机械设计基础说明书
课程设计说明书
课程名称机械设计基础
题目名称单极齿轮减速器设计学生学院材料与能源学院专业班级11热电（01）班学号3111006791 学生姓名周沛东
指导教师
2013年 6 月 29 日
目录
一、设计任务书
----------------------------------------------------------------------2
二、传动方案的拟定和说明
------------------------------------------------------4
三、传动装置的运动和动力参数计算
----------------------------------------4
四、传动零件的设计计算
----------------------------------------------------------6 五、轴的设计计算
---------------------------------------------------------------------11
六、轴承的选择和寿命校核
------------------------------------------------------20
七、键链接的选择和计算
----------------------------------------------------------21 八、联轴器的选择
---------------------------------------------------------------------23
九、减速器附件的选择
-------------------------------------------------------------
23
十、润滑和密封方式选择、润滑剂选择
------------------------------------25
十一、设计小结----------------------------------------------------------------------25
十二、参考资料----------------------------------------------------------------------26
广东工业大学课程设计任务书
题目名称带式运输机传动装置
学生学院材料能源学院
专业班级 高分子11（1）班
姓 名 周沛东 学 号
3111006791
一、课程设计的内容
设计一带式运输机传动装置（见 图1）。设计内容应包括：传动装置的总体设计；传动零件、轴、轴承、联轴器等的设计计算和选择；减速器装配图和零件工作图设计；设计计算说明书的编写。
二、课程设计的要求与数据
已知条件：
1．运输带工作拉力：F = 2.6kN ； 2．运输带工作速度：v =2.3m/s ； 3．卷筒直径： D =430mm ； 4．使用寿命： 8年；
5．工作情况：两班制，连续单向运转，载荷较平稳； 6．制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量。
三、课程设计应完成的工作
1．减速器装配图1张；
2．零件工作图 2张（轴、齿轮各1张） 3．设计说明书 1份。
四、课程设计进程安排
D
V
F
图1 带式运输机传动装置简图
序号设计各阶段内容地点起止日期一设计准备: 明确设计任务；准备设计资料和绘图用具教1-409 第18周一
二传动装置的总体设计: 拟定传动方案；选择电动机；
计算传动装置运动和动力参数
传动零件设计计算:
带传动、齿轮传动主要参数的设计计算
教1-206
第18周
周一至周二
三减速器装配草图设计: 初绘减速器装配草图；轴系
部件的结构设计；轴、轴承、键联接等的强度计算;
减速器箱体及附件的设计
教1-206
第18周
周二至周四
四完成减速器装配图教1-206
第18周五至第19周二
五零件工作图设计教1-206第19周周三六整理和编写设计计算说明书教1-206第19周四
五、应收集的资料及主要参考文献
1. 黄继焕主编. 机械设计基础[M]. ：华中科技大学出版社，第二版
2. 林怡青、谢宋良、王文涛编. 机械设计基础课程设计指导书[M]. 北京：清华大学出版社，
2008年11月第1版
3. 机械制图、机械设计手册等。
发出任务书日期：2013年 6月 24 日指导教师签名：
计划完成日期： 2011年 6月30日基层教学单位责任人签章：
主管院长签章：
设计计算说明计算结果
二、传动方案拟定：
采用Ｖ带传动与齿轮传动的组合，即可满足传动比要求，同时由于带传动具有良好的缓冲，吸振性能，适应大起动转矩工况要求，结构简单，成本低，使用维护方便。
图1 V带传动单级减速器
1—电动机；2.—V带传动；3—圆柱齿轮减速器；4—连轴器；5—卷筒；6—运输带。
三. 传动装置的运动和动力参数计算
1、电动机类型和结构的选择：选择Y系列三相异步电动机，此系列电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，其结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，适用于不易燃，不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的机械。
2、电动机容量选择：
由电动机至运输带的传动总效率为：
η总=η带·η齿·η滚2·η联·η滑
式中：错误！未找到引用源。带、错误！未找到引用源。滚、错误！未找到引用源。齿、错误！
未找到引用源。联、错误！未找到引用源。滑分别为带传动、轴承、齿轮传动、联轴器和卷筒的传动效率。F=2.6KN V=2.3m/s D=430mm
η总=0.81
取η齿= 0.97 ; η带=0.95 ; η滚=0.99 ; η联=0.99; η滑=0.96(
卷筒轴滑动轴承)
因此η总=0.95·0.97·0.982·0.99·0.98=0.81
所以：电机所需的工作功率：
Pd = FV/1000错误！未找到引用源。总=2600×2.3/（1000
×0.81）=7.38 (kW)
3、确定电动机转速
卷筒工作转速为：
n
卷筒
＝60×1000·V/（π·D）
=(60×1000×2.3)/（430·π）
=102.21 r/min
根据推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围
i带=3~6 i
齿=2~4 。则总传动比理论范围为：i
总
＝6~24。
故电动机转速的可选范为
n0 =i总×n卷筒 =(6～24)×102.21=613.26～2453.04 r/min
由于 i齿·i带=i总
所以取i带=2.3725
i齿=4
取Y160M-6电动机额定攻击7.5KW 满转970r//min 额定转矩 2.0 质量 116Kg
进而n0取970r/min
所以：电动机轴、高速轴、低速轴各转速以及输出功率分别为：
n0 =970r/min p0=pd=7.38kw
