机械工程-课程设计
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机械工程控制课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握机械工程控制的基本理论,包括控制系统的数学模型、传递函数、稳定性分析等;2. 使学生了解控制系统的常见类型,如位置控制、速度控制、温度控制等,并掌握其工作原理;3. 引导学生掌握控制系统设计的基本方法,包括模拟控制、数字控制及现代控制技术。
技能目标:1. 培养学生运用控制理论分析实际问题的能力,能对简单控制系统进行数学建模;2. 培养学生设计控制系统并进行仿真实验的能力,提高实际操作技能;3. 培养学生运用控制系统工具软件,如MATLAB/Simulink等,进行控制系统设计与分析。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对机械工程控制领域的兴趣,培养其探索精神;2. 培养学生具有团队合作意识,能在小组合作中发挥个人作用,共同完成任务;3. 引导学生认识到机械工程控制技术在国家经济建设和国防事业中的重要作用,树立社会责任感和使命感。
本课程针对高年级本科生,具有一定的专业基础知识和实践能力。
课程性质为专业选修课,旨在提高学生理论联系实际的能力,注重实践操作和创新能力培养。
通过本课程的学习,使学生能够在实际工程问题中运用控制理论,为我国机械工程领域培养具有创新精神和实践能力的优秀人才。
二、教学内容1. 控制系统概述:介绍控制系统的基本概念、发展历程、分类及应用领域,使学生建立控制系统整体认识。
教材章节:第1章 控制系统导论2. 控制系统的数学模型:讲解控制系统的微分方程、差分方程、传递函数等数学描述方法。
教材章节:第2章 控制系统的数学模型3. 控制系统的稳定性分析:介绍稳定性概念,分析线性系统的稳定性判据,如劳斯-赫尔维茨准则等。
教材章节:第3章 控制系统的稳定性分析4. 控制系统设计:讲解PID控制、状态反馈控制、最优控制等设计方法,培养学生控制系统设计能力。
教材章节:第4章 控制系统设计5. 控制系统仿真:介绍MATLAB/Simulink软件在控制系统仿真中的应用,使学生掌握仿真实验方法。
机械工程实践与创新课程设计1. Introduction机械工程实践与创新课程是机械工程专业的核心课程之一。
在这门课程中,学生将学习如何应用机械工程知识和技术来解决现实世界中的问题。
同时,还将学习如何创新,如何将已有的知识和技术应用到新的领域中。
在这门课程中,学生将有机会完成一个真正的实践项目。
本文将介绍我所完成的机械工程实践与创新课程设计项目。
2. Project Description本项目是一个机械手臂的设计和制造。
该机械手臂具有三个关节,可以在三维空间中移动和旋转。
我们的目标是设计和制造一个机械手臂,可以在指定的区域内抓取和放置物体。
在项目开始时,我们首先进行了需求分析。
我们需要考虑的因素包括机械手臂的尺寸、负载能力、控制方式等等。
为了更好地满足用户需求,我们还与一家制造业公司合作,了解他们实际工作中的需要,以此指导我们的设计。
在设计阶段,我们使用了SolidWorks进行建模和仿真。
我们采用了结构化设计的方法,首先确定机械手臂的整体结构,然后再逐步设计各个部件。
我们利用SolidWorks进行了运动学仿真和结构强度分析,以保证机械手臂能够正常运行。
在制造阶段,我们使用了3D打印和数控加工等高精度制造技术。
我们的机械手臂由ABS材料制成,具有较高的强度和耐用性。
我们还选用了高精度的舵机和控制器,以确保机械手臂的精确运动。
3. Results经过几个月的设计和制造,我们顺利完成了机械手臂的制造和调试。
我们的机械手臂可以在指定的区域内准确地抓取和放置物体,具有较高的精度和控制性能。
同时,我们的机械手臂还具有灵活性,可以根据不同的工况进行调整和优化。
我们的机械手臂已经得到了一家制造业公司的认可,并被应用于其生产线上。
与传统人工操作相比,我们的机械手臂具有更高的效率和质量保障。
同时,该机械手臂还可以根据不同的工作需求进行灵活调整,达到优化生产线的目的。
4. Conclusion本项目在机械工程实践与创新中得到了成功的应用。
