機械設計課程設計

1、機械設計課程設計 緒論一、課程設計的目的（綜合訓練）一、課程設計的目的（綜合訓練）1. 培養(yǎng)正確的設計思想，訓練綜合運用所學的理論培養(yǎng)正確的設計思想，訓練綜合運用所學的理論知識解決工程實際問題的能力；知識解決工程實際問題的能力；2 學習機械設計的一般方法，掌握通用機械零件、學習機械設計的一般方法，掌握通用機械零件、機械傳動裝置的設計過程和進行方式。機械傳動裝置的設計過程和進行方式。3. 設計基本技能的訓練。如計算、繪圖、熟悉和運設計基本技能的訓練。如計算、繪圖、熟悉和運用設計資料、手冊、圖冊、標準和規(guī)范等。用設計資料、手冊、圖冊、標準和規(guī)范等。 機械設計課程設計是高等工科院校機械類本科機械設計

2、課程設計是高等工科院校機械類本科學生第一次較全面的機械設計訓練，也是機械設計學生第一次較全面的機械設計訓練，也是機械設計課程的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。課程的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。二、課程設計內容二、課程設計內容課程設計設計過程課程設計設計過程: :1.1.進行傳動方案的設計；進行傳動方案的設計；2.2.電動機功率及傳動比分配；電動機功率及傳動比分配；3.3.主要傳動零件的參數設計；主要傳動零件的參數設計；4.4.減速器結構、箱體各部分尺寸確定，結構工藝性減速器結構、箱體各部分尺寸確定，結構工藝性設計；設計；5.5.裝配圖的設計要點及步驟等裝配圖的設計要點及步驟等；（；（草圖設計是裝配圖草

3、圖設計是裝配圖設計的規(guī)劃和準備階段；裝配圖設計是對草圖的進一步細設計的規(guī)劃和準備階段；裝配圖設計是對草圖的進一步細化和完善；特點：化和完善；特點：“算畫結合算畫結合”邊畫邊算）邊畫邊算）6.6.設計和繪制零件工作圖；設計和繪制零件工作圖；7.7.整理和編寫設計說明書。整理和編寫設計說明書。三、設計題目三、設計題目P112P1161.工作圖：裝配圖1張、零件圖2張（高速軸、低速齒輪）2.設計計算說明書1份。四、設計工作量四、設計工作量1.傳動裝置總體設計2.裝配草圖設計3.工作圖設計4.編寫設計計算說明書 五、課程設計計劃（五、課程設計計劃（3 3周）周）六、成績評定六、成績評定 綜合設計表現、

4、圖紙質量、說綜合設計表現、圖紙質量、說明書情況，按百分制平分。明書情況，按百分制平分。七、參考書七、參考書1.機械設計機械設計2.機械設計課程設計機械設計課程設計3.機械零件設計手冊機械零件設計手冊八、課程設計的要求八、課程設計的要求1. 研究分析設計題目和工作條件，明確設計要研究分析設計題目和工作條件，明確設計要求和設計內容；求和設計內容；2. 認真復習與設計有關的章節(jié)內容，提倡獨立認真復習與設計有關的章節(jié)內容，提倡獨立思考、深入鉆研，主動地、創(chuàng)造性地進設計；思考、深入鉆研，主動地、創(chuàng)造性地進設計；3. 設計態(tài)度嚴肅認真設計態(tài)度嚴肅認真,一絲不茍，反對照抄照一絲不茍，反對照抄照搬，抄襲他人設

5、計，容忍錯誤等問題；搬，抄襲他人設計，容忍錯誤等問題；4. 通過設計在設計思想、設計方法和設計技能通過設計在設計思想、設計方法和設計技能等方面得到良好的訓練。等方面得到良好的訓練。傳動裝置總體設計一、選擇電動機一、選擇電動機1.選擇電動機類型常用：Y系列三相異步電動機同步轉速：3000 1500 1000 750 級數： 2 4 6 8電動機安裝型式：2.確定電動機的功率wdPPKWdP(1) 工作機所需電動機功率1000vFPw9550wWnTP或或wP工作機的功率1-卷筒軸承效率卷筒軸承效率 2-卷筒效率卷筒效率3-低速級聯軸器效率低速級聯軸器效率 4-III軸軸承效率軸軸承效率5-低速級

