機械設計課程設計指導[1]

1、 機械與電子工程學院 機械工程教研室 主講：李素云 設計內(nèi)容及要求設計內(nèi)容及要求 設計的任務設計題目設計數(shù)據(jù) 設計的目的設計的目的 機械設計基礎課程設計機械設計基礎課程設計 機械設計課程設計是高等工科院校，機械機械設計課程設計是高等工科院校，機械 類近機類專業(yè)教學計劃類近機類專業(yè)教學計劃中的設中的設計，是培養(yǎng)學生計，是培養(yǎng)學生 分析和設計能力的重要實踐環(huán)節(jié)，機械分析和設計能力的重要實踐環(huán)節(jié)，機械設計課設計課 程設計的目的在于：程設計的目的在于： 進一步鞏固和加深學生所學的知識，幫助學生初步掌 握機械傳動系統(tǒng)方案設計的方法。 培養(yǎng)學生運用理論知識，獨立解決有關本課程實際問 題的能力，使學生通過對

2、通用機械零件，機械傳動裝 置或簡單機械的設計，使學生掌握機械設計的一般方 法和步驟，為以后的專業(yè)課程設計，畢業(yè)設計及實際 工程設計奠定必要的基礎。 使學生在計算、制圖、運用設計資料熟悉有關國家標 準規(guī)范，使用經(jīng)驗數(shù)據(jù)，進行經(jīng)驗估算等方面經(jīng)受全 面的基本訓練。 一、課程設計目的一、課程設計目的 二、設計題目二、設計題目 設計帶式運輸傳動系統(tǒng)中的設計帶式運輸傳動系統(tǒng)中的 雙級斜（直）齒圓柱齒輪減速器雙級斜（直）齒圓柱齒輪減速器 D 2聯(lián)軸器 1電機 3 6 5聯(lián)軸器 4 F V 工作條件：工作條件： 單向運轉，連續(xù)工作， 年限10年，每年工作 300天，三班制，載荷 平穩(wěn)，卷筒轉速允許 誤差為5%

3、 。 傳動 簡圖 設計工作量設計工作量 設計說明書一份， 減速器裝配圖（A1圖） 減速器輸出軸及齒輪零 件圖（A3圖） 設計帶式運輸傳動系統(tǒng)中的設計帶式運輸傳動系統(tǒng)中的 雙級斜（直）齒圓柱齒輪減速器雙級斜（直）齒圓柱齒輪減速器 D 2聯(lián)軸器 1電機 3 6 5聯(lián)軸器 4 F V 傳動 簡圖 三三 、設計內(nèi)容及要求、設計內(nèi)容及要求 傳動裝置的設計傳動裝置的設計 運動計算運動計算 齒輪強度的計算齒輪強度的計算 軸的設計及校核軸的設計及校核 軸承的校核、鍵校核軸承的校核、鍵校核 繪制草圖階段繪制草圖階段 繪制裝配圖及零件工作圖繪制裝配圖及零件工作圖 計算說明書的內(nèi)容計算說明書的內(nèi)容 ( (一一) )

4、傳動裝置的總體設計傳動裝置的總體設計 合理擬定傳動方案 帶傳動的承載能力小，F(xiàn)相同時，結構尺寸大， 但傳動的平衡性好，緩沖吸振。 帶傳動布置在高速級。 ，一定時， T,Pn 鏈傳動運轉不均勻，有沖擊，不適應高速 傳動，應布置在低速級。 運轉的場合。適用于中、小功率間歇 ，尺寸緊湊，傳動平衡，蝸桿傳動，,i 蝸桿傳動與齒輪傳動同時使用，蝸輪材料是鋁 青銅或鑄鐵，布置在低速級，Vs ，防膠合磨 損，使傳動結構緊湊。 蝸輪材料是錫青銅，允許的Vs ，應布置在高速級， 形成潤滑油膜，提高承載能力和效率。 當傳動中，有圓柱齒輪和圓錐齒輪時，圓錐齒輪傳 動布置在高速級，以減少圓錐齒輪的尺寸。 斜齒輪機構，

