机械设计综合课程设计讲义

机械设计综合课程设计一、课程设计的目的1．综合运用所学的知识和技能，树立正确的设计思想，提高机械创新设计能力。2．熟悉机械设计过程，掌握机械设计的一般方法和规律，学会使用设计资料、标准和规范，通过设计实践，在机械设计基本技能上得到训练。3．巩固、加深和扩大在本课程和先修课程中学到的知识。二、课程设计内容三、选择设计题目（举例）1.高架灯提升装置设计（P245）数据编号：1、2、3、4学号：1、2、3、42.卷扬机传动装置设计（P253）数据编号：1、2、3、4、5、6、7、8、9、10学号：5、6、7、8、9、10、11、12、13、143.带式运输机传动装置设计1组（P259）数据编号：1、2、3、4、5、6、7、8、9、10学号：15、16、17、18、19、20、21、22、23、244.带式运输机传动装置设计3组（P260）数据编号：1、2、3、4、5、6、7、8、9、10学号：25、26、27、28、29、30、31、32、33、341.传动装置总体设计方案图1张；2.传动装置装配草图1张(0号坐标纸、手绘)；3.工作图：装配图1张、零件图2～3张（计算机绘图、M1:1）；4.设计计算说明书1份（6000～8000字）。四、设计工作量五、课程设计参考进度1．传动装置总体设计2．装配草图设计3．工作图设计(上机)4．编写设计计算说明书5．答辩六、成绩评定图纸质量、说明书、答辩情况及综合设计表现，按百分制评分。七、参考书1．机械设计2．机械设计综合课程设计3．机械零件设计图册八、课程设计的要求1.循序渐进，逐步完善和提高。2.掌握机械设计基本技能，正确处理理论计算与结构设计的关系。3.汲取传统经验，注重调察研究，发挥主观能动性和创新精神。4.提倡采用现代设计方法和手段，提高综合设计能力。一、原动机的选择（P11）常用：Y系列三相异步电动机（P208）1.选择电动机类型同步转速：300015001000750级数：2468电动机的安装及外形尺寸：（P210）2.确定电动机的功率wdPPKWdP(1)工作机所需电动机功率1000vFPw9550wWnTP或wP工作机的功率传动装置总效率（P22，表2-5）5423421(2)确定电动机型号（P209）例：Pd=3.6kW611324112MYMYnm=960r/minnm=1440r/min查取电动机轴外伸端尺寸:D-直径E-长度等，二、传动装置总传动比的确定和分配1.确定总传动比iawmanni2.分配各级传动比（P20，表2-3）21iiiiiioa减速器外传动比减速器传动比0ii(1)各级传动比应在推荐范围内选取，不得超过最大值。(3)圆锥—圆柱齿轮减速器ii25.01iiii)4.1~3.1()4.1~3.1(121或(2)展开式二级圆柱齿轮减速器分配原则:目的：（1）尺寸协调、互不干涉（2）尺寸紧凑、便于润滑注意：1.按工作机所需电动机功率Pd计算，而不按电动机额定功率Ped计算。2.设计轴时应按其输入功率计算、设计传动零件时应按主动轴的输出功率计算三、传动装置运动、动力参数计算（计算各轴的功率P、转速n和转矩T）列汇总表：一、减速器外传动零件设计1.普通V带传动已知：PnTi2.链传动已知：PnTi设计步骤：见教科书例题1.高速级齿轮传动已知：PnTi设计步骤：见教科书例题2.低速级齿轮传动已知：PnTi设计步骤：见教科书例题二、减速器内传动零件设计三、按转矩初步计算轴的最小直径mind注意：1.键槽单键：加5%双键：加7%2.圆整为标准直径3.