6、齒輪嚙合效率低速級齒輪嚙合效率 6- II軸軸承效率軸軸承效率7-高速級齒輪嚙合效率高速級齒輪嚙合效率 8- I軸軸承效率軸軸承效率9-高速級聯軸器效率高速級聯軸器效率傳動裝置總效率（P9）=1. 2. 3 n(2)確定電動機型號（P235） 例：Pd = 3.6 kW611324112MYMYnm=960r/minnm=1440r/min查取電動機軸外伸端尺寸: D-直徑 E-長度等，（P238P241）二、傳動裝置總傳動比的確定和分配二、傳動裝置總傳動比的確定和分配1.確定總傳動比iawmanni2.分配各級傳動比21iiiiiioa減速器外傳動比減速器傳動比0ii(1) 各級傳動比應在推

7、薦范圍內選取，不得超過最大值。（P6）分配原則:（2）通常按照）通常按照“傳動比遞增傳動比遞增”的原則分的原則分配傳動比配傳動比后低高前iiii (4)圓錐-圓柱齒輪減速器ii25. 01 iiiii)05. 001. 0()5 . 13 . 1(121 (3)展開式二級圓柱齒輪減速器各級傳動尺寸協調，承載能力接近，兩個大齒輪各級傳動尺寸協調，承載能力接近，兩個大齒輪直徑接近以便潤滑。（浸油深度）直徑接近以便潤滑。（浸油深度）目的：（1）尺寸協調、互不干涉（2）尺寸緊湊、便于潤滑注意注意： 1.按工作機所需電動機功率Pd計算，而不按電動機額定功率Ped計算。 2.設計軸時應按其輸入功率計算、設

8、計傳動零件時應按主動軸的輸出功率計算二、傳動裝置運動、動力參數計算二、傳動裝置運動、動力參數計算計算各軸的功率P、轉速n和轉矩T列匯總表：傳動零件設計 一、減速器外傳動零件設計一、減速器外傳動零件設計1.普通V帶傳動已知：P n T i2.鏈傳動已知：P n T i設計步驟：見教科書例題 1.高速級齒輪傳動已知：P n T i設計步驟：見教科書例題 2.低速級齒輪傳動已知：P n T i設計步驟：見教科書例題二、減速器內傳動零件設計二、減速器內傳動零件設計三、按轉矩初步計算軸的最小直徑三、按轉矩初步計算軸的最小直徑mind注意：1.鍵槽單鍵：加5%雙鍵：加7%2.圓整為標準直徑3.或按聯軸器圓

9、整直徑（P192P200）3nPC四、驗算工作速度誤差四、驗算工作速度誤差%5理實理vvvv草圖設計草圖設計1.準備工作準備工作（1）圖紙一張）圖紙一張（2）主要傳動件的參數計算完備（齒輪幾何尺）主要傳動件的參數計算完備（齒輪幾何尺寸、軸徑估算）寸、軸徑估算）2.要求要求 （1） 草圖設計正確，迅速，主要結構要表達清草圖設計正確，迅速，主要結構要表達清楚。各零件尺寸可隨時標注在圖紙上。楚。各零件尺寸可隨時標注在圖紙上。 （2）草圖不要求線型，同樣零件可只畫一個，）草圖不要求線型，同樣零件可只畫一個，其它簡畫。其它簡畫。 （3）所有零件尺寸隨手畫在草圖上，以免再次）所有零件尺寸隨手畫在草圖上，以

10、免再次查找。查找。3.任務（以設計手冊為參考資料）任務（以設計手冊為參考資料）1）通過草圖設計檢查傳動比分配是否合理，）通過草圖設計檢查傳動比分配是否合理，低速軸與高速大齒輪是否干涉，低速軸與高速大齒輪是否干涉，兩大齒輪浸油深度：高速大齒輪浸油深兩大齒輪浸油深度：高速大齒輪浸油深1個齒高時低個齒高時低速大輪浸油深度速大輪浸油深度半徑的半徑的1/31/6。2）軸的結構設計和軸系零件設計（補充設計計算）軸的結構設計和軸系零件設計（補充設計計算）定出支點距后對中間軸進行彎扭強度驗算。定出支點距后對中間軸進行彎扭強度驗算。3）軸承的組合設計）軸承的組合設計確定軸承的型號和工作位置、潤滑方式和密封裝置，

