1、2022-8-13兰州交通大学化工学院1机械设计基础机械设计基础课程设计课程设计第第1 1章章 绪论绪论一、课程设计的目的（综合训练）1.巩固、加深和扩大在本课程和先修课程 学到的知识2.培养机械设计的一般方法3.进行机械设计基本技能的训练二、课程设计内容电动机减速器联轴器滚筒二级圆柱齿轮减速器l 电动机电动机l V V带传动带传动l 直齿圆柱齿轮减速器直齿圆柱齿轮减速器l 联轴器联轴器l 卷筒卷筒l 运输带运输带三、设计题目四、原始数据 工作条件工作条件:二班制二班制,连续单向运转连续单向运转,载荷平稳载荷平稳,室内室内工作工作,有粉尘有粉尘(运输带与滚筒摩擦阻力影响已在工作拉力运输带与滚筒
2、摩擦阻力影响已在工作拉力F F中考虑中考虑)；使用期限使用期限:10:10年；年；生产批量生产批量:200:200台台/年；年；生产条件生产条件:中等规模机械厂，可加工中等规模机械厂，可加工6-96-9级齿轮；级齿轮；动力来源动力来源:电力，三相交流电力，三相交流380/220380/220伏。伏。表1 以学生学号末位数字分配的题目数据说明：运输带速度允许误差说明：运输带速度允许误差 滚筒效率滚筒效率5%.传动方案确定后依据学生学号末位数字在表传动方案确定后依据学生学号末位数字在表1中采取运输带工作拉力中采取运输带工作拉力F(kN)、运输带工作速度、运输带工作速度V(m/s)和滚筒直径和滚筒直
3、径D(mm)的原始数据。的原始数据。95.0w五、设计工作量1.装配图一张装配图一张 （0#图纸，手工绘图）图纸，手工绘图）2.零件图：大齿轮零件图、低速轴零件图各一张零件图：大齿轮零件图、低速轴零件图各一张 （3#图纸，手工绘图）图纸，手工绘图）3.设计计算说明书设计计算说明书1份（份（60008000）字）字六、课程设计要求1.明确学习目的，端正学习态度明确学习目的，端正学习态度2.在教师的指导下，由学生独立完成在教师的指导下，由学生独立完成3.正确处理理论计算与结构设计的关系正确处理理论计算与结构设计的关系4.正确使用标准和规范正确使用标准和规范1.传动装置总体设计 第1周2.装配草图设
4、计 第2周3.工作图设计 第3周4.编写设计计算说明书 第4周七、课程设计计划八、成绩评定 图纸质量、说明书、综合设计表现，按五级分制评分。1.强建国等强建国等.机械设计课程设计机械设计课程设计.西南交通大学出版社，西南交通大学出版社，20192.宋宝玉宋宝玉.机械设计课程设计指导书机械设计课程设计指导书.哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学，20193.王之栎等王之栎等.机械设计综合课程设计指导书机械设计综合课程设计指导书.（第（第2版）版）北京：北京：高等教育出版社，高等教育出版社，20194.濮良贵濮良贵 纪名刚纪名刚.机械设计机械设计.北京：高等教育出版社，北京：高等教育出版社，20195.吴
5、宗泽吴宗泽.机械零件手册机械零件手册.北京：机械工业出版社北京：机械工业出版社,2019 6.向敬忠向敬忠.机械零件设计图册机械零件设计图册 7.龚龚 义义.机械设计课程设计指导书机械设计课程设计指导书 九、参考文献第第2 2章章 传动装置总体设计传动装置总体设计一、选择电动机1.选择电动机类型常用：Y系列三相异步电动机(P(P304304)同步转速：3000 1500 1000 750 级数：2 4 6 8确定电动机安装型式及外形尺寸2.确定电动机的功率wdPPdP(1)工作机所需电动机功率1000vFPw9550wWnTP或或wP工作机的功率传动装置总效率33221 联轴器效率联轴器效率
6、闭式齿轮效率闭式齿轮效率 滚动轴承效率滚动轴承效率321二、传动装置总传动比的确定和分配 1.确定总传动比确定总传动比 i wmnninm-电动机满载转电动机满载转速速 nw-工作机的转速工作机的转速根据电动机所需功率和同步转速确定电动机型号(1)各级传动比应在推荐范围内选取，不得超过最大值。（P8表2-2）iiii)4.13.1()4.13.1(121或(2)展开式二级圆柱齿轮减速器2.分配各级传动比分配各级传动比目的：（1）尺寸协调、互不干涉（2）尺寸紧凑、便于润滑计算各轴的功率P、转速n和转矩T（p16）v 各轴转速计算v 各轴输入功率v 各轴输入转矩注意注意：按工作机所需电动机功率Pd
