机械设计课程思考题和习题（适用教材：李建功主编《机械设计》（第四版））
机械设计课程组
第一章机械设计总论
思考题
1－1 一部现代化的机器主要有哪几部分组成？
1－2 开发一部新机器通常需要经过哪几个阶段？每个阶段的主要工作是什么？
1－3 作为一个设计者应具备哪些素质？
1－4 机械设计课程的性质、任务和内容是什么？
1－5 机械设计课程有哪些特点？学习中应注意哪些问题？
1－6 什么是失效？什么是机械零件的计算准则？常用的计算准则有哪些？
1－7 什么是校核计算？什么是设计计算？
1－8 什么是名义载荷？什么是计算载荷？为什么要引入载荷系数？
1－9 静应力由静载荷产生，那么变应力是否一定由变载荷产生？
1－10 什么是强度准则？对于零件的整体强度，分别用应力和安全系数表示的强度条件各是什么？
1－11 在计算许用应力时，如何选取极限应力？
1－12 什么是表面接触强度和挤压强度？这两种强度不足时，分别会发生怎样的失效？
1－13 刚度准则、摩擦学准则以及振动稳定性准则应满足的条件各是什么？这些准则得不到满足时，可能的失效形式是什么？
1－14 用合金钢代替碳钢可以提高零件的强度，是否也可以提高零件的刚度？
1－15 什么是机械零件的“三化”？“三化”有什么实际意义？
1－16 机械零件的常用材料有哪些？设计机械零件时需遵循哪些原则？
第二章机械零件的疲劳强度设计
思考题
2－1 什么是疲劳破坏？疲劳断口有哪些特征？
2－2 变应力有哪几种不同的类型？
2－2 什么是疲劳极限？什么是疲劳寿命？
2－4 什么是疲劳曲线？什么是极限应力图？用它们可以分别解决疲劳强度计算中的什么问题？
2－5 什么是有限寿命设计？什么是无限寿命设计？如何确定两者的极限应力？
2－6 塑性材料和脆性材料的σm－σa极限应力图应如何简化？
2－7 影响机械零件疲劳强度的三个主要因素是什么？它们是否对应力幅和平均应力均有影响？
2－8 如何根据几个特殊点绘出机械零件的σm－σa极限应力图？
2－9 机械零件受恒幅循环应力时，可能的应力增长规律有哪几种？如何确定每种规律下的极限应力点？如何计算安全系数？
2－10 什么是Miner 法则？用它可以解决疲劳强度计算中的什么问题？
2－11 如何计算机械零件受规律性变幅循环应力时的安全系数？
习 题
2－1 已知：45钢的σ－1＝270MPa ，寿命指数m=9，循环基数N 0＝107。求：1）循环次数分别为8000和620000次时的有限寿命疲劳极限σ－1N ；2）应力幅为330MPa 的对称循环应力作用下的疲劳寿命。
2－2 一板状零件所受工作拉力F 在25～85kN 之间周期性变化，危险截面的面积A =320mm 2，疲劳缺口系数K σ＝1.45，尺寸系数εσ＝0.75，表面状态系数β＝0.9。零件材料为20CrMnTi ，其力学性能为：σs ＝835MPa ，σ－1＝345MPa ，σ0＝615MPa 。试绘出该零件的简化σm －σa 极限应力图，并用图解法和解析法求γ＝C 时的安全系数S σ。
2－3 一零件的材料为合金钢，其危险截面上的最大工作应力σmax ＝250MPa ，最小工作应力σmin ＝－50MPa ，疲劳缺口系数K σ＝1.32，尺寸系数εσ＝0.85，表面状态系数β＝0.9。该材料的力学性能为：σb ＝900MPa ，σs ＝800MPa ，σ－1＝440MPa ，σ0＝720MPa 。要求：1）按比例绘制零件的简化σm －σa 极限应力图；2）按σm ＝C 求该零件的极限应力幅σa ′、极限平均应力σm ′和极限应力σγ′；3）按σm ＝C 求该零件危险截面的安全系数S σ。
2－4 某机械零件在一个工作周期T 内的应力（皆为对称循环）变化如图2-27所示。已知：零件材料的σ－1＝350MPa ，N 0=107，m=9，综合影响系数K σD ＝1.85。试计算该零件的安全系数S σ。
2－5 已知某材料的力学性能为：1-σ＝350MPa ，m ＝9，0N ＝5×610，对此材料进行对称循环疲劳试验，依次加载应力为：（1）1σ＝550MPa ，循环次数n 1＝5×4
10；（2）2σ＝450 MPa ，求：发生疲劳破坏时，2σ的循环次数n 2＝？
注：疲劳曲线方程：01N C N m m -==σσ 解：（1）由疲劳曲线方程 01N C N m m -==σσ
得
01N N m
??? ??=-σσ 4690111106.8105550350?=????? ??=???
? ??=-N N m σσ 5690212102.5105450350?=????? ??=???
? ??=-N N m σσ （2）根据Miner 法则 12
211=+N n N n 1102.5106.81055
244
=?+??n 解得： 521018.2?=n
2－6 某机械零件材料为碳素钢，已知：该碳素钢的力学性能为b σ=700 MPa ，s σ=600MPa ，
1-σ=320MPa ，0σ=560MPa 。该零件危险截面上的最大应力m ax σ=220MPa ，最小应力m in σ=- 60MPa ，综合影响系数σD K =1.32。试：
（1）在图中按比例绘制该零件的简化极限应力图(计算并标出特殊点的坐标)。
（2）在图中标出应力增长规律为C =m σ 时，该零件的极限应力点M 。
解：（1） A 1
B 1点纵坐标： MPa 1.21232.1256020
=?=
D K σσ B 1点横坐标： MPa 2802
56020
==σ 折线A 1DG 为该零件的简化极限应力图
（2） 工作应力点的坐标：
MPa 802)60(2202min
max =-+=
+=σσσm MPa 1402)60(2202
min
max =--=-=σσσa 过N 点且垂直于横轴的直线与极限应力线A 1D 的交点M 即为该零件的极限应力点。9-4
第三章 摩擦、磨损及润滑基础
思 考 题
3－1 按照摩擦面的润滑状态不同，滑动摩擦分为哪几种？
3－2 什么是边界膜？边界膜的形成机理是什么？如何提高边界膜的强度？
3－2 零件的磨损过程大致分为哪几个阶段？每个阶段的特征是什么？
3－4 根据磨损机理的不同，磨损通常分为哪几种类型？它们各有什么主要特点？
3－5 粘度的表示方法通常分为哪几种？各种粘度的单位和换算关系是什么？
3－6 润滑油的主要性能指标有哪些？润滑脂的主要性能指标有哪些？
3－7 在润滑油和润滑脂中加入添加剂的作用是什么？
3－8 流体动力润滑和流体静力润滑的油膜形成原理有何不同？流体静力润滑的主要优缺点是什么？ 3－9 流体动力润滑和弹性流体动力润滑两者间有何本质区别？所研究的对象有何不同？
3－10 试说明液体动力润滑油膜形成的必要条件。
3－11 试说明雷诺方程有哪几个方面的应用。
（MP a ） （a
第四章 螺纹联接及螺旋传动
思 考 题
4－1 螺纹的主要参数有哪些？何处直径为其公称直径？
4－2 常用螺纹牙型有哪几种？哪些主要用于联接？哪些主要用于传动？
4－3 螺纹联接有哪几种基本类型？它们各自有何特点？各自适用于什么场合？
4－4 何谓螺纹联接的预紧？预紧的目的是什么？怎样控制预紧力？
4－5 螺纹联接防松的实质是什么？常用防松方法有哪些？
4－6 受剪螺栓联接的可能失效形式有哪些？设计中需计算何种强度？
4－7 单个受拉螺栓联接有哪几种不同的受力情况？每种受力情况下的强度计算有何相同之处？又有何差异？
4－8 对于承受预紧力和轴向工作拉力的螺栓联接，设计时应如何确定所需的剩余预紧力F ''和预紧力F '？如何计算螺栓的总拉力0F ？
4－9 国家标准中对螺栓、螺钉和螺柱的性能等级是如何规定的？
4－10 螺栓组联接受力分析和计算的目的是什么？螺栓组联接有哪几种典型的基本受载形式？每种受载形式下，应如何进行受力分析与计算？
4－11 提高螺纹联接强度的措施有哪些？
4－12 按用途不同，螺旋传动分为哪几种？滑动螺旋传动的螺杆和螺母分别常用什么材料？
4－13 设计滑动螺旋传动时，通常需要计算哪些内容？如何确定螺纹的公称直径和螺距？
习 题
4－1 铣刀盘的夹紧装置如图4－35所示。拧紧轴上的螺母后，铣刀1被夹紧在两个夹紧盘2之间，并随主轴转动。已知：最大切削力F =4kN ，夹紧盘与铣刀之间的摩擦因数μs ＝0.1，轴的材料为45钢，其σs ＝360MPa 。试设计轴端螺纹的直径（装配时不控制预紧力）。
4－2 某螺栓联接中，螺栓的刚度c b ＝100N ／mm ，被联接件的刚度c m ＝400N ／mm ，预紧力F ′和
轴向工作拉力F 均为500N 。1
）试问工作中被联接件接合面是否会开缝？2）如果F 在100N ～500N 之间变化，试按比例绘出联接的载荷－变形图，并标出各力以及螺栓总拉力的变化范围。
4－3 一钢制压力容器的螺栓组联接，如图4－6所示。内径D ＝500mm ，蒸汽压力p =1.2MPa ，螺栓分布圆直径D 0＝640mm ，为保证气密性要求，螺栓间距不得大于150mm ，安装时控制预紧力，试设计此
联接。
4－4 图4－36所示为边板1用3个M16×70（其螺纹部分的长度为28mm ）的铰制孔用螺栓与机架2相联接。已知边板厚度为20mm ，机架的联接厚度为30mm ，所受载荷F R ＝900N ，L =300mm ，a =100mm ，边板和机架的的材料均为Q235，螺栓的性能等级为4.6级。要求：1）按1：1的比例画出一个螺栓联接的结构图；2）分析螺栓组中各螺栓的受力，找出受力最大的螺栓并校核其强度。
4－5 图4－37所示为齿轮与卷筒之间的螺栓组联接，8个性能等级为6.6级的螺栓，均布于直径D 0=500mm 的圆周上。若卷筒上钢丝绳的拉力F =50kN ，卷筒直径D =400mm ，齿轮与卷筒之间的摩擦因数
μs ＝0.12
，装配时不控制预紧力。试确定螺栓的直径，并列出螺栓的标准代号。 4
－6 图4－38所示为用两个M10的螺钉固定的牵曳环，螺钉的性能等级为4.6级，装配时控制预紧力，结合面的摩擦因数μs ＝0.3，取可靠性系数K =1.2。求所允许的牵曳力F R 。
4－7 如图4－39所示的方形盖板用4个性能等级为6.6级的M16螺钉与箱体联接。工作中盖板上的吊环承受通过盖板中心O 点的工作载荷F Q ＝20kN ，取剩余预紧力F ″＝0.6F （F 为单个螺栓的工作拉力），装配时不控制预紧力。要求：1）校核螺钉的强度；2）由于制造误差使吊环偏移，导致F Q 由O 点移至对角线上的O ′点，OO ′＝52mm 。求此时受力最大的螺钉所受的工作拉力，并校核其强度。
