機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計(2014)

1、機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計2015/1/7伍先安一. 設(shè)計目的 綜合運用機械設(shè)計及先修課程（制圖，材力，機原，機制，材料等）的理論和實際知識，掌握機械設(shè)計的一般規(guī)律，樹立正確的設(shè)計思想，培養(yǎng)分析和解決實際問題的能力 通過本課程設(shè)計，在掌握各種運動形式變換，運動參數(shù)確定及力和功率傳遞過程中，對機械運動學(xué)和動力學(xué)的分析與設(shè)計有一較完整的概念，學(xué)會從機器功能要求出發(fā)，合理選擇機構(gòu)的選型與組合，制定機械傳動系統(tǒng)的方案（功能設(shè)計），正確計算零件的工作功能，確定它的尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)及材料，并考慮制造工藝、使用維修、經(jīng)濟和安全等問題，培養(yǎng)機械設(shè)計能力（結(jié)構(gòu)設(shè)計） 學(xué)習(xí)運用標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范，手冊，圖表和查閱有關(guān)資料等，培

2、養(yǎng)設(shè)計的基本技能二. 設(shè)計內(nèi)容1.設(shè)計題目：液體包裝機的設(shè)計 一級蝸桿減速器（二級圓柱齒輪減速器）的設(shè)計 2.設(shè)計的主要內(nèi)容包括以下幾方面:(1) 確定包裝機設(shè)計方案(包括傳動系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)等)(2) 選擇電動機,計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)等(3) 進行傳動件的設(shè)計計算,校核軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵的強度等(4) 繪制減速箱裝配圖及典型零件圖(5) 整理和編寫設(shè)計計算說明書(6) 答辯分組 包裝量（袋/分） 5055606570袋尺寸（長寬/mm） 180100 170100 16090 14080 12080計量（ml/袋）5045403530物料輸送力F（N） 300300300300300

3、熱封和剪切所需功率（W）100100100100100裝料所需功率（W）2402202001701503. 設(shè)計參數(shù)（設(shè)計參數(shù)（P56）及分組如下）及分組如下:分組分組：3人一組，大學(xué)號尾號相同一組，如1，11，21等 前5組 二級圓柱齒輪減速箱 6，16，26 重復(fù)1組數(shù)據(jù) 后5組 蝸桿減速器已知條件已知條件: 1.輸送帶滾筒直徑D=80mm 2.裝料壓縮泵活塞直徑為30mm 3.裝料啟閉閥擺角約90 4.工作情況:兩班制工作，每年工作300天，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，工作時有輕微振動，空載啟動 5.使用折舊期:使用年限為8年，3年大修一次 6.制造條件及生產(chǎn)批量:一般機械廠制造,小批量生產(chǎn) 7.總體

4、尺寸：6507501600（mmmmmm）以內(nèi)要求每個學(xué)生在設(shè)計中完成以下具體工作要求每個學(xué)生在設(shè)計中完成以下具體工作: 1. 包裝機機構(gòu)運動簡圖1張（A0/A1）（整機同組相同,手工繪制） 2. 減速箱裝配圖1張（A0/A1）（手工繪制） 3. 零件工作圖2張（A3）（低速軸、齒輪或蝸桿、蝸輪） 4. 設(shè)計計算說明書1份（約6-8千字，3035頁） （二級圓柱齒輪減速器可雙面書寫）包裝機的介紹：包裝機的介紹：主要用于農(nóng)藥的水劑、乳油、洗發(fā)液、調(diào)味汁、油脂和脂膏等灌入袋內(nèi)，適用于農(nóng)藥、醫(yī)藥、食品和化妝品行業(yè)各種粘度的產(chǎn)品，甚至軟寬狀合物產(chǎn)品都完全可以灌裝液體包裝機具有快速、精確、經(jīng)濟和耐化學(xué)腐

