机械设计课程设计指导书

机械设计课程设计指导书〔机类本科使用〕李开世刘郁葱黄文权编著四川理工学院机电工程系00五年十月前 言《机械设计》是机械类学生一门重要的专业根底课，机械设计课程设计又是其中重要的实践教学环节，依据机械类专业本科学生气械设计课程设计要求，结合学院实际，编写本书指导学生进展课程设计，与《机械设计》教材配套使用。本指导书从教学要求动身，教材上有的内容不再摘录，力求内容精选、适用，题目难度适中，符合本校实际要求，书中提出了对课程设计的具体要求，说明白步骤、设计报告的撰写以及设计过程中需要留意的事项，并供给了八组设计题目类型，每组题目类型又有假设干小题供设计时视状况选用。指导教师依据实际状况，在满足课程设计根本要求的前提下，亦可自选附录之外的其他设计题目。本指导书在李开世教授编写的《机械设计课程设计题集〔本科》根底上，由刘郁葱、黄文权进展了内容的增补充实和调整，改正了原题集中的个别印刷错误，并全部重绘制了例如图。由于时间仓促，书中疏漏错误在所难免，欢送大家批判指正。编者00五年十月I目 录\l“_TOC_250021“前 言 I\l“_TOC_250020“第一章机械设计课程设计概述 1\l“_TOC_250019“机械设计课程设计的目的 1\l“_TOC_250018“机械设计课程设计的内容和任务 1\l“_TOC_250017“机械设计课程设计中的留意事项 2\l“_TOC_250016“其次章机械设计课程设计步骤 3\l“_TOC_250015“设计预备 3\l“_TOC_250014“传动装置的总体设计 3\l“_TOC_250013“各级传动零件的设计 4\l“_TOC_250012“减速器装配草图的设计及绘制 5\l“_TOC_250011“减速器装配图工作图的设计及绘制 5\l“_TOC_250010“零件工作图的设计及绘制 5\l“_TOC_250009“整理和编写设计说明书 5\l“_TOC_250008“进展设计总结 5\l“_TOC_250007“第三章机械设计课程设计说明书 6\l“_TOC_250006“设计说明书内容 6\l“_TOC_250005“要求 6\l“_TOC_250004“书写格式举例 7\l“_TOC_250003“推举参考书目 7机械设计课程设计设计说明书封面 8机械设计课程设计任务书 9\l“_TOC_250002“机械设计课程设计进度打算表 10\l“_TOC_250001“附录I：机械设计课程设计参考题目 11\l“_TOC_250000“附录II：机械设计课程设计参考图样 20II第一章机械设计课程设计概述“机械设计”是机械类专业的一门重要技术根底课程，论述的是各类通用零部件的设计原理与计算方法。为了对该门课程有充分的生疏和深入的把握，教学过程中除了系统地讲授必要的设计与计算理论，进展作业及试验等外，还应使学生作较全面的机械设计技能熬炼，即在“机械设计”课程完毕以后，进展为期3~4周的课程设计。“机械设计”课程设计是对机械类专业本科学生进展的一次较全面的机械设计基本技能训练，是该门课程重要的实践性教学环节。机械设计课程设计的目的培育理论联系实际的正确设计思想，综合运用“机械设计”课程及有关先修课程的理论学问，生产学问去分析和解决工程实际问题的力量。学习机械设计的一般方法，了解和把握常用机械零件、机械传动装置或简洁机械的设计过程和设计方法，使学生具备肯定的设计力量。通过设计计算、绘图、查阅有关设计资料、手册、标准和标准，数据处理，类比等，对学生进展根本技能训练。了解和学习机械设计的计算机关心设计方法和过程。机械设计课程设计的内容和任务机械设计课程设计通常选择一般用途的机械传动装置作为设计对象，我院机械类本科以两级齿轮减速器的设计为主，如图１所示的圆锥圆柱齿轮二级减速器。指导教师依据实际状况，也可进展工作量与此相当的其他机械的设计。每个学生应独立完成以下任务：减速器装配图一张(01号图纸)；零件工作图1~3张〔3号或4号图纸设计计算说明书一份〔6000-8000字。在设计中可以使用各种计算机关心计算、设计和分析工具来完成设计任务，承受1〔装4A4A4A4打印纸，同时上交设计图纸和设计说明书的电子文档。1电动机2．联轴器3．