機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計任務(wù)書（doc 18頁）.doc

1、目 錄1、 任務(wù)書 12、 小組設(shè)計分工具體情況 63、 第一章 總體設(shè)計構(gòu)想 74、 第二章 方案設(shè)計 85、 第三章 設(shè)計計算說明 10 1、傳動裝置運動參數(shù)的計算 10 2、軸與軸承部件的設(shè)計 11 3、零件載荷計算 11 4、機架及附件的設(shè)計 126、 第四章 設(shè)計結(jié)論與探討 137、 附錄 148、 課程設(shè)計成績評定表 16機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計任務(wù)書一、實踐的目的和任務(wù)（一）實踐目的1. 機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計是工業(yè)設(shè)計專業(yè)在完成機械設(shè)計基礎(chǔ)課程課堂理論學(xué)習(xí)后的一項重要的實踐性設(shè)計環(huán)節(jié)，要求學(xué)生綜合運用機械設(shè)計基礎(chǔ)課程及其它先修課程的理論和生產(chǎn)實際知識進(jìn)行機械設(shè)計訓(xùn)練。通過課程設(shè)計實踐

2、環(huán)節(jié)，使學(xué)生樹立正確的設(shè)計思想，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用理論與生產(chǎn)實際知識來分析和解決機械設(shè)計問題的能力，鞏固和發(fā)展所學(xué)到的相關(guān)知識。2. 學(xué)習(xí)和掌握通用機械零件、機械傳動裝置或簡單機械的一般設(shè)計方法，培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計能力和分析問題、解決問題的能力。3. 進(jìn)行機械設(shè)計基本技能的訓(xùn)練，如計算、繪圖、運用設(shè)計資料（包括手冊、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等）以及經(jīng)驗估算、考慮技術(shù)決策、機械CAD 技術(shù)等機械設(shè)計方面的基本技能進(jìn)行一次訓(xùn)練，以提高這些技能的水平，并為后續(xù)專業(yè)課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計奠定基礎(chǔ)。4. 結(jié)合工業(yè)設(shè)計專業(yè)特點，將結(jié)構(gòu)設(shè)計與造型設(shè)計知識相結(jié)合，通過實踐，使學(xué)生了解產(chǎn)品設(shè)計的基本原則和方法，創(chuàng)造性地提出解決方案，

3、將學(xué)生培養(yǎng)成能夠在設(shè)計中有工程自覺意識的工業(yè)設(shè)計師。（二）實踐任務(wù)1. 完成課程設(shè)計題目的方案分析與設(shè)計；2. 完成傳動裝置的總體設(shè)計及主要零部件的設(shè)計計算；3. 完成裝配圖、零件圖設(shè)計；4. 完成方案設(shè)計效果圖。5. 完成課程設(shè)計報告。二、課程設(shè)計題目與要求（一）設(shè)計題目選擇通用機械的傳動裝置或簡單機械。設(shè)計題目僅給出要求機器實現(xiàn)的功能，由學(xué)生自定傳動方案設(shè)計，學(xué)生亦可自選設(shè)計題目，但自選題目的難度與工作量應(yīng)和課程設(shè)計要求相適應(yīng)。（二）設(shè)計要求1. 總體要求（1） 根據(jù)機器的使用要求，通過功能分析，制定或分析傳動設(shè)計方案。（2） 根據(jù)機器的工作狀況分析和零件載荷計算，合理地選擇零件材料，正確

4、計算零件工作能力和確定零件主要參數(shù)和尺寸。（3） 綜合考慮制造工藝、安裝與調(diào)試、使用與維護(hù)、經(jīng)濟(jì)和安全等問題，對機器和零部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。（4） 圖面符合制圖標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，尺寸標(biāo)注正確，技術(shù)要求完整合理；說明書計算準(zhǔn)確、內(nèi)容完整、層次清楚、格式規(guī)范。2. 具體要求（1） 裝配圖一張，可采用計算機繪圖、圖紙大小可根據(jù)需要決定；（2） 零件工作圖若干張（傳動零件、機架等，具體由指導(dǎo)教師指定），可采用計算機繪圖、圖紙大小可根據(jù)需要決定；（3） 方案設(shè)計效果圖一張，可采用計算機繪圖；（4） 課程設(shè)計報告書一份（要求使用A4 紙）。課程設(shè)計報告書是最重要的技術(shù)文檔之一，參與課程設(shè)計的學(xué)生必須按規(guī)定格式整理編

