机械设计课程设计
《机械设计基础课程设计》课程教学大纲
平面连杆机构的基本概念和类型
平面连杆机构的运动分析
了解平面连杆机构的基本组成、特点和应用 场景。
掌握平面连杆机构的位置、速度和加速度分 析方法，能够绘制运动曲线图。
平面连杆机构的力分析
平面连杆机构的设计方法
掌握平面连杆机构的受力分析方法，能够计 算各构件的受力情况。
了解平面连杆机构的设计步骤和方法，能够 根据实际需求进行机构设计。
螺纹连接结构设计
了解螺纹连接结构设计的原则和方法，能 够设计出满足使用要求的螺纹连接结构。
键连接设计
键连接类型与特点
了解常见键连接类型（如平键连接、半圆键连接、楔键连接等） 及其特点，掌握各类型键连接的适用场合。
键的选择与强度计算
熟悉常用键的标准和规范，能够根据实际需求选择合适的键，并 掌握键连接的强度计算方法。
《机械设计基础课程设计》 课程教学大纲
目录
• 课程概述与目标 • 机械设计基础知识 • 常用机构设计 • 传动系统设计 • 轴系零部件设计 • 连接与紧固件设计 • 课程设计与实践环节 • 总结与展望
01
课程概述与目标
课程背景与意义
机械设计是制造业的基础，对于 培养高素质工程技术人才具有重
要意义。
了解销孔的加工方法和装配要求，能够正确加工和装配销连接。
07
课程设计与实践环节
课程设计任务书解读与选题指导
解读任务书
详细解读课程设计任务书，明确设计目标、要求 和限制条件。
选题指导
提供选题建议，引导学生选择符合自身兴趣和专 业方向的课题。
课题分析
帮助学生分析课题，制定合理的设计方案和实施 计划。
02
机械设计基础知识
机械设计基本概念
机械设计课程设计范文
机械设计课程设计范文一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握机械设计的基本原理和方法，培养学生分析和解决机械设计问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解机械设计的基本概念、原理和流程。
（2）熟悉常用的机械设计方法和技巧。
（3）掌握机械零件的基本选型和计算方法。
2.技能目标：（1）能够运用机械设计原理和方法分析解决问题。
（2）具备机械零件选型和计算的能力。
（3）能够运用CAD软件进行简单的机械设计。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对机械设计的兴趣和热情。
（2）培养学生团队合作精神和创新意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.机械设计的基本概念和原理：机械设计的定义、目的、流程和方法等。
2.机械零件的选型和计算：轴承、齿轮、联轴器、弹簧等常见机械零件的选型和计算方法。
3.机械设计方法：结构设计、强度计算、运动设计、动力设计等。
4.CAD软件应用：学习并运用CAD软件进行简单的机械设计。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：讲解基本概念、原理和方法。
2.案例分析法：分析实际案例，让学生更好地理解机械设计的方法和技巧。
3.实验法：让学生亲自动手进行实验，加深对机械设计原理的理解。
4.讨论法：分组讨论，培养学生的团队合作精神和创新意识。
四、教学资源本课程的教学资源包括：1.教材：《机械设计基础》等相关教材。
2.参考书：提供相关的参考书籍，供学生自主学习。
3.多媒体资料：制作课件、视频等资料，丰富教学手段。
4.实验设备：提供必要的实验设备，让学生进行实践操作。
五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：评估学生在课堂上的参与度、提问回答等情况，以体现学生的学习态度和积极性。
2.作业：布置适量的作业，评估学生的理解和应用能力。
3.考试：进行期中考试和期末考试，全面评估学生的知识掌握和运用能力。
评估方式应客观、公正，能够全面反映学生的学习成果。
机械设计课程设计教案
机械设计课程设计教案一、教学目标1. 让学生了解并掌握机械设计的基本原理和方法。
2. 培养学生运用所学知识解决实际工程问题的能力。
3. 使学生熟悉常用机械设计软件，提高计算机辅助设计的能力。
二、教学内容1. 机械设计的基本概念机械设计的定义、目的和意义机械设计的基本原则和方法2. 机械零件的设计轴承和轴的设计传动机构设计（齿轮、链条、皮带等）联接件设计（螺栓、螺母、焊接等）3. 机械动力学基本概念和研究方法惯性力、力矩和运动规律动力学方程及其应用4. 机械强度计算材料力学性能的计算和选择零件的强度计算方法安全因数和寿命预测5. 计算机辅助设计（CAD）CAD软件的基本操作和功能参数化设计和三维建模机械设计实例分析三、教学方法1. 讲授法：讲解基本概念、原理和方法，引导学生掌握机械设计的核心内容。
2. 案例分析法：分析实际工程案例，培养学生解决实际问题的能力。
3. 上机操作法：让学生动手操作CAD软件，提高计算机辅助设计的能力。
4. 小组讨论法：分组进行讨论和设计，培养学生的团队合作意识。
四、教学资源1. 教材：机械设计手册、计算机辅助设计教材等。
2. 课件：PowerPoint、Flash等。
3. 软件：AutoCAD、SolidWorks等。
4. 网络资源：相关学术期刊、论文、视频教程等。
五、教学评价1. 平时成绩：课堂表现、作业完成情况、小组讨论参与度等。
