《数控机床装调》课程单元教学设计（2）一、教案头2
二、教学活动设计（6课时）
机械设计基础模拟题2 一、单向选择题 1.如果原动件的数目大于机构自由度的数目，那么（ b ）。 A．具有确定性运动 B．可以运动，但运动不确定 C．无法运动，机构可能损坏 2.在曲柄摇杆机构中，常以特性参数（ c ）作为判断其传力性能的标志。 A. 摆角ψ B. 极位夹角θ C. 传动角γ D. 行程速比系数 3.凸轮机构在从动杆运动规律不变情况下，若缩小凸轮基园半径，则压力角 （ c ）。 A. 减小 B. 不变 C．增大 4. 一直齿圆锥齿轮，齿数Z ＝15，分度圆锥角δ＝30?，用齿条插刀进行展 成法加工时，( a )根切。 A.不会 B.一定 C.不一定 5.在定轴轮系中，惰轮(介轮)的使用，( b )传动比的大小，（ a ） 传动比的符号。 A.改变 B.不改变 C.不一定改变 6.刚性转子动平衡的条件是（ c ）。 A. 总惯性力之和为零 B. 总惯性力矩之和为零 C. 总惯性力和总惯性力矩之和都为零 7. 螺纹联接防松的根本问题在于( d )。 A.增加螺纹联接的轴向力 B. 增加螺纹联接的横向力 C. 防止螺纹副的相对转动 D. 增加螺纹联接的刚度 8.在蜗杆传动中，其传动比 i = （ c ）。 A. n n d d 1 2 2 1 = B. d d z z 2 1 2 1 = C. n n z z 1 2 2 1 = 二、填空题 1.两构件在速度瞬心点的瞬时相对速度为____ ___，瞬时绝对速度___不为0___。 2.铰链四杆机构中，凡是双曲柄机构，其杆长条件必须满足：最短杆与最长杆 的长度之和小于或等于其余两构件的长度之和且必须___ 最短杆_作机架。
目录 第一章设计任务…………………………………………………………… 2页第二章总体设计…………………………………………………………… 5页 2.1 确定传动方案……………………………………………………5 页 2.2 刨床选择合适的电机类型……………………………………6 页 2.3V带设计……………………………………………9页 2.4齿轮1设计……………………………………………12页 2.5 齿轮2设计…………………………………………………16 页 2.6 轴I设计…………………………………………………20页 2.7 轴I的受力分析……………………………………………21页 2.8 轴II设计…………………………………………………25 页 2.9 轴 III设计………………………………………………31 页 2.10 轴 III的受力分析……………………………………………33 页 2.11 轴承寿命计算……………………………………………38页 2.12 键的选择和校核………………………………………40 页 2.13 联轴器及润滑、密封方式的选择和设计………………42 页 2.14 减速器箱体相关尺寸的设计…………………………………43 页第三章个人总结………………………………………………………45页参考文献………………………………………………………47页
第一章设计任务设计结果 1.1、课程设计题目：牛头刨床机械传动系统方案设计 1.2、工作原理： 牛头刨床是一种靠刀具的往复直线运动及工作台的间歇运动来完成工作的 平面切削加工的机床。如图1为其参考示意图。电动机经过减速传动装置 （皮带和齿轮传动）带动执行机构（导杆机构和凸轮机构）完成刨刀的往 复运动和间歇移动。刨床工作时，刨头6由曲柄2带动右行，刨刀进行切 削，称为工作行程。在切削行程H中，前后各有一段0.05H的空刀距离， 工作阻力F为常数；刨刀左行时，即为空回行程，此行程无工作阻力。在 刨刀空回行程时，由摆动从动件盘形凸轮机构通过四杆机构带动棘轮机构 ，棘轮机构带动螺旋机构使工作台连同工件在垂直纸面方向上做一次进给 运动，以便刨刀继续切削。 图1
机械输送传动装置设计书 【设计任务书】 题目：设计输送传动装置 一．总体布置简图 如图1 二．总传动比误差为±5%，单向 回转， 轻微冲击。 三．原始数据： 四．设计内容： 1. 电动机的选择与运动参数计算； 2. 齿轮传动设计计算； 3. V 带传动设计计算； 4. 轴的结构尺寸设计； 5. 键的选择； 6. 滚动轴承的选择； 7. 装配图、零件图的绘制； 8. 设计说明书的编写。 【电动机的选择】 1．电动机类型和结构的选择 ：按照已知条件的工作要求和条件，选用Y 型输出轴功率P/KW 3 输出轴转速n/(r/min) 35 传动工作年限（年） 6 工作制度（班/日） 2 工作场所 车间 批量 小批
全封闭笼型三相异步电 动机。 2．电动机容量的选择： 工作机所需功率：Pw＝3kW 电动机的输出功率：Pd＝Pw/η，η≈0.82，Pd＝3.66kW 电动机转速的选择：nw=35r/min，V带传动比i1=2—4，单级齿轮传动比i2=3—5（查表2.3） nd＝（i1×i2×i2）nw。电动机转速范围为630—3500r/min 3．电动机型号确定：由附录八查出符合条件的电动机型号,并根据轮廓尺寸、重量、成本、传动比等 因素的考虑，最后确定选定Y112M—4型号的电动机，额度功率为4KW，满载转速1440r/min 【计算总传动比和分配传动比】 1．由选定电动机的满载转速nm和输出轴转速nw，总传动比为i=nm/nw，得i=41.14 2．合理分配各级传动比：V带传动比i1=3，闭合齿轮传动比i2=3.5，开式齿轮传动比i3=3.92 3．运动和动力参数计算结果列于下表：
