机械基础课程设计指南

机械基础课程设计指导书
指导老师：陶素连
一、课程设计的目的
1．通过课程设计实践，树立正确的设计思想，培养综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论与生产实际知识来分析和解决机械设计问题的能力。

2．学习机械设计的一般方法、步骤，掌握机械设计的一般规律。

3．提高有关设计能力，如计算能力、绘图能力等，熟悉设计资料（手册、图册等）的使用，掌握经验估算等机械设计的基本技能。

二、课程设计的步骤及任务
课程设计的步骤：课程设计一般可按以下顺序进行，
设计准备工作——总体设计——传动件的设计计算——装配图草图的绘制（校核轴、轴承等）————编写设计计算说明书
1．设计准备工作
（1）熟悉任务书，明确设计的内容和要求；
（2）熟悉相关资料、图纸等；
（3）观看减速器装拆实验，了解减速器的结构特点。

2．总体设计
（1）确定传动方案；
（2）选择电动机；
（3）计算传动装置的总传动比，分配各级传动比；
（4）计算各轴的转速、功率和转矩
3．传动件的设计计算
（1）计算齿轮传动、带传动的主要参数和几何尺寸；
（2）计算各传动件上的作用力
4．编写设计计算说明书
编写设计计算说明书，内容包括所有的计算，并附有必要的简图，说明书用16K纸书写，标出页码、编好目录、做好封面，最后装订成册。

设计计算说明书的主要内容大致包括：
（1）目录（标题及页码）；
（2）设计任务书（含传动方案简图）；
（3）传动方案的分析；
（4）电动机的选择；
（5）传动装置运动及动力参数计算；
（6）传动零件的设计计算；
（7）轴的计算；
（8）滚动轴承的选择和计算；
（9）键联接的选择和计算；
（10）联轴器的选择；
（11）润滑方式、润滑油牌号及密封装置的选择；
（12）参考资料。

（13）致谢。

课程设计的任务
课程设计要求在2周时间内完成以下的任务：
（1）设计计算说明书一份，不少于5000字。

（2）减速器的装配图。

三、课程设计传动方案
四、进度安排
1．设计准备0.5天
2．传动装置总体设计及计算0.5天
3．传动零件设计计算 3 天
5．零件图、装配图绘制 3 天
6．编写设计计算说明书 2 天
总计10天
五、成绩评定
根据设计水平60%、说明书的正确性20%、平时表现20%（含纪律、学习态度）综合评定成绩。

六、设计指导
（一）．拟定传动方案（传动方案题中已给出）
（二）．电动机选择
1．确定工作机所需的有效功率为：P w =Fv/1000 KW
电动机所需的功率（输出功率）为P d = P w /ηKW
η为传动装置的总效率，η=η带.η2轴承.η齿轮.η联轴器.η滚筒.η滚筒轴承
η带=0.94～0.97 （0.96）
η齿轮传动的轴承=0.98～0.995 （0.99）
η齿轮传动=0.96～0.99 (0.97)
η联轴器=η弹性联轴器（0.99～0.995）(0.993)×η具有中间可动元件的联轴器（0.97～
0.99）(0.98)=0.97
η滚筒轴的轴承（0.97～0.99）(0.98)
η滚筒=0.96
η=0.96×0.992×0.97×0.97×0.98×0.96=0.83
所以：P d = P w /η= Fv/1000η=……
2.确定电动机的转速：
（1）滚筒轴的工作转速为：
n W=60×1000V/πD（r/min）=……
式中：V-----皮带输送机的带速
D----滚筒的直径
按推荐的合理传动比范围，取V带传动的传动比i1ˊ=2～4，i2ˊ=3～5，则合理的总传动比的范围为i =6～20，故电动机转速的可选范围为：
n dˊ=i n W= (6～20)×n W
常用机械传动效率附表1
常用机械传动比范围附表2
（三）、总传动比的计算及传动比的分配
（1）传动装置总传动比
i=n m/n W (n m为电动机的满载转速)
（2）分配传动装置各级传动比
i=i1·i2·i3····i n
式中：i1、i2、i3····i n从附表2中选值
(四)、传动装置的运动和动力参数的计算
1、各轴的功率计算：
PⅠ=P dη带 = …………
PⅡ= PⅠ·η轴承·η齿轮= P dη带·η轴承·η齿轮 = …………
PⅢ= PⅡ·η轴承·η联轴器= P dη带·η轴承·η齿轮·η轴承·η联轴器= …………
2、各轴的转速计算：
（1）高速轴（Ⅰ轴）转速nⅠ= n m /i1 （r/min）
（2）低速轴（Ⅱ轴）转速nⅡ= n m /（i1·i2）（r/min）
（3）卷筒轴转速n w= nⅡ（r/min）
3、各轴扭矩的计算：T K=9.55×106×P K/n K (N.mm)
电动机轴的输出转矩：T d=9.55×106×P d/n m= ………… (N.mm) （1）高速轴（Ⅰ轴）转矩TⅠ= T d·i1·η带= ………… (N.mm)
（2）低速轴（Ⅱ轴）转矩TⅡ= TⅠ·i2·η轴承·η齿轮= ………… (N.mm)
（3）卷筒轴转矩TⅢ= TⅡ·η轴承·η滚筒= ………… (N.mm)
(五)、V带传动设计
1、选择V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）；
(六)、齿轮传动设计
1、参考教材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；
(七)、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，要求低速轴和高速轴的设计并绘制高速
轴和低速轴的零件图。

(八)、滚动轴承的选择按教材选择步骤进行滚动轴承的选择，并确定润滑方式。

(九)、键的选择及强度校核，键的尺寸选择可参照《公差与配合》教材的相关章节。

(十)、联轴器的选择（低速轴），参考书本。

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》
(十一)、编写设计计算说明书（说明书内容参照前面要求）
撰写说明书要求：
（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。

参考图例附后
建议参考文献：
1．赵冬梅主编，《机械设计基础》，西安电子科技大学出版社，2004
2．陈立德主编，《机械设计基础课程设计指导书》，高等教育出版社，2000
3．王少岩主编，《机械设计基础实训指导书》，大连理工大学出版社，2004
4．吴宗泽罗圣国主编，《机械设计课程设计手册》，高等教育出版社，1992。