2. 设计报告：评估学生在课程设计中的创新性、实用性、准确性等方面。
3. 期末考试：测试学生对机械设计基本原理和方法的掌握程度。
六、教学安排1. 课时：共计32课时，包括16次课，每次2课时。
2. 课程安排：第1-4课时：机械设计的基本概念第5-8课时：机械零件的设计第9-12课时：机械动力学第13-16课时：机械强度计算第17-20课时：计算机辅助设计（CAD）七、教学过程1. 导入：通过实际案例介绍机械设计的重要性和应用领域。
2. 讲解：讲解基本概念、原理和方法，结合实例进行分析。
机械设计课程设计指导书pdf
机械设计课程设计指导书 pdf一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握机械设计的基本原理和方法，包括力学分析、材料选择、结构设计等；2. 学习并运用机械设计的相关软件工具，如CAD、SolidWorks等，进行三维建模和工程图绘制；3. 掌握机械设备的传动系统、控制系统及传感器的选型和设计原则。
技能目标：1. 能够运用所学知识，独立完成机械部件的设计与计算，包括但不限于齿轮、轴、联轴器等；2. 能够通过团队协作，完成一个简单的机械装置的设计、制作和调试，提高动手实践和问题解决能力；3. 能够运用机械设计软件进行模型的构建，提升计算机辅助设计能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生的创新意识，激发对机械设计的兴趣，形成积极主动探究的学习态度；2. 通过课程学习，增强学生的工程意识，理解机械设计在工业发展中的重要性，培养社会责任感；3. 增强团队协作意识，理解团队合作在机械设计过程中的必要性，培养沟通与协作能力。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标旨在使学生在掌握必要理论知识的基础上，通过实践操作，将知识内化为具体的设计能力。
目标设定既注重基础知识的巩固，也关注学生创新能力及合作精神的培养，为学生的未来学习和职业发展奠定坚实基础。
二、教学内容1. 机械设计基本理论：包括机械设计概述、设计原则与步骤、力学分析基础、材料力学性质及选用；教材章节：第一章 机械设计概述，第二章 机械设计原理与步骤，第三章 力学分析基础，第四章 材料力学。
2. 机械设计常用软件工具：介绍CAD、SolidWorks等软件的基本操作，进行三维建模和工程图绘制；教材章节：第五章 计算机辅助设计，第六章 三维建模与工程图绘制。
3. 机械传动系统设计：包括齿轮、蜗轮、带传动、链传动的设计与计算；教材章节：第七章 传动系统设计，第八章 齿轮设计，第九章 蜗轮设计，第十章 带传动与链传动。
4. 控制系统及传感器设计：介绍控制系统原理，传感器选型及在机械设计中的应用；教材章节：第十一章 控制系统，第十二章 传感器及其应用。
机械设计课程设计
二、机械设计课程设计的内容和任务 1.课程设计的内容 以齿轮减速器为主体的机械传动装置作为设计课题。减速器 包括了机械设计课程所学的大部分零件，具有典型的代表性。
机械设计课程设计主要包括以下内容：
(1) 机械系统总体设计分析。 (2) 传动方案的分析和拟定。
(3) 原动机的选择。
传动零件(如齿轮传动、带传动)的设计。
(2)绘制装配图和零件图5张
①绘制减速器装配图1张(A2图纸)。 ②绘制零件图4张 (用A2、A3或A4图纸) 减速器箱座、减速器输出轴、输出轴上齿轮、输出轴输 出端端盖
三、机械设计课程设计的一般方法和步骤 1.课程设计的一般方法
由于影响机械零件结构尺寸的因素很多，不可能完全由
计算来确定，还需要借助画图、初步选择参数、初步估计 尺寸等手段，所以采用边画图、边计算、边修改的“三边 设计法”交叉进行来逐步完成机械设计。 以学生独立工作为主，教师只对课程设计的原则问题 进行指导。
进行设计计算 带传动、齿轮传动、轴等（略）
第二部分 减速器的结构
视孔盖 通气器
箱盖
定位销
油标尺
箱座 放油塞 轴承盖
高速轴系
中间轴系 低速轴系
减速器结构尺寸的确定
画图过程
1.先画高速级齿轮 2.两个大齿轮端面相距3，画低速级齿轮 3.画箱体内壁：小齿轮端面与内壁相距2 ，大齿轮顶圆与内壁相距1，左侧暂不画
0.97(一对 ) 滑动 润滑良好 轴承 润 滑 很 好 ( 压力 0.98(一对 ) 润滑) 液体摩擦润滑 球轴承 滚子轴承 0.99(一对 ) 0.99(一对 ) 0.98(一对 ) 0.30～ 0.60 0.85～ 0.95 0.94～ 0.97
丝杠 滑动丝杠 传动 滚动丝杠 卷筒
机械设计课程设计完整版
零件CAD课程设计说明书及样本图装备制造系班级：姓名：学号：组号：日期：指导教师：零件CAD课程设计说明书一、设计题目…………….……………………………………. .第1页二、概述 (2)三、电动机的选择……………………………………….……. .第3页四、计算总传动比及分配各级的传动比……………….……. .第4页五、运动参数及动力参数计算………………………….……. .第5页六、传动零件的设计计算 (6)七、轴的设计计算 (12)八、滚动轴承的选择及校核计算 (20)九、键联接的选择及校核计算 (22)十、润滑的选择 (25)十一、联轴器的选择 (27)十二、轴承盖的选择 (27)十三、减速器箱体和附件设计 (28)十四、设计心得 (34)D2= df2-2δ=203.75mmD0=0.5（D1+D2）=145.88mmd0=0.25（D2-D1）=28.94mmn=0.5m=1.25mm设定腹板6个孔七、轴的设计计算（一）从动轴的设计计算已知：P4=2.6kw，从动齿轮转速96.41 r/min。