11、確定軸承的型號和工作位置、潤滑方式和密封裝置，對中間軸上的軸承進行壽命計算。對中間軸上的軸承進行壽命計算。4）確定箱體的結構及各部分尺寸。）確定箱體的結構及各部分尺寸。5）減速器附件設計（吊鉤、吊耳、觀察窗、油標尺）減速器附件設計（吊鉤、吊耳、觀察窗、油標尺等）等）6）確定聯接件結構尺寸及位置。）確定聯接件結構尺寸及位置。7）驗算）驗算4.設計中應注意的問題設計中應注意的問題 1）輸入（出）軸外伸端長度、直徑應與聯軸器孔徑）輸入（出）軸外伸端長度、直徑應與聯軸器孔徑匹配。匹配。 2）潤滑劑和潤滑方式的選擇）潤滑劑和潤滑方式的選擇 減速器內齒輪的潤滑劑和潤滑方式按圓周速度減速器內齒輪的潤滑劑和潤

12、滑方式按圓周速度V確定，確定， 減速器內軸承的潤滑劑和潤滑方式按速度因數減速器內軸承的潤滑劑和潤滑方式按速度因數dn確確定。由于齒輪和軸承可能分別采用潤滑油和潤滑脂，定。由于齒輪和軸承可能分別采用潤滑油和潤滑脂，此時二者不能相混，否則軸承潤滑脂被沖走，故應此時二者不能相混，否則軸承潤滑脂被沖走，故應在軸承處采用密封裝置在軸承處采用密封裝置“擋油盤擋油盤”。注意，并不是。注意，并不是每個軸承處都安擋油盤。每個軸承處都安擋油盤。 3）油底油面高度）油底油面高度3050，以保證足夠的油量。，以保證足夠的油量。 4）軸承蓋選嵌入式結構。）軸承蓋選嵌入式結構。 5）齒輪與軸的結合方式可設計成齒輪與軸分離

13、，也）齒輪與軸的結合方式可設計成齒輪與軸分離，也可以成齒輪軸。可以成齒輪軸。 5.草圖設計步驟草圖設計步驟1）按中心距先畫軸心線，再畫軸及軸承，）按中心距先畫軸心線，再畫軸及軸承，2）先畫箱內，后畫箱外，）先畫箱內，后畫箱外，3）先粗畫，后細畫，）先粗畫，后細畫，4）先畫俯視圖，再畫主視圖，）先畫俯視圖，再畫主視圖，5）最后畫側視圖。）最后畫側視圖。6）布圖上下左右要適當勻稱。）布圖上下左右要適當勻稱。箱體結構設計（箱體結構設計（P1415）機座壁厚機座壁厚 按二級齒輪減按二級齒輪減速器中心距選擇壁厚速器中心距選擇壁厚 a-低速級中心距低速級中心距1,12,161ddf6, 832dd、 8，

14、地腳螺釘地腳螺釘直徑直徑軸承旁聯接螺軸承旁聯接螺栓直徑栓直徑蓋與座聯接蓋與座聯接螺栓直徑螺栓直徑軸承端蓋螺栓軸承端蓋螺栓直徑直徑軸承座旁螺栓扳手空間軸承座旁螺栓扳手空間扳手空間大操作方便，扳手空間大操作方便，h太大螺栓太長，安裝不便，太大螺栓太長，安裝不便，且要合于螺栓長度系列且要合于螺栓長度系列螺栓中心到機座外壁距離螺栓中心到機座外壁距離螺栓中心到機座外凸邊緣尺螺栓中心到機座外凸邊緣尺寸寸起蓋螺釘起蓋螺釘：起蓋用：起蓋用 ，兩個對，兩個對角線布置。角線布置。定位銷定位銷：鏜軸承孔定位用，：鏜軸承孔定位用，錐度錐度 1：50 兩個，兩個， 對角對角線布置。線布置。觀察窗觀察窗：注油、觀察兩對齒

15、：注油、觀察兩對齒輪嚙合情況，以能進手為輪嚙合情況，以能進手為宜。宜。通氣器通氣器：平衡機體內外壓力。：平衡機體內外壓力。吊鉤吊鉤：起吊整機用，與底座鑄出。：起吊整機用，與底座鑄出。起蓋吊耳起蓋吊耳：起吊蓋，與上蓋一同鑄出。：起吊蓋，與上蓋一同鑄出。油標尺油標尺：測量油面深度，要有最高液面，最低液：測量油面深度，要有最高液面，最低液面刻度。位置設計要防止拔不出油標或油外溢。面刻度。位置設計要防止拔不出油標或油外溢。放油塞放油塞：更換潤滑油的出口，設計在箱體底座最：更換潤滑油的出口，設計在箱體底座最低位置處。低位置處。通氣器通氣器：平衡機體內外壓力。：平衡機體內外壓力。吊鉤吊鉤：起吊整機用，與底

