機械設計基礎課程設計yu-new

機械設計基礎課程設計

時間：15~16周指導教師：于明禮課程設計的目的、內容及要求準備工作設計步驟時間安排答辯與成績評定課程設計的目的、內容及要求“兩線”：課程教學→設計實踐“三性”：實踐性、綜合性、創(chuàng)新性一、目的1、綜合運用機械設計及其他先修課的知識，進行機械設計訓練，使已學知識得以鞏固、加深和擴展；2、通過設計實踐，熟悉掌握機械設計的一般規(guī)律，培養(yǎng)分析問題和解決工程問題的初步能力，逐步樹立正確的設計思想，增強創(chuàng)新意識和競爭意識；3、通過設計計算、繪圖以及運用技術標準、規(guī)范、設計手冊等有關設計資料，進行全面的機械設計基本技能和獲取資料能力的訓練。二、內容：設計一般機械中的傳動裝置(P1)課程設計的目的、內容及要求（1）傳動方案的分析和擬定；（見設計任務書）（2）電動機的選擇，傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算；（3）主要零件的設計計算或選擇：帶、齒輪、軸、軸承、鍵、聯(lián)軸器；（4）繪制減速器裝配圖(A0)；（5）零件工作圖設計（A2,輸出軸及輸出軸上的齒輪）；（6）編寫設計計算說明書；（7）答辯。課程設計的目的、內容及要求裝配圖A0圖紙三視圖（參考P174圖例）標題欄、明細表、技術要求尺寸標注（外形尺寸，安裝、配合、特征尺寸）課程設計的目的、內容及要求輸出軸上的軸、齒輪A2零件圖各一張參數(shù)表全部尺寸標注（尺寸公差、形位公差）課程設計的目的、內容及要求課程設計的目的、內容及要求設計說明書一份（P64）課程設計的目的、內容及要求1）封面（P65：圖1－48）2）目錄3）任務書（P206：附錄1）4）計算過程5）小結6）參考資料（資料的編號、作者、書名、出版單位及出版年月）

例:[1]朱如鵬,郭學陶,機械設計課程設計,北京:航空工業(yè)出版社,1995.[2]李繼慶,李育錫,機械設計基礎,北京:高等教育出版社,2006.封面T1T2T3T430002500前言（題目分析，傳動方案的擬定等）；電動機的選擇及傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算；傳動零件的設計計算(確定帶傳動及齒輪傳動的主要參數(shù))；軸的設計計算及校核；箱體設計及說明鍵聯(lián)接的選擇和計算；滾動軸承的選擇和計算；聯(lián)軸器的選擇；潤滑和密封的選擇；減速器附件的選擇及說明；計算過程課程設計的目的、內容及要求注意：（P66）說明書格式編寫說明書的要求(1)論述清楚，文字精煉，計算正確，書寫工整。(2)按格式書寫，采用統(tǒng)一格式的封面，裝訂成冊。(3)說明書中應附有必要的插圖。(4)計算中所引用的公式和數(shù)據(jù)應有根據(jù)，并注明其來源(如由資料×)等。[×]p．×式(5)說明書中每一自成單元的內容，應有大小標題，使其醒目便于查閱。

(6)計算部分書寫。首先列出用文字符號表達的計算公式，再代入各文字符號的數(shù)值，最后寫下計算結果(7)所選主要參數(shù)、尺寸和規(guī)格及主要的計算結果，寫在每頁右側留出的約25mm寬的長框內。準備工作1、準備資料（手冊、圖冊）、工具（計算器、草稿本、圖紙、報告紙、資料袋）2、明確設計任務3、工作條件：（P206）輕微振動載荷室內成批單向傳動使用期限：長期使用軸承使用壽命：10000小時4、了解設計過程圖紙和資料袋在本教研室王江老師處購買

