机械设计课程设计

1、机械设计课程设计 绪论一、课程设计的目的（综合训练）一、课程设计的目的（综合训练）1. 培养正确的设计思想，训练综合运用所学的理论培养正确的设计思想，训练综合运用所学的理论知识解决工程实际问题的能力；知识解决工程实际问题的能力；2 学习机械设计的一般方法，掌握通用机械零件、学习机械设计的一般方法，掌握通用机械零件、机械传动装置的设计过程和进行方式。机械传动装置的设计过程和进行方式。3. 设计基本技能的训练。如计算、绘图、熟悉和运设计基本技能的训练。如计算、绘图、熟悉和运用设计资料、手册、图册、标准和规范等。用设计资料、手册、图册、标准和规范等。 机械设计课程设计是高等工科院校机械类本科机械设计

2、课程设计是高等工科院校机械类本科学生第一次较全面的机械设计训练，也是机械设计学生第一次较全面的机械设计训练，也是机械设计课程的一个重要的实践性教学环节。课程的一个重要的实践性教学环节。二、课程设计内容二、课程设计内容课程设计设计过程课程设计设计过程: :1.1.进行传动方案的设计；进行传动方案的设计；2.2.电动机功率及传动比分配；电动机功率及传动比分配；3.3.主要传动零件的参数设计；主要传动零件的参数设计；4.4.减速器结构、箱体各部分尺寸确定，结构工艺性减速器结构、箱体各部分尺寸确定，结构工艺性设计；设计；5.5.装配图的设计要点及步骤等装配图的设计要点及步骤等；（；（草图设计是装配图草

3、图设计是装配图设计的规划和准备阶段；装配图设计是对草图的进一步细设计的规划和准备阶段；装配图设计是对草图的进一步细化和完善；特点：化和完善；特点：“算画结合算画结合”边画边算）边画边算）6.6.设计和绘制零件工作图；设计和绘制零件工作图；7.7.整理和编写设计说明书。整理和编写设计说明书。三、设计题目三、设计题目P112P1161.工作图：装配图1张、零件图2张（高速轴、低速齿轮）2.设计计算说明书1份。四、设计工作量四、设计工作量1.传动装置总体设计2.装配草图设计3.工作图设计4.编写设计计算说明书 五、课程设计计划（五、课程设计计划（3 3周）周）六、成绩评定六、成绩评定 综合设计表现、

4、图纸质量、说综合设计表现、图纸质量、说明书情况，按百分制平分。明书情况，按百分制平分。七、参考书七、参考书1.机械设计机械设计2.机械设计课程设计机械设计课程设计3.机械零件设计手册机械零件设计手册八、课程设计的要求八、课程设计的要求1. 研究分析设计题目和工作条件，明确设计要研究分析设计题目和工作条件，明确设计要求和设计内容；求和设计内容；2. 认真复习与设计有关的章节内容，提倡独立认真复习与设计有关的章节内容，提倡独立思考、深入钻研，主动地、创造性地进设计；思考、深入钻研，主动地、创造性地进设计；3. 设计态度严肃认真设计态度严肃认真,一丝不苟，反对照抄照一丝不苟，反对照抄照搬，抄袭他人设

5、计，容忍错误等问题；搬，抄袭他人设计，容忍错误等问题；4. 通过设计在设计思想、设计方法和设计技能通过设计在设计思想、设计方法和设计技能等方面得到良好的训练。等方面得到良好的训练。传动装置总体设计一、选择电动机一、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同步转速：3000 1500 1000 750 级数： 2 4 6 8电动机安装型式：2.确定电动机的功率wdPPKWdP(1) 工作机所需电动机功率1000vFPw9550wWnTP或或wP工作机的功率1-卷筒轴承效率卷筒轴承效率 2-卷筒效率卷筒效率3-低速级联轴器效率低速级联轴器效率 4-III轴轴承效率轴轴承效率5-低速级

6、齿轮啮合效率低速级齿轮啮合效率 6- II轴轴承效率轴轴承效率7-高速级齿轮啮合效率高速级齿轮啮合效率 8- I轴轴承效率轴轴承效率9-高速级联轴器效率高速级联轴器效率传动装置总效率（P9）=1. 2. 3 n(2)确定电动机型号（P235） 例：Pd = 3.6 kW611324112MYMYnm=960r/minnm=1440r/min查取电动机轴外伸端尺寸: D-直径 E-长度等，（P238P241）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iawmanni2.分配各级传动比21iiiiiioa减速器外传动比减速器传动比0ii(1) 各级传动比应在推

