机械设计课程设计指导书电子扫描件宋宝玉第二版|百度网盘下载

华小强

2022-5-8

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编辑点评：机械设计课程设计指南电子扫描件

《机械设计课程设计指南》，全书分为两部分：第一部分是机械设计课程设计指南。以减速机的设计为例，重点介绍通用机械传动装置的设计内容、方法和步骤。 ;第二部分为机械设计常用的标准、规范等设计资料，需要的请下载

关于作者

《机械设计基础课设计指南》是根据教育部《高职院校机械设计基础课教学基本要求》，结合高等院校机械、机电、动力类专业的机械设计职业院校。准备了基础课程设计的具体要求。

《机械设计基础课程设计指南》旨在培养学生解决实际工程问题的能力。除了介绍机械设计知识外，还着重描述设计方法和把握设计过程。《机械设计基础课程设计指南》分为两部分。

第 1 部分是课程设计指南。以减速机的设计为例，介绍了一般机械传动设计的内容、方法和步骤。第二部分是课程设计的通用规范，其内容基本可以满足课程设计的需要。

《机械设计基础课程设计指南》可作为高职院校机械、机电、数控专业学生机械设计基础课程设计的书籍，电视、高职、函授课程均可使用在相应的专业。也可作为上述专业教师课程设计的参考，指导学生。

书籍内容

第一部机械设计课程设计指南第一章介绍 1.1 机械设计课程设计的目的 1.2 机械设计课程设计的内容 1.3 机械设计课程设计的方法和步骤 1.4 应注意的几点机械设计课程设计中要注意的问题与习题第2章传动的总体设计

2.1 分析或确定传动方案 2.2 选择电机 2.3 确定传动装置的总传动比和分配传动比 2.4 传动装置运动和动态参数的计算思考题第三章传动部件的设计 3.1 传动装置的设计要点3.2 减速机传动件设计要点思考题

第四章减速机装配草图设计 4.1 装配草图设计前的准备工作 4.2 草图设计第一阶段 4.3 第一阶段装配草图设计自检要点及思考题 4.4 校核轴、轴承和键连接的计算 4.5 第二阶段草图设计 4.6 第二阶段装配草图设计自检要点及思考题

4.7 草图设计第三阶段 4.8 装配草图设计第三阶段自检要点及思考问题 4.9 装配草图检验第5章减速机装配工作图设计 5.1 装配工作图视图绘制 5.2 装配work drawing Dimensioning 5.3 零件编号、零件清单和装配工作图标题栏的编制

5.4 减速机技术特性表编制 5.5 减速机技术要求编制 5.6 装配工作图设计自检要点及思考问题第6章零件工作图设计 6.1 零件工作图要求 6.2 轴类零件工作图6.3 齿轮零件工作图

6.4 机身零件工作图 6.5 零件工作图设计自检要点及思考题第7章设计计算说明的编写 7.1设计计算说明的内容 7.2设计计算说明的要求和注意事项 7.3格式示例的编写第8章课程设计总结与答辩

第2部分机械设计常用标准、规范和其他设计资料第9章常用数据和通用标准、规范9.1机械传动效率和传动比范围的通用值

周长 9.2 通用标准 9.2.1 优先编号系统和标准尺寸 9.2.2 锥度和锥角系列 9.2.3 中心孔 9.2.4 砂轮超行程，插齿机倒角和刨，犁超行程槽 9.2.5 倒圆和零件倒角

尺寸 9.3 机械制图通用规范 9.3.1 图纸比例、格式和格式 9.3.2 装配图中的零件编号和排列方法 9.3.3 尺寸符号和缩写 9.4 铸件设计通用规范第10章机械设计常用材料10.1 黑色金属中的润滑剂和润滑剂 10.2 有色金属材料

10.3 非金属材料 10.4 润滑剂第 11 章连接 11.1 螺纹和螺纹连接 11.1.1 螺纹 11.1.2 螺纹连接 11.1.3 螺纹零件的结构元件 11.2 轴类零件的紧固件 11.3 键连接 11.4 销连接第 l2 章滚动轴承12.1 滚动轴承 12.1.1

常用滚动轴承 12.1.2 滚动轴承与轴和外壳的联轴器 12.2 滚动轴承外壳第 13 章联轴器 13.1 带弹性元件的弹性联轴器 13.2 刚性联轴器 13.3 不带弹性元件的弹性联轴器第 14 章电动机

14.1Y系列三相异步电动机技术资料安装及外形尺寸

第 15 章限制和配合、几何公差和表面粗糙度 15.1 限制和配合 15.2 形状和位置公差 15.3 表面粗糙度第 16 章齿轮、蜗杆和蜗轮的精度 16.1 渐开线圆柱齿轮的精度 16.1. 1 精度等级及其选择

16.1.2 检验项目的选择 16.1.3 齿轮各种偏差的允许值 16.1.4 齿隙及其检验项目 16.1.5 齿厚和公法线长度 16.1.6 齿轮副和齿坯的精度16.1. 7 绘图注释 16.2 直齿锥齿轮的精度