七、机械系统运动方案及结构分析实验 (-) 实验目的 1 ? 了解几种典型机械的传动方案、各种零部件在机械中的应用及各种机械的基本 结构； 2.通过对机械的传动方案及结构的分析，掌握机械运动方案和结构设计的基本要 求，培养机械系统运动方案设计能力、结构设计能力和创新意识。 (二)实验设备及工具 1 ?实验设备 ①斗式上料机②带式运输机③螺旋传动装置④冲压机床 ⑤步进输送机⑥分度及冲压装置⑦转位及输送装置 2?实验工具 扳手、卡尺、钢板尺。 (三)实验容与方法 1 ?每台设备的主要知识点 (1)斗式上料机 设备如图7-1所示，主要知识点有：V带传动；带传动的紧装置；套筒滚 子链传动；链传动的紧装置；蜗杆传动； 同步带传动；螺栓联接的各种形式；正反 转的实现装置；滚动轴承；滑动轴承；润 滑装置；钢丝绳锁紧装置；扭转弹簧等。 (2)带式运输机 设备如图7-2所示，主要知识点有：蜗杆传动；联轴器；轴系部件；螺栓联接的各种形式；各种支架；润滑装置等。 (3)螺旋传动装置 设备如图7-3所示， 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 图7-1 1 .链传动2.同步带传动3?蜗杆减速器 4. v带传动 5.电动机 6.上料斗
主要知识点有：V 带传动；V 带轮结构；带传动 紧装置；螺旋传动；轴承部件；螺栓联接的各 种形式；润滑装置等。 (4) 冲压机床 设备如图7-4所示，主要知识点有：V 带传动；带轮结构；带传动紧装置；曲柄滑块 机构；曲柄摇杆机构；棘轮机构；螺栓联接的 各种形式；防松装置；润滑装置；制动器； 簧等。 簧等。 (6)分度及冲压装置 设备如图7-6所示，主要知识点有：槽轮机构；凸轮机构；气动冲压装置；电气 控制系统；同步带传动；带传动紧装置；轴系部件结构；蜗杆传动；润滑装置；弹簧 等。 (5)步进输送机 设备如图7-5所示，主要知识点有：蜗 杆传 动；齿轮传动；联轴器；平面连杆机构；轴系 部件；滚道及输送机构；润滑装置；弹 弹 图7-4 1 .带传动2曲柄摇杆3.曲柄连杆 4.电动机5?冲头6.棘轮机构 图7?3 1.支架 2.电动机 3.带传动 4.螺旋传动
机械设计基础2 第七章、蜗杆传动 1、蜗杆传动的组成及功用？ 主要由蜗杆、蜗轮和机架组成。传递空间两交错轴之间的运动和动力。 2、据蜗杆形状的不同，可把蜗杆传动分为哪三种? 分为圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动和锥蜗杆传动 3、什么叫中间平面? 通过蜗杆轴线且垂直于蜗轮轴线的平面。 4、蜗杆传动的主要失效形式？ 胶合、磨损、疲劳点蚀 5、蜗杆的分度圆直径计算公式？蜗杆传动的传动比i与转速n1、n2和分度圆直径d1、d2有什么关系？ d1=mq；i12=Z2/Z1=n1／n2≠d2／d1 第八章、齿轮系 1、什么叫齿轮系？ 由若干对齿轮组成的齿轮传动系统。2、什么叫定轴齿轮系？什么叫行星齿轮系？ 定轴齿轮系：齿轮系运转过程中，支撑齿轮的轴的轴线相对于机架是固定不动的。 行星齿轮系：齿轮系运转过程中，至少有一个齿轮的轴线不固定，在其他构件的带动下绕固定轴线运动。 3、什么叫惰轮？ 只改变输出轮的转向，不改变传动比的大小的齿轮。 4、定轴齿轮系传动比计算公式及应用 i1k=n1/nk=（-1）m所有从动轮齿数连乘积/所有主动轮齿数连乘积；计算结果的“+”，表明首末轮转向相同，反之相反。 5、行星齿轮系的组成？按自由度分类分为哪几种？ 由中心轮所、行星齿轮、行星架和机架组成；F=1 简单行星齿轮系 F=2 差动齿轮系 第九章、螺纹连接 1、螺纹的旋向分为哪两种？通常螺纹的公称直径是指哪个直径？按作用来分，可把螺纹分为哪几种？按牙型来分？ 分为右旋螺纹和左旋螺纹；大径d；按作用分：连接螺纹、传动螺纹；按牙型分：三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹。 2、螺纹联接的基本类型有哪几种？各适用于什么场合？ 螺栓联接、螺柱联接、螺钉联接、紧定螺钉联接；螺柱用于经常拆卸的场合；螺钉用于不经常拆卸的场合。 3、螺纹预紧的目的是什么？防松的目的是什么？防松方法有哪几种？ 预紧的目的是增强联接的可靠性、紧密性和紧固；防松的目的是防止螺母与螺杆的相对转动；方法有摩擦防松、机械防松和变为不可拆联接三类。 4、什么叫螺距？什么叫导程？线数n、螺距P、导程S三者的关系如何？ 螺距P：相邻两螺纹牙型在中径线上对应两点间的轴向距离；导程S：同一条螺纹线上相邻两螺纹牙型在中径上对应两点之间的轴向距离；关系:S=nP。 5、已知：梯形螺纹Tr40×14（P7）-8e-L，当它与螺母组成螺旋附后，螺杆转过180°，螺母移动的距离是多少？ L=180°/360°Xs=1/2X14=7mm 第十章、轴与轴毂连接 1、轴的功用是什么？ 支撑轴上的传动零件；保证轴上零件定位准确、固定可靠；传递转矩和运动。 2、按轴的受载情况来分，分为哪几种？它们各承受什么载荷？ 转轴：同时传递转矩和承受弯矩的轴；心轴：只承受弯矩不传递转矩的轴；传动轴：只传递转矩而不承受弯矩或
机械传动系统方案设计 一、传动系统的功能 传动系统是连接原动机和执行系统的中间装置。其根本任务是将原动机的运动和动力按执行系统的需要进行转换并传递给执行系统。传动系统的具体功能通常包括以下几个方面： （1）减速或增速； （2）变速； （3）增大转矩； （4）改变运动形式； （5）分配运动和动力； （6）实现某些操纵和控制功能。 二、机械传动的分类和特点 1、机械传动的分类 1) 按传动的工作原理分类 2) 按传动比的可变性分类 机械传动 动 啮合传动 摩擦传动 有中间挠性件 齿轮传动 蜗杆传动 螺旋传动 齿轮系传动 定轴轮系传动 周转轮系传动 链传动 同步带传动 普通带传动 绳传动 摩擦轮传动
