机械设计课程设计工院

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1、一、课程设计目的一、课程设计目的机械设计课程设计是工科院校机械类学生第一次较机械设计课程设计是工科院校机械类学生第一次较全面的机械设计训练，也是机械设计课程的一个重要全面的机械设计训练，也是机械设计课程的一个重要的实践性教学环节。的实践性教学环节。1.1.综合运用先修课理论，培养分析和解决工程综合运用先修课理论，培养分析和解决工程 实际问实际问题的能力。题的能力。2.2.学习简单机械传动装置的设计原理和过程。学习简单机械传动装置的设计原理和过程。3.3.进行机械设计基本技能训练。（设计计算、绘图、进行机械设计基本技能训练。（设计计算、绘图、使用技术资料）使用技术资料）1二、课程设计内容：二、课

2、程设计内容：1.1.方案设计方案设计(教师指定教师指定)和总体设计；和总体设计；2.2.各级传动零件的设计计算；各级传动零件的设计计算；3.3.装配图、零件图的结构设计及绘制；装配图、零件图的结构设计及绘制；4.4.设计说明书；设计说明书；5.5.答辩。答辩。2三、课程设计具体步骤：三、课程设计具体步骤：1.设计准备设计准备阅读有关设计资料，研究分析设计任务书，熟阅读有关设计资料，研究分析设计任务书，熟悉设计条件和明确设计要求等。悉设计条件和明确设计要求等。2.机械传动装置总体设计机械传动装置总体设计主要包括传动方案的分析和拟定；原动机的选主要包括传动方案的分析和拟定；原动机的选择；传动装置运

3、动和动力参数的计算确定。择；传动装置运动和动力参数的计算确定。3.各级传动零件的主体设计各级传动零件的主体设计主要包括各个传动零件主要参数和尺寸的确定，主要包括各个传动零件主要参数和尺寸的确定，并并验算系算系统误差差3三、课程设计具体步骤：三、课程设计具体步骤：4.装配草图的设计绘制装配草图的设计绘制 包括分析和选定主要机械部件的结构方案；初包括分析和选定主要机械部件的结构方案；初绘装配草图，进行轴的结构设计，校验轴和键绘装配草图，进行轴的结构设计，校验轴和键强度，计算轴承寿命。进行传动零件的结构设强度，计算轴承寿命。进行传动零件的结构设计，轴承部件设计，箱体和箱上附属零件等的计，轴承部件设计

4、，箱体和箱上附属零件等的结构设计。结构设计。5.装配工作图的绘制和总成装配工作图的绘制和总成 主要包括装配工作图绘制；标注尺寸和配合；主要包括装配工作图绘制；标注尺寸和配合；技术要求及技术特性的确定。编写明细表和标技术要求及技术特性的确定。编写明细表和标题栏。题栏。4三、课程设计具体步骤：三、课程设计具体步骤：6.零件工作图的设计和绘制零件工作图的设计和绘制 主要包括零件结构尺寸的设计、零件图的绘制；主要包括零件结构尺寸的设计、零件图的绘制；精度等级及技术要求的确定。精度等级及技术要求的确定。7.编写设计计算说明书编写设计计算说明书 整理、编写设计计算说明书整理、编写设计计算说明书 。格式、内

5、容、附件格式、内容、附件3.总结和答辩总结和答辩 书面答辩为主。书面答辩为主。5四、课程设计任务四、课程设计任务带式输送机传动装置（二级圆柱齿轮减速器）带式输送机传动装置（二级圆柱齿轮减速器）。设计要求：要求：1.1.有有轻微冲微冲击，工作经常满载连续运转；，工作经常满载连续运转；2.2.原动机为电动机，齿轮单向传动；原动机为电动机，齿轮单向传动；3.3.运输带速度误差为运输带速度误差为5 5%；4.4.卷筒效率卷筒效率 =0.960.96 5.5.单班制工作（每班单班制工作（每班8 8小时）小时）,减速器使用寿命减速器使用寿命1010年，每年按年，每年按300300天计；天计；6.6.批量生

6、产。批量生产。6四、课程设计任务四、课程设计任务方案一方案一 方案二方案二7四、课程设计任务四、课程设计任务参数分配参数分配1 12 23 34 45 56 67 78 89 910101111运输带的拉运输带的拉力力 F(N)F(N)4010401047804780501050105480548060206020575057505150515061206120625062506460646065506550滚筒直径滚筒直径 D(mm)D(mm)40040042542545045047547550050040040042542545045047504750500500530530运输带速度运输

