机械设计考题

1、精品资料推荐单元设计作业题及设计指导作业一螺纹联接设计任务书题目：1 普通螺栓联接用M16六角头螺栓(GB/T 5782-2000)联接两块厚度各为 25mm的钢板，采用弹簧垫圈 (GB/T93-1987)防松。2铰制孔用螺栓联接用M16六角头铰制孔用螺栓(GB/T27-1988)联接两块厚度各为 25mm的钢板。3双头螺柱联接用M16双头螺柱(GB/T898-1988)联接厚25mm的钢板和一个很厚的铸铁零件。4 螺钉联接用M16六角头螺栓(GB/T 5782-2000)联接厚25mm的铸铁凸缘和另一个很厚的铸铁零 件，螺栓头与铸铁凸缘间加装平垫圈(GB/T 97.1-1985);要求：(1

2、)按题中给出的条件查手册确定标准联接零件的尺寸；按1:1比例与制图规范画出上述各种螺纹联接结构图，图1为参考图。图1作业二带传动和齿轮传动设计号参数题1234减速器输出轴转矩T/N m154160228249减速器输出轴转速n/(r/mi n、任务书题目：V带传动和齿轮传动的设计 （图2）1 原始数据注：载荷平稳，单向运转，工作年限5年，每年250个工作日，每日工作16小时。2. 工作量（1）小带轮零件图一张或（和）大齿轮零件图一 张；（2）设计计算说明书一份，内容包括电动机的(和)选择，传动参数的计算，V带传动的设计计算或二、设计指导1 .电动机的选择电动机有各种类

3、型，对于无特殊要求的机 械装置，多选用Y系列三相异步电动机。Y系 列三相异步电动机有四种常用的同步转速，即3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min。 便宜，但传动装置的总传动比和总体尺寸将加大， 1000r/min的电动机。减速器的输出轴通过联轴器与工作机相联， 率的影响）为1-V带传动；2-减速器；3-输出轴；4-电动机图2 V带传动和齿轮传动简图同一功率的电动机，转速高则重量轻，价格 般多选用同步转速为1500r/min和因此工作机所需功率Pw（kW）（略去联轴器效齿轮传动的设计计算。Pw=Tn/9550式中：T-减速器输出轴的转矩，Nm；n-减速器输出

4、轴的转速，r/min。电动机所需功率P0为P0=Pw/ n式中：n -电动机至工作机之间的传动总效率。对于本作业的两级传动，n = n 1 n 2。其中n 1为V带传动的效率（包括一对轴承效率在 内），n 2为齿轮传动的效率（包括一对轴承效率在内）。其数值可参看机械设计手册或教材。由于电动机的额定功率Pm应等于或略大于电动机所需功率P0,因此选择电动机时通常取 Pm=（1 1.3）P0。2各级传动比的分配传动装置的总传动比为i=nm/nw式中：nm-电动机的满载转速，r/min ;nw-电动机的转速，即减速器输出轴转速，r/min。本作业的传动装置为二级传动，总传动比i=hi2。其中i1和i2

5、分别为V带传动和齿轮传ii<i2。传动装置的实际传动比与所要求的传3%土 5%范围内。动的传动比。为了使传动装置尺寸较小，结构紧凑，应使 由于受到齿轮齿数、 标准带轮直径等因素的影响， 动比会略有差别。通常机器总传动比的误差应限制在土3. 传动参数的计算机器传动装置的传动参数指的是各轴的转速、功率和转矩。对于本作业的二级传动系统,按电动机轴至工作机主轴的传动方向进行推算，各轴的转速为ni =nm / iin2 =n m/( ii i2)各轴的功率为Pi=Pw n i P2=Pw n i n 2 各轴的转矩(N m)为Ti = 9550 Pi/niT2 = 9550 P2/n24. V带传

6、动的设计计算V带传动的设计计算、带轮结构尺寸的确定可参考教材和机械设计手册。小带轮的孔径和轮毂部分尺寸应根据电动机的轴伸直径和长度确定，小带轮的半径应小于电动机的机座中心高。图3是供参考的V带轮零件图。112图3 V带轮零件图5齿轮传动的设计计算齿轮传动的设计计算、齿轮结构尺寸的确定可参考主教材和机械设计手册。 大齿轮的孔 径是根据与其相配合的轴径来确定的， 本作业将大齿轮的孔径定为 d=60mm :图4是供参考 的齿轮零件图。吃團拽歟 _ . 世羽用-述岳的协顶高系数 切度麻上时無丽惭齿雄回分廈側克規 堆面变也系数搐眩尊级tWTM五5-1咖)餞扶线爲漲图4齿轮零件图6.对零件图的要求零件图是