5、傳動平穩(wěn)性比直齒輪好，常用在高速 級或要求傳動平穩(wěn)的場合。 開式齒輪傳動，工作條件及潤滑條件差，磨損較嚴 重，壽命短，布置在低速級。 改變運動形式的機構（螺旋傳動、連桿機構、凸輪 機構）宜布置在傳動系統(tǒng)的最后一級，并常作為工 作機的執(zhí)行機構。 了解減速器的主要類型和應用特點(P417) ( (二二) )選擇電動機及分配傳動比、傳動裝選擇電動機及分配傳動比、傳動裝 置的運動和動力參數(shù)計算置的運動和動力參數(shù)計算 1.計算電機所需的功率P0 96. 094. 0 1000 W0 W WW W a W VF P P P 低聯(lián)齒高聯(lián) 軸承 23 0 1000 a wa wwV F P 2.電動機的額定功

6、率 PP d ) 3 . 11 ( 斜齒輪 （專用設備設計） 直齒輪 （通用設備設計） 3.電動機轉速的確定: 列表查電動機型號,nP d 額定 功率 KW Y90L-6 電機型號 轉速 同 步 滿 載 轉矩 啟 動 最 大 中 心 高 外形尺寸 hbl 軸伸尺寸 ED 裝鍵部位尺寸 GDF 4.由 三相異步電機有四種轉速：3000；1500；1000；750r/min 低轉速電機極數(shù)多，外廓尺寸及重量較大，價格 高，但傳動裝置總傳動比及尺寸較小。 高轉速電機則相反，應分析比較其經(jīng)濟性，選擇 適宜的電機轉速。根據(jù)電機類型、結構、容量和轉速 ；查出電機型號，性能參數(shù)和主要尺寸記下備用。 5.傳動

7、裝置總傳動比計算和分配 w m a n n i D v nw 100060 滿載轉速 工作機轉速 滾筒直徑 2121 )4 . 12 . 1 ( iiiiia %5 a i要求： 分配傳動比，應考慮以下幾點： 各級傳動比在各自的合理范圍內(nèi)，一般單級齒輪 i8 傳動；保證齒輪傳動的工作特性和結構緊 湊。 裝置的總體尺寸緊湊、重量??； 各級大齒輪浸油深度大致相等，避免過深而增加 攪油損失。在兩級圓柱齒輪減速器中，因低速級 傳動矩大；中心距大于高速級中心距；為使兩級 大齒輪直徑接近，而低速級大齒輪增大，必須使 但不能過大，使高速級齒輪頂與低速級相 碰。 故推 i1=（1.21.4）i2 21 ii

8、6.6.傳動裝置的運動參數(shù)和動力參數(shù)的計算傳動裝置的運動參數(shù)和動力參數(shù)的計算 m d I n P T9550 21 i n n i n nnn II III I IImI 聯(lián) dI PP （1）各軸的轉速 （2）各軸的功率 軸承齒 III PP 軸承齒 IIIII PP （3）各軸的扭矩 軸承齒 1 iTT III 軸承齒 2 iTT IIIII 6.傳動裝置的動參數(shù)和動力參數(shù)的計算傳動裝置的動參數(shù)和動力參數(shù)的計算 運動和動力參數(shù)的計算結果列于下表 軸名 參數(shù) 電動機軸 I 軸II 軸III 軸 輸入轉矩T/（N.m） 輸入功率P/KW 轉速n/(r/min) 傳動比i 效率 ( (三）齒輪強

9、度計算三）齒輪強度計算( (參看書參看書) ) 齒輪傳動設計步驟齒輪傳動設計步驟 明確設計要求明確設計要求 選精度等級、材料及齒數(shù)選精度等級、材料及齒數(shù) 由失效形式，定設計準則由失效形式，定設計準則 定齒輪參數(shù)定齒輪參數(shù) 定齒輪結構定齒輪結構 定齒輪的潤滑等定齒輪的潤滑等 minminmin , IIIIII ddd 1.計算各軸的最小直徑 2.計算扭矩,選聯(lián)軸器,用代號表示； 3.擬定裝配方案,畫出軸的結構設計草圖； 4.從最小直徑開始生成,確定各段直徑和長度,標 在結構草圖上； 5.選擇軸承類型、型號、查出 ； 6.彎扭組合強度計算; 7.精確疲勞強度計算。 raBDd, （四）軸的設計計