nⅠ= n0/i带=408.85r/min pⅠ=p0错误！未找到引用源。带=6.64kw Pd=7.38kW n卷筒＝102.21
r/min
i带=2.3725
n Ⅱ= n Ⅰ/i
齿=102.21r /min p Ⅱ= p Ⅰ错误！未找到引用源。
=6.31kw
因此得出各轴的扭矩为：
6
01055.9N P T ?==72.65 KNmm I
I
I ?=N P T 61055.9=155. 11KNmm II
II
N P T II 6
1055.9?==589.57KNmm 四、传动零件的设计计算 V 带的设计
（1）选择普通V 带型号
由P C =K A ·P=1.2×7.38=8.856（ KW ）
根据课本图13-15得知其交点（Pc ，n 1）在B 处，故选A 型方案： 取B 型V 带
由表12-9，小带轮d 1≥75mm 所以取d 1＝125mm 由式13-9得： d 2=n 1·d 1·(1-ε)/n 2
=（970÷408.85）×125×、(1-0.02)=290.6mm 由表13-9取d 2=300mm (误差小于5%，故允许)
带速验算： V=n 1·d 1·π/（1000×60） =6.35m/s
介于5~25m/s 范围内，故合适 确定带长和中心距a ：
0.7·（d 1+d 2）≤a0≤2·（d 1+d 2）
0.7×（125+300）≤a0≤2×（125+300） 297.5 ≤a 0≤850
初定中心距a 0=1.5×（125+300）＝637.5 ，则带长为
i 齿=4
n 0=960r /min n I =408.8r /mi
n
n
Ⅱ
=102.r /min
p0= 7.38kw
p Ⅰ=6.64kw
p Ⅱ=6.31kw
0T =72.65
KNmm
I T =155.11
KNmm
II T =589.5
7 KNmm
P C =8.856kw
L 0=2·a 0+π·（d 1+d 2）+（d 2-d 1）2/(4·a 0)
=2×637.5+π·（125+300）/2+（300-125）2/(4×637.5) =1930.24 mm
由表13-2选用L d =2000 mm 的实际中心距
由式13-6得：a ≈a 0+(L d -L 0)/2=525+(1660-1600)/2=520 mm
验算小带轮上的包角α1
由式子13-1得：α1=180-(d 2-d 1)×57.3/a =180-(300-125)×57.3/637.5
=164.27°>120° 所以合适
确定带的根数
查表13-3得 P 0=1.93
由式13-9得 i ＝d 2/d 1（1-ε）＝2.55 查表13-5得：△p0＝0.30kw 查表13-7得：k α＝0.98 查表13-2得：k L ＝0.98
因此：Z=P C /（(P 0+△P 0)·K L ·K α） =8.856/ [（1.93+0.30）×0.98×0.98]
= 4.13 （根）
故要取5根B 型V 带。
计算轴上的压力
查表13-1得：q ＝0.17kg/m
F 0=500·P C ·（2.5/K α-1）/z ·v+ q ·v 2=500×8.856×（2.5/0.98-1）/（5×2.3）+0.17x2.3x2.3 =598N
L d =2000 mm
Z=5
F Q =2·z ·F 0·sin(α/2)=5924.83N
齿轮传动的设计：
1、初选齿轮传动类型、材料、热处理方式、精度等级。
闭合斜齿，软齿面
小齿轮的材料选用45号钢，调质处理 大齿轮的材料选用45号钢，正火处理 查表可知：
MPa
H 5801lim =σ MPa H 3802lim =σ
MPa FE 4401=σ MPa FE 3102=σ
查表11-5知：取S H =1 S F =1.25
∴[1σH ]=1lim σH /S H=580Mpa
[2σH ]=380Mpa
[1σF ]=1σFE / S F=246.4Mpa [2σF ]=173.6Mpa
2、按齿面接触疲劳强度设计
齿轮精度初选8级，取载荷系数K=1.2 齿宽系数 d Ψ=1
小齿轮上的转矩T1=9.55×106
×P /n
1=7.27×10
4
Nmm
所以小齿轮的分度圆直径d 1≥2
ε1］［σ1Ψ23????
??+H H E Z Z Z u u d kT
=
2
58015cos 5.28.1894141
72700
5.123????
?????+???
=51.9mm
初选主要参数 Z 1=24 ，u=4 Z 2=Z 1·u=24×4=96
F Q =5924.83N
Z 1=24 ，u=4
模数m=d 1cos β/z 1=2.1 根据式4-1取m=3
中心距a=m （z 1+z 2）/2cos β=186.3mm 取a=186.3mm
则β=arcos[m （z 1+z 2）/2a]
=18.6° d 1=m z 1/cos β=74.5mm 齿宽b=d Ψ·d 1=74.5mm
取 b1=80mm b2=75mm
3、按齿根弯曲疲劳强度校核计算
］［σσF a Fa F Y Y m
bd KT ≤?=.
21s 11115cos 2
式中 ①小轮分度圆直径 d 1=m z 1/cos β=74.5mm
②齿轮啮合宽度b=Ψd ·d 1 =75mm ； ③复合齿轮系数 由Z v1=24/?15cos 3=26.63 Z v2=96/?15cos 3=106.5 查图11-8得： YFa1=2.57 YFa2=2.18 查图11-9 得： Ysa1=1.60 Ysa2=1.79 计算大小齿轮的 F σ 并进行比较
1σF =sa
fa m
1bd 12Y Y KT
= 39.66Mpa
Z 2=96
b1=80mm
b2=75mm
同理2σF =76.20
1σF = 62.66Mpa ＜2σF =67.20＜[2σF ]=173.6Mpa 故满足齿根弯曲疲劳强度要求
最终几何尺寸计算
a=m ·（Z 1+Z 2）/ 2βs co =186.3 mm 取a=183mm
确定螺旋角β=arcos[m(z 1+z 2)/2a]=18.6° d 1=mz1/βs co =74.5mm d 2=mz2/βs co =299 mm 则取得d 1=75mm,d 2=299 mm b 2=75 mm b1=80 mm
（7）验算初选精度等级是否合适
齿轮圆周速度 v=π·d 1·n 1/（60×1000） =3.14×75×4208.85/（60×1000） =1.60 m/s
由表11-2可知选择8级精度合适。
五、轴的设计
（一） 高速轴的设计
(1) 确定轴上零件的定位和固定方式 （如图）
a=168mm d 1=75mm d 2=299 mm
(2)按扭转强度估算轴的直径 选用45#调质，硬度217~255HBS 轴的输入功率为P Ⅰ=6.64 KW 转速为n Ⅰ=408.85 r/min 根据14-2式，并查表14-2，取C=110
d ≥mm n P C 96.2740864
.6110·
33=?=Ⅰ
(3)确定轴各段直径和长度
