机械设计基础课程设计yu-new

机械设计基础课程设计

时间：15~16周指导教师：于明礼课程设计的目的、内容及要求准备工作设计步骤时间安排答辩与成绩评定课程设计的目的、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1、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；2、通过设计实践，熟悉掌握机械设计的一般规律，培养分析问题和解决工程问题的初步能力，逐步树立正确的设计思想，增强创新意识和竞争意识；3、通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料，进行全面的机械设计基本技能和获取资料能力的训练。二、内容：设计一般机械中的传动装置(P1)课程设计的目的、内容及要求（1）传动方案的分析和拟定；（见设计任务书）（2）电动机的选择，传动装置的运动和动力参数的计算；（3）主要零件的设计计算或选择：带、齿轮、轴、轴承、键、联轴器；（4）绘制减速器装配图(A0)；（5）零件工作图设计（A2,输出轴及输出轴上的齿轮）；（6）编写设计计算说明书；（7）答辩。课程设计的目的、内容及要求装配图A0图纸三视图（参考P174图例）标题栏、明细表、技术要求尺寸标注（外形尺寸，安装、配合、特征尺寸）课程设计的目的、内容及要求输出轴上的轴、齿轮A2零件图各一张参数表全部尺寸标注（尺寸公差、形位公差）课程设计的目的、内容及要求课程设计的目的、内容及要求设计说明书一份（P64）课程设计的目的、内容及要求1）封面（P65：图1－48）2）目录3）任务书（P206：附录1）4）计算过程5）小结6）参考资料（资料的编号、作者、书名、出版单位及出版年月）

例:[1]朱如鹏,郭学陶,机械设计课程设计,北京:航空工业出版社,1995.[2]李继庆,李育锡,机械设计基础,北京:高等教育出版社,2006.封面T1T2T3T430002500前言（题目分析，传动方案的拟定等）；电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算；传动零件的设计计算(确定带传动及齿轮传动的主要参数)；轴的设计计算及校核；箱体设计及说明键联接的选择和计算；滚动轴承的选择和计算；联轴器的选择；润滑和密封的选择；减速器附件的选择及说明；计算过程课程设计的目的、内容及要求注意：（P66）说明书格式编写说明书的要求(1)论述清楚，文字精炼，计算正确，书写工整。(2)按格式书写，采用统一格式的封面，装订成册。(3)说明书中应附有必要的插图。(4)计算中所引用的公式和数据应有根据，并注明其来源(如由资料×)等。[×]p．×式(5)说明书中每一自成单元的内容，应有大小标题，使其醒目便于查阅。

(6)计算部分书写。首先列出用文字符号表达的计算公式，再代入各文字符号的数值，最后写下计算结果(7)所选主要参数、尺寸和规格及主要的计算结果，写在每页右侧留出的约25mm宽的长框内。准备工作1、准备资料（手册、图册）、工具（计算器、草稿本、图纸、报告纸、资料袋）2、明确设计任务3、工作条件：（P206）轻微振动载荷室内成批单向传动使用期限：长期使用轴承使用寿命：10000小时4、了解设计过程图纸和资料袋在本教研室王江老师处购买

(A621384892501)设计步骤设计准备传动装置总体设计装配图设计零件工作图设计编写设计说明书设计总结及答辩传动零件设计计算阅读设计任务书，明确设计任务；拆装减速器；阅读课程设计指导书；准备设计资料及绘图工具拟定传动方案；选择电机；计算传动装置运动和动力参数（确定总传动比，分配各级传动比，计算各轴转速、功率、转矩等）初绘减速器装配草图；轴系部件的结构设计以及轴、轴承、键连接等的计算；减速器箱体及附件设计；最后标注尺寸，列明细表，写技术要求，完成装配图各级传动件的设计计算绘制指定的零件工作图整理和编写课程设计计算说明书进行课程设计总结。完成答辩准备工作时间安排（参考）12.05：设计准备工作、传动装置总体设计、传动零件设计计算12.06-12.09：绘制草图，

12.06轴的结构设计,选择轴承、联轴器，校核轴强度、轴承寿命、键强度；

12.07轴上零件结构设计(齿轮、套筒、甩油环等),轴承盖结构设计（轴承组合设计、润滑、密封）

12.08箱体及附件

11.09（周五）检查草图12.10-12.12：正图（装配图）

12.13：正图（零件图）

12.14：整理说明书(6000～8000字或A4纸20页)12.15-12.16：答辩1、上机时间必须在指定的设计教室进行设计，不得迟到和早退；2、保持设计教室安静、清洁、文明；3、独立完成，可以相互讨论，但不得抄袭。注意事项：4、每人准备一个草稿本设计中考虑的问题及一切计算都写在草稿本上，以便随时检查、修改；从参考书中摘录的资料、数据，记录在草稿本上记录按说明书格式写，行距尽量大一些，以便记录的修改内容1、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；2、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；3、设计表现：是否遵守纪律、设计态度端正，能否按进度独立完成工作量，是否迟到早退等；（出勤率）4、答辩成绩。