机械课程设计图稿范文一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解并掌握机械设计基本原理,包括力学、材料力学和机械原理等基础知识。
2. 学生能够了解并运用机械制图的基本规范,正确绘制机械零件图、装配图及其它相关图纸。
3. 学生能够掌握并运用计算机辅助设计软件(如CAD)进行机械设计。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,独立完成简单的机械设计任务,包括分析问题、制定设计方案、绘制图纸等。
2. 学生能够通过小组合作,共同完成复杂机械设计项目,提高团队协作能力和沟通能力。
3. 学生能够运用所学软件,进行三维建模和仿真,验证设计方案的可行性。
情感态度价值观目标:1. 培养学生热爱机械工程,对机械设计产生浓厚兴趣,激发创新意识。
2. 培养学生严谨、细致、负责的工作态度,提高对工程质量和安全的认识。
3. 培养学生具备良好的职业素养,尊重知识产权,遵循职业道德。
课程性质:本课程为机械设计实践课程,结合理论知识与实际操作,培养学生的机械设计能力和创新能力。
学生特点:学生具备一定的机械基础知识,具有较强的动手能力和学习兴趣,但缺乏实际设计经验。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。
通过课程学习,使学生能够达到上述课程目标,为将来的学习和工作打下坚实基础。
或以下划线标出需要填写或修改的地方,我会在后面把要修改添加的地方告诉你。
教学内容_一、教学内容_根据课程目标,本章节教学内容主要包括以下几个方面:1. _机械设计基本原理_:讲解力学、材料力学和机械原理等基础知识,通过案例分析,使学生深入理解机械设计的基本原理。
2. _机械制图规范_:教授机械制图的基本规范,包括图纸布局、线型、尺寸标注等,并通过实际操作,让学生掌握如何正确绘制零件图和装配图。
3. _计算机辅助设计软件应用_:介绍CAD软件的基本操作,进行三维建模和工程图绘制训练,提升学生运用软件进行机械设计的技能。
4. _机械设计项目实践_:结合理论知识,引导学生独立完成简单机械设计任务,如齿轮传动装置设计、联轴器设计等。
机械工程控制基础课程设计项目背景机械工程控制技术是机械工程专业必修的基础课程,旨在使学生能够掌握机械工程控制的基本概念、原理和方法,培养学生的实际动手能力和实验操作技能,为掌握高级控制课程奠定坚实的基础。
机械工程控制基础课程设计是机械工程控制基础课程中的重要教学环节,也是培养学生运用所学知识解决实际问题的能力的一种重要方式。
项目需求在机械工程控制基础课程设计中,学生需要完成以下任务:1.根据所学知识,设计一个机械工程控制系统,包括控制器和执行器部分;2.使用 MATLAB 或 Simulink 编写控制程序;3.利用硬件设备(例如单片机、PLC 等)实现控制程序;4.利用仿真软件(例如 Proteus、Multisim 等)仿真控制系统的运行;5.测试控制系统的性能,并分析可能存在的问题,提出改善措施;6.撰写实验报告,对整个设计过程进行系统性总结和分析。
项目实现首先,学生需要确定一个机械工程控制系统的设计方案。
这个方案应包括控制器的运算器、存储器、输入/输出端口等,以及执行器的型号、工作原理和所需电源等信息。
根据这个方案,学生可以利用 MATLAB 或 Simulink 编写相应的控制程序。
接着,学生需要选用一种硬件设备来实现控制程序。
常见的硬件设备包括单片机、PLC、工控机等,学生可以根据自己的实际情况和掌握程度选择合适的设备。
利用仿真软件可以模拟出控制系统的运行情况,在仿真过程中可以发现一些问题,并通过修改控制程序来处理这些问题。
在进行实物测试时,学生需要根据实验指导书完成实验,包括硬件连接、程序烧录和参数设置等。
测试完成后,学生需要对实验结果进行分析,并撰写实验报告。
报告应包括实验目的、实验原理、实验步骤、实验结果分析和结论等。
项目收获通过机械工程控制基础课程设计,学生可以获得以下收获:1.掌握机械工程控制的基本原理和方法;2.具备设计和实现机械工程控制系统的能力;3.锻炼实验操作技能和动手能力;4.提高解决实际问题的能力和综合分析能力;5.培养团队合作精神和创新能力。
