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1、课程设计,机械设计课程设计,课程设计,目的,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。,课程设计,设计任务,每个学生在规定的时间内，按照题目要求设计出一种减速器，最后完成以下任务：1、减速器装配图一张（1号图幅）（附注：装配草图要求一同交上来）2、零件工作图两张（3号
2、图幅2张绘制输出轴及其上齿轮工作图各一张）3、设计计算说明书一份,课程设计,设计要求,1、装配图必须反映出各个零件之间的结构形状、相对位置和装配关系，通常用三视图加局部视图来描述，装配图中应有如下内容：1）一组必要的视图（适当的比例，线条粗细分明，清晰整洁）；2）总体尺寸以及与装配相关的尺寸或配合；3）减速器性能表；4）技术条件或要求；5）零件明细表和标题栏,课程设计,课程设计,设计题目,题目一：设计一用于带式运输机上的二级圆柱齿轮减速器。运输机工作有轻振，经常满载，空载起动，单向运转。减速器小批量生产，使用期限5年，单班制工作。运输带容许速度误差为5%。,课程设计,课程设计,题目二：设计型砂
3、搅拌机的传动装置两级圆柱齿轮减速器。单班制工作，单向运行，有轻微的振动，启动载荷为名义载荷的1.5倍，减速器成批生产，使用年限8年。,课程设计,课程设计,题目三：设计一用于带式运输机上的圆锥圆柱齿轮齿轮减速器。工作经常满载，空载启动，工作有轻振，不反转，单班制工作。运输带容许速度误差为5%。减速器为小批生产，使用期限10年。,课程设计,课程设计,题目四：设计一用于链式运输机上的圆锥圆柱齿轮减速器。工作平稳，经常满载，双班制工作。曳引链容许速度误差为5%。减速器小批生产，使用期限5年。,课程设计,课程设计,题目五：设计一用于带式运输机上的同轴式二级圆柱齿轮减速器。工作平稳，单向运转，双班制工作。
4、运输带容许速度误差为5%。减速器成批生产，使用期限10年。,课程设计,题目六：设计一链式运输机上的蜗杆减速器。单班制工作，工作平稳，经常满载，不逆转。曳引链容许速度误差为5%。减速器通风良好，成批生产，使用期限5年。,课程设计,课程设计,题目七：设计一带式运输机上用的蜗杆减速器。运输机连续工作，三班制工作，单向运转，载荷平稳，空载起动。运输带速度容许误差为5%。减速器小批生产，使用期限5年。,课程设计,课程设计,设计过程,设计准备 1）研究设计任务书，明确设计要求、条件、内容和步骤 2）了解设计对象 3）复习课程有关内容 4）准备设计需要的图书、资料和工具,2.传动装置的总体设计 1）决定传动
5、装置的方案 2）计算电动机功率，确定电动机型号 3）计算传动装置的运动和动力参数,课程设计,3.装配图设计 1）计算和选择传动比参数 2）绘制装配图草图 3）设计轴并计算轴毂联接强度 4）选择计算轴承和进行支承结构设计 5）进行机体结构及其附件设计 6）完成装配图其它要求,零件工作图设计整理和编写计算说明书设计总结和答辩,设计过程,课程设计,课程设计第一阶段任务,明确要求，进行传动装置的总体设计和传动零件的计算,一、传动装置总体设计分析传动装置的组成和特点，确定传动方案（）选电动机、分配传动比 1）选电动机 a)类型：Y系列,课程设计,课程设计第一阶段任务,课程设计,b)容量(功率)：要求电动