7、荐范围内选取，不得超过最大值。（P6）分配原则:（2）通常按照）通常按照“传动比递增传动比递增”的原则分的原则分配传动比配传动比后低高前iiii (4)圆锥-圆柱齿轮减速器ii25. 01 iiiii)05. 001. 0()5 . 13 . 1(121 (3)展开式二级圆柱齿轮减速器各级传动尺寸协调，承载能力接近，两个大齿轮各级传动尺寸协调，承载能力接近，两个大齿轮直径接近以便润滑。（浸油深度）直径接近以便润滑。（浸油深度）目的：（1）尺寸协调、互不干涉（2）尺寸紧凑、便于润滑注意注意： 1.按工作机所需电动机功率Pd计算，而不按电动机额定功率Ped计算。 2.设计轴时应按其输入功率计算、设

8、计传动零件时应按主动轴的输出功率计算二、传动装置运动、动力参数计算二、传动装置运动、动力参数计算计算各轴的功率P、转速n和转矩T列汇总表：传动零件设计 一、减速器外传动零件设计一、减速器外传动零件设计1.普通V带传动已知：P n T i2.链传动已知：P n T i设计步骤：见教科书例题 1.高速级齿轮传动已知：P n T i设计步骤：见教科书例题 2.低速级齿轮传动已知：P n T i设计步骤：见教科书例题二、减速器内传动零件设计二、减速器内传动零件设计三、按转矩初步计算轴的最小直径三、按转矩初步计算轴的最小直径mind注意：1.键槽单键：加5%双键：加7%2.圆整为标准直径3.或按联轴器圆

9、整直径（P192P200）3nPC四、验算工作速度误差四、验算工作速度误差%5理实理vvvv草图设计草图设计1.准备工作准备工作（1）图纸一张）图纸一张（2）主要传动件的参数计算完备（齿轮几何尺）主要传动件的参数计算完备（齿轮几何尺寸、轴径估算）寸、轴径估算）2.要求要求 （1） 草图设计正确，迅速，主要结构要表达清草图设计正确，迅速，主要结构要表达清楚。各零件尺寸可随时标注在图纸上。楚。各零件尺寸可随时标注在图纸上。 （2）草图不要求线型，同样零件可只画一个，）草图不要求线型，同样零件可只画一个，其它简画。其它简画。 （3）所有零件尺寸随手画在草图上，以免再次）所有零件尺寸随手画在草图上，以

10、免再次查找。查找。3.任务（以设计手册为参考资料）任务（以设计手册为参考资料）1）通过草图设计检查传动比分配是否合理，）通过草图设计检查传动比分配是否合理，低速轴与高速大齿轮是否干涉，低速轴与高速大齿轮是否干涉，两大齿轮浸油深度：高速大齿轮浸油深两大齿轮浸油深度：高速大齿轮浸油深1个齿高时低个齿高时低速大轮浸油深度速大轮浸油深度半径的半径的1/31/6。2）轴的结构设计和轴系零件设计（补充设计计算）轴的结构设计和轴系零件设计（补充设计计算）定出支点距后对中间轴进行弯扭强度验算。定出支点距后对中间轴进行弯扭强度验算。3）轴承的组合设计）轴承的组合设计确定轴承的型号和工作位置、润滑方式和密封装置，

11、确定轴承的型号和工作位置、润滑方式和密封装置，对中间轴上的轴承进行寿命计算。对中间轴上的轴承进行寿命计算。4）确定箱体的结构及各部分尺寸。）确定箱体的结构及各部分尺寸。5）减速器附件设计（吊钩、吊耳、观察窗、油标尺）减速器附件设计（吊钩、吊耳、观察窗、油标尺等）等）6）确定联接件结构尺寸及位置。）确定联接件结构尺寸及位置。7）验算）验算4.设计中应注意的问题设计中应注意的问题 1）输入（出）轴外伸端长度、直径应与联轴器孔径）输入（出）轴外伸端长度、直径应与联轴器孔径匹配。匹配。 2）润滑剂和润滑方式的选择）润滑剂和润滑方式的选择 减速器内齿轮的润滑剂和润滑方式按圆周速度减速器内齿轮的润滑剂和润

12、滑方式按圆周速度V确定，确定， 减速器内轴承的润滑剂和润滑方式按速度因数减速器内轴承的润滑剂和润滑方式按速度因数dn确确定。由于齿轮和轴承可能分别采用润滑油和润滑脂，定。由于齿轮和轴承可能分别采用润滑油和润滑脂，此时二者不能相混，否则轴承润滑脂被冲走，故应此时二者不能相混，否则轴承润滑脂被冲走，故应在轴承处采用密封装置在轴承处采用密封装置“挡油盘挡油盘”。注意，并不是。注意，并不是每个轴承处都安挡油盘。每个轴承处都安挡油盘。 3）油底油面高度）油底油面高度3050，以保证足够的油量。，以保证足够的油量。 4）轴承盖选嵌入式结构。）轴承盖选嵌入式结构。 5）齿轮与轴的结合方式可设计成齿轮与轴分离

