机械设计综合课程设计讲义

机械设计课程设计,先修课程：机械制图，理论力学，材料力学，机械工程材料，机械制造基础，公差与技术测量，机械原理，机械设计,CourseDesignforMechanicalDesign,一、课程设计的目的1综合运用所学的知识和技能，树立正确的设计思想，提高机械创新设计能力。2熟悉机械设计过程，掌握机械设计的一般方法和规律，学会使用设计资料、标准和规范，通过设计实践，在机械设计基本技能上得到训练。3巩固、加深和扩大在本课程和先修课程中学到的知识。,二、课程设计内容（一般用途的机械传动装置）,联轴器,电动机,减速器,滚筒,（1）装配图一张（0号或1号图）（2）零件图3张（传动零件、轴和箱体）（3）计算说明书一份，约6000-8000字（整理）,三、设计工作量,齿轮、蜗杆、蜗轮,四、课程设计过程,1传动装置总体设计2装配草图、装配图设计3工作图设计4编写设计计算说明书5答辩,五、成绩评定,图纸质量、说明书、答辩情况及综合设计表现，按百分制评分。,六、主要参考书1机械设计2机械设计课程设计指导书3机械设计课程设计图册4.机械零件手册,七、课程设计的要求1.循序渐进，逐步完善和提高。2.掌握机械设计基本技能，正确处理理论计算与结构设计的关系。3.汲取传统经验，注重调查研究，发挥主观能动性和创新精神。4.提倡采用现代设计方法和手段，提高综合设计能力。,机械装置总体设计,一、原动机的选择常用：Y系列三相异步电动机1.选择电动机类型同步转速：300015001000750级数：2468电动机的安装及外形尺寸：,(极对数、体积、cos、价格),2.确定电动机的功率,(1)工作机所需电动机功率,或,传动装置效率,(2)确定电动机型号PedPd例：,查取电动机轴外伸端尺寸:-直径-长度等,二、传动装置运动参数、动力参数1.确定总传动比,2.分配各级传动比,(1)各级传动比应在推荐范围内选取，不得超过最大值,(3)圆锥圆柱齿轮减速器,分配原则:,目的：（1）尺寸协调,互不干涉,高速级大齿轮与低速轴干涉,带轮过大造成安装不便,（2）尺寸紧凑,便于润滑,不同的传动比分配对外廓尺寸的影响,3.各轴转速：,4.各轴输入功率：,5.各轴输入转矩：工作机需要的电机输出转矩,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。,各轴输入、输出转矩、功率不同,电动机轴,1轴,2轴,3轴,滚筒轴,装配图设计,一、减速器外传动零件设计,1.普通V带传动已知：P,n,T,i。,2.链传动已知：P,n,T,i。,设计步骤：见教科书例题。,1.高速级齿轮传动已知：P,n,T,i。设计步骤：见教科书例题。,2.低速级齿轮传动已知：P,n,T,i。设计步骤：见教科书例题。,二、减速器内传动零件设计,三、按转矩初步计算轴的最小直径,注意：1.键槽,单键：加5%,双键：加7%,2.圆整为标准直径,3.或按联轴器圆整直径,四、验算工作速度误差,五、减速器箱体结构尺寸,注意：,、,8，,装配草图设计,1.传动零件的结构和几何尺寸,2.初步计算轴的直径,4.轴承类型、联轴器类型尺寸？,3.电动机输出轴的尺寸,5.减速器箱体的结构（表3-1）,已知条件,设计内容:,1.初绘装配草图,2.轴、轴承、键、联轴器的校核计算,1,2,3,4,5,1电动机2联轴器3减速器4运输带5卷筒,一、初绘装配草图,1.布置图：尽量选取11的比例,3.初步计算轴直径,2.画中心线，da,d,b1,b2画出三面内壁线。,1=2=3=815mm,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。,C1,C1,l1,2,L3,L2,L1,L1,L2,L3,1,L1,阶梯轴结构,d1,d2,d3,d4,d5,d,齿轮联轴器,h,r,c,L,外伸端安装联轴器的安装尺寸,d,d5,d1,d2,d3,d4,B,h,弹性套柱销联轴器,r,r,l,油,油润滑轴承的轴承盖结构,l1,c1,c2,L1,L2,L3,按外接零件要求确定,L1,L2,L3,a1,a2,2,l2,4,按外接零件要求确定,L1,油润滑3-5,L2,L3,1,2,L,L,L,L,L,L,L1,按外接零件安装要求确定,L2,L3,L2,L3,2,C1C2（58）,C1,C2,a,L3,L2,L1,L3,1,L1,支点跨距与悬臂零件间的距离,l12l2或l12.5d,d,l1,l2,密封件,轴用弹性挡圈,用垫片调整锥齿轮轴向位置,D,套杯结构与轴向位置的调整,2,套杯,小锥齿轮组合（正装）,l,小锥齿轮组合（反装）,l,二、验算轴、轴承、键、联轴器,1.轴的计算,2.轴承的计算,3.键的计算,4.联轴器的计算,三、完成装配草图,1.画出齿轮的结构及固定,轴向,周向,2.画出轴系的细部结构,工作图设计,包括两个内容：装配工作图和零件工作图。一、装配工作图在草图的基础上进行装配图设计。避免盲目照抄草图，修改草图中的错误，力求进一步改进和提高设计质量）,要点：1.