机械设计课程设计2013级讲述

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1、机械设计课程设计机械设计课程设计 工业1301-1302 机工1305-1320 机设1301-1307 2015.12.28-2016.1.14 一、目的、内容和要求 1、课程设计的目的 （1）培养分析和解决工程实际问题的能力。 （2）掌握机械设计的一般方法。 （3）基本技术能力训练。 2、课程设计的内容 （1）减速器装配图1张（A1图纸）； （2）零件图3张（低速轴、低速轴上大齿轮、 箱座）； （3）设计说明书1份（20页以上或6000字以上） 。 阅读任务书和课程设计手册，准备绘图用 具和图纸等；计算电机的功率、转速，选择 电机型号，确定总传动比和分配各级传动比 ，计算各轴的功率、转速、

2、转矩。 3、课程设计的进度 （1）传动装置总体设计 1天（周二 12.29） 周三上午上交指导教师：电机型号（ 包括额定功率、同步转速）、总传动比、分 配的各级传动比等。 （2）各级传动零件设计 1天（周三 12.30） 设计减速器内、外的齿轮、带轮等传动零件。 确定减速器内、外的齿轮、V带及带轮 等传动零件的主要尺寸及型号。 周四上午上交指导教师：齿轮模数、齿 数、螺旋角、分度圆直径、中心距等；V 带型号、基准长度、V带根数、传动中心 距、带轮基准直经等， 列表表示参数。 减速器内两级圆柱齿轮传动的，至少一 级采用斜齿圆柱齿轮传动。 （4）减速器装配图设计 7天 （19周一 - 19周日 2

3、016.1.4-2016.1.10） （5）零件工作图设计 2天 （20周一- 20周二 2016.1.11-2016.1.12 ） （6）编写设计说明书 1天 （20周三 2016.1. 13） （7）课程设计答辩 20周四（2016.1.14）上午或下午答辩 同时将设计图纸和说明书装袋，上交老师 （3）轴及箱体尺寸设计 1天 （周四12.31） (1) 独立完成设计任务，不得抄袭他人 (2) 正确处理理论计算与结构设计的关系 (3) 正确使用标准和规范 (4) 成绩判定：考勤+图纸+说明书+答辩 （包括平时答疑和质疑） 4、课程设计要求 课程设计时间： 上午 8:00 11:50 下午 1

4、:30 5: 00 晚上 6:00 8: 30 同学们每天上、下午必须按时在指定的设计 教室进行课程设计，不得迟到和早退。 班 级 设 计 教 室 指导老师 工业1301-02 图书馆803南部 王桂从 机工1305-06 图书馆803南部 任升峰 机工1307-08 图书馆803南部 张在美 机工1309-10 图书馆803南部 赵 东 机工1311-12 图书馆803南部 张清萍 机工1313-14 图书馆803北部 高常青 机工1315-16 图书馆803北部 王文明 机工1317-18 图书馆803北部 李坤山 机工1319-20 图书馆803北部 王 潍 班 级 设 计 教 室 指导

5、老师 机设1301-02 图书馆803北部 李长春 机设1303-04 图书馆803中部东 王砚军 机设1305-06 图书馆803中部东 王玉增 机设1307 图书馆803北部 杨 雪 题号 参数 12345678910 工作机轴上的 功率PW/kW 2.12.2 2.3 2.42.52.62.72.83.03.2 工作机上的转 速n/(r/min) 20222425262830323436 设计螺旋输送机传动装置 已知条件： 1、螺旋筒轴上的功率 PW= kW； 2、螺旋筒轴上的转速 nW= r/min； 3、三班制，连续单向运转，载荷较平稳； 4、使用折旧期10年； 5、室外工作，灰尘较

6、大，环境最高温度35； 6、三相交流电，电压380/220V； 7、三年一次大修，二年一次中修，半年一次小修； 8、一般机械厂制造，单件生产。 (a) (b) (c) 题号 参数 12345678910 输送带工作拉 力F/kN 7.06.56.05.55.25.04.84.54.24.0 输送带工作速 度v/(m/s) 1.11.21.31.41.51.61.71.81.92.0 400 400 400 450 400 500 450 400 450450 设计带式输送机传动装置 滚筒直径D 1、输送带工作拉力F = kN； 2、输送带工作速度v = m/s； 4、两班制，连续单向运转，载荷