成绩评定：答辩与成绩评定答辩1、提交草图（大作业）、正图和说明书；2、随机抽取并回答2道问题（5分钟准备时间）；3、回答教师关于具体设计内容的提问。1、原则性错误(轴系结构设计错误、润滑密封结构错误、视图之间不对应，装配图、零件图与说明书不一致)，出现一处成绩降一等，出现三处以上者不及格；2、作图不规范、线型不清楚，酌情降一到二等；3、细节错误（漏线、多线、线型错误等）每出现3处降一等，出现10处以上者不及格；4、对关键零部件的设计过程不能正确说明者不及格。评分标准补充说明：答辩与成绩评定P.26表1-9，表1-10P.27表1-9，表1-10传动装置的总体设计一、分析和拟定传动装置的运动简图（P4～P9自学）传动方案已定（任务书中简图）；一人一题（题号分配）。1、电动机类型：均用Y系列电动机二、选择电动机类型及功率（P10～P14）2、

确定电动机功率：

电动机所需输出功率：Pd=Pw/η

（1－1）Pw―工作机所需功率（取决于工作阻力及运行速度）η―电动机至工作机之间传动装置的总效率工作机所需功率：

Pw=FV/1000

(kw)（1－2）或Pw=Tn/9550(Kw)（1－3）或Pw=Tω/1000(Kw)（1－4）

F―工作机的工作阻力（N）

V―工作机卷筒的线速度（m/s）

T－工作机的工作阻力矩（Ｎ·m）

n―工作机卷筒的转速（r/min）

ω―工作机卷筒的角速度（rad/s）传动装置的总体设计η―电动机至工作机传动装置的总效率

η=η0

η1

η2…ηn

传动装置中每一级传动副、每对轴承、每个联轴器及卷筒的效率的效率，见P69表2－5

传动装置的总体设计电动机额定功率Pm:

Pm>Pd

Pd－电动机所需输出功率

Pm－电动机额定功率

Pm＝（1～1.3）Pd（参见P12例1)功率相同的同类电机有不同的转速：

电机转速高、转矩小→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→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1500及1000r/min两种电动机转速（用满载转速nm计算：1450及960r/min

）。三、确定电动机转速传动装置的总体设计nm/n=i0i1i2

n―工作机转速i0、i1、i2―各级合理传动比四、选定电动机Y

XXX△xX￣￣￣￣￣￣￣￣￣Y系列三相中心高机座长同一机座和转极数异步电动机度代号速下不同的功率序号传动装置的总体设计②设计计算传动装置各级转速时，按电动机满载进行计算。不能按同步转速1000r/min或1500r/min注：①设计计算传动装置各级功率时，按电动机实际功率Pd进行计算。

Pd＜Pm

，Pm为额定功率，Pd作为设计功率！计算传动装置的总传动比及分配各级传动比一、总传动比ia=nm/n原则：P15-17二、分配传动比指导书P14-181、各级传动比应在推荐范围内（P69：表2－5）；

2、i带不能太大，以免大带轮半径超过减速器箱座中心高，造成安装困难；

i带＝2～４可取偏小些的值（2～2.5）注：传动件的参数确定后，验算传动比的误差，应满足

δi≤±(3～5)%计算传动装置的总传动比及分配各级传动比传动装置的运动和动力参数的计算一、各轴转速i0

电机至I轴的传动比i1I轴至II轴的传动比i2II轴至III轴的传动比二、各轴输入功率P18-20传动装置的运动和动力参数的计算Pd

电机的实际输出功率三、各轴输入转矩P19传动装置的运动和动力参数的计算列表（表1-8，P20）

传动装置的运动和动力参数的计算传动零件的设计计算开式齿轮传动、V带传动一、减速器外传动零件设计(P36)

