機械設計基礎課程設計(1周)

1、機械設計基礎課程設計機械設計基礎課程設計 （1 1 周）周） 中國礦業(yè)大學機電學院中國礦業(yè)大學機電學院 閆海峰閆海峰 課程設計課程設計 一.目的 1.1.培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的正確設計思想培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的正確設計思想 2.2.學習機械設計一般方法學習機械設計一般方法 3.3.進行機械設計基本技能的訓練進行機械設計基本技能的訓練 課程設計課程設計 設計題目 課程設計課程設計 設計題目 表表1 1 參數(shù)名稱參數(shù)名稱各方案參數(shù)值各方案參數(shù)值 1 12 23 34 45 56 67 78 89 9101011111212131314141515 F F（KNKN）3.53.54 44.24.24.54.

2、54.74.75 55.25.25.55.55.85.86 66.26.26.56.57 77.27.27.57.5 V V（m/sm/s）1.71.71.61.61.41.42 21.71.72.22.21.71.71.91.92.52.52.32.31.81.82 21.31.31.51.52.12.1 D(mmD(mm) )450450400400380380400400380380400400400400400400450450450450400400450450350350350350400400 表表2 2 參數(shù)名稱參數(shù)名稱各方案參數(shù)值各方案參數(shù)值 1616171718181919

3、20202121222223232424252526262727282829293030 F F（KNKN）3 33 34 44 45 55 56 66 67 76 68 88 89 99 91010 V V（m/sm/s）1.21.21.41.41.41.41.81.81.81.82 22.22.22.42.42.62.63 32 22.42.42.42.42 22 2 D(mmD(mm) )260260300300350350380380400400450450500500550550600600 600600400400400400500500450450350350 課程設計課程設計

4、設計工作量設計工作量 v1.工作圖：裝配圖1張( (三視圖三視圖) ) (1 (1號圖紙，手畫或計算機繪圖均可號圖紙，手畫或計算機繪圖均可) )； v2.計算：齒輪強度計算，軸強度校核，鍵強 度校核， v3.設計計算說明書1份（40005000字） 課程設計課程設計 課程設計課程設計 設計過程 1.1.設計準備設計準備 1 1）研究設計任務書，明確設計要求、條件、內(nèi)容和步驟）研究設計任務書，明確設計要求、條件、內(nèi)容和步驟 2 2）了解設計對象）了解設計對象 3 3）復習課程有關內(nèi)容）復習課程有關內(nèi)容 4 4）準備設計需要的圖書、資料和工具）準備設計需要的圖書、資料和工具 2 2. . 傳動裝置

5、的總體設計傳動裝置的總體設計 1 1）決定傳動裝置的方案）決定傳動裝置的方案 2 2）計算電動機功率，確定電動機型號）計算電動機功率，確定電動機型號 3 3）計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)）計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 課程設計課程設計 設計過程 3. 3. 裝配圖設計裝配圖設計 1 1）計算和選擇傳動比參數(shù)）計算和選擇傳動比參數(shù) 2 2）繪制裝配圖草圖）繪制裝配圖草圖 3 3）設計軸并計算軸轂聯(lián)接強度）設計軸并計算軸轂聯(lián)接強度 4 4）選擇計算軸承和進行支承結(jié)構(gòu)設計）選擇計算軸承和進行支承結(jié)構(gòu)設計 5 5）進行機體結(jié)構(gòu)及其附件設計）進行機體結(jié)構(gòu)及其附件設計 6 6）完成裝配圖其它要求）完成裝配

6、圖其它要求 4.4.零件工作圖設計零件工作圖設計 5.5.整理和編寫計算說明書整理和編寫計算說明書 6.6.設計總結(jié)和答辯設計總結(jié)和答辯 課程設計課程設計 設計進度設計進度 v完成全部傳動零件設計完成全部傳動零件設計(11.5(11.5天天) ) v裝配圖設計（裝配圖設計（2.532.53天）天） v整理說明書，答辯（整理說明書，答辯（1 1天）天） 課程設計課程設計 設計過程設計過程 1.1.設計準備設計準備 1 1）研究設計任務書，明確設計要求、條件、內(nèi)容和步驟）研究設計任務書，明確設計要求、條件、內(nèi)容和步驟 2 2）了解設計對象）了解設計對象 3 3）復習課程有關內(nèi)容）復習課程有關內(nèi)容