5、蝕的優(yōu)點功能介紹：功能介紹：自動完成計量、充料、制袋、封合、切斷、輸送等全過程各部分功能：各部分功能：電控機構(gòu)調(diào)速機構(gòu)傳動機構(gòu)拉袋機構(gòu)熱封機構(gòu)供紙機構(gòu)裝/進料機構(gòu)成品輸出機構(gòu)側(cè)面主軸投影各組三人分工如圖：1. 熱封部分 (1人)2. 裝料部分（2人）3. 減速器部分（3人均做）各部分設(shè)計任務(wù)及其要求第一部分:減速器部分的設(shè)計（方案設(shè)計）,V帶傳動設(shè)計,錐齒輪傳動的設(shè)計(參考設(shè)計手冊中的減速器). 完成減速完成減速器裝配圖裝配圖第二部分: 熱封部分凸輪機構(gòu)的尺寸綜合設(shè)計 （熱封凸輪機構(gòu)，拉袋機構(gòu)）第三部分: 裝料部分連桿機構(gòu)的尺寸綜合設(shè)計(已知:擺桿的擺角為 ). （推料連桿機構(gòu)，下料連桿機構(gòu)，

6、兩曲柄的位置夾角等）90完成方案設(shè)計，即完成方案設(shè)計，即包裝機包裝機機構(gòu)運動簡圖機構(gòu)運動簡圖(包括推料、下料、熱封、拉袋等執(zhí)行機構(gòu)和傳動系統(tǒng))拉袋機構(gòu)拉袋機構(gòu)也可采用步進電機熱封凸輪機構(gòu)剪袋機構(gòu)裝/進料機構(gòu)三. 設(shè)計步驟設(shè)計準(zhǔn)備根據(jù)任務(wù)書，確定系統(tǒng)總體方案及傳動方案傳動件傳動件和執(zhí)行件設(shè)計計算（結(jié)構(gòu)設(shè)計，理論計算）裝配草圖的設(shè)計（含軸，軸承）及裝配圖的設(shè)計，零件圖設(shè)計編寫設(shè)計計算說明書答 辯具體內(nèi)容參考如下：1確定傳動方案（P13）合理的傳動方案首先應(yīng)滿足機器的功能要求（功率、轉(zhuǎn)速、運動形式）還要適應(yīng)工作條件（工作環(huán)境、場地、工作制度）滿足工作可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動效率高，使用維修方便，工藝性和

7、經(jīng)濟性合理等要求方案1: 一級側(cè)置蝸桿減速器(原系統(tǒng)方案) 方案2：展開式二級圓柱齒輪減速器，再在輸出端使用錐齒二級圓柱齒輪減速器，再在輸出端使用錐齒輪傳動換向。輪傳動換向。2）計算總傳動比和分配各級傳動比：P15 合理選擇和分配各級傳動比，應(yīng)考慮以下幾點：傳動比的大小應(yīng)在推薦值范圍內(nèi)選?。ū?-5）P13傳動鏈為減速時，傳動比分配一般宜由小到大應(yīng)使傳動裝置結(jié)構(gòu)尺寸較小，重量較輕1）選擇原（電）動機：P14類型和結(jié)構(gòu)形式 根據(jù)電源（交直流），工作條件（溫度，環(huán)境，空間結(jié)構(gòu)等）和載荷特點（性質(zhì)，大小等）來選擇容量：電動機的額定功率應(yīng)大于或等于工作要求的功率確定電動機的轉(zhuǎn)速：Y系列電動機，常選用同

8、步轉(zhuǎn)速1500rpm電動機2傳動件設(shè)計計算 P18 包裝機裝配圖設(shè)計時，必須先求得各級傳動件的尺寸、參數(shù)。 當(dāng)傳動裝置中減速器外有傳動件時，一般先進行外有傳動件（如帶傳動）的設(shè)計，以便減速器設(shè)計的原始條件比較準(zhǔn)確減速器內(nèi)傳動件： 齒輪傳動：受力分析（方向）與傳動方案一致 電動機軸外伸端看：順時針 注意輸送帶轉(zhuǎn)向確定蝸桿旋向 3裝配圖設(shè)計裝配圖設(shè)計 P26-45 涉及內(nèi)容：包括結(jié)構(gòu)設(shè)計，校核設(shè)計，因此設(shè)計過程較復(fù)雜：邊畫，邊算，邊改1) 初繪裝配草圖初繪裝配草圖 目的目的：擬定包裝機的主要結(jié)構(gòu)，進行視圖的合理布置；進行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，確定軸承的位置和型號，找出軸系上所受隔離的作用點，從而對軸，軸承

