一、 课程基本概况
课程名称：机械设计基础课程设计
课程编号：基本技能。
课程类型：必修。
学时：2周学分：2 其中 ：讲课学时6学时 ，实验学时2学时
适用对象：机电一体化技术，机械制造与自动化，汽车，冶金等。
先修课程：机械制图，工程力学，工程材料与热加工基础，互换性与测量技术等。
二、 课程设计的性质、目的。
1.性质：机械设计基础课程设计是机械设计基础课程的重要实践性环节，是学生在校期间第一次较全面的设计能力训练，在实现学生总体培养目标中占有重要地位。
2.教学目的：
1)通过课程设计实践，树立正确的设计思想，培养综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论与生产实际知识来分析和解决机械设计问题的能力。
2)学习机械设计的一般方法、步骤，掌握机械设计的一般规律。
3)进行机械设计基本技能的训练：例如计算、绘图、查阅资料和手册、运用标准和规范，进行计算机辅助设计和绘图的训练。
三、 课程设计的主要内容与基本要求
1.主要内容。
每个学生必须独立完成课程设计任务，课程设计题目为一般用途的机械传动装置，其工作量相当于以一级圆柱齿轮减速器为主体的机械传动装置为最低要求。
每个学生应完成的设计任务：
1)部件装配图1张a0图纸；
2)零件工作图2张a2或a3图纸（传动零件齿轮、轴或箱体）；
3)设计计算说明书一份，内容包括：拟定机械系统方案，进行机构运动和动力分析，选择电动机，进行传动装置运动动力学参数计算，传动零件设计，轴承寿命计算、轴（按弯扭合成强度计算）、键的强度校核，选择联轴器等，约左右。
2.基本要求。
1)能从机器功能要求出发，拟定机械系统方案，进行机构运动和动力分析。
2)合理选择电动机，能按机器的工作状况分析和计算作用在零件上的载荷，合理选择零件材料、热处理，正确计算零件工作能力和确定零件主要参数及尺寸。
3)能考虑制造工艺、安装与调整、使用与维修、经济和安全等问题，对机械零部件进行结构设计。
4)图面符合制图标准，尺寸公差、形位公差及表面粗糙度标注正确，技术要求完整合理。
在条件允许情况下要求初步掌握计算机进行设计计算和计算机绘制装配图、零件图的能力。
实验内容：减速器装拆实验（2学时）
四、学时分配：
1、传动装置总体设计、传动件计算：1.5天。
2、装配草图设计：4天。
3、装配工作图绘制：2.5天。
4、绘制零件工作图：0.8天。
5、完成说明书：1天。
6、答辩：0.2天。
五、教材及主要参考书：
机械设计基础》陈立德编著，高等教育出版社，2023年2月。
机械设计基础》康宝来于兴芝主编，河南科技出版社，2023年8
机械设计基础》刘颖马春荣主编，清华大学出版社。
机械设计基础课程设计指导书》陈立德编著，高等教育出版社，2023年2月。
机械零件设机手册》 东北大学《机械零件设计手册》编写组冶金工业出版社，1994
六、成绩评定：
设计完成后应进行答辩，并按优秀、良好、中等、及格、不及格评出成绩，成绩单独记分。
机械设计基础课程设计说明书格式（参考）
一、前言。1.设计目的：
通过本课程设计将学过的基础理论知识进行综合应用，培养结构设计，计算能力，熟悉一般的机械装置设计过程。
2.传动方案的分析。
机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。
合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。
本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。传动方案采用了两级传动，第一级传动为带传动，第二级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器。
带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有过载保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。
齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是现代机器中应用最为广泛的机构之一。本设计采用的是单级直齿轮传动。
减速器的箱体采用水平剖分式结构，用ht200灰铸铁铸造而成。
二、传动系统的参数设计。
