機電工程學(xué)院工程認證機械設(shè)計課程設(shè)計教案王科社

1、北京信息科技大學(xué)學(xué) 期 授 課 教 案開 課 學(xué) 期： 20152016 學(xué)年第2學(xué)期 課 程 名 稱： 機械設(shè)計課程設(shè)計 任 課 教 師： 王科社 職稱： 教 授 授 課 班 級： 機械1301 開 課 學(xué) 院： 機 電 工 程 學(xué) 院 大綱要求授課時數(shù)理論實踐（含實驗、上機、課程設(shè)計和社會實踐等）三周多媒體教學(xué)學(xué)時6授課批次1周學(xué)時考核方式理論考試 考查開卷 閉卷實踐實驗成績比例理論90 % (平時 20 %，期末 70 %)實踐 10 %備注：實踐環(huán)節(jié)的“考核方式”、“成績比例”由開課學(xué)院根據(jù)課程特點確定第 22 頁課程名稱機械設(shè)計課程設(shè)計課程編號0BS01904學(xué)時分配學(xué) 分3講課：6

2、課外實踐：課程類型必修基礎(chǔ)課（ ）；專業(yè)課（）；實踐教學(xué)（ ）選修專業(yè)選修課（）；公共選修課（ ）專業(yè) 機械設(shè)計制造及自動化授課班級機 1301校內(nèi)教師 王科社職稱 教授學(xué)位教材 教材名稱作者出版社及出版時間機械設(shè)計課程設(shè)計王大康主編，王科社，林光春副主編，米潔 高國華參編中國鐵道出版社，2015年12月參考資料資料名稱作者備注說明（資料來源等）機械設(shè)計濮良貴高等教育出版社，2013年5月機械設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書、設(shè)計素質(zhì)訓(xùn)練及創(chuàng)新設(shè)計作業(yè)指導(dǎo)書王科社等自編教材新編機械設(shè)計課程設(shè)計圖冊（第3版）陳鐵鳴主編，張志強，王科社等參編高等教育出版社，2015年8課程設(shè)計設(shè)計說明書編寫大綱王科社等自編教材

3、機械設(shè)計課程設(shè)計答辯要求及評分原則王科社等自編教材機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)難點和檢查重點王科社等自編教材機械設(shè)計課程設(shè)計的教學(xué)要求王科社等自編教材教學(xué)目的要求1.知識：綜合運用機械設(shè)計及其它有關(guān)先修課程，如機械制圖、測量及公差配合、金屬材料及熱處理、工程力學(xué)等的理論和生產(chǎn)實際知識進行機械設(shè)計訓(xùn)練，使理論和實際結(jié)合起來，使這些知識得到進一步鞏固、加深和拓展；2.能力：通過設(shè)計訓(xùn)練，強化學(xué)生對設(shè)計方法、設(shè)計過程、設(shè)計計算、設(shè)計制圖、設(shè)計成果表達、設(shè)計文檔等方面的動手能力。通過查閱文獻、工程軟件學(xué)習(xí)，完成減速器的設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生掌握主要文獻檢索工具互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎的使用方法，能夠利用互聯(lián)網(wǎng)和文獻檢索工具收集

4、機構(gòu)設(shè)計相關(guān)問題的技術(shù)信息，以及自學(xué)工程軟件的相關(guān)能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)做準備。培養(yǎng)學(xué)生具有設(shè)計基本機械產(chǎn)品的能力和初步具有機械結(jié)構(gòu)設(shè)計、機械裝置設(shè)計的能力以及開發(fā)創(chuàng)新能力。設(shè)計訓(xùn)練采取設(shè)計小組的形式，以培養(yǎng)學(xué)生在設(shè)計活動中的分工、協(xié)作的合作精神，以提高對實際設(shè)計工作的適應(yīng)能力。3.認知：進行基本技能的訓(xùn)練，對計算、制圖、運用設(shè)計資料（如手冊、圖冊、技術(shù)標(biāo)準、規(guī)范等）以及進行經(jīng)驗估算等機械設(shè)計方面的基本技能得到一次綜合訓(xùn)練，提高技能水平。建立機械設(shè)計的基本過程、方法和思路的認知。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生的先修課程（材料力學(xué)、機械原理）基礎(chǔ)較弱，有部分學(xué)生至今還沒有通過先修課程或成績不高；2.學(xué)生綜合