分度圆直径d2=222.5mm，单向传动，载荷平稳，工作时间两班制。
（1）选择轴的材料，确定许用应力查书表16—2得选用45钢，正火处理，硬度在170～217HBW，抗拉强度σb=600Mpa查书表16—4得许用弯曲应力[σ-1bb]=55Mpa （2）按扭转强度计算最小直径d≥C(P/n)1/3由书表16—3，C=118～107取C=115d2≥34.49mm考虑到轴颈上有一键槽，应将轴径增大3%，但因为从动轴传递的功率较小，故不用将轴径增大。
根据弹性套柱销连轴器TL6内孔直径取d2=35mm，查附表2—10。
选弹性套柱销联轴器（GB4324—1984）（3）轴的结构设计（a）确定轴上零件布置在箱中央，轴承对称地布置在两侧，轴在外轴端安装联轴器，齿轮以轴环和套筒实现轴向定位和固定，以平键联接和过盈配合H7/r6实现周向固定。
机械设计课程设计教案
机械设计课程设计教案一、教学目标本节课的教学目标是使学生掌握机械设计的基本原理和方法，能够运用这些知识对简单的机械系统进行设计和分析。
具体目标如下：1.了解机械设计的基本概念和流程。
2.掌握常用的机械设计原理和方法。
3.熟悉机械系统的性能评价和优化。
4.能够运用机械设计原理和方法进行简单机械系统的设计和分析。
5.能够使用相关软件工具进行机械设计的辅助计算和绘图。
情感态度价值观目标：1.培养学生的创新意识和解决问题的能力。
2.培养学生的团队合作精神和沟通表达能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.机械设计的基本概念和流程。
2.常用的机械设计原理和方法，如力学分析、运动学分析、动力学分析等。
3.机械系统的性能评价和优化方法，如效率、精度、稳定性等。
具体的教学大纲如下：1.引言：介绍机械设计的重要性和应用领域。
2.机械设计的基本概念和流程：讲解机械设计的基本概念和流程，并通过实例进行说明。
3.机械设计原理和方法：讲解常用的机械设计原理和方法，并通过实例进行说明。
4.机械系统的性能评价和优化：讲解机械系统的性能评价和优化方法，并通过实例进行说明。
三、教学方法为了达到本节课的教学目标，我们将采用以下几种教学方法：1.讲授法：通过讲解和演示，使学生掌握机械设计的基本原理和方法。
2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解机械设计的实际应用和挑战。
3.实验法：通过实验和实践，使学生掌握机械设计的实际操作和技能。
四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的机械设计教材，作为学生学习的主要参考资料。
2.参考书：提供相关的参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作精美的PPT和教学视频，提高学生的学习兴趣和效果。
4.实验设备：准备适当的实验设备，进行实践教学，提高学生的实际操作能力。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，我们将采取以下评估方式：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答、小组讨论等表现，评估其学习态度和积极性。
机械设计课程设计-蜗轮蜗杆减速器设计说明书
机械设计课程设计蜗轮蜗杆减速器的设计一、选择电机1）选择电动机类型按工作要求和工作条件选用Y系列三相异步电动机。
2）选择电动机的容量工作机的有效功率为从电动机到工作机输送带间的总效率为=式中各按【1】第87页表9.1取η－联轴器传动效率：0.991η－每对轴承传动效率：0.982η－涡轮蜗杆的传动效率：0.803η－卷筒的传动效率：0.964所以电动机所需工作功率3）确定电机转速工作机卷筒的转速为所以电动机转速的可选范围是：符合这一范围的转速有：750、1000、1500三种。
综合考虑电动机和传动装置尺寸、质量、价格等因素，为使传动机构结构紧凑，决定选用同步转速为1000。
根据电动机的类型、容量、转速，电机产品目录选定电动机型号Y112M-6,其主要性能如下表1：/(9402 确定传动装置的总传动比和分配传动比：总传动比：3 计算传动装置各轴的运动和动力参数： 1）各轴转速：Ⅰ轴Ⅱ轴卷筒轴 2）各轴输入功率： Ⅰ轴 Ⅱ轴卷筒轴3） 各轴输入转矩：电机轴的输出转矩Ⅰ轴Ⅱ轴卷筒轴运动和动力参数结果如下表：940二、涡轮蜗杆的设计1、选择材料及热处理方式。
考虑到蜗杆传动传递的功率不大，速度也不高，蜗杆选用45号刚制造，调至处理，表面硬度220250HBW；涡轮轮缘选用铸锡磷青铜,金属模铸造。
2、选择蜗杆头数和涡轮齿数i=15.16 =2 =i=215.16303、按齿面接触疲劳强度确定模数m和蜗杆分度圆直径1）确定涡轮上的转矩，取，则2)确定载荷系数K=根据工作条件确定系数=1.15 =1.0 =1.1K==1.15 1.0 1.1=1.2653)确定许用接触应力由表查取基本许用接触应力=200MPa应力循环次数 N=故寿命系数4)确定材料弹性系数5）确定模数m和蜗杆分度圆直径查表取m=6.3mm，=80mm4、计算传动中心距a。