机械设计课程设计主要内容一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握机械设计的基本原理和概念,理解机械结构的功能、工作原理及其在不同工程领域的应用。
2. 使学生了解并掌握机械设计的基本流程,包括需求分析、方案设计、详细设计、分析与计算、制图和文档编写等。
3. 引导学生了解并熟悉各类机械标准件和常用零部件的选用原则及其在机械系统中的应用。
技能目标:1. 培养学生运用CAD软件进行机械零件制图和装配图绘制的能力。
2. 培养学生运用相关工具和软件进行机械结构分析与计算的能力。
3. 提高学生解决实际工程问题,进行团队协作、沟通表达和创新能力。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对机械设计的兴趣,培养其热爱机械工程事业的情感。
2. 培养学生严谨的科学态度,注重实践,敢于挑战,面对困难和挫折保持积极向上的心态。
3. 引导学生树立正确的价值观,认识到机械设计在国民经济和科技发展中的重要作用,增强社会责任感和使命感。
课程性质:本课程为专业核心课程,以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
学生特点:高年级本科生,已具备一定的机械基础知识,具有一定的分析问题和解决问题的能力。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,强化实践操作环节,提高学生的动手能力和创新能力。
通过课程学习,使学生具备独立完成机械设计项目的能力。
二、教学内容1. 机械设计基本原理:包括机械设计概述、设计原则、设计流程等,关联课本第一章内容。
2. 机械零件设计:涵盖轴、齿轮、轴承、联轴器等常用零件的设计方法和计算,关联课本第二章至第四章内容。
3. 机械传动系统设计:介绍传动系统设计原理、类型及其应用,包括齿轮传动、链传动、带传动等,关联课本第五章内容。
4. 机械结构设计:讲解机械结构设计的基本要求、设计方法和案例分析,关联课本第六章内容。
5. 机械装配图与零件图设计:教授CAD软件绘制机械装配图和零件图的方法,关联课本第七章内容。
6. 机械设计实例分析:分析典型机械设计案例,使学生了解实际工程中的应用,关联课本第八章内容。
机械设计课程设计西工大一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握机械设计的基本原理和概念,理解机械结构的设计过程和关键要素。
2. 使学生了解并能够运用西工大机械设计课程中的相关知识点,如力学分析、材料选择、工艺流程等。
3. 帮助学生掌握机械设计中常用的计算方法和公式,并能应用于实际问题的解决。
技能目标:1. 培养学生运用计算机辅助设计(CAD)软件进行机械零部件的绘制和设计能力。
2. 培养学生运用文献资料、网络资源等工具进行机械设计相关研究的能力。
3. 提高学生团队协作和沟通能力,能在小组项目中共同完成设计任务。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对机械设计的兴趣和热情,激发创新意识,树立工程意识。
2. 培养学生严谨的科学态度,注重实践与理论的结合,养成精益求精的工作作风。
3. 增强学生的环保意识,注重绿色设计,培养可持续发展观念。
课程性质:本课程为机械设计课程设计,注重理论与实践相结合,以培养学生的设计能力和实践能力为主要目标。
学生特点:学生具备一定的机械基础知识,具有较强的动手能力和求知欲,但可能缺乏实际设计经验。
教学要求:结合西工大机械设计课程的特点,注重实用性,将理论知识与实际设计相结合,培养学生的创新能力和实践能力。
通过课程设计,使学生能够将所学知识应用于实际问题,提高解决工程问题的能力。