2、机械传动的特点 (1) 啮合传动的主要特点 优点：工作可靠、寿命长，传动比准确、传递功率大，效率高（蜗杆传动除外），速度范围广。 缺点：对加工制造安装的精度要求较高。 (2) 摩擦传动的主要特点 优点：工作平稳、噪声低、结构简单、造价低，具有过载保护能力。 缺点：外廓尺寸较大、传动比不准确、传动效率较低、元件寿命较短。 三、机械传动系统的组成及常用部件 1、传动系统的组成 减速或变速装置 起停换向装置 制动装置 安全保护装置 2、常用机械传动部件 1）减速器 减速器是用于减速传动的独立部件，它由刚性箱体、齿轮和蜗杆等传动副及若干附件组成，常用的减速器如图1所示。 2）有级变速装置 ① 交换齿轮变速装置 ② 离合器变速装置 机械传动 定传动比传动 齿轮传动 蜗杆传动 螺旋传动 链传动 带传动 有级变速传动 变传动比传动 无级变速传动 摩擦轮无级变速传动 带式无级变速传动 链式无级变速传动
《机械设计基础》作业答案 第一章平面机构的自由度和速度分析1－1 1－2 1－3 1－4 1－5
自由度为： 1 1 19 21 1 )0 1 9 2( 7 3 ' )' 2( 3 = -- = - - + ? - ? = - - + - =F P P P n F H L 或： 1 1 8 2 6 3 2 3 = - ? - ? = - - = H L P P n F 1－6 自由度为 1 1 )0 1 12 2( 9 3 ' )' 2( 3 = - - + ? - ? = - - + - =F P P P n F H L 或： 1 1 22 24 1 11 2 8 3 2 3 = -- = - ? - ? = - - = H L P P n F 1－10
自由度为： 1 128301)221142(103')'2(3=--=--?+?-?=--+-=F P P P n F H L 或： 1 22427211229323=--=?-?-?=--=H L P P n F 1－11 2 2424323=-?-?=--=H L P P n F 1－13：求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。 1334313141P P P P ?=?ωω
1 1314133431==P P ω 1－14：求出题1-14图正切机构的全部瞬心。设s rad /101=ω，求构件3的速度3v 。 s mm P P v v P /20002001013141133=?===ω 1－15：题1-15图所示为摩擦行星传动机构，设行星轮2与构件1、4保持纯滚动接触，试用瞬心法求轮1与轮2的角速度比21/ωω。 构件1、2的瞬心为P 12 P 24、P 14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心 1224212141P P P P ?=?ωω
机械系统运动方案设计 机械系统设计的一般考虑以下几个方面： 机械系统设计的一般原则 ● https://www.doczj.com/doc/1c10318504.html,/jingpin/jijie/kecengseji/sejifangan/sejifangan.htm - jgxx#jgxx ● 机械运动方案设计 ● ● ● ● ● ●机械的结构组成 机械的种类是五花八门十分繁多，常见的机械有动力机械、生产机械、起重运输机械、建筑机械、矿山机械、林业机械、农业机械等等。随着科学技术的发展，各类生产机械的速度和精度要求越来越高，同时要考虑环境保护、节省原材料、节约能源，而且大量的采用机、电或机、电、液的一体化以满足自动化生产的新要求。一批又一批的新机械不断涌现。 尽管各种机械的结构和用途多种多样千差万别，大体上均由四部分组成：动力机、传动系统、执行机构和操纵控制装置，如图1所示。此外，为保证机械正常工作还设有一些辅助装置，如润滑、冷却、安全保护，计数及照明装置等。
图 1 ●机械系统设计的一般原则 一台较复杂的机械在运转中常包括多个工艺动作，相互协调配合以完成预定的工艺目的。工艺目的及工艺动作确定之后，机械系统的设计主要包括动力机的类型、功率和额定转速的选择，运动变换机构的选择以及协调各工艺动作的机械运动循环图的拟定。这些工作在很大程度上决定了所设计机构的性能、造价，因而是设计工作中关键的一环。机械系统设计又是一项繁难的工作，它不但要求设计者有多方面的知识，还要有广博的见识和丰富的经验。由于机构种类的繁多、功用各异，因此机械系统的设计难以找出共同的模式，这里讨论的仅是设计过程中的一般性原则。 ◆ 采用简短的运动链 拟定机械的传动系统或执行机构时，尽可能采用简单、紧凑的运动链。因为运动链越简短，组成传动系统或执行机构所使用的机构和构件数目越少，这不仅降低制造费用、减小体积和重量，而且使机械的传动效率相对提高。由于减少传动环节，使传动中的积累误差也随之减小，结果将提高机械的传动精度和工作准确性。