确定传动零件的材料、热处理方法、参数、尺寸和主要结构，为设计装配草图做准备。原始数据：设计任务书给定的工作条件传动装置运动和动力参数计算得出的数据

先计算减速器外的传动零件，确定其实际传动比，然后修改减速器传动比，再进行减速器内零件设计。二、减速器内传动零件设计（P36-37）传动零件的设计计算圆柱或圆锥齿轮传动：设计时应注意以下几点：（1）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；中心距取标准值或使尾数为0或5mm（2）具体结构尺寸可参见（教材或机械设计手册）；（3）几何尺寸、参数的计算结果应及时整理并列表。1.了解和熟悉减速器的结构特点，设计内容和方法。（翻阅资料，参观或拆装减速器）画草图前的准备：2.根据减速器设计任务书上的技术数据和设计要求，选择计算出零部件的结构和主要尺寸，并汇总和检查绘制装配图时所需要的技术资料和数据：（1）确定各级传动的中心距、最大圆直径和宽度（轮毂和轮缘）等主要尺寸；（2）选出电动机类型和型号，并查出其轴径和轴伸尺寸；（3）选出联轴器的类型和型号，并查出两端轴孔直径和孔宽等有关装配尺寸；3.确定滚动轴承类型及轴的支承型式（两端固定或一端固定一端游动），轴承的具体型号可暂时不确定。4.根据轴上零件的受力、固定和定位等要求，初步确定轴的阶梯段。具体尺寸暂不定。5.确定箱体的结构方案（整体式或剖分式）和轴承端盖形式。6.选定图纸幅面及绘图比例。减速器装配草图设计一、确定箱体内壁和轴承座端面的位置：装配草图设计第一步（1-1.5天）基本内容：确定各传动零件间及箱体内壁位置；进行轴的结构设计、初选轴承型号和确定轴承位置；对轴、轴承及键联接等进行校核计算。P40表1-13P42图1-34或P43图1-35二、轴的结构设计1.初步估算轴径2.确定轴的各段直径阶梯轴各段直径的变化是根据轴上零件的受力、安装、固定及对轴表面粗糙度、加工精度等要求而定的。轴上装有轴承、齿轮、带轮和联轴器处的直径应取标准值3.轴的各段轴向尺寸

各轴段的长度主要取决于轴上的零件（齿轮、带轮和轴承等）的宽度以及相关零件（箱体轴承座和轴承端盖等）的轴向位置和结构尺寸。（1）安装齿轮、带轮等盘类零件的轴段，应略短于相配轮毂的宽度。（为什么？）（2）装键的轴段，应使键槽靠近直径变化处，以便于安装时键与槽对准。若采用过盈配合固定轴上零件时，为便于装配，直径变化可用锥面过渡，锥面大端应在键槽直线部分。（3）当轴承位于整个轴的一端时，轴的外侧一般与轴承外侧对齐。（4）轴的外伸长度与外接零件及轴承端盖的结构有关。三、轴、轴承及键连接的校核计算装配草图设计第二步（1天）主要内容：设计传动零件、轴上其它零件、轴的支承等具体结构1.齿轮的结构设计（参考教材或手册）2.滚动轴承组合设计和轴承盖结构P40表1-13、P42图1-343.轴承的润滑与密封当轴承采用脂润滑时，为防止轴承中的润滑脂被箱内齿轮啮合时挤出的润滑油冲刷、稀释而流失，须在轴承内侧设置甩油环（封油盘）。若轴承旁的小齿轮的齿顶圆小于轴承的外径，为防止齿轮啮合时（特别是斜齿轮啮合和高速转动时）所挤出的热油大量冲向轴承内部，增加轴承的阻力，常设置挡油盘（冲压、铸造或车制）。4.轴外伸出的密封密封形式选择主要取决于密封处轴表面的圆周速度、润滑剂的种类、工作温度、周围环境等装配草图设计第三步（1-1.5天）主要内容：箱体及其附件的结构设计以及必要的验算（如热平衡）次序：先箱体，后附件；先主体，后局部；先轮廓后细节。且在三个视图上同步进行1.箱体高度齿顶圆到油池底面距离不小于30~50mm，且能容纳一定量的润滑油。2.箱体要有足够的刚度轴承座、箱体底座等受载荷较大处壁厚加大。一、箱体结构设计3.轴承座螺栓凸台的设计

为提高轴承座处联接刚度，座孔两侧螺栓距离S应尽量靠近（以不与端盖螺钉孔干涉为原则），同时留出足够的扳手空间。4.设置加强肋板5.箱盖外轮廓的设计

箱盖外轮廓常以圆弧和直线组成。

高速轴一侧的箱盖外表面通常根据轴承座凸台的结构尺寸来确定。一般可使轴承座螺栓凸台位于箱盖圆弧内侧。

首先确定轴承座螺栓凸台的位置和高度，再取R>R’画出箱盖圆弧。此处轴承凸台