涡轮分度圆直径a=满足要求5、验算涡轮圆周速度、相对滑动速度及传动效率<3符合要求tan=0.16,得=8.95°由查表得当量摩擦角=1°47,所以=0.790.80与初值相符。
机械设计课程设计步骤减速器的设计
目录第一章传动装置的总体设计一、电动机选择1.选择电动机的类型2.选择电动机的功率3.选择电动机的转速4.选择电动机的型号二、计算总传动比和分配各级传动比三、计算传动装置的运动和动力参数1.各轴转速2.各轴功率3.各轴转矩4.运动和动力参数列表第二章传动零件的设计一、减速器箱体外传动零件设计1.带传动设计二、减速器箱体内传动零件设计1.高速级齿轮传动设计2.低速级齿轮传动设计三、选择联轴器类型和型号1.选择联轴器类型2.选择联轴器型号第三章装配图设计一、装配图设计的第一阶段1.装配图的设计准备2.减速器的结构尺寸3.减速器装配草图设计第一阶段二、装配图设计的第二阶段1.中间轴的设计2.高速轴的设计3.低速轴的设计三、装配图设计的第三阶段1.传动零件的结构设计2.滚动轴承的润滑与密封四、装配图设计的第四阶段1.箱体的结构设计2.减速器附件的设计3.画正式装配图第四章零件工作图设计一、零件工作图的内容二、轴零件工作图设计三、齿轮零件工作图设计第五章注意事项一、设计时注意事项二、使用时注意事项第六章设计计算说明书编写第一章 传动装置总体设计一、电动机选择1.选择电动机的类型电动机有直流电动机和交流电动机;直流电动机需要直流电源,结构复杂,价格较高；当交流电动机能满足工作要求时,一般不采用直流电动机,工程上大都采用三相交流电源,如无特殊要求应采用三相交流电动机;交流电动机又分为异步电动机和同步电动机,异步电动机又分为笼型和绕线型,一般常用的是Y 系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机,它具有防止灰尘、铁屑或其他杂物侵入电动机内部的特点,适用于没有特殊要求的机械上,如机床、运输机、搅拌机等;所以选择Y 系列三相异步电动机;2.选择电动机的功率电动机的功率用额定功率P ed 表示,所选电动机的额定功率应等于或稍大于工作机所需的电动机输出功率P d ;功率小于工作要求则不能保证工作机正常工作,或使电动机长期过载,发热大而过早损坏；功率过大,则增加成本,且由于电动机不能满载运行,功率因素和效率较低,能量不能充分利用而造成浪费;工作机所需电动机输出功率应根据工作机所需功率和中间传动装置的效率等确定;工作机所需功率为：w w1000FvP η=,ηw ——工作机卷筒的效率,查吴宗泽P5表1-7;工作机所需电动机输出功率为：w w321234d P P P ηηηηη==,η1 ——带传动效率；η2——滚动轴承效率；η3 ——齿轮传动效率；η4——联轴器效率,查吴宗泽P5表1-7;电动机的额定功率：P ed =启动载荷/名义载荷×P d ,查吴宗泽P167表12-1选择电动机的额定功率; 3.选择电动机的转速具有相同额定功率的同类型电动机有几种不同的同步转速;低转速电动机级数多,外廓尺寸较大,质量较重,价格较高,但可使总传动比及传动装置的尺寸减小,高转速电动机则相反,应综合考虑各种因素选取适当的电动机转速;Y 系列三相异步电动机常用的同步转速有3000r/min 、1500r/min 、1000r/min 和750r/min,一般多选同步转速为1500r/min 和1000r/min 的电动机;为使传动装置设计合理,可根据工作机的转速要求和各级传动机构的合理传动比范围,推算出电动机转速的可选范围,即n d =i 1i 2…i n n w ,n d 为电动机可选转速范围,i 1,i 2,…,i n 为各级传动机构的合理传动比范围,n w 为工作机转速; 工作机转速：w 601000v n πD⨯⨯=查吴宗泽P188表13-2知：i V 带传动=2~4,i 单级圆柱齿轮传动=2~5,则电动机转速的可选范围为 n d =2~4×3~5×3~5×n w 电动机转速推荐选择1500r/min 4.选择电动机的型号根据电动机额定功率和转速,由吴宗泽P167表12-1确定电动机型号; 电动机的主要外形尺寸和安装尺寸吴宗泽P168表12-3① 中心高：H ② 外形尺寸：L ×AC /2+AD ×HD ③ 地脚安装尺寸：A ×B ④ 地脚螺栓孔直径K ⑤ 轴伸尺寸：D ×E ⑥ 装键部位尺寸：F ×G二、计算总传动比和分配各级传动比总传动比为i ,带传动的传动比比为i 0,高速级齿轮传动的传动比为i 1,高速级齿轮传动的传动比为i 2; 在已知总传动比要求时,合理选择和分配各级传动机构的传动比应考虑以下几点 1各级传动比都应在推荐的合理范围以内吴宗泽P188表13-2;2应使各传动件的尺寸协调,结构合理,避免相互干涉碰撞;例如由带传动和齿轮减速器组成的传动中,一般应使带传动的传动比小于齿轮传动的传动比；若带传动的传动比过大,将使大齿轮过大,可能会出现大带轮轮缘与底座相碰；推荐i 0=2~;对于两级齿轮减速器,两级的大齿轮直径尽可能相近,以利于浸油润滑,一般推荐高速级传动比i 1=~i 2;m w n i n == i 0=2~=2i == i 1=~i 2= n m 为电动机满载转速 三、计算传动装置的运动和动力参数机械传动装置的运动和动力参数主要是指各轴的转速、功率和转矩,它是设计计算传动件的重要依据;为进行传动件的设计计算,需先计算出各轴的转速、功率和转矩;一般按电动机至工作机之间运动传递的路线推算各轴的运动和动力参数;1.