機械設計課程設計-

1、l機械類本科學較全面的機械設計訓練。機械類本科學較全面的機械設計訓練。l目的：目的：p1、綜合運用先修課理論，培養(yǎng)分析和解、綜合運用先修課理論，培養(yǎng)分析和解決工程實際問題的能力；決工程實際問題的能力；p2、學習、學習簡單機械傳動裝置的設計原理和簡單機械傳動裝置的設計原理和過程過程；p3、進行、進行機械設計基本技能訓練機械設計基本技能訓練（計算、（計算、繪圖、使用技術資料）。繪圖、使用技術資料）。l帶式輸送機帶式輸送機/電動卷揚機傳動裝置設計。電動卷揚機傳動裝置設計。p傳動系統(tǒng)簡圖傳動系統(tǒng)簡圖p原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù)l1、A1草圖一張（手工繪圖）；草圖一張（手工繪圖）；l2、A0裝配圖一張（計算機繪圖

2、）；裝配圖一張（計算機繪圖）；l3、A3號零件圖一張（計算機繪圖）；號零件圖一張（計算機繪圖）；l2、設計說明書一份，不少于、設計說明書一份，不少于20頁。頁。1. 課程設計指導書課程設計指導書2. 課程設計圖冊課程設計圖冊3. 機械設計手冊（含齒輪、帶、軸、軸機械設計手冊（含齒輪、帶、軸、軸承、鍵的內(nèi)容）承、鍵的內(nèi)容）4. 機械設計（教材）機械設計（教材） l1、選擇電動機、選擇電動機l2、傳動比分配、傳動比分配l3、計算各軸的轉(zhuǎn)速、計算各軸的轉(zhuǎn)速l4、齒輪傳動設計計算、齒輪傳動設計計算l5、軸類零件設計計算、軸類零件設計計算l6、繪制裝配圖和零件圖、繪制裝配圖和零件圖帶傳動帶傳動減減速速器

3、器電機電機卷卷筒筒傳送帶傳送帶vF功率功率P，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速n )p1）電動機功率計算）電動機功率計算n工作機功率工作機功率 ：uw工作機效率，工作機效率，帶式輸送機取帶式輸送機取w 0.96，電動，電動卷揚機取卷揚機取w 0.97n電動機輸出功率：電動機輸出功率： Pd= P w /a (kw) ua傳動裝置總效率傳動裝置總效率a=123 nui 傳動各環(huán)節(jié)效率值傳動各環(huán)節(jié)效率值(查設計手冊查設計手冊)wwwwTnPFvP 95501000或n工作機轉(zhuǎn)速工作機轉(zhuǎn)速nwuv= (Dn)/601000 (m/s)unw=(v601000)/ D (rpm)v輸送機帶速輸送機帶速 (m/s)D卷筒直徑

4、卷筒直徑 (mm) n電動機轉(zhuǎn)速電動機轉(zhuǎn)速: nd= nwi總總ui總總傳動裝置總傳動比，查手冊推薦各種傳動傳動裝置總傳動比，查手冊推薦各種傳動類型常用傳動比類型常用傳動比V帶傳動帶傳動 i24單級圓柱齒輪傳動單級圓柱齒輪傳動 i35二級圓柱齒輪減速器二級圓柱齒輪減速器 i840二級圓錐圓柱齒輪減速器二級圓錐圓柱齒輪減速器 i815單級蝸桿減速器單級蝸桿減速器 i1040n根據(jù)求出的根據(jù)求出的P、n查手冊。查手冊。u轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n：建議選用同步轉(zhuǎn)速為：建議選用同步轉(zhuǎn)速為1500、1000（rpm）u功率功率P：額定功率應大于計算功率：額定功率應大于計算功率 P額額Pd=PW/an選定電動機，記下備

