机械设计课程设计指导书

机械设计课程设计指导书一、机械设计课程设计的目的机械设计课程是培养学生机械设计能力的技术基础课、课程设计则是机械设计课程重要的实践环节，其基本目的是：1．通过课程设计，综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论和实际知识，掌握机械设计的一般规律，树立正确的设计思想，培养分析和解决实际问题的能力；2．学会从机器功能的要求出发，合理选择传动机构类型，制定设计方案，正确计算零件的工作能力，确定它的尺寸、形状、结构及材料，并考虑制造工艺、使用、维护、经济和安全等问题，培养机械设计能力；3．通过课程设计，学习运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料等，培养机械设计的基本技能。

二、机械设计课程设计的内容课程设计题目一般为机械传动装置或简单机械。

1．题目1）带式输送机传动装置设计2）螺旋运输机输送机传动装置设计2．内容1）传动方案的分析和拟定；2）电动机的选择，传动装置的运动和动力参数的计算；3）传动件的设计（带传动、链传动、齿轮传动等）；4）轴的设计（所有轴的结构设计，弯、扭组合强度校核）；5）轴承的设计（轴承的组合设计及寿命计算）；6）键的选择及强度校核；7）联轴器的选择；8）减速器的润滑与密封；9）减速器装配图设计（箱体、箱盖、附件设计等）；10）零件工作图设计；11）编写设计计算说明书。

3．工作量每个学生应完成：1）部件装配图(如减速器装配图)——张(用Al或A0图纸绘制)；2）零件工作图1、2张(传动零件、轴等)；3）设计说明书一份(约6000—8000字)。

4．进行方式1）每人一题，学生按指定题号，在教师指导下，按时、保质、按量完成全部设计；2）教师每天基本按一定时间到设计教室进行答疑和检查。

三、课程设计的步骤课程设计大致按以—下步骤进行：1．设计准备阅读设计任务书，明确设计要求和工作条件；通过看实物、模型、录像或减速器拆装实验等，了解没计对象；阅读行关资料、图纸；拟定设计计划等。

2．传动装置的总体设计比较和选择传动装置的方案；选定电动机类型和型号；确定总传动比和各级传动比；计算各轴转速和转矩。

3．传动件的设计计算设计计算各级传动件的参数和主要尺寸，例如减速器外传动零件(带、链等)和减速器内传动零件(齿轮、蜗杆传动)，以及选择联轴器的类型和型号等。

4．装配图设计绘制装配草图；设计轴(强度计算和结构设计等)；选择计算轴承和进行支承结构设计；进行箱体及附件的设计；完成装配图的其他内容(标注尺寸、配合，技术要求，零件明细表和标题栏等)。

5．零件工作图设计6．编写设计说明书7．设计小结四、进度1．第一阶段设计准备，分题号、借图板、手册、图册等，传动装置的总体设计、传动件的设计2．第二阶段装配草图的设计与绘制，减速器的拆装，装配工作图的绘制与总成3．第三阶段零件工作图的设计与绘制，编写设计说明书、设计总结五、成绩评定（优、良、中、及格、不及格五级）1．图纸质量图纸结构、投影、标注及数据是否正确，线条是否符合制图标准，图面是否整洁，字迹是否工整等。

2．设计计算说明书设计计算是否正确、完整、字迹是否工整、整洁等。

3．设计表现是否遵守纪律、设计态度端正，能否按进度独立完成工作量，是否迟到早退等（出勤率）。

六、课程设计中应注意的问题1．课程设计是在教师指导下进行的，为了更好地达到培养设计能力的要求，提倡独立思考、严肃认真、精益求精的学习精神，反对照抄照搬和容忍错误的态度。