4－8 图4－40所示为一平板零件2用螺栓组联接固定在机架1上。工作中所受载荷F Σ＝1000N ，取
可靠性系数K ＝1.2，接合面摩擦因数μs ＝0.15。图中给出了由6个螺栓构成的螺栓组的两个布置方案。要求：1）分析哪个方案所需螺栓直径较小？2）计算方案Ⅰ中螺栓所需的预紧力。
习
题4－
习题4
4
－9
图4－41所示为一铸铁支架，用四个性能等级为6.6级的M16普通螺栓，固定在混凝土立柱上。已知载荷F Q ＝8kN ，接合面之间的摩擦因数μs ＝0.3，混凝土的许用挤压应力〔σp 〕＝2.5MPa ，接合面的承载面积A ＝4×104mm 2，其抗弯截面模量W=5×106mm 3，取可靠性系数K ＝1.2，安全系数S=3，取预紧力F ′＝9kN ，。要求：1）校核是否能保证支架不下滑？2）校核螺栓的强度。3）校核是否能保证联接的接合面既不会开缝也不会被压溃？
4－10 图4－42所示为常用的螺纹联接。a ）为普通螺栓联接，b ）为螺钉联接，c ）为双头螺柱联接，d ）为紧定螺钉联接。指出图中的结构错误，并画出正确结构图。
4－11 试设计螺旋千斤顶（运动简图见图4－32a ）的螺杆和螺母的主要尺寸。最大起重量为35kN ，
习
题4－
习题
4－10
最大起重高度为180mm ，材料自选。
4－12 如图所示的夹紧联接柄承受载荷F =600N ，螺栓个数Z=2，联接柄长度l =300mm ，轴直径d=60mm ，夹紧结合面摩擦系数μ=0.15，可靠性系数k =1,试确定联接螺栓的直径（螺栓材料为Q235钢）。
注：未淬火钢：[σ]=0.6σs ， σs =240N/mm 2
解：由受力平衡条件 μF′Zd=F l (可靠性系数k=1)
得 螺栓的预紧力F′为：
F′= Fl /μZd =600×300/（0.15×2×60）=10000N
螺栓直径为d 1： 4×1.3 F′/πd 12≤[σ] S F σπ6.
03.14??=240
6.0100003.14????π=10.72mm 根据d 1≥10.72mm 查螺纹标准，可得出该螺栓的公称直径M16
4－13 图示A 板用4个性能等级为6.8级的普通螺栓固定在槽钢上，A 板受力F ＝2400N ，安装时，各螺栓的预紧力皆为F '＝3000N ，螺栓与被联接件的刚度之比为5:1:=m b
C C ，取螺栓的安全系数S
＝1.5。问：选M12（d 1＝10.106mm ）的螺栓是否安全？
解：（1）将F 向螺栓组形心平移得 轴向力F ＝400（N ）和翻转力矩M ，
M ＝F （400＋75）＝2400×475＝1.14×106（N ·mm ）。
（2）工作拉力
F 作用下 F 1＝
6004
2400==z F （N ） M 作用下 F 2＝38007541014.1446
2??==r M r Mr （N ） 最大工作拉力为 F max ＝F 2－F 1＝3800－600＝3200（N ）
（3）总拉力
F 0＝max max
1//F C C C C F F
C C C F m b m b m b b ++'=++' ＝3.353332001300051
5
1
=?++（N ）
（4）许用应力［σ］＝3205
.1480==S s
σ（MPa ） （5）螺栓的工作应力
21043.1d F πσ?=
＝3.57106.103.353343.12=???π（MPa ）≤［σ］＝320（MPa ） 故，选M12的螺栓是安全的。
第五章 键、花键、销和形面联接
思 考 题
5-1 键联接的功用是什么？
5-2 松键联接和紧键联接在工作原理上有什么不同？比较它们的特点和各自的适用场合。
5-3 A 、B 、C 型三种普通平键在轴上的键槽怎样加工？它们的应用情况如何？
5-4 同样用于动联接的导向平键和滑键有什么区别？
5-5 半圆键联接有何特点？
5-6 根据什么选择平键的截面尺寸和长度？
5-7 平键联接的主要失效形式是什么？
5-8 为什么双键联接的强度计算只能按1.5个键计算?
5-9 花键联接有哪些特点？
5-10 矩形花键的定心方式为什么优选小径定心?
5-11 渐开线花键与矩形花键比较有何优点?其中45°压力角渐开线花键主要用于什么场合?
5-12 花键联接的主要失效形式有哪些？
5-13 销联接有哪些主要用途？
习 题
5-1 有一直径d =80mm 的轴端,安装一钢制直齿圆柱齿轮（图5-21），轮毂宽度L ′=1.5d ，工作时有轻微冲击。试确定平键联接的尺寸，并计算其允许传递的最大转距。
题5-2
5-2 图5-22所示为减速器的低速轴。轴端装有凸缘联轴器，两轴承之间装有圆柱齿轮，它们分别用键与轴相联。已知传递的转矩T=1000N·m，轴的材料为45钢，齿轮的材料为锻钢，联轴器的材料为灰铸铁，工作时有轻微冲击。试选择两处键的类型和尺寸，并校核键联接强度。
5-3 图5-23所示为变速箱中的双联滑移齿轮，传递的额定功率P=4kW，转速n=250r/min。齿轮在空载下移动，工作情况良好。试选择花键的类型和尺寸，并校核其花键联接强度。
第六章
过盈联接、弹性环联接及铆、焊、粘接
思考题
6－1 过盈联接是怎样承受并传递外载荷的？其有何特点？主要应用于什么场合？
6－2 过盈联接有哪几种装配方法？每种装配方法有何优缺点？
6－3 在圆柱面过盈联接的设计中，需解决的两个主要问题是什么？如何确定联接所需的最小过盈量？如何选择配合公差？如何计算被联接件的强度？
6－4 弹性环联接是如何实现的？有何特点？
6－5 铆接、焊接和粘接各自有哪些特点？各自适用于什么场合？
6－6 铆缝和焊缝各自有哪几种结构形式？
习题
6－1 一齿轮套装在轴上，齿轮和轴的材料均为45钢，其σs＝360MPa，尺寸如图6-15所示，采用H7／p6配合，孔与轴配合面的粗造度均为R z = 3.2μm，采用压入法装配。试：1）计算配合面间可能产生的最大压强；2）计算装配所需的最大压入力；3）校核两个零件的强度。
题5-3
习题
6－2 如图6-16所示的组合式蜗轮， 轮芯和齿圈采用过盈联接。 轮芯材料为HT200，其σb ＝170MPa ，齿圈材料为锡青铜CuSnP1，其σs ＝200MPa ，轮芯配合面的粗糙度R z1＝6.3μm ，齿圈配合面的粗糙度R z2＝10μm ，采用胀缩法装配，传递的最大转矩T ＝4000m N ?。试设计该过盈联接。
第七章 带 传 动
思 考 题
7-1 带传动的工作原理是什么？有哪些特点？
7-2 说明带传动中紧边拉力1F 、松边拉力2F 、有效拉力F 以及初拉力0F 之间的关系。 7-3 带传动工作中发生弹性滑动的机理是什么？对传动有什么影响？
7-4 打滑是怎样产生的？打滑的利弊是什么？
7-5 试分析带传动工作时带中的应力情况。
7-6 带传动设计的主要依据和设计准则是什么？
7-7 多根V 带传动中，一根带失效，为什么要同时更换所有的
V 带？
7-8 普通V 带与V 带轮轮槽楔角是否相同？为什么？
7-9 为什么带传动的中心距一般设计成可调节的？
7-10 带传动在使用中应注意哪些问题？
习 题
7-1 已知一带传动，传递功率P = 10 kW ，带速=v 12.5m/s ，现测得初拉力0F =700 N 。试求紧边拉力1F 和松边拉力2F 。
7-2 试设计某鼓风机用的普通V 带传动。已知传递功率P = 7.5 kW ，小带轮转速n 1 =1460 r/min ，鼓风机主轴转速n 2=700 r/min ，每天工作16 h ，由Y 系列三相异步电动机驱动。要求传动中心距a ≤800 mm 。
7-3 试设计一牛头刨床中的普通V 带传动。已知传递功率P = 4 kW ，小带轮转速n 1
习题
=1440 r/min ，要求传动比i =3.5，每天工作16h ，由Y 系列三相异步电动机驱动。由于结构限制，要求大带轮基准直径d2d 不超过450 mm 。
7-4 试设计某旋转式水泵用的普通V 带传动。已知采用Y 系列三相异步电动机驱动，电动机额定功率P = 11 kW ，电动机转速n 1 =1460 r/min ，水泵轴转速n 2=400 r/min ，中心距约为1500 mm ，每天工作24 h 。
第八章 齿轮传动
思 考 题
8－1 齿轮传动与其他机械传动相比有何特点？
8－2 齿轮传动常见的失效形式有哪些？各种失效形式常在何种情况下发生？
8－3 一般的闭式齿轮传动和开式齿轮传动的主要失效形式各是什么？
8－4 闭式软齿面、闭式硬齿面齿轮传动及开式齿轮传动的设计准则有何不同？
8－5 常用的齿轮材料有哪些？它们的应用场合如何？钢制齿轮常用的热处理方法有哪些？它们各在何种情况下采用？
8－6 在设计软齿面齿轮传动时，为什么常使小齿轮的齿面硬度比大齿轮高30～50HBS ？
8－7 载荷系数中的K A 、K v 、K β、K α各考虑的是什么因素对齿轮所受载荷的影响？它们各自与哪些因素有关？
8－8 对于齿轮相对两支承非对称布置的圆柱齿轮传动，从减小齿向载荷分布不均的角度考虑，齿轮应布置在什么位置比较合理？
8－9 将齿轮轮齿制成鼓形齿的目的是什么？对轮齿进行齿顶修形的目的是什么？
8－10 在计算圆柱齿轮的齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度时，分别应该注意哪些问题？
8－11 影响齿轮传动齿面接触疲劳强度的主要因素有哪些？影响齿根弯曲疲劳强度的因素有哪些？ 8－12 一对圆柱齿轮传动，两齿轮的齿面接触应力是否相等？ 齿根弯曲应力又如何？
8－13 在圆柱齿轮传动设计中，应如何选择小齿轮的齿数？如何设计两轮的齿宽？
8－14 如何确定齿轮传动的润滑方法？如何确定齿轮传动的效率？
8－15 齿轮主要有哪几种结构形式？设计中如何选择？
8－16 在两级圆柱齿轮传动中，如其中有一级为斜齿圆柱齿轮传动，它一般是安排在高速级还是低速级？为什么？在布置锥齿轮-圆柱齿轮减速器的方案时，锥齿轮传动是布置在高速级还是低速级？为什么？
习 题
8－1 有一直齿圆柱齿轮传动，原设计传递功率为P ，主动轴转速为1n 。若其它条件不变，当主动轴转速提高一倍，即1'12n n =时，在保证轮齿工作应力不变的前提下，该齿轮传动能传递的功率'P 应为多
少？
8－2 在图8-43所示的二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器中，已知：动力从Ⅰ轴输入，Ⅲ轴输出，其转动方向如图所示，齿轮4的轮齿旋向为右旋。试解答：