教学过程中,注重分解课程目标为具体的学习成果,便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 教学大纲:a. 机械设计基本原理及概念- 研究机械结构设计的一般原则和方法- 掌握机械系统性能与结构设计的关系b. 机械零部件设计- 分析并设计常用机械零部件(如轴、齿轮、轴承等)- 了解零部件的加工工艺和装配要求c. 计算机辅助设计(CAD)- 学习CAD软件的基本操作和应用- 利用CAD软件进行机械零部件的绘制和设计d. 机械设计实例分析- 分析典型机械设计案例,理解设计过程和方法- 学习并运用设计优化和评价方法2. 教学内容安排与进度:- 第1周:机械设计基本原理及概念- 第2周:机械零部件设计(1)- 第3周:机械零部件设计(2)- 第4周:计算机辅助设计(CAD)- 第5周:机械设计实例分析(1)- 第6周:机械设计实例分析(2)3. 教材章节及内容:- 第1章:机械设计概述- 第2章:机械零部件设计- 第3章:计算机辅助设计(CAD)- 第4章:机械设计实例分析教学内容注重科学性和系统性,结合西工大机械设计课程要求,按照教学大纲安排,确保学生能够系统地学习和掌握机械设计的相关知识和技能。
机械基础工程课程设计教案一、课程目标知识目标:1. 掌握机械基础工程的基本概念,包括机械设计、机械原理、材料力学等方面的知识。
2. 了解并掌握机械零件的常见类型、结构及其在工程中的应用。
3. 理解并能运用力学原理分析简单机械系统的工作状态。
技能目标:1. 能够运用机械基础知识,进行简单的机械设计,并绘制出相应的图纸。
2. 学会使用相关的机械设计软件,辅助完成机械设计及分析。
3. 能够运用所学的知识解决实际工程问题,具备初步的机械工程实践能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对机械工程的兴趣,激发其探索精神和创新意识。
2. 增强学生的团队合作意识,培养在团队中沟通、协作解决问题的能力。
3. 培养学生的工程伦理观念,使其认识到作为一名工程师应承担的社会责任。
分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程旨在使学生在掌握机械基础理论知识的基础上,提高实际操作能力,培养解决实际工程问题的能力。
通过课程学习,使学生具备进一步深入学习机械工程相关课程的基础,同时为未来从事机械工程领域的工作打下坚实的基础。
在教学过程中,注重理论与实践相结合,充分调动学生的学习积极性,培养其创新思维和动手能力。
将课程目标分解为具体的学习成果,以便于后续的教学设计和评估。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. 机械设计基本概念:介绍机械设计的基本原理、设计方法和设计流程,使学生了解机械设计的基本框架。
2. 机械零件及其应用:讲解常见的机械零件如轴、齿轮、轴承、联轴器等,分析其结构、性能及在机械系统中的应用。
3. 材料力学基础:阐述材料力学的基本概念、应力与应变、材料的力学性能,为学生进行机械设计提供理论基础。
4. 机械原理:介绍机械原理的基本知识,如平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等,使学生了解各类机构的运动规律。
5. 机械设计软件应用:教授AutoCAD、SolidWorks等机械设计软件的基本操作,辅助学生完成机械设计及分析。
机械制造工程学课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握机械制造工程学的基本概念、原理和方法;2. 学生能了解机械制造工艺的流程、技术要求及设备选择;3. 学生能掌握机械加工误差的成因、控制方法和精度分析;4. 学生能掌握金属材料的性能、应用范围及其在机械制造中的应用。
技能目标:1. 学生具备运用CAD/CAM软件进行零件造型、加工编程的能力;2. 学生能够根据零件图纸制定合理的机械加工工艺方案;3. 学生能够运用测量工具进行机械加工误差的检测和调整;4. 学生能够分析并解决机械制造过程中出现的问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生热爱机械制造专业,树立正确的职业观念;2. 培养学生严谨、细致、负责的工作态度,养成良好的团队合作精神;3. 增强学生的创新意识,鼓励学生勇于尝试、不断探索,提高其解决实际问题的能力;4. 培养学生关注环境保护,遵循可持续发展原则,将绿色制造理念融入机械制造过程。
课程性质:本课程为专业核心课程,旨在培养学生掌握机械制造工程的基本理论、方法和技能,为从事机械制造领域工作奠定基础。