第2章机械传动装置的总体设计 机械传动装置总体设计的任务是选择电动机、确定总传动比并合理分配各级传动比以及计算传动装置的运动和动力参数，为下一步各级传动零件设计、装配图设计作准备。 设计任务书一般由指导教师拟定，学生应对传动方案进行分析，对方案是否合理提出自己的见解。传动装置的设计对整台机器的性能、尺寸、重量和成本都有很大的影响，因此应当合理地拟定传动方案。 2.1 拟定传动方案 1.传动装置的组成 机器通常由原动机、传动装置和工作装置三部分组成。传动装置位于原动机和工作机之间，用来传递运动和动力，并可用以改变转速、转矩的大小或改变运动形式，以适应工作装置的功能要求。传动装置的传动方案一般用运动简图来表示。 2.合理的传动方案 当采用多级传动时，应合理地选择传动零件和它们之间的传动顺序，扬长避短，力求方案合理。常需要考虑以下几点： 1）带传动平稳性好，能缓冲吸振，但承载能力小，宜布置在高速级； 2）链传动平稳性差，且有冲击、振动，宜布置在低速级; 3）蜗杆传动放在高速级时蜗轮材料应选用锡青铜，否则可选用铝铁青铜; 4）开式齿轮传动的润滑条件差，磨损严重，应布置在低速级; 5）锥齿轮、斜齿轮宜放在高速级。 常见机械传动的主要性能见表2-1。 对初步选定的传动方案，在设计过程中还可能要不断地修改和完善。
表2-1常见机械传动的主要性能
环境适应性 不能接触酸、碱、油类、 爆炸性气体 好一般一般 2.2 减速器的类型、特点及应用 减速器是原动机和工作机之间的独立的封闭传动装置。由于减速器具有结构紧凑、传动效率高、传动准确可靠、使用维护方便等特点，故在各种机械设备中应用甚广。 减速器的种类很多，用以满足各种机械传动的不同要求。其主要类型、特点及应用如表2-2所示。为了便于生产和选用，常用减速器已标准化，由专门工厂成批生产。标准减速器的有关技术资料，可查阅减速器标准或《机械设计手册》。因受某些条件限制选不到合适型号的标准减速器时，则需自行设计和制造。设计时可参考标准减速器的主要参数及有关资料，结合具体要求来确定非标准减速器的主要参数和结构。 表2-2减速器的类型、特点及应用 名称运动简图推荐传动 比范围 特点及应用单级圆 柱齿轮减速器i≤8～10 轮齿可做成直齿、斜齿或人字齿。直齿用于速 度较低(v≤8m/s）或负荷较轻的传动；斜齿或人 字齿用于速度较高或负荷较重的传动。箱体通常 用铸铁做成，有时也采用焊接结构或铸钢件。轴 承通常采用滚动轴承，只在重型或特高速时，才 采用滑动轴承。其他形式的减速器也与此类同 两级圆柱齿展 开 式 i=8～60 两级展开式圆柱齿轮减速器的结构简单，但齿 轮相对轴承的位置不对称，因此轴应具有较大的 刚度。高速级齿轮应布置在远离转矩输入端，这 样，轴在转矩作用下产生的扭转变形，能减弱轴 在弯矩作用下产生的弯曲变形所引起的载荷沿齿 宽分布的不均匀。建议用于载荷比较平稳的场合。 高速级做成斜齿，低速级可做成直齿或斜齿
机械原理课程设计方案 方案1 糕点切片机传动方案设计 1.工作原理及工艺动作过程 糕点先成型（如长方形、圆柱体等）经切片后再烘干。糕点切片机要求实现两个执行动作：糕点的直线间歇移动和切刀的往复运动。通过两者的动作配合进行切片。改变直线间歇移动速度或每次间隔的输送距离，以满足糕点不同切片厚度的需要。 2．原始数据及设计要求 (1) 糕点厚度：10－20mm； (2) 糕点切片长度（即切片的高）范围：5－80mm； (3) 切刀切片时最大作用距离（即切片的宽度方向）：300mm； (4) 切刀工作节拍：40次/min； (5) 生产阻力很小：要求选用的机构简单、轻便、运动灵活可靠； (6) 电动机可选用0.55kW（或0.75kW）、1390r/min。 3.设计任务 (1) 根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图； (2) 进行间歇运动机构和切口机构的选型，实现上述动作要求； (3) 机械运动方案分析和选择； (4) 根据选定的原动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案； (5) 画出机械运动方案简图（机械运动示意图）； (6) 对机械传动系统和执行机构进行尺度设计; (7) 分析比较同组方案，确定本组最佳方案，画出机构运动简图。 方案2 自动打印机传动方案设计
1. 工作原理及工艺动作过程 对于包装好的纸盒上，为了商品某种需要而打印一种记号。它的动作主要有三个：送料到达打印工位；然后打印记号；最后将产品输出。 2.原始数据及设计要求 (1) 纸盒尺寸：长100－150mm、宽70－100mm、高30－50mm； (2) 产品重量：约5－10N； (3) 自动打印机的生产率：80次/min； (4) 要求机构的结构简单紧凑、运动灵活可靠、易于加工制造。3.设计任务 (1) 按工序动作要求拟定运动循环图； (2) 进行送料夹紧机构、打印机构和输出机构的机构选型； (3) 机械运动方案的分析和选择； (4) 按选定的电动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案； (5) 画出机械运动方案简图； (6) 对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算; (7) 分析比较同组方案，确定本组最佳方案，画出机构运动简图。 方案3 螺钉头冷镦机传动方案设计 1.工作原理及工艺动作过程 采用冷镦的方法将螺钉头镦出，可以大大减少加工时间和节省材料。冷镦螺钉头主要完成一下动作： (1) 自动间歇送料； (2) 截料并运料； (3) 预镦和终镦； (4) 顶料。