圆锥齿轮减速器4．链传动5．链式运输机图１机械设计课程设计中的留意事项机械设计课程设计是一个格外重要的教学环节，既是对已学课程的综合运用，又为以后的专业课学习打下根底，因此，务必要求学生在设计过程中严峻认真，踏实细致，并养成保质保量，按时完成任务的良好习惯。正确处理计算和绘图的关系。不能把设计片面理解为就是理论计算。确定机械零件尺寸时，应综合考虑零件构造，加工，装配，使用条件，与其它零件的关系以及经济性。理论计算只是为确定零件尺寸供给了一个方面〔如强度〕的依据，有时要利用阅历公式来确定尺寸，有时要依据构造和工艺来确定尺寸。因此在设计过程中，常常是边画、边算，边修改。计算和绘图相互补充，穿插进展。正确处理参考现有资料与创的关系。任何设计都不行能是设计者凭空想象，独出心裁的产物。大量的设计参考资料是前人设计阅历的总结，初次进展机械设计，应充分生疏和利用现有资料，参考和分析已有的构造方案，合理选用有关阅历数据。这正是熬炼设计力量的一个重要方面。但是，参考资料并不意味着盲目地抄袭资料。设计者必需依据特定的设计任务和具体要求敢于提出设想、方案和构造并在设计实践中总结和改善，充分发挥主观能动性，这样，设计者的设计技能才能不断得到提高。留意培育工作的打算性，应常常检查和把握进度，并随时整理设计计算结果。这对于设计的正常进展，阶段检查和编写说明书都是有益的。尽可能引用的设计方法，承受计算机关心设计工具或手段进展设计。2其次章机械设计课程设计步骤设计通常依据具体条件分析确定出总体传动方案，然后进展必要的运算，通过计算，作图，查阅资料以及必要的修改得到结果，最终以机械图和设计说明书的形式完成设计。大致过程如下所示。设计预备看录像及参观实物或拆装减速器，了解设计对象；复习“机械设计”课程有关内容，生疏有关零件的设计方法和步骤；拟定设计打算〔工作进度表〕，预备好有关图书，资料及用具。传动装置的总体设计预备工作完成后，首先进展传动装置总体设计，总体设计的内容是分析和选定传动装置的方案, 选择电动机的类型型号和转速为下一步的传动件设计供给条件。分析和选定传动装置的方案传动方案通常用机构运动简图的方式表达，依据课程设计任务书中供给的原始参数，分析减速器的工作条件〔如运动特点，有无特别要求等〔如运输带工作拉力Ｆ，运输带工作速度ｖ尺寸以及加工制造便利，使用和维护易于操作进展，本钱低廉等因素从中选择出最正确的传动方案。假设设计的是多级传动，对于有几种传动形式的多级传动要充分考虑各种传动方式的传动特点，合理布置传动挨次，下面几点在考虑传动方案时可供参考。带传动乘载力量小，传递同样功率时构造尺寸较大，但带能吸取振动，传动平稳，适宜布置在高速级，通常ｉ≤７。链传动由于有运动的不均匀性和附加动载荷，有冲击，最好布置在低速级，通常ｉ≤８。斜齿轮由于是渐渐进入和退出啮合其传动比直齿轮更平稳，故宜布置在高速级。大直径的圆锥齿轮加工较直齿轮和斜齿轮困难，宜将其布置在高速级，并采用小传动比以减小其直径和模数。5．蜗杆传动可得到较大的传动比，适合于用在高速传动中。总体传动方案的选择可参考附录I例如图。3选择电动机电动机由特地厂家生产，是标准部件，设计时要选择电机型号、电机功率和电机转速，这些可依据工作机性能，工作环境和工作载荷来选择，在产品名目上查阅相关参数。工作牢靠，价格低廉，维护便利。电机功率和转速要依据具体条件进展计算。确定总传动比和安排各级传动比；总传动比由选择好的电机转速ｎ和计算出的工作机工作机转速ｎ确定电 工ｉ＝ｎ/ｎ总 电 工关于总传动比的安排，应考虑下面几点各级传动比应在推举值的范围。传动比的安排应使各级传动比尺寸协调合理。考虑构造的要求，各级传动件要有相应的适宜的空间，不能发生干预。对于多级齿轮传动来说，从润滑的需要动身，应尽可能使大齿轮的直径尺寸接近。前面参数确定后，计算每根轴的转速，功率及扭矩；画出传动装置方案简图。为设计计算各级传动零件和装配图设计做预备。各级传动零件的设计传动件是减速器的核心零件，计算齿轮减速器各级传动件的参数，确定出尺寸以及箱外传动零件如带传动、链传动等的主要参数和尺寸。设计时先确定出外传动件，如带传动、链传动的有关参数，带传动通常选用构造简洁的ｖ带传动，计算确定出带的型号、长度和根数，主、从动带轮的直径，传动中心距。