000/1000 (kW)(kW)双级圆柱：双级圆柱： P P

17、w w=T=Tw wn nw w/9550/9550w w (kW) (kW) F Fw w 运输机的工作拉力（运输机的工作拉力（N N） v vw w运输机的传送速度（运输机的传送速度（m/sm/s） T Tw w运输机卷筒的有效扭矩（运输机卷筒的有效扭矩（mm） n nw w运输机卷筒的转速（运输机卷筒的转速（r/minr/min） w w 运输机卷筒的效率（工作装置效率）运输机卷筒的效率（工作装置效率）传动装置的总体设计传动装置的总体设计 电动机至工作机传动装置的总效率电动机至工作机传动装置的总效率 = = 1 1 2 2 3 3 n n 传动装置中每一级传动副上传动装置中每一级传动副上

18、每对轴承每对轴承及及每个联轴器每个联轴器的的效率，见效率，见P4P4表表1 11111 注：注： 轴承效率：一般指一对轴承而言轴承效率：一般指一对轴承而言 卷筒效率：卷筒效率： 卷卷=0.95=0.950.96, 0.96, 不再计轴承效率不再计轴承效率 （P20 P20 例例2 21) 1) 传动装置的总体设计传动装置的总体设计 联轴器可用联轴器可用弹性套柱销弹性套柱销联轴器或联轴器或弹性柱销弹性柱销联轴器联轴器 电动机额定功率电动机额定功率P Pmm： P PmmPPo o P Po o 电动机所需输出功率电动机所需输出功率 P Pmm电动机额定功率电动机额定功率 P Pmm（11.311

19、.3）P Po o传动装置的总体设计传动装置的总体设计功率相同的同类电机有不同的转速：功率相同的同类电机有不同的转速： 电机转速高、转矩小电机转速高、转矩小外廓尺寸小、重量轻、价格外廓尺寸小、重量轻、价格便宜。但在总传动比相同条件下，传动装置传动比大便宜。但在总传动比相同条件下，传动装置传动比大尺寸及重量大、价格高，故二者应综合考虑。尺寸及重量大、价格高，故二者应综合考虑。 本设计一般用同步转速为本设计一般用同步转速为15001500r/minr/min及及10001000r/min r/min 两种电动机转速。两种电动机转速。 n n mm/n/nw w = =i1i2i3 n nw w 工

20、作机转速工作机转速 i i1 1、i i2 2、i i3 3各级合理传动比各级合理传动比 三、确定电动机转速三、确定电动机转速传动装置的总体设计传动装置的总体设计(1) (1) 双级圆柱齿轮减速器双级圆柱齿轮减速器: : 优先选用优先选用 1500 1500 r/minr/min(2) (2) 圆锥圆锥圆柱减速器圆柱减速器: : 优先选用优先选用 1000 1000 r/minr/min 确定满载转速（见确定满载转速（见P295P295表表6 6169169）四、选定电动机四、选定电动机Y Y X X X X X X X X X X Y Y系列三相中心高机座长系列三相中心高机座长 同一机座和转

21、速同一机座和转速 极数极数 异步电动机异步电动机 度代号度代号 下不同的功率序号下不同的功率序号传动装置的总体设计传动装置的总体设计 设计计算传动装置各级转速时，按电动机设计计算传动装置各级转速时，按电动机满载满载 转速转速进行计算。进行计算。 不能按同步转速不能按同步转速1000 1000 r/min r/min 或或 1500 1500 r/minr/min注：注： 设计计算传动装置各级功率时，按电动机设计计算传动装置各级功率时，按电动机实际实际 功率功率P P0 0进行计算。进行计算。 P P0 0 P Pmm ， P Pmm为额定功率，为额定功率，P P0 0作为设计功率作为设计功率！

22、计算传动装置的总传动比及分配各级传动比计算传动装置的总传动比及分配各级传动比一、总传动比一、总传动比i=ni=nmm/ /n nw w= =双级圆柱：双级圆柱：i i带带 i i齿齿1 1 i i齿齿2 2锥锥- -柱：柱： i i锥锥i i斜斜原则：原则：P17P17二、分配传动比二、分配传动比计算传动装置的总传动比及分配各级传动比计算传动装置的总传动比及分配各级传动比 1 1、各级传动比应在推荐范围内（表、各级传动比应在推荐范围内（表2 21 1）；）； 2 2、i i带带不能太大，以免大带轮半径超过减速器箱座中心不能太大，以免大带轮半径超过减速器箱座中心 高，造成安装困难；高，造成安装困

23、难； i i带带2 2 可取偏小些的值（可取偏小些的值（2 22.52.5） 3 3、各传动件互不干涉，且有利润滑、各传动件互不干涉，且有利润滑: : i i齿齿整数整数 双级圆柱齿轮减速器双级圆柱齿轮减速器: : i i高高(1.31.5)i(1.31.5)i低低 圆锥圆锥圆柱齿轮减速器圆柱齿轮减速器: : i i锥锥0.250.25i23i23注：传动件的参数确定后，验算传动比的误差，应满足注：传动件的参数确定后，验算传动比的误差，应满足 i i(35)%(35)%计算传动装置的总传动比及分配各级传动比计算传动装置的总传动比及分配各级传动比 两级传动的大齿轮两级传动的大齿轮直径相差太远，以