（1） 标出输入轴Ⅰ和中间轴Ⅱ的转向；
（2） 确定并标出齿轮1、2和3的轮齿旋向，要求使Ⅱ轴上所受的轴向力尽可能小；
（3） 标出各齿轮在啮合点处所受各分力的方向；
（4） 画出Ⅱ轴联同齿轮2和齿轮3一体的空间受力图。
8－3 图8-44
所示二级斜齿圆柱齿轮减速器和一对开式直齿锥齿轮所组成的传动系统。已知动力由
Ⅰ轴输入，转动方向如图示。为使Ⅱ轴和Ⅲ轴上的轴向力尽可能小，试确定图中各斜齿轮的轮齿旋向，并标出各轮在啮合点处所受切向力t F 、径向力r F 、轴向力x F 的方向。
习题8－3图
8－4 已知直齿锥齿轮—斜齿圆柱齿轮减速器的布置和转向如图8-45所示，欲使中间轴Ⅱ上的轴向力尽可能小，试画出作用在斜齿轮3、4和锥齿轮1、2上的切向力t F 、径向力r F 、轴向力x F 的方向。
习题8－4图
8－5 试设计某单级闭式直齿圆柱齿轮传动。已知：电动机驱动， P =30kW, 1720r/min n =，传动比i ＝4.5, 长期双向转动，载荷有中等冲击，271=z ，大小齿轮材料均为40Cr 表面淬火。
8－6 已知某单级闭式斜齿圆柱齿轮传动，传递功率10kW ＝P 转速11240r/min n =，
传动比3.4=i ，电动机驱动，双向转动，中等冲击，小齿轮材料为40MnB 调质，大齿轮材料为45钢调质，,211
=z 试设计此斜齿轮传动。
8－7 某开式直齿锥齿轮传动，载荷均匀，原动机为电动机，单向转动，传递功率19=P kW ，转速n 1=10r/min ，z 1=26，z 2=83，m =8mm ，b =90mm ，小齿轮材料为45钢调质，大齿轮材料为ZG45正火，试校核其强度。
8－8 某斜齿圆柱齿轮传动，已知：z 1＝22，z 2＝76，齿宽系数d ψ＝1，根据齿面接触疲劳强度计算和齿根弯曲疲劳强度计算要求：d 1≥63mm ，m n ≥2mm 。试确定该齿轮传动的几何尺寸：m n 、a 、d 1、d 2、b 1、b 2、β。
注：＊ m n 的标准系列：1.5、2、2.5、3、4、5、6……
＊ 螺旋角β＝8°～20°
解：（1）初选螺旋角 ο
12=β 由 βcos 11z m d n = 得 8.222
12cos 63cos 11=?==ο
z d m n β（mm ）。 取标准值 3=n m （mm ）
中心距 284.150)7622(12
cos 23)(cos 221=+?=+=οz z m a n β（mm ） 取 150=a （mm ）
则 2482114783.111502)7622(3arccos 2)(arccos
21'''==?+?=+=οοa z z m n β
347.67248211cos 223cos 11='
''?==οβz m d n （mm ） 653.232248211cos 763cos 22='
''?==οβz m d n （mm ） 347.67347.6711=?==d b d ψ（mm ）， 取 70=b （mm ） 取 702==b b （mm ）， 8010701021=+=+=b b （mm ）
注：本题主要看确定的各参数和尺寸之间的关系是否合理？1b 、2b 、a 是否圆整？β、1d 、2d 是否精确？
第九章 蜗杆传动
思 考 题
9-1 蜗杆传动有哪些主要特点？
9-2 按蜗杆的外形不同，蜗杆传动有哪些类型？圆柱蜗杆又有哪些主要类型？
9-3 为了提高蜗轮的转速，可否改用相同尺寸的双头蜗杆来代替单头蜗杆与原来的蜗轮相啮合？为什么? 9-4 蜗杆传动有哪些主要参数？其中哪些参数是标准值？
9-5 蜗杆传动如何变位？变位的目的是什么？
9-6 蜗杆传动的可能失效形式有哪些？常用材料有哪些？如何确定蜗轮的结构形式？
9-7 影响蜗杆传动啮合效率的几何因素有哪些？。
9-8 如何确定闭式蜗杆传动的给油方法和润滑油粘度？
9-9 为什么连续传动的闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算？可采用哪些措施来改善散热条件？
9-10 一把模数为5mm m =，齿形角20α
?=，分度圆直径40mm d =，头数2z =的右旋蜗轮滚刀，
能否加工模数为5mm m =，齿形角20α?=的各种螺旋角、各种齿数的蜗轮？为什么？
习 题 9-1 一阿基米德蜗杆传动，已知模数5mm m =，分度圆直径1
50mm d =，蜗杆头数14z =，蜗杆右旋，蜗轮齿数253z =。试：（1）求传动比i 和标准中心距a ；（2）其他参数不变，使中心距改为1160mm a =，求变位系数；（3）计算变位后的蜗杆分度圆直径、节圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径；（4）计算变位后的蜗轮分度圆直径、节圆直径、喉圆直径和齿根圆直径
9-2 电动机驱动的普通蜗杆传动，如图9-12所示。已知模数6mm m =，蜗杆直径系数9q
=，蜗杆头数12z =，蜗轮齿数260z =，蜗杆轴输入功率1 5.5kW P =，转速12920rpm n =，载荷平稳，单向转动，两班制工作，选用滚动轴承。试完成下列工作：（1）选择蜗轮、蜗杆材料；（2）确定蜗杆的旋向，蜗轮的转向；（3）求出作用在蜗杆和蜗轮轮齿上的各分力的大小并在图中标出各分力的方向；（4）确定传动的啮合效率和总效率。
9-3 设计一用于带式运输机的蜗杆传动，已知蜗轮转矩2350N.m T =，传动比21.5i =，蜗杆转速
1950r/min n =，传动平稳，无冲击，每天工作8小时，工作寿命8年（每年工作260日）
。 9-4 如图9-14所示，由斜齿圆柱齿轮和蜗杆传动及卷筒组成的起重装置，正在提升重物。已知：1轮主动，蜗杆3为右旋，要求Ⅱ轴上2、3两传动件的轴向力方向相反。试：（1）在图中标出各传动件的螺旋方向；（2）在图中画出斜齿轮2和蜗杆3的各分力方向；（3）在图中画出Ⅰ轴的转动方向。
9-5 如图9-15所示，为蜗杆传动和锥齿轮组成的传动系统。已知蜗杆1为主动件，要求4轮的转向如图所习
示。（1）为使2、3两轮轴向力相互抵消，请标出蜗轮2的旋向以及1轮的转向；（2）标出2、3两轮的轴向力、切向力和径向力的方向。
9-6 如图所示为由蜗杆传动和斜齿圆柱齿轮传动组成的传动系统。已知：蜗杆主动，右旋，转向如图所示，要求2、3两轮的轴向力方向相反。
（1）确定并在图中标出3、4两轮的螺旋方向和4轮的转向。
（2）在图中画出2、3两轮的各分力方向。
解：
第十章 链 传 动
思 考 题
10-1 与带传动和齿轮传动相比，链传动有什么优、缺点？
10-2 链传动的运动不均匀性是如何引起的？对传动有什么影响？能否避免？
10-3 正常润滑条件下，链传动主要失效形式是什么？试说明失效机理。
10-4 链发生铰链磨损后，会导致什么结果？为什么？
10-5 在链传动设计中，链轮齿数的选择主要考虑了哪些因素的影响？
10-6 在确定链节距时，主要考虑了哪些因素？是如何考虑的？
10-7 链传动既然属于啮合传动，为什么也要张紧？又是如何实现张紧的？
10-8 良好的润滑措施对链传动有什么积极意义？在链传动的使用维护中应注意哪些问题？
10-9 在设计链传动的总体布置时，应如何考虑传动比和中心距的影响？有什么针对性措施？
10-10 齿形链传动有什么优点？主要用于什么场合？
习 题
10-1 试设计一用于往复式压气机主轴驱动的链传动，动力由电动机输入。已知传递功率P = 3 kW ，电动机转速1n =960 r/min ，压气机主轴转速2n =300r/min ，中心距不可调。
10-2 试设计一带式输送机用的链传动。已知传递功率P = 7.5 kW ，主动链轮转速n 1 =1460 r/min ，从动链轮转速n 2=430 r/min ，电动机驱动，要求传动中心距a ≤800 mm 。
10-3 试设计一压气机用的链传动。已知电动机型号为Y 225M -8，额定功率P = 22 kW ，转速n 1 =730 r/min ，压气机主轴转速n 2=250 r/min 。要求中心距a ≤650 mm ，每天工作16 h ，载荷平稳，水平布置。
习题
11-3
10-4 一由电动机驱动的滚子链传动，已知链轮齿数1=z 15，2=z 49，采用单排12A 滚子链，中心距a =650mm ，水平布置。传递功率P =2.2kW ，主动轮转速1n =960r/min ，工作时有中等冲击，采用滴油润滑。试验算该链传动的工作能力。(提示：首先确定链传动其它参数，然后根据实际工作条件验算其工作能力是否满足要求，注意润滑条件对传动能力的影响)
第十一章 轴
思 考 题
11-1 按承载情况，轴分为哪三种类型？各举2~3个实例。
11-2 轴的常用材料有哪些？若优质碳素钢轴的刚度不足，改用合金钢能否解决问题，为什么？ 11-3 轴的结构设计要满足哪些基本要求？说明轴的结构设计步骤。
11-4 轴上零件的周向和轴向固定方法有哪些？各适用于什么场合？
11-5 在齿轮减速器中，为什么低速轴的直径要比高速轴粗得多？
11-6 转轴所受弯曲应力的性质如何？其所受扭切应力的性质又怎样考虑？
11-7 为什么一般将轴设计成阶梯形？确定阶梯轴各段直径和长度的原则和依据是什么？
11-8 轴的强度计算常见的有哪几种方法？各在什么情况下使用？
11-9 怎样确定轴的危险截面？
11-10 按疲劳强度精确校核轴时，主要考虑哪些因素？其校核计算的主要步骤是什么？
11-11 在进行轴的疲劳强度计算时，若同一截面上有几个应力集中源，应如何确定疲劳缺口系数？ 11-12 什么是轴的共振？什么是轴的临界转速？什么是刚性轴？什么是挠性轴？设计高速运转的轴时，如何考虑轴的转速范围？
习 题
11-1已知一传动轴传递的功率为40kW ，转速n=1000r/min ，如果轴上的扭切应力不能超过40MPa ，求该轴的直径。
11-2 齿轮减速器输入轴的功率为5kw ，转速为350r/min ，当选择该轴的材料分别为45钢或40Cr 时，试分别确定该输入轴的最小直径。
11-3 指出图11-25中各轴系结构的不合理之处，并画出改进后的结构图。
习
题
11-4
11-4 两级展开式斜齿圆柱齿轮减速器的输出轴III（图11-26a）传递的功率KW
5
=
P，转速r/min
60
=
n。给出轴的部分尺寸和表面粗糙度如图11-26b，已知斜齿轮4的法向模数m m
4
n=
m，法面压力角?
