機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計

機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計機(jī)械傳動裝置設(shè)計浙江科技學(xué)院機(jī)械學(xué)院機(jī)電基礎(chǔ)部

班級：機(jī)制136

材料131時間：2015年6月30日～2015年7月20日指導(dǎo)教師：段福斌、楊華文課程設(shè)計的目的和要求課程設(shè)計的主要內(nèi)容運動學(xué)和動力學(xué)設(shè)計計算裝配圖設(shè)計和繪制零件工作圖設(shè)計和繪制編寫計算說明書準(zhǔn)備答辯機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計課程設(shè)計的目的和要求一、課程設(shè)計的目的學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計的一般方法，了解簡單機(jī)械裝置、通用零件的設(shè)計過程和一般步驟。進(jìn)行基本的工程訓(xùn)練。例如，設(shè)計計算、驗算、估算及數(shù)據(jù)處理，繪圖表達(dá)，使用參考資料、設(shè)計手冊、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，編制設(shè)計計算書等技術(shù)文件。這些都是培養(yǎng)一個工程師所必需的基本訓(xùn)練。樹立正確的科學(xué)的設(shè)計思想，初步培養(yǎng)學(xué)生獨立進(jìn)行工程設(shè)計的能力，為今后進(jìn)行專業(yè)課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計，以及從事其他設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)。鞏固和加深各先修課的基本理論和知識，融會貫通各門課程的知識于設(shè)計中

課程設(shè)計的目的和要求二、課程設(shè)計的要求課程設(shè)計要求學(xué)生獨立完成，包括分析方案、設(shè)計計算、查找資料、手冊、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、繪圖、編寫設(shè)計計算書。設(shè)計過程是一個分析、初步計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計、繪圖、再計算、修改、再繪圖的過程，因此，不可避免地會有返工。不要把返工看作是無效勞動和浪費時間，應(yīng)該通過返工不斷感悟如何正確處理設(shè)計過程中的各種矛盾。對于沒有設(shè)計經(jīng)驗的初步設(shè)計者，返工更是經(jīng)驗的積累和設(shè)計能力不斷提高的過程，所以，一旦發(fā)現(xiàn)錯誤或不合理、不滿意之處，或指導(dǎo)教師指出需修改的，都應(yīng)該毫不猶豫地修改，以求完善。雖然課程設(shè)計的題目是虛擬的，但也要當(dāng)作真題目來做。獨立思考、勤查多問，嚴(yán)肅認(rèn)真、有錯必改，勇于創(chuàng)新、精益求精課程設(shè)計的主要內(nèi)容運動學(xué)計算：根據(jù)給定的傳動方案，完成機(jī)器運動學(xué)計算。包括計算各級傳動比，選擇電動機(jī)。動力學(xué)計算：確定各級傳動零件的計算載荷，根據(jù)強(qiáng)度、剛度、壽命等要求，進(jìn)行動力學(xué)計算及承載能力校核。繪制裝配圖圖樣：根據(jù)機(jī)器功能的要求，考慮工藝性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、使用性等進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。是課程設(shè)計中最主要的工作階段，工作量約占整個設(shè)計時間的60％。繪制零件圖圖樣：要求每個學(xué)生完成教師指定的3個零件圖圖樣。整理和編寫計算書（約6000～8000字）：計算書的要求和格式見課程設(shè)計指導(dǎo)書P99。答辯課程設(shè)計的時間安排

總的時間3周。大致安排如下：運動學(xué)計算并選擇電動機(jī)1.5天，其中包括第一次集中講課、看錄象。動力學(xué)與傳動零件強(qiáng)度及尺寸計算2天。裝配圖設(shè)計9天。其中包括軸承、軸、鍵的承載能力及壽命計算，聯(lián)軸器選擇。零件圖設(shè)計3天。3張零件圖圖樣：軸，齒輪或蝸輪，箱體或箱蓋。整理和編寫計算書1.5天。答辯2天。一、工作機(jī)轉(zhuǎn)速和所需功率計算二、選擇電動機(jī)三、分配總傳動比四、傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算五、進(jìn)行各級傳動的強(qiáng)度計算，并計算主要幾何尺寸：運動學(xué)和動力學(xué)設(shè)計計算一、工作機(jī)轉(zhuǎn)速和所需功率計算：工作機(jī)（卷筒）轉(zhuǎn)速

(r/min)

v－工作機(jī)的移動或提升速度m/s

D

－卷筒直徑mm

工作機(jī)所需工作功率PW(kW)