6、机额定功率稍大于电动机工作功率,Kw,电动机工作功率,或,工作机的功率,课程设计第一阶段任务,课程设计,传动装置总效率,1-一对轴承效率；2-齿轮啮合效率；3-联轴器效率；4-工作机效率。,课程设计第一阶段任务,课程设计,最后注明：型号、额定功率、同步转速、满载转速、中心高（H）、轴伸尺寸（D*E）,c)转速：多选用同步转速为1500r/min、1000r/min,2)传动比分配,传动装置总传动比,课程设计第一阶段任务,课程设计,各级传动比应在推荐范围内选取，不得超过最大值。数值见手册,分配原则:,(2)外加带/链传动,传动比最好1.52.5,课程设计第一阶段任务,课程设计,或,(3)展开式二
7、级圆柱齿轮减速器,(4)同轴式二级圆柱齿轮减速器,(5)圆锥圆柱齿轮减速器,课程设计第一阶段任务,课程设计,（6）尺寸协调、互不干涉,课程设计第一阶段任务,课程设计,（7）尺寸紧凑、便于润滑,课程设计第一阶段任务,课程设计,3）传动装置运动、动力参数计算,二、传动零件设计计算（教材）齿轮设计、带传动设计、链传动设计,课程设计第一阶段任务,课程设计,三、初步计算轴的最小直径,2.视该轴段所装零件圆整直径,注意：,课程设计第一阶段任务,课程设计,课程设计第二阶段任务：装配图设计,一、装配图设计第一阶段主要任务：定出轴的支点跨距，以便进行轴及轴系零件的强度校核，这一阶段的绘图，所用线条越少越好,以二
8、级展开式圆柱齿轮减速器装配草图设计为例，来说明减速器装配图设计第一阶段工作,1、准备 根据传动零件尺寸大小，参考结构类似的减速器装配图，估计待设计的减速器外部轮廓尺寸，并考虑标题栏、明细栏、零件序号及技术要求等位置，选择合适的比例尺，合理布图。2、绘装配草图（俯视图，结合轴的阶梯化设计）,课程设计,3、轴上力作用点及支承跨距的确定4、轴的弯扭合成验算及疲劳强度计算（见教材）5、验算轴承寿命（见教材）6、验算键的强度（见教材）,课程设计第二阶段任务：装配图设计,1,2,3,815,1.2,1.2,1.2,L,L=+C1+C2+(510),油：35脂：1015,载荷作用齿宽中点,a1,a2,圆锥齿
9、轮减速器装配图设计特点：,1、圆锥齿轮减速器多以小圆锥齿轮中心线作为机体的对称面,2、小圆锥齿轮大多作成悬臂结构,3、小圆锥齿轮通常放在套杯里,蜗杆减速器装配图设计特点：,1、蜗杆减速器的结构设计要点是合理地设计蜗杆传动及支座结构并注意散热,2、常用的蜗杆轴支承方式：一端固定，一端游动,3、为了提高蜗杆刚度，应尽量减小支点跨距，为此，轴承支座常伸到箱体内部,课程设计,主要任务：在第一阶段基础上，进行轴系零件的结构设计,装配图设计第二阶段,（一）传动零件结构设计,锻造齿轮,（二）套杯与端盖结构,（三）轴承润滑与密封,d*n=2*105 mm.r/min-油润滑,课程设计,主要任务：完成减速箱箱体
10、及其附件设计,装配图设计第三阶段,（一）减速箱箱体的结构设计,(1)为保证减速器支承刚度，箱体轴承座处应有足够的厚度，并设置加强肋。,(2)轴承旁联接螺栓凸台结构设计要有利于提高轴承座孔的联接刚度，轴承座孔两侧联接螺栓应尽量靠近轴承，以不与箱体上固定轴承盖的螺纹孔及箱体剖分面上油沟发生干涉为准。通常取两联接螺栓中心距与轴承盖外径相近，凸台的高度由联接螺栓的扳手空间确定,(3)箱盖与箱座联接凸缘应有一定的厚度，以保证箱盖与箱座的联接刚度；箱体剖分面应加工平整，要有足够的宽度；螺栓间距应不大于100150mm，以保证箱体的密封性。,(4)箱座底面凸缘的宽度B应超过箱座内壁，以利于支撑，使壁厚尽量均