5、應(yīng)用所學(xué)知識，解決問題的能力不強，習(xí)慣于死記硬背的內(nèi)容學(xué)習(xí)及考試。主要教學(xué)方法及考核方式設(shè)計過程總計 3 周。其中安排一次觀摩模型實物展覽室，以增強學(xué)生的感性認識；安排6學(xué)時集中講課，講解各階段要點；其他時間采取集體輔導(dǎo)及個別指導(dǎo)相結(jié)合的指導(dǎo)方式。其中講課、輔導(dǎo)穿插在各階段進行。對老師的在講課和輔導(dǎo)強調(diào)5點：（1）輔導(dǎo)講課階段性（5階段，講3次）；（2）總結(jié)及時性；輔導(dǎo)針對性；（3）抓“兩頭”帶中間，善于引導(dǎo)，引而不發(fā)，三邊設(shè)計法，不斷總結(jié)教學(xué)法；（4）抓進度、紀律、學(xué)風(fēng)、教書育人，深入細致，嚴師出高徒；（5）注意鉆研指導(dǎo)書、圖冊和手冊，深入鉆研業(yè)務(wù)。學(xué)習(xí)是基礎(chǔ)，思考是關(guān)鍵，實踐是根本。在課程

6、設(shè)計的實踐中，要鞏固理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，也要思考創(chuàng)新，落實實踐的根本?？己朔绞剑簷C械設(shè)計課程設(shè)計成績相對機械設(shè)計課程考試成績是獨立的，單獨記載。課程設(shè)計成績分優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格五級，成績不及格應(yīng)重新進行設(shè)計。根據(jù)學(xué)生的設(shè)計態(tài)度、設(shè)計質(zhì)量、創(chuàng)新性及答辯情況綜合評定學(xué)生機械設(shè)計課程設(shè)計的成績等級。課程設(shè)計成績評定標(biāo)準1.對學(xué)生評分按優(yōu)，良，中，及格，不及格五個等級進行。2.對課程設(shè)計考評按四項內(nèi)容進行，所占比例為：1）方案討論及答辯 302）計算及設(shè)計 303）圖樣部分及說明書 304）平時表現(xiàn) 10教學(xué)重點難點教學(xué)重點：常用傳動零件、支撐零件、聯(lián)接零件的設(shè)計方法。教學(xué)難點：機械零件零件圖

7、完整繪制。授課時間20142015學(xué)年第一學(xué)期 周1820六、教案正文：第一次輔導(dǎo)課（2學(xué)時）（一） 機械設(shè)計課程設(shè)計的目的、任務(wù)、要求1、 目的1） 鞏固和深化所學(xué)課程的知識要求我們綜合利用先修課程要繪圖，就要用到機械制圖的知識要選材，就要用到金屬工藝的知識選型，綜合用到機械原理的知識 受力分析，就要用到理論力學(xué)、材料力學(xué)的知識培養(yǎng)設(shè)計能力。2） 樹立正確的設(shè)計思想2、 任務(wù)1） 齒輪減速器裝配圖1張。（A0或A1圖紙）2） 零件圖4張（齒輪、軸、箱體、箱蓋）3） 設(shè)計計算說明書1份a. 傳動方案的擬定b. 強度計算（低速軸、軸承、鍵、齒輪） 4）任務(wù)書北京信息科技大學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書課程名稱

8、機 械 設(shè) 計設(shè)計題目帶式輸送機傳動裝置1 設(shè)計要求(包括主要指標(biāo)、數(shù)據(jù)及工作量)1.1 傳動系統(tǒng)示意圖1.2 原始數(shù)據(jù) 1.運輸帶的拉力F= N2.運輸帶工作速度V= m/s 3.卷筒直徑D= mm1.3 設(shè)計條件： 1.工作條件：鍋爐房運煤；三班制，每班工作四小時；空載起動、連續(xù)、單向運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn) 2.使用期限及檢修間隔:工作期限為10年，每年工作250日；檢修期定為三年。3.生產(chǎn)批量及生產(chǎn)條件：生產(chǎn)幾十臺，無鑄鋼設(shè)備4.設(shè)備要求:固定；5.安裝形式：臥式；6.生產(chǎn)廠：校辦工廠。1.4 工作量1.減速器裝配圖A0(A1)一張2.零件圖14張3.設(shè)計說明書一份約60008000字2 設(shè)計說

