机电系09数控技术
设计人：彭通文胡勇马建航刘道涛指导老师：李荣
贵州师范大学职业技术学院
2010年12月27日
目录
一、设计任务书 (1)
二、传动方案的拟定及说明 (4)
三、电动机的选择 (4)
四、传动装置的运动参数和动力参数的计算 (5)
五、传动件齿轮的设计及计算 (7)
六、轴的设计计算及说明 (10)
七、键联接的选择及校核计算及连轴器的选择 (19)
八、减速器润滑与密封的选择 (23)
九、减速箱体的结构及附件设计 (23)
十、设计小结 (25)
十一、参考资料目录 (26)
机械设计课程设计任务书
题目：设计一通用电动绞车传动装置中的一级圆柱齿轮减速器总体布置简图
1—电动机2—带制动轮联轴器3—圆柱齿轮减速器
4—轴承5—开式齿轮6—卷筒7—钢丝绳
一.工作情况：
载荷有轻微震动。
二.原始数据
输送带拉力F/N :1300
输送带速度r/(m/s) :0.6
滚筒直径D(mm ) :350
带速度允许误差（%）：5
使用年限（年）：8
工作制度（班/日）：3
三.设计内容
1.电动机的选择与运动参数计算；
2.斜齿轮传动设计计算
3.轴的设计
4.滚动轴承的选择
5.键和连轴器的选择与校核；
6.装配图、零件图的绘制
7.设计计算说明书的编写
四.设计任务
1.减速器总装配图一张
2.齿轮、轴零件图各一张
3.设计说明书一份
五.设计进度
1.第一阶段：总体计算和传动件参数计算
2.第二阶段：齿轮与轴系零件的设计
3.第三阶段：轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制
4.第四阶段：装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写
二.传动方案的拟定及说明
由题目所知传动机构类型为：圆柱齿轮减速器。故只要对本传动机构进行分析论证。
本传动机构的特点是：减速器横向尺寸较小，两大齿轮浸油深度可以大致相同。结构较复杂，轴向尺寸大，中间轴较长、刚度差，中间轴承润滑较困难。
三、电动机的选择
1.电动机类型和结构的选择
因为本传动的工作状况是：载荷有轻微震动。所以选用常用的封闭式Y （IP44）系列的电动机。
2.电动机容量的选择
1）工作机所需功率Pw
Pw ＝13KN kW s m 8.7/6.0=?
2）电动机的输出功率
Pd ＝Pw/η
η＝轴承’
联齿
轴承ηηηη23＝0.9408 Pd ＝8.29kW
3.电动机转速的选择
nd ＝（i1’·i2’…in ’）nw
初选为同步转速为750r/min 的电动机
4．电动机型号的确定
由表20－1查出电动机型号为Y180L-8,其额定功率为11kW ，满载转速730r/min 。基本符合题目所需的要求。
三、传动装置的运动参数和动力参数的计算
1传动装置的运动和动力参数 1）计算总传动比
由电动机的满载转速nm 和工作机主动轴转速nw 可确定传动装置应有的总传动比为：
i ＝nm/nw 卷筒转动转速：n=
d v π=
757.32100060350
14.36
.0=???r/min i=
n n 满=75
.32730
=22.3 取闭i =5 开i =
闭总i i =5
3
.22=4.46
2）合理分配各级传动比
（1）转速n （2）功率P （3）转矩 T
五、传动件齿轮的设计及计算
1、选小齿轮材料为45钢，调后240~270HBS1，大齿轮材料为45钢，正火180~210HB S2。
该齿轮为一般齿轮传动，圆周速度不大于6 m ／s ，初选7级精度。 2、因该齿轮为比上闭式软齿面的钢制齿轮，所以应按齿面接触疲劳强度设计齿轮。
由下式设计小齿轮的分度圆直径。
d1≥[]
3
2
1)
1(43.76δ?H du u K T ±
（1）选载荷系数k ，因为是软齿面载荷平稳，对称布置，查表可得k=1.0~1.2取k=1.1.
（2）选取宽度系数：?d
=0.8
（3）计算小齿轮转矩
T
1
= 9549
1
n p =954973029
.8≈108.44（m n ）
（4）计算接触疲劳许用应力
δ
HP
δ
HP
=(SH H δmin
.Z n
)
a 按齿面硬度的中间值255HBS1,195HBS2, 查得
δ
1
lim H =650(MPa)
δ
2
lim H =600(MPa)
b 接触疲劳寿命系数ZN.
因载荷稳定，故N=6060njth,每年按260个工作日，每日24小时，
th=8x260x24=49920h.
N1=60x730x1x49920≈2.186X 109 N2==
2
1N 2.186X 109
/5=4.373X 108 Z N 1=1 Z N 2=1.03
C 接触疲劳最小安全系数SH. 要求一般可靠性，SH.=1
d 计算
δ
1
HP =
δ
lim
Z N 1/SH=650(MPa)
δ
2
HP =
δlim
Z N 2/SH=618(MPa)
（5）计算小齿轮的分度圆直径d1
3
2
3
1
5
8.0644.1081.161810x x x x x d
≥≈59.36（mm ）
(6)圆周速度V 1
V
1
=
1000
601
1x d n π=2.3（s m ）
因为V 1〈6（s m ）所以取7级精度合适。
3、主要参数的选择和几何尺寸计算。 （1）齿数z 1=22z 2=i z 1=22x5=110. (2)模数m=z
d 1
1
=59.36/22=2.69 取m=3mm
(3) 分度圆直径d 1=m z 1=3x22=66mm
d
2
=3x110=330mm
(4)中心距a=
2
2
1
d d +=396/2=198
(5) 齿轮宽度b=4dx d 1=0.8x66=52.8mm
b 1
=52.8 mm b
2
=48+(5-10)=62.8mm
4、 齿根弯曲疲劳强度校核
（1）齿形系数Y F 和应力修正系数Y S 依据z 1，z 2查表可得
Y
F 1
=2.81 Y
S 1
=1.73
Y
F 2
=1.56
Y
S 2
=1.80
（2）弯曲疲劳许用应力
δ
FP
=（SF
FMlin
δ）YN 由齿面硬度的中间值255和195，查得
δ
1
Flin =225（MPa ）
δ
2
lim F =215（MPa ）
所以YN1=1 YN2=1
弯曲疲劳最小安全系数要求一般可靠性Sh=1
所以
δ
1
FP =225（MPa ）
δ
2
FP =215（MPa ）
5、校核弯曲疲劳强度
δ1
F =20
94873.181.244.1081.12000x x x x x X δ
1
F <
δ
1
FP
δ
2
F <
δ
2
FP
所以弯曲疲劳强度足够
六、 轴的设计计算及说明
1.轴的设计计算与校核：
不论何种具体条件，轴的结构都应满足：轴和装在轴上的零件要有准确的位置；轴上零件应便于装拆和调整；轴应具有良好的制造工艺性等。
按承载性质，减速器中的轴属于转轴。因此，一般在进行轴的结构设计前
先按纯扭转对轴的直径进行估算，然后根据结构条件定出轴的形状和几何尺寸，最后校核轴的强度。这里因为从动轴为Ⅱ轴，故只对Ⅱ轴进行强度的校核，对两根轴进行尺寸的设计计算过程。 具体步骤如下：
1、电动机轴的材料选择、热处理方式，许用应力的确定。
