机械设计课程设计概述

机械设计课程设计概述机械学院机械基础中心参考书目1.《机械设计》2.《机械设计课程设计指导书》3.《机械设计课程设计图册》4.《机械设计手册》一、机械设计课程设计的目的二、机械设计课程设计的内容三、机械设计课程设计的一般步骤四、机械设计课程设计应注意的事项五、机械设计课程设计的题目总论

1.综合运用机械设计课程及其他有关已修课程的理论和生产实际知识进行机械设计训练，从而使这些知识得到进一步巩固、加深和扩展。

2.学习和掌握通用机械零部件、机械传动及一般机械设计的基本方法与步骤，培养学生工程设计能力和分析问题、解决问题的能力。

3.提高学生在计算、制图、运用设计资料、进行经验估算、考虑技术决策等机械设计方面的基本技能以及机械CAD技术。机械设计课程设计的目的机械设计课程设计的内容一、课程设计的内容1.传动方案的分析和拟定；2.电动机的选择与传动装置运动和动力参数的计算；3.传动件（如齿轮或蜗杆传动、带传动）的设计；4.轴的设计；5.轴承及其组合部件设计；6.键联接和联轴器的选择与校核；7.润滑设计；8.箱体、机架及附件的设计；9.装配图和零件图的设计与绘制；10.设计计算说明书的编写。二、机械设计课程设计完成的工作任务1.减速器装置装配图（A0号图纸）1张；2.零件图（A2号图纸两张，低速轴及低速级大齿轮或由指导教师指定）2张；3.设计说明书1份。机械设计课程设计的一般步骤1.设计准备阶段（约占总学时的4％，约0.6天）

①阅读和研究设计任务书，明确设计内容和要求；分析设计题目，了解原始数据和工作条件；②通过参观（模型、实物、生产现场）、看电视录像、参阅设计资料以及必要的调研等途径了解设计对象；2.传动装置的总体设计（约占总学时的10％，约1.5天）①分析和拟定传动装置的运动简图；②选择电动机；③计算传动装置的总传动比和分配各级传动比；④计算各轴的转速、功率和转矩。3.各级传动的主体设计（约占总学时的5％，约0.75天）设计计算齿轮传动的主要参数；4.装配草图的设计和绘制（约占总学时的35％，约5.25天）①装配草图设计的准备工作：主要是分析和选定传动装置的结构方案；②初绘装配草图及轴和轴承的计算：作轴、轴上零件和轴承部件的结构设计；校核轴的强度、滚动轴承的寿命和键、联轴器的强度；③完成装配草图，并进行检查和修正。5.装配工作图的绘制和总成（约占总学时的25％，约3.75天）①绘制装配图；②标注尺寸、配合及零件序号；③编写零件明细表、标题栏、技术特性及技术要求等。6.零件工作图的设计和绘制（约占总学时的10％，约1.5天）

