機(jī)械設(shè)計(jì)考題

1、（機(jī)械制造行業(yè)）機(jī)械設(shè)計(jì)考題作業(yè)二帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)、任務(wù)書題目：V帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)（圖2）1 .原始數(shù)據(jù)題號(hào)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(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）大齒輪零件圖一張；V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)（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,算或（和）齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算。二、設(shè)計(jì)指導(dǎo)1 .電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)有各種類型，對(duì)于無特殊要求的機(jī)1-V帶傳動(dòng)；2-減速器；3-輸出軸;4-電動(dòng)機(jī)圖2

2、V帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)圖械裝置，多選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。Y系列三相異步電動(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=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(dòng)機(jī)所需功率P0為P0=Pw/Y式中：刀-電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間的傳動(dòng)總效率。對(duì)于本作

3、業(yè)的兩級(jí)傳動(dòng)，Y=印乎。其中Y1為V帶傳動(dòng)白效率（包括一對(duì)軸承效率在內(nèi)）,隼為齒輪傳動(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Pm應(yīng)等于或略大于電動(dòng)機(jī)所需功率P0，因此選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)通常取Pm=（11.3）P0o2 各級(jí)傳動(dòng)比的分配傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為i=nm/nw式中：nm-電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速，r/min；nw-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i=iii2。其中ii和i2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i1<i2。由于受到齒輪齒數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)帶輪直徑等因素的影響，

4、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)限制在土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(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

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(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。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

6、；(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)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(dòng)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(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)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(dòng)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(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

9、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，一起裝入套杯。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)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(jié)構(gòu)。2滾動(dòng)軸承的組合、固定和調(diào)整對(duì)于斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)和圓錐齒輪傳動(dòng)，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(jié)構(gòu)。滾動(dòng)軸承支承的結(jié)構(gòu)形式參考主教材。滾動(dòng)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(jié)構(gòu)尺寸參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。向心推力軸承是可調(diào)間隙軸承，在安裝時(shí)，其間隙可通過在軸承端蓋與箱體間加裝調(diào)整墊片組進(jìn)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(shí)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(shí)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(duì)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(dòng)軸承的潤(rùn)滑和密封減速器中的滾動(dòng)軸承可以采用脂潤(rùn)滑，也可以采用油潤(rùn)滑，這與齒輪的圓周速度和箱體（脂 ）漏出結(jié)構(gòu)有關(guān)。本作業(yè)要求采用脂潤(rùn)滑。為了防止箱內(nèi)的潤(rùn)滑油濺人軸承室而稀釋或帶走潤(rùn)滑脂，需在軸承室內(nèi)側(cè)加裝封油環(huán)（圖8）。軸伸出端的密封是為了防止?jié)L動(dòng)軸承內(nèi)的潤(rùn)滑油或外界雜質(zhì)侵入軸承室。常用的密封形式如圖9。設(shè)計(jì)時(shí)可參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。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