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1、机械设计基础机械设计基础课程设计课程设计第一讲概述2学习机械设计的一般方法学习机械设计的一般方法，了解和掌握常用机械零部件、机，了解和掌握常用机械零部件、机械传动装置或简单机械的设计过程，培养正确的设计思想和分析械传动装置或简单机械的设计过程，培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力，特别是总体设计和零部件设计的能力问题、解决问题的能力，特别是总体设计和零部件设计的能力一、一、课程设计的目的课程设计的目的机械设计课程设计是机械设计课程的一个教学实践环节，由机械设计课程设计是机械设计课程的一个教学实践环节，由此获得全面的机械设计训练。此获得全面的机械设计训练。基本目的：基本目的：1综合运用综
2、合运用机械设计课程及前修课程机械设计课程及前修课程所学知识所学知识去分析去分析和和解决机械设计问题解决机械设计问题3通过计算和绘图，学会运用标准、规范、手册及查阅有关通过计算和绘图，学会运用标准、规范、手册及查阅有关技术资料，技术资料，培养机械设计的基本技能培养机械设计的基本技能二、二、课程设计的方法课程设计的方法1独立思考，继承与创新独立思考，继承与创新2综合考虑机械零部件的强度、刚度、工艺性、经济性及维综合考虑机械零部件的强度、刚度、工艺性、经济性及维护等要求护等要求3采用采用“三边三边”设计方法：边计算、边画图、边修改设计方法：边计算、边画图、边修改三、三、课程设计的内容课程设计的内容（
3、详见课程设计任务书详见课程设计任务书）1. 总体方案的拟定、比较和选优总体方案的拟定、比较和选优2. 传动零件的设计计算传动零件的设计计算3. 装配图、零件图的绘制（见附录装配图、零件图的绘制（见附录IX）减速器装配图减速器装配图1张，张，A0图纸（图纸（1:1，AutoCAD）零件图零件图4张：张：箱体（箱体（AutoCAD）低速级大齿轮、低速轴、小低速级大齿轮、低速轴、小V带轮（带轮（手工手工绘制）绘制）设计计算说明书设计计算说明书1本（本（手写手写，封面打印封面打印）四、四、课程设计时间安排课程设计时间安排第第15周：拟定总体方案，带传动，齿轮传动周：拟定总体方案，带传动，齿轮传动第第1
4、6周：联轴器、轴承选用，轴系设计，箱体和附件结构设计周：联轴器、轴承选用，轴系设计，箱体和附件结构设计第第17-19周：画减速器装配图和零件图、写设计说明书周：画减速器装配图和零件图、写设计说明书五、五、成绩评定成绩评定1等级等级：优、良、中、及格、不及格：优、良、中、及格、不及格2评分依据评分依据：图纸、设计说明书、答辩、课设期间平时成绩：图纸、设计说明书、答辩、课设期间平时成绩综合评定综合评定要求p独立完成，切忌抄袭p格式规范，计算准确，作图认真p按照封面目录设计计算说明书图纸（折叠成A4大小）的顺序装订成本，第19周周五前必须上交六、六、参考书参考书1赵又红等主编，机械设计课程设计指导，
5、中南大学出版社，赵又红等主编，机械设计课程设计指导，中南大学出版社，2012年年2杨可桢主编，机械设计基础，高等教育出版社，杨可桢主编，机械设计基础，高等教育出版社，2006年年动力机动力机传动装置传动装置工作机工作机传动装置的作用：传动装置的作用：将动力部分的运动（将动力部分的运动（n,v）和动力）和动力(P,T)进进行转换传递给工作机（又称执行部分），以满足工作机的行转换传递给工作机（又称执行部分），以满足工作机的需要；传动装置的设计是传动方案设计的关键。需要；传动装置的设计是传动方案设计的关键。一、传动方案分析及设计一、传动方案分析及设计动力机：动力机：选用电动机选用电动机主要内容：主要