10、算（四）軸的設計計算（整個過程按作業(yè)的要求完成） :齒輪2或齒輪3到箱殼內(nèi) 壁的距離，取10 20mm。 B2、B3：2，3齒輪的寬度。 C：中間軸兩齒輪的間距。 S：箱殼內(nèi)壁與軸承端面的 距離。 軸承油潤滑 5 8mm 軸承脂潤滑 10 13mm a 圓柱齒輪減速器簡圖 軸的結構 設計草圖 按教材上實 例標注尺寸 注意 彎扭組合強度計算總結 作出軸的計算簡圖 作水平平面力圖、彎矩圖MH 作鉛垂平面力圖、彎矩圖MV 作合成彎矩圖M 作扭矩圖T 校核危險截面的強度 1 . 0 )( 1 3 22 d TM ca （五）繪制草圖階段（五）繪制草圖階段 不是 隨手畫! 草圖在坐標紙上畫,只畫主視和俯

11、視圖,比例 與裝配圖三視圖比例一致。 注 意 透氣孔、油塞、油標、 吊環(huán)或吊耳、吊鉤、螺 栓聯(lián)接、輸油溝或回油 溝、窺視孔蓋和窺視孔 板等結構的繪制。 草圖應檢查無錯誤 后才能上正規(guī)圖！ 嵌入式軸承端蓋結構簡單，但密封性能差，調(diào)整 軸承間隙比較麻煩，只適用于軸承是脂潤滑，不 可調(diào)間隙的深溝向心球軸承。 用嵌入式端蓋固定（3類或7類）軸承時應增加調(diào) 整軸承間隙的結構。 嵌入式軸承端蓋 凸緣式軸承端蓋調(diào)整軸承間隙比較方便，密封性能 也好，所以用得較多。當軸承采用油潤滑時，軸承 蓋上必須開設缺口。 為了調(diào)整軸承間隙，端蓋于箱體之間應放置由若干 08F的軟鋼片或紫銅片組成的調(diào)整墊片。 凸緣式軸承端蓋

12、密封裝置 簡易透 氣器 油尺吊鉤螺釘?shù)蹉^ 吊耳 油塞 窺視蓋 特別注意減速 器附件的畫法 動 畫 減速器 裝配圖 常見錯 誤示例 減速器裝配圖常見錯誤示例減速器裝配圖常見錯誤示例 1.軸承采用油潤滑,但油不能流入導油溝內(nèi)。 2.窺視孔太小，沒有墊片密封。 3.兩端吊鉤的尺寸不同。 4.油尺座孔不夠傾斜，無法進行加工和裝拆。 5.放油螺塞設計不好，易漏油。 6.12.箱體兩側的軸承孔端面沒有凸起的加工面。 7.墊片孔徑太小。 8.定位軸肩太高。 9.19.軸端太長，有弊無益。 10.16.大小齒輪同寬度，且大齒輪沒有倒角。 11.13.投影交線不對。 14.間距太短，不便拆卸柱銷。 15.17.

13、軸與齒輪輪轂的配合段同長，軸套不能固定齒輪。 減速器裝配圖常見錯誤示例減速器裝配圖常見錯誤示例 18.機體兩凸臺相距太近。 20、27.機體凸緣太窄；相對應的主視圖投影不對 。 21.輸油溝的油不能潤滑軸承。 22.沒有此孔，此處缺少凸臺與軸承座的相貫線。 23.鍵的位置緊貼軸肩，加大了軸肩處的應力集中。 24.齒輪輪轂上的鍵槽，在裝配時不易對準軸上的鍵 。 25.齒輪聯(lián)軸器與箱體端蓋相距太近，不便于拆卸端 蓋螺釘 。 26.端面與箱座孔的配合面太短。 28.所有端蓋上應開缺口。 29.端蓋缺口直徑應縮小。 30.未畫出，圖中有若干圓缺中心線。 (六）圖紙設計 完成裝配圖 1.1.裝配圖加深裝

