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机械设计课程设计任务书陕西科技大学机电工程学院2008 年 7 月机械设计课程设计任务书机械设计课程设计是机械设计的理论课后设置的一个实践性教学环节。也是高等工科院校大多数机类专业学生第一次较全面的设计能力训练。通过机械传动装置的设计的训练，培养学生理论联系实际的设计思想，使学生巩固和加深有关所学的基本知识，通过制定设计方案，合理选择传动机构和零件类型，正确计算零件工作能力、确定尺寸和选择材料，以及较全面地考虑使用和维护等要求，之后进行结构设计，培养学生综合运用所学理论知识分析和解决工程实际问题的能力，并进行设计说明书的编写方法及计算机绘图和运用设计资料等设计基本技能的训练，为后续课程的课程设计及毕业设计打下基础。一、设计课题的工作量及内容在规定的课程设计教学时间内，学生必须完成的设计工作量是：1）装配图1张；2）零件工作图2张（具体内容由指导老师指定）；3）设计计算说明书1份。1、关于装配图1）图纸大小 装配图一般应采用计算机绘制并打印绘在A1幅面的图纸上。2）视图 除必要的视图（一般为三视图）外，还应考虑是否需要附加局部视图、局部放大图等等。3）尺寸标注 装配图上应标注的尺寸有：（1）外形尺寸-即机械或部件所占的空间位置的尺寸，如总长、总宽、总高，供装箱运输和车间布置时参考；（2）安装尺寸-机械或部件装在地基或底座上的底面尺寸、地脚螺栓孔的尺寸及位置。此外还要注明伸出轴轴线至底面的高度，以确定它与机组（或其他部件、电机轴等）联接时地基（或底面）的高度；（3）装配尺寸-各配合零件（如滚动轴承内径与轴颈、外圈与轴承座孔、传动零件轮毂孔与轴头等）处的配合尺寸，包括配合和精度符号；（4）特性尺寸-如传动中心距及其偏差等。4）标题栏、零件的序号、图号和明细表（1）标题栏的尺寸及填写应符合机械制图国家标准；（2）装配图中的零件应编列序号。序号的编排方法应符合机械制图国家标准。明细表内零件的序号应与装配图中标注的零件序号相一致，而明细表内零件的序号一般不与图号相同，吐号只是属于预加工制造的零件所有，对于市购的标准件没有图号只有序号。5）技术特性数据 技术特性数据用表列于装配图的适当空白处，数据有输入功率、输入转速、总传动比、各级传动的传动比等，如表1所示。表1-1 技术特性输入功率KW输入转速r/min效率总传动比i第一级第一级mni1精度等级mni2精度等级6）技术要求 机械或部件的装配、调整、检验和维护等要求，无法在装配图长表示，因此需要用文字形式写于装配图上适当的空白处，成为技术要求。不同的机械或部件，其技术要求并不相同，应视实际情况而定。2、关于零件工作图零件工作图时制造和检验零件的依据，所以零件工作图上必须包括制造和检验零件所需要的全部内容。有：必要的视图、尺寸、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、材料、技术要求等，对传动零件，还要列出主要几何参数、精度等级、偏差等。零件工作图的图纸要求计算机绘制、打印，其大小一般用A3或A4幅面图纸，图纸设置有标题栏。3、关于计算说明书对于计算说明书的要求是：1）系统说明设计过程中所考虑的问题以及一切设计计算，包括与计算有关的必要简图，如整机或传动方案简图、有关零件的结构简图、轴的受力分析图以及弯矩图和扭矩图等。2）计算正确完整、文字简练通顺、书写整齐清晰。计算部分只需列出公式，代入数据，写出结果，中间演算过程可以略去。计算结果只列于该页面右面一栏内的相应处，包括“合用”、“安全”等结论。3）说明书用专用稿纸，按合理的顺序及格式手写，注明页次并编写目录，最后加上规定的封面装订成册。4）说明书的总字数为6000-8000字。说明书的内容包括：1）目录（标题及页次）；2）设计课题；3）设计课题分析（包括拟定方案简图）；4）确定原动机（例如电动机的类型、功率和转速）；5）机械或部件中各轴的运动学和动力学计算（如传动装置的总传动比计算、各级传动比的分配、各轴的转速、功率和扭矩的计算）；6）传动零件的设计计算（带传动、齿轮传动、蜗杆传动、链传动等的主要参数和尺寸）；7）轴的设计（包括计算轴的最小直径、轴的结构设计，绘出弯矩图、扭矩图进行强度校核等）；8）轴承和选定和计算，轴承的组合设计；9）轴毂联接（如键联接、销联接等）的选择和计算；10）联轴器的选择；11）轴的精确校核计算；12）润滑与密封（包括润滑剂的选定、润滑方法，润滑剂供给方式，密封装置的选择）；13）箱体零件的设计；14）辅助零件的选择和说明；15）其他技术说明；16）设计小结（简要说明设计的优缺点、分析与改进等）17）参考文献资料（编号、文献资料名称、作者、出版单位、出版年、月）二、课程设计题目题目1： 设计热处理车间零件清洗用传送设备中的二级展开式圆柱齿轮减速器。该传动设备的动力由电动机经减速装置后传至传送带。