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第一章机械系统的设计及实践概述
机械系统设计是对机械系统进行构思、计划并把设想变为现实的技术实践活动。
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●1.1机械系统一般设计概述
本节主要介绍机械系统的定义、机器的组成及设计机器的一般程序。
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●1.2课程设计目的、内容与要求
本节主要介绍机械设计课程设计的目的、内容及要求,并给出了所需的主要参考书籍。
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第二章机械传动装置的方案设计
机械传动装置总体方案设计的内容为确定传动方案、选择原动机、合理分配传动比以及计算传动装置的运动和动力参数,为设计各级传动件和转动件创造必要条件。
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●2.1传动方案设计
本节主要介绍传动方案的拟定并比较了5种不同传动方案的优点与缺点。
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●2.2减速器结构认知及电动机选型
本节主要介绍减速器的结构零部件与电机的选型。
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●2.3减速器拆装线下实验
本节主要通过减速器线下拆装进行实验演示,了解减速器的结构,并认识其工艺特点。在拆装过程中认识中熟悉减速器各个零件之间的作用和装配关系,为后续课程设计的详细设计计算奠定基础。
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●2.4传动比及传动参数计算
本节主要介绍总传动比的计算、分配以及传动装置的运动和动力参数的计算。
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第三章齿轮传动零部件设计
齿轮传动是机械传动中最重要的传动之一,它的传动比较准确,效率高,结构紧凑,工作可靠,寿命长。本章主要介绍齿传动零部件材料选择、齿轮性能参数的确定依据,以及齿轮结构及其参数的确定方法等。
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●3.1零部件材料及其选择
在机械设计中选择材料是一个重要环节。本节主要介绍机械零件的常用材料,了解材料的性能和适用条件,并考虑零件的使用、工艺和经济性等要求,以及如何进行机械零件的材料选择。
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●3.2高速级斜齿圆柱齿轮传动设计
本减速器的高速级传动采用的是斜齿圆柱齿轮传动。本节主要介绍了斜齿圆柱齿轮传动设计过程、设计思路,以及在设计过程中需要注意的几个关键问题。
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●3.3低速级变位直齿圆柱齿轮传动设计
本减速器的低速级传动采用的是变位直齿圆柱齿轮传动。本节主要介绍了变位直齿圆柱齿轮传动的设计过程、设计思路,以及在设计过程中需要注意的几个关键问题。
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第四章轴系零件设计
轴是减速器中的重要零件之一,它的主要功能是直接支承回转零件,以实现回转运动并传递动力。而且轴上零件需要彼此连接,他们的性能互相影响。所以,轴及轴上零部件统称为轴系零部件。
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●4.1轴的结构设计概述
轴的设计包括结构设计和工作能力计算两方面的内容。轴的结构设计是根据轴上零件的安装、定位及轴的制造工艺等方面的要求,合理确定轴的结构形式和尺寸。轴的工作能力计算包括轴的强度、刚度等方面的计算。
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●4.2轴系装配方案设计
拟定轴上零件的装配方案是进行轴的结构设计的前提,它决定着轴的基本形式。装配方案设计就是预定出轴上主要零件的装配方向、顺序和相互关系。拟定装配方案时,一般应考虑几个方案,进行分析比较与选择。
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●4.3高速轴的设计计算
高速轴是减速器的输入轴,与电动机的外伸轴通过电动机联接输入功率。高速轴上只有一个圆柱直齿变为齿轮,直径较小,它相对轴承呈非对称布置。根据所拟定高速轴的装配方案,确定高速轴各轴段的直径、长度,并进行强度和刚度的校核计算。
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●4.4中间轴的设计计算
中间轴上有两个齿轮,其大齿轮与高速轴上的齿轮啮合,传递功率到中间轴上,然后通过中间轴的小齿轮与低速轴上的齿轮进行啮合,将功率传递到低速轴上。中间轴上的大齿轮为圆柱直齿变为齿轮,小齿轮为圆柱斜齿轮。根据所拟定中间轴的装配方案,确定中间轴各轴段的直径、长度,并进行强度和刚度的校核计算。
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●4.5低速轴的设计计算
低速轴为减速器的输出轴,它的外伸段与运输机的卷筒轴通过联轴器联机,传递功率到运输机上。它上面只有一个圆柱斜齿轮,直径较大,相对轴承呈非对称布置。根据所拟定低速轴的装配方案,确定低速轴各轴段的直径、长度,并进行强度和刚度的校核计算。
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●4.6滚动轴承寿命校核计算
滚动轴承室支承转动的轴及轴上零件,并保持轴的正常工作位置和旋转精度。滚动轴承是标准化、系列化程度很高的一种部件。分析确定轴承所受载荷的大小、方向和性质,选择合适类型的轴承,并对所选轴承的寿命进行校核,确保所选轴承满足寿命要求。同时正确设置轴承的装置,解决轴承的安装、配置、紧固、调节等问题。
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●4.7键的选择及校核计算