PW

＝Fv

F－工作機(jī)的工作拉力或提升重力kN運動學(xué)和動力學(xué)設(shè)計計算二、選擇電動機(jī)：1、電動機(jī)類型：建議采用Y系列電動機(jī)2、確定電動機(jī)功率：所需的電動機(jī)工作功率:Pd＝Pw

/ηa

其中：Pw―工作機(jī)所需功率（PW

＝Fv）ηa―電動機(jī)至工作機(jī)傳動裝置的總效率

電動機(jī)額定功率PN：PN≥Pd

Pd－電動機(jī)所需輸出功率

PN－電動機(jī)額定功率運動學(xué)和動力學(xué)設(shè)計計算ηa＝η1η2η3…ηn即：傳動鏈各傳動副和運動副效率之連乘積

例：對題目1，ηa＝ηb

ηge2

ηbe4

ηcu

ηw

帶傳動效率齒輪傳動效率一對軸承的效率聯(lián)軸器效率工作機(jī)效率（2對）（4對）（卷筒傳動）

對題目2、3，ηa＝ηge2

ηbe4ηcu2

ηw對題目4，ηa＝ηworm

ηbe3ηcu2

ηw

各傳動副的效率見手冊和指導(dǎo)書表1（P7）。運動學(xué)和動力學(xué)設(shè)計計算3、確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速：運動學(xué)和動力學(xué)設(shè)計計算功率相同的同類電機(jī)有不同的轉(zhuǎn)速：電機(jī)轉(zhuǎn)速高、轉(zhuǎn)矩小→外廓尺寸小、重量輕、價格便宜。但在總傳動比相同條件下，傳動裝置傳動比大→尺寸及重量大、價格高，故二者應(yīng)綜合考慮。本設(shè)計一般用同步轉(zhuǎn)速為1500及1000r/min兩種電動機(jī)轉(zhuǎn)速（用滿載轉(zhuǎn)速nN計算：1450及960r/min）。

nN/nw

=ia=i1i2i3nw―工作機(jī)轉(zhuǎn)速i1、i2、i3―各級合理傳動比

4、選定電動機(jī)：運動學(xué)和動力學(xué)設(shè)計計算Y

XXX△

xX￣

￣￣￣￣￣￣

￣￣Y系列三相中心高機(jī)座長同一機(jī)座和轉(zhuǎn)極數(shù)異步電動機(jī)度代號速下不同的功率序號注意：對于專用機(jī)械，或非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，或單件小批生產(chǎn)的設(shè)備，通常用實際需要的電動機(jī)工作功率Pd設(shè)計計算各傳動零件的強(qiáng)度。對于通用設(shè)備，或大量生產(chǎn)的設(shè)備，通常用電動機(jī)的額定功率PN設(shè)計計算各傳動零件的強(qiáng)度。三、分配總傳動比：運動學(xué)和動力學(xué)設(shè)計計算

分配總傳動比應(yīng)考慮以下原則：見指導(dǎo)書P16①各級傳動比應(yīng)在合理范圍內(nèi)。②應(yīng)使各級傳動件的尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱合理。③盡量使傳動裝置的外廓尺寸緊湊和質(zhì)量較小。④盡量使各級大齒輪的浸油深度合理。⑤傳動零件之間不發(fā)生干涉相碰。二級圓柱齒輪減速器傳動比的分配見指導(dǎo)書圖12（P17）。圓錐圓柱齒輪減速器傳動比的分配，可取圓錐齒輪的傳動比i1≈0.25ia,并使i1≤3～4。注意：現(xiàn)在分配的傳動比只是初步的，當(dāng)齒輪傳動設(shè)計時，要具體確定齒數(shù)，實際傳動比為齒數(shù)比，可能與初步分配的傳動比有誤差，一般允許傳動比的誤差在（3～5）％四、傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算：運動學(xué)和動力學(xué)設(shè)計計算①各軸轉(zhuǎn)速(P19)②各軸輸入功率(P19)③各軸輸入轉(zhuǎn)矩(P20)④將計算結(jié)果整理成表格，指導(dǎo)書P22所示。五、傳動零件的設(shè)計計算：運動學(xué)和動力學(xué)設(shè)計計算進(jìn)行各級傳動的強(qiáng)度計算，并計算主要幾何尺寸。包括帶傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動的設(shè)計計算。