=20
n
α，齿数112
4=
z，螺旋角22
9'
?
=
β（左旋），轴的材料为45钢调质。试分别用当量弯矩法和安全系数法校核该轴的强度。
11-5 一直径为50mm的钢轴上装有两个圆盘，布置如图11-27所示。不计轴本身重量，试计算此轴的第一阶临界转速c1
n
。若轴的工作转速r/m in
960
=
n，分析该轴属于刚性轴还是挠性轴？轴工作时的稳定性如何？
第十二章滚动轴承
思考题
12-1 轴承的功用是什么？
12-2 与滑动轴承相比，滚动轴承有何优、缺点？
12-3 滚动轴承有哪些主要类型？如何选择滚动轴承类型？
12-4 球轴承与滚子轴承相比，哪一种承载大？哪一种更适宜高速？哪一种价更廉？
12-5 什么是接触角α？接触角α的大小意味着什么？
12-6 滚动轴承的代号由哪几部分组成？其中基本代号表示哪些内容？
12-7 说明轴承代号30207、6209/P2、7305AC、N308的含义。
12-8 滚动轴承的主要失效形式和计算准则是什么？
12-9 什么是基本额定寿命？什么是基本额定动载荷？什么是当量动载荷？
习题11-5图
12-10 向心角接触轴承的内部轴向力是怎样产生的？
12-11 轴系在什么情况下采用两端固定支承？在什么情况下采用一端固定、一端游动支承？
12-12 什么是滚动轴承的预紧？预紧的目的是什么？预紧方法有哪些？
12-13 应如何选择滚动轴承的配合？
12-14 滚动轴承润滑和密封的目的分别是什么？如何选择润滑方式？
习 题
12-1 以下各轴承受径向载荷F R 、轴向载荷F A 作用，试计算各轴承的当量动载荷。
（1）N207轴承：F R =3500N ， F A =0； （2）51306轴承：F R =0 N ， F A =5000N ；
（3）6008轴承：F R =2000N ， F A =500； （4）30212轴承：F R =2450N ， F A =780N ；
（5）7309AC 轴承：F R =1000N ， F A =1650N 。
12-2图12-37所示为用两个深沟球轴承支承的轴，采用两端固定值承。已知轴的转速n =1000r/min ，轴颈直径d =40mm ，载荷平稳，温度低于100℃，预期寿命为5000h ，两支点的径向反力F R1=4000N ，F R2=2000N ，外部轴向力F X =1500N ，方向如图所示。试选择这对轴承的型号。
12-3
图12-38
所示的轴用一对7207AC 轴承支承。已知：支点处的径向反力F R1=875N ，F R2=1520N ，外部轴向力F X =400N ，轴的转速n =520r/min ，运转中有中等冲击，常温下工作，试计算轴承的寿命。
12-4 圆锥齿轮减速器的输入轴由一对代号为30205的圆锥滚子轴承支承，尺寸如图12-39所示。已知齿轮齿宽中点处的分度圆直径d m =56mm ，齿轮的切向力F t =1240N ，径向力F r =400N ，轴向力F x =240N 。试计算轴承的当量动载荷。
12-5 如图12-40所示，某轴上安装有两个斜齿圆柱齿轮，两齿轮的轴向力分别为F x1=3000N ，F x2=5000N 。已求出两轴承所受径向载荷分别为F R1=8600N ，F R2=12500N ，若选一对7210B 型轴承支承该习题
12-2
图
习题
轴，问哪个轴承的寿命短？。
12-6
指出轴系结构图中的错误，错误处依次用1
、2、3……标出，然后说明理由。
12-7 指出轴系结构图中的错误，说明原因，并画出正确的轴系结构图。
第十三章滑动轴承
思考题
13-1 滑动轴承的性能特点有哪些？主要的应用场合？
13-2 滑动轴承的主要结构型式有哪几种？各有什么特点？
13-3 为什么滑动轴承要分成轴承座和轴瓦，有时又在轴瓦上敷上一层轴承衬?
13-4 在滑动轴承上开设油孔和油槽时应注意哪些问题?
13-5 滑动轴承常见的失效形式有哪些?
13-6 对滑动轴承材料的性能有哪几方面的要求?
13-7 常用轴瓦材料有哪些，适用于何处？
13-8 非液体润滑轴承的设计依据是什么？限制p和pv的目的是什么？
13-9 滑动轴承润滑的目的是什么(分别从液体润滑和非液体润滑两类轴承分析)?
13-10 滑动轴承常用的润滑剂种类有哪些?选用时应考虑哪些因素?
13-11 液体动压润滑的必要条件是什么？叙述向心滑动轴承形成动压油膜的过程？
13-12 在设计滑动轴承时，相对间隙ψ的选取与速度和载荷的大小有何关系?