9、及鍵等零件進行校核 原則：原則：由箱內(nèi)零件向外畫；先畫主要零件，后畫次要零件；先主視圖，后其他視圖確定箱內(nèi)傳動件輪廓及其相對位置：先畫箱內(nèi)傳動件（如齒輪）的中心線，齒頂圓，節(jié)圓及輪轂寬等輪廓線 P27選擇比例尺，初步進行視圖布置及繪制裝配草圖 P26確定箱體軸承內(nèi)壁線和座孔端面位置 初步計算 軸徑 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（形狀、軸向和徑向尺寸） 確定軸上力的作用點及支點跨距 校核軸，軸承和鍵聯(lián)接2） 設(shè)計和繪制減速箱的軸系部件的結(jié)構(gòu) 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 滾動軸承的組合設(shè)計 ：軸系的軸向固定和調(diào)整；軸承蓋的結(jié)構(gòu)；潤滑和密封 P293） 設(shè)計和繪制減速器箱體及附件的結(jié)構(gòu) P33 原則：原則：先箱體，后附件；先主

10、體，后局部；先輪廓，后細(xì)節(jié)；以主視圖為主，兼顧其他視圖 箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計 箱座的高度，箱體壁厚，軸承座螺栓凸臺等 附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 包括油標(biāo)，放油孔和油塞，定位銷等4）完成裝配圖和零件圖裝配圖 （標(biāo)注尺寸，編寫技術(shù)要求，零件標(biāo)號，編寫零件明細(xì)表、標(biāo)題欄）P43零件圖（視圖，尺寸及其偏差的標(biāo)注，形位公差標(biāo)注，表面粗糙度標(biāo)注，技術(shù)要求等）P45 低速軸大齒輪： P48；低速軸：P464編寫技術(shù)設(shè)計說明書 內(nèi)容： P52 格式：見后四 成績評定 機構(gòu)運動簡圖，裝配圖，零件圖 5055% 設(shè)計計算說明書 20% 答辯 1520% 平時 （進度，考勤） 15%5 設(shè)計時間安排和進程表（每個步驟完成后檢查，確

11、定成績）第1 周 星期一 完成設(shè)計準(zhǔn)備 (1天 ) 工作量 星期四 完成執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計(3天 ) 星期五 完成包裝機機構(gòu)運動簡圖(1天 ) 20% 第2 周 星期二 完成傳動機構(gòu)設(shè)計及件初步設(shè)計計算 5%第3 周 星期一 完成減速箱裝配草圖（包括軸，軸承）設(shè)計 （結(jié)構(gòu)設(shè)計，強度計算 ） 30% 星期四 完成裝配圖設(shè)計 25% 星期五 完成零件圖 5%第4 周 星期二 編寫設(shè)計計算說明書 15% 星期四、五：答辯課設(shè)時間：上午 8:30 下午1:30設(shè)計步驟設(shè)計準(zhǔn)備1. 仔細(xì)閱讀設(shè)計任務(wù)書設(shè)計任務(wù)書,明確設(shè)計要求,分析原始數(shù)據(jù)、工作條件及設(shè)計 、內(nèi)容 和步驟等；2. 了解設(shè)計對象,閱讀有關(guān)資料、圖

12、紙等,參觀包裝機樣機，進行減速器拆裝實驗；3. 準(zhǔn)備好設(shè)計需要的圖書、設(shè)計資料、繪圖工具 、圖紙 、設(shè)計計算說明書用紙 等, 初步擬定設(shè)計計劃與步驟。 參考書：機械設(shè)計綜合課程設(shè)計張莉彥等編； 機械原理(重點第8章)；機械設(shè)計 圖板: 1號(蝸桿減速器)或0號(二級圓柱齒輪減速器) （教學(xué)樓一層左側(cè)值班室）(周一) 圖板在六層 圖紙：0號11.5張，3號2張：天豐利（班級自行統(tǒng)一購買） 設(shè)計計算說明書封面及用紙：科技樓東面平房教材科（班級統(tǒng)一購買3035張/人）7. 設(shè)計教室及指導(dǎo)教師裝備1201 裝備1202 李慧芳老師裝備1203 裝備1204 魏鶴琳老師機實1201 裝備1205 6.