各轴转速Ⅰ轴 ：0i n n m I =；Ⅱ轴 ：1i nn I =Ⅱ；Ⅲ轴 ：2i n n II =Ⅲ 2.各轴功率Ⅰ轴：1η⨯=d I P P ；Ⅱ轴：32ηη⨯⨯=I P P Ⅱ；Ⅲ轴：32ηη⨯⨯=ⅡⅢP P3.各轴转矩Ⅰ轴：I I I n P T 9550=；Ⅱ轴 II II II n P T 9550=；Ⅲ轴 IIIIII III n PT 9550=设计传动装置时,一般按工作机实际需要的电动机输出功率P d 计算,转速则取满载转速第二章传动零件设计计算一、减速器箱体外传动零件设计1.带传动设计1已知条件：工作机实际需要的电动机输出功率P d,小带轮转速为电动机的满载转速n m,传动比为i0,每天工作16小时,载荷变动小,轻载启动;2设计步骤见教材P163~164;补充步骤9计算大小带轮的最大直径d a教材P160~161;3注意事项：①此时应检查小带轮的最大直径与电动机的安装尺寸是否干涉,即小带轮的最大直径是否大于电动机的中心高,若大于则会干涉,若小于则不会干涉;②大带轮的最大直径与传动装置的外廓尺寸是否干涉的检查待减速器的中心高确定后进行;二、减速器箱体内传动零件设计1.高速级齿轮传动设计1已知条件：斜齿圆柱齿轮传动,输入功率为P I,小齿轮转速为n I,传动比为i1,由电动机驱动,工作寿命为10年,每年工作300天,每天工作16小时,轻微冲击,转向不变;2设计步骤见教材P211~213,P218~221;3注意事项：①齿轮材料要求：若采用齿轮轴时,齿轮的材料应兼顾轴的要求,选用45钢,同一减速器的各级小齿轮或大齿轮的材料若没有特殊要求选用相同的牌号,以减少材料牌号和降低加工的工艺要求；高速级常为齿轮轴,推荐选用45钢;②齿轮传动的尺寸与参数取值原则：法面模数m n取为标准值,齿数z、中心距a、齿宽b取为整数,螺旋角β准确到“秒”,分度圆直径准确到小数点后2到3位;4齿轮的参数和几何尺寸列表m n1=,β1=,z1=,z2=,d1=,d2=,a I-II=,b1=,b2=,d a1=,d a2=,d f1=,d f2=5根据上述计算尺寸判断齿轮的结构形式教材P229,若为实心式在轴的结构设计时应注意判断是否采用齿轮轴;2.低速级齿轮传动设计1已知条件：斜齿圆柱齿轮传动,输入功率为P II,小齿轮转速为n II,传动比为i II,由电动机驱动,工作寿命为10年,每年工作300天,每天工作16小时,轻微冲击,转向不变;2设计步骤见教材P211~213,P218~221;3注意事项：与高速级齿轮传动设计相同;4齿轮的参数和几何尺寸列表m n3=,β3=,z3=,z4=,d3=,d4=,a II-III=,b3=,b4=,d a3=,d a4=,d f3=,d f4=5与高速级齿轮传动设计相同;三、选择联轴器类型和型号1.选择联轴器类型联轴器除连接两轴并传递转矩外,有些还具有补偿两轴因制造和安装误差而造成的轴线偏移的功能,以及缓冲、吸振、安全宝华等功能,故要根据传动装置工作要求选择联轴器的类型;本减速器的低速轴与工作机轴用联轴器相连,由于联轴器连接的这两根轴的转速较低,传递的转矩较大,减速器与工作机常不在同一底座上,要求有较大的轴线偏移补偿,因此常选用无弹性元件的挠性联轴器,如齿式联轴器;2.选择联轴器型号标准联轴器主要按传递的转矩、转速和轴的直径来选择型号,型号的选择在减速器的低速轴设计时确定;第三章装配图设计装配图是表达各零部件结构形状、相互位置与尺寸的图样,也是表达设计人员构思的基本语言;它是绘制零部件工作图及零部件生产、机器组装、调试、维护的主要依据;设计装配工作图时,要综合考虑工作条件、强度、刚度、加工、装拆、调整、润滑、维护和经济性等方面的要求,要用合理和足够的视图表达清楚;装配图设计内容多、复杂,要边画、边算、边改;减速器装配图设计步骤：①减速器装配图设计准备②绘制装配草图：画出传动零件、箱体内壁线和轴承座孔端面的位置,进行轴的结构设计,校核轴和键的强度,计算轴承的寿命③进行传动零件和轴承端盖的结构设计,选择轴承的润滑和密封方式④设计减速器的箱体和附件⑤检查装配图⑥画正式装配图一、装配图设计的第一阶段1.装配图的设计装备1准备有关设计数据联轴器：毂孔直径和长度低速轴设计时确定;带轮：毂孔直径和长度高速轴设计时确定;齿轮的主要参数及尺寸：中心距、分度圆直径、齿顶圆直径、齿宽;减速器的结构尺寸：各种螺栓、壁厚、减速器内各零件的位置尺寸;2选择图样比例和视图布置比例尺一般选择1：1或1：2;一般有三个视图,必要时还应有局部视图、向视图和局部放大图;根据减速器传动零件的尺寸,估计减速器的轮廓尺寸,同时考虑标题栏、明细表、技术特性、技术要求等所需空间,合理布置视图;参考复印P16图4-1;2.减速器的结构尺寸减速器一般由箱体、轴系零部件、附件三大部分组成;1一般用途的减速器箱体采用铸铁制造,箱体结构图见复印P16图4-2,箱体的主要结构尺寸确定参考复印P18表4-1,各符号的含义见复印P16图4-2和复印P19表4-3;2减速器中各零件的位置尺寸确定参考复印P19表4-2,各符号的含义见复印P22图4-6;注意事项：此时应检查大带轮的最大直径是否与地面发生干涉,即大带轮的最大直径是否大于减速器的中心高,若大于则会干涉,若小于则不会干涉;3.