①从大带轮开始左起第一段，由于带轮与轴通过键联接，则轴应该适当增加，取D1=Φ30mm ，又带轮的宽度： 则第一段长度L 1=75mm
②左起第二段直径取D 2=Φ35mm ，因为标准毛毡圈接近30的是35mm 根据轴承端盖的装拆的要求和箱体的厚度，取端盖的外端面与带轮的左端面间的距离为30mm ，则取第二段的长度L 2=60mm
③左起第三段，该段装有滚动轴承，选用角接触球轴承，选用7008AC 型轴承，其尺寸为d ×D ×B=40×68×15，那么该段的直径为D 3=Φ40mm ，长度为L 3=15+2=17mm 其中2为挡油盘的厚度
④左起第四段，为齿轮的定位轴肩,取D 4=Φ46mm ，长度取L 4= 11mm ⑤左起第五段，该段为齿轮轴段，由于齿轮的齿顶圆直径为Φ81mm ，分度圆直径为Φ75mm ，齿根圆直径为Φ71.25齿轮的宽度为80mm ，则，此段的直径为D 5=Φ71.25mm ，长度为L 5=80mm
b 2=75 mm b1=80 mm
D1=Φ30mm L 1=75mm
⑥左起第六段，为滚动轴承固定段,取D 6=Φ46mm ，长度取L 6=11mm
⑦左起第七段，为滚动轴承安装段,取D 6=Φ40mm ，长度取L 6=17mm
(4) 按弯矩较合强度计算
由上述轴各段的长度及轴承的类型可以算得轴支承跨距
② 小齿轮分度圆直径：d 1=75mm
②作用在齿轮上的转矩为：T 1 =15.5×104N ·mm ③ 求圆周力：Ft
Ft=2T 1/d 1=2×15.5×104/75=4350.8N ④ 求径向力Fr
Fr=Ft ·tan α/βs co =4350.8×tan200
/?5315.co s =1529.6N
求轴向力Fa
Fa=Fttan β=4350.8×tan ?5315.=1165.8N （5）轴长支反力
根据轴承支反力的作用点以及轴承和齿轮在轴上的安装位置，建立力学模型。L=112
水平面的支反力：F 1H = F 2H =Ft/2 =2175.4N
垂直面的支反力：F 1V =Fr ×(L/2)-Fa ×(d1/2)/L=1135.6 N
F 2V =Fr- F 1V =394N （6）画弯矩图
右起第五段（轮齿段）剖面C 处的弯矩： 垂直面的弯矩： M cv = F 2V ×L/2=22064 Nmm M cv ’ = F 1V ×L/2=63593.6 Nmm
水平面的弯矩：M ch = F 1H ×L/2=121822.4Nm 合成弯矩：
D 2=Φ35mm L 2=60mm D 3=Φ40mm L 3=17mm D 4=Φ46mm L 4= 11mm D 5=Φ
71.25mm L 5=80mm D 6=Φ46mm L 6=11mm
D7=Φ40 L7=17mm
Nm
M M M CH CV C 4.123804220644.121822222
2=+=+=
Nm M M M CH CV C 1.1374226.635934.121822''2
2
2
2
=+=+=
（7）画转矩图： T= Ft ×d1/2=1.55X10^6 Nmm （8）画当量弯矩图
因为是单向回转，转矩为脉动循环，α=0.6 可得右起第五段剖面C 处的当量弯矩：
Nmm T M M C eC 6.154843)(2
2
=+=α
（9）判断危险截面并验算强度
①右起第吴段剖面C 处当量弯矩最大，而其直径与相邻段相差不大，所以剖面C 为危险截面。
已知MeC=154843.6Nmm ,由表14-3有: ［σ-1］=40Mpa 则： σe= MeC/W= MeC/(0.1·D 43
)
=154843.6/(0.1×71.253)=4.281MPa<［σ-1］
②右起第一段D 处虽仅受转矩但其直径较小，故该面也为危险截面：
Nmm T M D 5.953102==）（α
σe= M D /W= M D /(0.1·D 13)
=95310.5/(0.1×463)=9.79MPa<［σ-1］
所以确定的尺寸是安全的 。 以上计算所需的图如下：
（二）输出轴的设计计算
(1) 确定轴上零件的定位和固定方式 （如图）
(2)按扭转强度估算轴的直径 选用45#调质，硬度217~255HBS 轴的输入功率为P Ⅱ=6.31 KW 转速为n Ⅱ=101r/min
根据13-2式，并查表13-2，取c=110
d ≥mm n P C 64.4310131
.6110·
33=?=Ⅰ
(3)确定轴各段直径和长度
①从联轴器开始右起第一段，由于联轴器与轴通过键联接，则轴应该增加5%左右，取Φ45mm ，根据计算转矩TC=K A ×T Ⅱ=1.2×157=188.4Nm ，查
标准GB/T 4323-1984，选用TL7型弹性柱销联轴器，半联轴器长度为
l 1=90mm,轴段长L
1
=85mm
②右起第二段标准毛毡圈要去该段的直径取Φ45mm,根据轴承端盖的装
拆的要求，取端盖的外端面与半联轴器左端面的距离为30mm，故取该段长为L
2
=74mm
③右起第三段，该段装有滚动轴承，该段装有滚动轴承，选用角接触球轴承，选用7012AC型轴承，其尺寸为d×D×B=60×95×18，那么该
段的直径为Φ60mm，长度为L
3
=38
⑤起第四段，该段装有齿轮，并且齿轮与轴用键联接，直径要适当增
加，则第四段的直径取Φ70mm,齿轮宽为b=75mm，为了保证定位的
可靠性，取轴段长度为L
4
=70mm
⑤右起第五段，考虑齿轮的轴向定位,定位轴肩，取轴肩的直径为
D 5=Φ76mm ,长度取L
5
=6mm
⑥右起第六段，轴肩和轴承安装的过度段，考虑拆卸方便，取 D
6=67mm，
L
6=18mm
⑦右起第七段轴承安装段，Φ=60，L7=18mm
，
(4)求齿轮上作用力的大小、方向
①大齿轮分度圆直径：d
2
=299mm
②作用在齿轮上的转矩为：T
2
=589000N·mm
③求圆周力：Ft
Ft=2T2/d2=2×589000/299=16828.6N
④求径向力Fr Fr=Ft·tanα=16828.6×tan20°=6341.2N
求轴向力Fa Fa=FtXtanβ=16828.6×tan
15=4509.2N Ft，Fr的方向如下图所示
（5）轴上支反力
根据轴承支反力的作用点以及轴承和齿轮在轴上的安装位置，建立力学
模型。D1=Φ45mm
L
1
=85mm
D
2
=Φ50mm
L
2
=74mm
D
3
=Φ60mm
L
3
=38mm
D
4
=Φ70mm
L
4
= 70mm
D
5
=Φ76mm
L
5
=6mm
D
6
=Φ67mm
L
6
=8mm
D7=Φ60mm L7=18mm
水平面的支反力：R A =R B =Ft/2 = 8414N
垂直面的支反力：F 1V =Fr ×(L/2)-Fa ×(d1/2)/L=1135.6 N
F 2V =Fr- F 1V =394N （6）画弯矩图
右起第五段（轮齿段）剖面C 处的弯矩： 垂直面的弯矩： M cv = F 2V ×L/2=22064 Nmm M cv ’ = F 1V ×L/2=63593.6 Nmm
