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

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2013年5月22日8时47分
机械装配图的设计和绘制
机械装配图设计概述
右图所示为两级圆柱齿轮减速器 运动简图。机械装配图表达各零部件 之间的相互位置、尺寸关系和各零件 的结构形状,是绘制零件工作图、进 行机械组装和调试的技术依据。 装配图设计是在总体方案、主要参数和尺寸等初步拟定的 基础上设计具体的结构,这时要综合考虑工作要求、强度、刚 度、寿命、加工、装拆、调整、润滑、检测、维修及经济等多 方面因素,采用“由主到次、由粗到细”、“边绘图、边计算 、边修改”的方法逐步完成,才能得到较好的结构。由于装配 图设计过程较复杂,一般先用细线、轻线进行装配草图设计, 待检查、修改完毕而后进行装配工作图总成设计。
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
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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。
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
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
2013年5月22日8时47分
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。
• 数据:
题 号
已知条 件 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
传送带鼓轮转 速(rpm)
70
75
80
90
100
100
110
125
130
135
140
150
156
166
减速器输出功率 (kw〉
3
3
3
3.2
3.3
3.4
3.4
3.5
3.5
3.8
3.8
4
4.2
4.5
使用期 限(年)
l号或2号图纸)
3)课程设计说明书一份
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机械设计基础课程设计的一般步骤
“机械设计基础”课程设计总学时为两周,其进度和学 时分配大致如下:
• 设计准备与设计阶段
设计准备 传动装置的总体设计 各级传动的主体设计计算
约4天
• 绘制装配图
装配草图的设计和绘制
装配工作图的绘制和总成
约2.5天
• 绘制零件图
约1天
• Biblioteka Baidu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。
– 装配图和零件图的设计与绘制; – 设计计算说明书的编写。
2013年5月22日8时47分
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,
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。
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、
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。
• 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。
2013年5月22日8时47分
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
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
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
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。
计算传动装置的运动和动力参数
• 传动装置的运动和动力参数,主要是各轴的转速、功 率和转矩,这些是进行传动件设计计算极为重要的依 据。 • 最终得到减速器运动和动力参数列表如下
轴名 参数 转速n(r/min) 输入功率P(kW) 输出功率P(kW) 输入转矩T(Nm) 电动机轴 960 第一轴 第二轴 工作轴
2013年5月22日8时47分
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;
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
• 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)
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
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