14、配圖加深 加深時圖線按國標進行； 剖視圖按國標進行；應注意不同零件的剖面線方 向和間隔，墊片類薄零件剖視圖可涂黑。 2.2.標注尺寸標注尺寸 裝配圖上應標注的尺寸有： 特性尺寸。 傳動零件的中心矩和偏差 配合尺寸。 安裝尺寸。 外形尺寸。 減速器的長、寬、高等 完成裝配圖 3.3.編寫減速器的技術特性編寫減速器的技術特性 計算特性包括：輸入功率和轉速，傳動效率、總傳 動比及各級傳動比、傳動特性。 輸入功率KW 輸入轉速r/min 效率 總傳動比 i 傳動特性 第一級第二級 n m 12 /ZZ n m 精度 等級12 /ZZ 精度 等級 裝配圖技術特性表 對零件的要求 對密封的要求 滾動軸承軸

15、向游隙的要 求 外觀、包裝和運輸要求 4.4.編寫減速器的技術要求編寫減速器的技術要求 完成裝配圖 5.5.對零件編號對零件編號 編號應按順時針方向排列整齊，字體應大于尺寸數(shù)， 編號引線不能相交。 對潤滑劑的要求 傳動副的側隙與標準 試驗要求 具體技術要求可參考總裝配圖例 6.6.列出零件明細表和標題欄列出零件明細表和標題欄 可參考總裝配圖例來填寫零件明細表和標題欄。 標題欄 明細表 技術要求 (六）圖紙設計 軸類零件（軸、軸套） 1.1.視圖視圖 一般只需一個視圖，在有鍵槽和孔的地方，增 加必要的剖視和剖面。對于不易表達清楚的局 部，例如砂輪越程槽、退刀槽應繪制局部放大 圖。 2.2.標注尺

16、寸標注尺寸 有配合處的直徑，應標注尺寸偏差。 標注軸向尺寸時，應注意選擇設計、工藝基準 面。 鍵槽尺寸公差和尺寸標注可參考設計手冊。 所有的倒角、圓角都應標注完整，或在技術要 求中說明。 軸類零件（軸、軸套） 3.3.表面粗糙度表面粗糙度 軸的各個表面都要加工，其表面粗糙度可查有關 設計手冊。 4.4.形位公差形位公差 軸的形位公差標注方法及公差值可查閱有關設計 手冊 5. .技術要求技術要求 對材料的機械性能和化學成分的要求，所允許的 代用材料等。 對材料表面機械性能的要求。如熱處理方法、熱 處理硬度、滲碳深度等。 對加工的要求；對未注明的倒角和圓角的說明等 。 (六）圖紙設計 此圖還差砂輪

17、越程槽的局部放大 圖，中心孔的標注，技術要求。 (六）圖紙設計 1.1.視圖視圖 這類零件一般用兩個視圖來。 2.2.標注尺寸標注尺寸 各徑向尺寸以軸的中心線為基準，齒寬方向的尺 寸以端面為基準標出。 齒輪類分度圓直徑不能直接測量，但它是設計的 基本參數(shù)，應標出。 這類零件的軸孔是加工、測量和裝配的重要基準， 尺寸精度要求高，應標出尺寸偏差。 齒頂圓的標注可參考設計手冊，齒根圓不標注。 3.3.表面粗糙度表面粗糙度 表面粗糙度可查有關設計手冊。 齒輪類零件齒輪類零件 4.4.形位公差形位公差 輪坯的形位公差對齒輪類零件的傳動精度有很大 的影響，應按工作要求標注必要的項目。 5. .嚙合特性嚙合

