單元設(shè)計(jì)作業(yè)題及設(shè)計(jì)指導(dǎo)

單元設(shè)計(jì)作業(yè)題及設(shè)計(jì)指導(dǎo)

作業(yè)一螺紋聯(lián)接設(shè)計(jì)

任務(wù)書

題目：1.普通螺栓聯(lián)接

用M16六角頭螺栓(GB/T5782-2000)聯(lián)接兩塊厚度各為25mm的鋼板，采用彈簧墊圈

(GB/T93-1987)防松。

2.錢制孔用螺栓聯(lián)接

用M16六角頭較制孔用螺栓(GBb27-1988)聯(lián)接兩塊厚度各為25mm的鋼板。

3.雙頭螺柱聯(lián)接

用M16雙頭螺柱(GB/T898-1988)聯(lián)接厚25mm的鋼板和一個(gè)很厚的鑄鐵零件。

4.螺釘聯(lián)接

用M16六角頭螺栓(GB/T5782-2000)聯(lián)接厚25mm的鑄鐵凸緣和另一個(gè)很厚的僑鐵零

件，螺栓頭與鑄鐵凸緣間加裝平墊圈(GB/T97.1-1985)；

要求：

(1)按題中給出的條件查手冊(cè)確定標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接霎件的尺寸；

⑵按1:1比例與制圖規(guī)范畫出上述各種螺紋聯(lián)接結(jié)構(gòu)圖，圖1為參考圖。

螺母摞槍M16X100墊圈16

JIJM12雙頭螺柱就接厚25、60兩鑄鐵零件

L鐮平

用M16六知頭螺栓聯(lián)接

厚38的兩鑄鐵零件

HJM12六角頭螺栓聯(lián)接厚25,60兩鑄鐵零件

圖1

作業(yè)二帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)

一、任務(wù)書

題目：V帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)（圖2）

I.原始數(shù)據(jù)

題

號(hào)1234

參數(shù)

減速器輸出軸轉(zhuǎn)矩T/N?m154160228249

減速器輸出軸轉(zhuǎn)速n/（r/min/p>

注：載荷平穩(wěn)，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作年限5年，每年250個(gè)

工作日,每日工作16小時(shí)。

2.工作量

（1）小帶輪零件圖一張或（和）大齒輪零件圖-

張;

（2）設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份，內(nèi)容包括電動(dòng)機(jī)的

選擇，傳動(dòng)參數(shù)的計(jì)算，V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算或（和）

齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算。

二、設(shè)計(jì)指導(dǎo)

,?電動(dòng)機(jī)的選擇i-v帶傳動(dòng)；2-減速器；3—輸出軸；

電動(dòng)機(jī)有各種類型，對(duì)于無特殊要求的機(jī)4—電動(dòng)機(jī)

械裝置，多選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。Y系圖2V帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)圖

列三相異步電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速高則重量輕，價(jià)格

便宜，但傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)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(dòng)機(jī)。

減速器的輸出軸通過聯(lián)軸器與工作機(jī)相聯(lián)，因此工作機(jī)所需功率Pw（kW）（略去聯(lián)軸器效

率的影響）為

PW=TJ9550

式中：T--減速器輸出軸的轉(zhuǎn)矩，N?m；

n--減速器輸出軸的轉(zhuǎn)速，r/min。

電動(dòng)機(jī)所需功率Po為

Po=PJn

式中：n-電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間的傳動(dòng)總效率。

對(duì)于本作業(yè)的兩級(jí)傳動(dòng)，n=n1口2。其中n?為v帶傳動(dòng)的效率（包括一對(duì)軸承效率在

內(nèi)），為齒輪傳動(dòng)的效率（包括一對(duì)軸承效率在內(nèi)）。其數(shù)值可參看機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)或教材。

由于電動(dòng)機(jī)的額定功率P,“應(yīng)等于或略大于電動(dòng)機(jī)所需功率Po,因此選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)通常

取Pm=（i?1.3）外。

2.各級(jí)傳動(dòng)比的分配

傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為

i=nin/nw

式中：%,--電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速，r/min；

電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，即減速器輸出軸轉(zhuǎn)速，r/min。

本作業(yè)的傳動(dòng)裝置為二級(jí)傳動(dòng)，總傳動(dòng)比，=〃2。其中和分別為V帶傳動(dòng)和齒輪傳

動(dòng)的傳動(dòng)比。為了使傳動(dòng)裝置尺寸較小，結(jié)構(gòu)緊湊，應(yīng)使，7＜，2。

由于受到齒輪齒數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)帶輪直徑等因素的影響，傳動(dòng)裝置的實(shí)際傳動(dòng)比與所要求的傳

動(dòng)比會(huì)略有差別。通常機(jī)器總傳動(dòng)比的誤差應(yīng)限制在±3%?±5%范圍內(nèi)。

3.傳動(dòng)參數(shù)的計(jì)算

機(jī)器傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)參數(shù)指的是各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩。對(duì)于本作業(yè)的二級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)，

按電動(dòng)機(jī)軸至工作機(jī)主軸的傳動(dòng)方向進(jìn)行推算，各軸的轉(zhuǎn)速為

?/-nJh

"2=*(汕)

各軸的功率為

PI=P、Vn1

Pi=Pwn1n2

各軸的轉(zhuǎn)矩(N?m)為

T}=9550Pi/.