学生特点:学生具备一定的机械基础知识,具有较强的动手能力和探究精神。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,强化实践操作和工程实践能力的培养。
通过课程学习,使学生具备从事机械制造相关工作的基本素质。
二、教学内容1. 机械制造工程学基本概念:包括机械制造的定义、分类和特点;制造过程的组成及各阶段任务。
2. 机械加工工艺:介绍车削、铣削、磨削等常见加工方法的原理、工艺参数及设备选择;讲解工艺路线的制定、加工顺序的安排。
3. 机械加工精度与表面质量:分析加工误差的成因、控制方法;探讨表面质量对零件性能的影响及其控制措施。
4. 金属材料及热处理:介绍金属材料的性能、分类及应用;讲解热处理工艺对材料性能的影响及其在机械制造中的应用。
5. 零件加工工艺规程:学习制定零件加工工艺规程的基本原则、步骤和方法;掌握工艺文件编写技巧。
机械设计课程设计 电子版一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握机械设计的基本原理和概念,理解机械结构的设计过程;2. 培养学生对电子版机械设计软件的操作能力,学会运用软件进行机械零件的绘制和装配;3. 使学生了解并掌握机械设计中的工程制图标准,提高图纸阅读与绘制能力。
技能目标:1. 培养学生运用计算机辅助设计软件(如CAD)进行机械零件设计的能力;2. 培养学生运用电子版软件进行机械装配图和零件图的绘制,提高学生的设计表达能力;3. 培养学生分析机械结构问题,提出解决方案并进行优化设计的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对机械设计的兴趣,激发创新意识,提高学生的工程素养;2. 培养学生严谨的科学态度,注重细节,养成良好的工程习惯;3. 培养学生团队协作精神,提高沟通与交流能力,为未来的工程师职业生涯奠定基础。
本课程针对高中年级学生,结合学科特点和教学要求,以实用性为导向,注重理论与实践相结合。
课程目标旨在使学生掌握机械设计的基本知识和技能,培养他们运用电子版设计软件解决实际问题的能力,同时提高学生的情感态度价值观,为我国机械工程领域培养合格的技术人才。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面:1. 机械设计基本原理与概念:- 机械设计的基本要求和方法;- 机械零件的分类、性能及选用原则;- 机械结构的受力分析及强度计算。
2. 电子版机械设计软件操作:- 计算机辅助设计软件(如CAD)的基本操作与使用技巧;- 机械零件的三维建模与装配;- 机械零件图的绘制与标注。
3. 机械设计实践与应用:- 机械设计实例分析;- 学生团队项目设计实践;- 机械设计方案的优化与评价。
教学内容依据课程目标,注重科学性和系统性,结合教材相关章节,制定以下教学大纲:第1周:机械设计基本原理与概念;第2周:计算机辅助设计软件基本操作与使用技巧;第3周:机械零件的三维建模与装配;第4周:机械零件图的绘制与标注;第5周:机械设计实例分析;第6周:学生团队项目设计实践;第7周:机械设计方案的优化与评价。
机械工程-课程设计一、二、传动装置的设计1.传动方案的拟定及说明采用普通V和圆柱直齿轮组合,满足传动要求,同时由于带传动具有良好的缓冲及吸震能力,机构简单,成本低,易于维护和使用。
2.选择电动机(1)电动机的类型和结构形式按工作要求和工作条件,选用一般用途的Y系列三相异步电动机。
(2)传动装置的总效率:由《课程设计指导书》表2-3查得:V带传动η1=0.96,滚动轴承η2=0.99,圆柱齿轮闭式与开式传动分别为η3=0.97,η4=0.96 。
所以总效率η =0.96×0.99^3×0.97×0.96=0.8674(3)电动机功率Pd=Pw/η=6.2/0.8674=7.148kw (4)确定电动机的转速:查表2.2得:普通V带传动比i=2~4,圆柱齿轮i=3~5,单级圆柱减速器i=3~5,则总传动比i=18~100 。
转速nd=i×n=(18~100)×50=(900~5000)r/min查表的电动机型号为:Y132S2-2电动机型号额定功率pedkw满载转速nmr/min堵转转矩/定转矩最大转矩/额定转矩Y132S2-2 7.5 2900 2.0 2.23.传动比分配!!!总传动比误差为±5%,单向回转,轻微撞击根据电动机满载转速n可得总传动比i。
