机械设计课程设计概述课程设计的目的机械设计课程设计共30页文档

沟槽式密封，迷宫式 密封：非接触，不受 速度限制。
④轴承端盖 凸缘式端盖：结构 简单，尺寸紧凑， 美观，但密封性差， 调整间隙不太方便。 嵌入式端盖：调整 间隙比较方便，密 封性能较好，较常 用，尺寸稍大
（6）箱体结构设计 ①便于装配—剖分式 ②有足够的刚度（轴承座的刚度）—加强筋，轴承座凸台 ③有良好的工艺性—圆角、壁厚，便于拔模等
二、设计对象
• 四种传动装置中的减速器 • 碾砂机传动装置 • 卷扬机传动装置 • 皮带运输机传动装置 • 螺旋运输机传动装置
碾砂机传动装置
立轴功率P（kw） 立轴转速n（r/m） 作时有轻微振动，多灰尘
寿命十年，双班制工
卷扬机传动装置
绳索牵引力F（N），牵引速度v（m/s），卷筒直径D（mm）， 负荷 持续率，寿命十年单班制，有中等程度冲击，在室外工作
③硬齿面、软齿面？
④强度准则 ⑤基本参数、基本尺寸列表，供画图用
（2）传动件设计方案检查
①齿轮与轴的干涉
a低
d2 30 ~ 50 mm 2
②高、低速级大齿轮尺寸检 查：低速级大齿轮浸油不宜 过深，功耗大
h
d a4 d f 2 2
1 d a4 6
③总中心距
a总 270mm
装配图要能在A0号图纸上1:1 绘出 如果不满足，如何调整？
nm 为电动机转速
c 为联轴器的效率
r 为一对滚动轴承的效率
g 为一对齿轮传动的效率；
各轴转矩
P1 T1 9550 n1 P2 T2 9550 n2 P3 T3 9550 n3
2、传动零件的设计 （1）齿轮设计（两对） 已知i、功率、转矩 设计齿轮传动
①闭式
②采用直齿、斜齿？

注意事项 齿轮轮毂的长度应满足l=（1.2~1.5)d，至少l=d， d—装齿轮处轴的直径 当齿宽系数取值较小时，尤其是硬齿面，会导致齿宽b较小， 可能会出现齿轮轮毂长度l小于所在轴直径d，此时应加长轮毂至 满足上述要求。 此时，最初根据齿宽b确定的箱体内壁位臵必须作相应的调 整。
校核计算 1.键的选择及校核 轴的结构设计完成后，根据键所在的轴径查标准确定键的截 面尺寸b、h。兼顾轮毂长度确定标准键长L 。 验算键的挤压强度。若强度不足，可采用相隔180的双键， 但按1.5个键计算 。 2.轴承的寿命计算 类型的选择：若轴上的齿轮为斜齿轮，最好选用7类或3类轴 承，以便承受较大的轴向载荷；若为直齿轮，优先选用6类轴承。
联轴器的极限转速 工作转速
且保证
式中：Tc—联轴器传递的名义转矩；
KA—工作情况系数，查表；
[T]—联轴器许用转矩，查标准。
八、 轴的结构设计 除了原始数据和上述的计算数据外，轴的结构设计前还必须确定 以下内容：
1.确定箱体的结构 整体式或剖分式
铸造或焊接
2.确定轴承的润滑方式 当齿轮的圆周速度v 2m/s时，轴承采用脂润滑。轴承端面 与箱体内壁的距离为8~12mm，此时要设有封油盘。 当齿轮的圆周速度v> 2m /s时，轴承采用油润滑。轴承 端面与箱体内壁的距离为2~3mm 。 2<v 3m/s 时，在结合面上开设油沟 图例 v > 3m/s 时，不必开设油沟
六、最小轴径的估算
P 用d C ，估计各轴受扭段的最小轴径 n
3
说明：
圆柱齿轮 x 2.5m时， 作成齿轮轴 1）C为由轴的许用扭切应力所确定的系数，与材料有关，查表确定。
注意：若为齿轮轴（上图)，轴的材料即为齿轮的材料。 2）当此轴段上有键槽时，将d 按单、双键分别加大4%或7%后，取 整数。 若最小轴径处装联轴器，最小轴径应与联轴器的孔径匹配。

