机械设计基础课程设计-教案

云南机电职业技术学院教案PAGE4云南机电职业技术学院项目化课程改革教案系（部）教研室审核人：授课学期：授课教师：课程名称机械设计基础课程设计课程性质□公共必修课□公共选修课■专业必修课□专业选修课授课周数授课班级考核方式□考试■考查学分2■实作£上机£考证□其它（）选用教材学时分配总学时50课程类型C类说明一、教案领取每学期放假前，各教学系（部）教务管理员统计本系部承担课程教案数量，到教材室领取，并在放假前分发给任课教师。二、教案填写理论教学按排课节次填写内容；项目（任务）教学不限节次，按一个项目（任务）完成的节次，顺序填写内容三、教案审核教案由各教学系（部）教研室主任审核。四、上课要求上课带纸质教案和授课计划，电子版教案和授课计划上课前请打印。三、教案归档每学期期末考试结束后，教案由教研室汇总、整理，交系（部）教务管理员确认并归档。项目（任务）名称项目一：一级减速器的设计授课日期授课节次25节授课地点13栋309机原机零实验室项目（任务）描述常用机构的运动形式、特点和尺寸计算，常用机构的设计计算、校核、安装及维护，机械零部件的公差、配合，机械加工、制造方面的知识，机械制图知识项目（任务）清单任务一机械传动装置的总体设计任务二传动零件设计计算任务三减速器结构设计任务四轴系部件设计任务五装配工作图的设计任务六零件工作图的设计项目（任务）准备安装CAD软件的机房,减速器教学模型、绘图工具项目（任务）实施任务一机械传动装置的总体设计学生分组5-6人一组任务要求要求学生能够对机械传动装置进行总体设计。3.教师对重点内容进行讲解传动方案拟定1.选用的带传动为普通V带传动，当量摩擦因数大，能传递较大的功率，结构也紧凑，能保证带与带轮接触面间不发生打滑，保证带在所需使用年限内不发生疲劳磨损。2.减速器（一级圆柱齿轮减速器）特点：传动比一般小于6，可用直齿、斜齿或人字齿。传动功率可达数千瓦，效率高、工艺简单、精度易保证，一般工厂均能制造，应用广泛。结构组成：由传动件（齿轮或蜗杆等）、轴、轴承、箱体及其附件（检查孔、放油螺塞、油面指示器、通气器、起盖螺钉）所组成。3.该方案的优缺点：该工作机有轻微振动，由于V带有吸振能力，采用V带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率，载荷变化不大，可以采用V带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅度降低了成本。减速器部分一级圆柱齿轮减速，这是减速器中应用最广泛的一种。齿轮相对于轴承不对称。要求轴具有较大刚度。高速轴齿轮常布置在远离扭转输入端的一边，以减小因弯曲变形所一起的载荷沿齿宽分布不均现象。原动机部分Y系列三相交流异步电动机。总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件，工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低，传动效率高。1.V带传动2。运输带3.一极圆柱齿轮减速器4.联轴器5.电动机6.卷筒任务二传动零件设计计算传动件是减速器的核心零件，计算齿轮减速器各级传动件的参数，确定出尺寸以及箱外传动零件如带传动、链传动等的主要参数和尺寸。设计时先确定出外传动件，如带传动、链传动的有关参数，带传动通常选用结构简单的ｖ带传动，计算确定出带的型号、长度和根数，主、从动带轮的直径，传动中心距。对于链传动需要计算确定出链的型号、链节数、排数，链轮的齿数和直径，传动中心距，说明润滑方式。外传动件参数的确定还应考虑与电机、联轴器等标准部件的配合，即轮毂和轴的尺寸要相配。尺寸确定后，应根据确定的参数重新计算实际传动比。闭式齿轮内传动件是指箱体内的圆柱齿轮、圆锥齿轮、斜齿轮或蜗杆蜗轮，他们的设计都有相应的设计公式，具体设计参看《机械设计》教材或有关的参考资料，设计时需注意下面几点；1．根据工作环境和工作性能用类比的方法确定齿轮材料，若设计成齿轮轴还应兼顾轴的强度、刚度要求，为加工方便起见，尽可能减少材料种类，同级减速器各小齿轮和大齿轮材料尽量分别一致。2．一对相啮合的齿轮（圆锥齿轮除外），考虑轴向装配误差，通常小齿轮宽度要大于大齿轮宽度5~10ｍｍ。3．标准参数查表选取，应该圆整的尺寸要圆整，重要的计算尺寸精确到小数点后两位。任务三减速器结构设计近年来，减速器的结构有些新的变化。为了和沿用已久、国内目前还在普遍使用的减速器有所区别，这里分列了两节，并称之为传统型减速器结构和新型减速器结构。1）传统型减速器结构绝大多数减速器的箱体是用中等强度的铸铁铸成，重型减速器用高强度铸铁或铸钢。少量生产时也可以用焊接箱体。铸造或焊接箱体都应进行时效或退火处理。大量生产小型减速器时有可能采用板材冲压箱体。减速器箱体的外形目前比较倾向于形状简单和表面平整。箱体应具有足够的刚度，以免受载后变形过大而影响传动质量。箱体通常由箱座和箱盖两部分所组成，其剖分面则通过传动的轴线。为了卸盖容易，在剖分面处的一个凸缘上攻有螺纹孔，以便拧进螺钉时能将盖顶起来。联接箱座和箱盖的螺栓应合理布置，并注意留出扳手空间。