13、，也）齿轮与轴的结合方式可设计成齿轮与轴分离，也可以成齿轮轴。可以成齿轮轴。 5.草图设计步骤草图设计步骤1）按中心距先画轴心线，再画轴及轴承，）按中心距先画轴心线，再画轴及轴承，2）先画箱内，后画箱外，）先画箱内，后画箱外，3）先粗画，后细画，）先粗画，后细画，4）先画俯视图，再画主视图，）先画俯视图，再画主视图，5）最后画侧视图。）最后画侧视图。6）布图上下左右要适当匀称。）布图上下左右要适当匀称。箱体结构设计（箱体结构设计（P1415）机座壁厚机座壁厚 按二级齿轮减按二级齿轮减速器中心距选择壁厚速器中心距选择壁厚 a-低速级中心距低速级中心距1,12,161ddf6, 832dd、 8，

14、地脚螺钉地脚螺钉直径直径轴承旁联接螺轴承旁联接螺栓直径栓直径盖与座联接盖与座联接螺栓直径螺栓直径轴承端盖螺栓轴承端盖螺栓直径直径轴承座旁螺栓扳手空间轴承座旁螺栓扳手空间扳手空间大操作方便，扳手空间大操作方便，h太大螺栓太长，安装不便，太大螺栓太长，安装不便，且要合于螺栓长度系列且要合于螺栓长度系列螺栓中心到机座外壁距离螺栓中心到机座外壁距离螺栓中心到机座外凸边缘尺螺栓中心到机座外凸边缘尺寸寸起盖螺钉起盖螺钉：起盖用：起盖用 ，两个对，两个对角线布置。角线布置。定位销定位销：镗轴承孔定位用，：镗轴承孔定位用，锥度锥度 1：50 两个，两个， 对角对角线布置。线布置。观察窗观察窗：注油、观察两对齿

15、：注油、观察两对齿轮啮合情况，以能进手为轮啮合情况，以能进手为宜。宜。通气器通气器：平衡机体内外压力。：平衡机体内外压力。吊钩吊钩：起吊整机用，与底座铸出。：起吊整机用，与底座铸出。起盖吊耳起盖吊耳：起吊盖，与上盖一同铸出。：起吊盖，与上盖一同铸出。油标尺油标尺：测量油面深度，要有最高液面，最低液：测量油面深度，要有最高液面，最低液面刻度。位置设计要防止拔不出油标或油外溢。面刻度。位置设计要防止拔不出油标或油外溢。放油塞放油塞：更换润滑油的出口，设计在箱体底座最：更换润滑油的出口，设计在箱体底座最低位置处。低位置处。通气器通气器：平衡机体内外压力。：平衡机体内外压力。吊钩吊钩：起吊整机用，与底

16、座铸出。：起吊整机用，与底座铸出。起盖吊耳起盖吊耳：起吊盖，与上盖一同铸出。：起吊盖，与上盖一同铸出。油标尺油标尺：测量油面深度，要有最高液面，最低液：测量油面深度，要有最高液面，最低液面刻度。位置设计要防止拔不出油标或油外溢。面刻度。位置设计要防止拔不出油标或油外溢。放油塞放油塞：更换润滑油的出口，设计在箱体底座最：更换润滑油的出口，设计在箱体底座最低位置处。低位置处。装配工作图装配工作图: 设计和装配时用的图纸设计和装配时用的图纸 要求：在草图的基础上进行装配图要求：在草图的基础上进行装配图 设计。（避免盲设计。（避免盲目照抄草图，修改草图中的错误目照抄草图，修改草图中的错误，力求进一步改

17、进力求进一步改进和提高设计质量）和提高设计质量）1.各视图应能完整表达箱内外结构（达到使他人能各视图应能完整表达箱内外结构（达到使他人能拆图的目的）拆图的目的）2.符合制图国家标准，零件编号，标题栏，明细表，符合制图国家标准，零件编号，标题栏，明细表，技术要求等应齐全。技术要求等应齐全。3.标注尺寸标注尺寸a.特性尺寸：（表明机器性能、规格和特性的尺寸）特性尺寸：（表明机器性能、规格和特性的尺寸） 齿轮中心距及公差值。齿轮中心距及公差值。b.外廓尺寸外廓尺寸:（表明机器占用的空间尺寸）（表明机器占用的空间尺寸） 长长* *宽宽* *高高 ，包括外伸端轴长。，包括外伸端轴长。c.安装尺寸安装尺寸

