机械设计课程设计

1、机械设计课程设计机械设计课程设计课程设计设计过程课程设计设计过程: :1 1 如进行传动方案的设计（已拟定完成）如进行传动方案的设计（已拟定完成）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(V(V带、带、V V带轮带轮2 2个、轴个、轴2 2个、齿轮个、齿轮2 2个）标准件的选用个）标准件的选用. .4 4 减速器结构、箱体各部分尺寸确定，结构工艺性设计，减速器结构、箱体各部分尺寸确定，结构工艺性设计，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。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

2、计说明书整理和编写设计说明书 基本目的基本目的：1 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；题的能力；2 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。和进行方式。3 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、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、 标标 准和规范等。准和规范等。 设计的工作量：设计的工作量：1)装配图装配图-张张(1或或0号图纸号图纸)；2

3、)零件工作图若干张零件工作图若干张(传动零件、轴或机体等传动零件、轴或机体等)3)计算说明书一份，约计算说明书一份，约6000一一8000字字课程设计要求：课程设计要求：1 研究分析设计题目和工作条件，明确设计要求和设计内容；研究分析设计题目和工作条件，明确设计要求和设计内容；2. 认真复习与设计有关的章节内容，提倡独立思考、深入钻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；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，反对照抄照搬，抄袭他人设一丝不苟，反对照抄照搬，抄袭他人设计，容忍错误等问题。计，容忍错误等问题。4 通过设计

4、在设计思想、设计方法和设计技能等方面得到良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好的训练一、选择电动机一、选择电动机(参见课程设计参见课程设计89页）页）1 选择电动机的类型、结构形式和转速，计算电动机的功率，选择电动机的类型、结构形式和转速，计算电动机的功率， 确定电动机的型号。确定电动机的型号。 一对齿轮效率一对齿轮效率0.97；一对轴承效率；一对轴承效率0.99 ； 联轴器效率联轴器效率0.990.99 ； 带传动效率带传动效率0.96 0.96 1）所需电动机输出的功率）所需电动机输出的功率Pd=Pw/(kw) Pw 工作机器的输出功率工作机器的输出功率(kw) 由

5、电动机到工作机的总效率由电动机到工作机的总效率2) 若已知工作机器的阻力若已知工作机器的阻力F(N)，圆周速度，圆周速度(m/s)，则，则Pw=F*V/1000 (kW)课程设计过程步骤课程设计过程步骤3）由）由Pd查表选择电动机型号查表选择电动机型号(查课程设计查课程设计156页附表页附表10）二、总传动比二、总传动比i 及其分配及其分配i1、i2由电机转速由电机转速n1和滚筒转速和滚筒转速n3确定总传动比确定总传动比i =n1/n3分配：分配：i1 为为V带的传动比；带的传动比； （24） i2 为齿轮的传动比；（为齿轮的传动比；（24）总传动比：总传动比：i=i1* i2三、三、V型带及

6、带轮的设计计算型带及带轮的设计计算1 .V型带的设计型带的设计（教材（教材8587页）页）1）传动比）传动比i1=2) 工作情况系数工作情况系数3）计算功率）计算功率4）选）选V型带型号型带型号5）小带轮直径）小带轮直径6）大带轮直径）大带轮直径7）验算）验算V带速度带速度8）初定中心距）初定中心距9）初算）初算V带长度带长度10）确定）确定V带长度带长度11）确定中心距）确定中心距12）计算小带轮包角）计算小带轮包角13）查包角修正系数）查包角修正系数14）查带长修正系数）查带长修正系数15）单根传递功率）单根传递功率P16）单根带传递功率增量）单根带传递功率增量17）计算）计算V带根数带根

7、数 Z18）计算）计算V带对轴的拉力带对轴的拉力F02. 计算两带轮的宽度计算两带轮的宽度B四、齿轮传动的设计计算四、齿轮传动的设计计算根据：传递功率根据：传递功率P；传动比；传动比I； 小齿轮的转速小齿轮的转速n; 工作时间工作时间、闭式传动。闭式传动。1 选择材料、热处理、精度等级、选择材料、热处理、精度等级、决定齿面硬度、表面粗糙度决定齿面硬度、表面粗糙度。2 按齿面接触疲劳设计（教材按齿面接触疲劳设计（教材138140页）页）A) 确定确定Z1、Z2 和齿宽系数和齿宽系数 B) 算实际传动比算实际传动比 、传动比误差、传动比误差C) 计算转矩计算转矩TD) 确定载荷系数确定载荷系数KE