选择45钢正火。硬度达到170～217HBS,抗拉强度b δ=600MPa ，屈服强度
e δ=360MPa 。[b 1-δ]=55MPa
2.初步计算各轴段直径
（1）计算d 1，按下列公式初步计算出轴的直径，输出轴的功率P 和扭矩T
最小直径计算（查《机械设计基础》教材表15—3 取 c=110）
考虑键槽 19
.25%)51(46.24=+?≥d
选择标准直径 mm
d 281
=
（2）计算2d 因
2d 必须符合轴承密封元件的要求，经查表，取2d =30mm ；
（3）计算3
d
mm
mm d d 40~36)5~1(23
=+=，且
3
d 必须与轴承的内径一致，圆整
3
d =40mm ，初选轴承型号为6208,查附表可知，B=18mm ，D=80mm ，
;
2.15,8.22KN KN c c a r
==
（4）计算4d mm
mm d d 45~41)5~1(34
=+=，为装配方便而加大直径，应圆整为标准
直径，一般取0，2，5，8尾数，取4d =45mm ； （5）计算
5
d
取
5
d =55mm ；
（6）计算6
d
mm
d d 4036
==，同一轴上的轴承选择同一型号，以便减少轴承座孔镗制
和减少轴承类型。
（1）计算1L
半联轴器的长度l=62mm ，为保证轴端挡圈只压在半联轴器上，而不压
在轴的端面上，故第一段的长度应比l 略短一些，取
1L =60mm;
（2）计算2L
取箱体壁厚为6mm ，L1=28,m 取4
取 2L =38mm ；
（3）计算
3
L
取 L 3=38mm
（4）计算4L
mm b L 6026224=-=-=小齿轮；
（5）计算
5
L
mm
d a b L 3.105.44.1)1.0~0.0(4.14.1445
=?=??=?==，
取
（6）计算
6
L
mm
B L 281018106
=+=+=轴承；
2（1）输出轴的功率P 和扭矩T
（2）最小直径计算（查《机械设计基础》教材表14—1 取 c=110）
考虑键槽 mm
d
19.2546.2403.1=?>
选择标准直径 d=28mm
（3）计算齿轮受力（大齿轮采用锻造毛坯的腹板式）
圆周力：
N
d
T
F
328666
108450
22
2
2=?=
=τ
径向力：N
a F F 1195tan 3286tan 200
=?==
τ
γ
∵是直齿轮，故
轴向力：
0a F N
=
（4）按许用应力校核轴的弯曲强度
1）轴的受力简图 （图A ）（L =109mm ）
2）求支持反力
水平面支反力
N
F R
R
HB
HA
164332865.05.0=?=?==
τ
垂直面支反力 N
F R
R VB
VA 5.59711955.05.0=?=?==
γ
3）作弯矩图
水平弯矩（图B ）mm N LR M
HA HC
?=??=?=8954416431095.05.0 垂直弯矩（图C ）
mm
N LR m
va vc
?=??=?=325645.5971095.05.0
1）求合成弯矩，作出合成弯矩图（图E ） 2）作扭矩图（图D ）
C 点左 '0.T N mm =
C 点右
mm N d F
T T ?=?=?==10758266
286221τ
3）作危险截面当量弯矩图（图E ）
该轴单项工作，转矩产生的弯曲应力按脉动循环应力考虑，取α=0.59 4）校核危险截面轴径
Q 45号优质碳素钢调质处理时，查《机械设计基础》教材14—3
C 剖面的轴径mm mm d 15.25454>= 故：强度足够
从动轴受力简图校核分析
3轴Ⅱ的设计
1、电动机轴的材料选择、热处理方式，许用应力的确定。
选择45钢正火。硬度达到170～217HBS,抗拉强度b δ=600MPa ，屈服强度
e δ=360MPa 。[b 1-δ]=255MPa
2.初步计算各轴段直径
（1）计算d 1，按下列公式初步计算出轴的直径，输出轴的功率P 和扭矩T
最小直径计算（查《机械设计基础》教材表15—3 取 c=110） 考虑键槽 087
.43%)51(832.41=+?≥d
选择标准直径
mm
d
451
=
（2）计算2d 因
2d 必须符合轴承密封元件的要求，经查表，取2d =55mm ；
（3）计算3
d
mm
mm d
d
60~56)5~1(2
3
=+=
，且
3
d 必须与轴承的内径一致，圆
整
3
d =60mm ，初选轴承型号为6208,查附表可知，B=27mm ，D=110mm ，
;
6.35,
5.47KN KN c
c
a
r
==
（4）计算4d
mm
mm d
d
65~61)5~1(3
4
=+=
，为装配方便而加大直径，应圆整
为标准直径，一般取0，2，5，8尾数，取4d =65mm ；
（5）计算
5
d
取
5
d =78mm ；
（6）计算6
d
mm
d
d
603
6
==
，同一轴上的轴承选择同一型号，以便减少轴承座孔
镗制和减少轴承类型。
电动机轴各阶梯轴直径列表如下：
3、计算轴各段长度 （1）计算1L
半联轴器的长度l=62mm ，为保证轴端挡圈只压在半联轴器上，而不压
在轴的端面上，故第一段的长度应比l 略短一些，取
1L =60mm;
（2）计算2L
取箱体壁厚为6mm ，L1=28,m 取4
取
2L =38mm ；
（3）计算
3
L
取 L 3=47mm
（4）计算4L
mm
b
L
502522小齿轮
4
=-=-=
；
（5）计算5L （6）计算
6
L
mm
B
L 37102710轴承
6
=+=+=
；
七、轴承、键和联轴器的计算及选择
（一）从动轴承：
因为闭式齿轮选择直齿圆柱齿轮，考虑承受载荷和只承受径向力，主动轴
承和从动轴承均选用深沟球轴承。
从动轴承：根据轴径值查《机械制图》教材Ｐ414表11-8深沟球轴承各部分尺寸，选择6318（GB276-89）型深沟球轴承 2个。
各部分尺寸如下表：
要求轴承寿命：（十年两般制工作，按每年工作262天，每班工作8
个小时）
1676882628=??=L h
计算选用轴承寿命
查《机械设计基础》P235表13-8 基本额定动负荷KN
C r
5.47=
动载荷系数1X = 0Y = 当量动载荷 N
Y
X
P F
F
a
r
117011701=?=+=
温度系数
1
t f = 载荷系数
1.5
p f = 对球轴承寿命系数3ε=
轴承寿命合格
（二）主动轴承：
主动轴承：根据轴径值查《机械设计手册》教材Ｐ414表11-8深沟球轴
承各部分尺寸，选择6208（GB276-8）型深沟球轴承 2个。
各部分尺寸如下表：
要求轴承寿命：（八年三班制工作，按每年工作262天，每班工作12
个小时）
计算选用轴承寿命
查《机械设计基础》P235表13-8 基本额定动负荷KN
C r
8.22=
动载荷系数1X = 0=η 当量动载荷 N
Y
X
P F
F
a
r
1195=+=
温度系数
1
t f = 载荷系数
1.5
p f = 对球轴承寿命系数3ε=
轴承寿命合格
图4 主动轴承简图
2键的选择与校核
材料选择及其许用挤压应力
选择45号优质碳素钢，，查《机械零件设计手册》P458表3·2-3
其许用挤压应力100jy MPa
σ??=??
