機械設計課程設計概述

機械設計課程設計概述機械學院機械基礎中心參考書目1.《機械設計》2.《機械設計課程設計指導書》3.《機械設計課程設計圖冊》4.《機械設計手冊》一、機械設計課程設計的目的二、機械設計課程設計的內容三、機械設計課程設計的一般步驟四、機械設計課程設計應注意的事項五、機械設計課程設計的題目總論

1.綜合運用機械設計課程及其他有關已修課程的理論和生產實際知識進行機械設計訓練，從而使這些知識得到進一步鞏固、加深和擴展。

2.學習和掌握通用機械零部件、機械傳動及一般機械設計的基本方法與步驟，培養(yǎng)學生工程設計能力和分析問題、解決問題的能力。

3.提高學生在計算、制圖、運用設計資料、進行經驗估算、考慮技術決策等機械設計方面的基本技能以及機械CAD技術。機械設計課程設計的目的機械設計課程設計的內容一、課程設計的內容1.傳動方案的分析和擬定；2.電動機的選擇與傳動裝置運動和動力參數的計算；3.傳動件（如齒輪或蝸桿傳動、帶傳動）的設計；4.軸的設計；5.軸承及其組合部件設計；6.鍵聯接和聯軸器的選擇與校核；7.潤滑設計；8.箱體、機架及附件的設計；9.裝配圖和零件圖的設計與繪制；10.設計計算說明書的編寫。二、機械設計課程設計完成的工作任務1.減速器裝置裝配圖（A0號圖紙）1張；2.零件圖（A2號圖紙兩張，低速軸及低速級大齒輪或由指導教師指定）2張；3.設計說明書1份。機械設計課程設計的一般步驟1.設計準備階段（約占總學時的4％，約0.6天）

①閱讀和研究設計任務書，明確設計內容和要求；分析設計題目，了解原始數據和工作條件；②通過參觀（模型、實物、生產現場）、看電視錄像、參閱設計資料以及必要的調研等途徑了解設計對象；2.傳動裝置的總體設計（約占總學時的10％，約1.5天）①分析和擬定傳動裝置的運動簡圖；②選擇電動機；③計算傳動裝置的總傳動比和分配各級傳動比；④計算各軸的轉速、功率和轉矩。3.各級傳動的主體設計（約占總學時的5％，約0.75天）設計計算齒輪傳動的主要參數；4.裝配草圖的設計和繪制（約占總學時的35％，約5.25天）①裝配草圖設計的準備工作：主要是分析和選定傳動裝置的結構方案；②初繪裝配草圖及軸和軸承的計算：作軸、軸上零件和軸承部件的結構設計；校核軸的強度、滾動軸承的壽命和鍵、聯軸器的強度；③完成裝配草圖，并進行檢查和修正。5.裝配工作圖的繪制和總成（約占總學時的25％，約3.75天）①繪制裝配圖；②標注尺寸、配合及零件序號；③編寫零件明細表、標題欄、技術特性及技術要求等。6.零件工作圖的設計和繪制（約占總學時的10％，約1.5天）

