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1、机械设计基础课程设计（1 周）v中国矿业大学机电学院v闫海峰一.目的1.1.培养理论联系实际的正确设计思想培养理论联系实际的正确设计思想2.2.学习机械设计一般方法学习机械设计一般方法3.3.进行机械设计基本技能的训练进行机械设计基本技能的训练课程设计课程设计 设计题目课程设计课程设计 设计题目表表1 1参数名称参数名称各方案参数值各方案参数值1 12 23 34 45 56 67 78 89 9101011111212131314141515F F（KNKN）3.53.54 44.24.24.54.54.74.75 55.25.25.55.55.85.86 66.26.26.56.57 77
2、.27.27.57.5V V（m/sm/s）1.71.71.61.61.41.42 21.71.72.22.21.71.71.91.92.52.52.32.31.81.82 21.31.31.51.52.12.1D(mm)D(mm)450450400400380380400400380380400400400400400400450450450450400400450450350350350350400400表表2 2参数名称参数名称各方案参数值各方案参数值161617171818191920202121222223232424252526262727282829293030F F（KNKN）
3、3 33 34 44 45 55 56 66 67 76 68 88 89 99 91010V V（m/sm/s）1.21.21.41.41.41.41.81.81.81.82 22.22.22.42.42.62.63 32 22.42.42.42.42 22 2D(mm)D(mm)260260300300350350380380400400450450500500550550600600 600600400400400400500500450450350350课程设计课程设计 设计工作量设计工作量v1.工作图：装配图1张(三视图三视图)(1 (1号图纸，手画或计算机绘图均可号图纸，手画或计算
4、机绘图均可)；v2.计算：齿轮强度计算，轴强度校核，键强度校核，v3.设计计算说明书1份（40005000字）课程设计课程设计 课程设计课程设计 设计过程1.1.设计准备设计准备2.2.1 1）研究设计任务书，明确设计要求、条件、内容和步骤）研究设计任务书，明确设计要求、条件、内容和步骤3.3.2 2）了解设计对象）了解设计对象4.4.3 3）复习课程有关内容）复习课程有关内容5.5.4 4）准备设计需要的图书、资料和工具）准备设计需要的图书、资料和工具2 2.传动装置的总体设计传动装置的总体设计 1 1）决定传动装置的方案）决定传动装置的方案 2 2）计算电动机功率，确定电动机型号）计算电动
5、机功率，确定电动机型号 3 3）计算传动装置的运动和动力参数）计算传动装置的运动和动力参数 课程设计课程设计 设计过程3.3.装配图设计装配图设计 1 1）计算和选择传动比参数）计算和选择传动比参数 2 2）绘制装配图草图）绘制装配图草图 3 3）设计轴并计算轴毂联接强度）设计轴并计算轴毂联接强度 4 4）选择计算轴承和进行支承结构设计）选择计算轴承和进行支承结构设计 5 5）进行机体结构及其附件设计）进行机体结构及其附件设计 6 6）完成装配图其它要求）完成装配图其它要求4.4.零件工作图设计零件工作图设计5.5.整理和编写计算说明书整理和编写计算说明书6.6.设计总结和答辩设计总结和答辩
6、课程设计课程设计 设计进度设计进度v完成全部传动零件设计完成全部传动零件设计(11.5(11.5天天)v装配图设计（装配图设计（2.532.53天）天）v整理说明书，答辩（整理说明书，答辩（1 1天）天）课程设计课程设计 设计过程设计过程1.1.设计准备设计准备2.2.1 1）研究设计任务书，明确设计要求、条件、内容和步骤）研究设计任务书，明确设计要求、条件、内容和步骤3.3.2 2）了解设计对象）了解设计对象4.4.3 3）复习课程有关内容）复习课程有关内容5.5.4 4）准备设计需要的图书、资料和工具）准备设计需要的图书、资料和工具2 2.传动装置的总体设计传动装置的总体设计 1 1）决定
7、传动装置的方案）决定传动装置的方案 2 2）计算电动机功率，确定电动机型号）计算电动机功率，确定电动机型号 3 3）计算传动装置的运动和动力参数）计算传动装置的运动和动力参数 课程设计课程设计 3.3.装配图设计装配图设计 1 1）计算和选择传动比参数）计算和选择传动比参数 2 2）绘制装配图草图）绘制装配图草图 3 3）设计轴并计算轴毂联接强度）设计轴并计算轴毂联接强度 4 4）选择计算轴承和进行支承结构设计）选择计算轴承和进行支承结构设计 5 5）进行机体结构及其附件设计）进行机体结构及其附件设计 6 6）完成装配图其它要求）完成装配图其它要求4.4.零件工作图设计零件工作图设计5.5.整
8、理和编写计算说明书整理和编写计算说明书6.6.设计总结和答辩设计总结和答辩 设计过程设计过程课程设计课程设计 纪律要求纪律要求 要求全部同学在设计教室完成课程设要求全部同学在设计教室完成课程设计内容，并作为总成绩考核指标之一计内容，并作为总成绩考核指标之一采矿采矿076：闫海峰：闫海峰 杨善国杨善国采矿采矿077：闫海峰：闫海峰 韩振铎韩振铎采矿采矿078：闫海峰：闫海峰 韩振铎韩振铎课程设计课程设计 参考资料参考资料 1 1主教材主教材2 2 机械设计课程上机与设计，东南大学出版社机械设计课程上机与设计，东南大学出版社3 3 机械设计课程设计机械设计课程设计图册图册，哈尔滨工业大学，哈尔滨工
