(新)机械装备设计大作业
- 格式:doc
- 大小:407.50 KB
- 文档页数:10
《结构设计》课程大作业一、课程大作业的目的:1、课程大作业属于机械专业设计类课程的延续,是机械系统设计的一次全面训练,可以为毕业设计打下良好基础。
通过课程大作业,进一步学习掌握机械系统设计的一般方法,培养学生综合运用机械制图、机械设计、机械原理、公差与配合、金属工艺学、材料热处理及结构工艺等相关知识,联系实际并运用所学过的知识,提高进行工程设计的能力。
2、加强学生运用有关设计资料、设计手册、标准、规范及经验数据的能力,提高技术总结及编制技术文件的能力,培养和提高学生独立的分析问题、解决问题的能力,也是毕业设计教学环节实施的前期技术准备。
二、课程大作业的基本要求:1、分组与选题:①自由组合,每组原则上三人(最少2人);每组的同学统一提交、共同答辩。
②具体课题题目(由指导教师给出),同组同学集体研讨后完成。
2、大作业的基本要求:①大作业的论述必须合理;②大作业中的内容要注明出处,注明资料来源(参考文献及资料);③总的文字(含图、表)不少于2万字,使用标准A4纸打印成稿(文字选用宋体小四号,页边距均为2cm,单倍行距),封面需要注明课题详细名称、参加学生姓名、班级学号、指导教师等。
三、课程大作业题目及其要点举例说明在下列的机械结构设计中,如何提高机械结构性能的途径或措施有那些?(围绕题目和要点)机自082-28吴铁健、-29张明、-14张钦亮:(二十八)便于切削设计准则(1)便于退刀准则(2)最小加工量准则(3)可靠夹紧准则(4)一次夹紧成形准则(5)便利切削准则(6)减少缺口效应准则(7)避免斜面开孔准则(8)贯通空优先准则(9)孔周边条件相近准则机自083 -06焦文、 -36张浩然、 -14丁世洋:(一)提高强度和刚度的结构设计1、载荷分担2、载荷均布3、减少机器零件的应力集中4、利用设置肋板的措施提高刚度(二)提高耐磨性的结构设计1、改善润滑条件2、合理选择摩擦副的材料和如处理3、使磨损均匀,避免局部磨损4、调节和补偿机自083 -07李重阳、 -18左野、 -17何权峰:(三)提高工艺性的结构设计1、铸造零件的工艺性2、热处理零件的工艺性3、切削加工工艺性4、零件装配的工艺性(四)轴系结构的设计1、滚动轴承的轴系结构设计2、滚动轴承及轴上零件的轴向定位和固定方法(1)轴肩和轴环(2)圆螺母(3)套筒(4)轴用弹性挡圈(5)紧定螺钉(6)轴端挡圈(7)销钉(8)其他方法机自083 -20张旭阳、 -19张帆、 -10高升:(五)提高轴系结构刚度的主要措施(1)合理选择轴截面的形状(2)改善支撑(六)提高轴系结构强度的主要措施(1)合理安排轴上载荷的传递路线(2)改善轴上零件结构(3)减少应力集中(4)提高轴颈的表面质量机自083 -12 邱璐、 -25 吴梦、 -29 宋娜:(七)滚动轴承的配合1、滚动轴承配合的特点2、滚动轴承配合的选择(1)载荷大小和方向(2)轴承的工作温度(3)轴承的固定形式(4)轴承的拆装条件(5)轴承的精度等级(八)提高滚动轴承轴系刚度和精度的措施(1)提高轴承支撑刚度和精度(2)选用刚度大的轴承(3)采用多支点轴系(4)轴承预紧(5)合理配置精度机自083-08 唐嘉澜、机自082-02 生小飞、-11 贺仁良:(九)机械润滑方式的概述(十)常用的润滑方式及装置(1)人工加油(脂)润滑(2)滴油油杯润滑(3)油绳、油垫润滑(4)油环、油链润滑(5)侵油及飞溅润滑(6)油雾润滑(7)压力供油润滑(8)定时定量集中自动供油润滑系统(十一)典型零部件润滑方式的选择(1)滚动轴承(2)齿轮及蜗杆传动机自082-10 于军、-30朱光召、 -22金金:(十二)改善滚动轴承轴系的结构工艺性(十三)轴向间隙及轴系轴向位置的调整方法(十四)改善轴的结构工艺性机自084-06 朱洁、 -11 张媛媛、 -15 刘杰:(十五)机械装置密封的概述(1)密封的基本要求(2)常见的密封装置(静、动密封)(十六)组合密封装置(十七)旋转密封装置的工作机理和选择原则(十八)接触式旋转密封装置(1)毡圈密封(2)密封圈(3)唇形油封(4)机械密封机自081-32冷浩威、 -18王剑、 06李亮:(十九)非接触式旋转密封装置(1)迷宫密封(2)离心式密封(3)螺旋密封(二十)静密封装置(1)直接接触密封(2)垫片、垫圈密封(3)密封胶密封(4)字紧式密封机自083-04 赵晶晶、-22 