11、匀，并尽量减少加工面。,(5)箱体的中心高由浸油深度确定，传动零件采用浸油润滑时，对于圆柱齿轮通常取浸油深度为一个齿高，锥齿轮浸油深度为051个齿宽，但不小于10m。,为避免传动零件转动时将沉积在油池底部的污物搅起，造成齿面磨损，大齿轮齿顶距油池底面距离不小于3050mm，,(6)输油沟设计于箱座的剖分面上，用来输送传动零件飞溅起来的润滑油润滑轴承。飞溅起的油沿箱盖内壁斜面流人输油沟内，经轴承盖上的导油槽流入轴承.,(7)要注意箱体结构工艺性。,箱体上加工面与非加工面必须分开，并尽量减少箱体的加工面积，如箱体轴承座端面与轴承盖、窥视孔与视孔盖、螺塞及吊环螺钉的支承面处均应做出凸台或沉头座，铣平
12、或锪平.,（二）减速箱附件的结构设计,1、窥视孔,2、通气器,3、放油螺塞,4、油标,5、起吊装置,6、定位销,7、起盖螺钉,四、完成减速器装配图,1、标注尺寸：特性尺寸、配合尺寸、安装尺寸、外形尺寸 2、填写减速器技术特性3、编写技术要求4、零件编号5、编制明细栏和标题栏6、检查装配图,1.减速器的工作原理,2.减速器的装配关系,减速器装配图的画图步骤,1.读懂零件图和装配示意图2.定方案、定比例、定图幅，画出图框3.根据表达方案、画主要基准线4.画主要装配干线，逐次向外扩张5.标注尺寸6.编件号、填写明细表、标题栏和技术要求7.检查、描深,读懂零件图和装配示意图,(厂名),2.定方案、定比
13、例、定图幅，画出图框,3.根据表达方案、画主要基准线,4.画主要装配干线，逐次向外扩张(a）画出机体,4.画主要装配干线，逐次向外扩张(a）画出机体,(b）画出机盖,（c）画出齿轮及齿轮轴,（d）画出轴承、轴承端盖、挡油环、轴套及调整环,（e）画出密封圈,（f）画出螺栓、销,（g）画出油塞,（h）画出油标,（i）画出视孔盖,5.标注尺寸,拆去透气塞等零件,技术要求1.装配前所有零件用煤油清洗，滚动轴承用汽油清洗，并检验内部，不允许有金属及其它杂物存在，机体内壁涂上不能被机油浸蚀的涂料两次。2.装配前用手转动灵活，运转无噪音，减速箱的分箱面各接触面及密封处不允许漏油。3.用涂色法检验斑点，按齿高
14、接触斑点不少于45%，按齿长接触斑点不少于60%。必要时可利用研磨或刮后研磨以改善接触情况。4.减速箱装机油HJ-50（GB/T443-1984）至规定高度。5.减速箱表面涂灰色油漆。,6.编件号、填写明细表、标题栏和技术要求7.检查、描深,课程设计,课程设计第三阶段任务：零件图设计和说明书整理,一、零件图的设计要点 1视图选择和布置 每个零件的视图应布置在一个标准图幅内，尽量采用1：1的比例。根据零件表达需要，采用1个或多个视图，配以适当的剖面图、剖视图和局部视图等。零件图应能完全、正确、清楚地表明零件的结构形状和相对位置，并注意与装配图的一致性。视图数量要适当，合理利用图幅，细部结构要表达