16、座鑄出。：起吊整機用，與底座鑄出。起蓋吊耳起蓋吊耳：起吊蓋，與上蓋一同鑄出。：起吊蓋，與上蓋一同鑄出。油標尺油標尺：測量油面深度，要有最高液面，最低液：測量油面深度，要有最高液面，最低液面刻度。位置設計要防止拔不出油標或油外溢。面刻度。位置設計要防止拔不出油標或油外溢。放油塞放油塞：更換潤滑油的出口，設計在箱體底座最：更換潤滑油的出口，設計在箱體底座最低位置處。低位置處。裝配工作圖裝配工作圖: 設計和裝配時用的圖紙設計和裝配時用的圖紙 要求：在草圖的基礎上進行裝配圖要求：在草圖的基礎上進行裝配圖 設計。（避免盲設計。（避免盲目照抄草圖，修改草圖中的錯誤目照抄草圖，修改草圖中的錯誤，力求進一步改

17、進力求進一步改進和提高設計質量）和提高設計質量）1.各視圖應能完整表達箱內外結構（達到使他人能各視圖應能完整表達箱內外結構（達到使他人能拆圖的目的）拆圖的目的）2.符合制圖國家標準，零件編號，標題欄，明細表，符合制圖國家標準，零件編號，標題欄，明細表，技術要求等應齊全。技術要求等應齊全。3.標注尺寸標注尺寸a.特性尺寸：（表明機器性能、規(guī)格和特性的尺寸）特性尺寸：（表明機器性能、規(guī)格和特性的尺寸） 齒輪中心距及公差值。齒輪中心距及公差值。b.外廓尺寸外廓尺寸:（表明機器占用的空間尺寸）（表明機器占用的空間尺寸） 長長* *寬寬* *高高 ，包括外伸端軸長。，包括外伸端軸長。c.安裝尺寸安裝尺寸

18、: （表明機器安裝在其基礎上的位置尺寸，（表明機器安裝在其基礎上的位置尺寸，包裝，運輸，安裝，廠房用包裝，運輸，安裝，廠房用 ） 地腳螺釘孔徑及定位尺寸、孔距、外伸端軸中心地腳螺釘孔徑及定位尺寸、孔距、外伸端軸中心高。高。d.配合尺寸：（需要標明配合零件間裝配關系的尺配合尺寸：（需要標明配合零件間裝配關系的尺寸）寸） 齒輪與軸、軸承內外圈、鍵槽、外伸端與聯軸器。齒輪與軸、軸承內外圈、鍵槽、外伸端與聯軸器。裝配圖上標注公差代號裝配圖上標注公差代號。（P40 P40 表表3-253-25）4.列出減速器特性列出減速器特性 功率、轉速、傳動比。（功率、轉速、傳動比。（p40 表表3-26）5. 裝配

19、圖上應標注的技術要求裝配圖上應標注的技術要求裝配前所有零件用煤油清洗，滾動軸承汽油清洗，裝配前所有零件用煤油清洗，滾動軸承汽油清洗，箱體內壁涂防銹漆。箱體內壁涂防銹漆。齒輪傳動的齒面接觸斑點齒輪傳動的齒面接觸斑點(P219表表15-23)；滾動；滾動軸承的熱補償間隙為軸承的熱補償間隙為0.20.5mm減速器剖分面、密封面和接觸面均不允許滲漏。減速器剖分面、密封面和接觸面均不允許滲漏。剖分面涂密封油漆或水玻璃，禁止使用任何墊片。剖分面涂密封油漆或水玻璃，禁止使用任何墊片。箱體內裝全損耗系統(tǒng)用油；軸承用潤滑脂。箱體內裝全損耗系統(tǒng)用油；軸承用潤滑脂。跑合試驗要求，空載試驗、負載試驗時間，工作跑合試驗