7、计算，而不按 电动机额定功率Pe计算。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。三、传动装置运动、动力参数计算1.高速级和低速级直齿圆柱齿轮设计 计算（P18表2-7）四、减速器内传动零件设计计算v 选齿轮精度等级选齿轮精度等级v 材料选择材料选择v 选择齿数选择齿数Zv 按齿面接触疲劳强度设计按齿面接触疲劳强度设计v 按齿根弯曲疲劳强度设计按齿根弯曲疲劳强度设计v 几何尺寸计算几何尺寸计算2.轴的设计计算v 选择轴的材料及热处理方法选择轴的材料及热处理方法v 确定轴的最小直径确定轴的最小直径v 确定各轴段直径确定各轴段直径v 选择轴承润滑方式，确定与轴长有关的参数
8、选择轴承润滑方式，确定与轴长有关的参数v 计算各轴段长度计算各轴段长度3.轴承、键、联轴器的选择通气器通气器1.传动零件的结构和几何尺寸传动零件的结构和几何尺寸2.初步计算轴的直径初步计算轴的直径3.电动机输出轴的尺寸电动机输出轴的尺寸4.轴承类型以及润滑、密封方式轴承类型以及润滑、密封方式5.减速器箱体的结构减速器箱体的结构 v 已知条件：已知条件：第第3 3章章 装配草图设计装配草图设计v 设计内容设计内容:1.初绘装配草图初绘装配草图2.轴、轴承、键、联轴器的校核计算轴、轴承、键、联轴器的校核计算3.完成装配草图完成装配草图（边设计、边计算、边修改边设计、边计算、边修改）一、初绘装配草图
9、一、初绘装配草图1.布置图（一般优先采用布置图（一般优先采用1:1或或1:2的比例）的比例）3.初步计算轴直径初步计算轴直径2.画中心线，画中心线，a1，a2，b1，b2 画出三面内壁线（画出三面内壁线（p4648，表，表4-1、图、图4-3）1=2=3=815mm4.轴的结构设计轴的结构设计 确定各轴段直径和长度。确定各轴段直径和长度。5.箱体结构及其附件箱体结构及其附件(1)箱体、箱盖。箱体、箱盖。(2)联接螺栓、启盖螺钉、定位销。联接螺栓、启盖螺钉、定位销。(3)吊钩、吊环螺钉。吊钩、吊环螺钉。(4)观察孔、油塞、油标、通气器。观察孔、油塞、油标、通气器。C1C1l12L3L2L1L1L
10、2L31L1 阶梯轴结构阶梯轴结构d1d2d3d4d5d齿轮联轴器齿轮联轴器hrcL 外伸端安装联轴器的安装尺寸外伸端安装联轴器的安装尺寸dd5d1d2d3d4Bh弹性套柱销联轴器弹性套柱销联轴器rrl1c1c2L1L2L3按外接零件要求确定按外接零件要求确定L1L2L3a1a22l24按外接零件要求确定按外接零件要求确定L1油润滑油润滑 3-5L2L312二、校核轴、轴承、键、联轴器二、校核轴、轴承、键、联轴器1.轴的校核轴的校核2.轴承的校核轴承的校核3.键的校核键的校核4.联轴器的校核联轴器的校核三、完成装配草图三、完成装配草图1.画出齿轮的结构及固定画出齿轮的结构及固定轴向轴向周向周向
11、2.画出轴系的细部结构画出轴系的细部结构包括两个内容：包括两个内容：装配工作图和零件工作图。装配工作图和零件工作图。一、装配工作图一、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，修改草图中的错误目照抄草图，修改草图中的错误，力求进一步力求进一步改进和提高设计质量）改进和提高设计质量）第第4 4章章 工作图设计工作图设计要点：要点：1.布图布图 尽量尽量用用1:1的比例在两的比例在两(或三或三)个视图上画出。个视图上画出。必要时画断面、剖视和局部视图。必要时画断面、剖视和局部视图。2.画图过程画图过程 用细线勾出装配图中各个零件用细线勾出装配图
12、中各个零件画零件画零件工作图工作图一起加深。（要求各视图一起画）一起加深。（要求各视图一起画）3.装配图上应标明的尺寸装配图上应标明的尺寸 特性尺寸：特性尺寸：表明机器性能、规格表明机器性能、规格 和特性的尺寸。和特性的尺寸。中心距及偏差：中心距及偏差：1600.0315中心高：中心高：190（最好以（最好以0结尾）结尾）配合尺寸：配合尺寸：表明配合零件间装配表明配合零件间装配 关系的尺寸。关系的尺寸。安装尺寸：安装尺寸：表明机器安装在其基础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、联轴钉中心距离和对中心的距离；