(A621384892501)設計步驟設計準備傳動裝置總體設計裝配圖設計零件工作圖設計編寫設計說明書設計總結及答辯傳動零件設計計算閱讀設計任務書，明確設計任務；拆裝減速器；閱讀課程設計指導書；準備設計資料及繪圖工具擬定傳動方案；選擇電機；計算傳動裝置運動和動力參數(shù)（確定總傳動比，分配各級傳動比，計算各軸轉速、功率、轉矩等）初繪減速器裝配草圖；軸系部件的結構設計以及軸、軸承、鍵連接等的計算；減速器箱體及附件設計；最后標注尺寸，列明細表，寫技術要求，完成裝配圖各級傳動件的設計計算繪制指定的零件工作圖整理和編寫課程設計計算說明書進行課程設計總結。完成答辯準備工作時間安排（參考）12.05：設計準備工作、傳動裝置總體設計、傳動零件設計計算12.06-12.09：繪制草圖，

12.06軸的結構設計,選擇軸承、聯(lián)軸器，校核軸強度、軸承壽命、鍵強度；

12.07軸上零件結構設計(齒輪、套筒、甩油環(huán)等),軸承蓋結構設計（軸承組合設計、潤滑、密封）

12.08箱體及附件

11.09（周五）檢查草圖12.10-12.12：正圖（裝配圖）

12.13：正圖（零件圖）

12.14：整理說明書(6000～8000字或A4紙20頁)12.15-12.16：答辯1、上機時間必須在指定的設計教室進行設計，不得遲到和早退；2、保持設計教室安靜、清潔、文明；3、獨立完成，可以相互討論，但不得抄襲。注意事項：4、每人準備一個草稿本設計中考慮的問題及一切計算都寫在草稿本上，以便隨時檢查、修改；從參考書中摘錄的資料、數(shù)據(jù)，記錄在草稿本上記錄按說明書格式寫，行距盡量大一些，以便記錄的修改內容1、圖紙結構、投影、標注及數(shù)據(jù)是否正確，線條是否符合制圖標準，圖面是否整潔，字跡是否工整等；2、設計計算說明書：設計計算是否正確、完整、字跡是否工整、整潔等；3、設計表現(xiàn)：是否遵守紀律、設計態(tài)度端正，能否按進度獨立完成工作量，是否遲到早退等；（出勤率）4、答辯成績。

成績評定：答辯與成績評定答辯1、提交草圖（大作業(yè)）、正圖和說明書；2、隨機抽取并回答2道問題（5分鐘準備時間）；3、回答教師關于具體設計內容的提問。1、原則性錯誤(軸系結構設計錯誤、潤滑密封結構錯誤、視圖之間不對應，裝配圖、零件圖與說明書不一致)，出現(xiàn)一處成績降一等，出現(xiàn)三處以上者不及格；2、作圖不規(guī)范、線型不清楚，酌情降一到二等；3、細節(jié)錯誤（漏線、多線、線型錯誤等）每出現(xiàn)3處降一等，出現(xiàn)10處以上者不及格；4、對關鍵零部件的設計過程不能正確說明者不及格。評分標準補充說明：答辯與成績評定P.26表1-9，表1-10P.27表1-9，表1-10傳動裝置的總體設計一、分析和擬定傳動裝置的運動簡圖（P4～P9自學）傳動方案已定（任務書中簡圖）；一人一題（題號分配）。1、電動機類型：均用Y系列電動機二、選擇電動機類型及功率（P10～P14）2、

確定電動機功率：

電動機所需輸出功率：Pd=Pw/η

（1－1）Pw―工作機所需功率（取決于工作阻力及運行速度）η―電動機至工作機之間傳動裝置的總效率工作機所需功率：

Pw=FV/1000

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

F―工作機的工作阻力（N）

V―工作機卷筒的線速度（m/s）

T－工作機的工作阻力矩（Ｎ·m）

n―工作機卷筒的轉速（r/min）

ω―工作機卷筒的角速度（rad/s）傳動裝置的總體設計η―電動機至工作機傳動裝置的總效率

η=η0

η1

η2…ηn

傳動裝置中每一級傳動副、每對軸承、每個聯(lián)軸器及卷筒的效率的效率，見P69表2－5

傳動裝置的總體設計電動機額定功率Pm:

Pm>Pd

Pd－電動機所需輸出功率

Pm－電動機額定功率

Pm＝（1～1.3）Pd（參見P12例1)功率相同的同類電機有不同的轉速：

電機轉速高、轉矩小→外廓尺寸小、重量輕、價格便宜。但在總傳動比相同條件下，傳動裝置傳動比大→尺寸及重量大、價格高，故二者應綜合考慮。本設計一般用同步轉速為1500及1000r/min兩種電動機轉速（用滿載轉速nm計算：1450及960r/min

）。三、確定電動機轉速傳動裝置的總體設計nm/n=i0i1i2

n―工作機轉速i0、i1、i2―各級合理傳動比四、選定電動機Y

XXX△xX￣￣￣￣￣￣￣￣￣Y系列三相中心高機座長同一機座和轉極數(shù)異步電動機度代號速下不同的功率序號傳動裝置的總體設計②設計計算傳動裝置各級轉速時，按電動機滿載進行計算。不能按同步轉速1000r/min或1500r/min注：①設計計算傳動裝置各級功率時，按電動機實際功率Pd進行計算。

Pd＜Pm

，Pm為額定功率，Pd作為設計功率！計算傳動裝置的總傳動比及分配各級傳動比一、總傳動比ia=nm/n原則：P15-17二、分配傳動比指導書P14-181、各級傳動比應在推薦范圍內（P69：表2－5）；

2、i帶不能太大，以免大帶輪半徑超過減速器箱座中心高，造成安裝困難；

i帶＝2～４可取偏小些的值（2～2.5）注：傳動件的參數(shù)確定后，驗算傳動比的誤差，應滿足

δi≤±(3～5)%計算傳動裝置的總傳動比及分配各級傳動比傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算一、各軸轉速i0

電機至I軸的傳動比i1I軸至II軸的傳動比i2II軸至III軸的傳動比二、各軸輸入功率P18-20傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算Pd

電機的實際輸出功率三、各軸輸入轉矩P19傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算列表（表1-8，P20）

傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算傳動零件的設計計算開式齒輪傳動、V帶傳動一、減速器外傳動零件設計(P36)

確定傳動零件的材料、熱處理方法、參數(shù)、尺寸和主要結構，為設計裝配草圖做準備。原始數(shù)據(jù)：設計任務書給定的工作條件傳動裝置運動和動力參數(shù)計算得出的數(shù)據(jù)

先計算減速器外的傳動零件，確定其實際傳動比，然后修改減速器傳動比，再進行減速器內零件設計。二、減速器內傳動零件設計（P36-37）傳動零件的設計計算圓柱或圓錐齒輪傳動：設計時應注意以下幾點：（1）齒輪傳動的幾何參數(shù)和尺寸分別進行標準化、圓整或計算其精確值；中心距取標準值或使尾數(shù)為0或5mm（2）具體結構尺寸可參見（教材或機械設計手冊）；（3）幾何尺寸、參數(shù)的計算結果應及時整理并列表。1.了解和熟悉減速器的結構特點，設計內容和方法。（翻閱資料，參觀或拆裝減速器）畫草圖前的準備：2.根據(jù)減速器設計任務書上的技術數(shù)據(jù)和設計要求，選擇計算出零部件的結構和主要尺寸，并匯總和檢查繪制裝配圖時所需要的技術資料和數(shù)據(jù)：（1）確定各級傳動的中心距、最大圓直徑和寬度（輪轂和輪緣）等主要尺寸；（2）選出電動機類型和型號，并查出其軸徑和軸伸尺寸；（3）選出聯(lián)軸器的類型和型號，并查出兩端軸孔直徑和孔寬等有關裝配尺寸；3.確定滾動軸承類型及軸的支承型式（兩端固定或一端固定一端游動），軸承的具體型號可暫時不確定。4.根據(jù)軸上零件的受力、固定和定位等要求，初步確定軸的階梯段。具體尺寸暫不定。5.確定箱體的結構方案（整體式或剖分式）和軸承端蓋形式。6.選定圖紙幅面及繪圖比例。減速器裝配草圖設計一、確定箱體內壁和軸承座端面的位置：裝配草圖設計第一步（1-1.5天）基本內容：確定各傳動零件間及箱體內壁位置；進行軸的結構設計、初選軸承型號和確定軸承位置；對軸、軸承及鍵聯(lián)接等進行校核計算。P40表1-13P42圖1-34或P43圖1-35二、軸的結構設計1.初步估算軸徑2.確定軸的各段直徑階梯軸各段直徑的變化是根據(jù)軸上零件的受力、安裝、固定及對軸表面粗糙度、加工精度等要求而定的。軸上裝有軸承、齒輪、帶輪和聯(lián)軸器處的直徑應取標準值3.軸的各段軸向尺寸