9、明書的主要內(nèi)容封面 (標(biāo)題及班級、姓名、學(xué)號、指導(dǎo)老師、完成日期)目錄（包括頁次）設(shè)計任務(wù)書傳動方案的分析及擬定(簡單說明并附傳動簡圖)電動機的選擇計算傳動裝置的運動及動力參數(shù)的選擇和計算傳動零件的設(shè)計計算軸的設(shè)計計算滾動軸承的選擇和計算鍵聯(lián)接選擇和計算聯(lián)軸器的選擇減速器的潤滑方式和密封類型的選擇潤滑油牌號的選擇和裝油量計算減速器附件的選擇及設(shè)計減速器箱體的設(shè)計設(shè)計小結(jié)(體會、優(yōu)缺點、改進意見)參考文獻3 參考文獻1 濮良貴，紀名剛主編.機械設(shè)計，第9版.北京：高等教育出版社，2013年5月；2 王大康主編.王科社，林光春副主編，米潔 高國華參編.機械設(shè)計課程設(shè)計，北京：中國鐵道出版社，201

10、5年12月3 毛振楊等編、機械零件課程設(shè)計、浙江大學(xué)出版社、1985年8月4 哈爾濱工業(yè)大學(xué)主編.機械零件設(shè)計指導(dǎo)書.北京：人民教育出版社1982年5 陳鐵鳴主編.新編機械設(shè)計課程設(shè)計圖冊（第3版），北京：高等教育出版社，2015年8月6 王科社，滕啟編.機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書，北京：北京機械工業(yè)學(xué)院，2001年7 周開勤主編.機械零件手冊，第5版.北京：高等教育出版社，2001年7月8 滕啟，米潔，王科社編.機械設(shè)計課程設(shè)計指南，北京：北京機械工業(yè)學(xué)院，2002年9 其它（網(wǎng)上資料） 指導(dǎo)老師簽字： 2005年2月18日3、 內(nèi)容1） 傳動裝置的總體設(shè)計2） 傳動零件、軸、軸承、聯(lián)軸器等的設(shè)

11、計計算和選擇3） 裝配圖和零件圖設(shè)計4） 設(shè)計計算說明書的編寫4、 要求1） 培養(yǎng)獨立工作能力2） 培養(yǎng)正確設(shè)計思想3） 掌握設(shè)計進度，按作習(xí)時間5、 進度安排1） 減速器拆裝2） 傳動裝置的總體設(shè)計及傳動零件的設(shè)計計算第一周二前完成，周三上午8：00上第二次輔導(dǎo)課3） 裝配圖設(shè)計a) 裝配草圖設(shè)計，傳動零件的驗算第一周四、五，第二周一完成輕畫b) 完成裝配圖給指導(dǎo)老師看后再填粗。第二周二完成，第二周一下午2：00上第三次輔導(dǎo)課4） 零件圖第二周四、五完成5） 寫設(shè)計計算說明書 第三周一、二完成，周三答辯交卷6、 注意事項1） 正確處理繼承及創(chuàng)新的關(guān)系2） 學(xué)會運用三邊設(shè)計方法（邊計算、邊繪圖

12、、邊修改）3） 講究和提高工作效率（二）機械系統(tǒng)整體設(shè)計（P12-24）一）傳動方案的擬定（給定） 減速器對已知的傳動方案進行可行性、合理性、經(jīng)濟性分析 ，提出改進意見二）電機選擇 表17-14 P226-P2281、 種類 Y系列三相異步電動機2、 功率 原則Ped>Pd Ped-電機額定功率 Pd= Pw-工作機功率（帶式運輸機功率）Pw=(kW)或Pw=(kW) T(N·m) n(r/min)-總效率，全部運動副效率的連乘積，參考表2-3（P18)3、 轉(zhuǎn)速電動機最高同步轉(zhuǎn)速3000（二級電機）n尺寸價格但減速器i使i12的n，三)總傳動比及分配1、總傳動比 ,2、傳動比