两班制工作，工作期限为8年。1-电动机；2-带传动；3-减速器；4-联轴器；5-卷筒；6-输送带。原始数据题 号1-11-21-31-41-51-61-71-81-91-10输送带主轴扭矩T（Nm）7006706509501050900660900900950输送带运行速度V（m/s）0.630.750.850.80.80.70.830.750.850.9卷筒直径D（mm）300330350350380300360320360380题目2： 设计一用于汽车发动机装配车间带式输送机上的二级同轴式圆柱齿轮减速器。该输送机由电动机经传动装置驱动，用于输送装配用零件。要求减速器在输送带方向具有最小的尺寸，且电动机必须与卷筒轴平行安装，两班制工作，工作期限为10年。工作平稳，单向转动。1-电动机；2-带传动；3-减速器；4-联轴器；5-卷筒；6-输送带。原始数据题 号2-12-22-32-42-52-62-72-82-92-10输送带主轴扭矩T（Nm）1300140013501300130017501700180018501760输送带运行速度V（m/s）0.680.750.700.800.900.770.850.800.780.85卷筒直径D（mm）300350320360400350380360370365题目3： 设计一用于铸造车间的型砂输送设备上的圆锥圆柱齿轮减速器。两班制工作，空载启动，工作有轻微振动，工作期限为10年。单向转动。输送带的允许速度误差在5%以内。1-电动机；2-联轴器；3-减速器；4-联轴器；5-卷筒；6-输送带。原始数据题 号3-13-23-33-43-53-6输送带工作拉力F（N）6000800010000150002100028000输送带速度V（m/s）0.800.850.900.850.800.80卷筒直径D（mm）300320350300280200题目4： 设计一用于链式输送机上的圆锥圆柱齿轮减速器。两班制工作，工作有轻微振动，工作期限为5年。单向转动。曳引链的允许速度误差在5%以内。减速器小批量生产。1-电动机；2-联轴器；3-减速器；4-链传动；5-链式输送机。原始数据题 号4-14-24-34-44-54-64-7曳引链拉力F（N）900095001000010500110001150012000曳引链速度V（m/s）0.300.320.340.350.360.380.40曳引链链轮齿数Z8888888曳引链节距P（mm）80808080808080题目5： 设计一用于链式输送机上的蜗杆减速器。工作平稳，单向转动。工作期限为5年。曳引链的允许速度误差在5%以内。减速器通风良好。减速器批量生产。1-电动机；2-联轴器；3-减速器；4-链传动；5-链式输送机。原始数据题 号5-15-25-35-45-55-6曳引链拉力F（N）640068006000700062007200曳引链速度V（m/s）0.260.250.250.300.240.20曳引链链轮齿数Z151412151210曳引链节距P（mm）8010010080100100工作班数单单双双单三题目6： 设计一用于带式输送机上的蜗杆减速器。空载启动，工作平稳，单向转动，三班制工作。工作期限为10年。输送带的允许速度误差在5%以内。减速器通风良好。减速器小批量生产。1-电动机；2-联轴器；3-减速器；4-联轴器；5-卷筒；6-输送带。原始数据题 号6-16-26-36-4输送带工作拉力F（N）2000220025003000输送带速度V（m/s）0.800.9011.10卷筒直径D（mm）350320300275题目7： 设计一加热炉推料机传动装置中的蜗杆减速器。工作较平稳，单向转动，双班制工作。工作期限为10年。推料机的允许速度误差在5%以内。1-电动机；2-联轴器；3-减速器；4-齿轮传动；5-大齿轮轴。原始数据题 号7-17-27-37-4大齿轮轴传递的功率P（KW）1.11.21.31.4大齿轮轴的转速n（r/min）38303536题目8： 设计一斗式提升机用的同轴式二级圆柱齿轮减速器。工作平稳，单向转动。双班制工作，工作期限为8年。输出轴的允许速度误差在5%以内。1-电动机； 2-联轴器； 3-减速器； 4-联轴器；5-驱动鼓轮； 6-运料斗； 7-提升带。原始数据题 号8-18-28-38-4生产率Q（t/h）15162024提升带的速度V（m/s）1.822.32.5提升高度H（m）32282722提升机鼓轮直径D（mm）400400450500说明：提升驱动鼓轮所需功率为：题目9： 设计一悬式输送机传动用的蜗杆减速器。工作平稳，单向转动。双班制工作，工作期限为20年。输出轴的允许速度误差在5%以内。1-电动机；2-联轴器；3-减速器；4-链传动；5-输送链。