机电工程学院工程认证机械设计课程设计教案王科社

1、北京信息科技大学学 期 授 课 教 案开 课 学 期： 20152016 学年第2学期 课 程 名 称： 机械设计课程设计 任 课 教 师： 王科社 职称： 教 授 授 课 班 级： 机械1301 开 课 学 院： 机 电 工 程 学 院 大纲要求授课时数理论实践（含实验、上机、课程设计和社会实践等）三周多媒体教学学时6授课批次1周学时考核方式理论考试 考查开卷 闭卷实践实验成绩比例理论90 % (平时 20 %，期末 70 %)实践 10 %备注：实践环节的“考核方式”、“成绩比例”由开课学院根据课程特点确定第 22 页课程名称机械设计课程设计课程编号0BS01904学时分配学 分3讲课：6

2、课外实践：课程类型必修基础课（ ）；专业课（）；实践教学（ ）选修专业选修课（）；公共选修课（ ）专业 机械设计制造及自动化授课班级机 1301校内教师 王科社职称 教授学位教材 教材名称作者出版社及出版时间机械设计课程设计王大康主编，王科社，林光春副主编，米洁 高国华参编中国铁道出版社，2015年12月参考资料资料名称作者备注说明（资料来源等）机械设计濮良贵高等教育出版社，2013年5月机械设计课程设计任务书、设计素质训练及创新设计作业指导书王科社等自编教材新编机械设计课程设计图册（第3版）陈铁鸣主编，张志强，王科社等参编高等教育出版社，2015年8课程设计设计说明书编写大纲王科社等自编教材

3、机械设计课程设计答辩要求及评分原则王科社等自编教材机械设计课程设计指导难点和检查重点王科社等自编教材机械设计课程设计的教学要求王科社等自编教材教学目的要求1.知识：综合运用机械设计及其它有关先修课程，如机械制图、测量及公差配合、金属材料及热处理、工程力学等的理论和生产实际知识进行机械设计训练，使理论和实际结合起来，使这些知识得到进一步巩固、加深和拓展；2.能力：通过设计训练，强化学生对设计方法、设计过程、设计计算、设计制图、设计成果表达、设计文档等方面的动手能力。通过查阅文献、工程软件学习，完成减速器的设计，培养学生掌握主要文献检索工具互联网搜索引擎的使用方法，能够利用互联网和文献检索工具收集

4、机构设计相关问题的技术信息，以及自学工程软件的相关能力，为后续课程的学习做准备。培养学生具有设计基本机械产品的能力和初步具有机械结构设计、机械装置设计的能力以及开发创新能力。设计训练采取设计小组的形式，以培养学生在设计活动中的分工、协作的合作精神，以提高对实际设计工作的适应能力。3.认知：进行基本技能的训练，对计算、制图、运用设计资料（如手册、图册、技术标准、规范等）以及进行经验估算等机械设计方面的基本技能得到一次综合训练，提高技能水平。建立机械设计的基本过程、方法和思路的认知。学习者分析1.学生的先修课程（材料力学、机械原理）基础较弱，有部分学生至今还没有通过先修课程或成绩不高；2.学生综合

5、应用所学知识，解决问题的能力不强，习惯于死记硬背的内容学习及考试。主要教学方法及考核方式设计过程总计 3 周。其中安排一次观摩模型实物展览室，以增强学生的感性认识；安排6学时集中讲课，讲解各阶段要点；其他时间采取集体辅导及个别指导相结合的指导方式。其中讲课、辅导穿插在各阶段进行。对老师的在讲课和辅导强调5点：（1）辅导讲课阶段性（5阶段，讲3次）；（2）总结及时性；辅导针对性；（3）抓“两头”带中间，善于引导，引而不发，三边设计法，不断总结教学法；（4）抓进度、纪律、学风、教书育人，深入细致，严师出高徒；（5）注意钻研指导书、图册和手册，深入钻研业务。学习是基础，思考是关键，实践是根本。在课程

