机械设计课程设计讲义.ppt

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1、3 3巩固、加深和扩大在本课程和先修巩固、加深和扩大在本课程和先修课程中学到的知识。课程中学到的知识。一、课程设计的目的一、课程设计的目的1 1综合运用所学的知识和技能，树立正确综合运用所学的知识和技能，树立正确的设计思想，提高机械创新设计能力的设计思想，提高机械创新设计能力。2 2熟悉机械设计过程，掌握机械设计的一熟悉机械设计过程，掌握机械设计的一般方法和规律，学会使用设计资料、标准和般方法和规律，学会使用设计资料、标准和规范，通过设计实践，在机械设计基本技能规范，通过设计实践，在机械设计基本技能上得到训练。上得到训练。二、课程设计内容二、课程设计内容联轴器联轴器电动机电动机减速器减速器滚筒

2、滚筒三、选择设计题目（举例）三、选择设计题目（举例）1 1高架灯提升装置设计高架灯提升装置设计 数据编号：数据编号：1 1、2 2、3 3、4 4 学学 号：号：1 1、2 2、3 3、4 4 2 2卷扬机传动装置设计卷扬机传动装置设计 数据编号：数据编号：1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、8 8、9 9、10 10 学学 号：号：5 5、6 6、7 7、8 8、9 9、1010、1111、1212、1313、14143 3带式运输机传动装置设计带式运输机传动装置设计 1 1组组 数据编号：数据编号：1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、8 8、9 9、

3、10 10 学学 号：号：1515、1616、1717、1818、1919、2020、2121、2222、2323、24244 4带式运输机传动装置设计带式运输机传动装置设计 3 3组组 数据编号：数据编号：1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、8 8、9 9、10 10 学学 号：号：2525、2626、2727、2828、2929、3030、3131、3232、3333、3434 4.设计计算说明书1份（60008000字）。四、设计工作量四、设计工作量1.传动装置总体设计方案图1张；2.传动装置装配草图1张(0号坐标纸、手绘)；3.工作图：装配图1张、零件图2张（输出轴

4、和输出轴上传动零件）、计算机绘图,M1:1；五、课程设计基本步骤及参考进度五、课程设计基本步骤及参考进度1 1、课程设计的基本步骤、课程设计的基本步骤1.1 1.1 准备阶段准备阶段 研究设计任务书，分析设计题目，了解原始数据和工作条件，明确设计内容和要求；看减速器设计和制造录象片，做减速器拆装实验，阅读教材、课程设计指导书及图册，了解减速器产品及其设计过程，作出进度计划；借好图书1.2 1.2 传动装置总体设计阶段传动装置总体设计阶段 分析和拟订传动方案；选择电动机，计算总传动比并分配传动比；计算各轴转速、功率和转矩。1.3 1.3 传动装置设计计算阶段传动装置设计计算阶段 减速器外传动零件

5、的设计计算；计算减速器各齿轮参数、尺寸和两级中心距。1.4 1.4 减速器装配图设计阶段减速器装配图设计阶段 分析和选定减速器结构方案；绘制装配草图，进行轴和轴承、轴上零件、轴承部件的初步设计、计算；精确校核输出轴强度，计算输出轴上一对轴承的寿命及该轴上键的强度，选择联轴器；进行机体结构及其附件的设计；标注尺寸、减速器特性、技术要求，填写标题栏和零件明细表，检查、修正，完成装配图。1.5 1.5 零件工作图绘制阶段零件工作图绘制阶段 绘制减速器输出轴；绘制减速器输出轴上的大齿轮。1.6 1.6 设计计算说明书编写阶段设计计算说明书编写阶段 1.7 1.7 设计总结和答辩设计总结和答辩 2 2、

6、课程设计的参考进度、课程设计的参考进度两周两周三周三周三周课程设计三周课程设计 1准备阶段 第一周周1周2 2天 2传动装置总体设计阶段 第一周周3周4 2天 3传动装置设计计算阶段 第一周周5周6 2天 4减速器装配图设计阶段 第二周周1周6 6天 2天 5零件工作图绘制阶段 第三周周1周2 6设计计算说明书编写阶段 第三周周3周4 2天 7设计总结和答辩 第三周周51天 两周课程设计两周课程设计 1准备阶段 第一周周1周2 天 2传动装置总体设计阶段 第一周周2周3 1天 3传动装置设计计算阶段 第一周周3周4 天 4减速器装配图设计阶段 第一周第二周周5周6周1周24天 1天 5零件工作