在轴承附近的螺栓宜稍大些并尽量靠近轴承。为保证箱座和箱盖位置的准确性，在剖分面的凸缘上应设有2—3个圆锥定位销。在箱盖上备有为观察传动啮合情况用的视孔、为排出箱内热空气用的通气孔和为提取箱盖用的起重吊钩。在箱座上则常设有为提取整个减速器用的起重吊钩和为观察或测量油面高度用的油面指示器或测油孔。关于箱体的壁厚、肋厚、凸缘厚、螺栓尺寸等均可根据经验公式计算，见有关图册。关于视孔、通气孔和通气器、起重吊钩、油面指示Oe等均可从有关的设计手册和图册中查出。在减速器中广泛采用滚动轴承。只有在载荷很大、工作条件繁重和转速很高的减速器才采用滑动轴承。2）新型减速器结构下面列举两种联体式减速器的新型结构，图中未将电动机部分画出。1）齿轮—蜗杆二级减速器；2）圆柱齿轮—圆锥齿轮—圆柱齿轮三级减速器。这些减速器都具有以下结构特点：——在箱体上不沿齿轮或蜗轮轴线开设剖分面。为了便于传动零件的安装，在适当部位有较大的开孔。——在输入轴和输出轴端不采用传统的法兰式端盖，而改用机械密封圈；在盲孔端则装有冲压薄壁端盖。——输出轴的尺寸加大了，键槽的开法和传统的规定不同，甚至跨越了轴肩，有利于充分发挥轮毂的作用。和传统的减速器相比，新型减速器结构上的改进，既可简化结构，减少零件数目，同时又改善了制造工艺性。但设计时要注意装配的工艺性，要提高某些装配零件的制造精度。任务四轴系部件设计按轴受的载荷和功用可分为：1.心轴：只承受弯矩不承受扭矩的轴，主要用于支承回转零件。如.车辆轴和滑轮轴。2.传动轴：只承受扭矩不承受弯矩或承受很小的弯矩的轴,主要用于传递转矩。如汽车的传动轴。3.转轴：同时承受弯矩和扭矩的轴，既支承零件又传递转矩。如减速轴结构设计的基本要求有：（1）、便于轴上零件的装配（2）、保证轴上零件的准确定位和可靠固定（3）、具有良好的制造和装配工艺性（4）、减小应力集中，改善轴的受力情况任务五装配工作图的设计1.减速器装配草图的设计及绘制装配图用于表达零件的相互装配关系，是重要的技术文件。要最终完成好装配图，做草图是一个很重要的步骤，因为在设计过程中，为使零件得到合理的结构和表达，零件和零件之间有协调的相互关系，有些尺寸和图纸需要进行多次修正、修改。在草图阶段，细线绘制轴承结构及箱内外大致结构；校核轴、键和联轴器的强度及滚动轴承的寿命；进行轴承，箱体及其附件的结构设计，边设计边修改，以期得到最合理的结构尺寸。草图完成后应检查并修改。标注尺寸和配合，写出减速器特性；技术要求、零件序号、考虑明细表和标题栏。2.减速器装配图工作图的设计及绘制装配图要符合机械制图国家标准的要求，选择合适的表达方式。在认真检查分析草图的基础上进行绘制，标注尺寸和配合，写出减速器特性；技术要求、零件序号、考虑明细表和标题栏。任务六零件工作图的设计要求表达的零件是轴和齿轮，对于轴类零件，常用一个主视图来表达，有孔和键槽的地方可用剖视图来表达，细节部分可用局部放大图。齿轮的表达通常用两个视图，对于齿轮分度圆、齿顶圆等线条机械制图上有专门的规定，必需按规定绘制。项目（任务）小结重点、难点：传动方案的选择、传动零件设计计算、轴系部件设计解决方法：认真听讲，理论联系实际，勤练习，阅读课本，查阅相关参考书项目（任务）名称项目二：一级减速器的绘制授课日期授课节次25节授课地点13栋309机原机零实验室项目（任务）描述分析部件结构、了解其工作原理、结构特点和装配关系、画出装配示意图、项目（任务）清单任务一分析部件结构任务二画出装配示意图任务三拆卸零件任务四画零件草图任务五绘制零件图何装配图项目（任务）准备安装CAD软件的机房,减速器教学模型、绘图工具项目（任务）实施任务一分析部件结构1.教师对重点内容进行讲解了解和分析部件结构部件测绘时，首先要对部件进行研究分析，了解其工作原理、结构特点和装配关系。任务二画出装配示意图只用简单的符号和线条表达部件中各零件的大致形状和装配关系；一般零件可用简单图形画出其大致轮廓，形状简单的零件如螺钉、轴等可用线段表示，其中常用的标准件如轴承、键等可用国标规定的示意符号表示；相邻两零件的接触面或配合面之间应留有间隙，以便区别；全部零件应进行编号，并填写明细栏。任务三拆卸零件机械设备的拆卸顺序一般是由附件到主机，由外部到内部，由上到下进行拆卸。拆卸时要遵循“恢复原机”的原则，即在开始拆卸时就要考虑再装配时要与原机相同，即保证原机的完整性、准确性和密封性。外购部件或不可拆的部分，如过盈配合的衬套、销钉、机壳上的螺柱，以及一些经过调整、拆开后不易调整复位的零件，应尽量不拆，不能采用破坏性拆卸方法。拆卸前要测量一些重要尺寸，如运动部件的极限位置和装配间隙等任务四画零件草图画零件草图零件草图一般是在测绘现场徒手绘制的，不要求与被测零件保持某种严格的比例。草图上的零件视图表达要完整、线形分明、尺寸标注要正确、公差配合、形位公差的设计选择要合理；对所有非标准件均要绘制零件草图，零件草图应包括零件图的所有内容，标题栏内要记录零件的名称、材料、数量、图号等；草图要忠实于实物，不得随意更改，更不能凭主观猜测，零件上一些细小的结构，如孔口、轴端倒角、小圆角、沟槽、退刀槽、凸台和凹坑等。对设计不合理之处，将来在零件图上更改；优先测绘基础零