9、业大学4 4 实用机械设计手册实用机械设计手册.中国矿业大学出版社中国矿业大学出版社5 5 机械设计课程设计指导书（各校皆有出版）机械设计课程设计指导书（各校皆有出版）课程设计课程设计 1.在教师的指导下在教师的指导下,由学生独立完成由学生独立完成2.2.正确处理理论计算与结构设计的关系正确处理理论计算与结构设计的关系3.3.正确处理继承与创新的关系正确处理继承与创新的关系4.4.正确使用标准和规范正确使用标准和规范课程设计的要求课程设计的要求课程设计课程设计 课程设计第一阶段任务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明确要求，进行传动装置的总体设计和传动零件的计
10、算一、传动装置总体设计一、传动装置总体设计1.1.分析传动装置的组成和特点，确定传动方案（分析传动装置的组成和特点，确定传动方案（）2.2.选电动机、分配传动比选电动机、分配传动比3.3.1 1）选电动机）选电动机4.4.a)a)类型：类型：Y Y系列系列 课程设计课程设计 课程设计第一阶段任务课程设计第一阶段任务课程设计课程设计 b)b)容量容量(功率功率)：要求电动机额定功率稍大于电动机工作功率：要求电动机额定功率稍大于电动机工作功率Kw电动机工作功率或或工作机的功率 课程设计第一阶段任务课程设计第一阶段任务课程设计课程设计 传动装置总效率传动装置总效率1 1-一对轴承效率；一对轴承效率；
11、2 2-齿轮啮合效率；齿轮啮合效率；3 3-联轴器效率；联轴器效率；4 4-工作机效率。工作机效率。课程设计第一阶段任务课程设计第一阶段任务课程设计课程设计 最后注明：最后注明：型号、额定功率、同步转速、满载转速、中心高（型号、额定功率、同步转速、满载转速、中心高（H H）、）、轴伸尺寸（轴伸尺寸（D*ED*E）c)c)转速：多选用同步转速为转速：多选用同步转速为1500r/min 1500r/min、1000r/min1000r/min2)2)传动比分配传动比分配传动装置总传动比传动装置总传动比 课程设计第一阶段任务课程设计第一阶段任务课程设计课程设计 (1)(1)各级传动比应在推荐范围内选
12、取，不得超过最大值。各级传动比应在推荐范围内选取，不得超过最大值。(2)(2)数值见手册数值见手册分配原则分配原则:(2)外加带外加带/链传动链传动,传动比最好传动比最好1.51.52.52.5 课程设计第一阶段任务课程设计第一阶段任务课程设计课程设计 或(3)(3)展开式二级圆柱齿轮减速器展开式二级圆柱齿轮减速器(4)(4)同轴式二级圆柱齿轮减速器同轴式二级圆柱齿轮减速器(5)(5)圆锥圆柱齿轮减速器圆锥圆柱齿轮减速器 课程设计第一阶段任务课程设计第一阶段任务课程设计课程设计 （6 6）尺寸协调、互不干涉）尺寸协调、互不干涉 课程设计第一阶段任务课程设计第一阶段任务课程设计课程设计 （7 7
13、）尺寸紧凑、便于润滑）尺寸紧凑、便于润滑 课程设计第一阶段任务课程设计第一阶段任务课程设计课程设计 3 3）传动装置运动、动力参数计算）传动装置运动、动力参数计算 各轴PnTi.二、传动零件设计计算（教材）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第一阶段任务课程设计课程设计 三、初步计算轴的最小直径三、初步计算轴的最小直径 1.键槽键槽单键：加单键：加3%3%5%5%双键：加双键：加7%7%10%10%2.视该轴段所装零件圆整直径视该轴段所装零件圆整直径注意注意：课程设计第一阶段任务课程设计第一阶段任务课程设计课
14、程设计 课程设计第二阶段任务：装配图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一、装配图设计第一阶段主要任务：定出轴的主要任务：定出轴的支点跨距支点跨距，以便进行轴及轴系零件的强度，以便进行轴及轴系零件的强度校核，这一阶段的绘图，所用线条越少越好校核，这一阶段的绘图，所用线条越少越好 以二级展开式圆柱齿轮减速器装配草图设计为例，来说以二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明减速器装配图设计第一阶段工作 1、准备、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
15、轮廓尺寸，并考虑标题栏、明细栏、零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，选择件序号及技术要求等位置，选择合适的比例尺，合理布图合适的比例尺，合理布图。2、绘装配草图（俯视图，结合轴的阶梯化设计）、绘装配草图（俯视图，结合轴的阶梯化设计）课程设计课程设计 1238151.21.21.2LL=+C1+C2+(510)油：油：35脂：脂：1015载荷作用齿宽中载荷作用齿宽中点点a1a23 3、轴上力作用点及支承跨距的确定、轴上力作用点及支承跨距的确定4 4、轴的弯扭合成验算及疲劳强度计算（见教材）、轴的弯扭合成验算及疲劳强度计算（见教材）5 5、验算轴承寿命（
16、见教材）、验算轴承寿命（见教材）6 6、验算键的强度（见教材）、验算键的强度（见教材）课程设计第二阶段任务：装配图设计课程设计第二阶段任务：装配图设计课程设计课程设计 圆锥齿轮减速器装配图设计特点：圆锥齿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、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、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、小圆锥齿轮通常放在套杯里蜗杆减速器装配图设计特点：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蜗杆减速器的结构设计要点是合理地设计