7、图绘制阶段 第二周周3 6设计计算说明书编写阶段 第二周周4 1天 7设计总结和答辩 第二周周51天 六、成绩评定六、成绩评定 图纸质量、说明书、答辩情况及图纸质量、说明书、答辩情况及综合设计表现，按百分制评分。综合设计表现，按百分制评分。3机械零件设计图册机械零件设计图册七、参考书七、参考书1 1机械设计机械设计2 2机械设计课程设计机械设计课程设计 1.1.循序渐进，逐步完善和提高。循序渐进，逐步完善和提高。八、课程设计的要求八、课程设计的要求2.2.掌握机械设计基本技能，正确处理理论计掌握机械设计基本技能，正确处理理论计算与结构设计的关系。算与结构设计的关系。3.3.汲取传统经验，注重调

8、察研究，发挥主汲取传统经验，注重调察研究，发挥主观能动性和创新精神。观能动性和创新精神。4.4.提倡采用现代设计方法和手段，提高综合提倡采用现代设计方法和手段，提高综合设计能力。设计能力。同步转速：3000 1500 1000 750 级数：2 4 6 8一、原动机的选择一、原动机的选择常用：常用：Y Y系列三相异步电动机系列三相异步电动机1.1.选择电动机类型选择电动机类型电动机的安装及外形尺寸：电动机的安装及外形尺寸：2.确定电动机的功率(1)工作机所需电动机功率传动装置总效率 (2)确定电动机型号 例：查取电动机轴外伸端尺寸:-直径 -长度等二、传动装置总传动比的确定和分配二、传动装置总

9、传动比的确定和分配1.确定总传动比2.分配各级传动比减速器外传动比减速器传动比(1)各级传动比应在推荐范围内选取，不得超过最大值(4)圆锥圆柱齿轮减速器(2)两级展开式圆柱齿轮减速器分配原则:(3)两级同轴式圆柱齿轮减速器(5)蜗杆减速器目的：（目的：（1 1）尺寸协调）尺寸协调,互不干涉互不干涉高速级大齿轮与低速轴干涉高速级大齿轮与低速轴干涉带轮过大造成安装不便带轮过大造成安装不便（2 2）尺寸紧凑）尺寸紧凑,便于润滑便于润滑不同的传动比分配对外廓尺寸的影响不同的传动比分配对外廓尺寸的影响注意：注意：三、传动装置运动、动力参数计算三、传动装置运动、动力参数计算 （计算各轴的功率计算各轴的功率

10、P P、转速、转速n n和转矩和转矩T T）1.1.按工作机所需电动机功率按工作机所需电动机功率P Pd d计算，而不按电计算，而不按电动机额定功率动机额定功率P Peded计算。计算。2.2.设计轴时应按其输入功率计算设计轴时应按其输入功率计算,设计传动零件设计传动零件时应按主动轴的输出功率计算。时应按主动轴的输出功率计算。电动机轴电动机轴1轴轴2轴轴3轴轴滚筒轴滚筒轴 一、减速器外传动零件设计一、减速器外传动零件设计1.普通V带传动已知：P,n ,T,i。2.链传动已知：P ,n,T ,i。设计步骤：见教科书例题。1.高速级齿轮传动已知：P,n,T,i。设计步骤：见教科书例题。2.低速级齿

11、轮传动已知：P,n,T,i。设计步骤：见教科书例题。二、减速器内传动零件设计二、减速器内传动零件设计三、按转矩初步计算轴的最小直径三、按转矩初步计算轴的最小直径注意：1.键槽单键：加5%双键：加7%2.圆整为标准直径3.或按联轴器圆整直径四、验算工作速度误差四、验算工作速度误差五、减速器箱体结构尺寸五、减速器箱体结构尺寸注意：注意：、8，1.传动零件的结构和几何尺寸传动零件的结构和几何尺寸2.初步计算轴的直径初步计算轴的直径4.轴承类型以及润滑、密封方式轴承类型以及润滑、密封方式3.电动机输出轴的尺寸电动机输出轴的尺寸5.减速器箱体的结构减速器箱体的结构（表（表3-1）已知条件：已知条件：设计