20、要求，空載試驗、負載試驗時間，工作條件）。條件）。對外觀，包裝和運輸的要求。對外觀，包裝和運輸的要求。 零件工作圖：生產用的圖紙零件工作圖：生產用的圖紙1. 布圖：選擇適當的圖紙布圖：選擇適當的圖紙,比例盡量采用比例盡量采用1:12. 標注尺寸公差、形位公差及表面粗糙度標注尺寸公差、形位公差及表面粗糙度3. 標注技術要求：標注技術要求：熱處理，表面處理（滲碳，氮化，氰化，鍍層，拋光）熱處理，表面處理（滲碳，氮化，氰化，鍍層，拋光）未注明的圓角，倒角，斜度等要求。未注明的圓角，倒角，斜度等要求。特殊要求：修飾，涂色，檢驗，試驗（平衡，噪音）特殊要求：修飾，涂色，檢驗，試驗（平衡，噪音）4.標題欄

21、標題欄 （同裝配圖）（同裝配圖）5.要求：要求：避免零件在車間做任何計算（尺寸標注完全）避免零件在車間做任何計算（尺寸標注完全）零件各部分尺寸，盡量標注在同一投影圖上。零件各部分尺寸，盡量標注在同一投影圖上。尺寸線、引出線引到看得見的輪廓線上。尺寸線、引出線引到看得見的輪廓線上。下面分別介紹齒輪（盤類），軸（軸類）下面分別介紹齒輪（盤類），軸（軸類）齒輪齒輪：（盤類）：（盤類）一、視圖一、視圖: :首先搞清結構及要求。首先搞清結構及要求。二、尺寸標準二、尺寸標準: :包括圓、寬度和鍵槽三部分。包括圓、寬度和鍵槽三部分。三、公差與精度：三、公差與精度：1.輪齒精度及公差輪齒精度及公差P214 精

22、度等級的確定：精度等級的確定：常用精度等級常用精度等級7、8、9級級主要精度主要精度精密、分度：精密、分度：I（運動精度）（運動精度） 8重型：重型： III （接觸精度）（接觸精度） 7一般：一般： II （工作平穩(wěn)精度）（工作平穩(wěn)精度）78 - 7 - 7 HK GB10095-88 I II III表表15-17齒厚下偏差齒厚下偏差齒厚上偏差齒厚上偏差 推薦檢驗項目推薦檢驗項目 P219表表15-22: F : 齒向公差齒向公差fpt: 基節(jié)極限偏差基節(jié)極限偏差ff : 齒形公差齒形公差:Fr :齒圈徑向跳動公差齒圈徑向跳動公差Fw :公法線長度變動公差公法線長度變動公差:側隙：側隙：公

23、法線長度及跨測齒數公法線長度及跨測齒數P217 表表15-18KW,a. 確定斜齒輪法面公法線長度確定斜齒輪法面公法線長度 假想齒數：假想齒數：55.8375114. 1)(實際齒數zKz系數系數 表表15-19 （P218）)(102077.29跨側齒數KmmWmmW0077. 0整數部分整數部分:表表15-18小數部分小數部分:表表15-20公法線長度：公法線長度：跨測齒數：跨測齒數：mmmWWWn431.582)0077. 02077.29() (10K（例：（例：m=2mm, z=75, =15）b. 確定偏差：確定偏差：7 HK GB10095-88 表表15-172.2.齒輪毛坯公

24、差：齒輪毛坯公差： 表表15-21 P21815-21 P218 齒頂圓偏差齒頂圓偏差齒坯徑向跳動齒坯徑向跳動齒坯端面跳動齒坯端面跳動齒厚測量齒厚測量IT8公法線測量公法線測量IT110.1mn表表15-213.鍵槽公差（輪轂槽）鍵槽公差（輪轂槽） P157 表表10-14.表面粗糙度表面粗糙度5.嚙合特性表嚙合特性表 P253P253 軸：軸：1. 視圖：一個視圖加若干剖面，視圖：一個視圖加若干剖面，（軸的結構形狀）（軸的結構形狀）2. 尺寸標注：滿足加工、檢驗、裝配要求。尺寸標注：滿足加工、檢驗、裝配要求。注意：基準面，加工過程，尺寸鏈不封閉。注意：基準面，加工過程，尺寸鏈不封閉。3.形位公差：重點是軸頸和軸頭部分。形位公差：重點是軸頸和軸頭部分。4. 表面粗糙度表面粗糙度5. 中心孔：三種情況中心孔：三種情況要求保留（維修）：要求保留（維修）： 按按GB145-85畫畫 查手冊查手冊不允許存在：不允許存在： 注明注明:“不允許有中心孔不允許有中心孔,必須切去必須切去”。6. 鍵槽，砂輪越程槽，螺尾退刀槽鍵槽，砂輪越程槽，螺