机械零件设计指导书

《机械零件设计》指导书主编石岚主审曾德江广东机电职业技术学院2目录目录...........................................................2一、课程设计题目....................................................3二、课程设计目的及要求..............................................3三、课程设计内容....................................................4四、课程设计步骤....................................................5五、课时安排.......................................................14六、考核方式.......................................................14七、参考文献.......................................................143一、课程设计题目试按下列一组数据，设计一带式输送机的传动装置，传动简图如下。工作条件及要求：用于运输碎粒物体，工作时载荷有轻微冲击，输送带允许速度误差±4％，二班制，使用期限10年（每年工作日300天），连续单向运转。设计原始数据于下表：组别运输带牵引力FW（N）运输带速度VW（m/s）传动滚筒直径D（㎜）126001．25320235001．45420带式输送机的传动装置简图1．电动机；2.三角带传动；3.减速器；4.联轴器；5．传动滚筒；6.皮带运输机二、课程设计目的及要求《机械基础》课程是一门技术基础课，目的在于培养学生的机械设计能力。课程设计是《机械基础》课程最后一个重要的实践性教学环节，也是机械类及近机械类专业学生第一次较为全面的机械设计训练。本课程设计的主要目的是：41．培养学生利用所学知识，解决工程实际问题的能力；2．培养学生掌握一般机械传动装置、机械零件的设计方法及设计步骤；3．达到对学生进行基本技能的训练，例如：计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、标准、图册和规范等）的能力。4．本课程设计学时：一周三、课程设计内容1．电动机的选择及运动参数的计算（包括计算电动机所需的功率，选择电动机，分配各级传动比，计算各轴的转速、功率和转矩）；2．V带的传动设计（确定V带的主要参数和尺寸）；3．齿轮传动的设计（确定齿轮的主要参数和尺寸）；4、轴（低速轴）的设计（初估轴径、结构设计和强度校核）；5．滚动轴承的选择及验算（低速轴）；6．键的选择及强度校核（低速轴）；7．联轴器的选择（低速轴）；8．润滑油及润滑方式的选择；9．绘制轴系结构图和零件的工作图：（1）绘制轴系结构图；（2）绘制零件的工作图（用AutoCAD绘制），包括：①大皮带轮零件图；②大齿轮的零件图；③低速轴的零件图。注：零件的工作图包括：尺寸的标注、公差、精度、技术要求。10．编写设计说明书（要求用word编制打印）（1）目录（标题、页次）；（2）设计题目：原始数据及工作条件，传动装置简图；（3）设计计算：①要有详细的设计步骤，最后应有简短的结论；②对所引用的计算公式和数据要标有来源－即参考书的编号和页次；③为了清楚地说明计算内容，应附必要的插图。（4）设计小结（简要说明课程设计的体会，本设计的优、缺点及改进意5见等）；（5）参考文献资料（资料的编号、作者名、书名、出版地、出版者、出版年月）。要求每位学生在设计过程中，充分发挥自己的独立工作能力及创造能力，对每个问题都应进行分析、比较，并提出自己的见解，反对盲从，杜绝抄袭。在设计过程中必须做到：①随时复习教科书、听课笔记及习题；②及时了解有关资料，做好准备工作，充分发挥自己的主观能动性和创造性；③认真计算和制图，保证计算正确和图纸质量；④按预定计划循序完成任务。四、课程设计步骤（一）电动机的选择及运动参数的计算：一般电动机均采用三相交流电动机，如无特殊要求都采用三相交流异步电动机，其中首选Y系列全封闭自扇冷式电动机。1.确定皮带输送机所需功率PW=FW·VW/1000（kw）式（1—1）2.传动装置的效率3η=η1·η2·η3·η4·η5式（1----2）式中：η1-----三角带传动效率η2-----齿轮传动效率η3-----滚动轴承的效率η4-----联轴器的效率η5-----运输机平型带传动效率常见机械效率参见附表13.电动机的选择电动机的额定功率：P≥PW/η=FW·VW/η（kw）式（1---3）64.确定电动机的转数：（1）滚筒轴的工作转速为：nW=60×1000VW/ΠD（r/min）式（1---4）式中：VW-----皮带输送机的带速D----滚筒的直径（2）电动机的转速：nˊ=iˊnW式（1----5）式中：iˊ是由电动机到工作机的减数比iˊ=i1ˊ·i2ˊ·i3ˊ····inˊ式（1----6）i1ˊ·i2ˊ·i3ˊ····inˊ是各级传动比的范围。按nˊ的范围选取电动机的转速n(3)常用机械传动比的范围见附表2列出电动机的主要参数：电动机额定功率P（KW）电动机满载转速nm（r/min）电动机轴伸出端直径d（mm）电动机轴伸出端的安装高度（mm）电动机轴伸出端的长度（mm）常用机械传动效率附表1机械传动类型传动效率圆柱齿轮传动闭式传动0.96～0.98（7～9级精度）开式传动0.94～0.96圆锥齿轮传动闭式传动0.94～0.97（7～8级精度）开式传动0.92～0.95带传动平型带传动0.95～0.98V型带传动0.94～0.977滚动轴承（一对）0.98～0.995联轴器0.99～0.995常用机械传动比范围附表2传动类型选用指标平型带三角带齿轮传动功率（KW）小（20）中（≤100）大（最大可达50000）单级传动比（常用值）2～42～4圆柱圆锥3～52～3最大值615106～10（二）传动比的计算及传动比的分配1．