机械设计课程设计PPT

1、关于课程设计问题的几点说明关于课程设计问题的几点说明高等教育高等教育理论教育理论教育师范教育师范教育工程教育工程教育数理化、经济、管理等数理化、经济、管理等知识型技知识型技 能人才能人才知识传承与创新知识传承与创新 基本理论、原理和方法基本理论、原理和方法 课堂教学课堂教学 知识应用与实践知识应用与实践 实践、设计和操作能力实践、设计和操作能力 实践教学实践教学 知识的普及、能力的培养知识的普及、能力的培养工程教育工程教育扩招前，录取率扩招前，录取率1 13% 3% 精英式教育精英式教育扩招后，录取率扩招后，录取率70%70%多多 普及式教育普及式教育90%90%高校有工科专业高校有工科专业培

2、养教育工作者培养教育工作者关于课程设计问题的几点说明关于课程设计问题的几点说明实践教学实践教学实验实验 认知、研究规律或知识认知、研究规律或知识 探索验证与求知探索验证与求知 设计设计 应用、转化或升级知识应用、转化或升级知识 转变直接生产力转变直接生产力 本科设计本科设计专业基础课课程设计专业基础课课程设计设计方法、工艺计算、基本规范了解与掌握设计方法、工艺计算、基本规范了解与掌握专业课课程设计专业课课程设计针对某专业问题系统设计与解决，强调专业针对某专业问题系统设计与解决，强调专业性与规范性性与规范性毕业设计毕业设计针对某特定项目，全面、系统和实战设计针对某特定项目，全面、系统和实战设计实

3、践设计教学的重要性：实践设计教学的重要性：培养学生知识创新，技术创新，产品培养学生知识创新，技术创新，产品创新的系统能力。当前很多大学的工程专业，以毕业论文代替创新的系统能力。当前很多大学的工程专业，以毕业论文代替毕业设计的做法必须及时纠正。毕业设计的做法必须及时纠正。中国工程院中国工程院 潘云鹤潘云鹤 机械设计课程设计机械设计课程设计 ( (第一次布置第一次布置) ) 上海第二工业大学环境学院上海第二工业大学环境学院一、设计目的一、设计目的 机械设计课程设计是高等工科院校机械类本机械设计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，也是机械科学生第一次较全面的机械设计训练，

4、也是机械设计课程的一个重要的实践性教学环节。设计课程的一个重要的实践性教学环节。其目的是：其目的是：1 1、综合运用先修课理论，培养分析和解决工程实、综合运用先修课理论，培养分析和解决工程实 际问题的能力。际问题的能力。2 2、学习简单机械传动装置的设计原理和过程。、学习简单机械传动装置的设计原理和过程。3 3、进行机械设计基本技能训练。（计算、绘图和、进行机械设计基本技能训练。（计算、绘图和 使用技术资料）使用技术资料）二、课程设计任务书二、课程设计任务书名称：带式输送机传动装置（二级圆柱齿轮减速器）。名称：带式输送机传动装置（二级圆柱齿轮减速器）。二、课程设计任务书二、课程设计任务书要求：

5、有轻微冲击要求：有轻微冲击, ,工作经常满载工作经常满载, , 原动机为电动机原动机为电动机, ,齿轮单齿轮单向传动向传动, , 单班制工作（每班单班制工作（每班8 8小时）小时）, , 运输带速度误差为运输带速度误差为5%, 5%, 减速器使用寿命减速器使用寿命5 5年年, , 每年按每年按300300天计天计, ,小批量生产小批量生产, ,启动载荷为名义载荷的启动载荷为名义载荷的1.51.5倍。倍。 带式输送机传动系统方案设计：带式输送机传动系统方案设计：方案设计方案设计1方案设计方案设计2三、设计任务量三、设计任务量1 1、画、画A1A1号装配图一张，号装配图一张，A3A3号零件图二张。

6、号零件图二张。2 2、设计计算说明书一份，、设计计算说明书一份，6000600080008000字，不少于字，不少于2020页。页。原始数据原始数据数据编号B1B2B3B4B5B6B7B8B9B10B11带工作拉力F（N）800850900950110011501200125013001350600带速度V（m/s）1.51.61.51.51.41.41.51.31.41.21.5卷筒直径D（mm）250260270240250240240240250300250数据编号B12B13B14B15B16B17B18B19B20B21B22带工作拉力F（N）62064066068070072074

