机械单元设计作业题与设计指导

1、机械单元设计作业题与设计指导日期:单元设计作业题与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/T5782-2000)联接两块厚度各为25mm的钢板，采用弹簧垫圈(GB/T93-1987)防松。.校制孔用螺栓联接用M16六角头镀制孔用螺栓(GB/T27-1988)联接两块厚度各为25mm勺钢板。.双头螺柱联接用M16双头螺柱(GB/T898-1988)联接厚25mm勺钢板和一个很厚的铸铁零件。.螺钉联接用M16六角头螺栓(GB/T5782-2000)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/T97.1-1985);要求

2、：(1)按题中给出的条件查手册确定标准联接零件的尺寸；(2)按1:1比例与制图规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一、任务书题目：V带传动和齿轮传动的设计(图2)1.原始数据参爹题号1234减速器输出轴转矩T/NIm154160228249减速器输出轴转速n/(r/min)155150104965年，每年250个工作日，每日工作16小时。注：载荷平稳，单向运转，工作年限2.工作量（1）小带轮零件图一或（和）大齿轮零件图一；（2）设计计算说明书一份，容包括电动机的选择，传动参数的计算，V带传动的设计计算或（和）齿轮传动的设计计算。二、设计指导1电动机的选择1

3、-V带传动；2减速器；3输出轴；电动机有各种类型，对于无特殊要求的4-电动机机械装置，多选用Y系列三相异步电动机。Y图2V带传动和齿轮传动简图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。同一功率的电动机，转速高则重量轻，价格便宜，但传动装置的总传动比和总体尺寸将加大，一般多选用同步转速为1500r/min和1000r/min的电动机。减速器的输出轴通过联轴器与工作机相联，因此工作机所需功率P（kW）（略去联轴器效率的影响）为R=T79550式中：T-减速器输出轴的转矩，Nm；n-减速器输出轴的转速，r/min。电动机所

4、需功率M为R=PMr式中：Y-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，Y=刀中2。其中刀1为V带传动白效率（包括一对轴承效率在），刀2为齿轮传动的效率（包括一对轴承效率在）。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B应等于或略大于电动机所需功率R,因此选择电动机时通常取pm=（11.3）P0o.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=iii2。其中ii和i2分别为V带传动和齿轮传动的传动比。为了使传动装置尺寸较小，结构紧凑，应

5、使i1i2。由于受到齿轮齿数、标准带轮直径等因素的影响，传动装置的实际传动比与所要求的传动比会略有差别。通常机器总传动比的误差应限制在土3%5%围。.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n1=nm/i1m=nm/（i1i2）各轴的功率为R=Ph1P2=P，刀1刀2各轴的转矩（N-m）为T1=9550P1/mT2=9550P2/n2.V带传动的设计计算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

6、小于电动机的机座中心高。图3是供参考的V带轮零件图。L2+Q.O21&图3 V带轮零件图Wb.谈 R糊啕处理PSO -SWKiSS盥溪青 啮验 引口.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。法加孽散_莒琥角一一一瓦阖的点加高系数曲敢_一”分度硼三而回函怆齿虎时分置国直强法而受位泉房精度等做（GBE。海5）强送线长就游诬为教配时烧死用易一有圈里向就碎力广：已；工姓底鼻直三齿形公羌_基节械施的忠图4齿轮零件图.对零件图的要求零件图是零件制造和检验的依

7、据，工艺人员根据零件图制定工艺规程，检验人员按照零件图进行成品的检验和验收。因此，一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与其精度；(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、倒角尺寸与传动件的主要参数等，对于齿轮还应列出其主要几何参数、精度等级与检验项目等；(6)填写清楚零件图标题栏。三、设计计算步骤.选择电动机，分配传动比，计算传动参数。.V带传动设计计算或(和)齿轮传动设计计算。.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

8、柱齿轮传动输出轴的轴系组件设计(图5)1.原始数据题号参数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m/mm3333齿轮齿如b/mm80808080齿轮螺旋角3(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120C,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。(2)设计计算说明书一份，主要容包括：输出轴的设计计算，轴承类型选择和寿命

9、计算，以与其它必要的计算。题目2圆锥齿轮传动输入轴的轴系组件设计(图6)图6圆锥齿轮轴系结构1.原始数据题号参数1234输入轴转速n”(r/min)960960960960输入轴功率P/kW2.53.03.54.0小圆锥齿轮齿数z123252728齿轮模数n/mm3333小圆锥齿轮分度圆锥角B()18.4318.4318.4318.43a/mm（见图6）100100100100b/mm（见图6）50505050c/mm（见图6）80808080注：滚动轴承寿命为10000h,工作温度小于120C,有轻微冲击。2.工作量(1)输入轴的轴系组件装配图一。(2)设计计算说明书一份，主要容包括：输入轴

10、的设计计算，轴承类型选择和寿命计算，以与其它必要的计算。二、设计指导.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

11、构。.滚动轴承的组合、固定和调图7小圆锥齿轮轴系结构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。滚动轴承的外圈以与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0.1mm0.2mm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。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，因此要调整大、小齿轮的轴向位置。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。.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。为了防止箱的润滑油溅人轴承室而稀释或带走润滑? iiu m/j八 j/Ju/、-j 】ku 出或外界杂质侵入轴承室环 （图8）。轴伸出端的密封是为了防止滚动轴承的润滑油。常用的密封形式如图9。设计时可参考机械设计手册。（脂）图8封油环密