（1）主动轴外伸端，mm d 18=，考虑到键在轴中部安装，选择平键就可以了，且联轴器轴长度=60mm ，故选择GB1096-72型键。
静连接工作面的挤压应力：
MPa hdl T jy
26.44502875.010845
25.02=????==
σ
<[]
σjy
则：强度足够， 合适
（2）从动轴外伸端，mm d 45=，考虑到键在轴中部安装，选择平键就可以了，故选择。
b=12mm l=65mm h=8mm
静连接工作面的挤压应力：
则：强度足够， 合适
（3）从动轴与齿轮联接处，mm d 45=，考虑到键在轴中部安装，且l=60
mm 选择平键就可以了，故选择。 静连接工作面的挤压应力：
则：强度足够， 合适
3联轴器的选择
由于减速器载荷平稳，速度不高，无特殊要求，考虑装拆方便及经济问题，选用弹性套柱销联轴器，取工作情况系数 1.3k =
选用TL5 ZA2562/YA2562型（GB4323-84）弹性套柱销联轴器,根据主动轴连接联轴器处mm d 28=，将各种参数列表如下：
型号
公称转矩T 许用转数n
轴孔直径d 轴孔长度L 外径D 材料
轴孔
类型
TL6 250 3300 32 82 160
HT
200
Y 型
故： 合适
八、减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺
寸的计算及装配图润滑
（1）齿轮s m V /884.1=,
查《机械零件设计手册》P981表3·14-26，选用浸油润滑方式 并根据表3·14-27，选用150号机械油；
（2）轴承采用润油脂润滑，并根据表3·14-23选用ZL-3型润油脂 密封
（3）轴承内部与机体内部处用挡油环加以密封，防止润滑油进入轴承内部 （4）轴承外部与端用半粗羊毛毡圈加以密封
（5）箱座与箱盖凸缘结合面与观察孔、油孔之间都采用静密封方
九、减速箱体的结构及附件设计
名称 计算公式 尺寸计算
箱座厚度
8
箱盖厚度8 箱盖凸缘厚度12 箱座凸缘厚度12 箱座底凸缘厚度20 地脚螺钉直径M16 地脚螺钉数目 4 轴承旁联结螺栓直径M12
盖与座联结螺栓直径
M8
螺栓的间距：200~300
轴承端盖螺钉直径轴承外圈直径90/100
直径M8
螺钉数目 6 视孔盖螺钉直径单级减速器M6
定位销直径d=（0.7-0.8） 6
，，至外箱壁的距
离
18
16
28
，至凸缘边缘距离8
5 轴承座外径144
轴承旁连接螺栓距离S一般取S=144 轴承旁凸台半径16 轴承旁凸台高度h 待定
箱盖、箱座厚7mm,m=7mm 大齿轮顶圆与箱内壁间
距离
10
齿轮端面与箱内壁距离9 名称功用数量材料规格
螺栓安装端盖12 Q235 M6×16 GB 5782-1986 螺栓安装端盖24 Q235 M8×25 GB 5782-1986 销定位 2 35 A6×40 GB 117 - 1986 弹性垫圈调整安装 2 65Mn
十、设计小结
通过为期将近两周的的课程设计过程，反复的修改设计，终于完成了一级闭式圆柱齿轮减速器的设计过程，现在写起心得总结的时候真的是颇有感慨，在李荣老师刚开始在课堂上和我们说我们要做课程设计的时候，觉得课程设计是怎么一回事都不知道，似乎离我好遥远，我不认识它，它更不认识我一样，似乎感觉这么庞大的工程我是不可能做得出来的，但是迫于考试等等原因，我们当然很清楚这是我们必须要经历的一个过程。所以刚开始时候真的可以用举步维艰来形容了。
设计计算手稿部分，大坐标纸草图，对最后画大图纸很重要！
和上个学期画的一张大图不一样的明显感觉就是任务量多了。刚开始就是需要手稿的一份设计计算说明书部分，其中对电动机、齿轮、还有轴和轴承的设计不用说了，翻看了好多教材才稍微明白怎么设计，设计计算说明部分真的是很重要的一个环节，在现在画好了大图纸之后越发觉得那份手稿的计算说明书部分是多么的重要，在画大图纸的俯视图的过程中，我就是因为当时的轴设计出现了一点小问题，第四阶的轴端设计的长度偏小了点，导致大齿轮卡在键槽里面的长度不够，不得以又重新擦掉刚画好的轴，并且重新对轴进行设计计算。坐标纸草图的重要性也不亚于计算手稿部分，刚开始接到图纸的时候都是大吃一惊啊，这么
庞大的工作量！一张大的，两张小的，外加一份6000~8000字的设计说明书，天啊，疯了~~~但是现在回头想想，如果没有画好草图，很多尺寸都是定不下来的，就比如说最基本的箱体整体的结构设计，通过查表根据两根轴之间的中心距来确定下来了大概范围，在坐标纸上简要画出来就为画那张最后的大图纸节省下来很多时间，在这次课程设计的十几天时间里，也常问老师出现的问题，好进一步改进。在画草图的时候老师还和我们特别强调了轴系结构的画法，还有齿轮啮合时候，什么时候才能选齿轮轴都是有条件限制的，不是想当然就画出来，得有理有据才行。
对工具书的使用和查阅：在设计过程中，我们用到了大量的经验公式以及大量取范围值的数据，需要我们翻阅大量的工具书来进行自己设计计算，这让我们这些一直在给定精确公式及数值下学习的我们顿时感到非常的艰辛，取值时往往犹豫不决，瞻前顾后，大大减慢了我们的设计速度。与此同时，我们也发觉到，对工具书使用的不重视是一个非常严重的错误，这也是对我们今后工作中自我学习的一次良好警告。其实画好的减速器装置上的每一个零部件都是有表可查的。哪怕是一个小小的螺钉。
细节决定成败：这是在设计的后期过程中体会到的，在设计基本完成后的检查过程中发现有的细节甚至有致命的错误，会将自己在整个设计中的认真全部否决。各种细节的完善都是对自己在本次设计过程中所付出的努力的一种肯定，这是对我今后的学习工作的一次实战训练。
通过本次设计我对减速器的工作原理以及各种工作机构有了很全面的认识，更对机械传动中的电动机、齿轮、轴、轴承、联轴器、键、箱体等都很做了认真的分析计算和选取，是对一个机械学习者的初次挑战，整个设计过程中每个人都
是很辛苦的，但它是对今后学习生活的一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，而且在做完此次课设之后第一次觉得在大学期间这么有成就感，对自己整体的观念的培养和各种工具书的使用等都有所突破，我想这都是这次设计过程收获最大的地方。
由于初次接触，所以这次的设计存在许多缺点，比如说箱体结构庞大，重量也很大。齿轮的计算不够精确等等缺陷，我相信，通过这次的实践，能使我在以后的设计中避免很多不必要的工作，有能力设计出结构更紧凑，传动更稳定精确的设备。
十、参考资料
[1]《机械设计课程设计》，高等教育出版社，王昆，何小柏，汪信远主编，1995年12月第一版；
[2]《机械设计（第七版）》濮良贵主编，北京：高等教育出版社，2001
[3]《机械设计基础（第四版）》杨可桢主编，北京：高等教育出版社1999
[4]《机械工程手册》机械工程手册编委会编，北京：机械工业出版社，1995
[5]《机械设计课程设计》黄珊秋主编：机械工业出版社，2002年2月
第一章概论 一、判断 1、一部机器可以只含有一个机构，也可以由数个机构组成。（√） 2、机器的传动部分是完成机器预定的动作，通常处于整个传动的终端。（×） 3、机构是具有确定相对运动的构件组合。（√） 4、构件可以由一个零件组成，也可以由几个零件组成。（√） 5、整体式连杆是最小的制造单元，所以它是零件而不是构件。（×） 6、连杆是一个构件，也是一个零件。（√） 7、减速器中的轴、齿轮、箱体都是通用零件。（×） 二、选择 1、组成机器的运动单元体是什么（ B ） A．机构 B．构件 C．部件 D．零件 2、机器与机构的本质区别是什么（ A ） A．是否能完成有用的机械功或转换机械能 B．是否由许多构件组合而成 C．各构件间能否产生相对运动 D．两者没有区别3、下列哪一点是构件概念的正确表述（ D ）
A．构件是机器零件组合而成的。 B．构件是机器的装配单元 C．构件是机器的制造单元 D．构件是机器的运动单元 4、下列实物中，哪一种属于专用零件（ B ） A．钉 B．起重吊钩 C．螺母 D．键 5、以下不属于机器的工作部分的是（ D ） A．数控机床的刀架B．工业机器人的手臂 C．汽车的轮子 D．空气压缩机 三、填空 1、根据功能，一台完整的机器是由（动力系统）、（执行系统）、（传动系统）、（操作控制系统）四部分组成的。车床上的主轴属于（执行）部分。 2、机械中不可拆卸的基本单元称为（零件），它是（制造）的单元体。 3、机械中制造的单元称为（零件），运动的单元称为（构件），装配的单元称为（机构）。 4、从（运动）观点看，机器和机构并无区别，工程上统称为（机械）。
机械设计基础重点文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]
自由度F=3n-2PL-PH（n：活动机构，pl:低副（通过面接触）ph:高副（通过点或线接触））F必须大于0曲柄摇杆机构有急回特性（反行程摆动速度必然大于正行程）和死点位置（从动件出现卡死和运动不确定现象，死点应加以克服，利用构件的惯性来保证机构顺利通过死点） 凸轮与从动件之间依靠弹簧力、重力、沟槽接触来维持。凸轮从动件的三种常用运动规律为：等速运动、等加速等减速运动和摆线运动。 常见间隙机构：槽轮机构（运动系数T必须>0，径向槽的系数z大于等于3，T 总小于1/2,如使T大于1/2，须在构件1安装多个圆角），棘轮，不完全齿轮，凸轮间隙运动间隙（凸优点：运转可靠，工作平稳，可用作高速间隙运动）。 在机器中安装飞轮的目的：调节机器速度的周期性波动（非周期性波动通过调速器调节）一般把飞轮安装在机器的高速轴上。 调节机器速度波动目的：机器速度的波动带来一系列不良影响，如在运动副中产生动压力，引起机械振动，降低机器效率和产品质量等。因此，必须设法调节其速度，使速度波动限制在该类机器容许的范围内. 静平衡条件： P53 动平衡：P54 螺纹连接的主要类型：螺栓、双头螺柱、螺钉、螺母、垫圈。常用的连接螺纹为单线三角形右旋螺纹。细牙螺纹特点：螺距较小，细牙普通螺纹的螺栓的抗压强度较高。一般适用薄壁零件及受冲压零件的联接。但细牙不耐磨，易滑扣不宜经常拆卸，故广泛适用粗牙。 螺纹连接防松原理：1、利用摩擦力（在螺纹间保持一定的摩擦力，且摩擦力尽 可能不随载荷大小而变化）2、机械方法（1.用机械装置把螺母和螺栓连在一起2.
