机械单元设计作业题及设计指导.docx

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/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。

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/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：

(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

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

题号

参数

1

2

3

4

减速器输出轴转矩T/N·m

154

160

228

249

减速器输出轴转速n/(r/min)

155

150

104

96

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

电动机有各种类型，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

1---V带传动；2---减速器；3---输出轴；4---电动机

图2V带传动和齿轮传动简图

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Pw(kW)(略去联轴器效率的影响)为

Pw=Tn/9550式中：T--减速器输出轴的转矩，N·m；

n--减速器输出轴的转速，r/min。电动机所需功率P0为

P0=Pw/η式中：η--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，η=η1η2。其中η1为V带传动的效率(包括一对轴承效率在内)，η2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=i1i2。其中i1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±3%~±5％范围内。

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

n1=nm/i1n2=nm/(i1i2)

各轴的功率为

P1=Pwη1P2=Pwη1η2

各轴的转矩(N·m)为

T1=9550P1/n1T2=9550P2/n2

4．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，小带轮的半径应小于电动机的机座中心高。图3是供参考的V带轮零件图。

图3V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。

图4齿轮零件图

6．对零件图的要求

零件图是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，检验人员按照零件图进行成品的检验和验收。因此，一张完整的零件图应满