赵丽丽、机自082-25 陈星彤:(二十一)薄板件设计准则(1)薄板翻边准则(2)薄板零件禁攻丝准则(3)薄板件判定标准(4)形状简单准则(5)节省材料准则(6)足够强度刚度准则(7)避免粘刀准则(8)弯曲棱边垂直切割面准则(9)平缓弯曲准则机自082 -12 李冰、 -17 杨紫旭、 -40 王大明:(10)避免小圆形卷边准则(11)槽孔边不弯曲准则(12)复杂结构组合制造准则(13)避免直线贯通准则(14)压槽连通排列准则(15)空间压槽准则(16)局部松弛准则机自081-33 张旭、-21 迮晓晨:(二十二)防腐蚀设计准则(1)避免大面积叠焊准则(2)避免缝隙残留物准则(3)避免局部微观腐蚀环境准则(4)防止流体通道淤积原则(5)避免大温度和浓度梯度差准则(6)防止高速流体准则(7)腐蚀裕度准则(8)最小比表面积准则(9)便利后继措施准则(10)良好力学状态准则机自082-32 陈博、-18 倪鑫、-03宋子芊:(二十三)公差设计准则(1)关键配合尺寸的加工要求明确准则(2)同一道工序准则(3)减少钢体转动位移准则(4)避免双重配合准则(5)最小公称尺寸准则(6)避免累积误差准则(7)形状简单准则(8)最小尺寸数量准则(9)采用弹性元件准则(10)采用调节元件准则机自081-16 张德振、-15 徐景宾、-25 王思宾:(二十四)工艺设计准则(1)螺钉的扭矩扭力要求(2)内孔后处理准则(3)重要安装面受保护准则(4)精密零件包装强化要求准则(5)模具件外观判定(6)工装辅助装配设计准则(7)容易松动的位置加螺纹胶等防松措施(8)易掉细小物件固定准则(9)可更换件方便拆装准则(10)开关防误操作准则(11)重零部件组装中先支撑准则(12)相近组件中明显区分部件准则机自081-24 胡宇博、机自083-02 王华尊、-09 姜明龙:(二十五)焊接件设计准则(1)何连续性原则(2)免焊缝重叠(3)缝根部优先受压(4)免铆接式结构(5)免尖角(6)构的设计便于焊接前、后的处理、焊接的操作和检测(7)接焊缝强度较大,尤其动载荷时优先采用(8)接区柔性准则(9)少的焊接(10)材料的可焊性,碳钢中的碳含量(11)前处理、后处理工艺(12)焊缝受载形式利于焊接工艺准则机自083-42 赵家新、机自083-21 赵飞龙:(二十六)可靠性设计准则(1)冗余法则(2)零流准则(3)可靠的工作原理准则(4)裕度准则(5)全阀准则(6)简单准则机自082-27 刘塑、-19 李鹏鹏、-16 李宝玉:(二十七)力学原理设计准则(1)强度计算和试验准则(2)均匀受载准则(3)力流路径最短准则(4)减低缺口效应准则(5)变形协调准则(6)等强度准则(7)附加力自平衡准则(8)空心截面准则(9)受扭截面凸形封闭准则(10)最佳着力点准则(11)受冲击载荷结构柔性准则(12)避免长压杆失稳准则(13)热变形自由准则机自082-28吴铁健、-29张明、-14张钦亮:(二十八)便于切削设计准则(1)便于退刀准则(2)最小加工量准则(3)可靠夹紧准则(4)一次夹紧成形准则(5)便利切削准则(6)减少缺口效应准则(7)避免斜面开孔准则(8)贯通空优先准则(9)孔周边条件相近准则机自082-06陈浩然、-07李桢、-08石海洋:(二十九)热应力设计准则(1)问题点明确准则(2)知识点明确准则(3)减法结构准则(4)加法结构准则(5)方向调节原则(6)消除温度差准则(7)自由膨胀准则(8)柔性准则机自084-09王川、-17张坚、-32吴朝:(三十)塑胶件设计准则(1)零件配合无变形过应力准则(2)避免翘曲准则(3)细长筋受拉准则(4)避免内切准则(5)避免尖锐棱角准则(6)铸塑构件避免局部材料堆积(7)避免局部表面倒塌准则(8)避免公差精度准则(9)非各向同性准则(10)粘合面剪切力原则(11)螺栓带衬板准则(12)最小壁厚准则(13)避免局部材料堆积准则机自084-13王廷瑞、-30尚男:(三十一)运动部件设计准则(1)可活动部件预防准则(2)运动部件防护和标识准则(3)运动部件长期磨损期储存腐蚀的SFC分析准则(4)磨损后的运动部件安全设计准则(5)最大活动范围受控准则(6)运动部件装配专用工装夹具准则机自084-04胡天宇、-05于乐、-10李承鑫:(三十二)轴支撑设计准则(1)轴向静定准则(2)固定轴承轴向能双向受力准则(3)固定轴承四面定位准则(4)松弛轴承至少一圈定位准则(5)受变载轴承圈固定准则(6)可分离轴承的配合固