机械设计基础 课程设计计算说明书设计题目：设计带式输送机中的传动装置 专业年级：电气工程系15级 学号： 11111111111 学生姓名：宋 指导教师： 机械工程系 完成时间 2017年 7 月 7 日
机械设计基础课程设计任务书 学生姓名：学号：11111111111111 专业：电气工程系任务起止时间：2017年 7 月 3 日至 2017年 7 月 7 日 设计题目：设计带式输送机中的传动装置 一、传动方案如图1所示： 1—电动机；2—V带传动； 3—单级圆柱齿轮减速器 4—联轴器；5—带式输送机；6—鼓轮；7—滚动轴承 图1 带式输送机减速装置方案图 二、原始数据 滚筒直径d /mm400 传送带运行速度v /(m/s) 1.6运输带上牵引力F/N2100每日工作时数T /h24三、设计任务： 1.低速轴系结构图1张（A2图纸）； 2.设计说明书1份。 在1周内完成并通过答辩
目录 （一）电机的选择 (1) （二）传动装置的运动和动力参数计算 (3) （三）V带传动设计 (4) （四）减速器（齿轮）参数的确定 (6) （五）轴的结构设计及验算 (8) （六）轴承根据 (12) （七）联轴器的选择 (12) （八）键连接的选择和计算 (13) （九）心得体会 (16)
（一）电机的选择 1.选择电机的类型和结构形式： 依工作条件的要求，选择三相异步电机 封闭式结构 u=380v Y 型 2.电机容量的选择 工作机的功率P 工作机=F 牵*V 运输带/1000= 3.36 kW V 带效率： 0.96 滚动轴承效率： 0.99 齿轮传动效率（闭式）: 0.97 x 1 (对) 联轴器效率： 0.99 传动滚筒效率： 0.96 传输总效率η= 0.859 则，电机功率 η 工作机 P P = d = 3.91 kW
一、课程的性质、作用和目标 1．课程的性质、作用 根据教育部16号文《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》的精神，以加强素质教育、强化职业道德、增强职业能力为宗旨，培养学生诚信品质、敬业精神、责任意识、遵纪守法意识；培养学生的社会适应性，提高学习能力，学会交流沟通和团队协作，提高学生的实践能力、创造能力、就业能力和创业能力。结合我院的具体情况和办学特色确定《机械设计基础》在数控技术专业中的性质与作用。 我校数控技术专业每届有170人左右学生，就业领域主要面向制造业。其主要就业岗位（群）是数控机床的操作、编程、工艺规程编制与实施；相近就业岗位（群）是生产管理等。机械设计基础是数控专业必修的一门主干职业基础课，为学生毕业后从事上述工作岗位打下坚实的基础。本课程的先修职业基础课程为机械制图、计算机绘图、工程力学、金属材料与成型工艺，并进行了金工实习，后续课程有机械制造技术、液压与气动技术等职业技术课程。对学生完成整个专业的学习，起到承上启下的重要作用。是学生获得职业基础能力的桥梁与纽带。 2．课程目标 本课程使学生掌握常用机构与通用零件的基本原理、性能特点、使用、维护的基础知识和设计方法，培养学生具备选用、维护和改造简单传动装置及零部件的初步能力，同时注重培养学生正确的设计思想与严谨的工作作风。 通过本课程的教学，使学生达到以下基本目标： （１）熟悉常用机构的工作原理、组成及其特点，掌握常用机构的分析和设计的基本方法。 （２）熟悉通用机械零件的工作原理、结构及其特点，掌握通用机械零件的选用和设计的基本方法。 （３）具有对机构分析、设计的初步能力。 （４）学会查用图表、标准、规范和手册等技术资料。 （５）具有综合运用所学知识，设计、改造简单机械和简单传动装置的初步能力。 3．设计课程目标的依据 （１）教材特点 根据教学教学大纲的要求，结合历年来的教学改革经验，选定的文字教材是： 《机械设计基础》第三版陈立德主编普通高等教育“十一五”规划教材，高等教育出版社。 该书依据高职高专教育机械设计基础课程教学基本要求，并吸取第二版在教学实践中所取得的经验修订而成的。教材突出使用性与针对性，培养工程实践能力，采用最新的国家标准。对学生加深课程内容的认识、自主学习、提供了较大的空间，具有较好的系统性、完整性。 主要参考书： 1.《机械设计基础》黄劲枝主编机械工业出版社出版 2.《机械设计基础》丘季清主编西北工业大学出版社出版 （２）本课程与实践的关系(放在前) 机械设计基础课程与实践联系非常紧密，学生毕业后走向工作岗位做实际工作，参与设备的论证、预研制、改造或维修的工作，也难免做设计一类的工作，接触到各式各样的运动机构或各种通用零、部件，课程的学习为将来的职业发展奠定了基础。 二、课程内容和课时分配
《机械设计基础》 第1章机械设计概论 复习重点 1. 机械零件常见的失效形式 2. 机械设计中，主要的设计准则 习题 1-1 机械零件常见的失效形式有哪些？ 1-2 在机械设计中，主要的设计准则有哪些？ 1-3 在机械设计中，选用材料的依据是什么？ 第2章润滑与密封概述 复习重点 1. 摩擦的四种状态 2. 常用润滑剂的性能 习题 2-1 摩擦可分哪几类？各有何特点？ 2-2 润滑剂的作用是什麽？常用润滑剂有几类？ 第3章平面机构的结构分析 复习重点 1、机构及运动副的概念 2、自由度计算 平面机构：各运动构件均在同一平面内或相互平行平面内运动的机构，称为平面机构。 3.1 运动副及其分类 运动副：构件间的可动联接。（既保持直接接触，又能产生一定的相对运动） 按照接触情况和两构件接触后的相对运动形式的不同，通常把平面运动副分为低副和高副两类。 3.2 平面机构自由度的计算 一个作平面运动的自由构件具有三个自由度，若机构中有n个活动构件(即不包括机架)，在未通过运动副连接前共有3n个自由度。当用P L个低副和P H个高副连接组成机构后，每个低副引入两个约束，每个高副引入一个约束，共引入2P L+P H个约束，因此整个机构相对机架的自由度数，即机构的自由度为 F=3n-2P L-P H (1-1)下面举例说明此式的应用。 例1-1 试计算下图所示颚式破碎机机构的自由度。 解由其机构运动简图不难看出，该 机构有3个活动构件，n=3；包含4个转 动副，P L=4；没有高副，P H=0。因此， 由式(1-1)得该机构自由度为 F=3n-2P L-P H =3×3-2×4-0=1
机械设计基础精品课—课程设计 引言 课程设计是机械设计基础课程重要的教学环节，是培养学生机械设计能力的技术基础课。在本设计中要求学生明确学习目的，端正学习态度；理论联系实际，综合考虑问题，力求设计合理正确；正确处理继承和创新的关系，正确处理理论计算和结构、工艺要求之间的关系；正确使用标准和规范，提高产品的设计质量。 机械设计基础课程设计教学大纲 一、课程设计设计的性质、目的 机械设计课程设计是机械设计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。 本课程设计的教学目的是： 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。 二、课程设计的主要内容与基本要求 课程设计一般选择机械传动装置或简单机械作为设计题目（比较成熟的题目是以齿轮减速器为主的机械传动装置），设计的主要内容一般包括以下几个方面： （1）拟定、分析传动装置的设计方案； （2）选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数； （3）进行传动件的设计计算，校核轴、轴承、联轴器、键等 （4）绘制减速器装配图；
（5）绘制零件工作图； （6）编写设计计算说明书。 课程设计要求在2周时间内完成以下任务： （1）绘制减速器装配图一张（A1） （2）零件工作图1—2张 （3）设计说明书一份（齿轮、轴、箱体等） （4）答辩 三、时间分配 机械设计基础课程设计指导 （一）传动装置的总体分析 1、拟定传动方案 传动装置的设计方案一般用运动简图表示。它直观地反映了工作机、传动装置和原动机三者间的运动和力的传递关系。 满足工作机性能要求的传动方案，可以由不同传动机构类型以不同的组合形式和布置顺序构成。合理的方案首先应满足工作机的性能要求，保证工作可靠，并且结构简单、尺寸紧凑、加工方便、成本低廉、传动效率高和使用维护便利。一种方案要同时满足这些要求往往