机械设计课程设计一般要求每个学 生完成以下工作任务： 减速器装配图一张（0号图纸）； 零件工作图两张(2或3号图纸)为输 (2 3 ) 出轴和输出轴上的齿轮。设计计算 说明书一份（5000－8000字）。
三、机械设计基础课程设计的步骤及进度 安排
起止 时间 0周至 1周二
内容
1．设计准备 （1）阅读和研究设计任务书，明确设计任务 和要求，分析设计题目，了解原始数据和工 作条件 （2）阅读机械设计课程设计指导书的有关内 容。 2．总体设计和传动零件的设计计算 （1）分析和拟定传动装置的运动简图； （2）选择电动机； （3）计算传动装置的总传动比和各级传动比 ； （4）计算各轴的转速、功率和转矩； （5）设计计算齿轮传动，带传动、链传动的 主要参数和尺寸。 3．初步结构设计
二、机械设计课程设计的内容 设计以齿轮减速器为主体的机械传动装置。 其主要设计内容包括： 1、传动方案的分析； 2、电动机的选择和传动装置运动和动力参数 的计算； 3、传动零件(如齿轮传动或带传动)的设计； 4、轴的设计； 5、轴承及其结构部件的设计； 6、键联接和联轴器的选择和校核； 7、箱体、润滑及附件的选择和设计； 8、装配图、零件图的设计和绘制； 9、设计计算说明书的编写。
检查
1周一(二)查 所有的计 算，包括 传动零件 的计算和 轴径的初 估（指导 书P39前）
1周二至 1周三 1周二至 1周五 1周五至 2周三 2周四至 3周一 3周一至 3周二 3周二至 3周四
3周四5：30， 四 四号实验楼225
1．进行减速器拆装实验和观看电教片 2．轴、齿轮及箱体的初步结构设计 3．轴承、键和联轴器的选择和校核 4．轴的校核(输出轴精确校核，其它近似校核 ） 1．装配草图设计 1．减速器装配图设计和绘制 2．整理说明书素材 1．装配图修改 2．零件图设计 3．说明书编写 1．零件图设计 2．装配图修改 3．说明书编写 1． 2． 1． 图形修改（机画者出正式图） 说明书编写 总结、答辩 提交文件袋 全面检查。 2周 四 、 五 机 周 画者出草图 （只出装配 图，用一号 图纸）并审 图，手画者 教师去教室 检查。（指 导书P79前）

精选2021版课件
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精选2021版课件
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图4-5
精选2021版课件
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图4-6 二级圆柱齿轮减速器草图初步
四、轴系结构设计
一)箱体与轴系零件位置
传动件、箱体、轴、轴承
及轴承盖的结构布局和主要
图4-8
尺寸，可参考图4-1~4-4，然后初步绘出相关零部件的位置。图4-5~4-7
分别根据二级圆柱齿轮、圆锥—圆柱齿轮传动方案绘制。图中c1、 c2、 δ的确定参见表4-1。确定轴系零件轴向位置时应注意：
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五、成绩评定
根据设计过程的表现、图纸质 量、说明书及答辩四方面综合情况 评定成绩，按优秀、良好、中等、 及格、不及格评分，独立实践环节 课程记载成绩。
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六、主要参考书
包括《机械设计》、《机械设计课程上机与设计》主 教材、机械设计（零件）课程设计指导书、机械（零件） 设计手册和图册等。
(1) 布置图面时，应根据传动件的中心距、顶圆直径及轮宽等主 要尺寸，估计出减速器的轮廓尺寸，合理布置图面，选用恰当的 比例尺。
(2)确定减速器各零件的相互位置时，参考图1-7，先在主、俯视 图上画出箱体内传动零件的中心线、齿顶圆、分度圆、齿宽和轮 毂长等轮廓尺寸；
(3)确定轴承和外接零件位置为轴和轴承计算提供依据。
(4)轴的受力分析及设计计算(见教科书例题)；
(5)轴承的计算和型号的确定(见教科书例题) ；
(6)校核键和其他零件的强度(见教科书例题) ；
(7)完成减速器的总体设计。
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三、初绘装配草图
传动零件、轴和轴承是减速器的主要零件，其他零件的结构尺 寸应围绕其进行设计。绘制装配草图时应先绘制主要零件，后绘 制次要零件；轴的长度确定由内向外，直径确定由外向内；由粗 到细，逐步完成；绘图时，可以先以一个视图为主，兼顾其他视 图。