定准则(7)可分离轴承的调隙准则(8)便利安装拆装准则(9)滚动轴承滑动轴承不混用准则(10)保障轴向定位可靠准则(11)过渡配合准则(12)避免双重配合准则机自084-14徐韬铠、-18卢猛、-20唐洋洋:(三十三)铸件设计准则(1)最小壁厚准则(2)筋长方向柔性准则(3)避免局部材料堆积准则(4)良好的受力状态准则(5)便利模具制作准则(6)脱模方便准则(7)流动畅通准则(8)便于排气准则(9)清除表皮方便准则(10)便于切削加工准则机自084-07王显斌、-19袁家昕、-25谭诗远:(三十四)便于装配设计准则(1)预留装配活动空间准则(2)一道工序只操作揖个活动零件准则(3)装配累积误差受控准则(4)密封圈装配过程光滑过渡准则(5)清洗烘干排液便利准则(6)加工过程表面要求(7)标准工具准则(8)便于运送的原则(9)便于方位识别的准则(10)方便抓取准则机自082-04宁良宇、 -30朱光召、机自084-26 王嘉循:(11)方便定位准则(12)简化运动准则(13)方便接近准则(14)避免同时入轨准则(15)一体化准则(16)简单连接件准则(17)避免高精度装配公差准则(18)组合制造准则(19)便于拆卸准则。
机械设计实训班级:08061041学生:王武学号:20080008指导教师:刘昭琴完成时间:2010年1月15日重庆航天职业技术学院《机械设计CAD设计》任务书课程代码:01030039 题号: A2 发给学生:王武题目:设计用于带式运输机的一级圆柱齿轮减速器1—V带传动2—运输带3—一级直齿圆柱齿轮减速器4—联轴器5—电动机6—卷筒已知条件:1. 卷筒效率0.96(包括卷筒与轴承的效率损失);2. 工作情况:两班制,连续单向运转,载荷较平稳,运输带速度允许误差为±5%;3. 使用折旧期10年;4. 制造条件及生产批量:一般机械厂制造,小批量生产。
设计工作量:1. 减速器装配图1张(A0或A1);2. 低速轴和低速轴齿轮的零件图各1张(比例1:1);3. 设计说明书1份,约30页,1万字左右。
说明书要求:1. 说明书既可手写也可打印,纸张为A4打印纸,页边距为左2.5cm、右2cm、上2cm、下2cm;说明书内大标题三号宋体,小标题小三号宋体,正文小四号宋体且为单倍行距。
2. 说明书包括封面、任务书、目录、正文和总结,请按该顺序装订。
必须按给定题号的参数做设计,否则作不及格处理。
交出设计所有资料的最后时间:2010.01.15目录第一章总论 (1)一.课程设计的目的 (1)二.课程设计的内容和任务 (1)三.课程设计的步骤 (1)四.课程设计的有关注意事项 (2)第二章传动装置的总体设计 (3)一.分析和拟定传动方案 (3)二.选择电动机型号 (4)三.计算总传动比和合理分配传动比 (6)四.计算传动装置的运动和动力参数 (6)第三章传动零件的设计 (7)一.选择联轴器的类型和型号 (7)二.设计减速器外传动零件 (7)三.设计减速器内传动零件 (8)第四章减速器箱体的设计 (23)第五章润滑方式和密封类型的选择 (24)个人总结 (26)。
现 代 机 械 设 计 大 作 业——旋片泵的设计 汪浩装备1002班 20102330一、 设计规划1. 产品开发的必要性和市场需求的预测首先根据需求,我们需要能快速得到低真空,因此我们决定了设计一个真空泵以满足需求。
2. 有关产品的国内外水平和发展趋势根据调研,我们得知真空泵有多种多样,有液环式真空泵、往复式真空泵、旋片式油封机械泵、滑阀式油封机械泵、罗茨式真空泵、爪式真空泵、涡旋式真空泵、分子真空泵、水喷射泵、蒸汽喷射泵、油扩散泵、油扩散喷射泵、低温泵、溅射离子泵等。
并且通过调查可知道各个泵的性能指标和技术指标。
3. 预期达到的目标,包括设计水平、技术要求1) 极限真空度:Pa 2100.6-⨯2)名义抽速:s L /8 3)泵的工环境做温度为5~40℃。
二、方案设计 1. 原理方案设计由于是抽粗真空,一并考虑加工的方便、价格因素以及技术的成熟,我们选择旋片泵作为设计方案。
并且其中型号为2XZ 系列双级高速直联旋片泵的为最优,而旋片泵又有一下技术指标。
1) 泵在100KPa ~6KPa 的入口压力下,连续运转时间不应超过3min ,并在入口通大气时,1min 内无油喷现象。
2) 泵必须附气镇装置,以抽除一定量的可凝性气体。
3) 泵不应有漏油现象,水冷泵不得漏水。
4) 泵设计时几何抽速应为抽气速率的1~1.2倍。