布图尽量用1:1的比例在两(或三)个视图上画出。必要时画断面、剖视和局部视图。（应当完整、准确地表示出每个零件的结构形状、位置和尺寸，以及它们之间的连接性质和相互关系）,2.画图过程用细线勾出装配图中各个零件画零件工作图一起加深。（要求各视图一起画）,3.装配图上应标明注册的尺寸,特性尺寸：表明机器性能、规格和特性的尺寸。中心距及偏差：1600.0315中心高：190（最好以0结尾）配合尺寸：表明配合零件间装配关系的尺寸。,安装尺寸：表明机器安装在其基础上的位置尺寸。（箱体底面尺寸；地脚螺钉中心距离和对中心的距离；带轮、联轴器伸出头尺寸及对中心距离）外形尺寸：表明机器占用的空间尺寸。（包装、运输、安装、厂房用）,4.配合选择轴齿轮（带轮、联轴器）：轴轴承内圈：箱座孔轴承外圈：轴轴套（挡油环）：轴承盖箱座孔：轮缘轮芯：,5.装配图上应标注的技术要求,装配前所有零件用煤油清洗，滚动轴承用汽油清洗，箱体内壁涂防锈漆。齿轮传动的齿面接触斑点；滚动轴承的热补偿间隙为0.20.5mm。减速器剖分面、密封面和接触面均不允许渗漏。剖分面涂密封油漆或水玻璃，禁止使用任何垫片。箱体内装全损耗系统用油；轴承用润滑脂。,跑合试验要求，空载试验、负载试验（时间、工作条件）。对外观、包装和运输的要求。,6.减速器的技术特性表,7.标题栏、明细表及零件编号,零件工作图,零件工作图：生产用的图纸一张完整的零件图要求能全面、正确、清晰地表达零件结构、制造和检验所需所全部尺寸和技术要求。,设计要点：1.视图选择和布图：选择适当的标准图幅,比例尽量采用1:1。2.尺寸标注：零件图上应标注尺寸公差、形位公差及表面粗糙度。,3.技术要求热处理，表面处理。（渗碳，渗氮，氰化，镀层，抛光）未注明的圆角、倒角、斜度等要求。特殊要求：修饰，涂色，检验，试验。（平衡，噪声）,4.标题栏（参照教材图4-1）,5.要求避免零件在车间做任何计算（尺寸标注完全）零件各部分尺寸尽量标注在同一投影图上。尺寸线、引出线引到看得见的轮廓线上。下面介绍齿轮（盘类）和轴（轴类）。,齿轮（盘类零件）1视图齿轮类零件一般选取12个视图，侧视图可只画主视图表达不清的键槽和孔。2尺寸标准包括圆、宽度和键槽三部分。3啮合特性表齿轮类零件的主要参数和误差检验项目应在齿轮（蜗轮）啮合特性表中列出。啮合特性表一般布置在图幅的右上角。齿轮（蜗轮）的精度等级和相应的误差检验项目的极限偏差或公差取值见第六章。,4技术要求1）对毛坯的要求：如铸件不允许有缺陷，锻件毛坯不允许有氧化皮及毛刺。2）对材料化学成分和力学性能的要求，允许使用的代用材料。3）零件整体和表面处理的要求：如热处理方法、热处理后的硬度、渗碳/渗氮要求及淬火深度。4）未注倒角、圆角半径、斜度等的说明。5）其他特殊要求：如修形或对高速齿轮的动平衡试验等。,轴(轴类零件)1视图选择轴的结构可用一个视图加若干断面。2尺寸标注满足加工、检验、装配要求。注意：基准面，加工过程，尺寸链不封闭。3形位公差重点是轴颈和轴头部分。4表面粗糙度,5技术要求轴类零件的技术要求包括：1）对材料化学成分和力学性能的要求，允许使用的代用材料。2）热处理方法和要求：如热处理后的硬度、渗碳/渗氮要求及淬火深度等。3）未注倒角、圆角的说明。4）其他加工要求：如对某些关键尺寸、加工状态要求的特殊说明。,检查：视图数量是否足够。零件结构是否正确。尺寸标注、公差、形位公差、表面粗糙度是否正确。技术要求是否完善、正确。标题栏、明细表填写是否完整、正确。检查修改后加深。图纸全部内容要符合制图国家标准。保持整洁，文字、数字用仿宋体写出。,编写设计计算说明书和准备答辩,一、设计计算说明书,要求：计算正确、论述清楚、文字精炼、插图简明、书写工整。,格式：,内容：,（1）目录（标题及页次）；（2）设计任务书；（3）传动方案的分析与拟定（简要说明并附传动方案简图）；（4）电动机的选择计算；（5）传动装置的运动及动力参数计算；（6）传动零件的设计计算；（7）轴的计算；（8）滚动轴承的选择和计算；,（9）键连接的选择和计算；（10）联轴器的选择；（11）减速器的润滑方式和密封类型的选择，润滑油的牌号选择和装油量计算；（12）设计小结（对课程设计的体会，设计的优缺点和改进意见等）；（13）参考资料（资料编号、作者、说明、出版单位和出版年份）。,二、准备答辩,装配图、零件图和设计计算说明书完成后，装订成册，方可进行答辩。,叠图示例,时间安排,1.设计准备1天2.装置总体设计1.5天3.装配草图设计9天,1.传动件计算2天；2.绘草图设计轴、轴承装置的结构2天；3.轴强度、轴承寿命计算1天；4.有关零件的具体结构、机体和附件2天；5.标注尺寸、配合公差；编写技术要求、对零件编号、列出明细表及标题栏,最后完成装配图2天6.完成（重画）装配图（草图审查合格后绘制）3天,7.零件图3天8.计算说明书1.5天9.答辩1天,注意事项,1.采用标准件，提高标准化程度。2.数值圆整（0、5结尾）（分度圆直径不可圆整），结果取两位小数。3.绘图计算交叉进行。4.直齿