13、參觀包裝機時間安排等（每班2組，每組20分鐘） 地點 ：機械樓110 機實1201 周一上午 8:008:40 裝備1205 周一上午 8:409:20 裝備1203 周一上午 9:2010:00 裝備1204 周一上午 10:0010:40 裝備1201 周一下午 1:001:40 裝備1202 周一下午 1:402:20 4. 組成設(shè)計小組，并進行設(shè)計任務(wù)分工5. 減速器在機械樓108室 劉月星老師系統(tǒng)總體方案及傳動方案的設(shè)計1.擬定系統(tǒng)裝置的總體布置方案，并繪制機構(gòu)運動簡圖 （包括傳動系統(tǒng)方案和執(zhí)行機構(gòu)方案） 按設(shè)計任務(wù)擬定執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理； 確定執(zhí)行機構(gòu)的類型及組合方式； 初步計算執(zhí)

14、行構(gòu)件要求實現(xiàn)的各個運動及動力參數(shù)； 繪制執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)圖；2.計算電動機的功率、轉(zhuǎn)速，確定電動機的型號3.確定傳動裝置的總傳動比和分配各級傳動比4.計算各級運動和動力參數(shù)，計算出各軸的功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩5. 按運動參數(shù)要求對執(zhí)行機構(gòu)進行運動尺寸設(shè)計6. 傳動系統(tǒng)尺寸設(shè)計 傳動件的設(shè)計1.進行減速器外部傳動零件設(shè)計（帶傳動、開式齒輪傳動等）2.進行減速器內(nèi)部傳動零件設(shè)計（蝸桿傳動、齒輪傳動等）3.進行聯(lián)軸器類型和型號的選擇減速器裝配草圖設(shè)計（結(jié)構(gòu)設(shè)計和強度校核） 1.選擇合適的比例尺,合理布置視圖,確定減速器各零件的相互位置 2.選擇或設(shè)計軸端零件（聯(lián)軸器、帶輪或開式齒輪），初步計算各軸的軸徑

15、，初選軸承型號，進行各軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.確定支承形式，初定軸承的型號，進行軸承組合結(jié)構(gòu)設(shè)計 4.分析軸上的載荷，確定軸上力的作用點及支承距離，進行軸、軸承及鍵的強度校核計算，最后確定軸承型號 5.分別進行軸系部件、傳動零件、減速器箱體及其附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計減速器裝配圖設(shè)計1.選擇足夠的視圖足夠的視圖來正確表達裝置的裝配關(guān)系,繪制裝配圖2.標(biāo)注必要的尺寸、公差配合及零件的標(biāo)號3.編寫明細(xì)表、標(biāo)題欄,編寫傳動裝置的技術(shù)特性及技術(shù)要求4.完成裝配圖整體設(shè)計零件工作圖設(shè)計軸類零件工作圖(蝸桿軸、低速軸)齒輪類零件工作圖(蝸輪、低速級大齒輪)編寫設(shè)計計算說明書 設(shè)計計算說明書是全部設(shè)計計算的整理和總結(jié)，是圖

16、紙設(shè)計的理論基礎(chǔ)和基本依據(jù)，是審查設(shè)計是否合理、是否正確的重要技術(shù)文件。因此，編寫設(shè)計計算說明書也是整個設(shè)計工作的重要組成部分。(齒輪力的大小，軸承軸向力大小齒輪力的大小，軸承軸向力大小)1.設(shè)計計算說明書的內(nèi)容（1）目錄（寫明標(biāo)題并標(biāo)明頁次）（2）設(shè)計任務(wù)書(包括所布置的設(shè)計任務(wù))（3）系統(tǒng)總體方案的擬定及說明（通過對題目的分析，說明總體方案擬訂的依據(jù)，并附上總體方案簡圖總體方案簡圖）（4）執(zhí)行系統(tǒng)方案的設(shè)計（機構(gòu)選型、尺寸綜合、執(zhí)行機構(gòu)的運動協(xié)調(diào)機構(gòu)工作循環(huán)圖）（5）傳動系統(tǒng)方案的設(shè)計 （畫傳動機構(gòu)簡圖即可）（6）電動機的選擇及傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算 （包括計算電動機所需功率和轉(zhuǎn)速，