16.2.1 锥齿轮和锥齿轮副的精度等级和齿隙等级及其选择 16.3.2 蜗杆，

蜗轮蜗杆传动的检验和公差 16.3.3 蜗杆传动的齿隙 16.3.4 蜗轮蜗杆齿坯的公差 16.3.5 图纸参考

机械设计基础课程设计——单鼓绞盘传动

0。前言 - 文档

本设计报告由作者在参加《机械设计基础课程设计》时撰写，现重新编辑并上传至网络。上传此设计报告的目的是为了学习和交流。因此，不得将本报告用于其他目的。

报告完整再现了课程设计的基本过程。但是，由于报告的撰写是由作者独自完成的，因此文本中的错误是不可避免的。敬请谅解。

由于知乎版面的限制，这里只展示报告的前4部分（文档有8部分）。格式良好的报告可以在我上传到金山文档的 PDF 中找到。如果您觉得这篇报道不错，欢迎您在那里查看，也欢迎收藏和点赞。

1、设计任务

单卷筒提升机双班倒连续工作，振动适中，使用寿命5年。电机轴线要求与滚筒轴线平行，如下图所示。

图1：设备示意图

已知：工作机输入功率为5.8kW；工作机输入轴转速为36 r/min。

2、传输方案的初步分析与制定

根据工作需要，初步分析得出以下两种传输方案。

2.1 方案分析

(1) 方案一

采用二级闭式圆柱齿轮传动，电机与二级齿轮减速机直接连接，如下图所示。

图 2：方案 1

方案分析：闭式齿轮传动比较平稳，润滑条件好。该方案结构紧凑，圆柱齿轮易于加工，成本较低，但该方案的减速机传动比和结构尺寸较大。

(2)方案二

采用皮带传动和两级闭式圆柱齿轮传动。一级电机由皮带传动，二级闭式齿轮圆柱传动，如图3所示。

图 3：方案 2

方案分析：皮带传动有很多优点——1）皮带柔韧性好，可以减轻冲击，吸收振动； 2）超载时，皮带与皮带轮之间发生打滑。虽然打滑使传动失效，但它可以防止损坏其他部件。圆柱齿轮传动效率高。该方案尺寸大、传输稳定、效率高。但三角带不适合在恶劣环境下长期超负荷工作。

2.2 方案制定

根据题主的要求——单缸绞盘受到中度振动，虽然第一种方案结构紧凑，易于加工，成本低，但不适合在这种情况下工作工作环境。同时，考虑到方案2的皮带传动可以减轻冲击、吸收振动和防止过载，选择方案2作为提升机的传动装置是合理的。

3、选择电机

(1) 电机选择

一般工程使用三相异步交流电机。综合考虑工作要求，选用Y系列（IP23）防护笼式三相异步电动机。

(2)选择电机容量

电机所需工作功率为

${P_d} = \frac{{{P_w}}}{\eta }$

公式中， $P_{w}$ 为工作机所需功率， $\eta$ 是从电机到工作机器的总效率。显然，根据设计要求 $P_{w}=5.8 \rm kW$ 。接下来，计算从电机到工作机的总效率 $\eta$ 。

从电机到工作机的总效率 $\eta$ 应该是组成电机的每个运动对的效率的乘积传输，也就是

$\eta = {\eta _1}{\eta _2} \cdots {\eta _n}$

从文献[2]的表2-3可以看出，三角带传动 $\eta_{1}=0.96$ ; $\eta_{2}=0.99$ 的滚动轴承（对）；闭式齿轮传动 $\eta_{3}=0.97$ ;耦合 $\eta_{4}=0.99$ ，可以看出所选方案的总效率 $\eta$ 是

$\eta = {\eta _1}{\eta^3 _2}{\eta^2 _3}{\eta _4}$

用

替换数据

$\eta = 0.96 \times {0.99^3} \times {0.97^2} \times 0.99 \约 0.8677 = 86.77\%$

因此，所需的电机功率

${P_d} = \frac{{{P_w}}}{\eta } = \frac{{5.8}}{{86.77\% }} \大约 6.68 {\rm kW}$

即 ${P_d}=6.68{\rm kW}$ 。

由于负载稳定，电机额定功率 $P_{ed}$ 只需要略大于< img src="https://www.zhihu.com/equation?tex=P_%7Bd%7D+"> 就是这样。查看文档[2]的表17-1，我们可以看到选择的 $P_{ed}$ 为7.5 kW。

从文献[2]可以看出，在本课程的设计中，应选择同步转速为1500r/min或1000r/min的电机，并考虑电机的额定功率为7.5 kW，电机选用Y160M-6、 Y160M-6电机相关参数如下：电机额定功率 $P_{ed}=7.5 \rm kW$