13-13 对已设计好的液体动力润滑径向滑动轴承，试分析在仅改动下列参数之一时，将如何影响该轴承的承载能力。
(1) 转速由n=500r/min改为n=700r/min；
习
题
习题习题
附录I： 机械零件课程设计题目 题目A 设计一用于带式运输机上的圆锥园柱齿轮减速器。工作经常载，空载起动，工作有轻震，不反转。单班制工作。运输机卷筒直径Ｄ=320ｍｍ,运输带容许速度误差为5％。减速器为小批生产，使用期限10年。 附表1 原始数据 题号 Ａ１Ａ２Ａ３Ａ４Ａ５Ａ６ 运输带工 作拉力Ｆ （Ｎ） 2×103 2.1×103 2.2×103 2.3×103 2.4×103 2.5×103 运输带工 作速度Ｖ （ｍ/ｓ） 1.2 1.3 1.4 1.5 1.55 1.6 １．电动机２．联轴器３．圆锥齿轮减速器４．带式运输机 附图1
题目B 设计一用于带式运输机上的同轴式两级圆柱齿轮减速器。工作平稳。单向运转，两班制工作。运输带容许速度误差为5％。减速器成批生产，使用期限１０年。 附表2 原始数据 题号 B1B2B3B4B5B6B7 运输机工 作轴扭矩 Ｔ（Ｎ。 ｍ） 1300135014001450150015501600 运输带工 作速度Ｖ （ｍ/ｓ） 0.650.700.750.800.850.900.80 卷筒直径 Ｄ（ｍｍ） 300320350350350400350 １．带传动２．电动机３．同轴式两级圆柱齿轮减速器４．带式运输机５．卷筒 附图2
题目C 设计一用于链式运输机上的圆锥圆柱齿轮减速器。工作平稳，经常满载，两班制工作，引链容许速度误差为5％。减速器小批生产，使用期限５年。
附表3 １．电动机２．联轴器３．圆锥齿轮减速器４．链传动５．链式运输机 附图3 题目D 设计一斗式提升机传动用的二级斜齿圆柱齿轮同轴式减速器。传动简图如下，设计参数列于附表4。 附表４斗式提升机的设计参数 题号参数 题号 D1D2D3D4 生产率Ｑ（ｔ/ｈ）15162024提升带速度Ｖ（ｍ/ｓ） 1.82 2.3 2.5ｍ）
机械设计概述 1.1机械设计过程通常分为哪几个阶段？各阶段的主要内容是什么？ 答：机械设计过程通常可分为以下几个阶段： 1.产品规划主要工作是提出设计任务和明确设计要求。 2.方案设计在满足设计任务书中设计具体要求的前提下，由设计人员构思出多种可行方案并进行分析比较，从中优选出一种功能满足要求、工作性能可靠、结构设计可靠、结构设计可行、成本低廉的方案。 3.技术设计完成总体设计、部件设计、零件设计等。 4.制造及试验制造出样机、试用、修改、鉴定。 1.2常见的失效形式有哪几种？ 答：断裂，过量变形，表面失效，破坏正常工作条件引起的失效等几种。 1.3什么叫工作能力？计算准则是如何得出的？ 答：工作能力为指零件在一定的工作条件下抵抗可能出现的失效的能力。对于载荷而言称为承载能力。 根据不同的失效原因建立起来的工作能力判定条件。 1.4标准化的重要意义是什么？ 答：标准化的重要意义可使零件、部件的种类减少，简化生产管理过程，降低成本，保证产品的质量，缩短生产周期。
摩擦、磨损及润滑概述 2.1按摩擦副表面间的润滑状态，摩擦可分为哪几类？各有何特点？ 答：摩擦副可分为四类：干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦。 干摩擦的特点是两物体间无任何润滑剂和保护膜，摩擦系数及摩擦阻力最大，磨损最严重，在接触区内出现了粘着和梨刨现象。液体摩擦的特点是两摩擦表面不直接接触，被液体油膜完全隔开，摩擦系数极小，摩擦是在液体的分子间进行的，称为液体润滑。边界摩擦的特点是两摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开，但由于边界膜较薄，不能完全避免金属的直接接触，摩擦系数较大，仍有局部磨损产生。混合摩擦的特点是同时存在边界润滑和液体润滑，摩擦系数比边界润滑小，但会有磨损发生。 2.2磨损过程分几个阶段？各阶段的特点是什么？ 答：磨损过程分三个阶段，即跑合摩合磨损阶段、稳定磨损阶段、剧烈磨损阶段。各阶段的特点是:跑合磨损阶段磨损速度由快变慢；稳定磨损阶段磨损缓慢，磨损率稳定；剧烈磨损阶段，磨损速度及磨损率都急剧增大。 2.3 按磨损机理的不同，磨损有哪几种类型？ 答：磨损的分类有磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损点蚀、腐蚀磨损。 2.4 哪种磨损对传动件来说是有益的？为什么？ 答：跑合磨损是有益的磨损，因为经跑合磨损后，磨损速度减慢，可改善工作表面的性质，提高摩擦副的使用寿命。 2.5如何选择适当的润滑剂？ 答：选润滑剂时应根据工作载荷、运动速度、工作温度及其它工作条件选择。 当载荷大时，选粘度大的润滑油，如有较大的冲击时选润滑脂或固体润滑剂。高速时选粘度小的润滑油，高速高温时可选气体润滑剂；低速时选粘度小的润滑油，低速重载时可选润滑脂；多尘条件选润滑脂，多水时选耐水润滑脂。 2.6润滑油的润滑方法有哪些？ 答：油润滑的润滑方法有分散润滑法和集中润滑法。集中润滑法是连续润滑，可实现压力润滑。分散润滑法可以是间断的或连续的。间断润滑有人工定时润滑、手动油杯润滑、油芯油杯润滑、针阀油杯润滑、带油润滑、油浴及飞溅润滑、喷油润滑、油零润滑等几种。 2.7接触式密封中常用的密封件有哪些？ 答：接触式密封常用的密封件有O形密封圈，J形、U形、V形、Y形、L形密封圈，以 2.8非接触式密封是如何实现密封的？ 答:非接触式密封有曲路密封和隙缝密封，它是靠隙缝中的润滑脂实现密封的。
中北大学
课 程 设 计 说 明 书
学生姓名： 学 专 题 院： 业：
学 号：
目： 设计同轴线式二级斜齿圆柱齿轮减速器，该减速
器用于汽车发动机装配车间的皮带运输机的传 动系统中
指导教师： 指导教师：苗鸿宾 程志刚
职称: 职称: 副教授 高工
2011 年 5 月
27 日
中北大学
课程设计任务书
2010/2011 学年第 二 学期
学 专
院： 业： 学 号：
学 生 姓 名：
课程设计题目：设计同轴线式二级斜齿圆柱齿轮减速器，
该减速器用于汽车发动机装配车间的皮带 运输机的传动系统中
起 迄 日 期： 课程设计地点： 指 导 教 师： 系 主 任： 苗鸿宾 暴建岗 程志刚
下达任务书日期:
2011 年 5 月 27 日
课 程 设 计 任 务 书
1．设计目的：
1)、综合运用本课程的理论和生产实际知识进行设计训练，使所学的知识得到进一 步的巩固和发展； 2)、学习机械设计的一般方法和步骤，初步培养学生分析和解决工程实际问题的能 力，树立正确的设计思想，为今后毕业设计设计和工作打下良好的基础； 3)、进行方案设计、结构设计、机械制图和运用设计手册、标准及规范等技能的训 练，使学生具有初步机械设计的能力。
2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等） ：
技术要求： 技术要求 该运输机两班制工作，单向回转，工作平稳，传送带运行速度允许误差为±5％，使 用期限为 10 年。 原始数据 滚筒直径： 传动带运行速度： 传动带主轴所需扭矩：
mm
m/s
N·m
1－电动机 4－联轴器
2－带传动 5－滚筒
3－减速器 6－传动带
3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、 实物样品等〕 ：
1) 完成传动系统或执行系统的结构设计，画出传动系统或执行系统的装配图。 2) 设计主要零件，完成 3 张零件工作图。 3) 编写设计说明书。
机械设计课程设计指导书 一、机械设计课程设计的目的 机械设计课程是培养学生机械设计能力的技术基础课，课程设计则是机械设计课程重要的实践环节，其基本目的是： 1．通过课程设计，综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论和实际知识，掌握机械设计的一般规律，树立正确的设计思想，培养分析和解决实际问题的能力； 2．学会从机器功能的要求出发，合理选择传动机构类型，制定设计方案，正确计算零件的工作能力，确定它的尺寸、形状、结构及材料，并考虑制造工艺、使用、维护、经济和安全等问题，培养机械设计能力； 3．通过课程设计，学习运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料等，培养机械设计的基本技能。 二、机械设计课程设计的内容 课程设计题目一般为机械传动装置或简单机械。 1．题目：带式输送机传动装置设计 2．内容： 1）传动方案的分析和拟定； 2）电动机的选择，传动装置的运动和动力参数的计算； 3）传动件的设计（带传动、链传动、齿轮传动等）； 4）轴的设计（所有轴的结构设计，弯、扭组合强度校核）； 5）轴承的设计（轴承的组合设计及寿命计算）； 6）键的选择及强度校核； 7）联轴器的选择； 8）减速器的润滑与密封； 9）减速器装配图设计（箱体、箱盖、附件设计等）； 10）零件工作图设计； 11）编写设计计算说明书。 3．工作量：（每个学生应完成） 1）部件装配图(如减速器装配图)1张(用A2图纸绘制，手绘，用两个视图和
必要的局部剖视图表达)； 2）零件工作图2张(用A3图纸绘制，手绘，一张是中间轴、一张是低速轴上的齿轮)； 3）设计说明书一份(约6000—8000字)。(手写，包括计算及其它说明) 4．进行方式 1）每人组一题，学生按指定题号，在教师指导下，按时、保质、按量完成全部设计； 2）教师每天基本按一定时间到设计教室进行答疑和检查。 三、课程设计的步骤 课程设计大致按以—下步骤进行： 1．设计准备：阅读设计任务书，明确设计要求和工作条件；通过看实物、模型、录像或减速器拆装实验等，了解没计对象；阅读行关资料、图纸；拟定设计计划等。 2．传动装置的总体设计：比较和选择传动装置的方案；选定电动机类型和型号；确定总传动比和各级传动比；计算各轴转速和转矩。 3．传动件的设计计算：设计计算各级传动件的参数和主要尺寸，例如减速器外传动零件(带、链等)和减速器内传动零件(齿轮、蜗杆传动)，以及选择联轴器的类型和型号等。 4．装配图设计：绘制装配草图；设计轴(强度计算和结构设计等)；选择计算轴承和进行支承结构设计；进行箱体及附件的设计；完成装配图的其他内容(标注尺寸、配合，技术要求，零件明细表和标题栏等)。 5．零件工作图设计 6．编写设计说明书 7．设计小结 四、进度 1．第一阶段：设计准备，分题号、借图板、手册、图册等，传动装置的总体设计、传动件的设计（3天） 2．第二阶段：装配草图的设计与绘制，减速器的拆装，装配工作图的绘制与总成（3天）