7、较平稳； 5、使用折旧期8年； 6、室外工作，灰尘较大，环境最高温度35； 7、三相交流电，电压380/220V； 8、四年一次大修，二年一次中修，半年一次小修； 9、一般机械厂制造，小批量生产。 3、滚筒直径D = mm； (d) 5、设计题目（两个班合在一起排序） 每大组学号1-10： 设计螺旋输送机传动装置(a)方案， 分别对应1-10数据 每大组学号11-20：设计螺旋输送机传动装置(b)方案， 分别对应1-10数据 每大组学号21-30：设计螺旋输送机传动装置(c)方案， 分别对应1-10数据 每大组学号31-40：设计带式输送机传动装置(d)方案， 分别对应1-10数据 每大组学号

8、31-40：设计带式输送机传动装置(d)方案， 分别对应1-10数据 每大组学号41-50：设计螺旋输送机传动装置(a)方案， 分别对应1-10数据，以此类推 序号小的班在前，再按点名册顺序号排列，缺号不上提（以 老师改作业的排号为准）。私自改号设计，指导老师降分处理 。 二、传动装置的总体设计 内容：确定传动方案、选择电动机型号、合 理分配传动比、计算传动装置的运动和动力 参数。 1、确定传动方案（已知） 2、选择电动机 1) 选择电动机类型和结构型式 无特殊要求时应选用交流电机，交流电机常用 Y系列三相鼠笼型异步电动机，属于一般用途 的自扇冷式电动机，同一类型的电动机有几种 安装形式，根据

9、安装条件选择。 2) 选择电动机的功率(容量) 选择电动机功率：应保证电动机的额定功率 Ped工作机所需的电动机功率Pd 工作机所需电动机的功率 工作机所需功率 总效率(电动机至工作机) 3) 确定电动机转速 电动机转速的可调范围： 各级传动机构的合理传动比范围。 对于Y系列电动机，多选用同步转速为 1500r/min或1000r/min的电动机。 选定转速和计算出所需功率后，查出电动机 的型号、额定功率、满载转速、外形尺寸、安 装尺寸、电动机中心高、轴伸尺寸（直径、长 度、键尺寸）。 设计计算传动装置时，通常用工作机所需电 动机功率Pd进行计算，而不用电动机额定功率 。 传动装置的转速用电动

10、机的满载转速nm计算 ，而不用同步转速计算。 合理选择和分配各级传动比，主要考虑以下 几点： 1)各级传动比均在推荐范围内，不得超过最大 值（见表1-8或表13-2）。 V带传动i=2-4，圆柱齿轮传动i=3-5，圆锥 齿轮传动i=3左右。 2)尽量使传动装置的外廓尺寸紧凑或重量较轻。 3)各级传动零件应做到尺寸协调、结构匀称合 理，避免干涉碰撞。 4)尽量使各级大齿轮浸油深度合理。 4、计算传动装置的运动参数和动力参数 1) 各轴转速 由电动机的满载转速推出。 2) 各轴输入功率 由工作机所需电动机的功率推出。 3) 各轴输轴输 入转转矩 由计计算出的各轴转轴转 速、输输入功率计计算出各轴轴

11、 输输入转转矩。 三、传动零件的设计计算 1、选择联轴器的类型和型号 在说明书上计算，图中不需画出联轴器的结 构，轴部分需画出结构和标出尺寸。 2、V带传动的设计计算 V带的型号、根数、带的长度；带轮直径、带 轮宽度和V带传动的中心距等尺寸。 3、圆柱齿轮传动、圆锥齿轮传动 齿轮的模数、齿数、螺旋角，带轮直径、带 轮宽度和V带传动的中心距等尺寸。 四、轴、键、轴承的强度校核 1、校核轴危险截面的强度 根据转矩确定轴的最小直径，结构设计轴的各 段长度和直径。根据当量弯距图，分析最大应力 可能发生的截面进行校核。 2、键的挤压强度校核 键的尺寸根据轴径选bh，按轴的长度选键长， 且符合标准。 3、