水平面的弯矩：M ch = F 1H ×L/2=121822.4Nm 合成弯矩：
Nm
M M M CH CV C 4.123804220644.121822222
2
=+=+=
Nm M M M CH CV C 1.1374226.635934.121822''222
2=+=+=
（7）画转矩图： T= Ft ×d 2/2=589000 Nmm （8）画当量弯矩图
因为是单向回转，转矩为脉动循环，α=0.6 可得右起第四段剖面C 处的当量弯矩：
Nmm T M M C eC 6.154843)(2
2
22=+=α
（9）判断危险截面并验算强度
①右起第四段剖面C 处当量弯矩最大，而其直径与相邻段相差不大，所以剖面C 为危险截面。
已知M eC 2=182Nm ,由课本表14-3有: ［σ-1］=60Mpa 则： σe= Me C2/W= Me C2/(0.1·D 43)
=154843.6×1000/(0.1×71.253)=4.281MPa<［σ-1］
②右起第一段D 处虽仅受转矩但其直径较小，故该面也为危险截面：
Nm T M D 4.1672796.02
=?==）（α
σe= M D /W= M D /(0.1·D13)
=95310.5×1000/(0.1×71.253)=9.79MPA<［σ-1］所以确定的尺寸是安全的。
以上计算所需的图如下：
《机械设计基础》答案
《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 1－6 自由度为 或： 1－10 自由度为： 或： 1－11 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。 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 。 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 第二章 平面连杆机构 2-1 试根据题2-1图所注明的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双
曲柄机构还是双摇杆机构。 （1）双曲柄机构 （2）曲柄摇杆机构 （3）双摇杆机构 （4）双摇杆机构 2-3 画出题2-3图所示各机构的传动角和压力角。图中标注箭头的构件为原动件。 2-4 已知某曲柄摇杆机构的曲柄匀速转动，极位夹角θ为300，摇杆工作行程需时7s 。试问：（1）摇杆空回程需时几秒？（2）曲柄每分钟转数是多少？ 解：（1）根据题已知条件可得： 工作行程曲柄的转角01210=? 则空回程曲柄的转角02150=? 摇杆工作行程用时7s ，则可得到空回程需时： （2）由前计算可知，曲柄每转一周需时12s ，则曲柄每分钟的转数为 2-7 设计一曲柄滑块机构，如题2-7图所示。已知滑块的行程mm s 50=，偏距 mm e 16=，行程速度变化系数2.1=K ，求曲柄和连杆的长度。 解：由K=1.2可得极位夹角 第三章 凸轮机构 3-1 题3-1图所示为一偏置直动从动件盘形凸轮机构，已知AB 段为凸轮的推程廓线，试在图上标注推程运动角Φ。 3-2题3-2图所示为一偏置直动从动件盘形凸轮机构，已知凸轮是一个以C 点为圆心的圆盘，试求轮廓上D 点与尖顶接触是的压力角，并作图表示。
机械设计基础习题及答案10带、链传动
习题与参考答案 一、单项选择题(从给出的A 、B 、C 、D 中选一个答案) 1 带传动是依靠 B 来传递运动和功率的。 A. 带与带轮接触面之间的正压力 B. 带与带轮接触面之间的摩擦力 C. 带的紧边拉力 D. 带的松边拉力 2 带张紧的目的是 D 。 A. 减轻带的弹性滑动 B. 提高带的寿命 C. 改变带的运动方向 D. 使带具有一定的初拉力 3 与链传动相比较，带传动的优点是 A 。 A. 工作平稳，基本无噪声 B. 承载能力大 C. 传动效率高 D. 使用寿命长 4 与平带传动相比较，V 带传动的优点是 D 。 A. 传动效率高 B. 带的寿命长 C. 带的价格便宜 D. 承载能力大 5 选取V 带型号，主要取决于 A 。 A. 带传递的功率和小带轮转速 B. 带的线速度 C. 带的紧边拉力 D. 带的松边拉力 6 V 带传动中，小带轮直径的选取取决于 C 。 A. 传动比 B. 带的线速度 C. 带的型号 D. 带传递的功率 7 中心距一定的带传动，小带轮上包角的大小主要由 D 决定。 A. 小带轮直径 B. 大带轮直径 C. 两带轮直径之和 D. 两带轮直径之差 8 两带轮直径一定时，减小中心距将引起 D 。 A. 带的弹性滑动加剧 B. 带传动效率降低 C. 带工作噪声增大 D. 小带轮上的包角减小 9 带传动的中心距过大时，会导致 D 。 A. 带的寿命缩短 B. 带的弹性滑动加剧 C. 带的工作噪声增大 D. 带在工作时出现颤动 10 若忽略离心力影响时，刚开始打滑前，带传动传递的极限有效拉力F elim 与初拉力F 0之间的关系为 C 。 A. F elim )1/(20-=ααv f v f e e F B. F elim )1/()1(20-+=ααv f v f e e F C. F elim )1/()1(20+-=ααv f v f e e F D. F elim ααv f v f e e F /)1(20+= 11 设计V 带传动时，为防止 A ，应限制小带轮的最小直径。
机械设计基础第一章
《机械设计基础》电子教案 第一章机械设计基础概论 课题机械设计基础概论 授课日期授课类型理论课课时 教学目标了解机械及其组成 机械设计的基本要求和一般程序 金属材料的性能 机械零件的常用材料 机械零件的力学基础 摩擦、磨损及润滑 本课程的研究内容、性质及任务 教学内容机械及其组成 机械设计的基本要求和一般程序 金属材料的性能 机械零件的常用材料 机械零件的力学基础 摩擦、磨损及润滑 本课程的研究内容、性质及任务 教学方法教师讲解与学生领悟、练习相结合。 教学资源多媒体教室，多媒体课件 教学步骤及主要内容备注教学环节教学内容
讲授新知 第一节机械及其组成 1 机器是执行机械运动的装置，用来变换或传递能力、物流和 (1)动力部分。 (2) (3) (4)控制部分。 2 机构是用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用运动副连接起来的构件系统。 1 从运动学的角度看，机器是由若干个运动的单元所组成，这些运动单元称为构件。构件可以是单一的整体(如活塞)，也可以 2 零件是组成构件的基本单元。零件可以分为两类，一类是通用零件，在各种机器中普遍使用，如螺母、齿轮、键等；另外一类是专用零件，在少数机器中使用，如内燃机的曲轴，汽轮机中 第二节机械设计的基本要求和一般程序 机械零件的常见失效形式有断裂或过大的塑性变形，过大的弹性变形，工作表面失效（如磨损、疲劳点蚀、表面压馈、胶合等），发生强烈的振动以及破坏正常工作条件引起的失效（如连 1. 2. 3. 4. 5. 6.其他方面的要求 （1）根据零件在机械中的地位和作用，选择零件的类型和结（2）分析零件的载荷性质，拟定零件的计算简图，计算作用（3）根据零件的工作条件及对零件的特殊要求，选择适当的（4）分析零件可能出现的失效形式，决定计算准则和许用应