《机械设计基础》课程建设总结 我们一直实行“课程建设工程化”的方针，把这门课程建设作为一项系统工程，全面地抓好多方位的建设，各相关方面互相促进，形成有机的整体性发展。在抓好科研、教材、课堂、实践、教师队伍建设的同时，还积极从事本学科学术组织的建设。现将《机械设计基础》课程的建设及教学改革情况总结如下。 一、思想认识不断提高 《机械设计基础》课程是我校机电类专业的重要专业基础课程，由于它覆盖面广、应用广泛、对于学生的素质培养有较大的影响而受到越来越广泛的重视。面对世纪，社会的竞争将是经济实力的竞争、科学技术的竞争，也就是人才的竞争；我国的高等教育面临大众化教育，通过以教研室为单位开展教育思想大讨论，我们清楚的意识到，教育思想、教学内容、教学方法、教学手段必须适应二十一世纪现代化教育。为了整体提高《机械设计基础》课程的教学质量，任课教师们不懈努力，使《机械设计基础》课程整体教学质量和教学水平不断上新台阶，成绩显著。 二、形成了一支结构合理、素质较高的教学梯队 教学是以教师为主体，教师是教学质量提高的关键；要搞好教学，需要教师的团结协作，集体智慧的发挥也就是需要一支结构合理，素质较高的教学梯队。对于《机械设计基础》课程教学梯队的建设，我们以老教师为主体，配备一定数量的中青年教师，以老带新，使队伍不断壮大，内涵不断充实，教学水平不断提高。教研室每隔一周进行一次教学研究活动，多人同时上该课程时集体制定教学进度计划、集体备课，课后对考试安排进行协商，考试后进行总结等活动，每学期教研室活动均超过了次。 一年来位教师从事课程建设及教学工作，具体如下：
职称结构：副教授人，讲师人，助教人； 年龄结构：岁以上人，—岁人，岁以下人。 主讲教师除了担任本课程的教学外，同时还担任其他教学工作。 二、积极开展教学改革在创新中提高教学质量 .加强教学管理提高教学质量 在教学要求方面强调基本概念、基本知识、基本方法的训练，加强课外辅导，指导学习方法，调动主观能动性，提高效果，以达到课程的教学要求。每周增设辅导课，帮助学生对每章节内容进行总结、归纳，重点难点分析，典型例题分析及解题能力训练。并建立网上复习系统，供学生课外自学使用。在级的学生中试行教考分离，取得较好的效果。 本着教书育人的思想，除教给学生课本知识外，还从其他方面加强对学生的教育、引导、督促和检查，使学生树立远大志向，热爱学习，勤奋努力，不断提高创新素质。 ．教学研究不断深入 提高教学质量和水平，这是课程建设的永恒主题，也是一个不断研究不断实践的课题，教学课题的研究已成为教师的自觉行动。 一年中，课程负责人与主讲教师承担的课程建设教改项目有： [] 陈伟珍，韩雪松等，校级项目《数控工艺措施研究》； [] 韩雪松，校级项目《开放式数控系统》； []陈伟珍、姜俊等，教育厅项目《高职高专机电类专业能力本位模块化教学模式研究与实践》； []陈伟珍，广西教育厅“十一五”项目《广西水利电力职业技术学院优质专业认定试点案例研究》、《广西高职高专院校实行“双证书”教育的研究与实践》、《高职院校系（部）人才培养工作评估指标体系的研究与实践》； [] 陈伟珍等，校级项目《优质专业评估指标体系研究与实践》、《高效长寿增氧机研制》； []姜俊等，校级项目《铣床自动夹刀数控化改造》； ．多媒体教学得到广泛应用 从年开始，探索自行研发多媒体教学课件，经过几年的努力，我们现在的多媒课件制作技术已达到较高的水平，其中《机械设计基础网络课件》在获得自治区一等奖后，经过修版升级后又获得了全国三等奖。目前，该网络课件在教学中得到广泛的应用，通过现代化教学手段与板书、教具等传统的教学方法相结合，各取所长，有效的解决了高职教学内容以够用为度的难题，以及教学内容既多又难，而教学时数不断减少的矛盾，使总学时减少约％，方便了课程的整合和加强实践教学，学生的学习效果大大提高，基础更为扎实，应用能力更强了。
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《机械设计基础》知识要点 绪论；基本概念：机构，机器，构件，零件，机械 第1章：1）运动副的概念及分类 2）机构自由度的概念 3）机构具有确定运动的条件 4）机构自由度的计算 第2章：1）铰链四杆机构三种基本形式及判断方法。 2）四杆机构极限位置的作图方法 3）掌握了解：极限位置、死点位置、压力角、传动角、急回特性、极位夹角。 4）按给定行程速比系数设计四杆机构。 第3章：1）凸轮机构的基本系数。 2）等速运动的位移，速度，加速度公式及线图。 3）凸轮机构的压力角概念及作图。 第4章：1）齿轮的分类（按齿向、按轴线位置）。 2）渐开线的性质。 3）基本概念：节点、节圆、模数、压力角、分度圆，根切、最少齿数、节圆和分度圆的区别。 4）直齿轮、斜齿轮基本尺寸的计算；直齿轮齿廓各点压力角的计算；m = p /π的推导过程。 5）直齿轮、斜齿轮、圆锥齿轮的正确啮合条件。 第5章：1）基本概念：中心轮、行星轮、转臂、转化轮系。 2）定轴轮系、周转轮系、混合轮系的传动比计算。 第9章：1）掌握：失效、计算载荷、对称循环变应力、脉动循环变应力、许用应力、安全系数、疲劳极限。 了解：常用材料的牌号和名称。 第10章: 1）螺纹参数d、d1、d2、P、S、ψ、α、β及相互关系。 2）掌握：螺旋副受力模型及力矩公式、自锁、摩擦角、当量摩擦角、螺纹下行自锁条件、常用螺纹类型、螺纹联接类型、普通螺纹、细牙螺纹。 3）螺纹联接的强度计算。 第11章: 1）基本概念：轮齿的主要失效形式、齿轮常用热处理方法。 2）直齿圆柱齿轮接触强度、弯曲强度的计算。 3）直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮的作用力（大小和方向）计算及受力分析。 第12章: 1）蜗杆传动基本参数：m a1、m t2、γ、β、q、P a、d1、d2、V S及蜗杆传动的正确啮合条件。 2）蜗杆传动受力分析。 第13章: 1）掌握：带传动的类型、传动原理及带传动基本参数：d1、d2、L d、a、α1、α2、F1、F2、F0 2）带传动的受力分析及应力分析：F1、F2、F0、σ1、σ2、σC、σb及影响因素。 3）弹性滑动与打滑的区别。 4）了解：带传动的设计计算。 第14章: 1）轴的分类（按载荷性质分）。 2）掌握轴的强度计算：按扭转强度计算，按弯扭合成强度计算。 第15章: 1）摩擦的三种状态：干摩擦、边界摩擦、液体摩擦。 第16章: 1）常用滚动轴承的型号。 2）向心角接触轴承的内部轴向力计算，总轴向力的计算。 滚动轴承当量动载荷的计算。滚动轴承的寿命计算。 第17章: 1）联轴器与离合器的区别 第一章平面机构的自由度和速度分析 1、自由度：构件相对于参考系的独立运动称为自由度。 2、运动副：两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。构件组成运动副后，其运动受到约束，自由度减少。
德州职业技术学院 第三届优秀论文评选参评论文 浅谈在《机械设计基础》教学中培养学生 的 创新意识和实践能力 作者姓名刘有芳 系部机械系 教研室机械模具
浅谈在《机械设计基础》教学中培养学生 的 创新意识和实践能力 摘要：《机械设计基础》是高职高专机械类各专业重要的技术基础课，是培养学生综合应用所学知识分析和解决工程实际问题、具有创造性思维和设计能力的重要课程。因此，我们在教学中要以培养高级技能型人才为目标，以大量典型生产实例启发引导学生，注重设计构思和设计技能的基本训练，突出学生的实践能力和创新意识的培养。 关键词：机械设计基础课堂教学实践创新