《机械设计基础》试题七答案 一、填空（每空1分，共20分） 1、渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，正确啮合条件是模数相等，压力角相等。 2、凸轮机构的种类繁多，按凸轮形状分类可分为：盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮。 3、 V带传动的张紧可采用的方式主要有：调整中心距和张紧轮装置。 4、齿轮的加工方法很多，按其加工原理的不同，可分为范成法和仿形法。 5、平面四杆机构中，若各杆长度分别为a=30，b=50，c=80，d=90，当以a为机架，则该四杆机构为双曲柄机构。 6、凸轮机构从动杆的运动规律，是由凸轮轮廓曲线所决定的。 7、被联接件受横向外力时，如采用普通螺纹联接，则螺栓可能失效的形式为__拉断。 二、单项选择题（每个选项0.5分，共20分） （）1、一对齿轮啮合时 , 两齿轮的 c 始终相切。 (A)分度圆 (B) 基圆 (C) 节圆 (D) 齿根圆 （）2、一般来说， a 更能承受冲击，但不太适合于较高的转速下工作。 (A) 滚子轴承 (B) 球轴承 (C) 向心轴承 (D) 推力轴承 （）3、四杆机构处于死点时，其传动角γ为A 。 （A）0°（B）90°（C）γ>90°（D）0°<γ<90° （）4、一个齿轮上的圆有 b 。 （A）齿顶圆和齿根圆（B）齿顶圆，分度圆，基圆和齿根圆 （C）齿顶圆，分度圆，基圆，节圆，齿根圆（D）分度圆，基圆和齿根
（）5、如图所示低碳钢的σ－ε曲线，，根据变形发生的特点，在塑性变形阶段的强化阶段(材料恢复抵抗能力)为图上 C 段。 （A）oab （B）bc （C）cd （D）de （）6、力是具有大小和方向的物理量，所以力是 d 。 （A）刚体（B）数量（C）变形体（D）矢量 （）7、当两轴距离较远，且要求传动比准确，宜采用。 (A) 带传动 (B)一对齿轮传动 (C) 轮系传动（D）螺纹传动 （）8、在齿轮运转时，若至少有一个齿轮的几何轴线绕另一齿轮固定几何轴线转动，则轮系称为 a 。 (A) 行星齿轮系 (B) 定轴齿轮系 (C)定轴线轮系（D）太阳齿轮系 （）9、螺纹的a 被称为公称直径。 (A) 大径 (B)小径 (C) 中径（D）半径 （）10、一对能满足齿廓啮合基本定律的齿廓曲线称为 D 。 (A) 齿轮线 (B) 齿廓线 (C)渐开线（D）共轭齿廓 （ B ）11、在摩擦带传动中是带传动不能保证准确传动比的原因，并且是不可避免的。 (A) 带的打滑 (B) 带的弹性滑动 (C) 带的老化（D）带的磨损 （ D）12、金属抵抗变形的能力，称为。 (A) 硬度 (B)塑性 (C)强度（D）刚度 （ B）13、凸轮轮廓与从动件之间的可动连接是 B。 （A）转动副(B) 高副 (C) 移动副（D）可能是高副也可能是低副 （ B）14、最常用的传动螺纹类型是 c 。 （A）普通螺纹(B) 矩形螺纹(C) 梯形螺纹（D）锯齿形螺纹 （）15、与作用点无关的矢量是 c 。 （A）作用力(B) 力矩 (C) 力偶（D）力偶矩 （）16、有两杆，一为圆截面，一为正方形截面，若两杆材料，横截面积及所受载荷相同，长度不同，则两杆的 c 不同。 （A）轴向正应力σ(B) 轴向线应变ε(C) 轴向伸长△l（D）横向线应变
机械制造设计实例及设计流程分析 --------------------------机械传动系统设计实例设计题目：V带——单级斜齿圆柱齿轮传动设计。 某带式输送机的驱动卷筒采用如图14-5所示的传动方案。已知输送物料为原煤，输送机室内工作，单向输送、运转平稳。两班制工作，每年工作300天，使用期限8年，大修期3年。环境有灰尘，电源为三相交流，电压380V。驱动卷筒直径350mm，卷筒效率0.96。输送带拉力5kN，速度2.5m/s，速度允差±5%。传动尺寸无严格限制，中小批量生产。 该带式输送机传动系统的设计计算如下： 一、电动机选择 1．电动机类型选择 按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压380V，Y型。 2．电动机容量选择 工作机所需工作功率P工作=FV=5×2.5 =12.5 kW， 所需电动机输出功率为P d=P工作/η总 电动机至输送带的传动总效率为：η总=ηV带×η2轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒 查表16—3取带传动和齿轮传动的传动效率分别为0.96和0.97，取联轴器效率0.99，参 照式（16—3）取轴承效率0.99，可求得η总=0.96×0.992×0.97×0.99×0.96=0.867， 故所需电动机输出功率P d=P工作/η总=12.5/0.867=14.41 kW。 3．确定电动机转速 卷筒轴工作转速为n w=60×1000V/(πD) =60×1000×2.5/(π×350) ≈136.4 r/min， 按表[16-1]推荐的传动比合理范围，i V=2～4，i齿轮=3～7，故i总=6～28，
例9-1试设计某带式输送机传动系统的V 带传动，已知三相异步电动机的额定功率P ed =15 KW, 转速n Ⅰ=970 r/min ，传动比i =2.1，两班制工作。 [解] （1） 选择普通V 带型号 由表9-5查得K A =1.2 ，由式 (9-10) 得P c =K A P ed =1.2×15=18 KW ，由图9-7 选用B 型V 带。 （2）确定带轮基准直径d 1和d 2 由表9-2取d 1=200mm, 由式 (9-6)得 ()6.41102.012001.2)1(/)1(12112=-??=-=-=εεid n d n d mm ， 由表9-2取d 2=425mm 。 （3）验算带速 由式 (9-12)得 11π970200π 10.16100060100060 n d v ??= ==?? m/s ， 介于5～25 m/s 范围内，合适。 （4）确定带长和中心距a 由式(9-13)得 )(2)(7.021021d d a d d +≤≤+， )425200(2)425200(7.00+≤≤+a ， 所以有12505.4370≤≤a 。初定中心距a 0=800 mm ， 由式(9-14)得带长