减速器装配草图设计第一阶段主要任务：确定减速器内各传动零件的轮廓位置,箱体的内壁线和轴承座孔端面;先从主视图和俯视图入手,确定箱体结构时再补齐左视图;从箱体内的传动零件画起,由内向外,内外兼顾;参看复印P22图4-6;1画出传动零件的中心线;2画出齿轮的轮廓：从中间轴开始画,主视图两个大齿轮画齿顶圆和分度圆,两个小齿轮画分度圆；俯视图上画出相应齿轮的齿顶圆、分度圆和齿宽,中间轴上两齿轮端面间距为Δ4;3画出箱体内壁线：主视图上距低速级大齿轮齿顶圆Δ1的距离画箱盖部分内壁线,根据壁厚δ画部分外壁线；俯视图上按两小齿轮端面与箱体内壁间的距离Δ2画出沿箱体长度方向的两条内壁线,沿箱体宽度方向画出距低速级大齿轮齿顶圆Δ1的一侧内壁线;高速级小齿轮的一侧内壁线及箱体结构暂不画;4确定箱体轴承座孔端面位置：根据轴承座孔长度L1,即可画出箱体轴承座孔外端面线;二、装配图设计的第二阶段主要任务：进行轴的结构设计,确定联轴器和轴承的型号,轴承端盖的结构尺寸设计;对低速轴进行轴和键的强度校核、轴承的寿命计算;1.中间轴的设计已知条件：Ⅱ轴的输入功率PⅡ、转速nⅡ和转矩TⅡ设计步骤：1拟定轴上的装配方案：如图1所示2初步确定轴的最小直径：mind A,最小直径无需增大;3确定轴的直径①dⅠ-Ⅱ= dⅤ-Ⅵ≥d min,且满足滚动轴承的内圈孔径确定滚动轴承的代号：按照载荷情况选择滚动轴承的类型代号选用圆锥滚子轴承吴宗泽P75或角接触求轴承吴宗泽P73,根据轴的直径确定轴承的内径代号,轴承的尺寸系列代号一般先按中等宽度选取根据轴承的类型查相应的轴承标准表,即对相同类型和内径的轴承选择轴承标准表中C r较大的轴承;根据轴的直径确定轴承的内径代号,写出轴承的代号及其尺寸d II×D II×T II=轴承端盖的设计：选凸缘式轴承盖,尺寸计算见吴宗泽P166表11-10,m II=L1-T II-Δ3②dⅡ-Ⅲ= dⅣ-Ⅴ＞dⅠ-Ⅱ,且满足吴宗泽P11表1-16的标准尺寸③dⅢ-Ⅳ=~×dⅡ-Ⅲ,且取为整数4确定轴的长度①lⅠ-Ⅱ= T II+Δ3+Δ2+2~3②lⅡ-Ⅲ= b3-2~3③lⅢ-Ⅳ=Δ4④lⅣ-Ⅴ= b2-2~3⑤lⅤ-Ⅵ= T II+Δ3+Δ2+b1-b2/2+2~3⑥L2=Δ2+ b3+Δ4+ b2+Δ2+b1-b2/2⑦L3=2L1+L2L1=δ+C1+C2+5~85轴上零件的周向定位：选择高速级大齿轮和低速级小齿轮处的键;键槽距齿轮装入侧轴端距离一般为2~5mm,以便于安装齿轮时使齿轮毂孔上的键槽容易对准键;6挡油环的结构设计见复印P39图5-4图1 中间轴的装配方案 2.高速轴的设计已知条件：I 轴的输入功率P I 、转速n I 和转矩T I 设计步骤：1拟定轴上的装配方案：如图2所示2初步确定轴的最小直径：min (1.05~1.07)d A ,有键槽,最小直径需增大5%~7%;3确定轴的直径① d Ⅰ-Ⅱ≥d min ,且满足吴宗泽P11表1-16的标准尺寸② d Ⅱ-Ⅲ=~×d Ⅰ-Ⅱ,且满足密封圈的孔径；选择密封圈,见吴宗泽P90表7-12 ③ d Ⅲ-Ⅳ=d Ⅶ-Ⅷ＞d Ⅱ-Ⅲ,且满足滚动轴承的内圈孔径确定滚动轴承的代号：确定原则与中间轴相同;写出轴承的代号及其尺寸d I ×D I ×T Ⅰ= 轴承端盖的设计：选凸缘式轴承盖,尺寸计算见吴宗泽P166表11-10,m I = L 1- T I -Δ3,e I注意：齿轮从右端装入,注意判断齿轮的结构形式,先假定采用齿轮和轴分开制造,参照教材P229判断齿轮的结构形式;若齿轮和轴分开制造,参照后面的低速轴设计;现以齿轮轴为例④ d Ⅳ-Ⅴ=d Ⅵ-Ⅶ= d aI ,d aI 为滚动轴承内圈的安装尺寸,根据轴承的代号查表确定 ⑤ d Ⅴ-Ⅵ= d a1,d a1为高速级小齿轮的齿顶圆直径 4确定轴的长度① l Ⅰ-Ⅱ= 带轮的轮毂长度-2~3；带轮的轮毂长度=~2d Ⅰ-Ⅱ ② l Ⅱ-Ⅲ=L ’I +e I +m I ,L ’I ≥15~20 ③ l Ⅲ-Ⅳ= T I +Δ3+自行确定的长度 ④ l Ⅳ-Ⅴ=L 2 -Δ2- b 1-自行确定的长度 ⑤ l Ⅴ-Ⅵ=b 1⑥ l Ⅵ-Ⅶ=Δ2-自行确定的长度 ⑦ l Ⅶ-Ⅷ=T I +Δ3+自行确定的长度5轴上零件的周向定位：选择带轮处的键;键槽距零件装入侧轴端距离一般为2~5mm,以便于安装带轮时使带轮毂孔上的键槽容易对准键;6挡油环的结构设计见复印P39图5-4；图2 高速轴的装配方案3.低速轴的设计已知条件：Ⅲ轴的输入功率P Ⅲ、转速n Ⅲ和转矩T Ⅲ设计步骤：1拟定轴上的装配方案：如图3所示2初步确定轴的最小直径：min (1.05~1.07)d A 高速轴的最小直径处安装联轴器,有键槽,最小直径需增大5%~7%;3确定轴的直径① d Ⅰ-Ⅱ=联轴器孔径,且联轴器的孔径≥d min ;选择联轴器：类型为齿式联轴器,由吴宗泽P95表8-3,根据计算转矩T ca =K A T Ⅲ、转速n Ⅲ和d min 选择联轴器型号,确定联轴器的轴孔直径和轴孔长度② d Ⅱ-Ⅲ=~×d Ⅰ-Ⅱ,且满足密封圈的孔径；选择密封圈,见吴宗泽P90表7-12 ③ d Ⅲ-Ⅳ=d Ⅶ-Ⅷ＞d Ⅱ-Ⅲ,且满足滚动轴承的内圈孔径确定滚动轴承的代号：确定原则与中间轴相同;写出轴承的代号及其尺寸d III ×D III ×T III = 轴承端盖的设计：选凸缘式轴承盖,尺寸计算见吴宗泽P166表11-10,m III = L 1- T III -Δ3,e III ④ d Ⅳ-Ⅴ＞d Ⅲ-Ⅳ,且满足吴宗泽P11表1-16的标准尺寸 ⑤ d Ⅴ-Ⅵ=~×d Ⅳ-Ⅴ,且取为整数⑥ d Ⅵ-Ⅶ= d aIII ,d aIII 为滚动轴承内圈的安装尺寸,根据轴承的代号查表确定 