传动装置总传动比i=nm/nW式（2-----1）2．分配传动装置各级传动比i=i1i2·i3····in式（2---2）式中：i1、i2、i3····in从附表2中选值（三）传动装置的运动和动力参数的计算1.各轴的功率计算：P1=Pη1·η3式（3----1）2P2=Pη1·η2·η3式（3----2）2.各轴的转速计算：（1）高速轴转速n1=nm/i1（r/min）式（3----3）（2）低速轴转速n2=nm/（i1·i2）（r/min）式（3----4）3.各轴扭矩的计算：6TK=9.55×10×PK/nK(N.mm)式（3-----5）（四）三角带传动设计81.选择三角带型号；2.选择带轮的基准直径，并验算带速（5m/s≤V≤25m/s）；3.确定中心距和带长，验算小轮包角；（α1≥120°）4.按许用功率计算带的根数；5.确定作用在轴上的压力；6.确定带轮的结构和尺寸（只要求绘制大带轮的零件图）；（五）齿轮传动设计1.参考教材相关章节的步骤设计这一对齿轮的尺寸（只要求绘制大齿轮的零件图）；2.选择齿轮传动的润滑油粘度、润滑方式；（六）轴的设计参考教材的附加内容的例子及设计步骤进行设计，只要求低速轴的设计并绘制低速轴的零件图。注：与旋转零件（齿轮、带轮）配合的轴径可参照附表3附表3标准直径（摘自GB2822-81）12*1314151617182021222425*26283032*34363840*42454850*53566063*67717580*9095100*105110120125*130140150160*170180190200*注：（1）带*号者为Ra10系列，优先选用。（2）本标准不适用于另有其它标准的机械零件（如滚动轴承、螺纹、联轴器等）（七）滚动轴承的选择（低速轴）按教材相关章节的选择步骤进行滚动轴承的选择，并确定润滑方式。（八）键的选择及强度校核（低速轴的键）参考所学课程，键的尺寸选择可参照《公差与配合》教材的相关章节。（九）联轴器的选择（低速轴）主要检验它的转速和转矩。联轴器的类型选择可参照《机械设计手册》（十）绘制各种规格的零件图、轴系结构图1．轴系结构图：绘制低速轴系结构图（小齿轮绘制成齿轮轴），图面用A3号纸绘制，比例可用1：1或1：2绘制。2．零件图的绘制（用AutoCAD绘制）：绘制大皮带轮零件图、大齿轮的零件9图、低速轴的零件图，图面全部用A3号纸绘制，比例可用1：1或1：2图面布置合理，线型正确和清晰，符号国家的制图标准，公差尺寸配合正确，结构合理，连接部分应圆滑，技术要求一律写在右上角，标的字母、数字、汉字应做到：字体端正、排列整齐、间隔均匀，汉字应写成仿宋体。（十一）编写设计计算说明书1．设计计算说明书的内容概括如下：（1）目录；（2）设计任务书；（3）电动机的选择；（4）计算传动装置的运动和动力参数；（5）三角带传动设计；（6）齿轮的设计计算；（7）轴的设计计算；（8）滚动轴承的选择及计算；（9）键联接的选择及校核计算；（10）联轴器的选择；（11）润滑与密封（润滑与密封方式的选择、润滑剂的选择）；（12）设计小结（本设计的优缺点、及课程设计的体会）；（13）参考资料目录；还可以包括一些其它技术说明，例如装拆、安装的注意事项，维护保养的要求等。2．编写说明书的要求（一律用word编制打印）（1）设计计算说明书要求论述清楚，文字精炼，计算正确。（2）说明书一律采用A4纸按一定格式打印，装订成册，封面格式可参照图1，说明书格式可参照图2。（3）说明书中应附有必要的插图。（4）计算中所引用的公式和数据应有根据，并注明其来源（如由资料[]p．×式(×-×)等）。（5）说明书中每一自成单元的内容，应有大小标题，使其醒目便于查阅。（6）计算过程应层次分明。一般可列出计算内容，写出计算公式，然后10代入数据，略去具体验算过程，直接得出计算结果，并写上结论性用语，如“合格”、“安全”、“强度足够”等。对技术计算出的数据，需圆整的应予圆整，属于精确计算的不得随意圆整。3．设计计算说明书书写示例11设计计算及说明结果………………四、齿轮传动设计1．高速级齿轮传动设计1）选择材料、确定许用应力小齿轮：45钢，调质，HB1=220大齿轮：45钢，正火，HB2=190查教材P.224表15。1查得SH=1.1SF=1.4由图15.7C及图15.11C分别查得：бHlim1=555MPaбHlim2=530MpaбFlim1=190MpaбFlim2=180Mpa故：[бH]1=бHlim1/SH=504.5Mpa[бH]2=бHlim2/SH=481.8Mpa[бF]1=бFlim1/SF=135.7Mpa[бF]2=бFlim2/SF=128.5Mpa由于硬度小于350HBS，属软齿面，所以按接触强度设计，再验算弯曲强度。2)按接触强度设计…………….…………….3)验算齿根弯曲强度…………….……………[бH]1=504.5Mpa[бH]2=481.8Mpa[бF]1=135.7Mpa[бF]2=128.5Mpa12机机械械基基础础课课程程设设计计说说明明书书设计题目______________________________________学校__________________专业____________________班级______________学号______________设计人______________指导教师______________完成日期_________年_____月____日13设计计算及说明结果14五、课时安排1．准备阶段（0.5天）（1）设计前详细研究和分析设计任务书和指导书，明确设计要求和设计内容根据原始数据和工作条件，确定一个较全面合理的设计方案。（2）复习有关课程，参考有关资料，对所设计项目进行方案比较选出最优方案。2．设计计算阶段（1.5天）3．绘