18、特性 嚙合特性表的內(nèi)容包括齒輪的主要參數(shù)及測量項 目。 6 6.技術要求技術要求 對鑄件、鍛件或其它類型坯件的要求。 對材料的機械性能和化學成分的要求。 對材料表面機械性能的要求，如熱處理方法和硬 度等。 對未注明的倒角和圓角的說明。 對大型或高速齒輪的平衡試驗要求。 (六）圖紙設計 齒輪類零件齒輪類零件 齒輪公差 標題欄 技術要求 7說明書中的內(nèi)容包括如下：說明書中的內(nèi)容包括如下： 目錄（標題與頁次） 方案的擬定和傳動運動示意圖 電動機選擇 傳動零件的設計 軸的計算 軸承校核 鍵的校核 減速器箱體、潤滑、密封 設計小結（主要說明課程設計的初步體會 并對設計優(yōu)缺點進行分析 ） 參考資料（編號、

19、著作、書名、出版社以 及出版年月） 附件1： 學學 號：號： 賀州學院賀州學院 課課 程程 設設 計計 題題 目目 學學 院院 專專 業(yè)業(yè) 班班 級級 學生姓名學生姓名 指導教師指導教師 2015 年12月20日 DVF, 賀州學院賀州學院課程設計任務書課程設計任務書 學生姓名：學生姓名： 專業(yè)班級專業(yè)班級： 20132013機械班機械班 指導教師：指導教師： 工作單位：工作單位：機械與電子工程學院機械與電子工程學院 題目題目: :帶式運輸機傳動裝置中的雙級帶式運輸機傳動裝置中的雙級 斜斜( (直）齒圓柱齒輪減速器設計直）齒圓柱齒輪減速器設計 已知技術參數(shù)和設計要求：已知技術參數(shù)和設計要求：

20、已知技術參數(shù)： F、V、D 。 工作條件：單向運轉，連續(xù)工作，年限10年，每年工作 300天，三班制，載荷平穩(wěn)，卷筒轉速允許誤差為5%。 要求完成的主要任務要求完成的主要任務: : （1）雙級斜齒圓柱齒輪減速器裝配圖（A1圖幅） （2）輸出軸上的齒輪及軸的零件圖 （A3圖幅） 皮帶拉力 F(K.N) 1.3 1.4 3.4 15 11 1810.59 皮帶速度 V(m/S) 1.2 1.87 1.2 1.8 1.21.5 1.7 滾筒直徑 D （mm ) 400500500500630330 500 題號 名稱 1234567 設計帶式運輸傳動系統(tǒng)中的設計帶式運輸傳動系統(tǒng)中的 雙級斜（直）齒圓

21、柱齒輪減速器雙級斜（直）齒圓柱齒輪減速器 原始數(shù)據(jù) 皮帶拉力 F(K.N) 1.5 1.2 5.4 18 12 1310 皮帶速度 V(m/S) 1.2 1.5 1.3 1.2 1.41.5 1.6 滾筒直徑 D （mm ) 400500500500630330 500 題號 名稱 891011121314 設計帶式運輸傳動系統(tǒng)中的設計帶式運輸傳動系統(tǒng)中的 雙級斜（直）齒圓柱齒輪減速器雙級斜（直）齒圓柱齒輪減速器 原始數(shù)據(jù) 皮帶拉力 F(K.N) 1.2 1.5 1.92.1 2.2 2.3 2.6 皮帶速度 V(m/S) 1.2 1.5 1.3 1.2 1.41.5 1.6 滾筒直徑 D （

22、mm ) 400380330360250330 400 題號 名稱 15161718192021 設計帶式運輸傳動系統(tǒng)中的設計帶式運輸傳動系統(tǒng)中的 雙級斜（直）齒圓柱齒輪減速器雙級斜（直）齒圓柱齒輪減速器 原始數(shù)據(jù) 皮帶拉力 F(K.N) 1.5 1.2 2.4 3.2 2.5 2.4 2.3 皮帶速度 V(m/S) 1.2 1.5 1.3 1.2 1.41.5 1.6 滾筒直徑 D （mm ) 400280300280250330 320 題號 名稱 22232425262728 設計帶式運輸傳動系統(tǒng)中的設計帶式運輸傳動系統(tǒng)中的 雙級斜（直）齒圓柱齒輪減速器雙級斜（直）齒圓柱齒輪減速器 原始數(shù)