24、至直径相差太远，以至高速级不能润滑。高速级不能润滑。 高速级大齿轮与低高速级大齿轮与低速轴碰撞。速轴碰撞。传动装置的运动和动力参数的计算传动装置的运动和动力参数的计算mInn 11ininnm212iininnmnnw一、一、各轴转速各轴转速传动装置的运动和动力参数的计算传动装置的运动和动力参数的计算联OIPP啮滚联啮滚OIPPP22啮滚联啮滚OPPP联啮滚联23OwPP二、二、各轴输入功率各轴输入功率P19 （2-7）传动装置的运动和动力参数的计算传动装置的运动和动力参数的计算三、各轴输入转矩三、各轴输入转矩 mOInPnpT联661055. 91055. 91661055. 91055.

25、9inPnpTmO啮滚联2122661055. 91055. 9iinPnpTmO啮滚联2123661055. 91055. 9iinPnpTmOwww联啮滚联P19 （2-8）传动装置的运动和动力参数的计算传动装置的运动和动力参数的计算列表列表: : 轴名轴名参数参数电动机轴电动机轴轴轴轴轴轴轴工作轴工作轴转速转速n（r/min）功率功率P （kw）转扭转扭T（Nmm）传动比传动比i 效效 率率 传动零件的设计计算传动零件的设计计算 传动装置包括各种类型的零、部件，其中决定其传动装置包括各种类型的零、部件，其中决定其工作性能、结构布置和尺寸大小的主要是传动零件，工作性能、结构布置和尺寸大小的

26、主要是传动零件，如如V V带传动、链传动和开式齿轮传动等，再进行箱带传动、链传动和开式齿轮传动等，再进行箱内传动零件设计。内传动零件设计。 1 1、V V带传动：带传动：要求计算出要求计算出V V带传动的型号、长度、根带传动的型号、长度、根数、中心距、初拉力、对轴的作用力；确定带轮数、中心距、初拉力、对轴的作用力；确定带轮直径直径DD1 1、DD2 2，材料、张紧装置、带轮结构尺寸等。，材料、张紧装置、带轮结构尺寸等。设计时应注意：设计时应注意：一、一、箱外传动零件设计箱外传动零件设计 传动零件的设计计算传动零件的设计计算 （1 1）带轮尺寸与传动装置外廓尺寸的相互关系。如：装）带轮尺寸与传动

27、装置外廓尺寸的相互关系。如：装在电动机轴上的小带轮直径与电动机中心高应相称；在电动机轴上的小带轮直径与电动机中心高应相称；大带轮不应过大以免与机架相碰等。一般应由电机轴大带轮不应过大以免与机架相碰等。一般应由电机轴定小带轮轴孔孔径，在带轮轴孔孔径与减速器输入轴定小带轮轴孔孔径，在带轮轴孔孔径与减速器输入轴协调；协调；（2 2）DD1 1、DD2 2应标准化，由此造成实际带传动的传动比应标准化，由此造成实际带传动的传动比与分配的带传动的传动比之间有差异，应予以修正，与分配的带传动的传动比之间有差异，应予以修正，从而得到减速器实际的传动比和输入转矩；从而得到减速器实际的传动比和输入转矩；（3 3）

28、带轮的结构形式：主要由带轮直径大小而定，具）带轮的结构形式：主要由带轮直径大小而定，具体结构及尺寸可查手册，或参见体结构及尺寸可查手册，或参见P34P34表表3 35 5。画出结。画出结构草图，标明主要尺寸备用。（图册图号构草图，标明主要尺寸备用。（图册图号7878） 传动零件的设计计算传动零件的设计计算 二、箱内传动零件设计箱内传动零件设计 1 1、圆柱齿轮传动：、圆柱齿轮传动：设计时应注意以下几点：设计时应注意以下几点：（1 1）齿轮的材料：）齿轮的材料：过去：常常是小齿轮过去：常常是小齿轮4545号钢调质，大齿轮号钢调质，大齿轮4545号钢号钢 正火（正火（HB170HB17021021

29、0）现在：小齿轮用合金钢，现在：小齿轮用合金钢，40MnB40MnB调质（调质（HB240HB240 285 285）或）或40C40Cr r（HB240HB240286286）；或表面淬火）；或表面淬火 双圆柱：双圆柱： mma101401mma101802锥齿轮锥齿轮: : 8 . 221imma101802mmR510100高高: : 低低: : 传动零件的设计计算传动零件的设计计算 （1 1）齿轮传动的几何参数和尺寸分别进行标准化、）齿轮传动的几何参数和尺寸分别进行标准化、 圆整或计算其精确值圆整或计算其精确值 ；（2 2）具体结构尺寸可参见（）具体结构尺寸可参见（P29P29表表3