11-1 机械运动系统方案设计的内容 11.2 机械运动系统功能结构的建立 11.3 确定机械运动系统的工作原理 11.4 机械运动系统工艺动作过程的构思与分解 11.5 机构选型及其系统组成 11.6 机械执行系统间运动的协调设计和运动循环图 11.7 机械运动系统方案的构思与拟定 11.8 机械运动系统方案的评价
机械运动系统方案设计的内容
机械系统运动方案的设计，是指机械运动系统的方案设计。方案设计阶段 是决定产品性能、成本及竞争能力的关键环节。对设计师而言，则是最具吸 引力，同时也最具挑战性的工作。
11.1.1 机械运动系统的概念
从运动学角度考察，机械系统的 基本功能是机械运动的生成、传 递与变换。在机械系统中，动力 系统（即原动机）生成原始的机械运动，然后经传动系统（传动机构）的 传递，最后由执行系统（执行机构）变换成为期望的运动形式之后输出。 运动的传递与运动形式的变换是机构的基本特性。从而，—般将传动系统 与执行系统统称为“机械运动系统”，亦称为“机构系统”。
机械运动系统方案设计的内容
11.1.2 机械运动系统方案设计的流程
机械运动系统的方案设计，是指在设计任务明确之后，通过建立功能结构、 确定工作原理、工艺动作过程的构思与分解、机构的选型与组合以及方案评价 等步骤，形成机械系统运动方案的过程。其基本程序如下。
由设计任务出发，将总功能分解，建立机械运动系统的功能结构 根据相应的功能来选择工作原理，不同的工作原理将形成不同的运动方案 从工作原理出发，进行工艺动作过程的构思与分解，形成原理解 选择合适的机构及机构组合来实现所要求的工艺动作，形成各种备选方案 通过方案评价来选择最佳方案。
一、选择题 1 工作时承受弯矩并传递转矩的轴，称为。 （1）心轴（2）转轴（3）传动轴 2工作时只承受弯矩不传递转矩的轴，称为。 （1）心轴（2）转轴（3）传动轴 3工作时以传递转矩为主，不承受弯矩或弯矩很小的轴，称为。 （1）心轴（2）转轴（3）传动轴 4 自行车的前轴是。 （1）心轴（2）转轴（3）传动轴 5 轴环的作用是。 （1）作为轴加工时的定位面（2）提高轴的强度（3）使轴上零件获得轴向定位 6 下列几种轴向定位结构中，定位所能承受的轴向力较大。 （1）圆螺母（2）紧定螺钉（3）弹性挡圈 7 在轴的初步计算中，轴的直径是按进行初步确定的。 （1）抗弯强度（2）抗扭强度（3）轴段的长度（4）轴段上零件的孔径 8 转轴上载荷和支点位置都已确定后，轴的直径可以根据来进行计算或校核。 （1）抗弯强度（2）扭转强度（3）弯扭合成强度 9 图示为起重铰车从动大齿轮1和卷筒2与轴3相联接的三种形式。图a为齿轮与卷筒分别用键固定在轴上，轴的两端支架在机座轴承中；图b为齿轮与卷筒用螺栓联接成一体，空套在轴上，轴固定不动；图c 为齿轮与卷筒用螺栓联接成一体，用键固定在轴上，轴的两端支架在机座轴承中。以上三种形式中的轴，依次为。 （1）固定心轴、转动心轴、转轴（2）固定心轴、转轴、转动心轴 （3）转动心轴、转轴、固定心轴（4）转动心轴、固定心轴、转轴 （5）转轴、固定心轴、转动心轴（6）转轴、转动心轴、固定心轴
二、分析计算题 1 已知图示轴传递的功率kW P 5.5 ，轴的转速min /500r ，单向回转，试按扭转强度条件估算轴的最小直径，并估计轴承处及齿轮处的直径。 2 图示为需要安装在轴上的带轮、齿轮及滚动轴承，为保证这些零件在轴上能得到正确的周向固定及轴向固定，请在图上作出轴的结构设计。
A 卷 一、简答与名词解释(每题5分，共70分) 1. 简述机构与机器的异同及其相互关系 答. 共同点：①人为的实物组合体；②各组成部分之间具有确定的相对运动；不同点：机器的主要功能是做有用功、变换能量或传递能量、物料、信息等；机构的主要功能是传递运动和力、或变换运动形式。相互关系：机器一般由一个或若干个机构组合而成。 2. 简述“机械运动”的基本含义 答. 所谓“机械运动”是指宏观的、有确定规律的刚体运动。 3. 机构中的运动副具有哪些必要条件？ 答. 三个条件：①两个构件；②直接接触；③相对运动。 4. 机构自由度的定义是什么？一个平面自由构件的自由度为多少？ 答. 使机构具有确定运动所需输入的独立运动参数的数目称机构自由度。平面自由构件的自由度为3。 5. 机构具有确定运动的条件是什么？当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况？ 答. 机构具有确定运动条件：自由度＝原动件数目。原动件数目<自由度，构件运动不确定；原动件数目>自由度，机构无法运动甚至构件破坏。 6. 铰链四杆机构有哪几种基本型式？ 答. 三种基本型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。 7. 何谓连杆机构的压力角、传动角？它们的大小对连杆机构的工作有何影响？以曲柄为原动件的偏置曲柄滑块机构的最小传动角min γ发生在什么位置？ 答. 压力角α：机构输出构件（从动件）上作用力方向与力作用点速度方向所夹之锐角；传动角γ：压力角的余角。α＋γ≡900。压力角（传动角）越小（越大），机构传力性能越好。偏置曲柄滑块机构的最小传动角γmin 发生在曲柄与滑块移动导路垂直的位置 8. 什么是凸轮实际轮廓的变尖现象和从动件（推杆）运动的失真现象？它对凸轮机构的工作有何影响？如何加以避免？ 答. 对于盘形凸轮，当外凸部分的理论轮廓曲率半径ρ与滚子半径r T 相等时：ρ=r T ，凸轮实际轮廓变尖（实际轮廓曲率半径ρ’=0）。在机构运动过程中，该处轮廓易磨损变形，导致从动件运动规律失真。增大凸轮轮廓半径或限制滚子半径均有利于避免实际轮廓变尖现象的发生。 9. 渐开线齿廓啮合有哪些主要特点？ 答. ①传动比恒定；②实际中心距略有改变时，传动比仍保持不变（中心距可分性）；③啮合过程中，相啮合齿廓间正压力方向始终不变（有利于传动平稳性）。 10. 试说明齿轮的分度圆与节圆、压力角与啮合角之间的区别，什么情况下会相等（重合）？ 答. 分度圆：模数和压力角均取标准值得圆定义为齿轮分度圆；每个齿轮均有一个分度圆；节圆：一对齿轮啮合时、两个相切并相对作纯滚动的圆定义为节圆。只有当一对齿轮啮合时节圆才存在。 压力角：指分度圆上的标准压力角（常取200 ）；啮合角：一对齿轮啮合时，节圆上