13、的分配 允許35%1) 各種傳動裝置允許的傳動比范圍，表2-2(P13)表23（P1315）2) 各級傳動裝置的結(jié)構(gòu)尺寸協(xié)調(diào)、均勻、合理、不干涉帶+齒 i帶<I齒 i帶<2.5 大帶輪直徑不能太大齒+鏈 i鏈<3 齒輪傳動比不為整數(shù),齒數(shù)互質(zhì)齒+齒 i齒單<4檢查干涉：單級，如皮帶輪半徑大于中心高就會產(chǎn)生干涉3）兩級齒輪傳動 不干涉中間軸上大齒輪可能碰到低速軸 浸油潤滑兩大齒輪直徑不能相差太大d=da2-da4<10 i高=1.11.5i低四）傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算22241、 各軸轉(zhuǎn)速n1 n2 n32、 各軸的軸功率（輸入功率） P1 P2 P3P1=P

14、d01 P2=P1123、 各軸輸入轉(zhuǎn)矩T1，T2，T3一般按電機額定功率計算。軸編號后列一欄表（三）傳動零件的設(shè)計計算（P25-P29）應(yīng)注意的問題1、對帶傳動 Z4D1>Dmin 教材P155157，D2不能太大，i<22.52、鏈傳動 選擇單排滾子鏈節(jié)距盡量小，節(jié)距為偶數(shù)，Z1參看教材P177鏈輪齒數(shù)要奇數(shù)，不能整除鏈節(jié)數(shù)3、齒輪傳動：各計算數(shù)值必須精確，小數(shù)點后三位。 A、精度 78級 B、齒寬系數(shù) d直齒：d大 硬小斜齒：d小 軟大 C、設(shè)計準則 軟齒面 按齒面接觸強度設(shè)計為主 硬齒面 按齒根彎曲強度設(shè)計為主 d、結(jié)果要合理 2m4 動力用齒輪，結(jié)構(gòu)又不太大 e、中心距范

15、圍便于布圖（太大圖紙畫不下，太小結(jié)構(gòu)有問題，如軸承）單級：100<a<150 雙級210<a <270 f、兩級齒輪傳動要檢驗i ii 不干涉，3齒輪不會及軸相干涉，拒絕10154、 聯(lián)軸器的選擇P，n高速宜選 用有彈性元件撓性聯(lián)軸器，緩沖吸振低速轉(zhuǎn)矩大，安裝精度高，剛性聯(lián)軸器;如果安裝精度不高，無彈性元件撓性聯(lián)軸器注意：軸孔及電動機軸頸接近注意：將計算數(shù)據(jù)和尺寸整理、保留。第二次輔導(dǎo)課（2學(xué)時）（1） 裝配草圖的設(shè)計及繪制P3176（2） 裝配圖設(shè)計的特點1、 繪圖和計算交錯進行2、 許多尺寸在繪圖中得到二）裝配圖的繪制方法，步驟及注意的問題3、 視圖的布置不要頂天立

16、地，采用1:1比例,增加真實感主要裝配關(guān)系和工作原理表示安排在一個視圖上(一般在俯視圖上),三個視圖表示不清的要增加局部視圖。4、 一般步驟（先畫輪廓，后畫細節(jié)，逐步完成結(jié)構(gòu)設(shè)計，然后進行軸、鍵、強度計算、軸承壽命計算。A、 先畫俯視圖由中心往外畫，參看P39 圖5-1 P40 圖5-2，圖5-3箱體結(jié)構(gòu)尺寸和各零件之間的距離，參看(P35表4-1)，初定軸結(jié)構(gòu)后，就可進行強度計算、軸承的壽命計算，不要全部畫好后才計算，要不然就不好修改圖。B、 再畫主視圖H（中心高）的確定P227： i 齒頂及箱底面的距離hmin>3050mm渣滓不易攪起來ii 保證裝油量（冷卻、潤滑）P59單級 0.