6、设计的实践中，要巩固理论学习的基础，也要思考创新，落实实践的根本。考核方式：机械设计课程设计成绩相对机械设计课程考试成绩是独立的，单独记载。课程设计成绩分优秀、良好、中等、及格和不及格五级，成绩不及格应重新进行设计。根据学生的设计态度、设计质量、创新性及答辩情况综合评定学生机械设计课程设计的成绩等级。课程设计成绩评定标准1.对学生评分按优，良，中，及格，不及格五个等级进行。2.对课程设计考评按四项内容进行，所占比例为：1）方案讨论及答辩 302）计算及设计 303）图样部分及说明书 304）平时表现 10教学重点难点教学重点：常用传动零件、支撑零件、联接零件的设计方法。教学难点：机械零件零件图

7、完整绘制。授课时间20142015学年第一学期 周1820六、教案正文：第一次辅导课（2学时）（一） 机械设计课程设计的目的、任务、要求1、 目的1） 巩固和深化所学课程的知识要求我们综合利用先修课程要绘图，就要用到机械制图的知识要选材，就要用到金属工艺的知识选型，综合用到机械原理的知识 受力分析，就要用到理论力学、材料力学的知识培养设计能力。2） 树立正确的设计思想2、 任务1） 齿轮减速器装配图1张。（A0或A1图纸）2） 零件图4张（齿轮、轴、箱体、箱盖）3） 设计计算说明书1份a. 传动方案的拟定b. 强度计算（低速轴、轴承、键、齿轮） 4）任务书北京信息科技大学课程设计任务书课程名称

8、机 械 设 计设计题目带式输送机传动装置1 设计要求(包括主要指标、数据及工作量)1.1 传动系统示意图1.2 原始数据 1.运输带的拉力F= N2.运输带工作速度V= m/s 3.卷筒直径D= mm1.3 设计条件： 1.工作条件：锅炉房运煤；三班制，每班工作四小时；空载起动、连续、单向运转，载荷平稳 2.使用期限及检修间隔:工作期限为10年，每年工作250日；检修期定为三年。3.生产批量及生产条件：生产几十台，无铸钢设备4.设备要求:固定；5.安装形式：卧式；6.生产厂：校办工厂。1.4 工作量1.减速器装配图A0(A1)一张2.零件图14张3.设计说明书一份约60008000字2 设计说

9、明书的主要内容封面 (标题及班级、姓名、学号、指导老师、完成日期)目录（包括页次）设计任务书传动方案的分析及拟定(简单说明并附传动简图)电动机的选择计算传动装置的运动及动力参数的选择和计算传动零件的设计计算轴的设计计算滚动轴承的选择和计算键联接选择和计算联轴器的选择减速器的润滑方式和密封类型的选择润滑油牌号的选择和装油量计算减速器附件的选择及设计减速器箱体的设计设计小结(体会、优缺点、改进意见)参考文献3 参考文献1 濮良贵，纪名刚主编.机械设计，第9版.北京：高等教育出版社，2013年5月；2 王大康主编.王科社，林光春副主编，米洁 高国华参编.机械设计课程设计，北京：中国铁道出版社，201

10、5年12月3 毛振杨等编、机械零件课程设计、浙江大学出版社、1985年8月4 哈尔滨工业大学主编.机械零件设计指导书.北京：人民教育出版社1982年5 陈铁鸣主编.新编机械设计课程设计图册（第3版），北京：高等教育出版社，2015年8月6 王科社，滕启编.机械设计课程设计指导书，北京：北京机械工业学院，2001年7 周开勤主编.机械零件手册，第5版.北京：高等教育出版社，2001年7月8 滕启，米洁，王科社编.机械设计课程设计指南，北京：北京机械工业学院，2002年9 其它（网上资料） 指导老师签字： 2005年2月18日3、 内容1） 传动装置的总体设计2） 传动零件、轴、轴承、联轴器等的设