說明：軸及軸承的強(qiáng)度和壽命計算本來，應(yīng)該接下去計算軸及軸承的強(qiáng)度和壽命，但是，由于此時還不知道軸的跨距、支反力，及軸的各段長度，因此，尚無法計算軸的強(qiáng)度及軸承的壽命，即第一階段的運動學(xué)和動力學(xué)設(shè)計計算告一段落。計算無法進(jìn)行下去，只能采用結(jié)構(gòu)設(shè)計――繪圖的方法使設(shè)計繼續(xù)下去。待結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行到能作軸及軸承的計算時，立即停止繪圖，進(jìn)行軸及軸承的計算，計算合格后，再繼續(xù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。可見，設(shè)計過程是計算，繪圖，在計算，在繪圖的反復(fù)交叉進(jìn)行的過程。過程考核的幾個重要時間通過電子郵件把設(shè)計階段性結(jié)果發(fā)給老師！郵箱地址：yhw8518@126.com郵件名稱：學(xué)號姓名－×（例如：105638485張三－1）

周五（7月3日）完成傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算結(jié)果表（P22）。周六（7月4日）完成檢查減速器技術(shù)特性表（參考P81）。周五（7月10日）上交當(dāng)天的裝配圖。周一（7月13日）上交完成的裝配圖。周四（7月16日）上交完成的零件圖。

說明書可以手寫，答辯時帶來！裝配圖設(shè)計和繪制一、減速器的結(jié)構(gòu)

減速器的基本結(jié)構(gòu)由傳動零件（齒輪或蝸桿、蝸輪等）、軸和軸承、箱體、潤滑和密封裝置以及附件等組成。

P26表3為減速器鑄造箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸關(guān)系減速器的結(jié)構(gòu)附圖1減速器的結(jié)構(gòu)附圖2減速器的結(jié)構(gòu)表3(P26)裝配圖設(shè)計和繪制（1）二、裝配圖設(shè)計第一階段

☆布置圖面：如下圖所示。（指導(dǎo)書圖28p39）

根據(jù)減速器的大小，選擇適當(dāng)比例繪圖。裝配圖設(shè)計和繪制（1）☆先繪制俯視圖，見圖30、圖31、圖32。繪制時，從齒輪開始，按規(guī)定繪制減速器的內(nèi)壁線，p40；☆完成軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計：

dmin：按扭矩初估而得的作為軸端直徑。確定軸各段直徑確定軸各段長度（考慮零件寬度及零件間相互距離）軸承型號的確定由里向外，先畫中心線和輪廓線，再畫其它結(jié)構(gòu)。裝配圖設(shè)計和繪制（1）☆軸的支點距離和力作用點的確定p50；按彎扭合成強(qiáng)度條件進(jìn)行軸的強(qiáng)度計算，并校核軸承的壽命。如不合格，則修改結(jié)構(gòu)尺寸，再計算。☆精確校核軸的強(qiáng)度和鍵強(qiáng)度。如不合格，修改結(jié)構(gòu)尺寸。裝配圖設(shè)計和繪制（2）三、裝配圖設(shè)計第二階段P55任務(wù):軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容：設(shè)計傳動零件、軸上其它零件及與軸承支點結(jié)構(gòu)有關(guān)零件的具體結(jié)構(gòu)。1.傳動零件結(jié)構(gòu)設(shè)計：2.軸承短蓋的結(jié)構(gòu)：3.軸承的潤滑和密封

裝配草圖設(shè)計——草圖設(shè)計第二階段裝配草圖設(shè)計——草圖設(shè)計第二階段裝配圖設(shè)計和繪制（3）四、裝配圖設(shè)計第三階段P61任務(wù):設(shè)計減速器機(jī)體和附件機(jī)體：①機(jī)體形狀、尺寸確定P61②軸承旁凸臺結(jié)構(gòu)尺寸P62③加強(qiáng)筋④確定各處凸緣厚度、寬度和聯(lián)接螺栓、螺釘?shù)某叽纭⑽恢肞62⑤機(jī)體內(nèi)零件的潤滑、密封和散熱P62⑥機(jī)體結(jié)構(gòu)工藝性（鑄造、機(jī)加工等）P67作圖確定。考慮聯(lián)接剛度、保證聯(lián)接可靠并結(jié)合扳手空間（C1+C2）附件：①窺視孔、蓋P71；②放油螺塞P71；③油標(biāo)P71；④通氣器P73；⑤起蓋螺釘P83；⑥定位銷P74；⑦起吊裝置P74。裝配圖設(shè)計和繪制（3）裝配草圖設(shè)計——草圖設(shè)計第三階段裝配圖設(shè)計和繪制（4）五、完成減速器裝配圖P801.標(biāo)注尺寸：P80①特性尺寸；②配合尺寸；③安裝尺寸；④外形尺寸。2.零件序號、明細(xì)表、標(biāo)題欄：P85～P86。