5)泵在连续运行500小时候,性能指标应符合标准的规定。
旋片泵工作原理图1-泵体;2-旋片;3-转子;4-弹簧;5-排气阀2. 结构方案设计根据相关手册以及其标准规定,我们能先初步制作出该泵的结构简图,以方便下一步设计。
结构简图三、技术设计决定了泵的型号之后,考虑到和泵的匹配问题,先选择对应的电机型号,我们从功率、转速、工作环境以及电源条件选择了卧式封闭型Y(IP44)系列三相交流异步电动机B35型。
一并选取泵的加工材料。
之后根据设计方案原理,我们选择旋片数为2片,考虑加工的因素选择泵的长径比为1,根据相关设计手册规定,以及加工和造型,我们选择转子直径与泵腔直径比为0.8。
拖把涮洗桶随着我国拖把市场的迅猛发展,与之相关的一些生产技术应用与研发也成为业内企业关注的焦点。
目前,市场上虽然出现了一些新式拖把,但在最基本的使用方面和老式的拖把相比,也没什么差别。
不管是新式还是老式,但最使用户感觉不便的是拖把洗净后要把水拧干的确很为难,不是用脚踩就是用手拧,劳动强度大,费时费劲,同时又弄脏双手,特别是冬天使用起来又冷又不卫生。
也有把拖把洗净后挂于墙壁自然脱水,这样使其长时间处于很湿的状态下而影响拖把的使用寿命。
通过本次的设计,拖把洗涤甩干机能满足加工需求,保证加工精度,使用较为方便,工作可靠,便于维修、调整。
提高了工作效率,预计能达到设计要求。
在设计过程中,由于知识的缺乏和实践经验的不足,难免有些遗漏,疏忽及错误,望老师能够批评指正。
需要解决的问题A. 拖把洗涤甩干机的框架思路设计B. 拖把洗涤甩干机的结构方案a)总体方案b)结构组成c)传动机构及其运动原理C. 拖把洗涤甩干机的设计方案与分析a)总体与零部件的设计思路b)结构设计与分析c)功能设计与分析D. 拖把洗涤甩干机主要零部件的Pro/E三维造型图和CAD的二维图总体设计本次设计的拖把洗涤甩干机,运用了创新设计方法里系统分析法中的设问探求法和缺点列举法等、联想类比法中的联想法和类比法等,进行了总体的结构方案设计和组成结构以及运动原理的设计。
针对目前拖把的一系列问题,为此设计的该拖把洗涤甩干机由外到内满足:(1)装置为脚踏式,整体呈“L”型。
(2)组成结构有扶手(含卡套),箱体,甩水筒,洗涤波轮,踏板,齿轮传动机构,排水管,滚轮等组成。
(3)卡套可以使拖把放入甩水筒时,拖把杆在筒的中心线上,有效的减少震荡,提高除水效率。
卡套松紧可以调节。
(4)发挥洗涤和除水功能的甩水筒和波轮分别安装在两厢(材料均来自废旧的家用小型洗衣机,废物再利用,节省成本),呈阶梯形布置,底下接有排水管。
(5)齿轮传动机构(含有锥齿轮,单向轴承和带轮传动)集体安装于一张底板,和排水管安置于箱体腹部,保证外形美观。
五邑大学机床主传动系统设计专业:机械工程及自动化姓名:余绍赞学号:3112003184指导老师:崔敏2015年5月设计题目:无丝杠车床主传动系统运动和动力设计设计要求:(三相4极异步电机,同步转速1500rpm)设计任务:(1)运动设计根据给定的机床用途、规格、极限速度、转速数列公比(或转速级数),分析、比较、拟定传动结构方案(包括结构式、转速图和传动系统图),确定传动副的传动比及齿轮的齿数,并计算主轴的实际转速与标准转速的相对误差。
(2)动力参数和结构参数设计根据给定的电动机功率和传动件的计算转速,初步计算传动轴直径、齿轮模数;确定机床主轴结构尺寸。
一、运动设计 (4)1、确定极限转速 (4)2、确定公比φ (4)3、求出主轴转速级数Z (4)4、确定结构式 (4)5、绘制转速图 (5)6、绘制传动系统图 (8)7、确定变速组齿轮传动副的齿数 (9)8、校核主轴转速误差 (11)二、动力设计 (12)1、传动轴的直径的确定 (12)2、齿轮模数的初步计算 (13)3、确定机床主轴结构尺寸 (16)参考文献 (17)一、运动设计1、 确定极限转速根据设计参数,主轴最低转速为35.5r/min ,级数为12,且公比φ=1.26。
根据《机械制造装备设计》表2-5标准数列知:因为41.26=1.06,首先找到最小极限转速35.5,再每跳过3个数(1.26=41.06)取一个转速,即可得到公比为1.26的数列:35.5、45、56、71、90、112、140、180、224、280、355、450max min 45012.6835.5n n R n === 2、 确定公比φ根据设计数据,公比φ=1.263、 求出主轴转速级数Z根据设计数据,转速级数Z=124、确定结构式① 按照传动副前多后少原则,选用12322=⨯⨯的传动方案。
