内蒙古科技大学 机械设计模板和试题 机械设计基础课程设计

2013年5月22日8时47分
机械设计基础课程设计题目
分A、B 两组，下面以A组为例 1.设计自动送料运输机中的单级斜齿圆柱齿轮减速器。该机 器为双班工作制、载荷有轻微冲击，用电动机驱动，机器 为大、中批量生产。传动布置如图：
1．电动机 2．带传动 3．减速器 4．联轴器 5．鼓轮 6．传送带
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– 装配图和零件图的设计与绘制； – 设计计算说明书的编写。
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机械设计基础课程设计的要求
机械设计基础课程设计一般要求每个学生完成以下工作： 本课程设计题目为：单级斜齿圆柱齿轮减速器的设计。 要求完成的工作量为： l）减速器装配图一张（0号图纸） 2）零件工作图二张（低速级大齿轮、低速轴各一张，
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机械设计基础课程设计的设计任务
• 主要设计任务：
– 传动方案的分析和拟定； – 电动机的选择与传动装置运动和动力参数的计算； – 传动件(如齿轮、带传动)的设计； – 轴的设计；
– 轴承及其组合部件设计；
– 键联接和联轴器的选择与校核； – 润滑设计；
– 箱体、机架及附件的设计；
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装配草图的设计和绘制
一、装配草图设计的基本任务和准备工作 装配草图设计的基本任务是通过绘图考察初拟的运动参 数、各传动件的结构和尺寸是否协调、是否干涉；定出轴的 结构、跨距和受力点的位置以计算轴和轴承；确定出所有部 件和零件的结构与尺寸，为零件工作图设计和装配图总成设 计提供必须的结构尺寸和依据。
2013年5月22日8时47分
合理地布置图面。通常将正视图、和俯视图布置在图纸左侧，明 细表、标题栏和技术特性布置在图纸右侧。图样比例须符合标准 规定。为增强设计的真实感，应优先采用1：1的图样比例，若视 图相对图纸尺寸过大或过小时，也可选用其他合适且常用的图样 比例。 视图、图纸幅面、图样比例的选择和图面位置的布置，彼 此密切相关，绘图时应全盘考虑、统筹兼顾、合理选定。 2.画传动件的中心线及轮廓线、箱体的内壁线 传动件、轴和轴承是减速器的主要零件，其他零件的结构 和尺寸通常均需随后设计才能确定。绘图时先画主要零件，后 画其他零件；由箱内零件画起，内外兼顾，逐步向外展开、为 此，应先画传动零件的中心线（在图面上也起到基准定位的作 用）、齿顶圆、节圆、齿根圆、轮缘及轮毂宽等轮廓线，按箱 体内壁与小齿轮端面应留有一定间距Δ2 ≥δ(δ为箱座壁厚） 的关系画出沿箱体长度方向的两条内壁线，再按箱体内壁与大 齿轮顶圆应留有一定间距Δ2 ≥ 1.2δ的关系画出沿箱体宽度
装配草图设计包括结构设计、绘图和计算，在其交替进行中 常需修改某些零件的结构和尺寸，由主到次，由粗到细，按选定 的图样比例进行。对于已标准化（或规格化）了的零件（如螺栓 、螺母、滚动轴承等）可先用示意法仅表示其外形轮廓尺寸，对 一些倒圆、倒角等细部尺寸以及剖面线均无需画出。
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输出转矩T（Nm）
传动比i 效率η 1.0
2013年5月22日8时47分
机械传动件的设计
Hale Waihona Puke • 齿轮传动设计(参见《机械设计基础》）
已知条件: 输入功率P1、小齿轮转速n1、传动比i、 及减速器原始条件。 求得：模数m、齿数Z1 、Z2 、齿宽比B1、B2等。
由于Z1 、Z2 为整数，原传动比会有变化。因此 上述列表所得的传动比等数据会相应发生变化。 应将速度波动误差控制在原始条件以内。（齿 轮设计成斜齿圆柱齿轮）
5
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选择电动机
• 原动机是机器中运动和动力的来源，其种类很多，有电动机、内燃机、 蒸汽机、水轮机、汽轮机、液动机等。电动机构造简单、工作可靠、 控制简便、维护容易，一般生产机械上大多数均采用电动机驱动。电 动机已经系列化，通常由专门工厂按标准系列成批或大量生产。机械 设计中应根据工作载荷(大小、特性及其变化情况)、工作要求(转速高 低、允差和调速要求、起动和反转频繁程度)、工作环境(尘土、金属 屑、油、水、高温及爆炸气体等)、安装要求及尺寸、重量有无特殊限 制等条件，从产品目录中选择电动机的类型和结构型式、容量(功率) 和转速，确定具体型号。
3. 设计中要正确处理参考已有资料与创新的关系。设计是一项复杂、细 致的劳动，任何设计都不可能是由设计者脱离前人长期经验积累的资 料而凭空想像出来。熟悉和利用已有的资料，既可避免许多重复工作， 加快设计进程，同时也是提高设计质量的重要保证。 4．学生应在教师的指导下订好设计进程计划，注意掌握进度，按预定计 划保质保量完成设计任务。 5．整个设计过程中要注意随时整理计算结果，并在设计草稿本上记下重 要的论据、结果、参考资料的来源以及需要进一步探讨的问题，使设 计的各方面都做到有理、有据。
约2.5天
• 绘制零件图
约1天
• 编写设计说明书
• 设计总结及答辩
约1.5天
约1天
2013年5月22日8时47分
机械设计基础课程设计应注意的事项
1. 机械设计基础课程设计是学生一次比较全面的设计训练，它的意义在 于为以后的设计工作打好基础。
2 . 机械设计基础课程设计是在教师指导下由学生独立完成的。教师的主 导作用在于指明设计思路，启发学生独立思考，解答疑难问题并按设 计进度进行阶段审查。
2013年5月22日8时47分
尺寸协调、互不干涉
2013年5月22日8时47分
计算传动装置的总传动比及分 配各级传动比
1.传动装置的总传动比：
由表得，单击圆柱齿轮的推荐传动比范围为i减=3~6，带 传动的传动比范围i带 =2~4，故电机转速范围：
n总 n wi 420 ~ 1680 / min r
课程设计的目的是： 1．培养学生综合运用“机械设计基础”课程及其它先 修课程的理论知识和生产实际知识解决工程实际问题 的能力，并通过实际设计训练使所学理论知识得以巩 固和提高。
2．学习和掌握一般机械设计的基本方法和程序。
3．进行机械设计工作基本技能的训练，包括计算、绘 图能力及熟悉和运用设计资料（如标准、规范）的能 力。 4．培养学生树立正确的设计思想，严肃、认真和科学 的治学态度，提高理论联系实际的能力及自学能力。
750r/min和1000r/min、 1500r/min均符合要求，为减少电机 重量和价格，这里选同步转速为1000r/min的Y系列电动机 ****，满载转速960r/min
2013年5月22日8时47分
2.分配传动装置各级传动比:
总传动比:
nm 960 i 13.71 nw 70
参数 电动 轴名 机轴 传动 比i 2.8 第一 轴 第二 轴 工 作 轴 1.0
装配草图设计的准备工作主要有两方面：
1.由运动简图划分部件，明确各部件运动、动力和主要 参数及尺寸。
如运动简图可以划分为电动机、V带传动、减速器、联轴器 、驱动卷筒轴系部件及机架等部件。由总体设计、传动件设计 可获电动机的型号、额定功率、输出功率、满载转速，各轴的 转速、输入功率和转矩，减速器两齿轮的模数、齿数、轮宽、 基准直径和中心距等主要参数和尺寸数据。 2.考虑选择结构方案
1 45
3 2 3
p0
pw