12、内容设计内容:1.初绘装配草图初绘装配草图2.轴、轴承、键、联轴器的校核计算轴、轴承、键、联轴器的校核计算3.完成装配草图完成装配草图（边设计、边计算、边修改）（边设计、边计算、边修改）123451电动机电动机 2 联轴器联轴器 3减速器减速器 4运输带运输带 5卷筒卷筒 一、初绘装配草图一、初绘装配草图1.布置图：尽量选取布置图：尽量选取1 1的比例的比例3.初步计算轴直径初步计算轴直径2.画中心线，画中心线，da,d,b1,b2 画出三面内壁线。画出三面内壁线。1=2=3=815mm4.轴的结构设计轴的结构设计 确定各轴段直径和长度。确定各轴段直径和长度。5.箱体结构及其附件箱体结构及其附

13、件(1)箱体、箱盖。箱体、箱盖。(2)联接螺栓、启盖螺钉、定位销。联接螺栓、启盖螺钉、定位销。(3)吊钩、吊环螺钉。吊钩、吊环螺钉。(4)观察孔、油塞、油标、通气器。观察孔、油塞、油标、通气器。C1C2l12LA1LB1LC1LC2LB2LA21L1 阶梯轴结构阶梯轴结构d1d2d3d4d5d齿轮联轴器齿轮联轴器hrcL 外伸端安装联轴器的安装尺寸外伸端安装联轴器的安装尺寸dd5d1d2d3d4Bh弹性套柱销联轴器弹性套柱销联轴器rrl油油油润滑轴承的轴承盖结构油润滑轴承的轴承盖结构l1c1c2LC1LB1LA1按外接零件要求确定按外接零件要求确定LC2LB2LA2a1a22l23按外接零件要

14、求确定按外接零件要求确定LBLA3油润滑油润滑 3-5LA3LA312LLLLLLLA3按外接零件按外接零件安装要求确定安装要求确定LB3L3LB2LC22C1C2（58）C1C2aLB1LB1LC1LC31LA2 支点跨距与悬臂零件间的距离支点跨距与悬臂零件间的距离lB1 2 lC1 或或lB1ddlB1lC1密封件密封件轴用弹性挡圈轴用弹性挡圈用垫片调整锥齿轮轴向位置用垫片调整锥齿轮轴向位置D套杯结构与轴向位置的调整套杯结构与轴向位置的调整2套杯套杯小锥齿轮组合（正装）小锥齿轮组合（正装）LB1小锥齿轮组合（反装）小锥齿轮组合（反装）LB1二、验算轴、轴承、键、联轴器二、验算轴、轴承、键、

15、联轴器1.轴的计算轴的计算2.轴承的计算轴承的计算3.键的计算键的计算4.联轴器的计算联轴器的计算三、完成装配草图三、完成装配草图1.画出齿轮的结构及固定画出齿轮的结构及固定轴向轴向周向周向2.画出轴系的细部结构画出轴系的细部结构包括两个内容：包括两个内容：装配工作图和零件工作图。装配工作图和零件工作图。一、装配工作图一、装配工作图 在草图的基础上进行装配图设计。避在草图的基础上进行装配图设计。避免盲目照抄草图，修改草图中的错误免盲目照抄草图，修改草图中的错误，力力求进一步改进和提高设计质量）求进一步改进和提高设计质量）要点：要点：1.1.布图布图 尽量尽量用用1:1的比例在两的比例在两(或三

16、或三)个视图上个视图上画出。必要时画断面、剖视和局部视图。画出。必要时画断面、剖视和局部视图。（应当完整、准确地表示出每个零件的结（应当完整、准确地表示出每个零件的结构形状、位置和尺寸，以及它们之间的连构形状、位置和尺寸，以及它们之间的连接性质和相互关系）接性质和相互关系）2.2.画图过程画图过程 用细线勾出装配图中各个零件用细线勾出装配图中各个零件画画零件工作图零件工作图一起加深。（要求各视图一起加深。（要求各视图一起画）一起画）3.3.装配图上应标明注册的尺寸装配图上应标明注册的尺寸 特性尺寸：特性尺寸：表明机器性能、规格表明机器性能、规格和特性的尺寸。和特性的尺寸。中心距及偏差：中心距及

17、偏差：160中心高：中心高：190（最好以（最好以0结尾）结尾）配合尺寸：配合尺寸：表明配合零件间装配表明配合零件间装配 关系的尺寸。关系的尺寸。安装尺寸：安装尺寸：表明机器安装在其基础上的表明机器安装在其基础上的位置尺寸。（箱体底面尺寸；地脚螺钉中心位置尺寸。（箱体底面尺寸；地脚螺钉中心距离和对中心的距离；距离和对中心的距离；带轮、联轴器伸出头尺寸及对中心距离）带轮、联轴器伸出头尺寸及对中心距离）外形尺寸：外形尺寸：表明机器占用的空间尺寸。表明机器占用的空间尺寸。（包装、运输、安装、厂房用）（包装、运输、安装、厂房用）4.4.配合选择配合选择 轴轴齿轮（带轮、联轴器）：齿轮（带轮、联轴器）：