合肥学院 Hefei University 论文题目关于机械设计基础课程的学习体会课程名称机械设计基础 指导教师韩成良 系别/班级化工系粉体材料科学与工程（2）班
姓名（学号）周桃磊 1403012003 关于机械设计基础课程的学习体会 作者：周桃磊 合肥学院，化工系，安徽，合肥，230601 摘要：机械设计（machine design），根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。 机械设计是机械工程的重要组成部分，是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要的因素。机械设计的努力目标是：在各种限定的条件(如材料、加工能力、理论知识和计算手段等)下设计出最好的机械，即做出优化设计。优化设计需要综合地考虑许多要求，一般有：最好工作性能、最低制造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低消耗和最少环境污染。这些要求常是互相矛盾的，而且它们之间的相对重要性因机械种类和用途的不同而异。设计者的任务是按具体情况权衡轻重，统筹兼顾，使设计的机械有最优的综合技术经济效果。过去，设计的优化主要依靠设计者的知识、经验和远见。随着机械工程基础理论和价值工程、系统分析等新学科的发展，制造和使用的技术经济数据资料的积累,以及计算机的推广应用,优化逐渐舍弃主观判断而依靠科学计算。 关键词：机械设计机械工程粉体工程 正文 一：机械设计基础课程学习状况
1.学习意义：机械设计基础课程是粉体材料科学与工程专业的一门重要的专业课，它的任务是使我们掌握常用机构和通用零件的基本理论和基本知识，初步具有这方面的分析、应用、设计能力，并通过必要的基本技能训练，培养我们正确的设计思想和严谨的工作作风，为培养高素质技能型人才奠定基础。 机械设计基础课程是一门用以培养学生机械设计能力的技术基础课，本课程主要研究内容： 1、阐述常用机构的工作原理、运动特性及设计方法。 2、阐述常用零部件的工作原理、结构特点及设计方法。 3、介绍机械系统的设计思路和设计方法。 2.学习方法：（1）学会综合运用知识本课程是一门综合性课程，综合运用本课程和其他课程所学知识解决机械设计问题是本课程的教学目标，也是设计能力的重要标志。 （2）学会知识技能的实际应用本课程又是一门能够应用于工程实际的设计性课程，除完成教学大纲安排的实验、实训、设计训练外，还应注意设计公式的应用条件，公式中系数的选择范围，设计结果的处理，特别是结构设计和工艺性问题。 （3）学会总结归纳本课程的研究对象多，内容繁杂，所以必须对每一个研究对象的基本知识、基本原理、基本设计思路方法进行归纳总结，并与其他研究对象进行比较，掌握其共性与个性，只有这样才能有效提高分析和解决设计问题的能力。 （4）学会创新学习机械设计不仅在于继承，更重要的是应用创新，机械科学产生与发展的历程，就是不断创新的历程。只有学会创新，才能把知识变成分析问题与解决问题的能力。 二：机械设计基础课程内容更新 机械设计基础是高等学校机械类各专业的一门主干技术课，是一门综合性的专业技术基础课。由于它包括的内容广而散，纵横关系复杂，几乎每一章都包括工作原理、类型特点、机构设计或结构设计、参数选择等内容，涉及机械制图、理论力学、材料力学、金属工艺学等多门课程，该课程包含的内容广，主要表现在关系多、门类多、公式多、图形多和表格多等现象。该门课程与工程实际联系紧密，要学
------------------------------------------装订线------------------------------------------ 综合课题说明书 题目传动系统测绘与分析 机电工程系机械设计专业04机43 班 完成人xx 学号xxxxxx 同组人xx、xxx…… 指导教师XX 完成日期200x 年x 月xx 日 XX机电工程学院
目录 课题任务书 (1) 一、减速器结构分析 (1) 1、分析传动系统的工作情况 (1) 2、分析减速器的结构 (2) 3、零件 (3) 二、传动系统运动分析计算 (7) 1、计算总传动比i；总效率 ；确定电机型号 (7) 2、计算各级传动比和效率 (9) 3、计算各轴的转速功率和转矩 (9) 三、工作能力分析计算 (10) 1、校核齿轮强度 (10) 2、轴的强度校核 (13) 3、滚动轴承校核 (17) 四、装备图设计 (18) 1、装备图的作用 (18) 2、减速器装备图的绘制 (19) 五、零件图设计 (22) 1、零件图的作用 (22) 2、零件图的内容及绘制 (22) 参考文献 (25)
04机电综合课题任务书 学号：xxx 姓名：xxx 指导教师：xx 同组姓名：xx、xxx、xxx、xx、xx 一、课题：机械传动系统与分析 二、目的 综合运用机械设计基础、机械制造基础的知识和绘图技能，完成传动装置的测绘与分析，通过这一过程全面了解一个机械产品所涉及的结构、强度、制造、装配以及表达等方面的知识，培养综合分析、实际解决工程问题的能力，培养团队协作精神。 三、已知条件 1．展开式二级齿轮减速器产品（有关参数见名牌） 2．工作机转矩：300N.m，不计工作机效率损失。 3．动力来源：电压为380V的三相交流电源；电动机输出功率 P=1.5kw。 4．工作情况：两班制，连续单向运行，载荷较平稳。 5．使用期：8年，每年按360天计。 6．检修间隔期：四年一次大修，二年一次中修，半年一次小修。 7．工作环境：室内常温，灰尘较大。 四、工作要求 1．每组拆卸一个减速器产品，测绘、分析后将零件装配复原，并使用传动系统能正常运转。 2．每组测绘全部非标准件草图（徒手绘制），并依据测量数据确定全部标准的型号。 3．每组一套三轴系装配图（每人一轴系）。 4．各人依据本组全部零件测绘结果用规尺绘制减速器装配图、低速级大齿轮和输出轴的零件工作图。 5．对传动系统进行结构分析、运动分析并确定电动机型号、工作能
机械设计课程设计综合答辩题 1#题： ●电动机的类型如何选择？其功率和转速如何确定？ ●联轴器的类型如何选择？你选择的联轴器有何特点？ ●圆柱齿轮的齿宽系数如何选择？闭式传动中的软齿面和硬齿面的齿宽系数有何不同，开式齿 轮呢？ ●箱体上装螺栓和螺塞处，为何要有鱼眼坑或凸台？ 2#题： ●试分析你设计的减速器中低速轴齿轮上的作用力。 ●考虑传动方案时，带传动和链传动谁布置在高速级好，谁在低速级好，为什么? ●滚动轴承部件设计时，如何考虑因温度变化而产生轴的热胀或冷缩问题？ ●为什么要设视孔盖？视孔盖的大小和位置如何确定？ 3#题： ●一对圆柱齿轮传动啮合时，大小齿轮啮合处的接触应力是否相等？接触许用应力是否相等？ 为什么？ ●圆柱齿轮在高速轴上非对称布置时，齿轮接近扭转输入端好，还是远离输入端好？为什么？ ●轴的强度不够时，应怎么办？定位销有什么功能？在箱体上应怎样布置？销的长度如何确 定？你所设计的齿轮加工及测量基准在何处？齿轮的公差一般应包括哪些内容？ 4#题： ●双级圆柱齿轮减速器的传动比分配的原则是什么？高速级的传动比尽可能选得大是否合适， 为什么？ ●滚动轴承的类型如何选择？你为什么选择这种轴承？有何特点？齿形系数与哪些因素有 关？试说明齿形系数对弯曲应力的影响？ ●以你设计的减速器为例，试说明高速轴的各段长度和跨距是如何确定的？啮合特性表中的检 验项目分别属于齿轮公差的第几公差组？各公差组分别检验齿轮的什么精度？ 5#题： ●开式圆轮应按什么强度进行计算？磨损问题如何在设计中考虑？一对相啮合的齿数不等的标 准圆柱齿轮,哪个弯曲应力大？如何两轮的弯曲强度接近相等？ ●固定式刚性凸缘联轴器和尼龙柱销联轴器在性能上有何不同？试讲述你所选联轴器的特点？ ●轴承凸缘旁螺栓孔中心位置(相对轴心距离)如何确定？它距轴承轴线距离近好还是远好？●减速器内最低和最高油面如何确定？ 6#题： ●提高圆柱齿轮传动的接触强度有哪些措施？为什么？ ●一对相啮合的大、小圆柱齿轮的齿宽是否相等？为什么？ ●设计带传动时，发现带的根数太多，怎么办？ ●旁螺栓距箱体外壁的位置如何确定？考虑哪些问题？
机械设计课程设计小结 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
课程设计是机械设计当中的一个非常重要的一环，本次课程设计时间一周略显得仓促一些。但是通过本次很充实的课程设计，从中得到的收获还是非常多的。这次的课程设计对于我来说有着深刻的意义。这种意义不光是我们组能够完成设计任务，更重要的是在这段时间内使我们深刻感受到设计工作的那份艰难。而这份艰难不仅仅体现在设计内容与过程中为了精益求精所付出的艰辛，更重要的是为每一个精细数字的付出!这次课程设计的题目是设计一个一级圆柱齿轮减速器，由于我们理论知识的不足，再加上平时没有什么设计经验，一开始的时候有些手忙脚乱，不知从何入手，很迷茫。不过在我们组员的共同努力下，和同学们之间的认真仔细的讨论之中，我们总算克服了种种难关，让每个数字都找到了自己的归宿。现在想想其实课程设计期间我们过得还蛮充实的，特别是大家在一起讨论，研究，专研的时候，那让我感觉到了集体的团结，团结的力量，力量的伟大。所有的成果不是属于个人的，而是集体，因为它凝聚了集体所有的精华。 在设计过程中，整个过程培养了我们综合运用机械设计课程及其他课程理论知识和利用生产时间知识来解决实际问题的能力，真正做到了学以致用。在此期间我们同学之间的那些辛酸，那些执着，那些付出。一路走来，我们伴着风雨，携手欢笑，共同面对机械设计课程设计当中遇到的困难，虽然我们做的还是不够完美，但是我们的团队一定很完美。 在这些过程当中我充分的认识到自己在知识理解和接受应用方面的不足，特别是自己对系统的自我学习能力的欠缺，将来一定要进一步加强。而今后的学习还要更加的努力。总之，本次课程设计不仅仅是对自己所学的知识的一次系统的总结与应用，还算是对自己体质的一次检验吧。
《机械设计课程设计》 简明指导手册 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 一、进度安排 序号内容日程 1 准备阶段第一周周1 2 传动装置的总体设计第一周周2 3 传动零件的设计计算第一周周3 4 减速器箱体关键尺寸的确定第一周周4 5 装配图草图第一阶段（装配图的关键阶 第一周周5，6 段） 第二周周1 6 装配图草图第二阶段第二周周2