机械传动系统设计实例 设计题目：V带——单级斜齿圆柱齿轮传动设计。 某带式输送机的驱动卷筒采用如图14-5所示的传动方案。已知输送物料为原煤，输送机室内工作，单向输送、运转平稳。两班制工作，每年工作300天，使用期限8年，大修期3年。环境有灰尘，电源为三相交流，电压380V。驱动卷筒直径350mm，卷筒效率0.96。输送带拉力5kN，速度2.5m/s，速度允差±5%。传动尺寸无严格限制，中小批量生产。 该带式输送机传动系统的设计计算如下：
例9-1试设计某带式输送机传动系统的V 带传动，已知三相异步电动机的额定功率P ed =15 KW, 转速n Ⅰ=970 r/min ，传动比i =2.1，两班制工作。 [解] （1） 选择普通V 带型号 由表9-5查得K A =1.2 ，由式 (9-10) 得P c =K A P ed =1.2×15=18 KW ，由图9-7 选用B 型V 带。 （2）确定带轮基准直径d 1和d 2 由表9-2取d 1=200mm, 由式 (9-6)得 ()6.41102.012001.2)1(/)1(12112=-??=-=-=εεid n d n d mm ， 由表9-2取d 2=425mm 。 （3）验算带速 由式 (9-12)得 11π970200π 10.16100060100060 n d v ??= ==?? m/s ， 介于5～25 m/s 范围内，合适。 （4）确定带长和中心距a 由式(9-13)得
)(2)(7.021021d d a d d +≤≤+， )425200(2)425200(7.00+≤≤+a ， 所以有12505.4370≤≤a 。初定中心距a 0=800 mm ， 由式(9-14)得带长 2 122 1004)()(2 2a d d d d a L -+++=π， 2 (425200)2800(200425)2597.62 4800 π -=?+ ++ =?mm 。 由表9-2选用L d =2500 mm ，由式(9-15)得实际中心距 2.7512/)6.25972500(8002/)(00=-+=-+=L L a a d mm 。 （5）验算小带轮上的包角1α 由式(9-16)得 012013.57180?--=a d d α 000042520018057.3162.84120,751.2 -=-?=> 合适。 （6）确定带的根数z 由式(9-17)得 00l α ()c P z P P K K = +?， 由表9-4查得P 0 = 3.77kW,由表9-6查得ΔP 0 =0.3kW;由表9-7查得K a =0.96; 由表9-2查得K L =1.03， 47.403 .196.0)3.077.3(18 =??+= z ， 取5根。 （7）计算轴上的压力F 0 由表9-1查得q =0.17kg/m,故由式(9-18)得初拉力F 0 2c 0α 500 2.5 (1)P F qv zv K = -+
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一. 设计任务 题目:设计一个用于带式运输机上的二级圆柱斜齿轮减速器. 给定数据及要求：已知带式运输机驱动卷筒的圆周力（牵引力）F=2500N，带速 v=1.5m/s，卷筒直径D=450mm，三相交流电源，有粉尘，工作寿命15年（设每 年工作300天）两班制，单向运转，载荷平稳，常温连续工作，齿轮精度为7 级。 二．机械传动装置总体设计方案: 一、拟定传动方案 1.减速器类型选择：选用展开式两级圆柱齿轮减速器。 2.特点及应用：结构简单，但齿轮相对于轴承的位置不对称，因此要求轴有较大的刚度。高速级齿轮布置在远离转矩输入端，这样，轴在转矩作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的弯曲变形可部分地互相抵消，以减缓沿齿宽载荷分布不均匀的现象。 3.具体传动方案如下： 图示：传动方案为：电动机-皮带轮-高速齿轮-低速齿轮-联轴器-工作机。 辅助件有:观察孔盖,油标和油尺,放油螺塞,通气孔,吊环螺钉,吊耳和吊钩, 定位销,启盖螺钉,轴承套,密封圈等。 二、选择电动机 1.选择电动机的类型 按已知的工作要求和条件，选用Y型（IP44）全封闭笼型三相异步电动机。
2.选择电动机的容量 工作机要求的电动机输出功率为： 其中 且，， 则 由电动机至传送带的传动总功率为： 式中，是带传动的效率，是轴承传动的效率，是齿轮传动的效率，是联轴器传动的效率，是卷筒传递的效率。其大小分别为 则 即 由《机械设计课程设计》附录九选取电动机额定功率p=5.5kw。 3.确定电动机的转速 卷筒轴工作转速为： 由《机械设计课程设计》表3-1推荐的常用传动比范围，初选V带的传动比，单级齿轮传动比，两级齿轮传动比，故电动机转速的可选范围为： 由《机械设计课程设计》附录九可知，符合这一范围的同步转速有：1500r/min、3000r/min。 综合考虑，为使传动装置机构紧凑，选用同步转速1500r/min的电机，型号为Y132S1-4。所选电动机（Y132S1-4）的主要性能和外观尺寸见表如下： 电动机（型号Y132S1-4）的主要外形尺寸和安装尺寸