11、计计算和选择3） 装配图和零件图设计4） 设计计算说明书的编写4、 要求1） 培养独立工作能力2） 培养正确设计思想3） 掌握设计进度，按作习时间5、 进度安排1） 减速器拆装2） 传动装置的总体设计及传动零件的设计计算第一周二前完成，周三上午8：00上第二次辅导课3） 装配图设计a) 装配草图设计，传动零件的验算第一周四、五，第二周一完成轻画b) 完成装配图给指导老师看后再填粗。第二周二完成，第二周一下午2：00上第三次辅导课4） 零件图第二周四、五完成5） 写设计计算说明书 第三周一、二完成，周三答辩交卷6、 注意事项1） 正确处理继承及创新的关系2） 学会运用三边设计方法（边计算、边绘图

12、、边修改）3） 讲究和提高工作效率（二）机械系统整体设计（P12-24）一）传动方案的拟定（给定） 减速器对已知的传动方案进行可行性、合理性、经济性分析 ，提出改进意见二）电机选择 表17-14 P226-P2281、 种类 Y系列三相异步电动机2、 功率 原则Ped>Pd Ped-电机额定功率 Pd= Pw-工作机功率（带式运输机功率）Pw=(kW)或Pw=(kW) T(N·m) n(r/min)-总效率，全部运动副效率的连乘积，参考表2-3（P18)3、 转速电动机最高同步转速3000（二级电机）n尺寸价格但减速器i使i12的n，三)总传动比及分配1、总传动比 ,2、传动比

13、的分配 允许35%1) 各种传动装置允许的传动比范围，表2-2(P13)表23（P1315）2) 各级传动装置的结构尺寸协调、均匀、合理、不干涉带+齿 i带<I齿 i带<2.5 大带轮直径不能太大齿+链 i链<3 齿轮传动比不为整数,齿数互质齿+齿 i齿单<4检查干涉：单级，如皮带轮半径大于中心高就会产生干涉3）两级齿轮传动 不干涉中间轴上大齿轮可能碰到低速轴 浸油润滑两大齿轮直径不能相差太大d=da2-da4<10 i高=1.11.5i低四）传动装置的运动和动力参数计算22241、 各轴转速n1 n2 n32、 各轴的轴功率（输入功率） P1 P2 P3P1=P

14、d01 P2=P1123、 各轴输入转矩T1，T2，T3一般按电机额定功率计算。轴编号后列一栏表（三）传动零件的设计计算（P25-P29）应注意的问题1、对带传动 Z4D1>Dmin 教材P155157，D2不能太大，i<22.52、链传动 选择单排滚子链节距尽量小，节距为偶数，Z1参看教材P177链轮齿数要奇数，不能整除链节数3、齿轮传动：各计算数值必须精确，小数点后三位。 A、精度 78级 B、齿宽系数 d直齿：d大 硬小斜齿：d小 软大 C、设计准则 软齿面 按齿面接触强度设计为主 硬齿面 按齿根弯曲强度设计为主 d、结果要合理 2m4 动力用齿轮，结构又不太大 e、中心距范

15、围便于布图（太大图纸画不下，太小结构有问题，如轴承）单级：100<a<150 双级210<a <270 f、两级齿轮传动要检验i ii 不干涉，3齿轮不会及轴相干涉，拒绝10154、 联轴器的选择P，n高速宜选 用有弹性元件挠性联轴器，缓冲吸振低速转矩大，安装精度高，刚性联轴器;如果安装精度不高，无弹性元件挠性联轴器注意：轴孔及电动机轴颈接近注意：将计算数据和尺寸整理、保留。第二次辅导课（2学时）（1） 装配草图的设计及绘制P3176（2） 装配图设计的特点1、 绘图和计算交错进行2、 许多尺寸在绘图中得到二）装配图的绘制方法，步骤及注意的问题3、 视图的布置不要顶天立

16、地，采用1:1比例,增加真实感主要装配关系和工作原理表示安排在一个视图上(一般在俯视图上),三个视图表示不清的要增加局部视图。4、 一般步骤（先画轮廓，后画细节，逐步完成结构设计，然后进行轴、键、强度计算、轴承寿命计算。A、 先画俯视图由中心往外画，参看P39 图5-1 P40 图5-2，图5-3箱体结构尺寸和各零件之间的距离，参看(P35表4-1)，初定轴结构后，就可进行强度计算、轴承的寿命计算，不要全部画好后才计算，要不然就不好修改图。B、 再画主视图H（中心高）的确定P227： i 齿顶及箱底面的距离hmin>3050mm渣滓不易搅起来ii 保证装油量（冷却、润滑）P59单级 0.