原始数据：运输带的工作拉力f=0.2 kn；带速v=2.0m/s；滚筒直径d=400mm（滚筒效率为0.96）。
工作条件：预定使用寿命8年，工作为二班工作制，载荷轻。
工作环境：室内灰尘较大，环境最高温度35°。
动力**：电力，三相交流380/220伏。
1、电动机选择。
（1）电动机类型的选择： y系列三相异步电动机
（2）电动机功率选择：
①传动装置的总效率：
②工作机所需的输入功率：
③电动机的输出功率：
（3）确定电动机转速：
计算滚筒工作转速：
由推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围i =3~6。取v带传动比i =2~4，则总传动比理时范围为i =6~24。故电动机转速的可选范围为n =（6~24）×96=576~2304r/min
（4）确定电动机型号
根据以上计算在这个范围内电动机的同步转速有1000r/min和1500r/min，综合考虑电动机和传动装置的情况，同时也要降低电动机的重量和成本，最终可确定同步转速为1500r/min ，根据所需的额定功率及同步转速确定电动机的型号为y132s-4，满载转速1440r/min。
其主要性能：额定功率：5.5kw，满载转速1440r/min，额定转矩2.2，质量68kg。
2、计算总传动比及分配各级的传动比。
（1）总传动比：i =1440/96=15
（2）分配各级传动比：
根据《机械设计基础课程设计指导书》，取齿轮i =5（单级减速器i=3~6合理）
3、运动参数及动力参数计算。
（1）计算各轴转速（r/min）
（2）计算各轴的功率（kw）
（3）计算各轴扭矩（n·mm）
三、传动零件的设计计算。
1.齿轮传动的设计计算。
（1）选择齿轮材料及精度等级
考虑减速器传递功率不大，所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用40cr调质，齿面硬度为240~260hbs。大齿轮选用45#钢，调质，齿面硬度220hbs；根据指导书选7级精度。
齿面精糙度r ≤1.6~3.2μm
（2）确定有关参数和系数如下：
传动比小齿轮齿数大齿轮齿数。
实际传动比
传动比误差：
齿数比：取模数，则齿顶高系数h =1；径向间隙系数c =0.25；压力角 =20°；
分度圆直径：
由指导书取φ
齿宽齿顶圆直径齿根圆直径基圆直径。
3)计算齿轮传动的中心矩a：
2、轴的设计计算。
输入轴的设计计算。
a、按扭矩初算轴径
b、轴的结构设计
①轴上零件的定位，固定和装配
单级减速器中可将齿轮安排在箱体**，相对两轴承对称分布，齿轮左面由轴肩定位，右面用套筒轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以轴肩和大筒定位，则采用过渡配合固定
②确定轴各段直径和长度
…（轴的设计计算要附受力分析图）
（1）输出轴的设计计算。
a、按扭矩初算轴径
b、轴的结构设计
①轴的零件定位，固定和装配
单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体**，相对两轴承对称分布，齿轮左面用轴肩定位，右面用套筒轴向定位，周向定位采用键和过渡配合，两轴承分别以轴承肩和套筒定位，周向定位则用过渡配合或过盈配合，轴呈阶状，左轴承从左面装入，齿轮套筒，右轴承和皮带轮依次从右面装入。
②确定轴的各段直径和长度
……（轴的设计计算要附受力分析图）
四、滚动轴承的选择。
1、计算输入轴承。
选用30207型角接触球轴承，其内径d为35mm,外径d为72mm，宽度t为18.25mm.
2、计算输出轴承。
选30211型角接球轴承，其内径d为55mm，外径d=100mm，宽度t为22.755mm
五、键联接的选择。
1、输出轴与带轮联接采用平键联接。
2、输出轴与齿轮联接用平键联接。
3、输入轴与带轮联接采用平键联接。
4、输出轴与齿轮联接用平键联接。
六、箱体、箱盖主要尺寸计算。
箱体采用水平剖分式结构，采用ht200灰铸铁铸造而成。箱体主要尺寸计算如下：
七、轴承端盖。
主要尺寸计算。
轴承端盖 八、减速器的附件。
减速器的附件的设计。
1、挡圈 2、油标。
3、六角螺塞。
九、设计参考资料目录。
十、设计体会及鸣谢。
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