15、清楚，必要时可以采用局部放大或缩小视图或文字说明。2尺寸标注 零件图上的尺寸是加工与检验的依据。图上标注尺寸，必须做到正确、完整、书写清楚，配合尺寸要标注出准确尺寸及其极限偏差。按标准加工的尺寸(如中心孔等)，可按国家标准规定格式标注。,课程设计,零件图上的形位公差，是评定零件加工质量的重要指标，应按设计要求由标准查取，并标注在零件工作图上。零件的所有加工和非加工面表面都要注明表面粗糙度。当较多表面具有同一粗糙度时，可在图幅右上角集中标注，并加注“其余”字样。,3技术要求 零件在制造过程或检验时所必须保证的设计要求和条件，不便用图形或符号表示时，应在零件图技术要求中列出，其内容根据不同的零件的
16、加工方法和要求确定。一些在零件图中多次出现，且具有相同几何特征的局部结构尺寸(如倒角、圆角半径等)，也可在技术要求中列出。4标题栏 标题栏按国家标准格式设置在图纸的右下角，主要内容有零件的名称、图号、数量、材料、比例等。,课程设计第三阶段任务：零件图设计和说明书整理,圆柱齿轮传动设计时注意的问题：1）齿轮材料及热处理方法的选择。要考虑齿轮毛坯的制造方法，当齿顶圆直径da500mm时，一般采用锻造毛坯；当da500mm时，因受锻造设备能力的限制，多采用铸造毛坯；当小齿轮的齿根圆直径与轴的直径相差不大时，应将齿轮和轴做成一体。选择材料时要兼顾齿轮及轴的一致性要求；同一减速器内各级大小齿轮的材料最好
17、对应相同，以减少材料牌号和简化工艺要求。,2）齿轮传动的几何参数和尺寸是有严格要求的，应分别进行标准化、圆整或计算其精确值。例如齿轮模数必须标准化，齿轮中心距和齿宽尽量圆整，啮合尺寸(节圆、分度圆、齿顶圆及齿根圆直径、螺旋角、变位系数)必须计算出精确值。计算时要求长度尺寸精确到小数点后23（单位为mm），角度精确到秒()，中心距应尽量圆整成尾数为0或5，对于直齿轮传动可以调整模数m和齿数z，对于斜齿轮传动可调整螺旋角来实现。,3）齿轮的结构尺寸最好为整数，以便于制造和测量。如轮毂直径和长度、轮辐厚度和孔径、轮缘长度和内径等，按设计资料给定的经验公式计算后，都应尽量进行圆整。4）齿宽b应是一对齿
18、轮的工作宽度，为了易于补偿齿轮轴向位置误差，应使小齿轮宽度大于大齿轮宽度，若大齿轮宽度取b2，则小齿轮齿宽取b1=b2+(510)mm。,圆锥齿轮传动设计时注意的问题：1)直齿圆锥齿轮传动的锥距R、分度圆直径d等几何尺寸，均应以大端模数来计算，且精确到小数点后3位，不得圆整。2)两轴交角为90时，分度圆锥角1和2可以由齿数比u=z2/z1算出,其中小锥齿轮的齿数z1可取1725。u值的计算应达到小数点后四位，值的计算应精确到秒()。3）大、小锥齿轮的齿宽应相等，按齿宽系数R=bR计算出的数值再圆整。,蜗杆传动设计时注意的问题：1）蜗杆的材料选择与滑动速度有关，一般是在初估滑动速度的基础上选择材
19、料。待蜗杆传动尺寸确定后，校核滑动速度和传动效率，若滑动速度与初估值有较大出入，则应重新修正计算，甚至重新选择蜗杆材料。2）为便于加工，蜗杆和蜗轮的螺旋线方向应尽量取为右旋。,3）模数m和蜗杆分度圆直径d1要符合标准规定。在确定m、d1、z2后，中心距应尽量圆整成尾数为0或5(mm)。4）蜗杆分度圆圆周速度v5m/s时,一般将蜗杆下置；v5m/s时,时，则将蜗杆上置。5）蜗杆强度和刚度验算、蜗杆传动热平衡计算，应在画出装配图、确定蜗杆支点距离和箱体轮廓尺寸后进行。,编制明细表和标题栏 1）标题栏 装配图中的标题栏用来说明减速器的名称、图号、比例、重量及数量等，内容需逐项填写。,明细表 明细表由下向上按序号完整地给出零、部件的代号、名称、材料、规格尺寸及数量。明细表的格式见图5-64。,