17、350.7升/kW，多级成倍（保证冷却）轮齿浸油深度一个全齿高，不小于10mm（保证润滑）iii 安装要求 H=电机中心高最好这三条都满足，不行的话，满足前两条三个视图对照画，不要把一个视图全画好再画另一个视图，不然易发生干涉5、 箱体结构尺寸(参考P35图4-14,P3336)1） 箱体材料 HT200 HT150 2） 铸造工艺性 图5-2427, P5758最小壁厚，壁厚均匀，有拔模斜底，铸造圆角P98100表9-18243） 加工工艺性尽量减少加工面、凸台、凹坑、螺钉、轴承、座底等位置一根轴上两个轴承要大小、型号一致（加工孔一致）三）润滑及密封6、 齿轮润滑用浸油润滑1） 浸油深度为一

18、个全齿高（2.25m），不小于10mm最高油面在此基础上加高510mm 2）装油量的计算 hm=(0.350.7)3) 润滑油的牌号选择P157158 表13-1，表13-27、 滚动轴承润滑方式的选择1） V齿2m/s，采用飞溅润滑，参考图5-17结构箱体及箱盖结合面加油沟及引油结构，把油引入轴承，小齿轮处加挡油盘P530图5-17。2） V齿<2m/s，采用脂润滑，参考图5-15结构所有轴承处加封油环，箱体上油沟要把油引入油箱P258图5-178、 密封P218表16-11）、轴的伸出端表16-13轴承盖开槽，P166表11-10，毡圈密封P162164表13-11172）、非伸出端

19、 加密封垫片四）其它附件(P8889表7-711) 1、轴承盖P166P1672、检视窗P613、油标 油尺P6263，P1584、放油螺塞（细牙）P1615、通气器P1656、吊耳P64657、定位销（标准件）锥销P141,表11-32，箱体联接辅助件，P226229，8、起盖螺钉P227228 端部制成圆柱形光滑倒角或半球形9、尺寸标注：外形尺寸，安装尺寸，配合尺寸，参考图例双P265,单P25010、配合代号 P70表6-1 11、技术要求和技术特性（图纸在下方）P7012、零件编号、明细表、标题栏在右下角13、尺寸P8，内容参考图例14、 图代号（二）规定画法，标注法和简化画法按国家标

20、准（三）加深后的装配图其它内容P232完成装配图名称+型号+低速级中心距+公称传动比代号 ZDY 单级硬齿面ZLY 双级硬齿面ZSY 三级硬齿面ZDR 单级软齿面ZLR 双级软齿面ZSR 三级软齿面示例：减速器ZLY560-11.2，560-低速级中心距，11.2-公称传动比第三次辅导课（2学时）（一）装配图上其它内容 P68751、尺寸标注外形尺寸：长宽高安装尺寸：中心高，底座及地脚螺栓孔位置尺寸、大小特性尺寸：中心距及其极限偏差P208表16-18配合尺寸及代号：P175，表15-2轴承盖及座孔 过渡齿轮及轴 过盈联轴器及轴 过盈套筒及轴 间隙挡油盘（封油环）及轴轴及轴承 基孔制轴承及孔 基轴制2、标题栏及零件编号 标准P8，参考图例 P250，P260，按制图标准，有顺序3、 技术要求及技术特性技术特性 表格形式 P231技术要求 P250 ，P260图例 1、及例图相同2、齿轮接触斑点P140表10-18193、轴承间隙P84，表6-164、及例图相同4、 P8586表7-126、及例图相同（二）零件图的特点 P234-2381、