齿轮联轴器
h
cr
L
d
d1
d2
d3 d4 d5
阶梯轴结构
第38页/共75页
弹性套柱销联轴器 B
h
r′
r
d
d1
d2
d3
外伸端安装联轴器的安装尺寸
d4 d5
第39页/共75页
油
l
油润滑轴承的轴承盖结构
第40页/共75页
l c1 1 c2
LC1 Δ2
按外接零件要求确定
LB1
LA1
LC2
LB2 LA2
第35页/共75页
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。
第36页/共75页
Δ2
C1 l1
C2
LA1 L1
LB1
LC1
Δ1
LA2 LB2
LC2
第37页/共75页
dmin ≥
3
C
P n
单键：加5%
注意：1.键槽
双键：加7%
2.圆整为标准直径
3.或按联轴器圆整直径
第26页/共75页
四、验算工作速度误差
v v理 v实 v理
≤
5%
五、减速器箱体结构尺寸 注意：
、1 ≥8，
d f≥ 16, d1≥ 12, d2 8, d3 6
第27页/共75页
第28页/共75页
第一周 周3～周4
第一周 第二周
第二周
周5～周6 周1～周2
周3
第二周
周4
第二周
周5

注意： 对于直径很小的齿轮，如果从键槽底面 到齿根的距离x过小(如圆柱齿轮x≤2.5，锥齿 轮x≤1.6m，、m为模数)，则此处的强度可能 不足，易发生断裂，此时应将齿轮与轴做成一 体，称为齿轮轴，齿轮与轴的材料相同。
2. 轴的设计计算 先按扭转强度估算轴颈，计算出的轴径为轴的最小处直 径，一般为输入或输出轴外伸端处直径。若该轴颈处有键 槽，当有一个键槽时，轴颈增大5%;当有二个键槽时，轴颈 增大10%后圆整。 轴的强度验算只有在完成轴的结构设计后才能进行。 计算二根轴，其中一根轴要求按安全系数法进行校核。
《机械设计》课程设计
一.课程设计的目的和内容
1.目的
（1）综合运用机械设计课程和其他课程的理论知识去解决机械设计的实际 问题，巩固所学的知识； （2）学习机械设计的一般方法，了解机械设计的过程，培养分析问题和解 决问题的能力； （3）学会运用标准、规范、手册、图册和有关资料，培养机械设计的基本 技能。
2.内容
（1）传动装置的方案设计，进行传动参数的计算，传动零件、轴、键和轴 承等的设计计算； （2）部件装配图（减速器）和零件工作图（齿轮和轴）设计； （3）编写设计计算说明书。 每人完成：装配图一张（0#），零件工作图2张，设计说明书1份。
圆锥圆柱齿轮减速器
3.时间安排
设 计 阶 段
1．设计计算
10
细 实 线
25
粗 实 线
10
10

3. 初绘减速器装配草图 （1）画齿轮中心线：先画主视图的中心线，后画俯视图轴线

（2）画出齿轮的轮廓：先画主视图，后画俯视图

(3). 画出箱体的内壁线：先画主视图箱盖内壁线，后画俯 视图。源自4. 细化装配草图
确定轴承座孔宽度L

机械设计课程设计
一、概述 1、课程设计的目的 (1)培养学生综合运用机械设计及相关课程知识解决机械工 程问题的能力，并使所学知识得到巩固和发展； (2)学习机械设计的一般方法和步骤； (3)进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图(其中包括 计算机辅助设计)和学习使用设计资料、手册、标准和规范。 此外，机械设计课程设计还为专业课课程设计和毕业设计 奠定了基础。
传动型式
7级精度 8级精度 开式传动 7级精度 8级精度 开式传动
效率η
0.98 0.97 0.94~0.96 0.97 0.94~0.97 0.92~0.95
单级传动比范围 最大
10 15 6 6 6
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ常用
3~5 4~6 2~3 2~3 4
圆柱齿轮 锥齿轮
带传动
链传动 蜗杆传动
V带传动
0.95
7
7 开式100 闭式80
2、课程设计的内容 课程设计题目：减速器（具体题目见任务书）。 工作要求：1）画 减速器装配图1张(A0或A1)； 2）零件工作图二张；轴、齿轮或蜗轮； 3）设计计算说明书1份。
3、课程设计方法 掌握“三边”原则——边画图，边计算，边修改。 4、课设的步骤和进度 步骤： (1) 设计准备：认真阅读设计任务书，明确设计要求、工作 条件、内容； (2)传动装置的总体设计：选择电动机的型号、计算传动装置 的运动、动力参数； (3)传动零件的设计计算 ； (4)减速器装配草图设计; (5)工作图设计：零件工作图、装配工作图设计。 (6)编写设计计算说明书； (7)答辩。
九、机械设计课程设计的要求 (1) 认真、细致、严谨、整洁的工作作风。 (2) 正确使用标准和规范。 (3) 学会正确处理设计计算和结构设计之间的关系，要统筹 兼顾。 (4)要求图纸表达正确、清晰，符合机械制图标准；说明书 计算准确、书写工整，并遵守要求的书写格式。通过边画图、 边修改、边计算的过程逐步完成， (5)教室卫生 十、参考资料 机械设计课程设计指导书 减速器图册 机械设计手册 图板、图纸、说明书用纸、丁字尺