浅谈在《机械设计基础》教学中培养学生创新意识和实践能力 《机械设计基础》是高职高专机械类各专业重要的技术基础课，内容包括机械传动，常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、使用维护及基本的设计计算方法，是培养学生综合应用所学知识分析和解决工程实际问题、具有创造性思维和设计能力的重要课程。因此，我们在教学中要以培养高级技能型人才为目标，注重设计构思和设计技能的基本训练，突出学生的实践能力和创新意识的培养。 一、培养学生学习的兴趣 兴趣是求知的先导，兴趣是最好的老师。孔子说：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”。在当前的高考政策下，进入职业学校学习的学生大多基础理论知识较为薄弱，只所以进入职业学校学习，目的是想学一技之长，而《机械设计基础》公式多，系数多、图表多，概念多，内容抽象，具有理论性、系统性、实践性强等特点，学习难度大，学生不太爱学，因此培养学生学习的兴趣显得尤其重要。 为了使学生对《机械设计基础》产生兴趣，在课程的绪论部分，我都要生动讲述该学科的产生、发展、应用及由此产生的影响；讲清该课程的课程体系、学习规律，使学生知道应该学什么，怎样学；讲学科热点问题，使学生了解学科发展动态，从而产生强烈的求知欲望，和浓厚的兴趣。每次授课前我精心设计一个与主要内容相关的导入案例，创设一个良好的问题情景，让学生带着问题去学习和思考。比如学习螺旋传动时，让学生观察水杯的杯体与杯盖之间的配合，并思考用的是单线螺纹还是多线螺纹以及为什么；学习自锁现象时问学生卷扬机在提升货物之后，尽管机器已经停止工作，但货物却为什么不会下降，而是稳稳地停在空中﹖引人入胜的导入，像一块磁铁一样，一下子把学生的心吸引过来，可以唤醒学生的求知欲，激发学习兴趣。同时结合课堂教学，也要把机械优化设计和现代设计方法及大学生创新设计的相关知识灌输给学生，使学生了解学科前沿知识，对学习发生兴趣，而这种兴趣，又将转化为学生继续去创新的一种动力。 我们在教学中要善于发掘每个学生身上的闪光点，及时表扬与鼓励，使学生时时尝到成功的快乐。如学完四杆机构，一个同学根据折叠伞的防风性能差设计了防风伞，虽有不少缺陷，但他的构思很有创意，我及时表扬了他，从此这名同学自觉预习课堂内
n P t P α γ C D A B ω P 12δδt h s = 12ωδt h v = 2=a 21222δδt h s =12 1 24δδωt h v =22 124t h a δω=2122)(2δδδ-- =t t h h s )(4121 2δδδω-=t t h v 22124t h a δ ω-=绪论：机械：机器与机构的总称。机器：机器是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料、信息。机构：是具有确定相对运动的构件的组合。用来传递运动和力的有一个构件为机架的用构件能够相对运动的连接方式组成的构件系统统称为机构。构件：机构中的（最小）运动单元一个或若干个零件刚性联接而成。是运动的单元，它可以是单一的整体，也可以是由几个零件组成的刚性结构。零件：制造的单元。分为：1、通用零件，2、专用零件。 一：自由度：构件所具有的独立运动的数目称为构件的自由度。 约束：对构件独立运动所施加的限制称为约束。运动副：使两构件直接接触并能产生一定相对运动的可动联接。高副：两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。低副：两构件通过面接触而构成的运动副。根据两构件间的相对运动形式，可分为转动副和移动副。F = 3n- 2PL-PH 机构的原动件（主动件）数目必须等于机构的自由度。复合铰链：三个或三个以上个构 件在同一条轴线上形成的转动副。由m 个构件组成的复合铰链包含的转动副数目应 为（m-1）个。虚约束：重复而不起独立限制作用的约束称为虚约束。计算机构的自由度时，虚约束应除去不计。局部自由度: 与输出件运动无关的自由度，计算机构自由度时可删除。 二：连杆机构：由若干构件通过低副（转动副和移动副）联接而成的平面机构，用以实现运动的传递、变换和传送动力。优点：(1)面接触低副，压强小，便于润滑，磨损轻，寿命长，传力大。(2)低副易于加工，可获得较高精度，成本低。(3)杆可较长，可用作实现远距离的操纵控制。(4)可利用连杆实现较复杂的运动规律和运动轨迹。缺点：(1)低副中存在间隙，精度低。(2)不容易实现精确复杂的运动规律。铰链四杆机构：具有转换运动功能而构件数目最少的平面连杆机构。整转副：存在条件：最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。构成：整转副是由最短杆及其邻边构成。类型判定：(1）如果：lmin+lmax ≤其它两杆长度之和，曲柄为最短杆；曲柄摇杆机构：以最短杆的相邻构件为机架。双曲柄机构：以最短杆为机架。双摇杆机构：以最短杆的对边为机架。(2)如果： lmin+lmax ＞其它两杆长度之和；不满足曲柄存在的条件，则不论选哪个构件为机架，都为双摇杆机构。急回运动：有不少的平面机构，当主动曲柄做等速转动时，做往复运 动的从动件摇杆，在前进行程运行速度较慢，而回程运动速度要快，机构的这种性质就是所谓的机构的“急回运动”特性。 压力角：作用于C 点的力P 与C 点绝对速度方向所夹的锐角α。传动角：压力角的余角γ，死点：无论我们 在原 动件上施加 多大的力都不能使机构运 动，这种位置我们称为死点γ=0。解决办法：（1）在机构中安装大质量的飞轮，利用其惯性闯过转折点；（2）利用多组机构来消除运动不确定现象。即连杆BC 与摇杆CD 所夹锐角。 三：凸轮: 一个具有曲线轮廓或凹槽的构件。从动件: 被凸轮直接推动的构件。机架: 固定不动的构件(导路)。凸轮类型：(1)盘形回转凸轮(2)移动凸轮 (3)圆柱回转凸轮 从动件类型：(1)尖顶从动件(2)滚子从动件(3)平底从动件(1)直动从动件 (2)摆动从动件 1基圆：以凸轮最小向径为半径作的圆，用rmin 表示。2推程：从动件远离中心位置的过 程。推程运动角δt ；3远休止：从动件在远离中心位置停留不动。远休止角δs ；4回程:从动件由远离中心位置向中心位置运动的过程。回程运动角δh ；5近休止:从动件靠近中心位置停留不动。近休止角δs ˊ；6行程:从动件在推程或回程中移动的距离，用 h 表示。7从动件位移线图：从动件位移S2与凸轮转角δ1之间的关系曲线称为从动件位移 线图。1.等 速运动规 律: 1、特点：设计简单、匀速进给。始点、末点有刚性冲击。适于低速、轻载、从动杆质量不大，以及要求匀速的情况。 2、等加速等减速运动规律: 推程等加速段运动方程： 推 程 等减速段运动方程： 柔 性冲击:加速度发 生有限值的突变（适用于中速场合） 3、简谐运动规律: 柔性冲击 四：根切根念：用范成法加工齿轮时，有时会发现刀具的顶部切入了轮齿的根部，而把齿根切去了一部分，破坏了渐开线齿廓，如图这种现象称为根切。 根切形成的原因：标准齿轮：刀具的齿顶线超过了极限啮合点N 。 不根切的条件可以表示为： 不根切的最少齿数为： 标准齿轮：指m 、α、ha*、c* 均取标准值，具有标准的齿顶高和齿根高，且分度圆齿厚s 等于齿槽宽e 的齿轮。 成型法：加工原理：成形法是用渐开线齿形的成形铣刀直接切出齿形。加工：(a) 盘形铣刀加工齿轮。(b)指状铣刀加工齿轮。缺点：加工精度低；加工不连续，生产率低；加工成本高。优点：可以用普通铣床加工。 范成法：加工原理：根据共轭曲线原理，利 用一对齿轮互相啮合传动时，两轮的齿廓互为包络线的原理来加工。加工：(a)齿轮插刀:是一个齿廓为刀刃的外齿轮。(b)齿条插刀（梳齿刀）:是一个齿廓为刀刃的齿条。原理与用齿轮插刀加工相同，仅是范成运动变为齿条与齿轮的啮合运动。(c)滚刀切齿:原理与用齿条插刀加工基本相同,滚刀转动时，刀刃的螺旋运动代替了齿条插刀的展成运动和切削运动。 九：失效：机械零件由于某种原因不能正常工作时，称为失效。类型：（1）断裂。在机械载荷或应力作用下(有时还兼有各种热、腐蚀等因素作用)，使物体分成几个部分的现象，通常定义为固体完全断裂，简称断裂。静力拉断、疲劳断裂。（2）变形。由于作用零件上的应力超过了材料的屈服极限，使零 1 1PN PB ≤2 sin sin * α α mz m h a ≤ α 2* min sin 2a h z = )]cos(1[212δδπt h s -=)sin(2112δδπδωπt t h v =)cos(2122122δδπ δωπt t h a =