5、用：選定電動機，記下備用：u型號（型號（Y系列）系列）u同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速n、滿載轉(zhuǎn)速、滿載轉(zhuǎn)速nmu額定功率額定功率P額額u軸的中心高軸的中心高 u電動機軸徑電動機軸徑u起動轉(zhuǎn)矩起動轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩。額定轉(zhuǎn)矩。 l2、傳動比分配、傳動比分配p分配原則：各級傳動尺寸協(xié)調(diào)，承載能分配原則：各級傳動尺寸協(xié)調(diào)，承載能力接近，兩個大齒輪直徑接近以便潤滑力接近，兩個大齒輪直徑接近以便潤滑（保證浸油深度）（保證浸油深度） 。pi總總=i外外i減減=nm/nwunm電動機滿載轉(zhuǎn)速電動機滿載轉(zhuǎn)速unw工作機轉(zhuǎn)速工作機轉(zhuǎn)速n各級傳動比應在推薦范圍內(nèi)選取，不得超過各級傳動比應在推薦范圍內(nèi)選取，不得超過最大值。最大值。

6、n尺寸協(xié)調(diào)、互不干涉尺寸協(xié)調(diào)、互不干涉n尺寸緊湊、便于潤滑尺寸緊湊、便于潤滑vFpi減減= i高高i低低n二級圓柱展開式二級圓柱展開式i高高=（1.21.3)i低低n二級圓柱同軸式二級圓柱同軸式減低高iiivFvFpi減減= i高高i低低n圓錐圓柱式圓錐圓柱式u圓錐齒輪在高速級圓錐齒輪在高速級便于加工便于加工控制尺寸控制尺寸 i高高3vFp1）各軸轉(zhuǎn)速）各軸轉(zhuǎn)速n電動機軸：電動機軸： nm（滿載轉(zhuǎn)速）（滿載轉(zhuǎn)速）nI軸：軸： nI =nmnII軸：軸： n II =nI/i高高n p 2）各軸輸入功率）各軸輸入功率n電動機軸：電動機軸： Pd=Pw/總總nI軸：軸： P I = Pd （聯(lián)軸器

7、效率）聯(lián)軸器效率）nII軸：軸： P II= P I 12 （12I軸至軸至 II軸效率）軸效率）n vFp3)各軸扭矩各軸扭矩Tn電動機軸：電動機軸： Td=9550Pd/nm（N.m）nI軸：軸： TI= TdnII軸：軸：TII= TI12i高高n vFl 參數(shù)列表備用參數(shù)列表備用p計算各級轉(zhuǎn)矩、功率時按工作機計算各級轉(zhuǎn)矩、功率時按工作機所需電機功率所需電機功率Pd計算，不按電動計算，不按電動機額定功率機額定功率Ped計算。計算。p設計軸時按其輸入功率、設計傳設計軸時按其輸入功率、設計傳動件時按主動軸輸出功率計算。動件時按主動軸輸出功率計算。p計算各級轉(zhuǎn)速時，不按同步轉(zhuǎn)速，計算各級轉(zhuǎn)速時

8、，不按同步轉(zhuǎn)速，應按滿載轉(zhuǎn)速進行計算。應按滿載轉(zhuǎn)速進行計算。 軸軸 號號功率功率 P扭矩扭矩 T轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 n傳動比傳動比i效率效率 電動機軸電動機軸 Pd Td nm I 軸軸PI入入PI出出TI入入TI出出 n I II軸軸PII入入PII出出TII入入TII出出 n IIIII軸軸工作機軸工作機軸12i23i 32 12 vFl一、箱外傳動件設計一、箱外傳動件設計p帶傳動設計帶傳動設計p開式齒輪傳動設計開式齒輪傳動設計vFFp1、帶傳動設計、帶傳動設計n參照課本或設計手冊進行，可選擇普通參照課本或設計手冊進行，可選擇普通V帶或窄帶或窄V帶。帶。n注意：注意：u帶輪尺寸與傳動裝置外廓尺寸協(xié)調(diào)