18、轴轴轴承内圈：轴承内圈：箱座孔箱座孔轴承外圈：轴承外圈：轴轴轴套（挡油环）：轴套（挡油环）：轴承盖轴承盖箱座孔：箱座孔：轮缘轮缘轮芯：轮芯：5.5.装配图上应标注的技术要求装配图上应标注的技术要求 装配前所有零件用煤油清洗，滚动轴承装配前所有零件用煤油清洗，滚动轴承用汽油清洗，箱体内壁涂防锈漆。用汽油清洗，箱体内壁涂防锈漆。齿轮传动的齿面接触斑点；齿轮传动的齿面接触斑点；滚动轴承的热补偿间隙为。滚动轴承的热补偿间隙为。减速器剖分面、密封面和接触面均不允减速器剖分面、密封面和接触面均不允许渗漏。剖分面涂密封油漆或水玻璃，禁止许渗漏。剖分面涂密封油漆或水玻璃，禁止使用任何垫片。使用任何垫片。箱体内

19、装全损耗系统用油；轴承用润滑箱体内装全损耗系统用油；轴承用润滑脂。脂。跑合试验要求，空载试验、负载试验跑合试验要求，空载试验、负载试验（时间、工作条件）。（时间、工作条件）。对外观、包装和运输的要求。对外观、包装和运输的要求。6.6.减速器的技术特性表减速器的技术特性表7.7.标题栏、明细表及零件编号标题栏、明细表及零件编号输输入入功率功率P/kW输输入入转转速速n/(r/min)传动传动效率效率总传总传动动比比i传动传动特性特性第一第一级级第二第二级级mnz2/z1精度等精度等级级mnz2/z1精度等精度等级级 零件工作图：生产用的图纸零件工作图：生产用的图纸 一张完整的零件图要求能全面、正

20、确、清一张完整的零件图要求能全面、正确、清晰地表达零件结构、制造和检验所需所全部晰地表达零件结构、制造和检验所需所全部尺寸和技术要求。尺寸和技术要求。设计要点：设计要点：1.1.视图选择和布图：选择适当的标准图幅视图选择和布图：选择适当的标准图幅,比例尽量采用比例尽量采用1:11:1。2.2.尺寸标注：零件图上应标注尺寸公差、尺寸标注：零件图上应标注尺寸公差、形位公差及表面粗糙度。形位公差及表面粗糙度。3.3.技术要求技术要求 热处理，表面处理。（渗碳，渗氮，氰热处理，表面处理。（渗碳，渗氮，氰化，镀层，抛光）化，镀层，抛光）未注明的圆角、倒角、斜度等要求。未注明的圆角、倒角、斜度等要求。特殊

21、要求：修饰，涂色，检验，试验。特殊要求：修饰，涂色，检验，试验。（平衡，噪声）（平衡，噪声）4.4.标题栏标题栏 （参照教材图（参照教材图4-14-1）5.5.要求要求 避免零件在车间做任何计算（尺避免零件在车间做任何计算（尺寸标注完全）寸标注完全）零件各部分尺寸尽量标注在同一零件各部分尺寸尽量标注在同一投影图上。投影图上。尺寸线、引出线引到看得见的轮尺寸线、引出线引到看得见的轮 廓线上。廓线上。下面介绍齿轮（盘类）和轴（轴类）。下面介绍齿轮（盘类）和轴（轴类）。齿轮（盘类零件）齿轮（盘类零件）1 1视图视图 齿轮类零件齿轮类零件一般选取一般选取1 12 2个视图，侧视图个视图，侧视图可只画主

22、视图表达不清的键槽和孔。可只画主视图表达不清的键槽和孔。2 2尺寸标准尺寸标准 包括圆、宽度和键槽三部分。包括圆、宽度和键槽三部分。3 3啮合特性表啮合特性表 齿轮类零件齿轮类零件的主要参数和误差检验项目应的主要参数和误差检验项目应在齿轮（蜗轮）啮合特性表中列出。啮合特在齿轮（蜗轮）啮合特性表中列出。啮合特性表一般布置在图幅的右上角。齿轮（蜗轮）性表一般布置在图幅的右上角。齿轮（蜗轮）的精度等级和相应的误差检验项目的极限偏的精度等级和相应的误差检验项目的极限偏差或公差取值见第十八章。差或公差取值见第十八章。4 4技术要求技术要求 1 1）对毛）对毛坯的要求：如铸件不允许有缺陷，坯的要求：如铸件