《机械设计基础》答案
《机械设计基础》答案
《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 1 28 30 1 )2 2 1 14 2( 10 3 ' )' 2( 3 = -- = - - ? + ? - ? = - - + - =F P P P n F H L 或： 1 2 24 27 2 1 12 2 9 3 2 3 = -- = ? - ? - ? = - - = H L P P n F 1－11
22 424323=-?-?=--=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 41314133431==P P P P ωω 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 。
机械设计基础课程设计任务书(
目录 一、任务书 (1) 二、小组设计分工具体情况 (6) 三、第一章总体设计构想 (7) 四、第二章技术方案设计 (8) 五、第三章设计计算说明 (10) 1、传动装置运动参数的计算 (10) 2、轴与轴承部件的设计 (11) 3、零件载荷计算 (11) 4、机架及附件的设计 (12)
六、第四章设计结论与探讨 (13) 七、附录 (14) 八、课程设计成绩评定表 (16) 《机械设计基础》课程设计任务书 一、实践的目的和任务 （一）实践目的 1.《机械设计基础课程设计》是工业设计专业在完成《机械设计基础课程》课堂理论学习 后的一项重要的实践性设计环节，要求学生综合运用机械设计基础课程及其它先修课程的理论和生产实际知识进行机械设计训练。通过课程设计实践环节，使学生树立正确的设计思想，培养学生综合运用理论与生产实际知识来分析和解决机械设计问题的能力，巩固和发展所学到的相关知识。 2.学习和掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的一般设计方法，培养学生工程设 计能力和分析问题、解决问题的能力。 3.进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图、运用设计资料（包括手册、规范和规范 等）以及经验估算、考虑技术决策、机械CAD 技术等机械设计方面的基本技能进行一次训练，以提高这些技能的水平，并为后续专业课程设计和毕业设计奠定基础。 4.结合工业设计专业特点，将结构设计与造型设计知识相结合，通过实践，使学生了解产 品设计的基本原则和方法，创造性地提出解决技术方案，将学生培养成能够在设计中有工程自觉意识的工业设计师。
（二）实践任务 1.完成课程设计题目的技术方案分析与设计； 2.完成传动装置的总体设计及主要零部件的设计计算； 3.完成装配图、零件图设计； 4.完成技术方案设计效果图。 5.完成课程设计报告。 二、课程设计题目与要求 （一）设计题目 选择通用机械的传动装置或简单机械。设计题目仅给出要求机器实现的功能，由学生自定传动技术方案设计，学生亦可自选设计题目，但自选题目的难度与工作量应和课程设计要求相适应。 （二）设计要求 1.总体要求 （1）根据机器的使用要求，通过功能分析，制定或分析传动设计技术方案。 （2）根据机器的工作状况分析和零件载荷计算，合理地选择零件材料，正确计算零件工作能力和确定零件主要参数和尺寸。 （3）综合考虑制造工艺、安装与调试、使用与维护、经济和安全等问题，对机器和零部件进行结构设计。 （4）图面符合制图规范规范，尺寸标注正确，技术要求完整合理；说明书计算准确、内容完整、层次清楚、格式规范。 2.具体要求 （1）装配图一张，可采用计算机绘图、图纸大小可根据需要决定； （2）零件工作图若干张（传动零件、机架等，具体由指导教师指定），可采用计算机绘图、图纸大小可根据需要决定； （3）技术方案设计效果图一张，可采用计算机绘图； （4）课程设计报告书一份（要求使用A4 纸）。课程设计报告书是最重要的技术文档之一，参与课程设计的学生必须按规定格式整理编写一份《机械设计基础课程设计报告书》。报告书应当包括： a)设计总体技术方案设计；
机械设计基础第十四章 机械系统动力学
第十四章 机械系统动力学 14-11、在图14-19中，行星轮系各轮齿数为123z z z 、、，其质心与轮心重合，又齿轮1、2对质心12O O 、的转动惯量为12J J 、，系杆H 对的转动惯量为H J ，齿轮2的质量为2m ，现以齿轮1为等效构件，求该轮系的等效转动惯量J ν。 2222 2121221 12323121 13212 1 13222 12311212213121313 ( )()()()1()()()( )()()()o H H H o H J J J J m z z z z z z z z z O O z z z z z z z O O J J J J m z z z z z z z z νννωωω ωωωω ωω ωωωωνω=+++=-= += +=+-=++++++解： 14-12、机器主轴的角速度值1()rad ?从降到时2()rad ?，飞轮放出的功 (m)W N ，求飞轮的转动惯量。 max min 122 2 121 ()2 2F F Wy M d J W J ?ν??ωωωω==-=-? 解： 14-15、机器的一个稳定运动循环与主轴两转相对应，以曲柄和连杆所组成的转动副A 的中心为等效力的作用点，等效阻力变化曲线c A F S ν-如图14-22所示。等效驱动力a F ν为常数，等效构件（曲柄）的平均角速度值25/m rad s ?=， 3 H 1 2 3 2 1 H O 1 O 2
不均匀系数0.02δ=，曲柄长度0.5OA l m =，求装在主轴（曲柄轴）上的飞轮的转动惯量。 (a) W v 与时间关系图 （b ）、能量指示图 a 2 24()2 3015m Wy=25N m 25 6.28250.02 c va OA vc OA OA va F W W F l F l l F N Mva N J kg m νν=∏?∏=∏+==∏= =?解：稳定运动循环过程 14-17、图14-24中各轮齿数为12213z z z z =、，，轮1为主动轮，在轮1上加力矩1M =常数。作用在轮 2 上的阻力距地变化为： 2r 22r 020M M M ??≤≤∏==∏≤≤∏=当时，常数；当时，，两轮对各自中心的转动惯量为12J J 、。轮的平均角速度值为m ω。若不均匀系数为δ，则：（1）画出以轮1为等效构件的等效力矩曲线M ν?-；（2）求出最大盈亏功；（3）求飞轮的转动惯量F J 。 图14-24 习题14-17图 40Nm 15∏ 12.5∏ 22.5∏ 15Nm ∏ 2∏ 2.5∏ 4∏ 25∏ 1 1 z 2 z 2 r M 2 M ∏ 2∏ 2?
机械设计基础课程设计任务书ZDL2.