要求采用國標(biāo)推薦的標(biāo)題欄和明細(xì)表。3.技術(shù)特性：P814.技術(shù)要求：P815.檢查裝配圖P81裝配工作圖設(shè)計

1、不合理結(jié)構(gòu)：插孔位置太高，測油桿不便插入和拔出，凸臺無法加工。

裝配圖常見錯誤（1）2、不合理結(jié)構(gòu)：放油孔位置偏高，箱內(nèi)的油放不干凈裝配圖常見錯誤（2）3、不合理結(jié)構(gòu)：軸承蓋螺釘設(shè)計在剖分面上。

裝配圖常見錯誤（3）4、不合理結(jié)構(gòu)：各軸承座孔外端面不平齊，不利于加工。

裝配圖常見錯誤（4）5、不合理結(jié)構(gòu)：定位銷孔位置不當(dāng)。

裝配圖常見錯誤（5）零件工作圖是零件制造、檢驗和制訂工藝規(guī)程的基本技術(shù)文件。它既要反映出設(shè)計意圖，又要考慮到制造的可能性、合理性和經(jīng)濟(jì)性。零件工作圖應(yīng)包括制造和檢驗零件所需全部內(nèi)容。零件的基本結(jié)構(gòu)及主要尺寸應(yīng)與裝配圖一致，不應(yīng)隨意更改。如必須更改，應(yīng)對裝配圖作相應(yīng)的修改。從裝配圖拆零件。零件工作圖設(shè)計和繪制設(shè)計內(nèi)容：1、軸或蝸桿

2、齒輪或蝸輪

3、箱體或箱蓋

零件工作圖的要求：正確選擇和合理布置視圖合理標(biāo)注尺寸標(biāo)注公差及表面粗糙度編寫技術(shù)要求畫出零件工作圖標(biāo)題欄（按國標(biāo)推薦畫法）零件工作圖設(shè)計和繪制軸類零件工作圖的設(shè)計要點1、視圖一般只需一個主視圖；在有鍵槽和孔的地方——增加必要的局部剖面圖；細(xì)小結(jié)構(gòu)（如退刀槽、中心孔）——局部放大圖。建議選用比例1:1。零件工作圖設(shè)計——軸類零件設(shè)計要點零件工作圖設(shè)計和繪制零件工作圖設(shè)計——軸類零件設(shè)計要點零件工作圖設(shè)計和繪制2、標(biāo)注尺寸對所有尺寸包括倒角、圓角都應(yīng)標(biāo)注無遺，或在技術(shù)要求中說明。不允許出現(xiàn)封閉的尺寸鏈。凡有配合處的直徑按裝配圖的配合性質(zhì)標(biāo)出尺寸的偏差。對尺寸及偏差相同的直徑應(yīng)逐一標(biāo)注，不得省略。對于軸向尺寸：應(yīng)根據(jù)加工工藝的要求選擇基準(zhǔn)面，進(jìn)行標(biāo)注。鍵槽的尺寸偏差及標(biāo)注方法可查手冊。零件工作圖設(shè)計——軸類零件設(shè)計要點零件工作圖設(shè)計和繪制