5、寫一份機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計報告書。報告書應(yīng)當(dāng)包括：a) 設(shè)計總體方案設(shè)計；b) 設(shè)計計算內(nèi)容：確定傳動裝置總體方案，傳動裝置的運動學(xué)和動力學(xué)計算，傳動零件的設(shè)計計算，軸、軸承、連接件的校核計算與選擇等內(nèi)容；c) 設(shè)計結(jié)論與探討。三、設(shè)計的內(nèi)容及步驟（一） 設(shè)計內(nèi)容1. 傳動方案的分析與擬定2. 傳動裝置運動和動力參數(shù)的計算3. 傳動件設(shè)計4. 軸的設(shè)計5. 軸承及其組合部件的設(shè)計6. 連接件的選擇與校核7. 潤滑設(shè)計8. 機架及附件的設(shè)計9. 裝配圖和零件圖的設(shè)計與繪制10. 方案設(shè)計效果圖的設(shè)計與繪制11. 課程設(shè)計報告書的撰寫（二）、設(shè)計步驟1. 設(shè)計準(zhǔn)備（1） 閱讀和研究設(shè)計任務(wù)書，明確

6、設(shè)計任務(wù)與要求；分析設(shè)計題目，了解原始數(shù)據(jù)和工作條件。（2） 通過參觀（模型、實物、生產(chǎn)現(xiàn)場），看電視錄像，參閱設(shè)計資料以及必要的調(diào)研等途徑了解設(shè)計對象。（3） 參閱機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計有關(guān)內(nèi)容，明確并擬訂設(shè)計過程和進(jìn)度計劃。2. 傳動裝置的總體設(shè)計分析和擬定傳動裝置的運動簡圖。3. 傳動裝置的主體設(shè)計計算設(shè)計計算鏈傳動的主要參數(shù)和尺寸。4. 裝配草圖的設(shè)計與繪制（1） 裝配草圖的設(shè)計準(zhǔn)備工作，主要是分析和選定傳動裝置的結(jié)構(gòu)方案。（2） 初繪裝配草圖和軸、軸承的計算；作軸、軸上零件和軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計；校核軸的強度、滾動軸承的壽命和連接件的強度。（3） 完成裝配草圖，并進(jìn)行檢查與修正。5. 零

7、件工作圖的設(shè)計與繪制機架類零件、軸類零件、轉(zhuǎn)向機構(gòu)零件等的工作圖。具體內(nèi)容可由設(shè)計指導(dǎo)教師與設(shè)計小組討論后指定。6. 方案設(shè)計效果圖的設(shè)計與繪制7. 課程設(shè)計報告書的撰寫應(yīng)按照指定的統(tǒng)一格式進(jìn)行撰寫。8設(shè)計總結(jié)與答辯（1）完成答辯前的準(zhǔn)備工作。（2）參加答辯。四、課程設(shè)計進(jìn)度安排課程設(shè)計時間為24學(xué)時，可安排在機械設(shè)計基礎(chǔ)基本理論知識講授的同時進(jìn)行。由任課老師講明課程設(shè)計的任務(wù)、內(nèi)容和要求，公布課程設(shè)計題目。對全班學(xué)生進(jìn)行分組安排。每組一個題目，人數(shù)一般以不超過5人為宜。第1-2學(xué)時 全體同學(xué)集中，指導(dǎo)老師布置課程設(shè)計題目、設(shè)計任務(wù)、進(jìn)度安排、考勤及評定成績要求；第3-4學(xué)時 全體同學(xué)集中，指

8、導(dǎo)老師布置設(shè)計方案總體布置，講述基本設(shè)計原理、功能分析、設(shè)計要素分解；第5-10學(xué)時 完成結(jié)構(gòu)設(shè)計：如傳動方案的分析、電動機選擇、運動與動力參數(shù)確定、傳動零件的設(shè)計計算等；第11-16學(xué)時 完成軸、聯(lián)軸器、鍵、軸承等主要零件的設(shè)計計算和裝配圖設(shè)計，繪制圖紙；第17-20學(xué)時 整理編寫課程設(shè)計報告說明書；第21-22學(xué)時 課程設(shè)計答辯；第23-24學(xué)時 評定成績。五、答辯與成績評定考核課程設(shè)計期間的遵守紀(jì)律和要求情況，占課程設(shè)計成績的20%?？己苏n程設(shè)計所做內(nèi)容、圖紙和結(jié)果，占課程設(shè)計成績的80%。全班分組進(jìn)行設(shè)計。成績根據(jù)設(shè)計難度及質(zhì)量、設(shè)計報告書及答辯情況，按優(yōu)、良、中、及格、不及格評定成績