T2=9550P2M2

4.V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算

V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算、帶輪結(jié)構(gòu)尺寸的確定可參考教材和機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。小帶輪的孔徑

和輪轂部分尺寸應(yīng)根據(jù)電動(dòng)機(jī)的軸伸直徑和長(zhǎng)度確定，小帶輪的半徑應(yīng)小于電動(dòng)機(jī)的機(jī)座中

心高。圖3是供參考的V帶輪零件圖。

4/|631Al耳余X/

2x45-2x45'

,3

技術(shù)要求

/0O4|Ai

未注倒前為2xW

圖3V帶輪零件圖

5.齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算

齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算、齒輪結(jié)構(gòu)尺寸的確定可參考主教材和機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。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。

法面模數(shù)

齒形角一

法面的齒頂高系數(shù)

齒敗___________

分度圓上的螺旋角

輪齒旋向

分度圓直徑

法面變位系數(shù)

精度等級(jí)(GB/T10095

-1988)

公法線長(zhǎng)度

跨泗!齒數(shù)

配對(duì)齒輪圖應(yīng)

齒圈徑向跳動(dòng)公差

誤差公法線變踞

檢驗(yàn)

齒形公差

項(xiàng)目

基節(jié)極限偏差

圖4齒輪零件圖

6.對(duì)零件圖的要求

零件圖是零件制造和檢驗(yàn)的依據(jù)，工藝人員根據(jù)零件圖制定工藝規(guī)程，檢驗(yàn)人員按照零

件圖進(jìn)行成品的檢驗(yàn)和驗(yàn)收。因此，一張完整的零件圖應(yīng)滿足以下要求：

(1)清楚而正確地表達(dá)出零件各部分的結(jié)構(gòu)形狀；

(2)標(biāo)出零件各部位的尺寸及其精度；

(3)標(biāo)出零件各部位必要的形狀位置公差；

(4)標(biāo)出零件各表面的粗糙度；

(5)注明對(duì)零件的其它技術(shù)要求，例如圓角半徑、倒角尺寸及傳動(dòng)件的主要參數(shù)等，

對(duì)于齒輪還應(yīng)列出其主要幾何參數(shù)、精度等級(jí)及檢驗(yàn)項(xiàng)目等；

(6)填寫清楚零件圖標(biāo)題欄。

三、設(shè)計(jì)計(jì)算步驟

1.選擇電動(dòng)機(jī)，分配傳動(dòng)比，計(jì)算傳動(dòng)參數(shù)。

2.V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算或(和)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)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(shè)計(jì)

一、任務(wù)書

題目1斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)輸出軸的軸系組件設(shè)計(jì)(圖5)

1.原始數(shù)據(jù)

題

號(hào)1234

參數(shù)

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)mjmm3333

齒輪齒寬Wmm80808080

齒輪螺旋角￡(右旋)/(°)14.2514.2514.2514.25

q/mm（見圖5）80808080

c/mm（見圖5）100100100100

注：滾動(dòng)軸承壽命為lOOOOh,工作溫度小于120℃,有輕微沖擊。

圖5斜齒圓柱齒輪軸系結(jié)構(gòu)

2.工作量

(1)輸出軸的軸系組件裝配圖一張。

(2)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份，主要內(nèi)容包括：輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算，軸承類型選擇和壽命

計(jì)算，以及其它必要的計(jì)算。

題目2圓錐齒輪傳動(dòng)輸入軸的軸系組件設(shè)計(jì)(圖6)

1.原始數(shù)據(jù)

題號(hào)

1234

參數(shù)

輸入軸轉(zhuǎn)速nJ(r/min)960960960960

輸入軸功率/ykw2.53.03.54.0

小圓錐齒輪齒數(shù)為23252728

齒輪模數(shù)tn/m3333

小圓錐齒輪分度圓錐角%/(。)18.4318.4318.4318.43

a/mm（見圖6）100100100100

b/mm（見圖6）50505050

c/mm（見圖6）80808080

注：滾動(dòng)軸承壽命為10(XX)h,工作溫度小于120°C,有輕微沖擊。

圖6圓錐齒輪軸系結(jié)構(gòu)

2.工作量

(1)輸入軸的軸系組件裝配

圖一張。

(2)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份，

主要內(nèi)容包括：輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)

算，軸承類型選擇和壽命計(jì)算，以

及其它必要的計(jì)算。

二、設(shè)計(jì)指導(dǎo)

1.軸和齒輪的結(jié)構(gòu)

軸和齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參考主

教材中的有關(guān)章節(jié)。對(duì)于小圓錐齒輪，當(dāng)齒根圓與軸徑接近時(shí)，可將齒輪與軸制成一體，但

要注意齒輪軸的裝拆問題。軸承正裝的小圓錐齒輪軸系結(jié)構(gòu)如圖7所示。

圖a是齒輪軸結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)當(dāng)齒輪外徑比套杯孔大時(shí)，軸承和套筒是在套杯內(nèi)進(jìn)行安

裝，很不方便。因此，如果用正裝結(jié)構(gòu)，只有當(dāng)小圓錐齒輪外徑比套杯孔小時(shí)，才能采用齒

輪軸結(jié)構(gòu)，這時(shí)可在套杯外先將軸承和套筒裝在齒輪軸上后，?起裝入套杯。圖b是齒輪與

軸分開的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)軸承安裝方便。軸承反裝的小圓錐齒輪軸系結(jié)構(gòu)山于裝配和調(diào)整都

比較麻煩，因此本作業(yè)要求采用正裝結(jié)構(gòu)。

2.滾動(dòng)軸承的組合、固定和調(diào)