7 装配图草图第三阶段第二周周3 8 誊抄装配图第二周周4 9 完成减速器装配图第二周周5，6 第三周周1 10 零件工作图第三周周2-3 11 编写计算说明书第三周周4 12 答辩第三周周5 注意：每一阶段的结果必须得到老师认可后，才能进入下一阶段。 二、传动装置的总体设计（第一周周2） 由于是专用减速器，计算各轴的功率、转矩时，按所需功率计算，不是按照电机的额定功率计算。 电机的转速按满载转速计算。 电动机为Y系列，转速选1000rpm，1500，3000rpm。 传动方案：V带+二级展开式圆柱齿轮减速器 带传动传动比：2~3比较合适，总传动比大时取大值 两级齿轮传动比分配：高速级传动比i1与低速级传动比i2应满 足: 计算结果制成P19表2-6形式，交给指导教师检查。
三、传动零件的设计计算（第一周3） 齿轮传动的设计计算参考课本。 小带轮半径不大于电机中心高。 在高速级齿轮传动设计完毕后，应根据实际传动比来调整低速级齿轮传动的传动比，确保总传动比误差不超过3%~5%。 由于功率较小，为了方便绘图，齿轮传动一律采用软齿面斜齿轮传动。 软齿面齿轮传动按齿面接触强度设计，校核齿轮的弯曲强度即可。 齿轮传动不需要变位。 要求中心距圆整，为了绘图方便，要求两级齿轮传动中心距之和一般不大于280。 为了避免中间轴大齿轮与低速轴干涉，应保证中间轴大齿轮直径比低速轴大齿轮直径小20毫米以上。 为了便于中间轴大齿轮甩油润滑，中间轴大齿轮的直径与低速轴大齿轮直径的差值不能超过50~60mm。具体参看P30表4-2。 采用斜齿轮，螺旋角范围：8~20°。 ● 为了使中间轴上齿轮轴向力相互抵消一部分，两齿轮的螺旋角方向应相同。 ● 齿轮计算时，螺旋角应精确到秒，分度圆直径、齿顶圆直径等应精确到 0.001mm。 ● 齿轮的模数不小于2mm。 ● 带传动的关键数据（i，d1，d2，a，型号，根数（不大于5），带轮宽度）和两对齿轮传动的参数填入P22表3-1（有关变位部分删除），交给指导教师检查。四、减速器箱体关键尺寸的确定（第一周4）
上海理工大学机械工程学院 课程设计说明书减速箱设计计算 机械四班杨浩0714000322 2010/1/22
设计题目： 设计一带式输送机的传动装置，传动简图如下： 工作条件如下： 用于输送碎料物体，工作载荷有轻微冲击（使用系数、工况系数），输送带允许速度误差±4%，二班制，使用期限10年（每年工作日300天），连续单向 一、电动机的选择 1.选用电动机 1)选择电动机类型 按工作要求和工作条件选用Y系列封闭式三相异步电动机。 2)电动机的输出功率P 电动机所需的输出功率为： P=kW 式中：P w为工作装置所需功率，kW；为由电动机至工作装置的传动装置的总效 率。 工作装置所需功率P w应由机器工作阻力和运行速度经计算求得： P w===1.76kW 式中：为工作装置的阻力，N；v w为工作装置的线速度，m/s。 由电动机至工作装置的传动装置总效率按下式计算： 查《机械设计》表2-4，得：
取0.96，取0.995，取0.97，取0.99，取0.97 则 0.96×0.9952×0.97×0.99×0.97=0.885 所以 P0==1.99kW 3)确定电动机转速 工作装置的转速为： n w=60×=95.5r/min 由于普通V带轮传动比为： i1≈2～4 圆柱齿轮传动比为： i2≈3～5 故总的传动比为： i=i1i2≈6～20 则电动机所需转速为： n=in w≈(6～20)×95.5=(573～1910)r/min 2. 1)总传动比为： i a===9.84 2)分配传动比： I a=i外i内 考虑减速器结构，故： i外=3 ；i内=3.28 3.计算传动装置的运动和动力参数 1)各轴转速 n电=n=940r/min n1==313r/min
机械设计课程设计答辩经典题目
机械设计课程设计答辩经典题目 1． 你所设计的传动装置的总传动比如何确定和分配的？ 答题要点：由选定的电动机满载转速和工作机转速，得传动装置总传动比为：i w m n n = 总传动比为各级传动比的连乘积，即 齿轮带i i i ?=，V 带传动的传动比范围在2—4 间，单级直齿轮传动的传动比范围在3—6间，一般前者要小于后者。 2． 在闭式齿轮传动中，若将齿轮设计成软齿面，一般使两齿轮齿面硬度有一 差值，为多少HBS ？，为什么有差值？ 答题要点：20—50HBS ；因为一对齿轮在同样时间，小齿轮轮齿工作次数较大齿轮的材料多，齿根弯曲疲劳强度较大齿轮低为使其强度和寿命接近，小齿轮齿面硬度应较大齿轮大。 3． 简述减速器上部的窥视孔的作用。其位置的确定应考虑什么因素？ 答题要点：在减速器上部开窥视孔，可以看到传动零件啮合处的情况，以便检查齿面接触斑点和齿侧间隙。润滑油也由此注入机体内。窥视孔开在机盖的顶部，应能看到传动零件啮合，并有足够的大小，以便于检修。 4． 轴上的传动零件（如齿轮）用普通平键作周向固定时，键的剖面尺寸b ×h 值是根据何参数从标准中查得？ 答题要点：与齿轮相配合处轴径的大小；答辩时，以从动齿轮上键联接为例，让考生实际操作。 5． 当被联接件之一不易作成通孔，且需要经常拆卸时，宜采用的螺纹联接形 式是螺栓联接、双头螺柱联接还是螺钉联接？ 答题要点：螺钉联接。 6． 在设计单级原柱齿轮减速器时，一般减速器中的最大齿轮的齿顶距箱体的 距离大于30—50mm ，简述其主要目的。 答题要点：圆柱齿轮和蜗杆蜗轮浸入油的深度以一个齿高为宜，但不应小于10mm ，为避免油搅动时沉渣泛起，齿顶到油池底面的距离不应小于30～50mm 7． 你所设计的齿轮减速器中的齿轮传动采用何种润滑方式？轴承采用何种润 滑方式？简述润滑过程。 答题要点：齿轮传动采用浸油润滑方式；轴承采用飞溅润滑或脂润滑方式。以飞溅润滑为例，当轴承利用机体内的油润滑时，可在剖分面联接凸缘上做出输油沟，使飞溅的润滑油沿着机盖经油沟通过端盖的缺口进入轴承 8． 简述减速器的油标的作用。 答题要点：检查减速器内油池油面的高度，经常保持油池内有适量的油，一般在箱体便于观察、油面较稳定的部位，装设油标。 9． 齿轮和轴满足何种条件时，应齿轮和轴一体，作成齿轮轴。
目 录
第一章 传动装置的总体设计
一、电动机选择
1.选择电动机的类型 2.选择电动机的功率 3.选择电动机的转速 4.选择电动机的型号
二、计算总传动比和分配各级传动比 三、计算传动装置的运动和动力参数
1.各轴转速 2.各轴功率 3.各轴转矩 4.运动和动力参数列表
第二章 传动零件的设计
一、减速器箱体外传动零件设计
1.带传动设计
二、减速器箱体内传动零件设计
1.高速级齿轮传动设计 2.低速级齿轮传动设计
三、选择联轴器类型和型号
1.选择联轴器类型 2.选择联轴器型号
第三章 装配图设计
一、装配图设计的第一阶段
1.装配图的设计准备 2.减速器的结构尺寸 3.减速器装配草图设计第一阶段
二、装配图设计的第二阶段
1.中间轴的设计 2.高速轴的设计 1 / 25
3.低速轴的设计
三、装配图设计的第三阶段
1.传动零件的结构设计 2.滚动轴承的润滑与密封
四、装配图设计的第四阶段
1.箱体的结构设计 2.减速器附件的设计 3.画正式装配图
第四章 零件工作图设计
一、零件工作图的内容 二、轴零件工作图设计 三、齿轮零件工作图设计
第五章 注意事项
一、设计时注意事项 二、使用时注意事项
第六章 设计计算说明书编写
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第一章 传动装置总体设计
一、电动机选择
1.选择电动机的类型 电动机有直流电动机和交流电动机。直流电动机需要直流电源，结构复杂，价格较高；当交流电动机 能满足工作要求时，一般不采用直流电动机，工程上大都采用三相交流电源，如无特殊要求应采用三相交 流电动机。交流电动机又分为异步电动机和同步电动机，异步电动机又分为笼型和绕线型，一般常用的是 Y 系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，它具有防止灰尘、铁屑或其他杂物侵入电动机内部的特点， 适用于没有特殊要求的机械上， 如机床、 运输机、 搅拌机等。 所以选择 Y 系列三相异步电动机。 b5E2RGbCAP 2.选择电动机的功率 电动机的功率用额定功率 Ped 表示，所选电动机的额定功率应等于或稍大于工作机所需的电动机输出 功率 Pd。功率小于工作要求则不能保证工作机正常工作，或使电动机长期过载，发热大而过早损坏；功率 过大，则增加成本，且由于电动机不能满载运行，功率因素和效率较低，能量不能充分利用而造成浪费。 工作机所需电动机输出功率应根据工作机所需功率和中间传动装置的效率等确定。p1EanqFDPw 工作机所需功率为： Pw ?
Fv ，η w——工作机（卷筒）的效率，查吴宗泽 P5 表 1-7。 1000ηw
工作机所需电动机输出功率为： Pd ?
Pw Pw ，η 1 ——带传动效率；η 2——滚动轴承效率； ? 3 2 η η1η2 η3 η4
η 3 ——齿轮传动效率；η 4——联轴器效率，查吴宗泽 P5 表 1-7。DXDiTa9E3d 电动机的额定功率：Ped=（启动载荷/名义载荷）×Pd，查吴宗泽 P167 表 12-1 选择电动机的额定功率。
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3.选择电动机的转速 具有相同额定功率的同类型电动机有几种不同的同步转速。低转速电动机级数多，外廓尺寸较大，质 量较重，价格较高，但可使总传动比及传动装置的尺寸减小，高转速电动机则相反，应综合考虑各种因素 选取适当的电动机转速。Y 系列三相异步电动机常用的同步转速有 3000r/min、1500r/min、1000r/min 和 750r/min，一般多选同步转速为 1500r/min 和 1000r/min 的电动机。为使传动装置设计合理，可根据工作机 的转速要求和各级传动机构的合理传动比范围，推算出电动机转速的可选范围，即 5PCzVD7HxA nd=(i1i2…in)nw，nd 为电动机可选转速范围，i1，i2，…，in 为各级传动机构的合理传动比范围，nw 为工 作机转速。jLBHrnAILg 工作机转速： nw ?