9、，由電機軸定小帶輪帶輪尺寸與傳動裝置外廓尺寸協(xié)調(diào)，由電機軸定小帶輪軸孔直徑，大帶輪軸孔孔徑與減速器輸入軸協(xié)調(diào)；軸孔直徑，大帶輪軸孔孔徑與減速器輸入軸協(xié)調(diào)；u選定大、小帶輪后，選定大、小帶輪后，i 帶帶可能與分配值不同，應采用實際可能與分配值不同，應采用實際計算值。計算值。u帶輪的中心距在帶輪的中心距在400500之間選取。之間選取。u帶的根數(shù)可以向上圓整，或向下圓整，但不要超過帶的根數(shù)可以向上圓整，或向下圓整，但不要超過5根；根；若差一點，調(diào)節(jié)帶輪的中心距和直徑（一定要取基若差一點，調(diào)節(jié)帶輪的中心距和直徑（一定要取基準直徑）；準直徑）；若差很多，要換帶型號；若差很多，要換帶型號；u帶輪結構圖不

10、需畫出。帶輪結構圖不需畫出。p2、開式齒輪傳動設計、開式齒輪傳動設計n1. 選材，選參數(shù)，定許用應力選材，選參數(shù)，定許用應力u優(yōu)先考慮優(yōu)先考慮45鋼鋼u選擇熱處理方法選擇熱處理方法n2. 按齒根彎曲疲勞強度設計按齒根彎曲疲勞強度設計n3. 考慮磨損量，適當增大模數(shù)考慮磨損量，適當增大模數(shù)n4. 幾何尺寸計算幾何尺寸計算n5. 結構圖不需畫出結構圖不需畫出l二、箱內(nèi)齒輪傳動設計二、箱內(nèi)齒輪傳動設計p1）考慮前級傳動比誤差，應先調(diào)整傳動）考慮前級傳動比誤差，應先調(diào)整傳動比，再設計，避免誤差累積；比，再設計，避免誤差累積；p2）強度計算中的功率用輸出功率；）強度計算中的功率用輸出功率；p3）中心距圓

11、整為）中心距圓整為5的倍數(shù)，以便于箱體的倍數(shù)，以便于箱體制造、測量；制造、測量；p4）注意標準值、一般結構尺寸應圓整、）注意標準值、一般結構尺寸應圓整、與直徑相關尺寸精確至小數(shù)點后三位，與直徑相關尺寸精確至小數(shù)點后三位，角度值精確到秒。角度值精確到秒。p1、圓柱齒輪傳動設計、圓柱齒輪傳動設計n1）采用斜齒圓柱齒輪閉式傳動；）采用斜齒圓柱齒輪閉式傳動；n2）一般選用中碳鋼，）一般選用中碳鋼，m1.52mm；n3） 角應使中間軸軸向力有所抵消，且角應使中間軸軸向力有所抵消，且=815；n4）z1=20-40 ，z2=iz1求出后圓整，求出后圓整，z1、z2互質(zhì)；互質(zhì)；n5）圓整）圓整z2后后i變化

12、，驗算傳動比誤差：變化，驗算傳動比誤差： i=（i-z2/z1）/i100%5%n7）為使圖面勻稱，中心距：）為使圖面勻稱，中心距：a高高 120；a低低 140。n8）檢查浸油深度，當高速級大齒輪浸油）檢查浸油深度，當高速級大齒輪浸油1個齒高時，個齒高時，低速級大齒輪浸油深度小于其分度圓半徑的六分之低速級大齒輪浸油深度小于其分度圓半徑的六分之一到三分之一，以降低攪油功耗。一到三分之一，以降低攪油功耗。p2、圓錐齒輪傳動設計、圓錐齒輪傳動設計n1）z1=17-25 ；n2）Rb/R0.3，b應圓整，大小齒輪齒寬相應圓整，大小齒輪齒寬相等。等。p3、蝸桿傳動設計、蝸桿傳動設計n蝸桿上置、下置取決

