机械设计综合课程设计讲义冯课件.ppt

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1、南昌大学科技学院机械设计课程设计 冯永平冯永平一、课程设计的目的（1 1）综合运用机械设计课程和其它先修课程的知识）综合运用机械设计课程和其它先修课程的知识）综合运用机械设计课程和其它先修课程的知识）综合运用机械设计课程和其它先修课程的知识，分析和解决机械设计问题，进一步巩固、加深，分析和解决机械设计问题，进一步巩固、加深，分析和解决机械设计问题，进一步巩固、加深，分析和解决机械设计问题，进一步巩固、加深和拓宽所学的知识。和拓宽所学的知识。和拓宽所学的知识。和拓宽所学的知识。（2 2）通过设计实践，逐步树立正确的设计思想，增）通过设计实践，逐步树立正确的设计思想，增）通过设计实践，逐步树立正确

2、的设计思想，增）通过设计实践，逐步树立正确的设计思想，增强创新意识和竞争意识，熟悉掌握机械设计的一强创新意识和竞争意识，熟悉掌握机械设计的一强创新意识和竞争意识，熟悉掌握机械设计的一强创新意识和竞争意识，熟悉掌握机械设计的一般规律，培养分析问题和解决问题的能力。般规律，培养分析问题和解决问题的能力。般规律，培养分析问题和解决问题的能力。般规律，培养分析问题和解决问题的能力。（3 3）通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范）通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范）通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范）通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料，进行全面的机械设、设计

3、手册等有关设计资料，进行全面的机械设、设计手册等有关设计资料，进行全面的机械设、设计手册等有关设计资料，进行全面的机械设计基本技能的训练。计基本技能的训练。计基本技能的训练。计基本技能的训练。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滚筒三、选择设计题目带式运输机传动装置设计带式运输机传动装置设计带式运输机传动装置设计带式运输机传动装置设计(包括展开式和同轴式）包括展开式和同轴式）包括展开式和同轴式）包括展开式和同轴式）1 1、原始数据、原始数据、原始数据、原始数据 运输带工作拉力运输带工作拉力运输带工作拉力运输带工作拉力F=F=？NN 运输带工作速度运输带工作速

4、度运输带工作速度运输带工作速度v v=？m/sm/s 卷筒直径卷筒直径卷筒直径卷筒直径 D=D=？mmmm 2 2、技术要求、工作要求、技术要求、工作要求、技术要求、工作要求、技术要求、工作要求 连续单向转动，载荷稳定，空载起动，小批量生产，单班制工作，使用期限连续单向转动，载荷稳定，空载起动，小批量生产，单班制工作，使用期限连续单向转动，载荷稳定，空载起动，小批量生产，单班制工作，使用期限连续单向转动，载荷稳定，空载起动，小批量生产，单班制工作，使用期限1010年，运输带速度允许误差为年，运输带速度允许误差为年，运输带速度允许误差为年，运输带速度允许误差为55。3 3、传动图、传动图、传动图

5、、传动图 见右图见右图见右图见右图1 1电动机电动机电动机电动机 2 2联轴器联轴器联轴器联轴器 3 3圆锥圆锥圆锥圆锥-圆柱齿轮减速器圆柱齿轮减速器圆柱齿轮减速器圆柱齿轮减速器 4 4运输带运输带运输带运输带 5 5卷筒卷筒卷筒卷筒四、设计工作量1 1、减速器装配图、减速器装配图1 1张（张（0 0号或号或1 1号）号）2 2、零件工作图、零件工作图2 2张（张（1 1号或号或2 2号）号）3 3、设计说明书、设计说明书1 1份（包括：封面、目录、任务书、份（包括：封面、目录、任务书、设计计算、参考文献、设计心得共设计计算、参考文献、设计心得共6000800060008000字）字）五、课程