键是一种标准件,用来实现轴与齿轮轮毂或联轴器之间的周向固定以传递扭矩。键的选择包括类型选择和尺寸选择。键的类型应根据键连接的结构特点、使用要求和工作条件来选择。键的截面尺寸一般根据所配合轴段的直径确定,键的长度一般可按轮毂的长度而定。确定键的类型和尺寸后,还应进行强度校核计算。
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第五章减速器结构、润滑与密封
本章主要介绍减速器箱体的结构与润滑进行介绍,其中包括减速器箱体尺寸的结构尺寸设计、减速器附件的作用和设计选取,以及减速器的密封与润滑。
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●5.1减速器箱体及其附件设计
主要介绍减速器箱体的结构设计,其中包括铸造减速器箱体尺寸的结构尺寸设计、减速器附件的功用和设计选取,针对减速器箱体的结构尺寸相关参数的计算,常见附件的功用和结构形式进行了详细的介绍。
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●5.2减速器的润滑与密封
本节主要介绍减速器中齿轮与轴承的润滑作用、原理,包括其润滑方式及润滑剂的选择。并介绍了减速器需要密封的部位,以及根据不同的工作条件和使用要求选择不同的密封结构。
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●5.3齿轮传动装置的润滑与密封设计虚拟仿真实验
本节主要齿轮传动装置润滑与密封设计虚拟仿真实验建设背景、意义以及实验方案设计。并详细介绍了实验目的、实验内容以及实验步骤。最后通过实例对实验的虚拟操作过程进行了详细的演示,为同学们开展虚拟仿真实验提供了详细的指导。
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第六章减速器装配图绘制
本章主要介绍装配图的绘制。装配图是表达各零部件结构形状、相互位置与尺寸的图样,也是表达设计人员构思的特殊语言。它是绘制零部件工作图及机器组装、调试、维护的主要依据。
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●6.1绘图标准与规范
本节主要介绍制图中图纸幅面、比例、字体、线型、标题栏、明细栏等由国家标准规定。
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●6.2装配图绘制
减速器装配草图的设计内容主要是初绘减速器的俯视图和部分主视图。一般,先画出传动件的中心线及齿轮的轮廓,再画出箱体的内壁线、确定轴承座孔宽度L及轴承的外端线,最后设计轴的结构。
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●6.3BOM表、技术特性与技术要求
装配工作图的技术要求是用文字说明在视图上无法表达的有关装配、调整、检验、润滑、维护等方面的内容。在装配图的适当位置,写出或用表格形式列出减速器的技术特性。
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第七章零件工作图绘制
零件工作图是制造、检验零件及制定工艺规程的重要技术资料。它必须完整地、准确地反映设计者的意图,包括制造、检验零件所需要的全部内容,如足够的视图,正确的尺寸标注,必要的尺寸公差、形位公差,所有加工表面的表面粗糙度及技术要求等。
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●7.1齿轮零件图绘制
齿轮类零件包括齿轮、蜗轮、蜗杆。齿轮类零件工作图除轴类零件工作图的要求外,还应有供加工和检验用的啮合特性表。
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●7.2轴零件图绘制
轴类零件工作图的设计包括视图选择、尺寸标注、尺寸公差及几何公差标注、表面粗糙度标注和技术要求等。
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第八章图纸标注规范
在机械部件的设计与制造当中,对于精度的设计相当重要,因为产品的精度设计将会影响到产品的质量以及经济效益等等,而要做好精度的设计,就必须要做好公差、配合和表面粗糙度的选择,本章结合实际情况,来探讨了一下如何在机械设计中运用尺寸公差与配合,几何公差与表面粗糙度。
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●8.1尺寸公差与配合
在成批生产进行机器装配时,要求一批相配合的零件只要按零件图要求加工出来,不经任何选择或修配,任取一对装配起来,就能达到设计的工作性能要求,零件间的这种性质称为互换性。零件具有互换性,可给机器装配、修理带来方便,也为机器的现代化大生产提供了可行性。
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●8.2几何公差与表面粗糙度
任何零件都是由点、线、面构成的,点、线、面称为要素。机械加工后零件的实际要素相对于理想要素总有误差。是指零件的加工表面上具有的较小间距和峰谷所形成的微观几何形状误差。
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第九章常见错误示例分析
通过前面的学习和设计,大家已基本完成了方案设计、电动机选型、传动零件的设计、计算和校核,箱体和附件等环节的设计,在整理和撰写设计说明书之前,我们大家应该对装配工作图再做一次仔细检查。这一章主要讨论轴系和箱体等设计中常见的错误。
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●9.1轴系结构的正误示例分析
本节课讨论轴系结构设计中常见的错误。
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●9.2箱体及其附件结构正误示例分析
本节主要针对箱体、附件、密封等环节设计要点及常见错误进行分析。
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第十章设计说明书
本章主要介绍课程设计说明书的撰写内容要求及其规范。
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●10.1设计说明书撰写内容及要求
本节主要介绍课程设计说明书的主要内容及写作要求。