18、: （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，包装，运输，安装，厂房用包装，运输，安装，厂房用 ） 地脚螺钉孔径及定位尺寸、孔距、外伸端轴中心地脚螺钉孔径及定位尺寸、孔距、外伸端轴中心高。高。d.配合尺寸：（需要标明配合零件间装配关系的尺配合尺寸：（需要标明配合零件间装配关系的尺寸）寸） 齿轮与轴、轴承内外圈、键槽、外伸端与联轴器。齿轮与轴、轴承内外圈、键槽、外伸端与联轴器。装配图上标注公差代号装配图上标注公差代号。（P40 P40 表表3-253-25）4.列出减速器特性列出减速器特性 功率、转速、传动比。（功率、转速、传动比。（p40 表表3-26）5. 装配

19、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，滚动轴承汽油清洗，装配前所有零件用煤油清洗，滚动轴承汽油清洗，箱体内壁涂防锈漆。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(P219表表15-23)；滚动；滚动轴承的热补偿间隙为轴承的热补偿间隙为0.20.5mm减速器剖分面、密封面和接触面均不允许渗漏。减速器剖分面、密封面和接触面均不允许渗漏。剖分面涂密封油漆或水玻璃，禁止使用任何垫片。剖分面涂密封油漆或水玻璃，禁止使用任何垫片。箱体内装全损耗系统用油；轴承用润滑脂。箱体内装全损耗系统用油；轴承用润滑脂。跑合试验要求，空载试验、负载试验时间，工作跑合试验

20、要求，空载试验、负载试验时间，工作条件）。条件）。对外观，包装和运输的要求。对外观，包装和运输的要求。 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：选择适当的图纸布图：选择适当的图纸,比例尽量采用比例尽量采用1:12. 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，氰化，镀层，抛光）热处理，表面处理（渗碳，氮化，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，试验（平衡，噪音）特殊要求：修饰，涂色，检验，试验（平衡，噪音）4.标题栏

21、标题栏 （同装配图）（同装配图）5.要求：要求：避免零件在车间做任何计算（尺寸标注完全）避免零件在车间做任何计算（尺寸标注完全）零件各部分尺寸，尽量标注在同一投影图上。零件各部分尺寸，尽量标注在同一投影图上。尺寸线、引出线引到看得见的轮廓线上。尺寸线、引出线引到看得见的轮廓线上。下面分别介绍齿轮（盘类），轴（轴类）下面分别介绍齿轮（盘类），轴（轴类）齿轮齿轮：（盘类）：（盘类）一、视图一、视图: :首先搞清结构及要求。首先搞清结构及要求。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P214 精

22、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、9级级主要精度主要精度精密、分度：精密、分度：I（运动精度）（运动精度） 8重型：重型： III （接触精度）（接触精度） 7一般：一般： II （工作平稳精度）（工作平稳精度）78 - 7 - 7 HK GB10095-88 I II III表表15-17齿厚下偏差齿厚下偏差齿厚上偏差齿厚上偏差 推荐检验项目推荐检验项目 P219表表15-22: F : 齿向公差齿向公差fpt: 基节极限偏差基节极限偏差ff : 齿形公差齿形公差:Fr :齿圈径向跳动公差齿圈径向跳动公差Fw :公法线长度变动公差公法线长度变动公差:侧隙：侧隙：公

23、法线长度及跨测齿数公法线长度及跨测齿数P217 表表15-18KW,a. 确定斜齿轮法面公法线长度确定斜齿轮法面公法线长度 假想齿数：假想齿数：55.8375114. 1)(实际齿数zKz系数系数 表表15-19 （P218）)(102077.29跨侧齿数KmmWmmW0077. 0整数部分整数部分:表表15-18小数部分小数部分:表表15-20公法线长度：公法线长度：跨测齿数：跨测齿数：mmmWWWn431.582)0077. 02077.29() (10K（例：（例：m=2mm, z=75, =15）b. 确定偏差：确定偏差：7 HK GB10095-88 表表15-172.2.齿轮毛坯公

24、差：齿轮毛坯公差： 表表15-21 P21815-21 P218 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表表15-213.键槽公差（轮毂槽）键槽公差（轮毂槽） P157 表表10-14.表面粗糙度表面粗糙度5.啮合特性表啮合特性表 P253P253 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：基准面，加工过程，尺寸链不封闭。注意：基准面，加工过程，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5. 中心孔：三种情况中心孔：三种情况要求保留（维修）：要求保留（维修）： 按按GB145-85画画 查手册查手册不允许存在：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