计算内容计算结果 一、设计题目：设计胶带传输机的传动装置 二、设计要求： 胶带传输机连续单向运转，载荷平稳，空载启动，输送 带速度允许误差±5%。使用期限为8年，工作环境清洁，小 批量生产，两班制工作。输送带工作拉力F＝2000N，滚筒 (ZDL-7)直径D＝300mm，输送带速度V＝2m/s。L=400m， 环境温度25°C。 三、设计简图： 1.设计任务书 1.1设计题目：计胶带传输机的传动装置 1.2工作条件：传动如上图，电机通过皮带传动带动单级齿轮减速器，经连轴器驱动滚筒回转，载荷平稳，输送带速度允许误差±5%。使用期限为8年，工作环境清洁，小批量生产，两班制工作。F＝2000N D＝300mm V＝2m/s L=400m
1.3技术数据：输送带工作拉力F ＝2000N ，滚筒(ZDL-7)直径D ＝300mm ，输送带速度V ＝2m/s 。L=400m 。 2.传动装置总体设计 2.1电动机的选择 2.1.1选择电动机系列 根据工作要求及工作条件应选用三相异步电动机，封闭自扇冷式结构，电压380伏，Y 系列电动机。 2.1.2选择电动机的功率 （1）卷筒所需有效功率 kw FV p w 41000 0.220001000=?== （2）传动总效率 根据P 5确定各部分的效率: 弹性联轴器效率 η1=0.99 一对滚动轴承效率 η2=0.99 闭式齿轮的传动效率 η3=0.97（暂定8级） 开式滚子链传动效率 η4=0.92 一对滑动轴承的效 η5=0.97 传动滚筒的效率 η6=0.96 P W =4kw η=0.8063 P r =4.96kw kw P 5.50=
《机械设计基础》课程设计任务书
安徽国防科技职业学院《机械设计基础》课程设计任务书 机械制造与自动化专业114 班 指导教师陈云 学生姓名刘悠 2012年12月31日
目录 一、设计任务 (1) 二、传动装置的总体设计 (1) 1.电动机的选择 (1) 2.传动装置总传动比的计算和各级传动比的分配 (2) 3.各轴的转速、功率和转矩 (2) 三、传动零件设计计算 (3) 1.皮带轮传动的设计计算（外传动） (3) 2.齿轮传动的设计计算（内传动） (4) 四、轴的设计计算 (6) 1.输入轴(齿轮轴)及轴上零件的设计计算 (6) 2.输出轴及其上零件的设计计算 (9) 3.平键的校核 (11) 4.轴承的校核 (12) 五、箱体主要结构和尺寸 (13) 学习心得 (15) 参考文献 (18)
一、设计任务 1.题目：设计带式输送机传动装置中的单级圆柱齿轮减速器 图1带式输送机传动装置简图 已知：输送带工作拉力F =850N ，输送带工作速度V=2.7m /s ,（输送带速度允许误差为±5%），滚筒直径D =300mm ，滚筒效率η筒 =0.99，三班制工作，连续单 向运转，载荷平稳，传动工作年限为10年。 2.设计任务： ① 设计说明书1份。 ② 减速器装配图1张（A1）。 ③ 零件工作图1张(传动零件、轴或箱体，A4）。 ④ 设计总结。 二、传动装置的总体设计 1.电动机的选择 (1) 选择电动机的类型 因为装置的载荷平稳，单向连续长期工作，因此可选用Y 型闭式笼型三项异步电动机，电压为380V 。该电机工作可靠，维护容易，价格低廉，、配调速装置，可提高起动性能。 (2) 确定电动机的功率 1) 根据带式运输机工作类型，选取工作机效率为W 0.96 η=，则工作机所需 功率W W Fv 850 2.7P 2.391100010000.96 η?= = =?kw ；
机械设计基础课程设计任务书
机械设计基础课程设计任务书 一、课程设计目的 1. 培养学生综合运用机械设计及其它先修课程理论与生产实际知识来分析和解决机械 设计问题的能力。 2. 学习机械设计的一般方法和步骤，掌握机械设计的一般规律。 3. 进行机械设计的基本技能训练：如计算、绘图查阅资料和手册，运用标准和规范等。 二、课程设计基本要求 1．能从机器功能要求出发，分析设计方案，合理地选择电动机、传动机构和零件。 2．能按机器的工作状况分析和计算作用在零件上的载荷，合理选择零件材料，正确计算零件工作能力和确定零件主要参数及尺寸。 3．能考虑制造工艺、安装与调整、使用与维护、经济性和安全性等问题，对零件进行结构设计。 4.绘图表达设计结果，图样符合国家制图标准，尺寸及公差标注完整、正确，技术要求 合理、全面。 三、课程设计内容 课程设计的内容主要包括：分析传动装置的总体方案；选择电动机；运动和动力参数计算；传动零件、轴、轴承、联轴器等的设计计算和选择；装配图和零件图设计；编写设计计算说明书。 课程设计中要求完成以下任务： 1．减速器装配图1张(手绘A1图纸)； 2．减速器零件图3张(A3图纸，电子图纸)； 3．设计计算说明书1份。
四、机械设计课程设计原始资料 1、装置运动简图 1 —电动机 2 — V带传动 3 —减速器 4 —联轴器 5 —滚筒 6 —输送带 2、工作条件 设计某一带式运输机用二级斜齿圆柱齿轮减速器。运输机二班制连续工作，单向运转，载荷平稳，室内工作，有粉尘。减速器小批量生产，使用期限10年，运输带速度允差±5％3、设计原始数据 表1 组号对应的题号 注：将所选题目的题号着彩色 设计原始数据及对应的题号参见附表
机械设计基础课程设计任务书
机械设计基础课程设计任务书
目录 一、任务书 (1) 二、小组设计分工具体情况 (6) 三、第一章总体设计构想 (7) 四、第二章方案设计 (8) 五、第三章设计计算说明 (10)
1、传动装置运动参数的计算 (10) 2、轴与轴承部件的设计 (11) 3、零件载荷计算 (11) 4、机架及附件的设计 (12) 六、第四章设计结论与探讨 (13) 七、附录 (14) 八、课程设计成绩评定表 (16) <机械设计基础>课程设计任务书
一、实践的目的和任务 (一)实践目的 1.<机械设计基础课程设计>是工业设计专业在完成<机械设计基 础课程>课堂理论学习后的一项重要的实践性设计环节,要求学生综合运用机械设计基础课程及其它先修课程的理论和生产实际知识进行机械设计训练。经过课程设计实践环节,使学生树立正确的设计思想,培养学生综合运用理论与生产实际知识来分析和解决机械设计问题的能力,巩固和发展所学到的相关知识。 2.学习和掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的一般设 计方法,培养学生工程设计能力和分析问题、解决问题的能力。 3.进行机械设计基本技能的训练,如计算、绘图、运用设计资料 (包括手册、标准和规范等)以及经验估算、考虑技术决策、机械CAD 技术等机械设计方面的基本技能进行一次训练,以提高这些技能的水平,并为后续专业课程设计和毕业设计奠定基础。 4.结合工业设计专业特点,将结构设计与造型设计知识相结合,经 过实践,使学生了解产品设计的基本原则和方法,创造性地提出解决方案,将学生培养成能够在设计中有工程自觉意识的工业设计师。 (二)实践任务