或按联轴器圆整直径3nPC≥四、验算工作速度误差%5五、减速器箱体结构尺寸注意：1,12,161ddf6,832dd、理实理vvvv≤≥8，≥≥1.传动零件的结构和几何尺寸2.初步计算轴的直径4.轴承类型以及润滑、密封方式3.电动机输出轴的尺寸5.减速器箱体的结构（见表3-1）已知条件：设计内容1.初绘装配草图2.轴、轴承、键、联轴器的校核计算3.完成装配草图（边设计、边计算、边修改）123451－电动机2－联轴器3－减速器4－运输带5－卷筒VFFV一、初绘装配草图1.布置图：尽量选取1∶13.初步计算轴直径2.画中心线，da,d,b1,b2画出三面内壁线mm15~83214.轴的结构设计确定各轴段直径和长度5.箱体结构及其附件(1)箱体、箱盖(2)联接螺栓、启盖螺钉、定位销(3)吊钩、吊环螺钉(4)观察孔、油塞、油标、通气器C1C1l1Δ2L3L2L1L1L2L3Δ1L1图3-10阶梯轴结构d1d2d3d4d5d齿轮联轴器hrcL图3-9外伸端安装联轴器的安装尺寸dd5d1d2d3d4Bh弹性套柱销联轴器l油图3-38油润滑轴承的轴承盖结构l1c1c2L1L2L3按外接零件要求确定L1L2L3a1a2Δ2l2Δ4按外接零件要求确定L1油润滑3-5L2L3Δ1Δ2LLLLLLL1按外接零件安装要求确定L2L3L2L3Δ2C1＋C2＋（5-8）C1C2aL3L2L1L3Δ1L1图3-5支点跨距与悬臂零件间的距离l1≥2l2或l1≈2.5ddl1l2密封件轴用弹性挡圈用垫片调整锥齿轮轴向位置D图3-16套杯结构与轴向位置的调整δ2套杯小锥齿轮组合（正装）l小锥齿轮组合（反装）l二、验算轴、轴承、键、联轴器1.轴的计算2.轴承的计算3.键的计算4.联轴器的计算三、完成装配草图1.画出齿轮的结构及固定轴向周向2.画出轴系的细部结构包括两个内容：1.装配工作图2.零件工作图一、装配工作图:设计和装配时用的图纸要求：在草图的基础上进行装配图设计。（避免盲目照抄草图，修改草图中的错误，力求进一步改进和提高设计质量）要点：1.布图：尽量用1:1的比例在两(或三)个视图上画出。必要时画剖面、剖视和局部视图。（应当完整的、准确的表示出每个零件的结构形状，位置和尺寸，以及它们之间的连接性质和相互关系）。2.画图过程：用细线勾出装配图中各个零件——画零件工作图——一起加深。（要求各视图一起画）3.装配图上应标明注册的尺寸P191①特性尺寸：表明机器性能、规格和特性的尺寸中心距及偏差：160±0.0315（P187表6-127）中心高：190（最好以0结尾）②配合尺寸：表明配合零件间装配关系的尺寸③安装尺寸：表明机器安装在其基础上的位置尺寸（箱体底面尺寸；地脚螺钉中心距离和对中心的距离；带轮、联轴器伸出头尺寸及对中心距离）④外形尺寸：表明机器占用的空间尺寸（包装，运输，安装，厂房用）4.配合选择P66表3-4①轴——齿轮（带轮、联轴器）：②轴——轴承内圈：箱座孔——轴承外圈：③轴——轴套（挡油环）：④轴承盖——箱座孔：⑤轮缘——轮芯67676767kHrHmHnH，，，6k7H61169kDkF，9787fHhH67rH5.装配图上应标注的技术要求①装配前所有零件用煤油清洗，滚动轴承用汽油清洗，箱体内壁涂防锈漆。②齿轮传动的齿面接触斑点(P187表6-126)；滚动轴承的热补偿间隙为0.2~0.5mm③减速器剖分面、密封面和接触面均不允许渗漏。剖分面涂密封油漆或水玻璃，禁止使用任何垫片。④箱体内装全损耗系统用油；轴承用润滑脂。（P145表6-75）⑤跑合试验要求，空载试验、负载试验（时间，工作条件）。