13、于蝸桿分度圓圓周速度蝸桿上置、下置取決于蝸桿分度圓圓周速度v1， v1 45m/s時下置。時下置。n剛度驗算、熱平衡計算應在確定蝸桿支點位剛度驗算、熱平衡計算應在確定蝸桿支點位置后計算。置后計算。l4、計算軸類零件、計算軸類零件p1）初估）初估I 、II、 III軸徑軸徑nI 軸是否設計成齒輪軸；軸是否設計成齒輪軸；nII軸進行彎扭合成強度驗算。軸進行彎扭合成強度驗算。p2）軸承的選擇）軸承的選擇n同一根軸上的兩個軸承型號相同；同一根軸上的兩個軸承型號相同；nII軸上的軸承進行壽命計算。軸上的軸承進行壽命計算。p3）鍵的選擇）鍵的選擇n II軸上的鍵進行強度校核。軸上的鍵進行強度校核。p提示：

14、提示：n力的結果取整數(shù)；力的結果取整數(shù)；n齒輪幾何參數(shù)精確到小數(shù)點后兩位；齒輪幾何參數(shù)精確到小數(shù)點后兩位；n傳動比精確到小數(shù)點后兩位；傳動比精確到小數(shù)點后兩位；n螺旋角精確到秒；螺旋角精確到秒；n設計公式要寫明來源出處。設計公式要寫明來源出處。l一、選電機一、選電機l二、運動動力參數(shù)計算二、運動動力參數(shù)計算l三、箱外傳動設計計算三、箱外傳動設計計算l四、箱內(nèi)齒輪傳動設計計算：四、箱內(nèi)齒輪傳動設計計算：p斜齒輪斜齒輪p錐齒輪錐齒輪p蝸桿蝸桿n上述幾種傳動均可以用上述幾種傳動均可以用CAD計算（需提供源程序）計算（需提供源程序）n制圖主要使用制圖主要使用AUTOCAD，也可使用其他三維軟件，也可使

15、用其他三維軟件（需提供二維機械圖）（需提供二維機械圖）計計 算算 與與 說說 明明主要結果主要結果l1、草圖設計（手工繪圖）、草圖設計（手工繪圖）p裝配圖設計的規(guī)劃和準備階段裝配圖設計的規(guī)劃和準備階段p特點：特點：“算畫結合算畫結合”邊畫邊算邊畫邊算l2、裝配圖及零件圖（計算機繪圖）、裝配圖及零件圖（計算機繪圖）p對草圖的進一步細化和完善對草圖的進一步細化和完善l3、撰寫設計說明書、撰寫設計說明書l1、準備、準備p（1）A1坐標紙一張；坐標紙一張；p（2）主要傳動件的參數(shù)計算完備（齒輪）主要傳動件的參數(shù)計算完備（齒輪幾何尺寸、軸徑估算幾何尺寸、軸徑估算）l2、要求、要求p （1） 設計正確，主

16、要結構表達清楚；設計正確，主要結構表達清楚；p （2）不要求線型，同樣零件可只畫一個，）不要求線型，同樣零件可只畫一個，其它簡畫；其它簡畫；p （3）所有零件尺寸隨手畫在草圖上，以）所有零件尺寸隨手畫在草圖上，以免再次查找。免再次查找。l3、任務（以設計手冊為參考資料）、任務（以設計手冊為參考資料）p 1）通過草圖設計檢查傳動比分配是否）通過草圖設計檢查傳動比分配是否合理：合理：n低速軸與高速大齒輪是否干涉，低速軸與高速大齒輪是否干涉，n兩大齒輪浸油深度：高速大齒輪浸油深兩大齒輪浸油深度：高速大齒輪浸油深1個個齒高時低速大輪浸油深度齒高時低速大輪浸油深度半徑的半徑的1/31/6。l3、任務（以