机械设计基础试题2 答案 一、填空题（每题2分，共20分） 1. 花键联接按其齿形不同，可分为矩形、渐开线联接。 2. 当带传动的传动时，打滑首先发生在带轮的小轮上。若正常工作时， 在大轮上带的速度大于带轮的速度。 3. 蜗杆传动的失效经常发生在（涡轮）上。 4. 对于具有两个整转副的铰链四杆机构，若取机构的最短杆为机架，则 可获得双曲柄机构。 5. 在滚子从动件盘形凸轮机构中，若实际廓线变尖且压力角超过许用值，应 采取的措施是增大及圆半径。 6. 两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。 7. 在凸轮机构中，常见的从动件运动规律为匀速运动时，将出现刚性冲 击。 8. V带传动的主要失效形式是打滑和疲劳断裂。 9. 工作时只受弯矩不承受扭矩的轴称为心轴。 10.弹性套柱销联轴器能补偿两轴的相对位移以及可以缓和冲击、吸收 振动。 二、判断题（每小题1分，共10分）（正确的划“√”，错误的划“×”）1．在凸轮机构中，基圆半径取得较大时，其压力角也较大。（×） 2. 在平键联接中，平键的两侧面是工作面。（√） 3. 带传动在工作时，产生弹性滑动是由于传动过载。（×） 4. 向心推力轴承既能承受径向载荷，又能承受轴向载荷。（√） 5. 圆盘摩擦离合器靠在主、从动摩擦盘的接触表面间产生的摩擦力矩来传递 转矩。（√） 6. 选用滑动轴承的润滑油时，转速越高，选用油的粘度越高。（×） 7. 蜗杆传动，蜗杆头数越少，传动效率越低。 8. 链节距越大，链速也越不均匀。（√） 9. 曲柄的极位夹角θ越大，机构的急回特性系数Ｋ也越大，机构的急回特性 也越显著。（√） 10. 槽轮机构的主动件是槽轮。（×） 三、选择题（每题2分，共20分） 1.．圆锥齿轮机构中，模数是标准值
《机械设计基础》试题七答案 一、填空(每空1分，共20分) 1、渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，正确啮合条件是模数相等，压力角相等。 2、凸轮机构的种类繁多，按凸轮形状分类可分为：盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮__________ 3、V带传动的张紧可采用的方式主要有：调整中心距和张紧轮装置。 4、齿轮的加工方法很多，按其加工原理的不同，可分为范成法和仿形法。 5、平面四杆机构中，若各杆长度分别为a=30, b=50, c=80，d=90,当以a为机架，则该四杆机构为双曲柄机构。 6、凸轮机构从动杆的运动规律，是由凸轮轮廓曲线所决定的。 7、被联接件受横向外力时，如采用普通螺纹联接，则螺栓可能失效的形式为—拉断。 二单项选择题(每个选项0.5分，共20分) ( )1、一对齿轮啮合时，两齿轮的 c _________ 始终相切。 (A) 分度圆(B) 基圆(C) 节圆(D) 齿根圆 ()2、一般来说，__a ______________ 更能承受冲击，但不太适合于较高的转速下工作。 (A) 滚子轴承(B) 球轴承(C) 向心轴承(D) 推力轴承 ( )3、四杆机构处于死点时，其传动角丫为A _____________ 。 (A) 0°(B) 90 °(C)Y >90°( D) 0° （）5、如图所示低碳钢的曲线，，根据变形发生的特点，在塑性变形阶段的强化 阶段（材料恢复抵抗能力）为图上__C __________ 段。 (A) oab (B) bc (C) cd (D) de （）6、力是具有大小和方向的物理量，所以力是_d ____ 。 （A）刚体（B）数量（C）变形体（D）矢量 （）7、当两轴距离较远，且要求传动比准确，宜采用 （A）带传动（B）—对齿轮传动（C）轮系传动（D）螺纹传动 （）8、在齿轮运转时，若至少有一个齿轮的几何轴线绕另一齿轮固定几何轴线转动, 轮系称为 a ________________ 。 （A）行星齿轮系（B）定轴齿轮系（C）定轴线轮系（D）太阳齿轮系 （）9、螺纹的a ______________ 被称为公称直径。 （A）大径（B）小径（C）中径（D）半径 （）10、一对能满足齿廓啮合基本定律的齿廓曲线称为__D_____________ 。 （A）齿轮线（B）齿廓线（C）渐开线（D）共轭齿廓 （B ）11、在摩擦带传动中 ________ 是带传动不能保证准确传动比的原因，并且是不可避 免的。 （A）带的打滑（B）带的弹性滑动（C）带的老化（D）带的磨损 （D ）12、金属抵抗变形的能力，称为____ 。 （A）硬度（B）塑性（C）强度（D）刚度 （B ）13、凸轮轮廓与从动件之间的可动连接是 B 。 （A）转动副（B）高副（C）移动副（D）可能是高副也可能是低副 （B ）14、最常用的传动螺纹类型是_c _____ 。 （A）普通螺纹（B）矩形螺纹（C）梯形螺纹（D）锯齿形螺纹 （）15、与作用点无关的矢量是_c ______ 。 （A）作用力（B）力矩（C）力偶（D）力偶矩 （）16、有两杆，一为圆截面，一为正方形截面，若两杆材料，横截面积及所受载荷相同, 长度不同，则两杆的_c—不同。 （A）轴向正应力b （B）轴向线应变& （C）轴向伸长厶I （D）横向线应变
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