电机满载转速 $n_{m}=970 \rm r/min$

电机轴伸直径 $D=42 \rm mm$

电机轴加长长度 $L=110 \rm mm$

4、机械装置的运动和动态参数计算

4.1 传动比的初步分配

设备总齿轮比 $i_{a}$ 为电机满载转速 $n_{m}$ 工作机输入轴转速之比 $n_{w}$ 。由于设计要求， $n_{w}=36 \rm r/min$ ，所以有

${i_a} = \frac{{{n_m}}}{{{n_w}}} = \frac{{970}}{{36}} = 26.94$

考虑总传动比 $i_{a}$ 等于各级传动比的乘积，即 ${i_a} = {i_1}{i_2}{i_3}$ 公式中， $i_{1}$ 是皮带传动比， $i_{2}$ 是一级齿轮传动比， $i_{3}$ 是二级-级齿轮传动比。

为了使V带传动的尺寸适中，取其传动比 $i_{1}=2$ ，则减速机的传动比

$i_{\rm Retarder}=\frac{{{i_a}}}{{{i_1}}} = \frac{{26.94}}{2} = 13.47$

取 $i_{2}=\sqrt{1.4i_{\rm Retarder}}=4、34$

然后

$i_{3}=\frac{i_{\rm Retarde}}{i_{2}}=3.10$

至此，各个级别的传动比已经初步确定。实际传动比只有在各级传动部件的参数确定后才能计算出来。

4.2 运动和动态参数的计算

这里约定轴按照各轴的转速分别编号为0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ轴，即直接与电机相连的轴为0轴，齿轮减速器的第一级为I轴，第二级为II轴，齿轮减速器的输出轴为III轴，滚筒输入轴为IV轴。（见图3）

$k$ 轴的输入功率为

${P_k} = {P_{k - 1}}{\eta _k}$

速度是

${n_k} = \frac{{{n_{k - 1}}}}{{{i_k}}}$

扭矩是

${T_k} = 9550\frac{{{P_k}}}{{{n_k}}} = {T_{k - 1}}{i_k}{\eta _k}$

下面以计算I轴为例。输入功率为

${P_{\rm Ⅰ}} = {P_{\text{0}}}{\eta _{\rm Ⅰ}}{\text{ = }}{P_{\text{d}}}{\eta _{\rm Ⅰ}}=6.41 \rm kW$

速度是

${n_{{\rm Ⅰ}}} = \frac{{{n_{{\rm Ⅰ}}}}}{{{i_{\text{1}}}}} = \frac{{{n_{\text{m}}}}}{{\text{2}}} = {\text{485}}\rm r/min$

扭矩是

${T_{{\rm Ⅰ}}} = 9550\frac{{{P_{{\rm Ⅰ}}}}}{{{n_{{\rm Ⅰ}}}}} = {\text{9550}} \cdot \frac{{{\text{6}}{\text{.41}}}}{{{\text{485}}}}{\text{ = 126}}{\text{.22}}\rm N\cdot m$

机械设计基础总结

这门课由机械工程学院的老师讲授。这位老师的教学水平相当高。他的教学特点是冷酷幽默，不时吐出几句金句逗大家笑。在早期的前 10 周，这个过程并没有得到很好的处理。我只是在课堂上随便听，没有认真做笔记。放下了一些疑惑，没有去研究，功课也做的比较好。这种做法让我在课程设计过程中处处碰壁，不知道说什么好，也很少有无知的感觉。一句话生动地概括了机械课程设计的主旋律：欠下的总是要还的。当我开始认真听课的时候，最后两三个星期就要结束了。李畅老师提到编程机械课程设计的想法，正好引起了我对编程软件开发的兴趣，首当其冲接受了程序。设计挑战。虽然有一定的开发基础和经验，但还是低估了机械课程设计庞大繁琐的计算量和数不清的表格，导致我在里面卡了 17 周。前五个表中的代码行数是数千。有超过数百种优化。面对绘画的压力，我只能暂停开发，转入史上最忙的第18周，此时最忙的绘画与马克思考试并存。其实我不需要把所有的图都看懂，我是按照大小来画的，但是知道是什么不知道为什么的感觉真的很不舒服，所以我就抓狂的研究计算过程和画法各种尺寸和零件，并征求意见。零件的位置和空间结构在画一点之前就已经搞清楚了。这里我不采用平时边计算边画边修改的做法。我原来的方法是同时画三个视图，先整体，再局部，再轮廓，再细节。我为每个视图使用了一些具有代表性的轮廓线。把它分成四个或五个部分，然后画出这些轮廓，然后将部分添加到每个部分。虽然这种方法理论上可以节省时间，但需要熟练的绘图技巧。所以我采用这种方法并没有节省时间，主要是因为我的绘画技术不够精细，但这并不意味着我原来的绘画方法不能节省时间。以上就是机械设计基础课程的总结！写给未来的自己。 THE END送上我的节日祝福：“一如既往，祝你一切顺利”

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作者：华小强
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