１、并聯(lián)尺寸組２、串聯(lián)尺寸組零件工作圖設(shè)計——軸類零件設(shè)計要點a1a3a4a5a8a7a6a2l

零件工作圖設(shè)計——軸類零件設(shè)計要點①②a５a８cL５a3cla3cla５a８cL５L①②③①為主基準(zhǔn)②為輔助基準(zhǔn)①②3、表面粗糙度軸的所有表面都要加工。表面粗糙度可查手冊P80或參照指導(dǎo)書P91表12選擇。零件工作圖設(shè)計——軸類零件設(shè)計要點其余12.5零件工作圖設(shè)計和繪制4、形位公差指導(dǎo)書P92表13列出了在軸上應(yīng)標(biāo)注的形位公差項目，供設(shè)計時參考。形位公差標(biāo)注方法及公差值可參考手冊P59、68零件工作圖設(shè)計——軸類零件設(shè)計要點軸孔相配合的圓柱面的圓柱度圓柱面相對軸心線徑向全跳動齒輪、軸承定位的端面圓跳動鍵槽的對稱度7~86~86~78~9零件工作圖設(shè)計和繪制5、技術(shù)要求①對材料的機(jī)械性能和化學(xué)成分的要求，允許代用的材料；②對材料表面機(jī)械性能的要求，如熱處理方法，對處理后的硬度、滲碳深度及淬火深度等；③對機(jī)械加工的要求，如中心孔④對未注明倒角、圓角的說明。零件工作圖設(shè)計——軸類零件設(shè)計要點零件工作圖設(shè)計和繪制零件工作圖設(shè)計——軸類零件設(shè)計要點零件工作圖示例齒輪類零件工作圖的設(shè)計要點

這類零件系指齒輪和蝸輪。在零件工作圖中除了零件圖形和技術(shù)要求外，還應(yīng)有嚙合特性表。1、視圖這類零件圖一般用兩個視圖表示：主+左簡化：左視圖只畫軸孔和鍵槽。零件工作圖設(shè)計——齒輪類零件設(shè)計要點強(qiáng)調(diào)：β角方向應(yīng)在視圖上清楚的畫出。零件工作圖設(shè)計和繪制零件工作圖設(shè)計——齒輪類零件設(shè)計要點零件工作圖設(shè)計——齒輪類零件設(shè)計要點2、標(biāo)注尺寸徑向尺寸：以軸的中心線為基準(zhǔn)標(biāo)出。

標(biāo)注齒頂圓、分度圓，不標(biāo)：齒根圓。軸向尺寸：以端面為基準(zhǔn)標(biāo)出。

嚙合參數(shù)（齒頂圓、分度圓，圓錐齒輪的錐距和錐角）標(biāo)注精確值；輪緣厚度、輻板厚度、輪轂及輻板開孔尺寸等應(yīng)按照課程設(shè)計圖冊圖74、75、77確定并取整數(shù)。齒頂圓、軸孔和鍵槽應(yīng)標(biāo)記公差。零件工作圖設(shè)計——齒輪類零件設(shè)計要點3、表面粗糙度

按照指導(dǎo)書93頁或手冊P329標(biāo)注。

4、齒坯形位公差

零件工作圖設(shè)計——齒輪類零件設(shè)計要點軸孔的圓柱度齒頂圓的徑向圓跳動基準(zhǔn)端面對軸線的端面圓跳動鍵槽的對稱度7~8按齒輪或蝸輪精度7~8標(biāo)注方法和公差值可參考手冊5、嚙合特性表①齒輪的主要參數(shù)

按照指導(dǎo)書95頁表16

②齒輪的誤差檢驗項目

圓柱齒輪按照GB/T10095.1-2001確定；蝸輪檢驗蝸輪齒距極限偏差和蝸輪一齒徑向綜合公差。

零件工作圖設(shè)計——齒輪類零件設(shè)計要點6、技術(shù)要求①對鑄件、鍛件或其他類型坯件的要求；②對材料的機(jī)械性能和化學(xué)成分的要求及允許代用的材料；③對材料表面機(jī)械性能的要求，如熱處理方法，對處理后的硬度、滲碳深度及淬火深度等；④對未注明倒角、圓角半徑的說明；⑤對大型或高速齒輪的平衡校驗要求。零件工作圖設(shè)計——齒輪類零件設(shè)計要點箱體類零件工作圖的設(shè)計要點

內(nèi)容：繪制箱體或箱蓋零件圖。1、視圖這類零件圖一般用三個視圖表示。為表示機(jī)體內(nèi)部和外部結(jié)構(gòu)尺寸，常需要增加一些局部剖視圖或局部視圖。對于油尺孔、螺栓孔、銷釘孔、放油孔等細(xì)部結(jié)構(gòu)，一般采用局部剖視圖。零件工作圖設(shè)計——箱體類零件設(shè)計要點零件工作圖設(shè)計和繪制2、標(biāo)注尺寸（較復(fù)雜）形狀尺寸：應(yīng)直接標(biāo)出，不應(yīng)有任何運算。定位尺寸：應(yīng)從基準(zhǔn)（或輔助基準(zhǔn)）直接標(biāo)出。

尺寸基準(zhǔn)選擇：加工基準(zhǔn)、中心線、軸承孔中心線。直