6、设计参考进度五、课程设计参考进度1传动装置总体设计2装配草图设计3零件工作图设计4编写设计计算说明书 5答辩六、成绩评定六、成绩评定 图纸质量、说明书、答辩情况及综合设图纸质量、说明书、答辩情况及综合设计表现，按百分制评分。计表现，按百分制评分。七、参考书七、参考书 1机械设计 2机械设计课程设计 3机械零件设计图册一、传动方案设计例如：设计圆锥例如：设计圆锥-圆柱减速器圆柱减速器工作条件：连续单向转动，载荷为定，空载启动，小批生工作条件：连续单向转动，载荷为定，空载启动，小批生 产，单班制工作，使用期限产，单班制工作，使用期限1010年，运输带速年，运输带速度度 允许误差为允许误差为 5%5

7、%。原始数据：运输带工作拉力原始数据：运输带工作拉力F=F=？NN 运输带工作速度运输带工作速度v v=？m/sm/s 卷筒直径卷筒直径 D=D=？mmmm方案如右图：方案如右图：二、原动机的选择二、原动机的选择1、选择电动机类型常用：Y系列三相异步电动机2 2、传动装置的总效率、传动装置的总效率 =1 1 2 24 4 3 32 2 4 4 5 5 联轴器联轴器:1 1 （一个联轴器）（一个联轴器）滚动轴承滚动轴承:2 2 （4 4对滚动轴承）对滚动轴承）圆柱齿轮圆柱齿轮:3 3 （两对）（两对）V V 带传动：带传动：4 4 工作机效率工作机效率:5 5（滚筒效率）（滚筒效率）因载荷稳定，

8、电动机的额定功率Ped略大于Pd即可，具体数据要根据Y系列三相异步电机型号进行查找。(nw为工作机的转速 ）3、确定电动机的功率(1)工作机所需电动机的工作功率或或工作机所需功率4、确定电动机型号 例Pd=3.6kw查表取：Ped=4kw可选型750r/min、1000 r/min、1500r/min、3000r/min 的电动机均符合.二、传动装置总传动比的确定和分配二、传动装置总传动比的确定和分配1.确定总传动比 （nm为电动机的满载转速）2.分配各级传动比减速器外传动比减速器传动比各级传动比应在推荐范围内选取，不得超过最大值圆锥圆柱齿轮减速器或展开式二级圆柱齿轮减速器3、传动比的分配原则

9、:4 4、合理分配的目的：、合理分配的目的：（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：1.1.按工作机所需电动机功率按工作机所需电动机功率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,设计传动零设计传动零件时应按主动轴的输出功率计算件时应按主动轴的输出功率计算。三、传动装置运动、动力参数

10、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P P、转速、转速n n和转矩和转矩T T）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。设计步骤：见教科书例题P163。1.高速级齿轮传动已知：P,n,T,i。设计步骤：见教科书例题P211和P219。2.低速级齿轮传动已知：P,n,T,i。设计步骤：见教科书例题P211和 P219。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

11、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(箱座壁厚和箱盖壁厚）（df：地脚螺栓直径 d1：轴承旁连接螺栓直径 d2：箱盖与箱座连接螺栓直径 d3：轴承端盖螺栓直径）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）一、已知条件：一、已知条件：二、设计内容二、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

12、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件(1)箱体、箱盖。箱体、箱盖。(2)联接螺栓、启盖螺钉、定位销。联接

13、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。C1C1l12L3L2L1L1L2L31L1 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l1c1c2L1L2L3按外接零件要求确定按外接零件要求确定L1L2L3a1a22l24按外接零件要求确定按外接零件要求确定L1油润滑油润滑 3-5L2L312LLLLLLL1按外接零件按外接零

14、件安装要求确定安装要求确定L2L3L2L32C1C2（58）C1C2aL3L2L1L31L1 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l1 2 l2 或或l12.5ddl1l2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）l小锥齿轮组合（反装）小锥齿轮组合（反装）l二、验算轴、轴承、键、联轴器二、验算轴、轴承、键、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.