12、滚动轴承寿命计算 根据轴承所在轴位置确定轴承内径，轴承使用 场合（载荷大小、方向、转速）选轴承类型、 直径系列等，计算轴承寿命，或已知轴承所受 载荷、转速、预期寿命等选轴承型号。 五、减速器机体设计 1、轴承座部位设加强筋 （P164） 机座、机盖筋厚，铸件拔模斜度 2、轴承座旁联接螺栓位置 紧靠轴承的螺栓有足够的扳手空间（确定高度 ） 3、齿轮、轴承润滑、密封 轴外伸部位需要密封，齿轮：12m/s浸油 润滑，齿轮齿顶到油池底面距离不应小于(30 50)mm，大齿轮浸油应超过1个全齿高，选择 润滑油的类型、粘度。 滚动轴承润滑：轴承内径圆周速度2m/s-飞溅润滑，箱座与箱盖结合 面上开油沟，采

13、用全损耗系统用油L-AN32等 。 4、凸缘联接螺栓间距 一般150200mm，均匀布置 。 5、机座、机盖厚度、凸缘厚度 （P164） 由于采用铸造，计算值若大于8mm，按实 际值圆整，若计算出小于8mm，厚度可取 8mm 。 六、减速器附件设计（P167-168） 1、窥视孔盖和窥视孔 查看啮合情况 2、放油螺塞 将减速器中含有杂质的油放出， 应设置在减速器内腔的最低位置。 3、油标 测量油的深度 4、通气器 减速器内产生的热空气放出，在 减速器内腔的最上部。 5、启盖螺钉 将箱座与箱盖分开 6、定位销 确定箱座与箱盖的准确位置，定位 作用，一般放置两个，两销距离越远越好。 7、环首螺钉、

14、吊环和吊钩 起吊箱盖或整个减速器。 不合理结构： （1）插孔位置太高，测油杆不便插入和拔出，凸台无法加工 。 不合理结构： （2）放油孔位置偏高，箱内的油放不干净。 不合理结构： （3）轴承盖螺钉设计在剖分面上。 不合理结构： （4）各轴承座孔外端面不平齐，不利于加工。 不合理结构： （5）定位销孔位置不当。 七、装配图设计 1、选择合适比例尺 将A1图纸分成四等份，画三个视图，右下脚 有标题栏(选择国标，180mm宽)、明细表(非标 零件要编图号，与零件图相对应)、技术要求 等标注。 2、以齿轮为中心设计 先画主视图、俯视图 主视图：分度圆、中心距，箱盖内、外壁， 箱体底部； 俯视图：齿轮宽

15、度中心向两边延伸齿轮至 箱体内壁距离、轴承至箱体内壁距离、轴承宽 度（轴承选择）、箱体与箱盖结合面上固定螺 栓距离内壁、外壁的尺寸等。 3、配合标注、尺寸标注 轴与齿轮配合、轴与联轴器配合、轴承与 轴配合、轴承与座孔配合、带轮与配合等。 总体尺寸（长、宽、高）、安装尺寸、配合 尺寸、中心距等。 4、编写技术要求、技术特性和明细表 技术要求包括装配、调整、检验、润滑和密 封、维护等方面内容。 减速器的技术特性包括输入功率、转速、额 定输出转矩、总传动比、齿轮的参数(如模数、 齿数、螺旋角等)。 明细表是减速器所有零件的详细目录，每一 种零件都要在明细表中列出。 八、零件图设计、设计说明书 大齿轮

16、、大齿轮轴两个零件图用A2图纸设计 ，箱座零件图用A1图纸设计。零件图中要清楚 地表达零件内、外部的结构形状，并使视图数 量最少表注尺寸要足够而不多余，尺寸公差、 形位公差和表面粗糙度（所有表面都要有）的 选取要合理，技术要求等。 设计说明书用纸从教材科领取，编写要求见 课程设计指导书P211。 计算说明书是设计计算的整理和总结，是图纸 设计的理论根据，而且是审核设计的技术文件之 一。说明书的内容和设计任务有关，对于本课程 设计，其说明书的内容大致包括： 1、内容 (1) 目录（标题及页次）； (2) 设计任务书； (3) 前言（题目分析，传动方案的拟定等）； (4) 电动机的选择及传动装置的运动和动力参数 计算； (5)