② 由前密后疏原则(传动顺序与扩大顺序相一致),由设计时要使主轴的转速为连续的等比数列,则必有一个变速组的级数比为1,则基本组01X =,第一扩大组的级比指数一般为013X P ==,第二扩大组的级比指数一般是210326X PP ==⨯=其中最后扩大组的变速范围22(1)6(21)21.2648X P R ϕ--===<(主传动各变速组的最大变速范围8~10)符合要求。
机械设计大作业二说明书课程名称:机械设计设计题目:螺旋起重器的设计院系:机电工程学院班级:设计者:学号:指导教师:设计时间: 2012 年 9月 16日设计题目:第三章螺纹传动设计表3.1 螺旋起重器的示意图及已知数据设计要求:⑴绘制装配图一张,画出起重器的全比结构,按照比例装配图要求标注尺寸、序号及填写明细栏、标题栏、编写技术要求。
⑵撰写设计说明书一份,主要包括起重器各部分尺寸的计算,对螺杆和螺母螺纹牙强度、螺纹副自锁性、螺杆的稳定性的校核等。
96.3e Mpa σ==由参考文献[1]表5.9可以查得螺杆材料的许用应力[]3~5sσσ=,355s Mpa σ=,则相应的[]71~118Mpa σ=,取[]100Mpa σ=。
显然,[]e σσ<,螺杆满足强度条件。
3.3 螺纹牙强度校核螺母螺纹牙根部剪切强度条件为:][4τπτ≤=b D Z Fq 式中:Fq ——轴向载荷,N ;D 4——螺母螺纹大径,mm;Z ——螺纹旋合圈数,Z 取10;b ——螺纹牙根部厚度,mm ,梯形螺纹b=0.65P=0.65×6mm=3.9mm 。
代入数值计算得400009.910330.656MPa τπ==⨯⨯⨯⨯ 查参考文献[1]表8.12滑动螺旋副材料的许用剪应力[]30~40MPa τ=,显然[]ττ<。
螺母螺纹牙根部的弯曲强度条件为:][324b Q b b D Z l F σπσ≤=式中:l ——弯曲力臂 423329222D d l mm --===; 其它参数同上。
代入数值计算得 2340000215.2201033(0.656)b MPa σπ⨯⨯==⨯⨯⨯ 查参考文献[1]表8.12得螺母材料许用弯曲应力40~60b Mpa σ=。
显然,[]b b σσ<,即满足螺纹牙的强度条件。
3.4 螺纹副自锁条件校核螺纹副自锁条件为:'arctan ','f =≤ρρψ 其中,216arctan arctan 3.767929np d ψππ⨯===⨯ ︒==1427.509.0arctan 'ρ因为ϕ≤'ρ,所以满足螺纹副满足自锁条件。
卧式升降台铣床主传动系统设计机电学院机械设计制造及其自动化0940002班高力扬1090811003哈尔滨工业大学(一) 设计任务设计题目:卧式升降台铣床主传动系统设计已知条件:工作台面积250×1000mm 2,最低转速26.5r/min ,公比φ=1.26,级数Z=17,切削功率N=4KW 。
设计任务:1. 运动设计:确定系统的转速系列;分析比较拟定传动结构方案;确定传动副的传动比和齿轮的齿数;画出传动系统图;计算主轴的实际转速与标准转速的相对误差。
2. 动力设计:确定各传动件的计算转速;初定传动轴直径、齿轮模数;选择机床主轴结构尺寸。
(二) 运动设计1. 确定转速系列已知最低转速为26.5r/min ,公比φ=1.26,查教材表4-2标准转速系列的本系统转速系列如下:26.5 33.5 42.5 53 67 85 106 132 170 212 265 335 425 530 670 850 10602. 确定结构式(1) 确定传动组和传动副数由于总级数为17,先按18设计再减掉一组。
共有以下几种方案:17=3×3×2 17=3×2×3 17=3×3×2根据传动副前多后少原则,以减少传动副结构尺寸选择第一组方案,既:17=3×3×2(2) 确定结构式按前密后疏原则设计结构式中的级比指数,得到:18=31×33×29减掉一组转速为:17=31×33×28对于该结构式中的第二扩大组x 2=8、p 2=2,因此r 2=φ8×(2-1)=1.268=6.32<8。
该方案符合升二降四原则。
3. 绘制转速图 (1) 选定电动机本题已经确定切削为4KW ,4极电机,由于机床结构未定,按公式=0.8P P 切主估算主电机功率为5KW 。
参照相关手册选择Y132S-4型电机。