7、0760780610630带速度V（m/s）1.61.51.51.41.41.51.31.41.21.51.6卷筒直径D（mm）260270240250240240240250300250260数据编号B23B24B25带工作拉力F（N）650670690带速度V（m/s）1.51.51.4卷筒直径D（mm）270240250四、参考资料四、参考资料课程设计指导书课程设计指导书课程设计图册课程设计图册机械零件设计手册（含齿轮、带、轴、轴承、键的内容）机械零件设计手册（含齿轮、带、轴、轴承、键的内容）机械设计（教材）机械设计（教材）五、设计步骤五、设计步骤 1 1、选择电动机选择电动机 2 2、

8、传动比分配、传动比分配 3 3、计算各轴的转速、计算各轴的转速 4 4、齿轮传动设计、齿轮传动设计 6 6、计算轴类零件、计算轴类零件 5 5、验算系统误差、验算系统误差 7 7、绘制装配图和零件图、绘制装配图和零件图1 1、选择电动机、选择电动机 选择电动机依据：功率选择电动机依据：功率P P，转速，转速n n 1）电动机功率计算电动机功率计算P工作机功率工作机功率 ：P P w w= FV/1000 = FV/1000 （ kWkW）其中已知：其中已知： FF输送带拉力输送带拉力 （N N） VV输送带速度输送带速度 （m/sm/s）电动机需要功率：电动机需要功率： P Pd d= P =

9、 P w w / (kW) / (kW) 总总 效效 率率 ： =1 1. . 2 2. . 3 3 n n 1_1_卷筒轴承效率卷筒轴承效率 2_ 2_ 卷筒效率卷筒效率 3_3_低速级联轴器效率低速级联轴器效率 4_ 4_ IIIIII轴轴承效率轴轴承效率 5_5_低速级齿轮啮合效率低速级齿轮啮合效率 6_ 6_ II II轴轴承效率轴轴承效率 7_7_高速级齿轮啮合效率高速级齿轮啮合效率 8_ 8_ I I轴轴承效率轴轴承效率 9_9_高速级联轴器效率高速级联轴器效率 ( (效率值查设计手册效率值查设计手册) )2)2)电动机转速计算电动机转速计算n n工作机转速工作机转速n nw w

10、： 因：因：V= (Dn)/60V= (Dn)/60* *1000 (m/s)1000 (m/s) 故：故：n nw w=(V=(V* *6060* *1000)/ D(r/min)1000)/ D(r/min)其中：其中：VV输送机带速输送机带速 (m/s)(m/s) D D卷筒直径卷筒直径 (mm) (mm) 电动机转速电动机转速: n: nd d= n= nw wi i总总=(840) n=(840) nw w（r/minr/min） 其中：其中：i i总总=840=840 i i总总减速器传动比减速器传动比( (总传动比总传动比) )3 3）选定电动机）选定电动机 根据求出的根据求出的

11、P P、n n查手册。查手册。 转速转速n n：建议选用同步转速为：建议选用同步转速为15001500（r r/ /minmin） 功率功率P P：为使传动可靠，额定功率应大于计算功率，即：为使传动可靠，额定功率应大于计算功率，即 P P额额PPd d=P=PWW/总总 选定电动机：型号（选定电动机：型号（Y Y系列）、系列）、 同步转速同步转速n n、满载转速、满载转速n nmm、 额定功率额定功率P P额额、轴的中心高、轴的中心高、 电动机轴径、电动机轴径、 起动转矩起动转矩/ /额定转矩的比值。额定转矩的比值。 记下备用记下备用2 2、传动比分配、传动比分配 分配原则：各级传动尺寸协分配

12、原则：各级传动尺寸协调，承载能力接近，两个大调，承载能力接近，两个大齿轮直径接近以便润滑。齿轮直径接近以便润滑。（浸油深度）（浸油深度） i i总总=i=i减减=i=i高高* *i i低低=n=nmm/n/nw w i i减减减速器传动比减速器传动比 i i高高减速器内高速级传动比减速器内高速级传动比 i i低低减速器内低速级传动比减速器内低速级传动比 n nmm电动机满载转速电动机满载转速 n nw w工作机转速工作机转速 i i高高= =（1.21.3)i1.21.3)i低低 i i减减= = （1.21.3) i1.21.3) i低低2 23 3、计算各轴的、计算各轴的n n，P P，T

13、 T 各轴转速各轴转速 电动机轴电动机轴:nm（满载转速）（满载转速） I轴轴: nI =nm II轴轴: n II =nI/i高高 各轴输入功率各轴输入功率 电动机轴电动机轴: Pd=Pw/总总 I轴轴: P I = Pd （联轴器效率）联轴器效率） II轴轴: P I I= P I * 12 12轴至轴至 II轴效率轴效率各轴扭矩各轴扭矩T T 电动机轴：电动机轴： T Td d=9.55=9.5510106 6P Pd d/n/nmm（NmNm） I I轴：轴： T TI I= T= Td d II II轴：轴：T TII II= T= TI I* * 1212* *i i高高 计算出参