《机械设计基础》试题库 一、填空题： 1、两个构件接触而组成的可动的联接，称为＿＿＿＿＿＿；两构件上能够直接接触而构成的表面称为＿＿＿＿＿＿＿＿。 2、由＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿的基本杆组称为Ⅱ级组，而由＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿所组成，而且都有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的构件的基本杆组，称为Ⅲ级组。 3、转动副中的总反力的方位，可根据如下三点来确定＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 4、飞轮实际上是一个＿＿＿＿＿＿＿＿＿。它可以用＿＿＿＿＿＿＿＿＿的形式，把能量＿＿＿＿＿＿＿＿＿或＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 5、对于齿面硬度大于HRC45(或相当于424HBS)的齿轮,可采用以下热处理方式＿＿＿＿＿＿＿＿＿。其加工方式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 6、两个构件接触而组成的可动的联接，称为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；两构件上能够直接接触而构成的表面称为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 7、运动副根据其所引入的约束的数目进行分类，如：引入两个约束的运动副，称为＿＿＿＿级副。根据构件运动副的接触情况进行分类，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿称为高副，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿则称为低副。 8、转动副中的总反力的方位，可根据如下三点来确定＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 9、在机械稳定运转阶段，有以下三种稳定运转情况＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。而在＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿情况下，不需要进行速度调节。 10、为了不使斜齿轮传动产生过大的轴向推力，设计时，一般取螺旋角β=＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。对于人字齿轮，螺旋角β可
第八章Chain drives链传动§8－1 General considerations概述 §8－2 Motion features of chain drives 链传动的运动特性 §8－3 Design of roller chain drive 套筒滚子链设计计算 §8－4 Forces in chain drive 链传动受力分析 §8－5 Replacement and tension of chain drive 链传动的布置与张紧
§8-1 General considerations 概述 Characteristics and applications 特点和应用 Types of chain drives 链传动分类 回总目录
一、Characteristics and applications 特点和应用 1、Advantages 优点 ★In comparison to belt drive 与带传动相比： ①Absence of slippage 无滑动 ②Smaller overall size 尺寸小
③Small tension force →Small forces acting on the shaft 小→压轴力小 张紧力F ④High efficiency 工作效率高，η≈98％ ⑤Can be used under higher temperature and humidity 能在较高温度和湿度下工作
★In comparison to toothed drive Can be used for larger centre-to-centre distances 与齿轮传动相比： 中心距a可以很大（8m）
机械设计基础教材习题参考解答 （第一章~第五章） 2012.8
目录 第1章机械设计概论_______________________________ 2第2章机械零件尺寸的确定_________________________ 3第3章平面机构运动简图及平面机构自由度___________ 4第4章平面连杆机构_______________________________ 6第5章凸轮机构__________________________________ 11
第1章机械设计概论 思考题和练习题 1-1举例说明什么是新型设计、继承设计和变型设计。 解：新型设计通常人们指应用成熟的科学技术或经过实验证明是可行的新技术，设计过去没有过的新型机械，如：新型机械手、动车、扑翼飞机、电动汽车等； 继承设计通常指人们根据使用经验和技术发展对已有的机械进行设计更新，以提高其性能、降低其制造成本或减少其运用费用，如：大众系列汽车、大家电产品等。 变型设计通常指人们为适应新的需要对已有的机械作部分的修改或增删而发展出不同于标准型的变型产品，如：。各种工程机械、农田作业机械等。 1-2解：评价产品的优劣的指标有哪些？ 解：产品的性能、产品的 1-3机械零件常用的材料有哪些？为零件选材时应考虑哪些主要要求？ 解：制造机械零件的材料目前用得最多的是金属材料，其又分为钢铁材料和非铁材料（如铜、铝及其合金等）；其次是非金属材料（如工程塑料、橡胶、玻璃、皮革、纸板、木材及纤维制品等）和复合材料（如纤维增强塑料、金属陶瓷等）。 从各种各样的材料中选择出合用的材料是一项受到多方面因素制约的工作，通常应考虑下面的原则： 1)载荷的大小和性质，应力的大小、性质及其分布状况 2)零件的工作条件 3)零件的尺寸及质量 4)经济性 1-4解：机械设计的内容和步骤？ 解：机械设计的内容包括：构思和方案设计、强度分析、材料的选择、结构设计等。 机械设计的步骤：明确设计任务，总体设计，技术设计，样机试制等。
大家好！我是机械工程学院周延昌，今天我进行的是《机械设计基础》说课。 我要从以下6个方面进行说课：1.课程设计与教学目标；2.教学内容分析； 3.教学过程； 4.教学方法与手段； 5.学情分析与学法指导； 6.教学评价。 一、课程设计与教学目标 本课程是机械类专业的一门综合性的专业基础课。该课程由静力学、工程力学、机械原理和机械设计4门课整合而成。 内容：典型机构和通用零件的工作原理；相应的国标；零部件的设计与选用。 本课程是学生最先接触的机械类专业课程之一，机械制图、高等数学是本课程的先修课程，本课程是后续将要学习的专业核心课程普通机加实训、数控编程与操作、机床结构等的基础。在教学中起到承上启下的作用 本课程的任务是使学生掌握常用机构和通用零件的基本理论和基本知识， 初步具有这方面的分析、设计能力，并获得必要的基本技能训练，同时注意培养学生正确的设计思想和严谨的工作作风。 我们首先来观察一个典型机械插齿机的构造。该机械中包含了齿轮传动，带传动、四杆机构、轴、螺栓等。 参照该机构本课程打破了以陈述性知识讲授为主要特征的学科课程模式，将整个课程分为7个学习情境，每个学习情境是一个相对独立的工作任务。学习情境内容设计由简单到复杂进行编排，前6个学习情境组合在一起就是第7个学习情境——减速器设计。整个过程基于工作过程模式进行课程设计，采用学做一体化教学。 本课程采用以过程考核为主的考核方式。对每一个学习情境进行单独考核。不再考核简单的背诵和记忆力，而是考核学生的实际设计能力，所学知识的综合应用能力，培养学生的团队协作能力。 二、教学内容分析 7个学习情境中每个情境的知识内容与要求、技能内容与要求如图所示。通过该图表明确了所学知识点。 要完成教学任务必须有一定的资源支撑，教学资源从硬件和软件两个方面进行讲解。 硬件资源1)校内有CAD室4个，配有专门的绘图软件。2)绘图室1个，图板、绘图工具若干，足够胜任设计任务。3)校内有机械传动实验室，普车铣加工 车间，数控车铣加工车间，学生设计完之后可以进行实际加工。 软件资源：有教学资源课件，教学视频和自编的学习材料。 三、教学过程 在该图表中给出了各学习情境的课时分配，在理论教学讲解完之后，直接进行设计，真正实现“学、做”一体。 整个教学过程的重点是设计过程，所有知识都是为了设计为服务。