目录:1.1 设计题目1.2机械系统的方案拟定1.2.1工作原理确定1.2.2执行构件及其运动设计1.2.3原动机的选择1.2.4执行构件的运动协调性(运动循环图)设计1.2.5机构选型及组合1.2.6方案评价及优选1.3相关机构的尺度综合(包括运动及动力设计和仿真)1.4机械系统的运动简图绘制及相关性能分析或说明1.5课程设计体会及建议1.6主要参考文献1.1设计题目:光纤接头保护玻璃管的结构与尺寸如图 3.1a所示。
光纤接头保护玻璃管被套在光纤接头处,以保护光纤接头。
为不致损伤光纤,保护玻璃管内孔两端需倒角,如图a所示。
该玻璃管内孔两端倒角宜采用细粒砂轮高速磨削的工艺,以避免砂轮磨削力过大而损坏其端口。
其砂轮磨削头的形状如图b所示。
由于其用量很大,故需设计一台专用自动倒角磨削装置来加工。
a) b)图3.1设计技术要求如下:1)保护玻璃管在倒角之前处于散堆状态,磨削时需自动整理并逐个送料,故需配套设计自动送料机构。
2)保护玻璃管磨削时需自动夹紧,但夹紧力不宜过大,以免造成玻璃管损坏。
为了减小对其夹紧力,应采用两套砂轮磨头,并沿轴向相对布置,相向进给,反向旋转,使两磨削力得以平衡,实现两端口同时磨削并自动定位。
要求两砂轮的转速约6000r/min,并用两套微型电动机驱动分别独立驱动,电动机的转速约1500r/min。
3)要求保护玻璃管磨削机从自动送料、装卸与夹紧、磨削控制等全部自动工作,并用一个电动机驱动,电动机的转速约1500r/min < 4)每班(8小时)生产率不低于4000件。
1.2机械系统的方案拟定1.2.1工作原理确定倒角机的伺服系统主要分成三部分:送料装置,自动夹紧装置,以及刀架逆向行驶磨削控制装置。
送料装置采用的是来回往复震荡送料机构来实现,在装料盒上开三个与毛胚轴线处截面尺寸相同的孔(即长为10mm宽为5mm通过来回震动,使毛胚落下。
夹紧装置用凸轮来实现,凸轮远休端与夹具接触时,工件被夹紧,当近休端与夹具接触时,在棍子推杆的拉力作用下,夹具的两部分分开,工件从夹具上掉落同时在加工完成时,有足够的时间使工件从家具上掉落,避免被夹具夹毁。
一、机械设计的一般设计过程;机械设计的一般过程:设计阶段设计工作内容应完成的报告或图纸1、计划阶段:1)根据市场需求,或受用户委托,或由主管部门下达,提出设计任务。
2)进行可行性研究,重大问题应召开有关方面专家参加的论证会。
3)编制设计任务书。
4)提出可行性论证报告。
5)提出设计任务书,任务书应尽可能详细具体,应包括主要的功能指标,它是以后设计、评审、验收的依据。
6)签订技术经济合同。
2、方案设计阶段:1)根据设计任务书,通过调查研究和必要的分析(还可能需要进行原理性的试验),提出机械的工作原理。
2)进行必要的运动学设计(一般是初步的、粗略的),提出几种机械系统运动方案。
3)经过分析、对比和评价,作出决策,确定出最佳总体方案。
提出方案的原理图和机构运动简图,图中应有必要的最基本的参数3、技术设计阶段:1)运动学分析与设计。
2)工作能力分析与设计。
3)动力学分析与设计。
4)结构设计。
5)装配图和零件图的绘制。
4、完成机械产品的全套技术资料:包括:1)标注齐全的全套完整的图纸,包括外购件明细表。
2)设计计算说明书。
3)使用维护说明书。
5、试制试验阶段:通过试制和试验,发现问题,加以改进,一般是回到技术设计阶段,修改某一部分设计结果。
1)提出试制和试验报告。
2)提出改进措施,修改部分图纸和设计计算说明书。
6、投产以后:1)收集用户反馈意见,研究使用中发现的问题,进行改进。
2)收集市场变化的情况。
3)对原机型提出改进措施,修改部分图纸和相关的说明书。
4)根据用户反馈意见和市场变化情况,提出设计新型号的建议。
不同类型的设计,其过程也不尽相同,并没有一个通用的、一成不变的程序。
对开发性设计,其过程最复杂和完整。
适应性设计和参数化设计的过程则视具体情况的要求而定,不一定这样完整。
二、机械创新设计的常用方法1、智暴法智暴法又称智力激励法。
英文原文是Brian Storming,故又称头脑风暴法或BS法。
智暴法是运用群体创造原理,充分发挥集体创造力来解决问题的一种创新设计方法。
国家开放大学《机械制造装备及设计》形考任务(1-5)试题及答案解析形考任务一(正确答案附在题目之后)判断题(每个3分,共45分)题目1机械制造装备专指机械加工机床。
选择一项:正确的答案是"错”。