23、不允许有缺陷，锻件毛坯不允许有氢化皮及毛刺。锻件毛坯不允许有氢化皮及毛刺。2 2）对材料化学成分和力学性能的要求，允）对材料化学成分和力学性能的要求，允许使用的代用材料。许使用的代用材料。3 3）零件整体和表面处理的要求：如热处理）零件整体和表面处理的要求：如热处理方法、热处理后的硬度、渗碳方法、热处理后的硬度、渗碳/渗氮要求及淬渗氮要求及淬火深度火深度。4 4）未注倒角、圆角半径、斜度等的说明。）未注倒角、圆角半径、斜度等的说明。5 5）其他特殊要求：如修形或对高速齿轮的）其他特殊要求：如修形或对高速齿轮的动平衡试验等。动平衡试验等。轴轴(轴类零件轴类零件)1 1视图选择视图选择 轴的结构可

24、用一个视图加若干断面。轴的结构可用一个视图加若干断面。2 2尺寸标注尺寸标注 满足加工、检验、装配要求。满足加工、检验、装配要求。注意：基准面，加工过程，尺寸链不封闭。注意：基准面，加工过程，尺寸链不封闭。3 3形位公差形位公差 重点是轴颈和轴头部分。重点是轴颈和轴头部分。4 4表面粗糙度表面粗糙度 5 5技术要求技术要求 轴类零件的技术要求包括：轴类零件的技术要求包括：1 1）对材料化学成分和力学性能的要求，允对材料化学成分和力学性能的要求，允许使用的代用材料。许使用的代用材料。2 2）热处理方法和要求：如热处理后的硬度、热处理方法和要求：如热处理后的硬度、渗碳渗碳/渗氮要求及淬火深度等渗氮

25、要求及淬火深度等。3 3）未注倒角、圆角的说明。）未注倒角、圆角的说明。4 4）其他加工要求：如对某些关键尺寸、加）其他加工要求：如对某些关键尺寸、加工状态要求的特殊说明。工状态要求的特殊说明。检查：检查：视图数量是否足够。视图数量是否足够。零件结构是否正确。零件结构是否正确。尺寸标注、公差、形位公差、表面粗尺寸标注、公差、形位公差、表面粗 糙度是否正确。糙度是否正确。技术要求是否完善、正确。技术要求是否完善、正确。标题栏、明细表填写是否完整、正确。标题栏、明细表填写是否完整、正确。检查修改后加深。图纸全部内容要符合制检查修改后加深。图纸全部内容要符合制图国家标准。保持整洁，文字、数字用仿宋图

26、国家标准。保持整洁，文字、数字用仿宋体写出体写出。一、设计计算说明书一、设计计算说明书要求：要求：计算正确、论述清楚、文字精炼、计算正确、论述清楚、文字精炼、插图简明、书写工整。插图简明、书写工整。格式：格式：内容：内容：（1 1）目录（标题及页次）；目录（标题及页次）；（2 2）设计任务书；设计任务书；（3 3）传动方案的分析与拟定（简要说明并传动方案的分析与拟定（简要说明并附传动方案简图）；附传动方案简图）；（4 4）电动机的选择计算；电动机的选择计算；（5 5）传动装置的运动及动力参数计算；传动装置的运动及动力参数计算；（6 6）传动零件的设计计算；传动零件的设计计算；（7 7）轴的计算

27、；轴的计算；（8 8）滚动轴承的选择和计算；滚动轴承的选择和计算；（9）键连接的选择和计算；）键连接的选择和计算；（10）联轴器的选择；）联轴器的选择；（11）减速器的润滑方式和密封类型的选）减速器的润滑方式和密封类型的选择，润滑油的牌号选择和装油量计算；择，润滑油的牌号选择和装油量计算；（12）设计小结（对课程设计的体会，设）设计小结（对课程设计的体会，设计的优缺点和改进意见等）；计的优缺点和改进意见等）；（13）参考资料（资料编号、作者、说明、）参考资料（资料编号、作者、说明、出版单位和出版年份）。出版单位和出版年份）。二、准备答辩二、准备答辩装配图、零件图和设计计算说明书装配图、零件图和设计计算说明书完成后，装订成册，方可进行答辩。完成后，装订成册，方可进行答辩。叠图示例叠图示例