7、4 4）準備設計需要的圖書、資料和工具）準備設計需要的圖書、資料和工具 2 2. . 傳動裝置的總體設計傳動裝置的總體設計 1 1）決定傳動裝置的方案）決定傳動裝置的方案 2 2）計算電動機功率，確定電動機型號）計算電動機功率，確定電動機型號 3 3）計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)）計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 課程設計課程設計 3. 3. 裝配圖設計裝配圖設計 1 1）計算和選擇傳動比參數(shù)）計算和選擇傳動比參數(shù) 2 2）繪制裝配圖草圖）繪制裝配圖草圖 3 3）設計軸并計算軸轂聯(lián)接強度）設計軸并計算軸轂聯(lián)接強度 4 4）選擇計算軸承和進行支承結(jié)構(gòu)設計）選擇計算軸承和進行支承結(jié)構(gòu)設計 5 5）進行

8、機體結(jié)構(gòu)及其附件設計）進行機體結(jié)構(gòu)及其附件設計 6 6）完成裝配圖其它要求）完成裝配圖其它要求 4.4.零件工作圖設計零件工作圖設計 5.5.整理和編寫計算說明書整理和編寫計算說明書 6.6.設計總結(jié)和答辯設計總結(jié)和答辯 設計過程設計過程 課程設計課程設計 紀律要求紀律要求 要求全部同學在設計教室完成課程設要求全部同學在設計教室完成課程設 計內(nèi)容，并作為總成績考核指標之一計內(nèi)容，并作為總成績考核指標之一 采礦采礦076：閆海峰：閆海峰 楊善國楊善國 采礦采礦077：閆海峰：閆海峰 韓振鐸韓振鐸 采礦采礦078：閆海峰：閆海峰 韓振鐸韓振鐸 課程設計課程設計 參考資料參考資料 1 1主教材主教材

9、 2 2 機械設計課程上機與設計，東南大學出版社機械設計課程上機與設計，東南大學出版社 3 3 機械設計課程設計機械設計課程設計圖冊圖冊，哈爾濱工業(yè)大學，哈爾濱工業(yè)大學 4 4 實用機械設計手冊實用機械設計手冊. . 中國礦業(yè)大學出版社中國礦業(yè)大學出版社 5 5 機械設計課程設計指導書（各校皆有出版）機械設計課程設計指導書（各校皆有出版） 課程設計課程設計 1.在教師的指導下在教師的指導下, ,由學生獨立完成由學生獨立完成 2.2.正確處理理論計算與結(jié)構(gòu)設計的關系正確處理理論計算與結(jié)構(gòu)設計的關系 3.3.正確處理繼承與創(chuàng)新的關系正確處理繼承與創(chuàng)新的關系 4.4.正確使用標準和規(guī)范正確使用標準和

10、規(guī)范 課程設計的要求課程設計的要求 課程設計課程設計 課程設計第一階段任務課程設計第一階段任務 明確要求，進行傳動裝置的總體設計和傳動零件的計算明確要求，進行傳動裝置的總體設計和傳動零件的計算 一、傳動裝置總體設計一、傳動裝置總體設計 1.1. 分析傳動裝置的組成和特點，確定傳動方案（分析傳動裝置的組成和特點，確定傳動方案（） 2.2. 選電動機、分配傳動比選電動機、分配傳動比 1 1）選電動機）選電動機 a) a) 類型：類型：Y Y系列系列 課程設計課程設計 課程設計第一階段任務課程設計第一階段任務 課程設計課程設計 b) b) 容量容量( (功率功率) )：要求電動機額定功率稍大于電動機

11、工作功率：要求電動機額定功率稍大于電動機工作功率 w d P P Kw d P電動機工作功率 1000 vF P w 9550 w w nT P 或或 w P 工作機的功率 課程設計第一階段任務課程設計第一階段任務 課程設計課程設計 傳動裝置總效率傳動裝置總效率 4 2 3 2 2 4 1 1 1- -一對軸承效率；一對軸承效率； 2 2- -齒輪嚙合效率；齒輪嚙合效率； 3 3- -聯(lián)軸器效率；聯(lián)軸器效率； 4 4- -工作機效率。工作機效率。 課程設計第一階段任務課程設計第一階段任務 課程設計課程設計 最后注明：最后注明： 型號、額定功率、同步轉(zhuǎn)速、滿載轉(zhuǎn)速、中心高（型號、額定功率、同步轉(zhuǎn)