9、。1. 課程設(shè)計完成后的全部圖紙與說明書應(yīng)有設(shè)計者和指導(dǎo)教師的簽名。未經(jīng)指導(dǎo)教師簽名的設(shè)計，不得參加答辯。2. 答辯時應(yīng)按報告編寫順序，設(shè)計者首先對自己的設(shè)計進(jìn)行5-10分鐘的講解，說明設(shè)計者主要解決的問題，然后回答教師提問。每組學(xué)生答辯時間不得超過20分鐘。3. 課程設(shè)計成績根據(jù)學(xué)生平時工作情況、課程設(shè)計水平、深入程度、圖紙質(zhì)量、獨立工作能力以及答辯情況綜合衡量評定。六、參考文獻(xiàn)1.任金泉主編，機械設(shè)計課程設(shè)計，西安交通大學(xué)出版社，20022.陳秀寧、施高義主編，機械設(shè)計課程設(shè)計，浙江大學(xué)出版社，2003 指導(dǎo)教師：沈文浩日期：2011年9月本小組設(shè)計分工具體情況成員分工備注李柱輝自行車的建

10、模(主要)細(xì)節(jié)由集體分工卓旭武草圖和圖紙的繪制何奕栩模型的渲染展板制作孫泉輝答辯PPT制作崔杰發(fā)報告書制作集體進(jìn)行數(shù)據(jù)分析羅浩仁報告書制作具體過程： 首先本次課程設(shè)計的主題是自行車設(shè)計，所以剛開始時，我們組要求個位組員手繪一個或多個自行車的設(shè)計方案，各自完成設(shè)計后集中在一起，把自己的方案和設(shè)計理念向其他組員提出來，經(jīng)集體討論之后，我們?nèi)w組員一致通過采用夜戟城市租借無鏈自行車這個方案。剛開始時，卓旭武用手繪把車的大概效果圖畫出來，然后交給了組長李柱輝負(fù)責(zé)建模，每建一部分都會拿出來集體討論分析，把不對的地方都提出來更改，最后完成了建模的工作。然后下一步工作就是模型的渲染了，這步工作主要是由何奕栩

11、操作的。渲染方案是由之前商量出來的方案來渲染的，但是實際情況，實際操作，出現(xiàn)問題的地方都在大家的討論下作出了修改。最后的就是收集資料去寫設(shè)計報告書、做自行車設(shè)計PPT、和設(shè)計說明。其中孫泉輝負(fù)責(zé)做PPT、崔杰發(fā)和羅浩仁負(fù)責(zé)寫設(shè)計說明、分析資料做報告書。 第一章 總體設(shè)計構(gòu)想齒輪傳動自行車“夜戟”設(shè)計說明我們這次設(shè)計的是城市租借自行車，適合普通人群使用，車的骨架部分自然是采用了戟的形象，用透明材料抽象地做出戟的大體形象。再配合現(xiàn)代的流線型設(shè)計，使車不僅有古代中國兵器文化的體現(xiàn)，還處處散發(fā)出現(xiàn)代時尚的氣息。加上這車是采用創(chuàng)新的無鏈條結(jié)構(gòu)，腳踏板直接連接上特定的齒輪，自行車后輪曲柄固定在自行車輪軸的

12、兩端，此自行車采用沒有鏈條結(jié)構(gòu)，因此結(jié)構(gòu)簡單，耐用。而且不需采用鏈輪、鏈條、飛輪等傳動零件，變現(xiàn)有自行車的圓周運動為前踏式上、下踏動，減輕了人體膝關(guān)節(jié)、髁關(guān)節(jié)的運動量。踏板連動器采用圓錐齒輪傳動，驅(qū)動器采用行星輪傳動，使自行車的行駛速度及傳動的可靠性都得到了很大的提高。騎行時不擦掛褲腳，安全舒適，是一種理想的交通工具，特別適用于短距離騎行，且結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，造價低廉。車的前輪采用了獨特的全封閉式單邊打開結(jié)構(gòu)，可以自行打開來去裝一些比較小的物品，當(dāng)我們騎車不方便用手拿東西時，我們就可以把這小東西裝在這特別的收納盒里存放。 這車還有一個比較大的特色就是有夜光型條紋設(shè)計，特別適合人們在夜晚租車游

13、玩，兜風(fēng)，這車的夜光條紋在白天或在光線下吸收了足夠的能量后，在晚上就會發(fā)出美麗的綠光，不僅能在漆黑的晚上起到警示的作用，而且能使人在晚上騎車時形成一道靚麗的風(fēng)景線，就像一道優(yōu)雅的綠光在美麗的城市里穿行。第2章 方案設(shè)計主體分布圖裝配圖 前輪 后輪 齒輪傳動組建 齒輪傳動組建細(xì)節(jié)圖 齒輪零件圖 內(nèi)外軌剖面圖第3章 設(shè)計計算說明1、 傳動裝置運動參數(shù)的計算后輪一對互相嚙合的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，齒數(shù)z1=100，z2=35，模數(shù)m=7，輪直徑（包括輪胎）D=926.7 mm齒距 p=m=7*3.14=22.0 mm齒厚 s= m/2=7*3.14/2=11.0 mm齒槽寬 e=s基圓齒距 pb=pco