对于链传动需要计算确定出链的型号、链节数、排数，链轮的齿数和直径，传动中心距，说明润滑方式。外传动件参数确实定还应考虑与电机、联轴器等标准部件的协作，即轮毂和轴的尺寸要相配。尺寸确定后，应依据确定的参数重计算实际传动比。闭式齿轮内传动件是指箱体内的圆柱齿轮、圆锥齿轮、斜齿轮或蜗杆蜗轮，他们的设计都有相应的设计公式，具体设计参看《机械设计》教材或有关的参考资料，设计时需留意下面几点；依据工作环境和工作性能用类比的方法确定齿轮材料，假设设计成齿轮轴还应兼顾轴的强度、刚度要求，为加工便利起见，尽可能削减材料种类，同级减速器各小4齿轮和大齿轮材料尽量分别全都。一对相啮合的齿轮〔圆锥齿轮除外5~10ｍｍ。标准参数查表选取，应当圆整的尺寸要圆整，重要的计算尺寸准确到小数点后两位。减速器装配草图的设计及绘制做草图是一个很重要的步骤，由于在设计过程中，为使零件得到合理的构造和表达，零件和零件之间有协调的相互关系，有些尺寸和图纸需要进展屡次修正、修改。在草图阶段，细线绘制轴承构造及箱内外大致构造；校核轴、键和联轴器的强度及滚动轴承的寿命；进展轴承，箱体及其附件的构造设计，边设计边修改，以期得到最合理的构造尺寸。草图完成后应检查并修改。标注尺寸和协作，写出减速器特性；技术要求、零件序号、考虑明细表和标题栏。减速器装配图工作图的设计及绘制装配图要符合机械制图国家标准的要求，选择适宜的表达方式。在认真检查分析草图的根底上进展绘制，标注尺寸和协作，写出减速器特性；技术要求、零件序号、考虑明细表和标题栏。零件工作图的设计及绘制要求表达的零件是轴和齿轮，对于轴类零件，常用一个主视图来表达，有孔和键对于齿轮分度圆、齿顶圆等线条机械制图上有特地的规定，必需按规定绘制。整理和编写设计说明书设计说明书的编写参见第三章。进展设计总结5第三章机械设计课程设计说明书设计说明书是图纸设计的理论依据，又是设计计算的整理和总结，而且是审核设计是否合格的技术文件之一。编写设计说明书是设计工作的一个重要组成部份。设计说明书内容机械设计课程设计说明书的内容依据具体的设计任务而定，说明书的格式一般可参照以下要求：封面〔8页格式〕名目〔标题，页次；设计任务书〔参考第9页例如格式；传动方案的分析与拟定〔传动方案简图电动机的选择与有关计算；传动装置运动及动力参数的计算；传动零件的设计计算；轴的设计计算〔轴的构造设计简图，轴的受力分析图弯矩图、扭矩图滚动轴承的选择和计算键的选择和计算；联轴器的选择；润滑方式及密封件的选择；箱体构造设计；其他〔如热平衡计算，计算机关心设计流程图，程序及计算结果等设计小结；参考资料〔包括书名或期刊名，作者，出版单位及年月。要求计算正确，论述清楚，层次清楚，文字简洁，书写工整。计算局部写出计算公式，代入相应数值后不必写出运算过程，直接写出计算结果及单位，并写出简短结论〔如“满足强度要求。凡公式或数据，应注明来源。为了清楚说明设计内容，应附有必要的插图〔如传动方案简图，轴的受力分析图，轴的构造设计草图等。为了简练醒目，一些计算可以用表格形式写出〔如传装置的运动及动力参数，传动零件的几何尺寸参数等。6只要求写出正确设计结果，不必写出修改正程。书写格式举例计算及说明计算及说明结果齿面接触强度计算初步计算T＝9.55×106×P/n1=9.55×106×20/10001T=191000N.mm1齿宽系数d22212.13=1.0d接触疲乏极限Hlim22412.17Hlim推举参考书目设计过程中需要了解和使用有关的标准、公式，查阅相关的图、表，要利用参考资料来进展，以下为推举的参考书目。《机械设计手册》《机械设计》教材《机械制图》《机械零件设计手册》《机械设计课程设计》《机械零件图册》《计算机关心设计》说明：以上书目没有列出作者、出版社和版本，同学可依据条件选择不同作者，不同版本相应的资料作设计参考。留意，在引用公式、图表时，肯定是同一本手册或教材中的公式和图表对应，不能用这本书的公式而查另一本书的图表。7机械设计课程设计题 目指导教师班 级提交日期8机械设计课程设计任务书〔例如〕题 目 带式运输机用圆锥圆柱齿轮减速器设计〔A3〕 指导教师班 级设计时间 2023年12月20日~2023年1月7日任务要求：减速器装配图一张(011~3张〔由指导教师指定〕3.