i=nm/n=2900/50=58总传动比i=i1×i2×i3.得i1=3.45 i2=4.1 i3=4.1 4.运动条件及运动参数分析计算(1)各轴输入功率P1=Pd=7.148kwP2=P1η1=7.148×0.96=6.862kwP3=P2η2η3=6.862×0.99×0.97=6.590kwP4=P3η2η4=6.590×0.99×0.96=6.263kw(2)各轴转速Ⅰ:n1=nm=2900r/minⅡ:n2=n1/i1=2900/3.45=840.580r/minⅢ:n3=n2/i2=840.580/4.1=205.019r/minⅣ:n4=n3/i3=205.019/4.1=50.005r/min(3)各轴转矩Td=9550Pd/nm=9550×7.148/2900=23.539N.m电动机输出转矩:Ⅰ T1=Td=23.539N.m各轴输入转矩:Ⅱ T2=T1×η1×i1=23.539×0.96×3.45=77.962N.mⅢT3=T2×η2×η3×i2=77.962×0.99×0.97×4.1=306.952N.mⅣ t4=T3×η2×η4×i3=306.952×0.99×0.96×4.1=1196.083N.m轴号功率PKw 转速nr/min转矩TN.m传动比i效率ηⅠPd=7.148 2900 23.539 58 0.96Ⅱ 6.862 840.580 77.962 3.45 0.99Ⅲ 6.590 205.019 306.952 4.1 0.97Ⅳ 6.263 50.005 1196.083 4.1 0.96三、传动零件的设计1.V带传动设计(1)因为载荷变化较小且工作时间为8h/天,查《设计基础》表13-8得工作情况系数KA=1.1Pc=KA×P=1.1×7.148=7.863kw(2)选择V带型号查《设计基础》219页图13-15得选A型普通V 带。
(3)确定带轮直径 d1,d2查表13-9得d1应不小于75mm,取d1=100mm,ε=0.01d2=d1×i1×(1-ε)=100×3.45×0.99=341.55mm取d2=355mm大轮转速n2=nm×d1×(1-ε) /d2=2900x100x0.99/355=808.732r/min误差为3.809%<5%,误差较小,允许。
(4)验算带速V=π×d1×nm/(60x1000)=3.14x100x2900/(60x1000)=15.177m/s 在5~25m/s范围内,所以带适合。
(5)求V带基准长度Ld和实际中心距a初步选定中心距a0=1.5(d1+d2)=1.5x(100+355)=682.5mm取a0=700mm,符合0.7(d1+d2) <a0<2(d1+d2)带长L0=2a0+π(d1+d2)/2+(d2-d1)^2/4a0=2x700+3.14x(100+355)/2+( 355-100)^2/(4x700)=2137.57mm查表13-2,选用Ld=2240mm实际中心距a≈a0+(Ld-L0)/2=700+(2240-2137.57)/2=751.215mm=752m m(6)验算小带轮的包角α1α1=180°-(d2-d1)x57.3°/a=180°-(355-100)x57.3°/751.215=160.55°>120°,合格。
(7)确定V带根数z传动比i=d2/d1(1-ε)=355/100(1-0.01)=3.59,查表13-5得ΔP0=0.34kw由n1=2900r/min,d1=100mm查表13-3得P0=2.05kw由α1=160.55°查表13-7Ka=0.95,由Ld=2240mm 查表13-2得Kl=1.06得z=Pc/{(P0+ΔP0)KaKl}=7.863/{(2.05+0.34)x0.95x1.06}=3.45, 取4根,即z=4(8)求作用在呆两年轴上的压力Fq查表13-1得q=0.1Kg/m得Fq=(500Pc/zv)x(2.5/Ka-1)+qv²=(500x7.863/4/15.177)x(2.5/0.95-1)+0.1x15.77²=110.57N(9)带轮结构设计(略)2.齿轮传动设计计算减速器齿轮设计:电动机驱动,单向回转,载荷有轻微冲击。