17、選擇電動機的型號，計算總傳動比并分配各級傳動比，計算各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩等內(nèi)容。）（7）傳動零件的設(shè)計計算（指確定傳動件的主要參數(shù)和尺寸的過程。）（8）軸的設(shè)計計算和校核計算 （包括初步估算軸徑、進行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計和強度校核等設(shè)計內(nèi)容。）（9）滾動軸承的選擇和計算 （包括滾動軸承類型、代號的選擇以及壽命計算、靜強度計算和極限轉(zhuǎn)速計算。）（10）鍵連接的選擇和計算 （包括鍵的型號、尺寸的選擇及強度的校核等。）（11）聯(lián)軸器的選擇 （根據(jù)具體使用情況，選擇各聯(lián)軸器的類型和型號，并給出其主要結(jié)構(gòu)尺寸和性能指標(biāo)。） （7）（11）寫法 參考機械設(shè)計教材（12）箱體的設(shè)計 （主要是結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計計算，并

18、附必要的簡圖及說明。）（13）潤滑和密封的選擇 （包括傳動件和滾動軸承的潤滑方式、潤滑劑的選擇，密封方式、密封件的選擇等，對蝸桿減速器，還要進行熱平衡的計算。）（14）減速器附件的選擇和說明 （如吊環(huán)、吊耳、起蓋螺釘、定位銷、游標(biāo)、放油塞、窺視孔蓋、排氣裝置等的結(jié)構(gòu)形式的選擇和說明等。）（15）設(shè)計小結(jié) （簡要說明課程設(shè)計的體會，分析整個設(shè)計的優(yōu)缺點，并提出改進意見。）（16）參考文獻（ 按編號、作者、書名或文章名、出版社和期刊號、出版單位和時間的順序編寫。書寫格式參考后文。）2.設(shè)計計算說明書的要求和注意事項 編寫設(shè)計計算說明書應(yīng)準(zhǔn)確、簡要地說明設(shè)計中所考慮的主要問題和全部計算項目。并注意以

19、下事項：（1）設(shè)計計算說明書應(yīng)按內(nèi)容順序列出標(biāo)題，做到層次清楚，重點突出（2）每一個自成單元的內(nèi)容，都應(yīng)有大小標(biāo)題，使其醒目突出。（3）計算部分的書寫，只需列出計算公式，代入有關(guān)數(shù)據(jù)，略去計算過程，直接得出計算結(jié)果，并注明單位，并寫出根據(jù)計算結(jié)果所得到的結(jié)論或說明。單位要統(tǒng)一，寫法要一致，即全用符號或全用漢字，不能混用。（4）對所引用的計算公式和數(shù)據(jù)，要標(biāo)明來源，即參考資料的編號。（5）為了清楚地說明計算內(nèi)容，應(yīng)附必要的簡圖，如傳動方案簡圖，軸的結(jié)構(gòu)、受力、彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖以及軸承組合形式簡圖軸承組合形式簡圖等。（6）主要參數(shù)、尺寸、規(guī)格和計算結(jié)果，可在右側(cè)計算結(jié)果欄中列出。（7）在傳動方案簡圖

20、中，對減速器中的零件應(yīng)統(tǒng)一編號，如齒輪（1,2,3,4,5,6）軸（、）等，以便在計算中稱呼或作腳注之用。在全部計算中所使用的參數(shù)符號和腳注，應(yīng)前后一致且單位統(tǒng)一，不要混用。（8）設(shè)計計算結(jié)果一般應(yīng)予以圓整。但幾何計算結(jié)果不得圓整，如圓柱齒輪的分度圓直徑、圓錐齒輪的錐距都應(yīng)精確到小數(shù)點后兩位數(shù)，斜齒圓柱齒輪的螺旋角、圓錐齒輪的錐角和蝸桿的升角等都應(yīng)精確到秒。 （9）計算部分可用校核形式書寫。應(yīng)有對計算結(jié)果的簡單結(jié)論，如應(yīng)力計算中的“安全”、“計算應(yīng)力低于許用應(yīng)力，強度不夠”或“在規(guī)定范圍內(nèi)”等；或用不等式表示。 （10）要求計算正確、書寫完整，文字精煉、通順，論述清楚明了，書寫整潔、無勾抹，插圖簡明。 （11）設(shè)計計算說明書一般用16開紙（可雙面書寫）（可雙面書寫）按合理的順序及規(guī)定格式用藍、黑鋼筆（中性筆）書寫或用計算機按規(guī)定格式書寫于說明書用紙上 。標(biāo)出頁次，編好目錄，最后加封面裝訂成冊 設(shè)計說明書書寫格式（包