13、带轮、联轴器伸出头尺寸及对中心距离）器伸出头尺寸及对中心距离）外形尺寸：外形尺寸：表明机器占用的空间尺表明机器占用的空间尺寸。（包装、运输、安装、厂房用）寸。（包装、运输、安装、厂房用）4.配合选择配合选择 轴轴齿轮（带轮、联轴器）：齿轮（带轮、联轴器）：轴轴轴承内圈：轴承内圈：箱座孔箱座孔轴承外圈：轴承外圈：轴轴轴套（挡油环）：轴套（挡油环）：轴承盖轴承盖箱座孔：箱座孔：轮缘轮缘轮芯：轮芯：H7 H7 H7 H7n6 m6r6k6，k6H7F9D11k6k6，H7 H7h8f9，H7r65.5.装配图上应标注的技术要求装配图上应标注的技术要求 装配前所有零件用煤油清洗，滚动轴承装配前所有零件
14、用煤油清洗，滚动轴承用汽油清洗，箱体内壁涂防锈漆。用汽油清洗，箱体内壁涂防锈漆。齿轮传动的齿面接触斑点；滚动轴承的齿轮传动的齿面接触斑点；滚动轴承的热补偿间隙为热补偿间隙为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，禁止许渗漏。剖分面涂密封油漆或水玻璃，禁止使用任何垫片。使用任何垫片。箱体内装全损耗系统用油；轴承用润滑箱体内装全损耗系统用油；轴承用润滑脂。脂。跑合试验要求，空载试验、负载试验跑合试验要求，空载试验、负载试验 （时间、工作条件）。（时间、工作条件）。对外观、包装和运输的要求。对外观、包装和运输的要求。6.
15、6.减速器的技术特性表减速器的技术特性表 7.7.标题栏、明细表及零件编号标题栏、明细表及零件编号1.1.读懂零件图和装配示意图读懂零件图和装配示意图2.2.定方案、定比例、定图幅，画出图框定方案、定比例、定图幅，画出图框3.3.根据表达方案、画主要基准线根据表达方案、画主要基准线4.4.画主要装配干线，逐次向外扩张画主要装配干线，逐次向外扩张5.5.标注尺寸标注尺寸6.6.编件号、填写明细表、标题栏和技术要求编件号、填写明细表、标题栏和技术要求7.7.检查、描深检查、描深减速器装配图的画图步骤减速器装配图的画图步骤1.读懂零件图和装配示意图31242926 27253028232221201
16、8171619131415114321986571012(厂名)齿轮1螺母M1014垫圈石棉8-5-14挡油环填料填料键1022调整环螺塞齿轮轴嵌入端盖滚动轴承嵌入端盖滚动轴承8-5-2017151618198-5-178-5-168-5-158-5-18604 GB/T2120222423258-5-24GB/T1096-791Q235145尼龙Q23511Q23512毛毡12毛毡2101451审核日 期GB/T6170-86GB/T6170-86减 速 器代 号GB/T5781-86GB/T5780-862序号制图175643GB/T93-87GB/T67-858-5-074Q235螺栓M
17、865日 期螺栓M825重量比例11材料数量2Q235螺母M8垫圈8螺钉M310透气塞66Q235Q235141Q235Q235Q235支承环调整环轴嵌入端盖嵌入端盖318-5-3127262830298-5-268-5-278-5-288-5-298-5-301HT200尼龙Q23514511Q235Q2351113 8-5-1311128910 8-5-108-5-088-5-098-5-11GB/T117-861塑料油标机盖视孔盖垫片销A418机体111石棉Q235ZL10221Q235ZL102(图号)备 注名 称606 GB/T2.2.定方案、定方案、定比例、定定比例、定图幅，画出图
18、幅，画出图框图框3.3.根据根据表达方案、表达方案、画主要基画主要基准线准线4.4.画主画主要装配要装配干线，干线，逐次向逐次向外扩张外扩张(a）画）画出机体出机体(b）画出）画出机盖机盖（c）画出齿轮及）画出齿轮及齿轮轴齿轮轴（d）画出轴承、轴承端盖、画出轴承、轴承端盖、挡油环、轴套及调整环挡油环、轴套及调整环（e）画出密封圈画出密封圈（f）画出螺栓、销画出螺栓、销（g）画出油塞画出油塞（h）画出油标画出油标（i）画出视孔盖画出视孔盖10443550163821023362J7/h8474373520js647J747J7/h832H7h630js662j735160700.06179133