12、速、滿載轉(zhuǎn)速、中心高（H H）、）、 軸伸尺寸（軸伸尺寸（D D* *E E） c) c) 轉(zhuǎn)速：多選用同步轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速：多選用同步轉(zhuǎn)速為1500r/min 1500r/min 、1000r/min1000r/min 2)2)傳動比分配傳動比分配 傳動裝置總傳動比傳動裝置總傳動比 w m n n i 工作機轉(zhuǎn)速 電動機滿載轉(zhuǎn)速 課程設計第一階段任務課程設計第一階段任務 課程設計課程設計 (1)(1)各級傳動比應在推薦范圍內(nèi)選取，不得超過最大值。各級傳動比應在推薦范圍內(nèi)選取，不得超過最大值。 數(shù)值見手冊數(shù)值見手冊 分配原則分配原則: : (2)外加帶外加帶/ /鏈傳動鏈傳動, ,傳動比最好傳動比最

13、好1.51.52.52.5 課程設計第一階段任務課程設計第一階段任務 課程設計課程設計 ii ii )4 . 13 . 1 ( )4 . 13 . 1 ( 1 21 或 (3)(3)展開式二級圓柱齒輪減速器展開式二級圓柱齒輪減速器 (4)(4)同軸式二級圓柱齒輪減速器同軸式二級圓柱齒輪減速器 iii 21 (5)(5)圓錐圓柱齒輪減速器圓錐圓柱齒輪減速器 4325.0 1 ii 課程設計第一階段任務課程設計第一階段任務 課程設計課程設計 （6 6）尺寸協(xié)調(diào)、互不干涉）尺寸協(xié)調(diào)、互不干涉 課程設計第一階段任務課程設計第一階段任務 課程設計課程設計 （7 7）尺寸緊湊、便于潤滑）尺寸緊湊、便于潤滑

14、 課程設計第一階段任務課程設計第一階段任務 課程設計課程設計 3 3）傳動裝置運動、動力參數(shù)計算）傳動裝置運動、動力參數(shù)計算 各軸PnTi . 二、傳動零件設計計算（教材）二、傳動零件設計計算（教材） 齒輪設計、帶傳動設計、鏈傳動設計齒輪設計、帶傳動設計、鏈傳動設計 課程設計第一階段任務課程設計第一階段任務 課程設計課程設計 三、初步計算軸的最小直徑三、初步計算軸的最小直徑 1.鍵槽鍵槽 單鍵：加單鍵：加3%3%5%5% 雙鍵：加雙鍵：加7%7%10%10% 2.視該軸段所裝零件圓整直徑視該軸段所裝零件圓整直徑 3 n P A min d 注意注意： 課程設計第一階段任務課程設計第一階段任務

15、課程設計課程設計 課程設計第二階段任務：裝配圖設計課程設計第二階段任務：裝配圖設計 一、裝配圖設計第一階段一、裝配圖設計第一階段 主要任務：定出軸的主要任務：定出軸的支點跨距支點跨距 ，以便進行軸及軸系零件的強度，以便進行軸及軸系零件的強度 校核，這一階段的繪圖，所用線條越少越好校核，這一階段的繪圖，所用線條越少越好 以二級展開式圓柱齒輪減速器裝配草圖設計為例，來以二級展開式圓柱齒輪減速器裝配草圖設計為例，來 說明減速器裝配圖設計第一階段工作說明減速器裝配圖設計第一階段工作 1、準備、準備 根據(jù)傳動零件尺寸大小，參考結(jié)構(gòu)類似的減速器裝配圖，估根據(jù)傳動零件尺寸大小，參考結(jié)構(gòu)類似的減速器裝配圖，估

16、 計待設計的減速器外部輪廓尺寸，并考慮標題欄、明細欄、零計待設計的減速器外部輪廓尺寸，并考慮標題欄、明細欄、零 件序號及技術(shù)要求等位置，選擇件序號及技術(shù)要求等位置，選擇合適的比例尺，合理布圖合適的比例尺，合理布圖。 2、繪裝配草圖（俯視圖，結(jié)合軸的階梯化設計）、繪裝配草圖（俯視圖，結(jié)合軸的階梯化設計） 1 23 815 1.2 1.2 1.2 L L=+C1+C2+(510) 油：油：35 脂：脂：1015 載荷作用齒寬中載荷作用齒寬中 點點 a1a2 課程設計課程設計 3 3、軸上力作用點及支承跨距的確定、軸上力作用點及支承跨距的確定 4 4、軸的彎扭合成驗算及疲勞強度計算（見教材）、軸的彎