原始数据题 号9-19-29-39-4输送链的牵引力F（N）1400150018002000输送链的速度V（m/s）0.850.700.650.60输送链链轮节圆直径D（mm）641312515312题目10： 设计一造纸厂蒸球设备传动系统中的展开式二级圆柱齿轮减速器。该传动工作有轻微振动，单向转动。三班制工作，工作期限为5年。输出轴的允许速度误差在5%以内。该工作机过载系数为1.1，工作机效率为0.97。1-电动机；2-联轴器；3-减速器；4-联轴器；5-驱动鼓轮；6-运料斗；7-提升带。原始数据题 号10-110-210-3蒸球轴的工作扭矩T（Nm）250004000060000蒸球转速n（r/min）0.560.480.42蜗杆传动的传动比i100120120题目11： 设计一带式输送机传送设备中的减速器。该传动设备的动力由电动机经减速装置后传至传送带。传动装置如图11-1所示。该输送设备单向运转，载荷较平稳，两班制工作，工作期限为4年，滚筒效率为 0.96 （包括滚筒与轴承的效率损失）。由一般机械厂制造，小批量生产。2-1 传动装置参考传动方案如图2-2所示：图2-2 带式输送机传动装置参考传动方案原始数据题 号11-111-211-311-411-511-611-711-811-911-10输送带工作拉力F（N）1500220023002500260028003300400048003000输送带工作速度V（m/s）1.11.11.11.11.11.41.21.61.250.8卷筒直径D（mm）220240300400200350350400500250原始数据题 号11-1111-1211-1311-1411-1511-1611-1711-1811-1911-20输送带工作拉力F（N）4000420045004800500052005500600065007000输送带工作速度V（m/s）2.01.91.81.71.61.51.41.31.21.1卷筒直径D（mm）450450400450500400450400400400题目12： 设计一慢动卷扬机传送设备中的减速器。该传动设备的动力由电动机经减速装置后传至传滚筒。传动装置如图2-3所示。该慢动卷扬机传送设备单向运转，载荷较平稳，三班制工作，工作期限为15年，滚筒效率为 0.96 （包括滚筒与轴承的效率损失）。由一般机械厂制造，小批量生产。2-3 传动装置参考传动方案如图2-4所示：图2-4 慢动卷扬机传动装置参考传动方案原始数据题 号12-112-212-312-412-512-612-712-812-912-10钢绳拉力F（N）14000160001800020000220002400026000280003000032000钢绳速度V（m/s）0.170.180.170.180.20.180.170.20.180.17卷筒直径D（mm）250300350400350300250400450500题目13： 设计一螺旋推力机传送设备中的减速器。该传动设备的动力由电动机经减速装置后传至传推力螺旋轴。传动装置如图2-5所示。该螺旋推力机传送设备单向运转，载荷较平稳，三班制工作，工作期限为15年，工作机效率为 0.92 （包括工作机与轴承的效率损失）。由一般机械厂制造，小批量生产。2-5 传动装置参考传动方案如图2-6所示：图2-6 螺旋推力机传动装置参考传动方案原始数据题 号13-113-213-313-413-513-6推力机所受阻力矩T（Nm）1009590858075推力螺旋轴的转速n（r/min）170160150140130120三、电动机的选择Y系列三相异步电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，是我国新设计的统一系列，其结构简单、工作可靠、价格低廉、维护方便，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体和特殊要求的机械上，如金属切削机床、风机、运输机、搅拌机、农业机械和食品机械等。由于Y系列电动机具有良好的起动性能，因此也适用于某些对起动转矩有较高要求的机械，如压缩机等。关于Y系列三相异步电动机的技术数据和安装结构型式及外形尺寸见后表。表3-1 Y系列三相异步电动机的技术数据型号额定功率P (KW)满载转速n(r/min)堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩型号额定功率P (KW)满载转速n(r/min)堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩同步转速 3000 r/min (2极)同步转速1500 r/min (4极)Y801-20.7528252.22.2Y80L-40.5513902.22.2Y802-21.128252.22.2Y802-40.7513902.22.2Y90S-21.528402.22.2Y90S-41.114002.22.2Y90L-22.228402.22.2Y90L-41.514002.22.2Y100L-2328802.22.2Y100L1-42.214202.22.2Y112M-2428902.22.2Y100L2-4314202.22.2Y132S1-25.529002.02.2Y112M-4414402.22.2Y132S2-27.529002.02.2Y132S-45.514402.22.2Y160M1-21129302.02.2Y132M-47.514402.22.2Y160M2-21529302.02.2Y160M-41114602.22.2Y160L-218.529302.02.2Y160L-41514602.22.2Y180M-22229402.02.2Y180M-418.514702.02.2Y200L1-23029502.02.2Y180L-42214702.02.2Y200L2-23729502.02.2Y200L-43014702.02.2Y225M-24529702.02.2Y225S-43714801.92.2Y250M-25529702.02.2Y225M-44514801.92.2Y280S-27529702.02.2Y250M-45514802.02.2Y280M-29029702.02.2Y280S-47514801.92.2Y315S-211029801.62.2Y280M-49014801.92.2Y315M-213229801.62.2Y315S-411014851.82.2Y315L1-216029801.62.2Y315M-413214851.82.2Y315L2-220029801.62.2Y315L1-416014851.82.2Y315L2-420014851.82.2表3-1 Y系列三相异步电动机的技术数据（续）型号额定功率P (KW)满载转速n(r/min)堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩型号额定功率P (KW)满载转速n(r/min)堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩同步转速1000 r/min (6极) 同步转速750 r/min (8极) Y90S-60.759102.02.0Y132S-82.27102.02.0Y90L-61.19102.02.0Y132M-837102.02.0Y100L-61.59402.02.0Y160M1-847202.02.0Y112M-62.29402.02.0Y160M3-85.57202.02.0Y132S-639602.02.0Y160L-87.57202.02.0Y132M1-649602.02.0Y180L-8117301.72.0Y132M2-65.59602.02.0Y200L-8157301.82.0Y160M-67.59702.02.0Y225S-818.57301.72.0Y160L-6119702.02.0Y225M-8227301.82.0Y180L-6159701.82.0Y250M-8307301.82.0Y200L1-618.59701.82.0Y280S-8377301.82.0Y200L2-6229701.82.0Y280M-8457401.82.0Y225M-6309801.72.0Y315S-8557401.62.0Y250M-6379801.82.0Y315M-8757401.62.0Y280S-6459801.82.0Y315L1-8907401.62.0Y280M-6559801.82.0Y315L2-81107401.62.0Y315S-6759801.62.0Y315M-6909851.62.0Y315L1-61109851.62.0Y315L2-61329851.62.0Y系列三相异步电动机的型号由四部分组成：第一部分汉语拼音字母Y表示异步电机；第二部分数字表示机座中心高；第三部分英文字母为机座长度代号（S-短机座、M-中机座、L-长机座），字母后的数字为不同功率的代号；第四部分横线后的数字电动机的级数。例如：电动机型号Y132S22 表示机座中心高为132mm，短机座，级数为2的Y系列三相异步电动机。表3-2 Y系列三相异步电动机的安装结构型式及外形尺寸（基本安装形式-B3型）型号尺 寸 数 据HABCDEF*GDGKABACADHDAABBHA2P4,6,8P2P4,6,8P2P4,6,8P2P4,6,8PY80801251005019406*615.5101651751501703413010Y90S901401005624508*720101801951601953613012Y90L901401255624508*720101801951601953615512Y100L1001601408