7、带速度 V(m/s)V(m/s)1.041.040.920.920.860.860.760.760.70.70.750.750.830.830.720.720.660.660.750.750.70.78五、参考资料五、参考资料1.1.课程设计指导书课程设计指导书课程设计指导书课程设计指导书 ；2.2.课程设计图册；课程设计图册；课程设计图册；课程设计图册；3.3.机械零件设计手册机械零件设计手册机械零件设计手册机械零件设计手册 含齿轮、带、轴、轴承、键、电机等内容；含齿轮、带、轴、轴承、键、电机等内容；含齿轮、带、轴、轴承、键、电机等内容；含齿轮、带、轴、轴承、键、电机等内容；4.4.机械设计

8、（教材）。机械设计（教材）。机械设计（教材）。机械设计（教材）。9五、参考资料五、参考资料1.1.课程设计指导书课程设计指导书课程设计指导书课程设计指导书 ；2.2.课程设计图册；课程设计图册；课程设计图册；课程设计图册；3.3.机械零件设计手册（含齿轮、带、轴、轴承、键、机械零件设计手册（含齿轮、带、轴、轴承、键、机械零件设计手册（含齿轮、带、轴、轴承、键、机械零件设计手册（含齿轮、带、轴、轴承、键、电机等内容）；电机等内容）；电机等内容）；电机等内容）；4.4.机械设计（教材）。机械设计（教材）。机械设计（教材）。机械设计（教材）。10五、设计步骤1 1、选择电动机机2 2、传动比分配比分

9、配3 3、计算各算各轴的的转速速4 4、齿轮传动设计6 6、计算算轴类零件零件5 5、验算系算系统误差差7 7、绘制装配制装配图和零件和零件图111、选择电动机选择电动机依据：功率选择电动机依据：功率P P，转速，转速n n 1 1）电动机功率计算）电动机功率计算P P 工作机功率工作机功率 ：P P ww=FV/1000=FV/1000（kwkw）其中已知：其中已知：F F输送带拉力输送带拉力 （N N）V V输送带速度输送带速度 （m/sm/s）电动机需要功率：电动机需要功率：P Pd d=P=P ww/(kw)/(kw)总效率总效率 ：=1 1.2 2.3 3 n n 1_ 1_卷筒轴承

10、效率卷筒轴承效率 2_ 2_ 卷筒效率卷筒效率 3_3_低速级联轴器效率低速级联轴器效率 4_ III4_ III轴轴承效率轴轴承效率 5_5_低速级齿轮啮合效率低速级齿轮啮合效率 6_ II6_ II轴轴承效率轴轴承效率 7_7_高速级齿轮啮合效率高速级齿轮啮合效率 8_ I8_ I轴轴承效率轴轴承效率 9_9_高速级联轴器效率高速级联轴器效率 (效率值查指导书效率值查指导书)122)2)电动电动机机转转速速计计算算n n 工作机转速工作机转速n nww ：因：因：V=(Dn)/60*1000(m/s)V=(Dn)/60*1000(m/s)故：故：n nww=(V*60*1000)/D(rp

11、m)=(V*60*1000)/D(rpm)其中：其中：V V输送机带速输送机带速 (m/s)(m/s)D D卷筒直径卷筒直径 (mm)(mm)电动机转速电动机转速:n:nd d=n=nwwi i总总=(8=(840)n40)nww（rpmrpm）其中：其中：i i总总=8=840 40 i i总总减速器传动比减速器传动比(总传动比总传动比)133）选定电动机n n根据求出的根据求出的P P、n n查手册。查手册。n n转速转速n n：建议选用同步转速为：建议选用同步转速为15001500（rpmrpm）n n功率功率P P：为使传动可靠，额定功率应大于计算功：为使传动可靠，额定功率应大于计算功

12、率，即率，即 P P额额Pd=PW/Pd=PW/总总 n n选定电动机：一般型号（选定电动机：一般型号（Y Y系列）；系列）；n n同步转速同步转速n n、满载转速、满载转速nmnm；n n额定功率额定功率P P额、轴的中心高；额、轴的中心高；n n电动机轴径、外伸长度；电动机轴径、外伸长度；n n起动转矩起动转矩/额定转矩的比值。额定转矩的比值。n n记下备用记下备用 142、传动比分配n n分配原则：各级传动尺寸协调，承载能力接近，分配原则：各级传动尺寸协调，承载能力接近，两个大齿轮直径接近以便润滑。（浸油深度）两个大齿轮直径接近以便润滑。（浸油深度）n n可参考指导书可参考指导书P17P