17、設計手冊為參考資料）、任務（以設計手冊為參考資料）p2）軸的結構設計和軸系零件設計（補充）軸的結構設計和軸系零件設計（補充設計計算）設計計算）n定出支點位置定出支點位置后對中間軸進行彎扭強度驗算。后對中間軸進行彎扭強度驗算。p3）軸承的組合設計）軸承的組合設計n確定軸承的型號和工作位置；確定軸承的型號和工作位置；n潤滑方式和密封裝置；潤滑方式和密封裝置；n對中間軸上的軸承進行壽命計算。對中間軸上的軸承進行壽命計算。l3、任務（以設計手冊為參考資料）、任務（以設計手冊為參考資料）p4）確定箱體的結構及各部分尺寸。）確定箱體的結構及各部分尺寸。p5）減速器附件設計（吊鉤、吊耳、觀察）減速器附件設計

18、（吊鉤、吊耳、觀察窗、油標尺等）窗、油標尺等）l1、各級齒輪傳動的強度驗算；、各級齒輪傳動的強度驗算；l2、中間軸的彎扭合成強度驗算；、中間軸的彎扭合成強度驗算；l3、鍵的強度驗算；、鍵的強度驗算；l4、滾動軸承壽命驗算；、滾動軸承壽命驗算；l5、兩級傳動大齒輪浸油深度驗算；、兩級傳動大齒輪浸油深度驗算；l6、減速器內(nèi)、減速器內(nèi)，齒輪潤滑方式驗算；齒輪潤滑方式驗算；l7、滾動軸承的潤滑方式驗算，、滾動軸承的潤滑方式驗算，dn；l1）輸入（出）軸外伸端長度、直徑應與聯(lián)）輸入（出）軸外伸端長度、直徑應與聯(lián)軸器孔徑匹配。軸器孔徑匹配。l2）潤滑劑和潤滑方式的選擇）潤滑劑和潤滑方式的選擇p減速器內(nèi)齒輪

19、的潤滑劑和潤滑方式按圓周速度減速器內(nèi)齒輪的潤滑劑和潤滑方式按圓周速度v確定；確定；p減速器內(nèi)軸承的潤滑劑和潤滑方式按速度因數(shù)減速器內(nèi)軸承的潤滑劑和潤滑方式按速度因數(shù)dn確定。確定。n由于齒輪和軸承可能分別采用潤滑油和潤滑脂，此由于齒輪和軸承可能分別采用潤滑油和潤滑脂，此時二者不能相混，否則軸承潤滑脂被沖走，此時應時二者不能相混，否則軸承潤滑脂被沖走，此時應在軸承處采用密封裝置在軸承處采用密封裝置“封油盤封油盤” ；n軸承采用油潤滑時，為減少軸承攪油損失，在小齒軸承采用油潤滑時，為減少軸承攪油損失，在小齒輪與軸承間裝輪與軸承間裝擋油盤，并不是每個軸承處都安擋油擋油盤，并不是每個軸承處都安擋油盤盤

20、；n軸承采用油潤滑時，潤滑方式的確定及油溝的設置。軸承采用油潤滑時，潤滑方式的確定及油溝的設置。l3）油面高度）油面高度3050，以保證足夠的，以保證足夠的油量；油量；l4）軸承蓋結構選擇；）軸承蓋結構選擇；l5）齒輪與軸的結合方式可設計成齒輪）齒輪與軸的結合方式可設計成齒輪與軸分離，也可以成齒輪軸。與軸分離，也可以成齒輪軸。l按中心距先畫軸心線，再畫軸及軸承；按中心距先畫軸心線，再畫軸及軸承；l先畫箱內(nèi)，后畫箱外；先畫箱內(nèi)，后畫箱外；l先粗畫，后細畫；先粗畫，后細畫；l先畫俯視圖，再畫主視圖，最后畫側(cè)先畫俯視圖，再畫主視圖，最后畫側(cè)視圖；視圖；l圖面布置，上下左右要適當勻稱。圖面布置，上下左