各軸段的長度主要取決于軸上的零件（齒輪、帶輪和軸承等）的寬度以及相關零件（箱體軸承座和軸承端蓋等）的軸向位置和結構尺寸。（1）安裝齒輪、帶輪等盤類零件的軸段，應略短于相配輪轂的寬度。（為什么？）（2）裝鍵的軸段，應使鍵槽靠近直徑變化處，以便于安裝時鍵與槽對準。若采用過盈配合固定軸上零件時，為便于裝配，直徑變化可用錐面過渡，錐面大端應在鍵槽直線部分。（3）當軸承位于整個軸的一端時，軸的外側一般與軸承外側對齊。（4）軸的外伸長度與外接零件及軸承端蓋的結構有關。三、軸、軸承及鍵連接的校核計算裝配草圖設計第二步（1天）主要內容：設計傳動零件、軸上其它零件、軸的支承等具體結構1.齒輪的結構設計（參考教材或手冊）2.滾動軸承組合設計和軸承蓋結構P40表1-13、P42圖1-343.軸承的潤滑與密封當軸承采用脂潤滑時，為防止軸承中的潤滑脂被箱內齒輪嚙合時擠出的潤滑油沖刷、稀釋而流失，須在軸承內側設置甩油環(huán)（封油盤）。若軸承旁的小齒輪的齒頂圓小于軸承的外徑，為防止齒輪嚙合時（特別是斜齒輪嚙合和高速轉動時）所擠出的熱油大量沖向軸承內部，增加軸承的阻力，常設置擋油盤（沖壓、鑄造或車制）。4.軸外伸出的密封密封形式選擇主要取決于密封處軸表面的圓周速度、潤滑劑的種類、工作溫度、周圍環(huán)境等裝配草圖設計第三步（1-1.5天）主要內容：箱體及其附件的結構設計以及必要的驗算（如熱平衡）次序：先箱體，后附件；先主體，后局部；先輪廓后細節(jié)。且在三個視圖上同步進行1.箱體高度齒頂圓到油池底面距離不小于30~50mm，且能容納一定量的潤滑油。2.箱體要有足夠的剛度軸承座、箱體底座等受載荷較大處壁厚加大。一、箱體結構設計3.軸承座螺栓凸臺的設計

為提高軸承座處聯(lián)接剛度，座孔兩側螺栓距離S應盡量靠近（以不與端蓋螺釘孔干涉為原則），同時留出足夠的扳手空間。4.設置加強肋板5.箱蓋外輪廓的設計

箱蓋外輪廓常以圓弧和直線組成。

高速軸一側的箱蓋外表面通常根據(jù)軸承座凸臺的結構尺寸來確定。一般可使軸承座螺栓凸臺位于箱蓋圓弧內側。

首先確定軸承座螺栓凸臺的位置和高度，再取R>R’畫出箱蓋圓弧。此處軸承凸臺