14、s=22.0*cos20=20.7 mm 基圓直徑 db1=d1cos=700cos20=657.8 mm db2=d2cos=245cos20=230.2 mm分度圓直徑 d1=mz1=7100=700 mm d2=mz2=735=245 mm齒頂圓直徑 da1= d1-2ha=700-2*1*7=686 mm da2=d2+2ha=245+2*1*7=259 mm齒根圓直徑 df1=d1+2(ha*+c*)m=700+2*1.25*7=717.5 mm df2=d2-2(ha*+c*)m=245-2*1.25*7=227.5 mm中心距 a=(d1+d2)/2=(700+245)/2=47

15、2.5 mm齒數(shù)比 i=z2/z1=0.35傳動比 I=iD=0.35*926.7=324.3傳動行程 S=I=3.14*324.3=1018.4 mm 2、 軸與軸承部件的設(shè)計前輪軸類型 直的轉(zhuǎn)動軸軸材質(zhì) 45調(diào)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 其強度極限650MPa 許用彎曲應(yīng)力60MPa 軸的危險截面的直徑 d =28mm 車體前輪軸承選用標(biāo)準(zhǔn)型深溝球軸承內(nèi)徑尺寸 850mm外徑尺寸 860mm寬度尺寸 40mm3、 零件載荷計算車體選用材料為優(yōu)質(zhì)碳鋼其強度極限為屈服點 a=461 b=2.568其彈性模量為E=200 由歐拉公式及經(jīng)驗公式可得： ， ， ， 則其坐墊處的臨界載荷為：，。 自行車坐墊下的管狀

16、直徑50mm,將以上數(shù)據(jù)代入各式可以計算得：4、 機架及附件的設(shè)計 設(shè)定最大負(fù)載200kg 車重16kg 車輛前后受力比4:6輪直徑（輪框）867mm前叉采用單邊設(shè)計把手中心高950mm 座位支撐桿中心高910mm 把手中心桿至座位長度800mm 踏板頂至踏板軸150mm 腳踏軸長100mm 主體車架杠：平均應(yīng)力 m= （max +min）2=（131+117）2=124N 應(yīng)力幅 a= (maxmin)2=(131117)2=7N 截面系數(shù)：w=（d）32=5032mm=1210mm彎曲應(yīng)力：b=MaW=(1.5105)1210Mpa=12.5M第4章 設(shè)計結(jié)論與探討 有意義的創(chuàng)造活動是以新

17、產(chǎn)品的產(chǎn)生為目標(biāo)的，否則創(chuàng)造活動是毫無社會價值可言的。產(chǎn)品在設(shè)計之初，設(shè)計者不可能考慮得十全十美。隨著產(chǎn)品的使用，人們往往不再滿足與產(chǎn)品的功能、用途及外觀，這個時候就需要更新產(chǎn)品設(shè)計，使之盡善盡美。而今次機械設(shè)計基礎(chǔ)課程我們組設(shè)計的就是一輛無鏈?zhǔn)絺鲃幼孕熊?，這無鏈自行車是通過對普通自行車的結(jié)構(gòu)，外形進(jìn)行分析，改造而進(jìn)行設(shè)計的，在傳動，外觀上面進(jìn)行了很大的改造，從而把我們的無鏈?zhǔn)絺鲃幼孕熊囋O(shè)計出來。在分析普通自行車的鏈傳功時，我們了解了鏈傳動由鏈輪、鏈條及飛輪三部分組成，其不足之處主要表現(xiàn)在以下三個方面：1、 使用不便。采用半鏈罩的鏈傳動，由于潤滑橫流，往往沾污騎車人的褲腿；采用全鏈罩的鏈傳動，雖然阻止了潤滑油沾污騎車人的褲腿，但帶來了新問題：鏈條如從鏈輪或飛輪上滑下，重新安裝很麻煩。2、 體積大。鏈輪直徑大，導(dǎo)致鏈傳動機構(gòu)體積大，機構(gòu)不緊湊，外形不美觀。3、 可靠性差。組成鏈傳動的零件多，機構(gòu)復(fù)雜，可靠性差。無鏈傳動機構(gòu)的優(yōu)點在于體積小，機構(gòu)簡單，使用方便，可靠性好。例如像我們的設(shè)計：腳踏板直接連接上特定的齒輪，自行車后輪曲柄固定在自行車輪軸的兩端，此自行車采用沒有鏈條結(jié)構(gòu)，因此結(jié)構(gòu)簡單，耐用。而且不需采用鏈輪、鏈條、飛輪等傳動零件，變現(xiàn)有自行車的圓周運動為前踏式上、下踏動，減輕了人體膝關(guān)節(jié)、髁關(guān)節(jié)的運動量。踏板連動器采用圓錐齒輪傳動，驅(qū)動器采用行星輪傳動，使自行車的行駛