8、) 确定许用接触应力确定许用接触应力F)查表确定查表确定 两齿轮的极限应力两齿轮的极限应力 G) 计算应力循环次数计算应力循环次数NLH) 查表确定查表确定 两齿轮的接触疲劳寿命系数极限应力两齿轮的接触疲劳寿命系数极限应力ZNT1、 ZNT2。I)查接触疲劳寿命的安全系数查接触疲劳寿命的安全系数J)求出求出d1、确定标准模数、确定标准模数m (查表查表6-1）3. 校核齿根弯曲疲劳强度校核齿根弯曲疲劳强度A）两齿轮的分度圆直径）两齿轮的分度圆直径B）两齿轮齿宽）两齿轮齿宽C) 查表两轮的齿形系数和应力修正系数查表两轮的齿形系数和应力修正系数D) 计算许用弯曲应力计算许用弯曲应力 （查极限弯曲应

9、力、弯曲寿命系数、应力修正系数、弯曲疲劳安全系数）（查极限弯曲应力、弯曲寿命系数、应力修正系数、弯曲疲劳安全系数）E) 计算弯曲许用应力计算弯曲许用应力F)计算弯曲应力计算弯曲应力G) 计算齿轮传动的中心距计算齿轮传动的中心距H) 计算齿轮的圆周速度计算齿轮的圆周速度4. 两齿轮的几何尺寸计算两齿轮的几何尺寸计算（教材（教材108页表页表6-1）A) 齿顶圆直径齿顶圆直径B) 齿根圆直径齿根圆直径C) 分度圆直径分度圆直径D) 基圆直径基圆直径E) 齿顶高、齿根高、齿全高齿顶高、齿根高、齿全高F)齿顶径向间隙齿顶径向间隙G) 齿厚、齿槽宽、齿距齿厚、齿槽宽、齿距H) 两齿轮的中心距（尽量满足课

10、程设计两齿轮的中心距（尽量满足课程设计 表表3.2）I)齿顶圆的压力角齿顶圆的压力角J)计算重合度（教材计算重合度（教材112页页6-19式）式）五、轴的设计五、轴的设计（参见课程设计（参见课程设计1516页）页）1.各轴的功率计算各轴的功率计算2.各轴的转速计算各轴的转速计算 （列表）（列表）3.各轴的转矩计算各轴的转矩计算 4、轴的概略设计、轴的概略设计(参见课程设计参见课程设计6368页页)1）高速轴的概略设计）高速轴的概略设计A.材料、热处理、材料、热处理、B.按扭转计算最小直径按扭转计算最小直径C.装装V带轮处长度、外伸端直径与长度、带轮处长度、外伸端直径与长度、D.装两轴承和两轴承

11、盖处的直径和长度（试选轴承与轴承盖）装两轴承和两轴承盖处的直径和长度（试选轴承与轴承盖）E.装齿轮处的直径和长度装齿轮处的直径和长度F.齿轮与箱体的距离齿轮与箱体的距离G. 轴的总长度轴的总长度2）低速轴的概略设计）低速轴的概略设计(参见课程设计参见课程设计6368页页)A.步骤与高速轴类同步骤与高速轴类同B.注意：变速箱等宽、高速轴轴承的中心与注意：变速箱等宽、高速轴轴承的中心与 低速轴轴承的中心要在低速轴轴承的中心要在同一条直线上，也就是要求两根轴轴承中心等宽度。同一条直线上，也就是要求两根轴轴承中心等宽度。C.设计到这里开始作草图（查表：设计到这里开始作草图（查表： 轴承及轴承盖各参数、

12、套筒的结轴承及轴承盖各参数、套筒的结构尺寸、齿轮的按装、连轴器的结构尺寸等）构尺寸、齿轮的按装、连轴器的结构尺寸等）齿轮减速器的相关尺寸齿轮减速器的相关尺寸 符号符号 名名 称称 尺尺 寸寸2转动零件端面至箱体内壁的距离转动零件端面至箱体内壁的距离21015（对于重型减速器应取大（对于重型减速器应取大些）些）b 小齿轮宽度小齿轮宽度 由齿轮结构设计确定由齿轮结构设计确定B、B1 轴承宽度轴承宽度根据轴颈直径选择滚动轴承确定根据轴颈直径选择滚动轴承确定1齿顶圆与箱体内壁之间的最小间隙齿顶圆与箱体内壁之间的最小间隙 11.2（-箱体壁厚）箱体壁厚）l小锥齿轮轴承支点间的距离小锥齿轮轴承支点间的距离