7、零件制造和检验的依据,工艺人员根据零件图制定工艺规程，检验人员按照零埒测常救二 杞对齿轮图写 二曲岡径向闻咅 审盂丕玆捻裁舷 舊着逛缠_ '甚*眾祕怕余件图进行成品的检验和验收。因此，一张完整的零件图应满足以下要求:(1) 清楚而正确地表达出零件各部分的结构形状；(2) 标出零件各部位的尺寸及其精度；(3) 标出零件各部位必要的形状位置公差；(4) 标出零件各表面的粗糙度；(5) 注明对零件的其它技术要求，例如圆角半径、倒角尺寸及传动件的主要参数等, 对于齿轮还应列出其主要几何参数、精度等级及检验项目等；(6) 填写清楚零件图标题栏。三、设计计算步骤1. 选择电动机，分配传动比，计算传

8、动参数。2. V带传动设计计算或(和)齿轮传动设计计算。3画小带轮零件图或(和)大齿轮零件图。作业三轴系组件设计一、任务书题目1斜齿圆柱齿轮传动输出轴的轴系组件设计(图5)1.原始数据号参数题1234输出轴转速n2/(r/min)137145153165输出轴功率P/kW2.52.73.03.2齿轮齿数z101107113120齿轮模数mn/mm3333齿轮齿宽 b/mm80808080齿轮螺旋角卩(右旋)/(° )14.2514.2514.2514.25a/mm（见图 5）80808080c/mm（见图 5）100100100100注：滚动轴承寿命为10000h,工作温度小于120

9、C，有轻微冲击。图5斜齿圆柱齿轮轴系结构2. 工作量(1) 输出轴的轴系组件装配图一张。(2) 设计计算说明书一份，主要内容包括：输出轴的设计计算，轴承类型选择和寿命 计算，以及其它必要的计算。题目2圆锥齿轮传动输入轴的轴系组件设计(图6)1 .原始数据题号参数1234输入轴转速n1/(r/min)960960960960输入轴功率F/kW2.53.03.54.0小圆锥齿轮齿数Z123252728齿轮模数 m/mm3333小圆锥齿轮分度圆锥角的/( °)18.4318.4318.4318.43a/mm（见图 6）100100100100b/mm见图6）50505050c/mm（见图

10、6）80808080注：滚动轴承寿命为10 000h，工作温度小于120C，有轻微冲击。图6圆锥齿轮轴系结构2.工作量(1) 输入轴的轴系组件装配 图一张。(2) 设计计算说明书一份， 主要内容包括：输入轴的设计计算，轴承类型选择和寿命计算，以及其它必要的计算。二、设计指导1.轴和齿轮的结构轴和齿轮的结构设计参考主教材中的有关章节。 对于小圆锥齿轮，当齿根圆与轴径接近时，可将齿轮与轴制成一体，但 要注意齿轮轴的装拆问题。轴承正装的小圆锥齿轮轴系结构如图7所示。图a是齿轮轴结构。这种结构当齿轮外径比套杯孔大时，轴承和套筒是在套杯内进行安装，很不方便。因此，如果用正装结构，只有当小圆锥齿轮外径比套

11、杯孔小时，才能采用齿 轮轴结构，这时可在套杯外先将轴承和套筒装在齿轮轴上后，一起装入套杯。图b是齿轮与轴分开的结构。这种结构轴承安装方便。轴承反装的小圆锥齿轮轴系结构由于装配和调整都 比较麻烦，因此本作业要求采用正装结构。2滚动轴承的组合、固定和调图7小圆锥齿轮轴系结构整对于斜齿圆柱齿轮传动和圆锥齿轮传动，轴上受到径向力和轴向力，因此，需采用向心推力轴承，支承方式通常为两支承各单向固定结构。滚动轴承支承的结构形式参考主教材。滚动轴承的外圈以及轴系的轴向固定采用轴承端盖。轴承端盖有凸缘式和嵌入式两种，本作业要求采用凸缘式端盖，其结构尺寸参考机械设计手册。向心推力轴承是可调间隙轴承，在安装时，其间

12、隙可通过在轴承端盖与箱体间加装调整 垫片组进行调整(参看图5)。调整垫片由多片厚度不同 (例如0.1mm、0.2mm和0.5mm)的软 钢(08F)片或黄铜片组成，使用时可根据需要组成合适的厚度。因此要调整大、小齿轮为了保证圆锥齿轮的正确啮合，装配时两齿轮的锥顶必须重合，的轴向位置。对于悬臂安装的小圆锥齿轮轴系， 为了便于调整，小圆锥齿轮轴通常放在套杯 里，在套杯凸缘端面与箱体之间，用加减调整垫片 （参看图6）的办法来调整小圆锥齿轮的轴 向位置。3. 滚动轴承的润滑和密封减速器中的滚动轴承可以采用脂润滑，也可以采用油润滑， 这与齿轮的圆周速度和箱体结构有关。本作业要求采用脂润滑。 为了防止箱内的润滑油溅人轴承室而稀释或带走润滑脂， 需在轴承室内侧加装封油环（图8）。轴伸出端的密封是为了防止滚动轴承内的润滑油（脂）漏出或外界杂质侵入轴承室。常用的密封形式如图。设计时可参考机械设计手册。8图8封油环密