19、2380781047099 2434181:10M126g5.5.标注尺寸标注尺寸拆去透气塞等零件24 2527262829 30311916171820212223131415712 3 45698101112齿轮1（厂名）螺母M1014垫圈石棉8-5-14挡油环填料填料键1022调整环螺塞齿轮轴嵌入端盖滚动轴承嵌入端盖滚动轴承8-5-2017151618198-5-178-5-168-5-158-5-18604 GB/T2120222423258-5-24GB/T1096-791Q235145尼龙Q23511Q23512毛毡12毛毡2101451审核日 期GB/T6170-86GB/T61
20、70-86减 速 器代 号GB/T5781-86GB/T5780-862序号制图175643GB/T93-87GB/T67-858-5-074Q235螺栓M865日 期螺栓M825重量比例 11材料数量2Q235螺母M8垫圈8螺钉M310透气塞66Q235Q235141Q235Q235Q235支承环调整环轴嵌入端盖嵌入端盖318-5-3127262830298-5-268-5-278-5-288-5-298-5-301HT200尼龙Q23514511Q235Q23511138-5-13111289108-5-108-5-088-5-098-5-11GB/T117-861塑料油标机盖视孔盖垫片销
21、A418机体111石棉Q235ZL10221Q235ZL102(图号)备 注名 称606 GB/T 技术要求1.装配前所有零件用煤油清洗，滚动轴承用汽油清洗，并检验内部，不允许有金属及其它杂物存在，机体内壁涂上不能被机油浸蚀的涂料两次。2.装配前用手转动灵活，运转无噪音，减速箱的分箱面各接触面及密封处不允许漏油。3.用涂色法检验斑点，按齿高接触斑点不少于45%，按齿长接触斑点不少于60%。必要时可利用研磨或刮后研磨以改善接触情况。4.减速箱装机油HJ-50（GB/T443-1984）至规定高度。5.减速箱表面涂灰色油漆。10443550163821023362J7/h8474373520js6
22、47J747J7/h832H7h630js662j735160700.061791332380781047099 2434181:10M12-6g6.6.编件号、编件号、填写明细填写明细表、标题表、标题栏和技术栏和技术要求要求7.7.检查、检查、描深描深二、二、零件工作图零件工作图 一张完整的零件图要求能全面、正确、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。部尺寸和技术要求。设计要点：设计要点：1.1.布图：选择适当图幅布图：选择适当图幅,尽量尽量1:11:1。2.2.尺寸标注：尺寸公差、形位公差及表尺寸标注
23、：尺寸公差、形位公差及表面粗糙度。面粗糙度。3.3.技术要求技术要求 热处理，表面处理。（渗碳，渗氮，氰热处理，表面处理。（渗碳，渗氮，氰化，镀层，抛光）化，镀层，抛光）未注明的圆角、倒角、斜度等要求。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。特殊要求：修饰，涂色，检验，试验。（平衡，噪声）（平衡，噪声）4.4.标题栏标题栏 5.5.要求要求 避免零件在车间做任何计算（尺寸标避免零件在车间做任何计算（尺寸标注完全）；注完全）；零件各部分尺寸尽量标注在同一投影零件各部分尺寸尽量标注在同一投影图上；图上；尺寸线、引出线引到看得见的轮廓线尺寸线、引出线引到看得见的轮廓线上。上
24、。齿轮（盘类零件）齿轮（盘类零件）1 1视图视图 齿轮类零件齿轮类零件一般选取一般选取1 12 2个视图，侧视图个视图，侧视图可只画主视图表达不清的键槽和孔。可只画主视图表达不清的键槽和孔。2 2尺寸标准尺寸标准 包括圆、宽度和键槽三部分。包括圆、宽度和键槽三部分。3 3啮合特性表啮合特性表 齿轮类零件齿轮类零件的主要参数和误差检验项目应在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度等级和相应的误差检验项目的极