13、 l =（2.53）d(d-轴颈直径轴颈直径)l轴承支点间的距离轴承支点间的距离 由装配图计算决定由装配图计算决定l1箱外零件至轴承支点间的距离箱外零件至轴承支点间的距离 参见课程设计参见课程设计49页表页表6.15. 轴的结构设计轴的结构设计（见教材（见教材231232页）页）1）轴上的键槽宽度和长度确定（参见教材）轴上的键槽宽度和长度确定（参见教材243页）页）2）轴肩、轴环宽度与高度、各圆角半径和倒角大小）轴肩、轴环宽度与高度、各圆角半径和倒角大小3）轴上零件的固定方法和紧固件）轴上零件的固定方法和紧固件4）轴上各零件的润滑方法和密封件的尺寸安装）轴上各零件的润滑方法和密封件的尺寸安装5

14、）作出轴的结构草图）作出轴的结构草图 6. 轴系零、部件的设计轴系零、部件的设计 1） 设计小带轮的轮槽及带轮结构设计小带轮的轮槽及带轮结构（按教材（按教材73页进行）作出教材页进行）作出教材73页所示的结构图并标注页所示的结构图并标注2） 设计大带轮的轮槽及带轮结构设计大带轮的轮槽及带轮结构作出教材作出教材73页所示的结构图并标注页所示的结构图并标注3） 齿轮的结构设计齿轮的结构设计（教材（教材157158页）页）A) 小齿轮的结构设计及标注（齿轮轴或实体齿轮）小齿轮的结构设计及标注（齿轮轴或实体齿轮）B) 大齿轮的结构设计及标注（孔板式齿轮）大齿轮的结构设计及标注（孔板式齿轮）六六 、低速

15、轴轴的强度较计算、低速轴轴的强度较计算（参见教材（参见教材237240页）页）1.求出齿轮的受力求出齿轮的受力Ft、Fr、Fa2.作出低速轴的空间受力简图作出低速轴的空间受力简图3.作出水平平面的受力图、求解水平面的约束力作出水平平面的受力图、求解水平面的约束力4.作出水平面的弯矩图、求出最大弯矩作出水平面的弯矩图、求出最大弯矩5.作出竖直平面的受力图、求解竖直平面的约束力作出竖直平面的受力图、求解竖直平面的约束力6.作出竖直面的弯矩图、求出最大弯矩作出竖直面的弯矩图、求出最大弯矩7.作出合成弯矩图作出合成弯矩图8.作出扭矩图作出扭矩图9.求出当量弯矩求出当量弯矩10. 代入强度条件、核算危险

16、截面强度代入强度条件、核算危险截面强度七、轴承寿命计算、联轴器与键的计算七、轴承寿命计算、联轴器与键的计算1.高速轴上轴承的寿命计算高速轴上轴承的寿命计算A) 轴承型号：轴承型号：B) 查表查出：查表查出： 基本额定动载荷基本额定动载荷C；C) 查出温度系数查出温度系数D) 计算轴承受的径向载荷计算轴承受的径向载荷P;E) 用工作小时数用工作小时数Lh表示轴承的寿命。表示轴承的寿命。F) PCnPCfnLth16670)(60106G) 能否满足使用要求能否满足使用要求2. 低速轴上联轴器的计算低速轴上联轴器的计算A) 计算名义转矩计算名义转矩TB) 查表教材查表教材12-2工作情况系数工作情

17、况系数KC) 得出：计算转矩得出：计算转矩TcD) 查出所使用联轴器的许用转矩和许用转速查出所使用联轴器的许用转矩和许用转速E) 是否满足是否满足Tc=T n =n 3. 低速轴上键的强度计算低速轴上键的强度计算1）查出键的结构尺寸）查出键的结构尺寸b*h*L2) 校核键的挤压强度（参看教材校核键的挤压强度（参看教材242243页）页）八、减速器润滑方式和润滑油的选择八、减速器润滑方式和润滑油的选择1.润滑方式选择（课程设计润滑方式选择（课程设计5459页）页）2.润滑剂的选择（课程设计润滑剂的选择（课程设计143144页）页）九、减速器结构装配的绘制九、减速器结构装配的绘制1.减速器箱体结构及装配草图的绘制减速器箱体结构及装配草图的绘制 （按课程设计（按课程设计49页页 表表6-1的计算箱体尺寸的计算箱体尺寸22个）个）2. 减速器箱体结构及装配图的绘制减速器箱体结构及装配图的绘制 （大体类同课程设计（大体类同课程设计8384页的装配图）页的装配图）3.标注尺寸公差及配合、写出技术特性、零件按顺序编号标注尺寸公