15、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.画出轴系的各部结构画出轴系的各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。避免盲目照抄在草图的基础上进行装配图设计。避免盲目照抄草图，修改草图中的错误草图，修改草图中的错误，力求进一步改进和提高设力求进一步改进和提高设计质量）计质量）要点：要点：1.1.布图布图 尽量用尽量用1:1的比例在两的比例在两(或三或三)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

16、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：中心距及偏差：1600.0315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

17、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位置尺寸。表明机器安装在其基础上的位置尺寸。（箱体底面尺寸；地脚螺钉中心距离和对中心的距离；（箱体底面尺寸；地脚螺钉中心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）：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

18、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，滚动轴承用汽油清洗，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。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0.20.5mm。减速器剖分面、密封面和接触面均不允许渗漏。剖减速器剖分面、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，禁止使用任何垫片。分面涂密封油漆或水玻璃，禁止使用任何垫片。箱体内装全损耗系统用油；轴承用润滑脂。箱体内装全损耗系统用油；轴承用润滑脂。跑合试验要求，空载试验、负载试验跑合试

19、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输输入入入入功率功率功率功率P P/k/kWW输输输输入入入入转转转转速速速速n n/(r/min/(r/min)传动传动传动传动效率效率效率效率 总传总传总传总传动动动动比比比比i i传动传动传动传动特性特性特性特性第一第一第一第一级级级级第二第二第二第二级级级级mmn nz z2/2/z z1 1 精度等精度等精度等精度等级级级级mmn nz z2/2/z z1 1 精度

20、等精度等精度等精度等级级级级 1、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、正确、清晰地表达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尺寸和技术要求。零件结构、制造和检验所需所全部尺寸和技术要求。2、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,比例尽比例尽量采用量采用1:11:1。2.2.尺寸标注：零件图上应标注尺寸公差、形位公差及尺寸标注：零件图上应标注尺寸公差、形位公差及表面粗糙度。表面粗糙度。3、技术要求、技术要求 热处理，表面处理。（渗碳，渗氮，氰化，镀层，热处理，

21、表面处理。（渗碳，渗氮，氰化，镀层，抛光）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。特殊要求：修饰，涂色，检验，试验。（平衡，噪特殊要求：修饰，涂色，检验，试验。（平衡，噪声）声）4 4、标题栏标题栏 （参照教材）（参照教材）5 5、要求、要求 避免零件在车间做任何计算（尺寸标注完全）避免零件在车间做任何计算（尺寸标注完全）零件各部分尺寸尽量标注在同一投影图上。零件各部分尺寸尽量标注在同一投影图上。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

22、件）1 1视图视图 齿轮类零件一般选取齿轮类零件一般选取1 12 2个视图，侧视图可只画主视个视图，侧视图可只画主视图表达不清的键槽和孔。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 齿轮类零件的主要参数和误差检验项目应在齿轮（蜗齿轮类零件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。啮合特性表一般布置在图幅的右轮）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）的精度等级和相应的误差检验项目的上角。齿轮（蜗轮）的精度等级和相应的误差检验项目的极限偏差或公差取值见极限偏差或公差取值见互换

23、性与技术测量互换性与技术测量课本。课本。4 4技术要求技术要求 1 1）对毛坯的要求：如铸件不允许有缺陷，锻件毛坯不）对毛坯的要求：如铸件不允许有缺陷，锻件毛坯不允许有氢化皮及毛刺。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，允许使用的代用）对材料化学成分和力学性能的要求，允许使用的代用材料。材料。3 3）零件整体和表面处理的要求：如热处理方法、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、渗碳后的硬度、渗碳/渗氮要求及淬火深度。渗氮要求及淬火深度。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

24、速齿轮的动平衡试验等。）其他特殊要求：如修形或对高速齿轮的动平衡试验等。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，允许使用的代）对材料化学成分和力学

25、性能的要求，允许使用的代用材料。用材料。2 2）热处理方法和要求：如热处理后的硬度、渗碳）热处理方法和要求：如热处理后的硬度、渗碳/渗氮渗氮要求及淬火深度等。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、加工状态要求）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。的特殊说明。6 6、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

26、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图国家标准。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、数字用仿宋体写出保持整洁，文字、数字用仿宋体写出。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、插图插图简明、书写工整。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（简要说明并附传动）传动方案的分析与拟定（简要说明并附传动方案简图）；方案简图）；（4 4）

27、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；）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择，润）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；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，设计的优）设计小结（对课程设计的体会，设计的优缺点和改进意见等）；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完成后，装装配图、零件图和设计计算说明书完成后，装订成册，方可进行答辩。订成册，方可进行答辩。叠图示例叠图示例