21、右要適當勻稱。l機座壁厚：按二級齒輪減速器中心距a選擇壁厚；l軸承座旁螺栓扳手空間p扳手空間大操作方便，但h太大螺栓太長，安裝不便，且要合于螺栓長度系列l(wèi)螺栓中心到機座外壁距離l螺栓中心到機座外凸邊緣尺寸l起蓋螺釘起蓋螺釘：起蓋用：起蓋用 ，兩個對角線布置。，兩個對角線布置。l定位銷定位銷：鏜軸承孔定位用，錐度：鏜軸承孔定位用，錐度 1：50 兩個，兩個， 對角線布置。對角線布置。l觀察窗觀察窗：注油、觀察兩對齒輪嚙合情：注油、觀察兩對齒輪嚙合情況，以能進手為宜。況，以能進手為宜。l通氣器通氣器：平衡機體內(nèi)外壓力。：平衡機體內(nèi)外壓力。l吊鉤吊鉤：起吊整機用，與底座鑄出。：起吊整機用，與底座鑄出

22、。l起蓋吊耳起蓋吊耳：起吊蓋，與上蓋一同鑄出。：起吊蓋，與上蓋一同鑄出。l油標尺油標尺：測量油面深度，要有最高液：測量油面深度，要有最高液面，最低液面刻度。位置設計要防止面，最低液面刻度。位置設計要防止拔不出油標或油外溢。拔不出油標或油外溢。l放油塞放油塞：更換潤滑油的出口，設計在：更換潤滑油的出口，設計在箱體底座最低位置處。箱體底座最低位置處。l1）各視圖應能完整表達箱內(nèi)外結構）各視圖應能完整表達箱內(nèi)外結構（達到使他人能拆圖的目的）；（達到使他人能拆圖的目的）；l2）符合制圖國家標準，零件編號，標）符合制圖國家標準，零件編號，標題欄，明細表，技術要求等應齊全；題欄，明細表，技術要求等應齊全；

23、l3）標注尺寸）標注尺寸p特性尺寸特性尺寸：齒輪中心距及公差值。齒輪中心距及公差值。p外廓尺寸外廓尺寸：長長、寬寬、高高 ，外伸端軸長。，外伸端軸長。p安裝尺寸安裝尺寸：地腳螺釘孔徑及定位尺寸、地腳螺釘孔徑及定位尺寸、孔距、外伸端軸中心高?？拙?、外伸端軸中心高。p配合尺寸配合尺寸：齒輪與軸、軸承內(nèi)外圈、鍵齒輪與軸、軸承內(nèi)外圈、鍵槽、外伸端與聯(lián)軸器。裝配圖上標注公槽、外伸端與聯(lián)軸器。裝配圖上標注公差代號。差代號。l 4）列出減速器特性）列出減速器特性p功率、轉(zhuǎn)速、傳動比。功率、轉(zhuǎn)速、傳動比。l1、中間軸或齒輪中間軸或齒輪（低速級大齒輪）（低速級大齒輪）l2、要求：、要求：p標出全部尺寸及公差值、形位置公差、標出全部尺寸及公差值、形位置公差、粗糙度、材料及熱處理方法、技術要求粗糙度、材料及熱處理方法、技術要求等；等；p軸的鍵槽處要有移出剖面；軸的鍵槽處要有移出剖面；p齒輪或齒輪軸列出參數(shù)表。齒輪或齒輪軸列出參數(shù)表。 l1、頁數(shù)不少于、頁數(shù)不少于20頁（頁（16開開/B5）p（0）封面）封面p（1） 目錄（標題及頁次）目錄（標題及頁次）p（2） 設計任務書（設計題目）設計任務書（設計題目）p（3） 傳動系統(tǒng)的方案設計傳動系統(tǒng)的方案設計p（4） 電動機選擇電動機選擇p（5） 傳動比的分配傳動比的分配p（6） 傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)計算傳動系統(tǒng)的運