设计的工作量： 设计的工作量： 1)装配图 张(1或0号图纸 ； 装配图-张 或 号图纸 号图纸)； 装配图 2)零件工作图若干张 传动零件、轴或机体等 零件工作图若干张(传动零件 零件工作图若干张 传动零件、轴或机体等) 3)计算说明书一份，约6000一8000字 计算说明书一份， 计算说明书一份 一 字 课程设计要求： 课程设计要求： 1 研究分析设计题目和工作条件，明确设计要求和设计内容； 研究分析设计题目和工作条件，明确设计要求和设计内容； 2. 认真复习与设计有关的章节内容，提倡独立思考、深入钻 认真复习与设计有关的章节内容，提倡独立思考、 主动地、创造性地进设计； 研，主动地、创造性地进设计； 3. 设计态度严肃认真 一丝不苟，反对照抄照搬，抄袭他人设 设计态度严肃认真,一丝不苟 反对照抄照搬， 一丝不苟， 计，容忍错误等问题。 容忍错误等问题。 4 通过设计在设计思想、设计方法和设计技能等方面得到良 通过设计在设计思想、 好的训练
6. 轴系零、部件的设计 轴系零、
1） 设计小带轮的轮槽及带轮结构（按教材 ） 设计小带轮的轮槽及带轮结构（按教材73 页进行）作出教材 页所示的结构图并标注 页进行）作出教材73页所示的结构图并标注
2） 设计大带轮的轮槽及带轮结构 ） 作出教材73页所示的结构图并标注 作出教材 页所示的结构图并标注 3） 齿轮的结构设计（教材 ） 齿轮的结构设计（教材157～158页） ～ 页 A) 小齿轮的结构设计及标注（齿轮轴或实体齿轮） 小齿轮的结构设计及标注（齿轮轴或实体齿轮） B) 大齿轮的结构设计及标注（孔板式齿轮） 大齿轮的结构设计及标注（孔板式齿轮） 参见教材237～ 页 六 、低速轴轴的强度较计算（参见教材 ～240页） 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 求出齿轮的受力Ft、 、 求出齿轮的受力 、Fr、Fa 作出低速轴的空间受力简图 作出水平平面的受力图、 作出水平平面的受力图、求解水平面的约束力 作出水平面的弯矩图、 作出水平面的弯矩图、求出最大弯矩 作出竖直平面的受力图、 作出竖直平面的受力图、求解竖直平面的约束力 作出竖直面的弯矩图、 作出竖直面的弯矩图、求出最大弯矩 作出合成弯矩图 作出扭矩图 求出当量弯矩 代入强度条件、 代入强度条件、核算危险截面强度

i1 ≈ 0.25i
目的：（1）尺寸协调、互不干涉
（2）尺寸紧凑、便于润滑
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
注意： 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
原始数据 9-1 运0 0.8 350 9-2 2200 0.9 320
题
号 9-3 2500 1.0 300 9-4 2800 1.1 300
传动装置总体设计 一、选择电动机
1.选择电动机类型 常用：Y系列三相异步电动机 同步转速：3000 1500 1000 级数： 2 电动机安装型式： 4 6 750 8
机械设计课程设计任务安排
• 一、机械设计课程设计的目的 • 1、 综合运用课程所学理论和知识进行机械设计训 练，使所学知识进一步巩固、加深和扩展，为创新 设计和今后的工程设计工作打下基础。 • 2、 掌握机械及机械传动装置的一般设计方法、设 计步骤，树立正确的设计思想，培养机械设计及解 决实际工程问题的能力。 • 3、 进行基本技能训练。如：设计计算、工程绘图、 运用资料、手册、标准和规范以及使用经验数据、 进行经验估算和数据处理等。
题
号 1-3 4.5 50
1-4 5 50
王铁柱 魏克超 陆中华 钟路程 徐浩 范昊 梁举科 刘明
题目二：设计单级圆锥齿轮减速器。减速器小批 量生产，双班制工作，使用期限5年。
原始数据 2-1 链牵引力F (N) 链速度V (m/s) 链轮直径D (mm) 2100 0.7 100 2-2 2400 0.8 125
二、机械设计课程设计的内容及要求
(一) 基本内容