题目2机械加工装备主要指各类金属切削机床,特种加工机床,金属成形机床以及加工机器人等机械加工设备。
正确的答案是“对“。
题目3工艺装备是指在机械制造过程中所使用的各种刀具、模具、机床夹具、量具等。
正确的答案是“对“。
题目4悬挂输送装置、棍道输送装置和带式输送装置是最常见的三种输送装置。
选择一项:正确的答案是“对“。
题目5输送切屑的装置常用手动方式进行。
选择一项:正确的答案是"错”。
题目6金属切削机床是制造机器的机器,也称为工作母机。
选择一项:正确的答案是“对“。
题目7机床的总体设计优劣对机床的技术性能和经济性指标不能起决定性作用。
选择一项:正确的答案是"错”。
题目8机床的加工精度是指被加工工件表面形状、位置、尺寸准确度及表面的粗糙度。
正确的答案是“对“。
题目9机床设计的基本要求主要是满足机床性能指标要求和人机工程要求。
选择一项:正确的答案是“对“。
题目10机床总体布局设计与机床总体设计没有关系。
选择一项:正确的答案是“错”。
题目11机床总体布局设计主要是确定机床刀具和工件的相对运动,以及各部件的相互位置。
正确的答案是“对“。
利用虚拟样机技术对所设计的机床进行运动学仿真和性能仿真,在没有制造出样机之前就可以对其进行综合评价,增加了研制新产品的风险。
正确的答案是"错”。
题目13进行机床总体布局时,要合理分配机床的各种运动,将运动尽佩分配给质量大的零部件。
正确的答案是“错”。
题目14支承件的高度方向尺寸小千长度方向尺寸时称为卧式支承;支承件的高度方向尺寸大千长度方向尺寸时称为立式支承。
正确的答案是“对“。
题目15机床主传动的形式有机械传动、液压传动、气体传动和和电传动等。
正确的答案是"错”。
单选题(每个3分,共15分)题目16卧式支承的机床重心低、刚度大,是中小型机床()的支承形式。
哈尔滨工业大学
机械制造装备设计大作业题目:无丝杠车床主传动系统运动和动力设计
目录
一、运动设计 (4)
1 确定极限转速 (4)
2 确定公比 (4)
3 求出主轴转速级数 (4)
4 确定结构式 (4)
5 绘制转速图 (4)
6 绘制传动系统图 (6)
7 确定变速组齿轮传动副的齿数 (7)
8 校核主轴转速误差 (8)
二、动力设计 (9)
1 传动轴的直径确定 (9)
2 齿轮模数的初步计算 (10)
参考文献 (12)
一、运动设计
1、 确定极限转速
根据设计参数,主轴最低转速为26.5r/min ,级数为17,且公比φ=1.26。
于是可以得到主轴的转速分别为:26.5, 33.5,42.5, 53, 67,85, 106,132, 170, 212, 265,335, 425, 530,670, 850, 1060r/min ,则转速的调整范围
max min 1060
4026.5
n n R n =
==。
2、 确定公比φ
根据设计数据,公比φ=1.26。
3、 求出主轴转速级数Z
根据设计数据,转速级数Z=17。
4、 确定结构式
按照主变速传动系设计的一般原则,选用结构式为13818332=⨯⨯的传动方案。
其最后扩大组的变速范围8(21)2 1.26 6.358R ⨯-==≤,符合要求,其它变速组的变速范围也一定符合要求。
5、 绘制转速图
(1)选定电动机
根据设计要求,机床功率为4KW ,可以选用Y132M1-6,其同步转速为1000r/min ,满载转速为960r/min ,额定功率4KW 。
(2)分配总降速传动比 总降速传动比为min 26.5
0.0251060
d n u n ∏=
==,又电动机转速min /960r n d = 不在所要求标准转速数列当中,因而需要用带轮传动。
(3)确定传动轴的轴数
轴数=变速组数+定比传动副数=3+1=4。
(4)绘制转速图
因为确定中间各轴转速时,通常往前推比较方便,所以首先定III 轴的转速。
①确定III 轴的转速
由于第二扩大组的变速范围为8,选取故这两对传动副的最小和最大传动比必然是1611
4c u ϕ
=
=,22 1.58c u ϕ==。
于是可以确定III 轴的六级转速只能是:106,132,170, 212,265,335, 425, 530,670r/min ,可见III 轴的最低转速为106r/min 。
②确定II 轴转速
第一扩大组的级比指数31=X 。
为避免从动齿轮尺寸过大而增加箱体的径向尺寸,一般限制降速最小传动比4
1
min ≥