17、350.7升/kW，多級成倍（保證冷卻）輪齒浸油深度一個全齒高，不小于10mm（保證潤滑）iii 安裝要求 H=電機中心高最好這三條都滿足，不行的話，滿足前兩條三個視圖對照畫，不要把一個視圖全畫好再畫另一個視圖，不然易發(fā)生干涉5、 箱體結(jié)構(gòu)尺寸(參考P35圖4-14,P3336)1） 箱體材料 HT200 HT150 2） 鑄造工藝性 圖5-2427, P5758最小壁厚，壁厚均勻，有拔模斜底，鑄造圓角P98100表9-18243） 加工工藝性盡量減少加工面、凸臺、凹坑、螺釘、軸承、座底等位置一根軸上兩個軸承要大小、型號一致（加工孔一致）三）潤滑及密封6、 齒輪潤滑用浸油潤滑1） 浸油深度為一

18、個全齒高（2.25m），不小于10mm最高油面在此基礎(chǔ)上加高510mm 2）裝油量的計算 hm=(0.350.7)3) 潤滑油的牌號選擇P157158 表13-1，表13-27、 滾動軸承潤滑方式的選擇1） V齒2m/s，采用飛濺潤滑，參考圖5-17結(jié)構(gòu)箱體及箱蓋結(jié)合面加油溝及引油結(jié)構(gòu)，把油引入軸承，小齒輪處加擋油盤P530圖5-17。2） V齒<2m/s，采用脂潤滑，參考圖5-15結(jié)構(gòu)所有軸承處加封油環(huán)，箱體上油溝要把油引入油箱P258圖5-178、 密封P218表16-11）、軸的伸出端表16-13軸承蓋開槽，P166表11-10，氈圈密封P162164表13-11172）、非伸出端

19、 加密封墊片四）其它附件(P8889表7-711) 1、軸承蓋P166P1672、檢視窗P613、油標(biāo) 油尺P6263，P1584、放油螺塞（細牙）P1615、通氣器P1656、吊耳P64657、定位銷（標(biāo)準件）錐銷P141,表11-32，箱體聯(lián)接輔助件，P226229，8、起蓋螺釘P227228 端部制成圓柱形光滑倒角或半球形9、尺寸標(biāo)注：外形尺寸，安裝尺寸，配合尺寸，參考圖例雙P265,單P25010、配合代號 P70表6-1 11、技術(shù)要求和技術(shù)特性（圖紙在下方）P7012、零件編號、明細表、標(biāo)題欄在右下角13、尺寸P8，內(nèi)容參考圖例14、 圖代號（二）規(guī)定畫法，標(biāo)注法和簡化畫法按國家標(biāo)

20、準（三）加深后的裝配圖其它內(nèi)容P232完成裝配圖名稱+型號+低速級中心距+公稱傳動比代號 ZDY 單級硬齒面ZLY 雙級硬齒面ZSY 三級硬齒面ZDR 單級軟齒面ZLR 雙級軟齒面ZSR 三級軟齒面示例：減速器ZLY560-11.2，560-低速級中心距，11.2-公稱傳動比第三次輔導(dǎo)課（2學(xué)時）（一）裝配圖上其它內(nèi)容 P68751、尺寸標(biāo)注外形尺寸：長寬高安裝尺寸：中心高，底座及地腳螺栓孔位置尺寸、大小特性尺寸：中心距及其極限偏差P208表16-18配合尺寸及代號：P175，表15-2軸承蓋及座孔 過渡齒輪及軸 過盈聯(lián)軸器及軸 過盈套筒及軸 間隙擋油盤（封油環(huán)）及軸軸及軸承 基孔制軸承及孔 基軸制2、標(biāo)題欄及零件編號 標(biāo)準P8，參考圖例 P250，P260，按制圖標(biāo)準，有順序3、 技術(shù)要求及技術(shù)特性技術(shù)特性 表格形式 P231技術(shù)要求 P250 ，P260圖例 1、及例圖相同2、齒輪接觸斑點P140表10-18193、軸承間隙P84，表6-164、及例圖相同4、 P8586表7-126、及例圖相同（二）零件圖的特點 P234-2381、