6、内容：确定传动具体方案，选电机，定传动比，计算传动装确定传动具体方案，选电机，定传动比，计算传动装置的运动和动力参数。置的运动和动力参数。第二讲第二讲机械传动装置的总体方案设计机械传动装置的总体方案设计(P3)机器的组成：机器的组成：运输带FV卷筒动力及传动装置控制部分2确定电动机功率和型号确定电动机功率和型号1）工作机所需功率）工作机所需功率Pw=FV/1000Kw2）电动机所需功率）电动机所需功率Pd=Pw/传动装置总效率传动装置总效率=12n各传动副的效率各传动副的效率1、2n等见等见1P126附表附表2-33）电动机额定功率电动机额定功率Pe电动机所需功率电动机所需功率Pd由此查由此查
7、1P195选电动机型号选电动机型号记下：记下：电动机型号，额定功率电动机型号，额定功率Pe，满载转速，满载转速nm，电动机中心高，电动机中心高，外伸轴径和外伸轴长，供选联轴器和计算传动件用。外伸轴径和外伸轴长，供选联轴器和计算传动件用。二、选择电动机二、选择电动机(见见1P8)1电动机类型及转速：电动机类型及转速：三相交流电动机：三相交流电动机：Y系列：系列：（见（见1P195）YZ,YZR系列：系列：同步转速：一般选同步转速：一般选1500或或1000r/min弹性联轴器斜齿轮减速器运输带带运输机传动简图电动机FV卷筒i=电机满载转速电机满载转速nm/工作机所需转速工作机所需转速nw,nw=
8、601000V/（D）四、运动参数及动力参数的计算四、运动参数及动力参数的计算（见（见1P12-14）1）计算各轴的转速，输入功率，转矩计算各轴的转速，输入功率，转矩2）计算各级传动（高速级，低速级齿轮传动）的输计算各级传动（高速级，低速级齿轮传动）的输入转速，输入功率入转速，输入功率三、确定传动比三、确定传动比i电动机轴电动机轴高速轴高速轴低速轴低速轴滚筒轴滚筒轴转速（rpm）功率P（kW）转矩T（Nm）传动比i效率五、传动零件的设计计算五、传动零件的设计计算1.带传动（见带传动（见1P18）2.链传动（见链传动（见1P21）3.齿轮传动（见齿轮传动（见1P24）4.联轴器（见联轴器（见1P
9、26）5.轴径与滚动轴承（见轴径与滚动轴承（见1P27）第三讲第三讲齿轮传动设计齿轮传动设计（见1P24）主要内容：齿轮传动设计计算主要内容：齿轮传动设计计算一、齿轮传动设计计算一、齿轮传动设计计算（斜齿圆柱齿轮传动设计计算）（斜齿圆柱齿轮传动设计计算）设计步骤设计步骤：参考：参考课堂例题课堂例题和和作业作业二、注意事项二、注意事项中心距a如偏小，可能引起轴承端盖打架，则可先估算一下轴承端盖的大小（即初定最小轴径，逐步加大，初定轴承，确定出轴承座孔径，初选轴承盖，即可定其大小）高、低速轴的结构设计和强度设计计算；各轴上的轴承、键、高、低速轴的结构设计和强度设计计算；各轴上的轴承、键、联轴器的设
10、计联轴器的设计贯彻贯彻“三边三边”设计法，设计法，以轴为主线，考虑减速箱体结构，其它零以轴为主线，考虑减速箱体结构，其它零件并行设计，各零件尺寸相互协调。件并行设计，各零件尺寸相互协调。第四讲第四讲轴系设计计算轴系设计计算参考内容：参考内容：教材教材2第第14章轴；章轴；1P62一、一、设计内容：设计内容：二、二、设计方法设计方法三、三、初步结构设计初步结构设计设计步骤设计步骤：1设计前准备：设计前准备：读懂图读懂图4-1、4-3、4-4、4-5（结构特点，各零部件作用）；（结构特点，各零部件作用）； 2，绘制减速器装配草图（一），绘制减速器装配草图（一）21箱体内壁23在草图（一）基础上绘出
11、减速器装配草图（二）如下：在草图（一）基础上绘出减速器装配草图（二）如下：（1P65图图5-12）箱体内壁油润滑脂润滑由结构定单级圆柱齿轮减速器装配草图见图5-81箱盖外壁3min/nPCd高速轴高速轴1）轴的轴的径向尺寸径向尺寸确定确定（从最小轴径开始）（从最小轴径开始）（1）初估最小轴径初估最小轴径dmin考虑：考虑：轴上的联轴器及电机轴径，轴上的联轴器及电机轴径，再定再定dmin，联轴器的选择见教材 2P274例题箱体内壁箱盖外壁由结构定见图5-81油润滑脂润滑）选型号）选型号由已知轴的转速由已知轴的转速n、Tc、d及电机轴径及电机轴径d，查设计手册查设计手册P128校核校核:TcT、n