①齿轮类零件的工作图；②轴类零件的工作图。7.设计计算说明书的编写（约占总学时的9％，约1.35天）8.设计总结和答辩（约占总学时的2％，约0.3天）

机械设计课程设计从分析总体方案开始到完成全部技术设计的整个过程中，由于在拟定传动方案时，甚至在完成各种计算时有一些矛盾尚未暴露，而待结构形状和具体尺寸表达在图纸上时，这些矛盾才会充分暴露出来，故设计时须作必要的修改，才能逐步完善，即需要“由主到次，由粗到细”，“边计算、边绘图、边修改”及设计计算与结构设计绘图交替进行。机械设计课程设计应注意的事项1.机械设计课程设计是学生第一次比较全面的设计训练，它的意义在于为以后的设计工作打好基础。学生在设计的全过程中必须严肃认真、刻苦专研、一丝不苟、精益求精，才能在设计思想、方法和技能各方面都获得较好的锻炼与提高。2.机械设计课程设计是在教师指导下由学生独立完成的。教师的主导作用在于指明设计思路，启发学生独立思考，解答疑难问题并按设计进度进行阶段审查。学生必须发挥设计的主动性，主动思考问题、分析问题和解决问题，而不应依赖指导教师查资料、给数据、定答案。3.设计中要正确处理参考已有资料与创新的关系。设计是一项复杂、细致的劳动，任何设计都不可能是由设计者脱离前人长期经验积累的资料而凭空想象出来。熟悉和利用已有的资料，既可避免许多重复工作，加快设计进程，同时也是提高设计质量的重要保证。4.学生应在教师的指导下订好设计进程计划，注意掌握进度，按预定计划保质保量完成设计任务。5.设计过程中要注意随时整理计算结果，并在设计草稿本上记下重要的论据、结果、参考资料的来源以及需要进一步深讨的问题，使设计的各方面都做到有理、有据。这对设计的正常进行、阶段自我检查和编写计算说明书都是必要的。机械传动装置的总体设计一、分析和拟定传动装置的运动简图（见任务书）二、选择电动机三、计算传动装置的总传动比及分配各级传动比四、计算传动装置的运动和动力参数分析和拟定传动装置的运动简图选择电动机1.选择电动机的类型和结构型式直流电动机需要直流电源，结构较复杂，价格较高，维护不变，不宜采用。采用Y系列三相笼型异步电动机。Pm－电动机的额定功率kWP0

－电动机所需的输出功率kW

Pw

－工作装置所需功率kWη－由电动机至工作装置的总效率Fw

－工作装置的阻力Nvw

－工作装置的线速度m/s

η1

、η2

、……ηn分别为传动装置中每一级传动副、每对轴承或每个联轴器的效率，其值参阅《机械设计课程设计指导书》p122.确定电动机功率3.确定电动机转速

该部分内容参见《指导书》p11－p15优选同步转速为1000r/min或1500r/min计算传动装置的总传动比及分配各级传动比i=i1·i2……ik

i1、i2、……ik

－各级分传动比i－

总传动比nm－电动机的满载转速

nw－工作轴的转速

分配传动比应考虑的原则：（见《指导书》p16）

1.各级传动的传动比应在合理的范围内；2.应注意使各级传动件尺寸协调，结构匀称合理；3.尽量使传动装置外廓尺寸紧凑或重量小；4.尽量使各级大齿轮浸油深度合理；5.要考虑传动零件之间不会干涉。展开式二级圆柱齿轮减速器传动比分配原则：主要考虑满足浸油润滑的要求，应使两个大齿轮直径d2、d4大小相近。在两对齿轮配对材料相同（[σH]1和[σH]2相近）、两级齿宽系数相等情况下，其传动比分配，按《指导书》17页图12展开式曲线选取。计算传动装置的运动和动力参数传动装置的运动和动力参数，主要是各轴的转速、功率和转矩。以图示带式输送机两级圆柱齿轮减速器减速器为例，说明机械传动装置的运动和动力参数的计算。设：nⅠ、n

Ⅱ、n

Ⅲ

和nw分别为Ⅰ轴、Ⅱ轴、Ⅲ轴和工作轴的转速，r/min；

PⅠ、PⅡ、PⅢ和Pw分别为Ⅰ轴、Ⅱ轴、Ⅲ轴和工作轴的输入功率，kW；

TⅠ、TⅡ、TⅢ和Tw分别为Ⅰ轴、

Ⅱ轴、Ⅲ轴和工作轴的输入转矩，N·m；

i0Ⅰ、iⅠⅡ、iⅡⅢ和iⅢw分别为电机轴至Ⅰ轴、Ⅰ轴至Ⅱ轴、Ⅱ轴至Ⅲ轴和Ⅲ轴至工作轴之间的传动比（本例i0Ⅰ=1，iⅢw=1）；

η0Ⅰ、ⅠⅡ、

ηⅡⅢ和ηⅢw分别为电机轴至Ⅰ轴、Ⅰ轴至Ⅱ轴、Ⅱ轴至Ⅲ轴和Ⅲ轴至工作轴之间的传动效率。1.各轴的转速2.各轴的输入功率

P0取电动机的实际输出功率作为设计功率。ηc－电动机和Ⅰ轴之间联轴器的效率ηr

－为一对滚动轴承的效率ηg

－为一对齿轮的效率ηc