4确定轴的长度① l Ⅰ-Ⅱ=联轴器的轴孔长度-2~3 ② l Ⅱ-Ⅲ=L ’III +e III +m III ,L ’III ≥15~20 ③ l Ⅲ-Ⅳ= T III +Δ3+Δ2+b 3-b 4/2+2~3 ④ l Ⅳ-Ⅴ=b 4 –2~3⑤ l Ⅴ-Ⅵ≥h = d Ⅴ-Ⅵ- d Ⅳ-Ⅴ/2,且取为整数⑥ l Ⅵ-Ⅶ=L 2-Δ2-b 3-b 4/2- b 4- l Ⅴ-Ⅵ-自行确定的长度 ⑦ l Ⅶ-Ⅷ=T III +Δ3+自行确定的长度5轴上零件的周向定位：选择联轴器和高速级大齿轮处的键；键槽距零件装入侧轴端距离一般为2~5mm,以便于安装齿轮和联轴器时使齿轮和联轴器毂孔上的键槽容易对准键;6挡油环的结构设计见复印P39图5-4;图3 低速轴的装配方案7轴的强度校核① 做出轴的计算简图：查设计手册确定轴承的支点位置,作用在齿轮上的三个分力取在齿轮轮毂宽度的中点,联轴器上的转矩作用面取在联轴器轴孔长度中间平面上,做出轴的计算简图；求出作用在齿轮上的三个分力,根据低速轴的转向并判断齿轮上的三个分力和联轴器上的转矩方向,然后把齿轮上的三个分力向轴上转化;② 做出弯矩图：根据轴的计算简图分别计算水平面和垂直面上的支反力及各力产生的弯矩,并按计算结果分别做出水平面上的弯矩M H 图和垂直面上的弯矩M V 图;然后计算总弯矩并做出M 图;③ 做出扭矩图;④ 判断危险截面,并计算危险截面的合成弯矩M 和转矩T ;⑤ 按弯扭合成强度校核轴的强度;8轴承的寿命校核参见练习题① 求轴承的径向载荷和作用在轴上的外加轴向载荷F ae=+=21211V H r F F F ；=+=22222V H r F F F ；F ae = F a4齿轮4的轴向力 ② 画出轴承所受的内部轴向力；③ 计算轴承内部轴向力F d ；④ 判断压紧轴承和放松轴承；⑤ 计算轴承的轴向力F a ；⑥ 计算载荷系数X 、Y ；⑦ 计算当量动载荷P ；⑧ 计算轴承的寿命L h ；⑨ 判断轴承寿命是否满足要求9键的强度校核参考教材P106① 联轴器处键的强度校核② 大齿轮处键的强度校核三、装配图设计的第三阶段1.传动零件的结构设计减速器的传动零件主要有带传动、齿轮传动和联轴器,其中带传动和联轴器是外部传动零件,齿轮传动是内部传动零件;1减速器外部传动零件设计：带传动和联轴器等外部传动零件主要确定其安装尺寸,即与轴配合的轮毂孔直径和长度,装配图只画减速器部分,一般不画外部传动零件;2减速器内部传动零件结构设计：齿轮传动等内部传动零件,需进行结构设计,齿轮的结构设计计算可参考教材P229~231或复印P37~38;装配图的齿轮结构画法参见复印P37~38;2.滚动轴承的润滑与密封1润滑剂的选择：根据三根轴上dn 的最小值选择参考教材P332;2润滑方式的选择：参考复印P38~39;3滚动轴承的密封：为防止外界的灰尘、杂质等进入轴承并防止轴承内的润滑油外泄,应在外伸轴端的轴承端盖孔内设置密封件;密封方法有接触式密封和非接触式密封;接触式密封有毡圈油封和唇形密封圈等,其中毡圈油封多用于轴的圆周速度v<3~5m/s 的脂润滑,唇形密封圈适用于轴的圆周速度v<7m/s 的脂润滑和油润滑;轴承端盖的连接螺钉和密封处的画法参见复印P39;四、装配图设计的第四阶段1.箱体的结构设计减速器的箱体广泛采用剖分式结构,其设计要点主要有：1箱体壁厚及其结构尺寸的确定：参照复印P16表4-1确定2箱盖与箱座连接螺栓凸台结构尺寸的确定见复印P42~43包括轴承旁连接螺栓位置的确定和凸台高度h的确定3箱盖顶部外表面轮廓确定见复印P43箱体顶部外表面轮廓主要由大齿轮一侧的圆弧、小齿轮一侧的圆弧和大小齿轮圆弧的切线三部分组成;外表面轮廓确定后向内平移箱盖壁厚δ1即为箱盖内壁,应注意判断高速级大齿轮的齿顶圆到箱盖的内壁的距离是否满足≥Δ1;此时可根据主视图上小齿轮一侧的内壁圆弧投影,画出俯视图上小齿轮一侧的内壁线;4箱体的密封与油面高度的确定见复印P43~44为保证箱体密封,箱体剖分面连接凸缘应有足够宽度,同时也应有足够的扳手活动空间;剖分面沿长度方向的连接凸缘宽度=C1+C2+δC1、C2由M d1确定,沿宽度方向的连接凸缘宽度=C1+C2+δ,C1、C2由M d2确定;为了提高密封性,可在剖分面设置回油沟或在剖分面涂密封胶;油面最低高度的确定：由低速级大齿轮齿顶圆直径到箱座内表面底面的距离和两个大齿轮浸入油池的深度两部分之和;油面最大高度的确定：两个大齿轮浸入油池的深度不应超过其分度圆半径的1/3;5其他注意要点肋板的设计：箱体应有足够的刚度,设计箱体时首先保证轴承座的刚度,使轴承座有足够的壁厚,在轴承座孔凸台上下处设计刚性加强肋;肋板的设计参照吴宗泽P223图16-49;箱体的机加工工艺性：箱体上的加工表面和非加工表面要有一定的距离,以保证加工精度和装配精度;采用凸出或凹入结构应视加工方法确定：轴承座孔端面、窥视孔、通气器、放油螺塞、油标等等处均应设置3~8mm的凸台；支承螺栓头部或螺母的支承面一般应设置沉头座,沉头座锪平深度不限,在图上可画出2~3mm深度;在箱座底面也应铸出凸出,其相应凹槽的深度为3~5mm,宽度的确定由箱体内壁线向内平移3~5mm确定;参看吴宗泽P223图16-492.减速器附件设计1窥视孔和窥视孔盖的设计复印P45、P532通气器的设计复印P463起吊装置复印P474油标复印P49、P525放油孔和放油螺塞的设计6启盖螺钉的设计复印P517定位销的设计复印P51、P533.