機械設計考題

1、（機械制造行業(yè)）機械設計考題作業(yè)二帶傳動和齒輪傳動設計、任務書題目：V帶傳動和齒輪傳動的設計（圖2）1 .原始數(shù)據(jù)題號參數(shù)1234減速器輸出軸轉(zhuǎn)矩T/Nm154160228249減速器輸出軸轉(zhuǎn)速n/(r/min：載荷平穩(wěn)，單向運轉(zhuǎn)，工作年限5年，每年250個工作日，每日工作16小時。2 .工作量（1）小帶輪零件圖一張或（和）大齒輪零件圖一張；V帶傳動的設計計（2）設計計算說明書一份，內(nèi)容包括電動機的選擇，傳動參數(shù)的計算,算或（和）齒輪傳動的設計計算。二、設計指導1 .電動機的選擇電動機有各種類型，對于無特殊要求的機1-V帶傳動；2-減速器；3-輸出軸;4-電動機圖2

2、V帶傳動和齒輪傳動簡圖械裝置，多選用Y系列三相異步電動機。Y系列三相異步電動機有四種常用的同步轉(zhuǎn)速，即3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min。同一功率的電動機，轉(zhuǎn)速高則重量輕,價格便宜，但傳動裝置的總傳動比和總體尺寸將加大，一般多選用同步轉(zhuǎn)速為1500r/min和1000r/min的電動機。減速器的輸出軸通過聯(lián)軸器與工作機相聯(lián)，因此工作機所需功率Pw（kW）（略去聯(lián)軸器效率的影響）為Pw=Tn/9550式中：T-減速器輸出軸的轉(zhuǎn)矩，Nm；n-減速器輸出軸的轉(zhuǎn)速，r/min。電動機所需功率P0為P0=Pw/Y式中：刀-電動機至工作機之間的傳動總效率。對于本作

3、業(yè)的兩級傳動，Y=印乎。其中Y1為V帶傳動白效率（包括一對軸承效率在內(nèi)）,隼為齒輪傳動的效率（包括一對軸承效率在內(nèi)）。其數(shù)值可參看機械設計手冊或教材。由于電動機的額定功率Pm應等于或略大于電動機所需功率P0，因此選擇電動機時通常取Pm=（11.3）P0o2 各級傳動比的分配傳動裝置的總傳動比為i=nm/nw式中：nm-電動機的滿載轉(zhuǎn)速，r/min；nw-電動機的轉(zhuǎn)速，即減速器輸出軸轉(zhuǎn)速，r/min。本作業(yè)的傳動裝置為二級傳動，總傳動比i=iii2。其中ii和i2分別為V帶傳動和齒輪傳動的傳動比。為了使傳動裝置尺寸較小，結構緊湊，應使i1<i2。由于受到齒輪齒數(shù)、標準帶輪直徑等因素的影響，

4、傳動裝置的實際傳動比與所要求的傳動比會略有差別。通常機器總傳動比的誤差應限制在土3%±5%范圍內(nèi)。3 傳動參數(shù)的計算機器傳動裝置的傳動參數(shù)指的是各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩。對于本作業(yè)的二級傳動系統(tǒng)，按電動機軸至工作機主軸的傳動方向進行推算，各軸的轉(zhuǎn)速為n產(chǎn)nm/iin2=nm/(i1i2)各軸的功率為Pl=PwY)1P2=PwY1Y2各軸的轉(zhuǎn)矩(Nm)為Ti=9550Pi/niT2=9550P2/n24 .V帶傳動的設計計算V帶傳動的設計計算、帶輪結構尺寸的確定可參考教材和機械設計手冊。小帶輪的孔徑和輪轂部分尺寸應根據(jù)電動機的軸伸直徑和長度確定，小帶輪的半徑應小于電動機的機座中心高。圖3

5、是供參考的V帶輪零件圖。技末要求未注倒羯為工N45”3且圖3V帶輪零件圖5 .齒輪傳動的設計計算齒輪傳動的設計計算、齒輪結構尺寸的確定可參考主教材和機械設計手冊。大齒輪的孔徑是根據(jù)與其相配合的軸徑來確定的，本作業(yè)將大齒輪的孔徑定為d=60mm：圖4是供參考的齒輪零件圖。圖4齒輪零件圖6 對零件圖的要求零件圖是零件制造和檢驗的依據(jù)，工藝人員根據(jù)零件圖制定工藝規(guī)程，檢驗人員按照零件圖進行成品的檢驗和驗收。因此，一張完整的零件圖應滿足以下要求：(1) 清楚而正確地表達出零件各部分的結構形狀；(2) 標出零件各部位的尺寸及其精度；(3) 標出零件各部位必要的形狀位置公差；(4) 標出零件各表面的粗糙度