12、n、轴径、轴径d=联轴器孔径联轴器孔径联轴器的选择方法：联轴器的选择方法：1由工作条件选联轴器类型由工作条件选联轴器类型：（弹性套柱销：（弹性套柱销联轴器联轴器1P128)2选联轴器型号：选联轴器型号：nPT61055. 9）求名义转矩）求名义转矩TKTc2）求计算转矩）求计算转矩（2）逐步加大轴径逐步加大轴径（考虑轴上零件的定位、固定或区分加工面、零件拆装需要）（考虑轴上零件的定位、固定或区分加工面、零件拆装需要）注意点：注意点：a)用于定位时，轴径变化大（用于定位时，轴径变化大（510mm）;否则变化小否则变化小b)滚动轴承的定位应查其标准滚动轴承的定位应查其标准c)有标准零件配合的轴径应
13、取相应标准值有标准零件配合的轴径应取相应标准值（如：滚动轴承、联轴器处）（如：滚动轴承、联轴器处）d)由由d轴初选滚动轴承型号轴初选滚动轴承型号e)齿轮尺寸与轴径很接近（齿轮尺寸与轴径很接近（d高速轴的dminLL减速器装配草图完成后，找出各轴的受力点和支点，进行弯扭减速器装配草图完成后，找出各轴的受力点和支点，进行弯扭合成强度校核计算合成强度校核计算五、五、滚动轴承寿命校核计算滚动轴承寿命校核计算六、六、键的选择及校核计算键的选择及校核计算四、四、轴的强度校核计算轴的强度校核计算第五讲第五讲减速器装配图绘制减速器装配图绘制（见（见1P68）此前，应完成装配草图，轴承、齿轮、轴承端盖、联轴器、
14、此前，应完成装配草图，轴承、齿轮、轴承端盖、联轴器、键等已选好，各零件强度已校核合格。键等已选好，各零件强度已校核合格。一、选图样比例和视图布置一、选图样比例和视图布置（见（见1P68图图6-1）注：注：轴系结构常见错误见轴系结构常见错误见1P72二、减速器装配图绘制二、减速器装配图绘制(见见1P69)在图纸上画出减速器装配草图在图纸上画出减速器装配草图1轴系零件的结构设计轴系零件的结构设计在俯视图上画出各轴系零件（齿轮、轴承、轴承端盖等）在俯视图上画出各轴系零件（齿轮、轴承、轴承端盖等）的详细结构的详细结构绘制思路：绘制思路：先箱体后附件；先主体后局部；先轮廓后细节；先箱体后附件；先主体后局
15、部；先轮廓后细节；画图应在三个视图上同时进行画图应在三个视图上同时进行注：注：箱体结构常见错误见箱体结构常见错误见1P724检查装配底图检查装配底图2减速器箱体结构设计减速器箱体结构设计（见（见1P32）3减速器附件设计减速器附件设计（见见1P38）窥视盖、通气器、油面指示器、起盖螺钉、定位销等的作用窥视盖、通气器、油面指示器、起盖螺钉、定位销等的作用三、完成减速器装配图三、完成减速器装配图（1P40）主要内容：尺寸标注，技术要求，技术特性，明细表等主要内容：尺寸标注，技术要求，技术特性，明细表等见见1P198图图20-12。技术特性。技术特性精度等级：齿轮精度等级：齿轮，公差组的精度等级（公
16、差组的精度等级（1P160）例：例：8-8-8GJGB10095-88：简写：简写：8GJGB10095-88齿厚极限偏差代号（查齿厚极限偏差代号（查1表表18-6）：）：G-上偏差代号，上偏差代号，J-下偏差代号下偏差代号1。尺寸标注。尺寸标注特性尺寸特性尺寸中心距及其偏差（中心距及其偏差（查查1表表18-4）外形尺寸，安装尺寸，配合尺寸外形尺寸，安装尺寸，配合尺寸3。技术要求。技术要求1）齿轮啮合侧隙）齿轮啮合侧隙最小侧隙最小侧隙查查1表表5-42）接触斑点）接触斑点考察啮合区接触面积大小及位置，查考察啮合区接触面积大小及位置，查1表表18-133）滚动轴承轴向间隙：）滚动轴承轴向间隙：可调游隙轴承（例：可调游隙轴承（例：3，7类）：查表类）：查表12-8深沟球轴承：深沟球轴承：0.20.4mm4)润滑剂：润滑剂：齿轮：油润滑，查表齿轮：油润滑，查表15-3轴承：脂润滑，查表轴承：脂润滑，查表15-4第六讲第六讲零件图绘制及编写设计说明书零件图绘制及编写设计说明书一、零件图绘制一、零件图绘制（见（见1P50）绘制低速轴零件图绘制低速轴零件图2张（参考张（参考1图图6-3）二、设计说