u ,又为避免扩大传动误差,减少振动噪声,限制最大升速比22max =≤φu 。
于是,II 轴的最低转速是335/min ,三级转速分别为530,425,300r/min 。
③确定I 轴转速
I 轴级比指数为10=X ,由升2降4原则,则确定I 轴的转速为530r/min 。
最后可以确定电动机轴(0轴)与I 轴之间的传动比,采用带传动,传动比为
0530960
u =。
根据以上计算,绘制转速图如下:
图1 转速图138332⨯⨯
6、 绘制传动系统图
图2 传动系统图
7、 确定变速组齿轮传动副的齿数
①变速组a :
变速组a 有三个传动副,传动比分别是22
1
11.59u ϕ=
=
,3111.26
u ϕ==,14=u 由参考文献【1】表3-9查得:
符合条件52,54,70Z S =的可取70Z S =,查表可得轴I 主动齿轮齿数分别为:35、31、27。
根据相应的传动比,可得轴II 上的三联齿轮齿数分别为:35、39、43。
②变速组b :
变速组b 有两个传动副,传动比分别是55
1
13.18u ϕ=
=
,6211
1.59
u ϕ==,7 1.26u =。
查表得:
可取88Z S =,于是可得轴II 上主动齿轮齿数分别是:49,34,21。
于是根据相应传动比,得轴III 上三齿轮的齿数分别是:49,54,67。
③变速组c :
变速组c 有两个传动副,传动比分别是76
1
1
4
u ϕ==
,28 1.59u ϕ==。
查表得:
可取103Z S =,于是可得轴III 上主动齿轮齿数分别是:63,21。
于是根据相应传动比,得轴Ⅳ上两齿轮的齿数分别是:40,82。
8、 校核主轴转速误差
实际传动比所造成的主轴转速误差,要求不超过
10(1)%10(1.261)% 2.6%ϕ±-=±⨯-=±。
下表为主轴转速误差与规定值之间的比
较:
表1 主轴转速误差与规定值之间的比较
二、动力设计
1、 传动轴的直径的确定
传动轴的直径可以按照扭转刚度进行初步计算:
4
]
[91ϕj n P
d = 式中 d ——传动轴直径 P ——该轴传递的功率 j n ——该轴的计算转矩
][ϕ——该轴每米长度允许扭转角,取值为m /6.0︒
(1)主轴的计算转速
由参考文献【1】表3-10中所述,13
min 85/min Z n n r ϕ
-==。
(2)各个传动轴的计算转速
由转速图可以得到I 、II 、III 轴的计算转速分别为530, 335, 106r/min 。
(3)各传动轴直径
I
轴:9130.47I d mm === 取I d =35mm II
轴:9134.17II d mm === 取II d =40mm III
轴:9145.57III d mm === 取III d =50mm (4)主轴轴颈尺寸的确定
根据参考文献【1】中表3-13,主轴前轴轴颈范围为70 105mm,取170D mm =,后轴颈直径21(0.75~0.85)49~59.5D D mm ==,取255D mm =。
2、 齿轮模数的初步计算
(1)齿轮计算转速的确定
只需计算变速组内最小的也是强度最弱的齿轮即可。
a 变速组内最小齿轮齿数是z=27,只有一个转速530r/min ,取为计算转速
b 变速组内最小齿轮齿数是z=21,使III 轴获得530,425,335r/min 三个转速,106r/min 是III 轴的计算转速,所以该齿轮的计算转速为335r/min 。
c 变速组内的最小齿轮齿数是z=21,使主轴获得9级转速,85r/min 是主轴的计算转速,所以该齿轮的计算转速为530r/min 。
(2)模数的计算
要求每个变速组的模数相同。
根据:
其中: j m ——按接触疲劳强度计算的齿轮模数 u ——大小齿轮的齿数比 d N ——电动机功率kW ,4d N KW = m φ——齿宽系数,取8=m φ 1z ——小齿轮齿数
][j σ——齿轮传动许用接触应力,取[]1370j MPa σ= j n ——计算齿轮计算转速(r/min ) 变速组a :
16338 1.69a m mm ===,取2a m mm =
变速组b :
16338 2.17b
m mm ===,取 2.5b m mm =
变速组c :
16338 2.14c m mm ===,取3c m mm =
j m =
参考文献
[1] 张庆春等. 机械制造装备设计. 哈尔滨工业大学机电工程学院,2011。