13、17图图1212推荐图。推荐图。153、计算各轴的n，P，T1 1）各各轴转轴转速速 电动电动机机轴轴:n:nmm（满载转满载转速）速）I I轴轴:n:nI I=n=nmm II II轴轴:n:n II II=n=nI I/i/i高高 2)2)各各轴输轴输入功率入功率 电动电动机机轴轴:P:Pd d=P=Pww/总总 I I轴轴:P:P I I=P=Pd d （联轴联轴器效率）器效率）II II轴轴:P:P I I I I=P=P I I*12 12 1212I I轴轴至至 II II轴轴效率效率163)3)各各轴轴扭矩扭矩T T电动机轴：电动机轴：T Td d=9550*P=9550*Pd

14、d/n/nmm（NmNm）I I轴：轴：T TI I=T=Td d II II轴：轴：T TII II=T=TI I*1212*I*I高高 计算出参数列表备用。计算出参数列表备用。轴轴轴轴 号号号号功率功率功率功率 P P P P扭矩扭矩扭矩扭矩 T T T T转速转速转速转速 n n n n传动比传动比传动比传动比i i i i电动机轴电动机轴电动机轴电动机轴 P P P Pd d d d T T T Td d d d n n n nmmmmi=1 i=1 i=1 i=1 I I I I 轴轴P P P PI I I I入入入入P P P PI I I I出出出出 T T T TI I I

15、I入入入入T T T TI I I I出出出出 n n n n I I I I II II II II 轴轴P P P PII II II II入入入入P P P PII II II II出出出出 T T T TII II II II入入入入T T T TII II II II出出出出 n n n n II II II II174、带传动设计1 1）采用斜采用斜齿圆齿圆柱柱齿轮闭齿轮闭式式软齿软齿面面传动传动；2 2）选选用中碳用中碳钢钢，传动传动用模数用模数m1.5-2mmm1.5-2mm；3)3)强强度度计计算中的功率用算中的功率用输输出功率；出功率；4)4)角方向确定角方向确定应应使中使

16、中间轴间轴的的轴轴向力有所抵消；向力有所抵消；5 5）=8-15=8-15，Z Z1 1=20-40=20-40，Z Z2 2=iZ=iZ1 1求出后求出后圆圆整；整；6 6）因因圆圆整整Z Z2 2时时i i变变化了故化了故须验须验算算传动传动比比误误差：差：i=i=（i-Zi-Z2 2/Z/Z1 1）/i100%/i100%5%5%7 7）为为使使图图面匀称，中心距：面匀称，中心距：a a高高约约120-140120-140左右，左右，a a低低约约 140-160140-160左右，左右，8 8）检查检查浸油深度，当高速浸油深度，当高速级级大大齿轮齿轮浸油浸油1 1个个齿齿高高 时时，低

17、速，低速级级大大齿轮齿轮浸油深度小于其分度浸油深度小于其分度圆圆半径的六半径的六分之一到三分之一，以降低分之一到三分之一，以降低搅搅油功耗。油功耗。185、齿轮传动设计1 1）采用斜采用斜齿圆齿圆柱柱齿轮闭齿轮闭式式软齿软齿面面传动传动；2 2）选选用中碳用中碳钢钢，传动传动用模数用模数m1.5-2mmm1.5-2mm；3)3)强强度度计计算中的功率用算中的功率用输输出功率；出功率；4)4)角方向确定角方向确定应应使中使中间轴间轴的的轴轴向力有所抵消；向力有所抵消；5 5）=8-15=8-15，Z Z1 1=20-40=20-40，Z Z2 2=iZ=iZ1 1求出后求出后圆圆整；整；6 6）

18、因因圆圆整整Z Z2 2时时i i变变化了故化了故须验须验算算传动传动比比误误差：差：i=i=（i-Zi-Z2 2/Z/Z1 1）/i100%/i100%5%5%7 7）为为使使图图面匀称，中心距：面匀称，中心距：a a高高约约120-140120-140左右，左右，a a低低约约 140-160140-160左右，左右，8 8）检查检查浸油深度，当高速浸油深度，当高速级级大大齿轮齿轮浸油浸油1 1个个齿齿高高 时时，低速，低速级级大大齿轮齿轮浸油深度小于其分度浸油深度小于其分度圆圆半径的六半径的六分之一到三分之一，以降低分之一到三分之一，以降低搅搅油功耗。油功耗。19 6、验算传动系统速度误