(1)选定齿轮材料及精度等级齿轮的材料,精度和齿数选择,因传递功率不大,转速不高,材料按《设计基础》表11-1选取,小齿轮选硬齿面,大齿轮选软齿面,小齿轮的材料为45号钢调质,齿面硬度为250HBS,大齿轮选用45号钢正火,齿面硬度为200HBS。
齿轮精度初选8级。
(2)确定许用应力查表11-1得σHlim1=585MPa, σFE1=445MPa, σHlim2=375MPa, σFE2=310MPa查表11-5得安全系数SH=1.0,SF=1.25,[σH1]= σHlim1/SH=585MPa,[σH2]= σHlim2/SH=375MPa,[σF1]= σFE1/SF=356MPa,[σF2]= σFE2/SF=248MPa。
(3)按齿面接触强度设计齿轮按8级精度制造。
查表11-3得取载荷系数K=1.1,查表11-6得齿宽系数Φd=0.8小齿轮上的转矩:T1=9.55x10^3xp/n1=9.55x10^3x6.862/840.580=77.9 6x10^3N.mm查表11-4取Ze=118,传动比i=4.1,又Zh=2.5D1=³√{(2KT1/Φd)((μ+1)/μ)(ZeZh/[σH2]²)}=³√2x1.1x77.96x10³x5.1x(188x2.5)²/(0.8x4.1x375²)=74.82mm选取小齿轮齿数Z1=19,则大齿轮齿数Z2=ixZ1=4.1x19=77.9≈78实际齿数比i=78/19=4.105模数m=d1/Z1=74.82/19=3.94mm 查表4-1得m=4mm(4)主要尺寸计算实际分度圆直径d1=mZ1=4x19=68mm,d2=mZ2=4x78=312mm齿宽b=Φdxd1=0.8x74.82=59.86mm,取b2=60,b1=b2+5=65mm中心距a=0.5xm(Z1+Z2)=0.5x4x(19+78)=194mm(5)按齿根弯曲疲劳强度校核:由图11-8得Yfa1=2.97,Yfa2=2.26,由图11-9得Ysa1=1.55,Ysa2=1.76σF1=2KT1Ysa1Yfa1/(bm²Z1)=2x1.1x77.96x1.55x2.97/(60x4²x19)=43.29MPa<[σF1]σF2=σF1 Ysa2Yfa2/ Ysa1Yfa1=43.29x1.76x2.26/(1.55x2.97)=37.40MPa<[σF2]合格。
(6)验算齿轮的圆周速度:V=πxd1xn2/(60x1000)=3.14x68x840.580/(60x1000)=2.99m/s≤6m/s 查表得选8级精度合适。
(7)齿轮几何尺寸的确定查《设计基础》4-2得:齿顶高系数ha*=1,齿隙系数c*=0.25齿顶圆直径Da1=d1+2ha1=(Z1+2h*)m=(19+2x1)x4=84mmDa2=d2+2ha2=(Z2+2h*)m=(78+2x1)x4=320mm齿根圆直径:Dr1=(Z1-2h*-2c*)m=(19-2x1-0.25)x4=67mmDr1=(Z2-2h*-2c*)m=(78-2x1-0.25)x4=302mm齿距:P=πm=3.14x4=12.56mm齿顶高:ha=ha*m=4mm齿根高:hf=(ha*+c*)m=5mm(8)齿轮的结构设计小齿轮采用齿轮轴结构,大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构(da2≤500mm)。
大齿轮:(《设计基础》182页)轴孔直径:ds=55mm轮毂直径:dh=1.6ds=1.6x55=88mm轮毂长度:Lh=(1.2~1.5)ds=66~82.5mm,取77mm轮缘厚度:σ=(3~4)m=(12~16)mm,取σ=16mm轮缘内经:D2=da2-2h-2σ=320-2x4.5-2x16=279mm,取280mm 腹板厚度:c=0.3b2=0.3x45=13.5mm,取c=15mm副班中心孔直径:D0=0.5(dh+D2)=0.5x(88+280)=184mm腹板孔直径:d0=0.25(D2-dh)=0.25x(280-88)=48mm齿轮倒角:n=0.5m=23.开式齿轮设计:(1)选定齿轮的材料及精度齿轮的材料,精度和齿数选择,因传递功率不大,转速不高,材料按《设计基础》表11-1选取,小齿轮的材料为38siMnMo表面淬火,齿面硬度为45~55HRC,大齿轮选用45钢表面淬火,齿面硬度为40~45HRC。