2．设计过程中，需要综合考虑多种因素，采取多种办法进行分析、比较和选择，来确定方案、尺寸和结构。

计算和画图需要交叉进行，边画图、边计算、反复修改以完善设计是正常的，必须耐心、认真地对待。

3．利用已有资料是学习前人经验、提高设计质量的重要保证，但是不应该盲目地、机械地抄袭，要根据具体条件和要求，大胆创新。

4．设计中应学习正确运用标准和规范，要注意一些尺寸需要圆整为标准数列或优先数列。

5．要注意掌握设计进度，每一阶段的设计都要认真检查，避免出现重大错误，影响下一阶段设计；6．学生每天上、下午必须在指定的设计教室进行设计，不得迟到和早退。

附：1．机械设计课程设计进度表2．参考资料3．机械设计课程设计各阶段详细设计指导4．机械设计课程设计计算说明书编写要求、格式说明机械设计课程设计进度表机械设计课程设计参考资料1.机械设计手册（较新版）2.机械零件设计手册（较新版）3.机械设计课程设计图册（较新版）4.机械设计课程设计手册（第二版）吴宗泽罗圣国主编高等教育出版社请各位同学抓紧时间去图书馆借机械设计课程设计各阶段详细设计指导传动装置的总体设计一、分析和拟定传动装置的运动简图由于每个人的机械设计课程设计题目传动方案已定，只需把同题目的所有方案或自己独立思考出来的方案进行比较，说明优缺点就可以。

二、选择电动机类型及功率（P11～P16）1．电动机类型：均用Y系列电动机2．确定电动机功率：电动机所需输出功率：P0=P工/ηP工―工作机所需功率（取决于工作阻力及运行速度）η―电动机至工作机之间传动装置的总效率带式输送机：P工=Fv (kw)螺旋输送机：P工= P w /ηw (kw)F―带式输送机输送带工作拉力（kN）v―带式输送机输送带工作速度（m/s）P w―螺旋输送机工作轴上的功率（kw）ηw―螺旋输送机卷筒的效率（工作装置效率）η―电动机至工作机传动装置的总效率η= η1 η2 η3…ηn传动装置中每一级传动副上每对轴承及每个联轴器的效率注：①轴承效率：一般指一对轴承而言②卷筒效率：η卷=0.95－0.96③联轴器可用弹性套柱销联轴器或弹性柱销联轴器④电动机额定功率PP>P0P0 －电动机所需输出功率P－电动机额定功率P＝（1～1.3）P0三、确定电动机转速功率相同的同类电机有不同的转速：电机转速高、转矩小→外廓尺寸小、重量轻、价格便宜。

但在总传动比相同条件下，传动装置传动比大→尺寸及重量大、价格高，故二者应综合考虑。

本设计一般用同步转速为1500及1000r/min两种电动机转速（用满载转速n m计算：1450及960r/min ）。

n m/n =i1i2i3…n―工作机转速i1、i2、i3…―各级合理传动比四、选定电动机型号选定电动机型号后，列表记录所选电动机的外形尺寸，安装尺寸，输出轴的直径、长度及联接键槽尺寸。

注：①设计计算传动装置各级功率时，按电动机实际功率（设计功率）P0进行计算。

②设计计算传动装置各级转速时，按电动机满载功率（额定功率）P m进行计算。

③运动计算要按满载转速n m，计算不能按同步转速计算。

计算传动装置的总传动比及分配各级传动比一、总传动比i = n m /n二、分配传动比分配传动比原则：1．各级传动比应在推荐范围内；2．i 带不能太大，以免大带轮半径超过减速器箱座中心 高，造成安装困难；i 带 ＝2～4 可取偏小些的值（2～2.5）3．各传动件互不干涉，且有利润滑；双级圆柱齿轮减速器: i 高＝（1.3～1.5）i 低 圆锥―圆柱齿轮减速器: i 锥≈0.25i <2～3注：传动件的参数确定后，验算传动比的误差，应满足 δi≤±(3～5)%传动装置的运动和动力参数的计算一、各轴转速二、各轴输入功率三、各轴输入转矩mI n n =11i n i n n m ==ⅠⅡ212i i n i n n m⋅==ⅡⅢⅢn n w =联η⋅=0P P I 啮轴承联啮滚Ⅱ＝ηηηηη⋅⋅⋅⋅⋅=0P P P I 220啮轴承联啮轴承Ⅱ　Ⅲ＝ηηηηη⋅⋅⋅⋅⋅=P P P 联啮轴承联ηηηη'⋅⋅⋅⋅=220P P w mI nP n p T 联ⅠⅠη⋅⨯=⨯=0661055.91055.910661055.91055.9i n P n p T m⨯⋅⋅⋅⨯=⨯=啮轴承联ⅡⅡⅡηηη21220661055.91055.9i i n P n p T m⨯⨯⋅⋅⋅⨯=⨯=啮轴承联ⅢⅢⅢηηη21220661055.91055.9i i n P n p T mwww ⨯⨯'⋅⋅⋅⋅⨯=⨯=联啮轴承联ηηηη传动零件的设计计算传动装置包括各种类型的零、部件，其中决定其工作性能、结构布置和尺寸大小的主要是传动零件，如V带传动、链传动和开式齿轮传动等，再进行箱传动零件设计。