设计说明书一份〔6000~8000字〕其它要求：设计步骤清楚，计算结果正确，说明书标准工整，制图符合国家标准。按时、独立完成任务。9机械设计课程设计进度打算表打算打算日期应完成的设计内容实际完成状况第1周第2周第3周10附录I：机械设计课程设计参考题目〔以下八组题目供设计时选用，教师也可依据教学大纲要求选用其它题目〕题目A：带式运输机用圆锥圆柱齿轮减速器设计设计一用于带式运输机上的圆锥圆柱齿轮减速器。空载起动，常常满载运行，工D=320ｍｍ,运输带容许速度误差为5％。减速器为小批生产，使用期限10年。题号原始数据题号原始数据运输带工A1A2A3A4A5A6作拉力Ｆ2×1032.1×1032.2×1032.3×1032.4×1032.5×103〔Ｎ〕运输带工作速度Ｖ1.21.31.41.51.551.6〔ｍ/ｓ〕电动机2．联轴器3．圆锥齿轮减速器4．带式运输机附图A11题目B：带式运输机用同轴式二级圆柱齿轮减速器设计设计一用于带式运输机上的同轴式二级圆柱齿轮减速器。工作平稳。单向运转，两班制工作。运输带容许速度误差为5％。减速器成批生产，使用期限10年。附表B题 号原始数据运输机工作轴扭矩运输带工作速度Ｖ〔ｍ/ｓ〕卷筒直径

B1 B2 B3 B4 B5 B6 B71300 1350 1400 1450 1500 1550 16000.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.80300 320 350 350 350 400 3501．带传动2．电动机3．同轴式两级圆柱齿轮减速器4．带式运输机5．卷筒附图B12原始数据曳引链拉力F原始数据曳引链拉力F(N)曳引链速度v〔ｍ/ｓ〕曳引链链轮Z曳引链节距p〔ｍｍ〕题目C：链式运输机用圆锥圆柱齿轮减速器设计设计一用于链式运输机上的圆锥圆柱齿轮减速器。工作平稳，常常满载，两班制5％。减速器小批生产，使用期限5年。附表C题号C1C2C3 C4C5C6C79×1039.5×10310×103 10.5×10311×10311.5×10312×1030.300.320.34 0.350.360.380.4888 8888808080 8080808011．电动机2．联轴器3．圆锥齿轮减速器附图C4．链传动5．链式运输机13题目D：提升机用二级同轴式斜齿轮减速器设计设计一斗式提升机传动用的二级斜齿圆柱齿轮同轴式减速器。传动简图如下，设计参数列于附表D中。附表D 斗式提升机的设计参数题号题号参数D1D2D3D4生产率Q〔t/h〕15162024提升带速度v〔m/s〕1.822.32.5提上升度H〔mm〕32282722提升鼓轮直径D〔mm〕400400450500注：1斗式提升机用来提升谷物、面粉、水泥、型沙等物品；提升机驱动鼓轮〔附图D中的件4〕所需功率〔直接代入表中数据计算：Ｐｗ＝ＱＨ〔1＋0.8ｖ〕/367(KW)斗式提升机运转方向不变，工作载荷稳定，传动机构中装有保安装置〔如安全联轴器；830016小时。1．电动机2．联轴器3．减速器4．驱动鼓轮5．运料斗6．提升带附图D14题目E：带式运输机用开放式二级圆柱齿轮减速器设计中等冲击，两班制工作，运输带速度允许误差为510年。题号原始数据题号原始数据运输机工作轴扭矩〔·ｍ〕运输带工作速度Ｖ〔ｍ/ｓ〕卷筒直径E1E2E3E45EE6E7E8E9E108008008008508508508509009009500.700.900.800.750.850.950.900.750.800.85350390360360370400380350370380带传动2．电动机3．开放式两级圆柱齿轮减速器4．带式运输机5．卷筒附图E15题目Ｆ：链式运输机用蜗杆减速器设计原始数据曳引链拉力Ｆ〔Ｎ〕曳引链速度Ｖ〔ｍ/ｓ〕原始数据曳引链拉力Ｆ〔Ｎ〕曳引链速度Ｖ〔ｍ/ｓ〕曳引链链轮齿数Ｚ曳引链节距Ｐ〔ｍｍ〕工作班制F题号F1F2F3F4F5F66.4×1036.8×1036×1037×1036.2×1037×1030.260.250.250.300.240.21514121512108010010080100100单单