25、限偏差或公差取值见第差取值见第1818章。章。4 4技术要求技术要求 1 1）对毛）对毛坯的要求：如铸件不允许有缺陷，坯的要求：如铸件不允许有缺陷，锻件毛坯不允许有氢化皮及毛刺。锻件毛坯不允许有氢化皮及毛刺。2 2）对材料化学成分和力学性能的要求，允）对材料化学成分和力学性能的要求，允许使用的代用材料。许使用的代用材料。3 3）零件整体和表面处理的要求：如热处理）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、渗碳方法、热处理后的硬度、渗碳/渗氮要求及淬渗氮要求及淬火深度火深度。4 4）未注倒角、圆角半径、斜度等的说明。）未注倒角、圆角半径、斜度等的说明。5 5）其他特殊要求：如修形或
26、对高速齿轮的）其他特殊要求：如修形或对高速齿轮的动平衡试验等。动平衡试验等。轴轴(轴类零件轴类零件 )1 1视图选择视图选择 轴的结构可用一个视图加若干断面。轴的结构可用一个视图加若干断面。2 2尺寸标注尺寸标注 满足加工、检验、装配要求。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。注意：基准面，加工过程，尺寸链不封闭。3 3形位公差形位公差 重点是轴颈和轴头部分。重点是轴颈和轴头部分。4 4表面粗糙度表面粗糙度5 5技术要求技术要求 轴类零件的技术要求包括：轴类零件的技术要求包括：1 1）对材料化学成分和力学性能的要求，对材料化学成分和力学性能的要求，允许使用的代用材料。
27、允许使用的代用材料。2 2）热处理方法和要求：如热处理后的硬热处理方法和要求：如热处理后的硬度、渗碳度、渗碳/渗氮要求及淬火深度等渗氮要求及淬火深度等。3 3）未注倒角、圆角的说明。）未注倒角、圆角的说明。4 4）其他加工要求：如对某些关键尺寸、）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。加工状态要求的特殊说明。检查：检查：视图数量是否足够。视图数量是否足够。零件结构是否正确。零件结构是否正确。尺寸标注、公差、形位公差、表面粗尺寸标注、公差、形位公差、表面粗 糙度是否正确。糙度是否正确。技术要求是否完善、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。标题栏、明细
28、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、数字用仿宋图国家标准。保持整洁，文字、数字用仿宋体写出体写出。内容：内容：（1 1）目录（标题及页次）；目录（标题及页次）；（2 2）设计任务书（题目）；设计任务书（题目）；（3 3）传动方案的分析与拟定（简要说明并传动方案的分析与拟定（简要说明并附传动方案简图）；附传动方案简图）；（4 4）电动机的选择计算；电动机的选择计算；（5 5）传动装置的运动及动力参数计算；传动装置的运动及动力参数计算；（6 6）传动零件的设计计算；传动零件的设计计算；要求：要求：计算正确、论述清
29、楚、文字精炼、计算正确、论述清楚、文字精炼、插图简明、书写工整。插图简明、书写工整。一、设计计算说明书一、设计计算说明书（7 7）轴的计算；轴的计算；（8 8）滚动轴承的选择和计算；滚动轴承的选择和计算；（9）键连接的选择和计算；）键连接的选择和计算；（10）联轴器的选择；）联轴器的选择；（11）减速器的润滑方式和密封类型的选）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；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）设计小结（对课程设计的体会，设计的优缺点和改进意见等）；计的优缺点和改进意见等）；（13）参考资料（资料编号、作者、说明、）参考资料（资料编号、作者、说明、出版单位和出版年份）。出版单位和出版年份）。二、准备答辩二、准备答辩装配图、零件图和设计计算说明书完成装配图、零件图和设计计算说明书完成后，装订成册，方可进行答辩。后，装订成册，方可进行答辩。叠图示例叠图示例2022-8-13兰州交通大学化工学院77