①齒輪類零件的工作圖；②軸類零件的工作圖。7.設計計算說明書的編寫（約占總學時的9％，約1.35天）8.設計總結和答辯（約占總學時的2％，約0.3天）

機械設計課程設計從分析總體方案開始到完成全部技術設計的整個過程中，由于在擬定傳動方案時，甚至在完成各種計算時有一些矛盾尚未暴露，而待結構形狀和具體尺寸表達在圖紙上時，這些矛盾才會充分暴露出來，故設計時須作必要的修改，才能逐步完善，即需要“由主到次，由粗到細”，“邊計算、邊繪圖、邊修改”及設計計算與結構設計繪圖交替進行。機械設計課程設計應注意的事項1.機械設計課程設計是學生第一次比較全面的設計訓練，它的意義在于為以后的設計工作打好基礎。學生在設計的全過程中必須嚴肅認真、刻苦專研、一絲不茍、精益求精，才能在設計思想、方法和技能各方面都獲得較好的鍛煉與提高。2.機械設計課程設計是在教師指導下由學生獨立完成的。教師的主導作用在于指明設計思路，啟發(fā)學生獨立思考，解答疑難問題并按設計進度進行階段審查。學生必須發(fā)揮設計的主動性，主動思考問題、分析問題和解決問題，而不應依賴指導教師查資料、給數據、定答案。3.設計中要正確處理參考已有資料與創(chuàng)新的關系。設計是一項復雜、細致的勞動，任何設計都不可能是由設計者脫離前人長期經驗積累的資料而憑空想象出來。熟悉和利用已有的資料，既可避免許多重復工作，加快設計進程，同時也是提高設計質量的重要保證。4.學生應在教師的指導下訂好設計進程計劃，注意掌握進度，按預定計劃保質保量完成設計任務。5.設計過程中要注意隨時整理計算結果，并在設計草稿本上記下重要的論據、結果、參考資料的來源以及需要進一步深討的問題，使設計的各方面都做到有理、有據。這對設計的正常進行、階段自我檢查和編寫計算說明書都是必要的。機械傳動裝置的總體設計一、分析和擬定傳動裝置的運動簡圖（見任務書）二、選擇電動機三、計算傳動裝置的總傳動比及分配各級傳動比四、計算傳動裝置的運動和動力參數分析和擬定傳動裝置的運動簡圖選擇電動機1.選擇電動機的類型和結構型式直流電動機需要直流電源，結構較復雜，價格較高，維護不變，不宜采用。采用Y系列三相籠型異步電動機。Pm－電動機的額定功率kWP0

－電動機所需的輸出功率kW

Pw

－工作裝置所需功率kWη－由電動機至工作裝置的總效率Fw

－工作裝置的阻力Nvw

－工作裝置的線速度m/s

η1

、η2

、……ηn分別為傳動裝置中每一級傳動副、每對軸承或每個聯軸器的效率，其值參閱《機械設計課程設計指導書》p122.確定電動機功率3.確定電動機轉速

該部分內容參見《指導書》p11－p15優(yōu)選同步轉速為1000r/min或1500r/min計算傳動裝置的總傳動比及分配各級傳動比i=i1·i2……ik

i1、i2、……ik

－各級分傳動比i－

總傳動比nm－電動機的滿載轉速

nw－工作軸的轉速

分配傳動比應考慮的原則：（見《指導書》p16）

1.各級傳動的傳動比應在合理的范圍內；2.應注意使各級傳動件尺寸協調，結構勻稱合理；3.盡量使傳動裝置外廓尺寸緊湊或重量??；4.盡量使各級大齒輪浸油深度合理；5.要考慮傳動零件之間不會干涉。展開式二級圓柱齒輪減速器傳動比分配原則：主要考慮滿足浸油潤滑的要求，應使兩個大齒輪直徑d2、d4大小相近。在兩對齒輪配對材料相同（[σH]1和[σH]2相近）、兩級齒寬系數相等情況下，其傳動比分配，按《指導書》17頁圖12展開式曲線選取。計算傳動裝置的運動和動力參數傳動裝置的運動和動力參數，主要是各軸的轉速、功率和轉矩。以圖示帶式輸送機兩級圓柱齒輪減速器減速器為例，說明機械傳動裝置的運動和動力參數的計算。設：nⅠ、n

Ⅱ、n

Ⅲ

和nw分別為Ⅰ軸、Ⅱ軸、Ⅲ軸和工作軸的轉速，r/min；

PⅠ、PⅡ、PⅢ和Pw分別為Ⅰ軸、Ⅱ軸、Ⅲ軸和工作軸的輸入功率，kW；

TⅠ、TⅡ、TⅢ和Tw分別為Ⅰ軸、

Ⅱ軸、Ⅲ軸和工作軸的輸入轉矩，N·m；

i0Ⅰ、iⅠⅡ、iⅡⅢ和iⅢw分別為電機軸至Ⅰ軸、Ⅰ軸至Ⅱ軸、Ⅱ軸至Ⅲ軸和Ⅲ軸至工作軸之間的傳動比（本例i0Ⅰ=1，iⅢw=1）；

η0Ⅰ、ⅠⅡ、

ηⅡⅢ和ηⅢw分別為電機軸至Ⅰ軸、Ⅰ軸至Ⅱ軸、Ⅱ軸至Ⅲ軸和Ⅲ軸至工作軸之間的傳動效率。1.各軸的轉速2.各軸的輸入功率

P0取電動機的實際輸出功率作為設計功率。ηc－電動機和Ⅰ軸之間聯軸器的效率ηr

－為一對滾動軸承的效率ηg

－為一對齒輪的效率ηc