17、扭合成驗算及疲勞強度計算（見教材） 5 5、驗算軸承壽命（見教材）、驗算軸承壽命（見教材） 6 6、驗算鍵的強度（見教材）、驗算鍵的強度（見教材） 課程設計第二階段任務：裝配圖設計課程設計第二階段任務：裝配圖設計 圓錐齒輪減速器裝配圖設計特點：圓錐齒輪減速器裝配圖設計特點： 1、圓錐齒輪減速器多以小圓錐齒輪中心線作為機體的對稱面、圓錐齒輪減速器多以小圓錐齒輪中心線作為機體的對稱面 2、小圓錐齒輪大多作成懸臂結(jié)構(gòu)、小圓錐齒輪大多作成懸臂結(jié)構(gòu) 3、小圓錐齒輪通常放在套杯里、小圓錐齒輪通常放在套杯里 蝸桿減速器裝配圖設計特點：蝸桿減速器裝配圖設計特點： 1、蝸桿減速器的結(jié)構(gòu)設計要點是合理地設計蝸桿傳

18、動及支座結(jié)構(gòu)并注意散蝸桿減速器的結(jié)構(gòu)設計要點是合理地設計蝸桿傳動及支座結(jié)構(gòu)并注意散 熱熱 2、常用的蝸桿軸支承方式：一端固定，一端游動常用的蝸桿軸支承方式：一端固定，一端游動 3、為了提高蝸桿剛度，應盡量減小支點跨距，為此，軸承支座常伸到箱體內(nèi)、為了提高蝸桿剛度，應盡量減小支點跨距，為此，軸承支座常伸到箱體內(nèi) 部部 課程設計課程設計 主要任務：在第一階段基礎上，進行軸系零件的結(jié)構(gòu)設計主要任務：在第一階段基礎上，進行軸系零件的結(jié)構(gòu)設計 裝配圖設計第二階段裝配圖設計第二階段 （一）傳動零件結(jié)構(gòu)設計（一）傳動零件結(jié)構(gòu)設計 鍛鍛 造造 齒齒 輪輪 鑄鑄 造造 齒齒 輪輪 （二）套杯與端蓋結(jié)構(gòu)（二）套杯

19、與端蓋結(jié)構(gòu) （三）軸承潤滑與密封（三）軸承潤滑與密封 d*n = 2*105 mm.r/min-油潤滑油潤滑 課程設計課程設計 主要任務：完成減速箱箱體及其附件設計主要任務：完成減速箱箱體及其附件設計 裝配圖設計第三階段裝配圖設計第三階段 （一）減速箱箱體的結(jié)構(gòu)設計（一）減速箱箱體的結(jié)構(gòu)設計 (1)為保證減速器支承剛度，箱體軸承座處應有足夠的厚度，并設置加強肋。為保證減速器支承剛度，箱體軸承座處應有足夠的厚度，并設置加強肋。 (2)(2)軸承旁聯(lián)接螺栓凸臺結(jié)構(gòu)設計要有利于提高軸承座孔的聯(lián)接剛度，軸承座孔兩側(cè)軸承旁聯(lián)接螺栓凸臺結(jié)構(gòu)設計要有利于提高軸承座孔的聯(lián)接剛度，軸承座孔兩側(cè) 聯(lián)接螺栓應盡量靠

20、近軸承，以不與箱體上固定軸承蓋的螺紋孔及箱體剖分面上油溝聯(lián)接螺栓應盡量靠近軸承，以不與箱體上固定軸承蓋的螺紋孔及箱體剖分面上油溝 發(fā)生干涉為準。通常取兩聯(lián)接螺栓中心距與軸承蓋外徑相近，凸臺的高度由聯(lián)接螺發(fā)生干涉為準。通常取兩聯(lián)接螺栓中心距與軸承蓋外徑相近，凸臺的高度由聯(lián)接螺 栓的扳手空間確定栓的扳手空間確定 (3)(3)箱蓋與箱座聯(lián)接凸緣應有一定的厚度，以保證箱蓋與箱座的聯(lián)接箱蓋與箱座聯(lián)接凸緣應有一定的厚度，以保證箱蓋與箱座的聯(lián)接 剛度；箱體剖分面應加工平整，要有足夠的寬度；螺栓間距應不大于剛度；箱體剖分面應加工平整，要有足夠的寬度；螺栓間距應不大于 100100150mm150mm，以保證箱