⑥对外观，包装和运输的要求。6.减速器的技术特性表7.标题栏、明细表、及零件编号零件工作图：生产用的图纸1.布图：选择适当的图纸,比例尽量采用1:12.标注尺寸公差、形位公差及表面粗糙度（分别介绍）3.标注技术要求：①热处理，表面处理（渗碳，氮化，氰化，镀层，抛光）②未注明的圆角，倒角，斜度等要求。③特殊要求：修饰，涂色，检验，试验（平衡，噪音）4.标题栏（同装配图）5.要求：①避免零件在车间做任何计算（尺寸标注完全）②零件各部分尺寸，尽量标注在同一投影图上。③尺寸线、引出线引到看得见的轮廓线上。下面分别介绍齿轮（盘类），轴（轴类）齿轮：（盘类）一、视图:首先搞清结构及要求。二、尺寸标准:包括圆、宽度和键槽三部分。三、公差与精度：1.轮齿精度及公差：P186表6-124⑴精度等级的确定：常用精度等级7、8、9级①主要精度精密、分度：I（运动精度）8重型：III（接触精度）7一般：II（工作平稳精度）77HKGB/T10095-20018GJGB/T10095-20018-7-7HKGB/T10095-2001IIIIII齿厚上偏差齿厚下偏差表6-122②推荐检验项目P186表6-124Ⅲ:F:齿向公差fpt:周节极限偏差ff:齿形公差Ⅱ:Fr:齿圈径向跳动公差Fw:公法线长度变动公差Ⅰ:③侧隙：公法线长度及跨测齿数P188表6-129分度圆弦齿厚及弦齿高P191表6-133KW,xxhS,a.确定斜齿轮法面公法线长度假想齿数：55.8375114.1)('实际齿数zKz系数表6-131（P190）)(102077.29'跨侧齿数KmmWmmW0077.0'整数部分:表6-129小数部分:表6-130公法线长度：跨测齿数：mmm)0077.02077.29()''(10K（例：m=2mm,z=75,=15）b.确定偏差：7HKGB/T10095-2001表15-62.齿轮毛坯公差：表6-132P190齿顶圆偏差（P190表6-132）齿坯径向跳动齿坯端面跳动齿厚测量——IT8公法线测量——IT110.1mn表6-1323.键槽公差（轮毂槽）P122表6-574.表面粗糙度5.啮合特性表P216轴：1.视图：一个视图加若干剖面（轴的结构形状）2.尺寸标注：满足加工、检验、装配要求注意：基准面，加工过程，尺寸链不封闭。3.形位公差：重点是轴颈和轴头部分4.表面粗糙度5.中心孔：三种情况①要求保留（维修）：按GB/T145-2001画P92表6-7②不允许存在：注明:“不允许有中心孔,必须切去”。6.键槽，砂轮越程槽，螺尾退刀槽P122表6-57P93表6-11检查：1.视图数量是否足够。2.零件结构是否正确。3.尺寸标注，公差，形位公差，表面粗糙度是否正确。4.技术要求是否完善、正确。5.标题栏，明细表填写是否正确，有否遗漏。检查修改后加深，图纸全部内容要符合制图国家标准，保持整洁，文字、数字用仿宋体写出。一、设计计算说明书要求：计算正确、论述清楚、文字精炼、插图简明、书写工整。格式：内容：⒈目录（标题及页次）；⒉设计任务书；⒊传动方案的分析与拟定（简要说明并附传动方案简图）；⒋电动机的选择计算；⒌传动装置的运动及动力参数计算；⒍传动零件的设计计算；⒎轴的计算；⒏滚动轴承的选择和计算；⒐键连接的选择和计算；⒑联轴器的选择；⒒减速器的润滑方式和密封类型的选择，润滑油的牌号选择和装油量计算；⒓设计小结（对课程设计的体会，设计的优缺点和改进意见等）；⒔参考资料（资料编号、作者、说明、出版单位和出版年份）。二、准备答辩装配图、零件图和设计计算说明书完成后，装订成册，方可进行答辩。