14、数列表备用。计算出参数列表备用。轴 号功率 P扭矩 T转速 n传动比i电动机轴 Pd Td nm i=1 I 轴PI入PI出TI入TI出 n I II 轴PII入PII出TII入TII出 n II4 4、齿轮传动设计、齿轮传动设计 1) 1) 采用斜齿圆柱齿轮闭式软齿面传动；采用斜齿圆柱齿轮闭式软齿面传动； 2) 2) 选用中碳钢，传动用模数选用中碳钢，传动用模数m1.5-2mmm1.5-2mm； 3) 3) 强度计算中的功率用额定功率；强度计算中的功率用额定功率； 4) 4) 角方向确定应使中间轴的轴向力有所抵消；角方向确定应使中间轴的轴向力有所抵消； 5 5）=8-15=8-15，Z Z1

15、 1=20-40 =20-40 ，Z Z2 2=iZ=iZ1 1求出后圆整；求出后圆整； 6 6）因圆整）因圆整Z Z2 2时时i i变化了故须验算传动比误差：变化了故须验算传动比误差： i=i=（i-Zi-Z2 2/Z/Z1 1）/i100%/i100%5%5% 7 7）为使图面匀称，中心距：）为使图面匀称，中心距：a a高高 120120， a a低低 140140， 8 8）检查浸油深度，当高速级大齿轮浸油）检查浸油深度，当高速级大齿轮浸油1 1个齿高时，低个齿高时，低速级大齿轮浸油深度小于其分度圆半径的六分之一到三速级大齿轮浸油深度小于其分度圆半径的六分之一到三分之一，以降低搅油功耗。

16、分之一，以降低搅油功耗。 5 5、验算传动系统速度误差、验算传动系统速度误差 输送带速实际输送带速实际V Vw w在求解过程中与理论在求解过程中与理论V V发生了变化，发生了变化，故应验算系统误差。故应验算系统误差。 （ V-VV-Vw w）/V100%/V100%5%5% 若不满足应重新计算。若不满足应重新计算。6 6、计算轴类零件、计算轴类零件 1 1）初估）初估I I 、II II、 IIIIII轴径，注意第轴径，注意第I I 根轴是否设计成齿轮根轴是否设计成齿轮 轴，轴，对对 II II轴进行弯扭合成强度验算。轴进行弯扭合成强度验算。 2 2）轴承的选择，同一根轴上的两个轴承型号相同。

17、对）轴承的选择，同一根轴上的两个轴承型号相同。对II II 轴上的轴承进行寿命计算。轴上的轴承进行寿命计算。 3 3）键的选择，对）键的选择，对 II II轴上的键进行强度校核。轴上的键进行强度校核。 提示：提示： 力的结果取整数，力的结果取整数， 齿轮啮合参数精确到小数点后两位，齿轮啮合参数精确到小数点后两位， 传动比精确到小数点后两位，传动比精确到小数点后两位， 螺旋角精确到秒，螺旋角精确到秒， 设计公式要写明来源出处。设计公式要写明来源出处。 机械设计课程设计机械设计课程设计 ( (第二次布置第二次布置) ) 上海第二工业大学环境学院上海第二工业大学环境学院第二阶段设计的主要内容第二阶段

18、设计的主要内容: : 一、草图设计（一、草图设计（CADCAD或仪器作图）或仪器作图） 二、绘装配图与零件图（二、绘装配图与零件图（CAD CAD ） 三、撰写设计说明书三、撰写设计说明书 草图设计是装配图设计的规划和准备阶段草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化和完善装配图设计是对草图的进一步细化和完善 特点：特点：“算画结合算画结合”边画边算边画边算一、草图设计一、草图设计1 1、准备工作、准备工作 1 1）A1A1图纸一张，比例自定，尽量布满整张图纸；图纸一张，比例自定，尽量布满整张图纸； 2 2）主要传动件的参数计算完备（齿轮几何尺寸、轴）主要传动件的参数

19、计算完备（齿轮几何尺寸、轴径估算）径估算）2 2、要求、要求 1 1）草图设计正确，迅速，主要结构要表达清楚。各）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。零件尺寸可随时标注在图纸上。 2 2）草图不要求线型，同样零件可只画一个，其它简）草图不要求线型，同样零件可只画一个，其它简画。画。 3 3）所有零件尺寸随手画在草图上，以免再次查找。）所有零件尺寸随手画在草图上，以免再次查找。 3 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 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