21、體的密封性。，以保證箱體的密封性。 (4)(4)箱座底面凸緣的寬度箱座底面凸緣的寬度B B應超過箱座內(nèi)壁，以利于支撐，使壁厚盡應超過箱座內(nèi)壁，以利于支撐，使壁厚盡 量均勻，并盡量減少加工面。量均勻，并盡量減少加工面。 (5)(5)箱體的中心高由浸油深度確定，傳動零件采用浸油潤滑時，對于圓柱箱體的中心高由浸油深度確定，傳動零件采用浸油潤滑時，對于圓柱 齒輪通常取浸油深度為一個齒高，錐齒輪浸油深度為齒輪通常取浸油深度為一個齒高，錐齒輪浸油深度為0 05 51 1個齒寬，但不個齒寬，但不 小于小于10m10m。 為避免傳動零件轉(zhuǎn)動時將沉積在油池底部的污物攪起，造成齒面磨損，為避免傳動零件轉(zhuǎn)動時將沉積

22、在油池底部的污物攪起，造成齒面磨損， 大齒輪齒頂距油池底面距離不小于大齒輪齒頂距油池底面距離不小于3050mm3050mm， (6)(6)輸油溝設計于箱座的剖分面上，用來輸送傳動零件飛濺起來的潤滑輸油溝設計于箱座的剖分面上，用來輸送傳動零件飛濺起來的潤滑 油潤滑軸承。飛濺起的油沿箱蓋內(nèi)壁斜面流人輸油溝內(nèi)，經(jīng)軸承蓋上的導油潤滑軸承。飛濺起的油沿箱蓋內(nèi)壁斜面流人輸油溝內(nèi)，經(jīng)軸承蓋上的導 油槽流入軸承油槽流入軸承. (7)(7)要注意箱體結(jié)構(gòu)工藝性。要注意箱體結(jié)構(gòu)工藝性。 箱體上加工面與非加工面必須分開，并盡量減少箱體的加工面積，如箱體箱體上加工面與非加工面必須分開，并盡量減少箱體的加工面積，如箱體

23、 軸承座端面與軸承蓋、窺視孔與視孔蓋、螺塞及吊環(huán)螺釘?shù)闹С忻嫣幘鶓龀鲚S承座端面與軸承蓋、窺視孔與視孔蓋、螺塞及吊環(huán)螺釘?shù)闹С忻嫣幘鶓龀?凸臺或沉頭座，銑平或锪平凸臺或沉頭座，銑平或锪平 （二）減速箱附件的結(jié)構(gòu)設計（二）減速箱附件的結(jié)構(gòu)設計 1、窺視孔、窺視孔 2、通氣器、通氣器 3、放油螺塞、放油螺塞 4、油標、油標 5、起吊裝置、起吊裝置 6、定位銷、定位銷 7、起蓋螺釘、起蓋螺釘 四、完成減速器裝配圖四、完成減速器裝配圖 1、標注尺寸：特性尺寸、配合尺寸、安裝尺寸、外形尺寸、標注尺寸：特性尺寸、配合尺寸、安裝尺寸、外形尺寸 2、填寫減速器技術(shù)特性、填寫減速器技術(shù)特性 3、編寫技術(shù)要求、

24、編寫技術(shù)要求 4、零件編號、零件編號 5、編制明細欄和標題欄、編制明細欄和標題欄 6、檢查裝配圖、檢查裝配圖 課程設計課程設計 課程設計第三階段任務：課程設計第三階段任務： 零件圖設計和說明書整理零件圖設計和說明書整理 一、零件圖的設計要點一、零件圖的設計要點 1 1視圖選擇和布置視圖選擇和布置 每個零件的視圖應布置在一個標準圖幅內(nèi)，盡量每個零件的視圖應布置在一個標準圖幅內(nèi)，盡量 采用采用1 1：1 1的比例。根據(jù)零件表達需要，采用的比例。根據(jù)零件表達需要，采用1 1個或多個視圖，配以適當?shù)钠蕚€或多個視圖，配以適當?shù)钠?面圖、剖視圖和局部視圖等。面圖、剖視圖和局部視圖等。 零件圖應能完全、正確、清楚地表明零件的結(jié)構(gòu)形狀和相對位置，并零件圖應能完全、正確、清楚地表明零件的結(jié)構(gòu)形狀和相對位置，并 注意與裝配圖的一致性。視圖數(shù)量要適當，合理利用圖幅，細部結(jié)構(gòu)要表注意與裝配圖的一致性。視圖數(shù)量要適當，合理利用圖幅，細部結(jié)構(gòu)要表 達清楚，必要時可以采用局部放大或縮小視圖或文字說明。達清楚，必要時可以采用局部放大或縮小視圖或文字說明。 2 2尺寸標