《机械设计基础》试题库_V带传动(完整资料)
【最新整理，下载后即可编辑】 第13章带传动和链传动 习题与参考答案 一、判断题： 1．限制带轮最小直径的目的是限制带的弯曲应力。 A．正确 B. 错误 2．同规格的窄V带的截面宽度小于普通V带。 A．正确 B. 错误 3．带传动接近水平布置时，应将松边放在下边。 A．正确 B. 错误 4．若设计合理，带传动的打滑是可以避免的，但弹性滑动却无法避免。 A．正确 B. 错误 5．在相同的预紧力作用下，V带的传动能力高于平带的传动能力。 A．正确 B. 错误 6．带传动中，实际有效拉力的数值取决于预紧力、包角和摩擦系数。 A．正确 B. 错误 7．带传动的最大有效拉力与预紧力、包角和摩擦系数成正
比。 A．正确 B. 错误 8．适当增加带长，可以延长带的使用寿命。 A．正确 B. 错误 9．在链传动中，如果链条中有过渡链节，则极限拉伸载荷将降低。 A．正确 B. 错误 10．链轮齿数越少，越容易发生跳齿和脱链。 A．正确 B. 错误 11．在链传动中，链条的磨损伸长量不应超过1%。 A．正确 B. 错误 12．为了使各排链受力均匀，因此链的排数不宜过多。 A．正确 B. 错误 13．齿形链上设有导扳，内导板齿形链的导向性好。。 A．正确 B. 错误 二、选择题： 1．选取V带型号，主要取决于（）。 A.带传动的功率和小带轮转速 B.带的线速度 C.带的紧边拉力
2．设计带传动时，考虑工作情况系数K 的目的是（）。 A A.传动带受到交变应力的作用 B.多根带同时工作时的受力不均 C.工作负荷的波动 3．V带的楔角为40°，为使带绕在带轮上能与轮槽侧面贴合更好，设计时应使轮槽楔角（）。 A.小于40° B.等于40° C.大于40° 4．在下列传动中，平均传动比和瞬时传动比均不稳定的是（）。 A．带传动 B. 链传动 C. 齿轮传动 5．用张紧轮张紧V带，最理想的是在靠近（）张紧。 A.小带轮松边由外向内 B.小带轮松边由内向外 C.大带轮松边由内向外 6．带在工作时受到交变应力的作用，最大应力发生在（）。 A.带进入小带轮处 B.带离开小带轮处 C.带进入大带轮处
机械设计基础课后习题答案 第11章
11-1 解1）由公式可知： 轮齿的工作应力不变，则则，若，该齿轮传动能传递的功率 11-2解由公式 可知，由抗疲劳点蚀允许的最大扭矩有关系： 设提高后的转矩和许用应力分别为、 当转速不变时，转矩和功率可提高 69%。 11-3解软齿面闭式齿轮传动应分别验算其接触强度和弯曲强度。（ 1）许用应力查教材表 11-1小齿轮45钢调质硬度：210～230HBS取220HBS；大齿轮ZG270-500正火硬度：140～170HBS，取155HBS。 查教材图 11-7， 查教材图 11-10 , 查教材表 11-4取， 故： （ 2）验算接触强度，验算公式为：
其中：小齿轮转矩 载荷系数查教材表11-3得齿宽 中心距齿数比 则： 、，能满足接触强度。 （ 3）验算弯曲强度，验算公式： 其中：齿形系数：查教材图 11-9得、 则： 满足弯曲强度。 11-4解开式齿轮传动的主要失效形式是磨损，目前的设计方法是按弯曲强度设计，并将许用应力降低以弥补磨损对齿轮的影响。 （ 1）许用弯曲应力查教材表11-1小齿轮45钢调质硬度：210～230HBS取220HBS；大齿轮 45钢正火硬度：170～210HBS，取190HBS。查教材图11-10得 ,
查教材表 11-4 ，并将许用应用降低30% （ 2）其弯曲强度设计公式： 其中：小齿轮转矩 载荷系数查教材表11-3得取齿宽系数 齿数，取齿数比 齿形系数查教材图 11-9得、 因 故将代入设计公式 因此 取模数中心距 齿宽 11-5解硬齿面闭式齿轮传动的主要失效形式是折断，设计方法是按弯曲强度设计，并验算其齿面接触强度。
机械设计基础课程设计任务书
机械设计基础课程设计任务书 一、 设计的目的和要求： 机械设计基础课程设计是《机械设计基础》课堂理论学习的一个后续教学环节，其目 的是： 1. 综合运用机械设计基础课程及其它先修课程的理论和生产实际知识进行机械设计训 练，使理论和生产实际知识密切地结合起来，从而使这些知识得到进一步巩固、加深和扩 展。 2. 学习和掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的一般设计方法，培养学生工 程设计能力和分析问题、解决问题的能力。 3. 对学生在计算、制图、运用设计资料(包括手册、标准和规范等)以及经验估算、 考 虑技术决策、机械CAD 技术等机械设计方面的基本技能进行一次训练， 以提高这些技能 的水平。 二、 设计题目及条件 1、设计题目 机械设计基础课程设计的题目：带式运输机传动系统中的一级圆柱齿轮减速器。带式运 输机系统简图如下图。 滚筒 F1 联轴器 三角皮带传动 3、工作条件 ： 连续单向运转，载荷较平稳，两班制工作，使用期限 10 年，小批量生产。允许输送带 速度误差为±5%。滚筒的机械效率为 0.95 (包括滚筒轴承效率)。 ?h 电动机 ( 11 ~ m3 减速器
三、设计的内容及步骤 (一 ) 设计内容 1、传动方案的分析与拟定 2、电动机的选择与传动装置运动和动力参数的计算 3、传动件(如齿轮或蜗杆传动、带传动的设计) 4、轴的设计 5、轴承及其组合部件的设计 6、键联接和联轴器的选择与校核 7、润滑及密封设计 8、箱体、机架及附件的设计 9、装配图和零件图的设计与绘制 10、设计计算说明书的编写 (二) 设计步骤以前述常规设计为例，课程设计可分为以下几个阶段进行。 1. 设计准备 ( 1)阅读和研究设计任务书，明确设计任务与要求；分析设计题目，了解原始数据和工作条件。 ( 2)通过参观(模型、实物、生产现场) ，看电视录像，参阅设计资料以及必要的调研等途径了解设计对象。 ( 3)参阅《机械设计基础课程设计》有关内容，明确并拟订设计过程和进度计划。 2. 传动装置的总体设计 ( 1)分析和拟定传动装置的运动简图。 ( 2)选择电动机。 ( 3)计算传动装置的总传动比和分配各级传动比。 ( 4)计算各轴转速、功率及转矩。 3. 传动零件的主体设计计算 设计计算带传动、齿轮传动的主要参数和尺寸。 4. 装配草图的设计 ( 1)装配草图的设计准备工作，主要是分析和选定传动装置的结构方案。 ( 2)初绘装配草图和轴、轴承的计算；作轴、轴上零件和轴承部件的结构设计；校核 轴的强度、滚动轴承的寿命和键、联轴器的强度。 ( 3)完成装配草图，并进行检查与修正。 5. 装配工作图的绘制与完成 (1)绘制装配图。