由于载荷平稳，电机功率只需略大于P0，查表中Y系列电机 数据，选择电机额定功率Pm为3.5KW 卷筒轴作为工作轴 ，其转速为:
nw 70r / min
2013年5月22日8时47分
计算传动装置的总传动比及分 配各级传动比
• 1. 各级传动的传动比最好在推荐范围内选取，对减速传动尽可能不超过 其允许的最大值。 • 2. 应注意使传动级数少、传动机构数少、传动系统简单，以提高传动效 率和减少精度的降低。
• 3. 应使各传动的结构尺寸协调、匀称及利于安装，绝不能造成互相干涉。 • 4. 应使传动装置的外廓尺寸尽可能紧凑。 • 5. 在卧式齿轮减速器中，常设计各级大齿轮直径相近，可使其浸油深度 大致相等，便于齿轮浸油润滑。 • 6．总传动比分配还应考虑载荷性质。
• 7．对传动链较长、传动功率较大的减速传动，一般按“前小后大”的原 则分配传动比i即自电动机向低速的工作轴各级传动比依次增大较为有利， 这样可使各级中间轴有较高的转速及较小的转矩，从而可以减小中间级 传动机构及其轴的尺寸和重量。
各轴间传动比如下:
4.98
3.计算各轴输入功率
第一轴: 第二轴: 工作轴:
p1 p01 p2 p123 p3 p224
2013年5月22日8时47分
• 各轴输出功率 • 各轴转速
pd • 各轴的输入转矩 电动机轴的输出转矩 Td 9550 nm
• 各轴的输入转矩
2013年5月22日8时47分
2013年5月22日8时47分
选择电动机步骤
1. 选择电动机的类型和结构型式
– 按照工作要求选择Y系列一般用途的全封闭自散冷鼠笼型 三相异步电机
2. 确定电动机功率
工作装置所需功率：
，
2013年5月22日8时47分
选择电动机步骤
电机输出功率：
P0 Pw

(kW )
总效率包括：带传动、轴承、齿轮传动、联轴器、卷筒的传动效率
机械设计基础课程设计
近机械类专业
2013年5月22日8时47分
机械设计基础课程设计的目的
“机械设计基础”课程设计是在学完“机械设计基础”和 其它专业课程之后，进行的一项重要而不可缺少的教育环 节，目的在于培养学生的机械设计能力，也是非机类专业 学生在大学学习中一次较为全面的机械设计训练。
2013年5月22日8时47分
2013年5月22日8时47分
二、部件装配草图的设计和绘制 在组成机械的各部件中应选择对机械总体关联和影响最大 的部件先行设计，如在胶带输送机中考虑为齿轮减速器。现以 该两级圆柱齿轮减速器为例，说明部件装配草图设计和绘制的 大致步骤。 1.选择视图、图纸幅面、图样比例及布置图面位置 装配图所选视图应以能简明表达各零件的基本外形及其相 互位置关系为原则。一般减速器选用正视图、俯视图和侧视图 三个视图来表达。 图纸幅面应符合标准规定(见表8-1)，课程设计中建议采用 A1图纸绘制装配图。 在选择图样比例和布置图面之前，应根据传动件的中心距、 顶圆直径及轮宽等主要结构尺寸及参考相近似的装配图，估计出 外廓尺寸，并考虑零件序号、尺寸标注、明细表、标题栏、技术 特性表及技术要求的文字说明等所需图面空间，选择图样比例、