19、差n n输送带速实际输送带速实际V Vww在求解过程中与理论在求解过程中与理论V V发生了发生了变化，故应验算系统误差。变化，故应验算系统误差。n n （V-VV-Vww）/V100%/V100%5%5%n n若不满足应重新计算。若不满足应重新计算。207、计算轴类零件1 1）初估各初估各轴轴径，注意第径，注意第 I I 根根轴轴是否是否设计设计成成齿轮轴齿轮轴，对对 转轴进转轴进行弯扭合成行弯扭合成强强度度计计算。算。2 2）轴轴承的承的选择选择，同一根，同一根轴轴上的两个上的两个轴轴承型号相同。承型号相同。并并进进行寿命行寿命计计算。算。3 3）键键的的选择选择及及设计计设计计算（）。算（

20、）。提示提示：力的力的结结果取整数果取整数;齿轮齿轮几何参数精确到小数点后三位几何参数精确到小数点后三位;传动传动比精确到小数点后两位比精确到小数点后两位;螺旋角精确到秒螺旋角精确到秒;设计设计公式要写明来源出公式要写明来源出处处。21课程设计要求n n设计时间：设计时间：设计时间：设计时间：1 12 21414周，周，周，周，1414周周五答辩；周周五答辩；周周五答辩；周周五答辩；n n答疑：周一至周五上午；答疑：周一至周五上午；答疑：周一至周五上午；答疑：周一至周五上午；n n总成绩总成绩总成绩总成绩 =图纸图纸图纸图纸+说明书说明书说明书说明书+平时平时平时平时+答辩答辩答辩答辩 n n

21、标准档案袋内装：装配图零件图（标准档案袋内装：装配图零件图（标准档案袋内装：装配图零件图（标准档案袋内装：装配图零件图（+设计草图）、设计草图）、设计草图）、设计草图）、说明书（说明书（说明书（说明书（+草稿），说明书草稿），说明书草稿），说明书草稿），说明书A4A4纸用塑料抽条夹装纸用塑料抽条夹装纸用塑料抽条夹装纸用塑料抽条夹装好。好。好。好。n n说明书：封面、目录、任务书、正文、设计感想说明书：封面、目录、任务书、正文、设计感想说明书：封面、目录、任务书、正文、设计感想说明书：封面、目录、任务书、正文、设计感想（总结）、参考书目。（总结）、参考书目。（总结）、参考书目。（总结）、参考书目

22、。n n格式下载：格式下载：格式下载：格式下载：22草图设计1、准备工作（1 1）A0A0图纸一张，比例图纸一张，比例1:11:1，用尺规画，用尺规画 （2 2）主要传动件的参数计算完备（齿轮几何尺）主要传动件的参数计算完备（齿轮几何尺寸、轴径估算）寸、轴径估算）2、要求 （1 1）草图设计正确，迅速，主要结构要表达清草图设计正确，迅速，主要结构要表达清楚。各零件尺寸可随时标注在图纸上。楚。各零件尺寸可随时标注在图纸上。（2 2）草图不要求线型，同样零件可只画一个，）草图不要求线型，同样零件可只画一个，其它简画。其它简画。（3 3）所有零件尺寸随手画在草图上，以免再次）所有零件尺寸随手画在草图

23、上，以免再次查找。查找。231 1）输入）输入）输入）输入(出出出出)轴外伸端长度、直径应与联轴器孔径匹配。轴外伸端长度、直径应与联轴器孔径匹配。轴外伸端长度、直径应与联轴器孔径匹配。轴外伸端长度、直径应与联轴器孔径匹配。2 2）润滑剂和润滑方式的选择）润滑剂和润滑方式的选择）润滑剂和润滑方式的选择）润滑剂和润滑方式的选择 减速器内齿轮的润滑剂和润滑方式按圆周速度减速器内齿轮的润滑剂和润滑方式按圆周速度减速器内齿轮的润滑剂和润滑方式按圆周速度减速器内齿轮的润滑剂和润滑方式按圆周速度V V确定确定确定确定减速器内轴承的润滑剂和润滑方式按速度因数减速器内轴承的润滑剂和润滑方式按速度因数减速器内轴承

24、的润滑剂和润滑方式按速度因数减速器内轴承的润滑剂和润滑方式按速度因数dndn确定。确定。确定。确定。3 3）油底油面高度）油底油面高度）油底油面高度）油底油面高度30503050，以保证足够的油量。，以保证足够的油量。，以保证足够的油量。，以保证足够的油量。4 4）轴承盖选嵌入式结构。）轴承盖选嵌入式结构。）轴承盖选嵌入式结构。）轴承盖选嵌入式结构。5 5）齿轮与轴的结合方式可设计成齿轮与轴分离，也）齿轮与轴的结合方式可设计成齿轮与轴分离，也）齿轮与轴的结合方式可设计成齿轮与轴分离，也）齿轮与轴的结合方式可设计成齿轮与轴分离，也可以成齿轮轴。可以成齿轮轴。可以成齿轮轴。可以成齿轮轴。3.设计中