6、；(5) 注明對零件的其它技術要求，例如圓角半徑、倒角尺寸及傳動件的主要參數(shù)等，對于齒輪還應列出其主要幾何參數(shù)、精度等級及檢驗項目等；(6) 填寫清楚零件圖標題欄。三、設計計算步驟1 選擇電動機，分配傳動比，計算傳動參數(shù)。2 V帶傳動設計計算或(和)齒輪傳動設計計算。3 畫小帶輪零件圖或(和)大齒輪零件圖。作業(yè)三軸系組件設計一、任務書題目1斜齒圓柱齒輪傳動輸出軸的軸系組件設計(圖5)1原始數(shù)據(jù)題號參數(shù)1234輸出軸轉(zhuǎn)速n2/(r/min)137145153165輸出軸功率P/kW2.52.73.03.2齒輪齒數(shù)z101107113120齒輪模數(shù)mn/mm3333齒輪齒見b/mm80808080

7、齒輪螺旋角伙右旋)/(°)14.2514.2514.2514.25a/mm（見圖5）80808080c/mm（見圖5）100100100100注：滾動軸承壽命為10000h,工作溫度小于120C,有輕微沖擊。圖5斜齒圓柱齒輪軸系結構2.工作量(1)輸出軸的軸系組件裝配圖一張。(2)設計計算說明書一份，主要內(nèi)容包括：輸出軸的設計計算，軸承類型選擇和壽命計算,以及其它必要的計算。題目2圓錐齒輪傳動輸入軸的軸系組件設計(圖6)1.原始數(shù)據(jù)題號參數(shù)1234輸入軸轉(zhuǎn)速m/（r/min）960960960960輸入軸功率P/kW2.53.03.54.0小圓錐齒輪齒數(shù)Z123252728齒輪模數(shù)m

8、/mm3333小圓錐齒輪分度圓錐角物/(°)18.4318.4318.4318.43a/mm（見圖6）100100100100b/mm（見圖6）50505050c/mm（見圖6）80808080注：滾動軸承壽命為10000h,工作溫度小于120C,有輕微沖擊。圖6圓錐齒輪軸系結構2.工作量(1)輸入軸的軸系組件裝配圖一張。(2)設計計算說明書一份，主要內(nèi)容包括：輸入軸的設計計算，軸承類型選擇和壽命計算，以及其它必要的計算。二、設計指導1.軸和齒輪的結構軸和齒輪的結構設計參考主教材中的有關章節(jié)。對于小圓錐齒輪，當齒根圓與軸徑接近時，可將齒輪與軸制成一體，但要注意齒輪軸的裝拆問題。軸承正

9、裝的小圓錐齒輪軸系結構如圖7所示。圖a是齒輪軸結構。這種結構當齒輪外徑比套杯孔大時，軸承和套筒是在套杯內(nèi)進行安裝，很不方便。因此，如果用正裝結構，只有當小圓錐齒輪外徑比套杯孔小時，才能采用齒輪軸結構，這時可在套杯外先將軸承和套筒裝在齒輪軸上后，一起裝入套杯。圖b是齒輪與軸分開的結構。這種結構軸承安裝方便。軸承反裝的小圓錐齒輪軸系結構由于裝配和調(diào)整都比較麻煩，因此本作業(yè)要求采用正裝結構。2滾動軸承的組合、固定和調(diào)整對于斜齒圓柱齒輪傳動和圓錐齒輪傳動，軸上受到徑向力和軸向力，因此，需采用向心推力軸承，支承方式通常為兩支承各單向固定結構。滾動軸承支承的結構形式參考主教材。滾動軸承的外圈以及軸系的軸向

10、固定采用軸承端蓋。軸承端蓋有凸緣式和嵌入式兩種，本作業(yè)要求采用凸緣式端蓋，其結構尺寸參考機械設計手冊。向心推力軸承是可調(diào)間隙軸承，在安裝時，其間隙可通過在軸承端蓋與箱體間加裝調(diào)整墊片組進行調(diào)整（參看圖5）。調(diào)整墊片由多片厚度不同（例如0.1mm、0.2mm和0.5mm）的軟鋼（08F）片或黃銅片組成，使用時可根據(jù)需要組成合適的厚度。為了保證圓錐齒輪的正確嚙合，裝配時兩齒輪的錐頂必須重合，因此要調(diào)整大、小齒輪的軸向位置。對于懸臂安裝的小圓錐齒輪軸系，為了便于調(diào)整，小圓錐齒輪軸通常放在套杯里，在套杯凸緣端面與箱體之間，用加減調(diào)整墊片（參看圖6）的辦法來調(diào)整小圓錐齒輪的軸向位置。3滾動軸承的潤滑和密封減速器中的滾動軸承可以采用脂潤滑，也可以采用油潤滑，這與齒輪的圓周速度和箱體（脂 ）漏出結構有關。本作業(yè)要求采用脂潤滑。為了防止箱內(nèi)的潤滑油濺人軸承室而稀釋或帶走潤滑脂，需在軸承室內(nèi)側加裝封油環(huán)（圖8）。軸伸出端的密封是為了防止?jié)L動軸承內(nèi)的潤滑油或外界雜質(zhì)侵入軸承室。常用的密封形式如圖9。設計時可參考機械設計手冊。圖8封油環(huán)密封裝置a）氈圈密封b）旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈密封c）油溝槽密封圖9常用密