60 ?1000 ? v πD
查吴宗泽 P188 表 13-2 知：iV 带传动=2~4，i 单级圆柱齿轮传动=2~5，则电动机转速的可选范围为 xHAQX74J0X nd=(2~4)×(3~5)×(3~5)×nw 电动机转速推荐选择 1500r/min
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课程设计报告书题目：双级斜齿圆柱齿轮减速器设计 学院 专业 学生姓名 学生学号 指导教师 课程编号 130175 课程学分 2.0 起始日期 封面纸推荐用210g/m2的绿色色书 编辑完后需将全文绿色说明文字删除，格式不变
课程设计报告格式说明： 1.文字通顺，语言流畅，无错别字，电子版或手写版，手写版不得 使用铅笔书写。 2.请按照目录要求撰写；一级标题为一、二、……序号排列，内容 层次序号为：1、1.1、1.1.1……。 3.对于电子版：一级标题格式：宋体，4号，加粗，两端对齐。 4.对于电子版：正文格式：宋体，小4号，不加粗，行距为固定值 20磅，段前、段后为0行；首行缩进2字符；左右缩进0字符。 5.对于电子版：页边距：上2cm，下2cm，左2.5cm、右2cm页码： 底部居中。 6.所有的图须有图号和图名，放在图的下方，居中对齐。如：图1 模 拟计费系统用例图。 7.所有的表格须有表号和表名，放在表的上方，居中对齐。如：表1 计费功能测试数据和预期结果。 8.所有公式编号，用括号括起来写在右边行末，其间不加虚线。 9.图纸要求： 图面整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，文字注释必须使用工程字书写；必须按国家规定标准或工程要求绘制。
（参考文献范例） 参考文献 （参考文献标题为三号，宋体，加粗，居中，上下空一行） （正文为五号，宋体，行距为固定值20磅,重要资料必须注明具体出处，详细到页码；网上资料注明日期。） 1. 参考文献的著录采用顺序编码制，在引文处按论文中引用文献出现的先后以阿拉伯数字连续编码。参考文献的序号以方括号加注于被注文字的右上角，内容按序号顺序排列于文后。 2. 所引参考文献必须包含以下内容： *引用于著作的———作者姓名﹒书名﹒出版地：出版者，出版年﹒起止页码． 如：［1］周振甫. 周易译注［M］．北京：中华书局，1991. 25. ［2］Clark Kerr. The Uses of the University. Cambridge: Harvard University Press, 1995. 50. *引用于杂志的———作者姓名﹒文章名﹒刊名，年，卷（期）：起止页码． 如：［1］何龄修．读顾诚《南明史》［J］．中国史研究，1998,（3）：16~173． ［2］George Pascharopoulos. Returns to Education: A Further International Update and Implications. The Journal of Human Resources, 1985, 20（4）: 36~38. *引用论文集、学位论文、研究报告类推。 *引用论文集中的析出文章的―― 如：［1］瞿秋白．现代文明的问题与社会主义［A］．罗荣渠．从西化到现代化［C］．北京：北京大学出版社，1990. 121~133．［2］Michael Boyle-Baise. What Kind of Experience? Preparing
设计题目1：手动圆柱螺旋弹簧缠绕机设计 机构简图： 导轨 技术要求：弹簧螺距通过调整挂轮传动比可变，钢丝应拉紧，弹簧直径可变，最大长度Lmax为300mm。 主要参数： 弹黄中径D2：mm 钢丝直径d：mm 弹簧螺距p ：mm 设计要求： 1)拟定机构系统总体运动方案,画出系统运动方案简图，完成论证报告。 2)完成传动系统或执行系统的结构设计，画出传动系统或执行系统的装配图。 3)设计主要构件和零件，完成1张构件图和3张零件工作图。 4)编写设计说明书。 完成日期：年月日指导教师
设计题目2：稳速器的设计 工作简图： 4 1－输出轴２－机体３－主输入轴４－辅输入轴 技术要求：输出轴转速稳定，主轴速度波动由辅轴调节。 主要参数： 输出轴转速n2 r/min 主轴转速范围n1±r/min 输出轴功率P kw 设计要求： 1)拟定机构系统总体运动方案,画出系统运动方案简图，完成论证报告。 2)完成传动系统或执行系统的结构设计，画出传动系统或执行系统的装配图。 3)设计主要构件和零件，完成1张构件图和3张零件工作图。 4)编写设计说明书。 完成日期：年月日指导教师
设计题目3：自动钢板卷花机设计 工作简图： 技术要求：卷花轴转φ1角后，内限位板与卷花轴共同转φ2角,外限位板可限位和 退出,并有退料装置。限位板直径D ：400mm ， 主要参数： 卷花轴转角φ1：3600 内限位板转角φ2：1800 钢板宽和厚：30×3 生产率： 电机功率P ：1.1kw 设计要求： 1)拟定机构系统总体运动方案,画出系统运动方案简图，完成论证报告。 2)完成传动系统或执行系统的结构设计，画出传动系统或执行系统的装配图。 3)设计主要构件和零件，完成1张构件图和3张零件工作图。 4)编写设计说明书。 完成日期： 年 月 日 指导教师 1 2 3 4 1－卷花轴 ２－模板 ３－钢板花 ４－内限位板
机械设计课程设计1、机械设计课程设计的性质、任务及要求 课程性质：考查课 设计内容：二级齿轮减速器 需完成的工作： 1）二级齿轮减速器装配图1张 2）零件图2张 3）设计计算说明书1份 设计时间：三周 考核方式：检查图纸、说明书+ 平时考核+ 答辩要求： 1）在教室里进行设计。 2）按照规定时间完成阶段性任务。 3）未经指导教师允许，不得用AutoCAD绘图。4）按照规定的格式和要求的内容书写说明书。 2、课程设计的内容和步骤
1）传动装置的总体设计（周一） ①选择电动机 P电=P工/η 建议同步转速取1000 rpm或1500rpm ②分配传动比 i总=i1i2i链 对于二级圆柱齿轮减速器i1 =1.3~1.4 i2 ③各轴的传动参数计算 P k= P k-1/ηk n k= n k-1/i k T k=9550*P k/n k 2）传动零部件的设计计算（周二） 包括:带传动的设计计算; 链传动的设计计算;齿轮传动的设计计算等,设计方法主要参照教科书。（注意：齿轮传动的中心距应为尾数为0 或5 的整数，故最好选用斜齿传动。 3）装配草图的绘制（周三～下周一） ①轴系零部件的结构设计 初估轴的最小直径；轴的结构设计；轴上零件的选择（如键、轴承、联轴器等）。 ②确定箱体尺寸 按照经验公式确定箱体尺寸。 ③主要轴系部件的强度校核（轴、轴承、键等）。 ④确定润滑方式 ⑤绘制装配草图并确定减速器附件。 4）绘制装配图（0#或1#图纸）（周二～周五） 5）绘制零件图（周一） 6）编写设计计算说明书（周二） 7）答辩（周三～周五）
3、设计计算说明书格式
机械设计课程设计 计算说明书 设计题目：带式输送机 班级： 设计者： 学号： 指导老师： 日期：2011年01月06日
目录 一、题目及总体分析 (1) 二、选择电动机 (2) 三、传动零件的计算 (7) 1）带传动的设计计算 (7) 2）减速箱的设计计算 (10) Ⅰ.高速齿轮的设计计算 (10) Ⅱ.低速齿轮的设计计算 (14) 四、轴、键、轴承的设计计算 (20) Ⅰ．输入轴及其轴承装置、键的设计 (20) Ⅱ．中间轴及其轴承装置、键的设计 (25) Ⅲ．输出轴及其轴承装置、键的设计 (29) 键连接的校核计算 (33) 轴承的校核计算 (35) 五、润滑与密封 (37) 六、箱体结构尺寸 (38) 七、设计总结 (39) 八、参考文献 (39)
一、题目及总体分析 题目：带式输送机传动装置 设计参数： 设计要求： 1).输送机运转方向不变，工作载荷稳定。 2).输送带鼓轮的传动效率取为0.97。 3).工作寿命为8年，每年300个工作日，每日工作16小时。设计容： 1.装配图1； 2.零件图3； 3.设计说明书1份。 说明： 1.带式输送机提升物料：谷物、型砂、碎矿石、煤炭等； 2.输送机运转方向不变，工作载荷稳定； 3.输送带鼓轮的传动效率取为0.97； 4.工作寿命为8年，每年300个工作日，每日工作16小时。
装置分布如图： 1. 选择电动机类型和结构形式 按工作条件和要求选用一般用途的Y 系列三相异步电动机，卧式封闭。 2. 选择电动机的容量 电动机所需的工作效率为： d w d P P η= d P -电动机功率;w P -工作机所需功率; 工作机所需要功率为： w Fv P 1000 ＝ 传动装置的总效率为： 42d 1234ηηηηηη＝ 按表2-3确定各部分效率： V 带传动效率97.01=η， 滚动轴承传动效率20.97η＝， 三 相电压 380V
` 习题复习 10-1.在图10-15轮系中，已知Z1=15，Z2=25，Z3=15，Z4=30，Z5=15，Z6=30，求的大小和方向。i16 解：的方向如右图所示：i1 6 n1 Z 2 * Z 4 * Z 6 i16 = = n6 Z1 * Z 3 * Z 5 = = 25 * 30 * 30 15 *15 *15 20 3 习题复习 10-2.图10-16轮系中，各齿轮为标准齿轮、标准安装，已知齿轮1、2、3的齿数分别为Z1、Z2、Z3，求模数相同时的Z4及i14 。 解：由已知条件知： a12 = m ( z1 + z 2 ) m ( z 3 + z 4 ) = = a34 2 2 ∴z4 = z1 + z2 + z3 1 z2 z4 z ( z + z + z3 ) i14 = ( ? 1) =? 2 1 2 z1 z3 zz 1 3 2 z1 z 3 + z1 z2 + z2 =? z1 z3 习题复习 10-4.图10-18所示为NGW型行星齿轮减速器，Z1=20、Z2=31、Z3=82，n1=960r/min，求i1H 和n H 。解：H n1 ? nH Z 2 Z3 82 i13 = = (? )( ) = ? n3 ? nH Z1 Z 2 20 将n1 = 960r / min, n3 = 0代入上式得960 ? nH 82 =? ?nH 20 960 * 20 则nH = = 188.24 r / min 82 + 20 i1 H n1 960 = = = 5.1 n H 188.24 11-1.按载荷分类，轴有哪几种类型？它们各承受什么载荷？答：根据所承受载荷的不同，轴可分为转轴、传动轴和心轴三类。转轴既承受转矩又承受弯矩；传动轴主要承受转矩，不承受或承受很小的弯矩；心轴只承受弯矩而不承受转矩。 习题复习 11-2.若轴的强度不足或刚度不足时，可分别采取哪些措施？答：轴的强度不足时通常采取以下两种方式提高强度：（1）减小轴的应力集中多数转轴在变应力作用下工作，易发生疲劳破坏，所以，轴肩处应有较大的过渡圆角；轴的直径变化应尽可能小；当靠轴肩定位零件的圆角半径过小时，可采用内凹圆角或加装隔离环；键槽端部与轴肩的距离不宜过小，以免损伤轴肩处的过渡圆角和增加重叠应力集中源的数量；尽可能避免在轴上受载较大的轴段切制螺纹。 习题复习 ⑵提高表面质量包括降低表面粗糙度；对重要的轴可采用滚压、喷丸等表面强化处理；表面高频淬火热处理；渗碳、氰化、氮化等化学处理。轴的刚度不足时，可适当增加轴的直