25、应注意的问题 244.草图设计步骤 按中心距先画轴心线，再画轴及轴承，按中心距先画轴心线，再画轴及轴承，先画箱内，后画箱外，先画箱内，后画箱外，先粗画，后细画，先粗画，后细画，先画俯视图，再画主视图，先画俯视图，再画主视图，最后画侧视图。最后画侧视图。布图上下左右要适当匀称。布图上下左右要适当匀称。25箱体结构设计 指导书指导书P26P26页页相关设计参数查表相关设计参数查表铸铁减速器机体结构尺寸铸铁减速器机体结构尺寸26减速器附件设计起盖螺钉起盖螺钉：起盖用：起盖用 ，两个对角线布置。，两个对角线布置。定位销定位销：镗轴承孔及安装定位用，锥度：镗轴承孔及安装定位用，锥度 1 1：50 50

26、两个，两个，呈呈对角线布置。对角线布置。观察窗观察窗：注油、观察两对齿轮啮合情况，以能进：注油、观察两对齿轮啮合情况，以能进手为宜。手为宜。通气器通气器：平衡机体内外压力。：平衡机体内外压力。27n n吊钩吊钩作用：起吊整机用，与底座铸出。作用：起吊整机用，与底座铸出。n n起盖吊耳起盖吊耳作用：起吊盖用，与上盖一同铸出。作用：起吊盖用，与上盖一同铸出。n n油标尺油标尺作用：测量油面深度，要有最高液面，最低作用：测量油面深度，要有最高液面，最低液面刻度。液面刻度。位置设计要防止拔不出油标或油外溢。位置设计要防止拔不出油标或油外溢。n n放油塞放油塞作用：更换润滑油的出口，设计在箱体底座作用：

27、更换润滑油的出口，设计在箱体底座最低位置处。最低位置处。28正式装配图设计1 1）各视图应能完整表达箱内外结构（达到使他人各视图应能完整表达箱内外结构（达到使他人能拆图的目的）能拆图的目的）2 2）符合制图国家标准，零件编号，标题栏，明细符合制图国家标准，零件编号，标题栏，明细表，技术要求等应齐全。表，技术要求等应齐全。3 3）标注尺寸标注尺寸 a.a.特性尺寸特性尺寸:齿轮中心距及公差值。齿轮中心距及公差值。b.b.外廓尺寸外廓尺寸:长长*宽宽*高高 ，包括外伸端轴长。，包括外伸端轴长。c.c.安装尺寸安装尺寸:地脚螺钉孔径及定位尺寸、孔距、外地脚螺钉孔径及定位尺寸、孔距、外伸端轴中心高。伸

28、端轴中心高。d.d.配合尺寸配合尺寸:齿轮与轴、轴承内外圈、键槽、齿轮与轴、轴承内外圈、键槽、外外伸端与联轴器。装配图上标注公差代号。伸端与联轴器。装配图上标注公差代号。4 4）列出减速器特性列出减速器特性 功率、转速、传动比。功率、转速、传动比。29零件图设计1.1.1.1.中间轴或齿轮（低速级大齿轮）中间轴或齿轮（低速级大齿轮）中间轴或齿轮（低速级大齿轮）中间轴或齿轮（低速级大齿轮）2.2.2.2.要求：标出全部尺寸、公差值、形位置公差、粗要求：标出全部尺寸、公差值、形位置公差、粗要求：标出全部尺寸、公差值、形位置公差、粗要求：标出全部尺寸、公差值、形位置公差、粗糙度、材料及热处理方法技术

29、要求等。糙度、材料及热处理方法技术要求等。糙度、材料及热处理方法技术要求等。糙度、材料及热处理方法技术要求等。3.3.3.3.轴的键槽处要有移出剖面，轴的键槽处要有移出剖面，轴的键槽处要有移出剖面，轴的键槽处要有移出剖面，4.4.4.4.齿轮轴列出参数表。齿轮轴列出参数表。齿轮轴列出参数表。齿轮轴列出参数表。30编写设计计算说明书1 1、字数、字数50005000左右（左右（A4A4）封面，目录，任务书，正文，参考文献、附录。封面，目录，任务书，正文，参考文献、附录。2 2、格式见指导书、格式见指导书 （P100P100）3 3、轴的弯扭矩图在同一张纸上，不能分页。、轴的弯扭矩图在同一张纸上，不能分页。31