20、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 1个齿高时低速个齿高时低速大轮浸油深度大轮浸油深度 半径的半径的1/31/61/31/6。 2 2）轴的结构设计和轴系零件设计）轴的结构设计和轴系零件设计( (补充设计计算补充设计计算) )定出支点定出支点跨距后对中间轴进行弯扭强度验算。跨距后对中间轴进行弯扭强度验算。 3 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，对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。中间轴上的轴承进行寿命计算。 4 4）确定箱体的结构及各部分尺寸。）

21、确定箱体的结构及各部分尺寸。 5 5）减速器附件设计（吊钩、吊耳、观察窗、油标尺等）减速器附件设计（吊钩、吊耳、观察窗、油标尺等） 6 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 7）验算）验算验算内容：验算内容：各级齿轮传动的强度验算各级齿轮传动的强度验算中间轴的弯扭合成强度验算中间轴的弯扭合成强度验算中间轴键的强度验算（只验算一处）中间轴键的强度验算（只验算一处）中间轴上的滚动轴承寿命验算中间轴上的滚动轴承寿命验算两级传动大齿轮浸油深度验算两级传动大齿轮浸油深度验算选择减速器内齿轮润滑方式验算选择减速器内齿轮润滑方式验算V V选择滚动轴承的润滑（剂）方式验算选择滚动轴承

22、的润滑（剂）方式验算dndn4.4.设计中应注意的问题设计中应注意的问题 1 1）输入）输入( (出出) )轴外伸端长度、直径应与联轴器孔径匹配轴外伸端长度、直径应与联轴器孔径匹配( (涉及联涉及联轴器选型轴器选型) )。 2 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滑方式按圆周速度V 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dndn确定，由于确定，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

23、承润滑脂被冲走，故应在轴承处采用密封装置混，否则轴承润滑脂被冲走，故应在轴承处采用密封装置“挡油盘挡油盘”。注意，并不是每个轴承处都安挡油盘；。注意，并不是每个轴承处都安挡油盘； 3 3）油底油面高度）油底油面高度3050mm3050mm，以保证足够的油量；，以保证足够的油量； 4 4）轴承盖选嵌入式结构；）轴承盖选嵌入式结构； 5 5）齿轮与轴的结合方式可设计成齿轮与轴分离，也可以设计）齿轮与轴的结合方式可设计成齿轮与轴分离，也可以设计成齿轮轴。成齿轮轴。 5 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)2)先画箱内，后画箱外

24、；先画箱内，后画箱外； 3)3)先粗画，后细画；先粗画，后细画； 4)4)先画俯视图，再画主视图；先画俯视图，再画主视图； 5)5)最后画侧视图；最后画侧视图； 6)6)布图上下左右要适当匀称。布图上下左右要适当匀称。1、箱体结构设计、箱体结构设计 1)1)机座壁厚机座壁厚 按二级齿轮减速器按二级齿轮减速器a a选择壁厚选择壁厚( (参考机械设计手册第四参考机械设计手册第四卷），卷），aa低速级中心距；低速级中心距； 2)2)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，但扳手空间大操作方便，但h 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

25、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寸螺栓中心到机座外凸边缘尺寸; ;二、绘装配图和零件图二、绘装配图和零件图7)7)吊钩作用：吊钩作用：起吊整机用，与底座铸出；起吊整机用，与底座铸出；8)8)起盖吊耳作用起盖吊耳作用：起吊盖，与上盖一同铸出；起吊盖，与上盖一同铸出；9)9)油标尺作用：油标尺作用：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；10)10)放油塞作用：放油塞作用：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

26、计在箱体底座最低位置处。低位置处。3)3)起盖螺钉作用：起盖螺钉作用：起盖用起盖用 ，两个对角线布置，两个对角线布置; ;4)4)定位销作用：定位销作用：镗轴承孔定位用，锥度镗轴承孔定位用，锥度1:50 1:50 两个，对角线两个，对角线布置布置; ;5)5)观察窗作用：观察窗作用：注油、观察两对齿轮啮合情况注油、观察两对齿轮啮合情况; ;6)6)通气器作用：通气器作用：平衡机体内外压力；平衡机体内外压力；2 2、正式装配图、正式装配图 1 1）各视图应能完整表达箱内外结构）各视图应能完整表达箱内外结构（达到使他人能拆（达到使他人能拆图的目的）图的目的） 2 2）符合制图国家标准）符合制图国家标准，零件编号，标题栏，明细表，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 3）标注尺寸）标注尺寸 a.a.特性尺寸特性尺寸: :齿轮中心距及公差值；齿轮中心距及公差值； b.b.外廓尺寸外廓尺寸: :长长宽宽高高 ，包括外伸端轴长；，包括外伸端轴长； c.c.安装尺寸安装尺寸: :地脚螺钉孔