机械设计基础复习 概念类 1机器一般由哪几部分组成一般机器主要由动力部分传动部分执行部分控制部分四个基本部分组成。 2机器和机构各有哪几个特征构件由各个零件通过静连接组装而成的，机构又由若干个构件通过动连接组合而成的，机器是由机构组合而成的。机器有三个共同的牲：（1）都是一种人为的实物组合；（2）各部分形成运动单元，各单元之间且有确定的相对运动；（3）能实现能量转换或完成有用的机械功. 3零件分为哪两类零件分为；通用零件、专用零件。机器能实现能量转换，而机构不能。 4什么叫构件和零件组成机械的各个相对运动的实物称为构件，机械中不可拆的制造单元体称为零件。构件是机械中中运动的单元体，零件是机械中制造的单元体。 5什么叫运动副分为哪两类什么叫低副和高副使两个构件直接接触并产生一定可动的联接，称运动副。 6空间物体和平面物体不受约束时各有几个自由度构件在直角坐标系来说，且有6个独立运动的参数，即沿三个坐标轴的移动和绕三个坐标轴转动。但在平面运动的构件，仅有3个独立运动参数。 7什么叫自由度机构具有确定运动的条件是什么机构具有独立的运动参数的数目称为构件的自由度。具有确定运动的条件是原动件的数目等于机构的自由度数目。 8运动副和约束有何关系低副和高副各引入几个约束运动副对成副的两构件间的相对运动所加的限制称为约束。引入1个约束条件将减少1个自由度。 9转动副和移动副都是面接触称为低副。点接触或线接触的运动副称为高副。 10机构是由原动件、从动件和机架三部分组成。 11当机构的原动件数等于自由度数时，机构就具有确定的相对运动。 12计算自由度的公式：F＝3n-2P L-P H(n为活动构件；P L为低副；P H为高副) 13什么叫急回特性一般来说，生产设备在慢速运动的行程中工作，在快速运动的行程中返回。这种工作特性称为急回特性。用此提高效率。 14凸轮机构中从动件作什么运动规律时产生刚性冲击和柔性冲击当加速度达到无穷大时，产生极大的惯性力，导致机构产生强烈的刚性冲击，因此等速运动只能用于低速轻载的场合。从动件按余弦加速度规律运动时，在行程始末加速度且有限值突变，也将导致机构产生柔性冲击，适用于中速场合。 15齿轮的基本参数有哪几个模数、齿数、压力角、变位系数、齿宽 16什么叫重合度齿轮连续传动的条件是什么啮合线长度与基圆齿距的比值称为重合度；只有当重合度大于1时齿轮才能连续传动；重合度的大小表明同时参与啮合的齿对数目其值大则传动平稳，每对轮齿承受的载荷也小，相对提高了其承载能力。 17斜齿轮正确啮合的条件：是法面模数和法面压力角分别相等而且螺旋角相等，旋向相反。 18什么叫定轴轮系每个齿轮的几何轴线都是固定的轮系称为定轴轮系。定轴轮系的传动比等于各对传动比的连入乘积，其大小等于各对啮合轮中所有从动齿轮中所有从动轮齿数的连乘积与所有主动轮齿数的连乘积的比值。 19螺纹自锁的条件是什么自锁的条件；螺纹升角小于或等于磨擦角。 20蜗杆与蜗轮的回转方向的判定----“左右手定则”：左旋用左手，右旋用右手握住蜗杆的轴线四指的指向为蜗杆的转向，姆指的反向就为蜗轮的转向。 21平键的工作面是哪个面平键的联接多以键的侧面为工作面 22联轴器和离合器有何不同联轴器连接时只有在机器停止运转，经过拆卸后才能使两轴分离；离合器连接的两轴可在机器运转过程中随时进行接合或分离。 23什么是带传动的紧边和松边带传动的受力分析：绕上主动轮的一边，拉力增加，称为紧边；绕上从动轮的一边，拉力减少，称为松边。 24什么叫打滑和弹性滑动各是什么因素引起的是否可避免当带所传递的有效圆周力大于极限值时带与带轮之间发生显著的相对运动这种现象称为打滑；由于传动带是弹性体受拉后将产生弹性变形，使带的转速低于主动轮的转速的现象称为弹性滑动。弹性滑动是不可避免的，打滑是由于过载引起的应当避免的。25轮齿的失效形式有哪几种形式轮齿折断和齿面损伤。后者又分为齿面点蚀、胶合、磨陨和塑性变形。开式齿轮传动主要失效形式是齿面磨损和轮齿折断。 26轴的分类：（1）.既受弯矩同时又受扭矩的轴称为转轴（2）.只受弯矩的称为心轴（3）.只受转矩或
《机械设计基础》课程诊改报告 机制专业教研室郑芬 （一）课程设置的必要性 《机械设计基础》是模具和机械专业的必修专业基础课程。主要介绍了机械设计的基本知识、基本理论和基本方法，重在培养学生的创新意识和工程设计能力。 本课程的前导课程有：《机械制图》、《工程力学》、《公差配合与技术测量》。后续课程有：《机械制造技术》、《冷冲压工艺与模具设计》、《塑料成型工艺与模具设计》、《数控加工》等。 通过学习本课程，可以达到以下知识目标： 1、掌握一般机械中常用机构和通用零件的工作原理、组成、性能特点，初步掌握选用和设计方法。 2、具有对机构和零件进行分析计算的能力、一定的制图能力和使用技术资料的能力。 3、能综合运用所学知识和实践技能，具有设计简单机械和简单传动装置及分析、解决一般工程问题的初步能力。 能力目标： 1、认识《机械设计基础》课程学习的一般过程，注重激发学生的学习动机，通过理论教学、实验课程、课程设计、课外综合实践等多种形式的教学活动培养学生的机械设计能力。 2、认识《机械设计基础》课程学习的基本方法，注重理论联系实际，善于观察问题、发现问题、并能运用所学知识解决有关工程实际问题。 3、养成踏实、严谨、进取的品质及独立思考的学习习惯。 素质目标 1、使学生了解我国人民在机械历史上的巨大贡献，并同时认识到我国机械设计与世界发达国家的差距，增强学生的竞争意识。 2、感受机械设计成果的美感，培养学生运用知识进行创新设计的能力，并以此增强学生的审美情趣。 3、在以实际操作过程为主的项目教学过程中，锻炼学生的团队合作能
力、制定工作计划的方法能力，获取新知识、新技能的学习能力和解决实际问题的工作能力，为今后走上实际工作岗位打好坚实的基础 （二）课程建设规划 1、教学资源建设 建设与发展共享优质课程资源。根据行业发展需求，通过优质专业核心课程及精品课程、网络课程的建设，带动专业整体课程的建设； 成立模具设计与制造专业教学资源库，主要包括专业教学目标与标准、课程体系、教学内容、模拟实验实训、教学指导、学习评价等要素。通过这一平台建设，规范专业教学要求，共享优质教学资源，为提高人才培养质量提供基础平台。 2、发展教学队伍 逐步提高教师的执教能力，使教学交过逐步提升。寻求与企业合作的机会，使带课老师能够在企业一线学习，了解行业发展的动态，及时的调整教学方法与内容。另外，引进一些在企业任职的兼职教师，加强学生实践课的教学效果。 3、教学模式方面，重视学生在学校学习与实际工作的一致性，做好理实一体化教学 在理论课教学过程中，能够使用一些教学模型或实物进行演示，课程设计过程中注重所学知识的应用。在信息技术的应用方面，将一些新的设计理念和设计方法引入教学，优化教学过程，提高教学质量和效率 4、加强学校与企业合作 把学生带到实践工作中去，让学生边学边做，推行工学结合的培养模式，也是高等职业教育人才培养模式的基本要求， （三）教学内容的选取与序化 1、主要教学内容