一、箱外传动零件设计V带传动要求计算出V带传动的型号、长度、根数、中心距、初拉力、对轴的作用力；确定带轮直径D1、D2，材料、张紧装置、带轮结构尺寸等。

设计时应注意：1．带轮尺寸与传动装置外廓尺寸的相互关系。

如：装在电动机轴上的小带轮直径与电动机中心高应相称；大带轮不应过大以免与机架相碰等。

一般应由电机轴定小带轮轴孔孔径，在带轮轴孔孔径与减速器输入轴协调；2．D1、D2应标准化，由此造成实际带传动的传动比与分配的带传动的传动比之间有差异，应予以修正，从而得到减速器实际的传动比和输入转矩；3．Ｖ带轮的结构形式：主要由带轮直径大小而定，具体结构及尺寸可查手册。

画出结构草图，标明主要尺寸备用。

二、箱内传动零件设计1．圆柱齿轮传动设计时应注意以下几点：1）齿轮的材料表面淬火（HB240～小齿轮45号钢调质，也可用合金钢，40MnB调质（HB240～285）或40Cr286）；大齿轮45号钢正火（HB170～210）；2）齿轮传动的几何参数和尺寸分别进行标准化、圆整或计算其精确值；3）具体结构尺寸可参见手册或图册；4）几何尺寸、参数的计算结果应及时整理并列表。

2．圆锥齿轮传动要求基本同上，具体结构尺寸参见手册或图册。

装配图设计一、装配图设计内容1．在减速器拆装实验的基础上，进一步了解减速器的各种附件、箱、体传动件以及轴承的结构特点；2．初绘装配草图及验算轴与轴承；3．在初绘装配草图以及验算轴与轴承的基础上，完成装配图；4．掌握“边绘图，边计算，边修改”的交替工作法。

二、减速器的结构减速的基本结构由传动零件（齿轮或蜗杆、蜗轮等）、轴和轴承、箱体、润滑和密封装置以及附件等组成。

根据不同要求和类型，减速器有多种结构。

三、装配草图设计装配图反映各个零件的相互关系，结构形状以及尺寸，是绘制零件工作图的依据。

所以必须综合考虑对零件的材料、强度、刚度、加工、装拆、调整和润滑等要求，用足够的视图和剖面图表达清楚。

1）草图设计（按比例、按投影关系绘制。

但可简化与省略，如：不画剖面线，不标注配合及尺寸等）2）教师审阅3）装配工作图设计1．草图设计第一阶段1）设计内容：（1）完成轴的结构设计① dmin：按扭矩初估而得的作为轴端直径。

②确定轴各段直径（考虑零件定位及轮毂孔直径）③确定轴各段长度（考虑零件宽度及零件间相互距离）④轴承型号的确定可初选3类、7类轴承。

减速器铸造箱体主要结构尺寸关系 mm（2）确定轴的支点距离和轴上零件力的作用点2）设计过程：（1）绘制前的准备① 电机型号：查出其外伸轴径d 和外伸长度l ，中心高H ；② 确定联轴器型号； 两端轴孔直径和轴孔长；③ 初选轴承类型（径向力和轴向力作用）；④ 轴承润滑方式；浸油齿轮v ≤2 m/s 时，可采用脂润滑。