画正式装配图1检查底图复印P52~542完善和加深复印P54在装配图绘制好后,先对视图不要加深,在尺寸、零件编号、明细表和零件工作图等全部内容完成并详细检查后再加深完成装配图;3标注尺寸复印P54~55外形尺寸：长、宽、高安装尺寸：箱体底面尺寸长、宽、厚；地角螺栓的孔径、位置尺寸、中心距；减速器的输入轴、输出轴与底座的中心高、输入轴和输出轴外伸端的直径和配合长度;特性尺寸：齿轮传动之间的中心距及其偏差主要零件的配合尺寸：表明零件之间装配要求的尺寸,用配合代号标注;主要有：齿轮与轴同时标注轴和轮毂孔的配合代号、联轴器与轴装配图不画联轴器,故只标轴的配合代号、带轮与轴装配图不画带轮,故只标轴的配合代号、轴承内圈孔径与轴只标轴的配合代号、轴承外圈与轴承座孔只标轴承座孔的配合代号;配合精度的选择参看复印P55表6-14;4编写技术要求复印P55~565对全部零件进行编号复印P56：公共引线的标注参照吴宗泽P232图16-716编制标题栏和明细表复印P56：标题栏和明细表参照复印P85第四章零件工作图设计一、零件工作图的内容零件工作图是制造、检验和制定零件工艺规程的基本技术文件,他是在装配图的基础上绘制而成的;一张完整的零件工作图应该包括：1.一组视图2.一组尺寸3.技术要求4.标题栏：复印P85二、轴零件工作图设计参看复印P60图7-31.视图选择轴的零件工作图一般只需要一个主视图,按轴的水平线布置视图,在有键槽和孔的部位应增加断面图,不易表达清楚地局部如退刀槽、砂轮越程槽等可以绘制局部放大图;2.尺寸及公差的标注径向尺寸：轴的各段直径都应标注;在装配图中有配合要求的轴段,应根据装配图标注的配合,查表确定并在零件图中标注径向尺寸及其极限偏差;极限偏差查吴宗泽P107轴向尺寸：首先选择尺寸基准,尽量使尺寸的标注能够反映出制造工艺与测量要求；还应避免出现封闭的尺寸链,一般把轴上最不重要的一段轴向尺寸作为封闭环,不标注其尺寸;轴向尺寸不标注尺寸公差,示例参考复印P58键槽尺寸：参考键的标准吴宗泽P53,标注轴槽的深度d-t、宽度b、长度L和定位尺寸;d-t的极限偏差按相应的t的极限偏差选取,但应取去“-”号,宽度b的极限偏差按“正常连接的轴N9”选择;定位尺寸：键槽距零件装入侧轴端距离一般为2~5mm,以便于安装轴上零件时使轴上零件的键槽容易对准键;倒角和过渡圆角：若倒角和过渡圆角尺寸相同,可在技术要求中说明3.形位公差的标注为保证加工精度和装配质量,轴的零件工作图上应标出必要的形位公差;轴的形位公差推荐项目参照复印P58,形状公差的圆度、圆柱度的数值查吴宗泽P118表9-10,位置公差的圆跳动、对称度的数值查吴宗泽P120表9-12,具体标注的形位公差项目参照复印P58~59表7-1,标注示例参照复印P60图7-34.表面粗糙度轴的各部分精度不同,加工方法不同,表面粗糙度也不相同,轴的表面粗糙度参数R a推荐值参考复印P59表7-2;标注时应注意表面粗糙度符号的尖端必须指向实体表面,标注示例参照复印P60图7-3;5.技术要求参考复印P59和复印P60图7-3。
机械设计课程设计主要内容
机械设计课程设计主要内容一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握机械设计的基本原理和概念，理解机械结构的功能、工作原理及其在不同工程领域的应用。
2. 使学生了解并掌握机械设计的基本流程，包括需求分析、方案设计、详细设计、分析与计算、制图和文档编写等。
3. 引导学生了解并熟悉各类机械标准件和常用零部件的选用原则及其在机械系统中的应用。
技能目标：1. 培养学生运用CAD软件进行机械零件制图和装配图绘制的能力。
2. 培养学生运用相关工具和软件进行机械结构分析与计算的能力。
3. 提高学生解决实际工程问题，进行团队协作、沟通表达和创新能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对机械设计的兴趣，培养其热爱机械工程事业的情感。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践，敢于挑战，面对困难和挫折保持积极向上的心态。
3. 引导学生树立正确的价值观，认识到机械设计在国民经济和科技发展中的重要作用，增强社会责任感和使命感。
课程性质：本课程为专业核心课程，以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
学生特点：高年级本科生，已具备一定的机械基础知识，具有一定的分析问题和解决问题的能力。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强化实践操作环节，提高学生的动手能力和创新能力。
通过课程学习，使学生具备独立完成机械设计项目的能力。
二、教学内容1. 机械设计基本原理：包括机械设计概述、设计原则、设计流程等，关联课本第一章内容。
2. 机械零件设计：涵盖轴、齿轮、轴承、联轴器等常用零件的设计方法和计算，关联课本第二章至第四章内容。
3. 机械传动系统设计：介绍传动系统设计原理、类型及其应用，包括齿轮传动、链传动、带传动等，关联课本第五章内容。
4. 机械结构设计：讲解机械结构设计的基本要求、设计方法和案例分析，关联课本第六章内容。
5. 机械装配图与零件图设计：教授CAD软件绘制机械装配图和零件图的方法，关联课本第七章内容。
6. 机械设计实例分析：分析典型机械设计案例，使学生了解实际工程中的应用，关联课本第八章内容。