17、蜗杆传动及支座结构并注意散热热2、常用的蜗杆轴支承方式：一端固定，一端游动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、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部主要任务：在第一阶段基础上，进行轴系零件的结构设计主要任务：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装配图设计第二阶段课程设计课程设计 （一）传动零件结构设计（一）传动零件结构设计锻锻造造齿齿轮轮铸铸造造齿齿轮轮（二）套杯与端盖结构（二）套杯与端盖结构（三）轴承润滑与密封（三）轴承润滑与密封 d*n=2*105 mm.r/m
18、in-油润滑油润滑主要任务：完成减速箱箱体及其附件设计主要任务：完成减速箱箱体及其附件设计 装配图设计第三阶段装配图设计第三阶段课程设计课程设计 （一）减速箱箱体的结构设计（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。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)(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联接螺栓应尽量靠近轴承，以不与箱体上固定轴
19、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扳手空间确定 (3)(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100100150mm150mm，以保证箱体的密封性。，以保证箱体的密封性。(4)(4)箱座底面凸缘的宽度箱座底面凸缘的宽度B B应超过箱座内壁，以利
20、于支撑，使壁厚尽应超过箱座内壁，以利于支撑，使壁厚尽量均匀，并尽量减少加工面。量均匀，并尽量减少加工面。(5)(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，锥齿轮浸油深度为齿轮通常取浸油深度为一个齿高，锥齿轮浸油深度为0 05 51 1个齿宽，但不个齿宽，但不小于小于10m10m。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，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大齿轮齿顶距油池底面距离不小于3050mm3050mm
21、，(6)(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油槽流入轴承.(7)(7)要注意箱体结构工艺性。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
22、均应做出凸台或沉头座，铣平或锪平或沉头座，铣平或锪平（二）减速箱附件的结构设计（二）减速箱附件的结构设计1、窥视孔、窥视孔2、通气器、通气器3、放油螺塞、放油螺塞4、油标、油标5、起吊装置、起吊装置6、定位销、定位销7、起盖螺钉、起盖螺钉四、完成减速器装配图四、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、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、填写减速器技术特性3、编写技术要求、编写技术要求4、零件编号、零件编号5、编制明细栏和标题栏、编制明细栏和标题栏6、检查装配图、检查装配图 课程设计第三阶段任务：课程设计第三阶段任务：零件图设
23、计和说明书整理零件图设计和说明书整理 一、零件图的设计要点一、零件图的设计要点 1 1视图选择和布置视图选择和布置 每个零件的视图应布置在一个标准图幅内，尽量每个零件的视图应布置在一个标准图幅内，尽量采用采用1 1：1 1的比例。根据零件表达需要，采用的比例。根据零件表达需要，采用1 1个或多个视图，配以适当的剖个或多个视图，配以适当的剖面图、剖视图和局部视图等。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，细部结构要表注意与装配图的一致性。视
24、图数量要适当，合理利用图幅，细部结构要表达清楚，必要时可以采用局部放大或缩小视图或文字说明。达清楚，必要时可以采用局部放大或缩小视图或文字说明。2 2尺寸标注尺寸标注 零件图上的尺寸是加工与检验的依据。图上标注尺寸，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。按标准加工的尺寸差。按标准加工的尺寸(如中心孔等如中心孔等)，可按国家标准规定格式标注。，可按国家标准规定格式标注。课程设计课程设计 零件图上的形位公差，是评定零件加工质量的重要指标，应按设计要求零件图上
25、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。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，并加注有同一粗糙度时，可在图幅右上角集中标注，并加注“其余其余”字样。字样。3 3技术要求技术要求 零件在制造过程或检验时所必须保证的设计要求和条件，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，且具有相同几的零件的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何特征的局部结构尺寸(如倒角、圆角半径等如倒角、圆角半径等)，也可在技术要求中列出。，也可在技术要求中列出。4 4标题栏标题栏 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。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：课程设计第三阶段任务：零件图设计和说明书整理零件图设计和说明书整理课程设计课程设计