机械设计基础课程设计任务书(123)课案
机械设计基础课程设计任务书 昆明冶金高等专科学校 机电一体化专业 学生姓名：班级：学号： 课程名称：机械设计基础课程设计 课程类型：必修课 先修课程：机械制图、公差配合、工程力学、金属材料、机械设计基础 一、课程设计的目的： 课程设计是机械设计课程的重要的教学环节，是培养学生机械设计能力的技术基础课。 课程设计的主要目的是： （1）通过课程设计使学生综合运用机械设计基础课程及有关先修课程的知识，起到巩固、深化、融会贯通及扩展有关机械设计方面的知识，树立正确的设计思想。 （2）通过课程设计的实践，培养学生分析和解决工程实际的问题的能力，使学生掌握机械零件、机械传动装置或简单机械的一般设计方法和步骤。（3）提高学生的有关设计能力，如计算能力、绘图能力以及计算机辅助设计（CAD）能力等，使学生熟悉设计资料（手册、图册等）的使用，掌握经验估算等机械设计的基本技能。 二、课程设计的内容、课时分配 主要内容：（1）拟定、分析传动装置的设计方案； （2）选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数； （3）进行传动件的设计计算，校核齿轮、轴、轴承、联轴器、键等。 （4）绘制减速器装配图1张；零件图1-3张。 （5）编写设计计算说明书。 课时安排：3周 三、考核方式 （１）成绩按百分制 （２）评定成绩的依据： ①遵守设计时间情况，是否每天按时到设计教室，设计态度是否认真； ②机械系统方案是否合理，有无创新；
③装配图机构设计是否合理，表达是否清晰、完整，图面是否整洁； ④零件图结构表达是否清楚，各公差配合项目是否全面、合理； ⑤计算说明书计算是否正确，分析是否有条理，内容是否全面； ⑥答辩时回答问题的情况。 四、课程设计具体题目：材料一 绞车传动装置 原始数据： 卷筒圆周力F= N；卷筒转数n＝r／min； 滚筒直径D= mm；传动工作年限a= 10 年。 注：间歇工作，载荷平稳，传动可逆转，起动载荷为名义载荷的1.25倍,传动比误差为±5%，每隔2分钟工作一次，停机5分钟。。 五、设计工作量： 1、设计说明书1份； 2、减速器装配图1张（A1）； 3、零件工作图1~3张。
机械设计基础答案
《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： 或： 1－6 自由度为 或： 1－10 自由度为： 或： 1－11
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。 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 。 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 1－16：题1-16图所示曲柄滑块机构，已知： s mm l AB /100=，s mm l BC /250=，s rad /101=ω，求机构全部瞬心、滑块速度3v 和连杆角速度2ω。 在三角形ABC 中，BCA AB BC ∠=sin 45sin 0，52sin =∠BCA ，5 23cos =∠BCA ， 045sin sin BC ABC AC =∠，mm AC 7.310≈ 1－17：题1-17图所示平底摆动从动件凸轮1为半径20=r 的圆盘，圆盘中心C 与凸轮回转中心的距离mm l AC 15=，mm l AB 90=，s rad /101=ω，求00=θ和0180=θ时，从动件角速度2ω的数值和方向。 00=θ时 方向如图中所示 当0180=θ时
方向如图中所示
第二章 平面连杆机构 2-1 试根据题2-1图所注明的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构还是双摇杆机构。 （1）双曲柄机构 （2）曲柄摇杆机构 （3）双摇杆机构 （4）双摇杆机构 2-3 画出题2-3图所示各机构的传动角和压力角。图中标注箭头的构件为原动件。 2-4 已知某曲柄摇杆机构的曲柄匀速转动，极位夹角θ为300，摇杆工作行程需时7s 。试问：（1）摇杆空回程需时几秒？（2）曲柄每分钟转数是多少？ 解：（1）根据题已知条件可得： 工作行程曲柄的转角01210=? 则空回程曲柄的转角02150=? 摇杆工作行程用时7s ，则可得到空回程需时： （2）由前计算可知，曲柄每转一周需时12s ，则曲柄每分钟的转数为 2-5 设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构，如题2-5图所示，要求踏板CD 在水平位置上下各摆100，且mm l mm l AD CD 1000,500==。（1）试用图解法求曲柄AB 和连杆BC 的长度；（2）用式（2-6）和式（2-6）＇计算此机构的最小传动角。
机械设计基础课程设计任务书精
《机械设计基础》课程设计任务书 一、设计题目带式输送机传动系统设计 1—电动机 2—传动带 3—圆柱齿轮减速器 4—联轴器 5—滚筒 6—输送胶带 二、已知工作条件 1）工作情况：三班工作制，单向连续运转，载荷平稳，输送带水平放置。 2）工作环境：室内，有灰尘，最高环境温度35℃，通风条件一般。 3）动力来源：电力，三相交流，电压380V/220V。 4）工作寿命：8 年。 5）检修间隔期：4 年一次大修，2 年一次中修，半年一次小修。 6）制造条件：一般机械制造厂，批量生产。 7）齿轮减速器浸油润滑；取大齿轮的搅油效率= 0.98 搅η；取滚筒-输送带效率η w = 0.96。 三、设计任务 1）选择电动机型号。 2）选择联轴器类型和规格。 3）设计带传动及圆柱齿轮减速器。 4）绘制圆柱齿轮减速器装配工作图。 5）绘制减速器中1～2 个零件工作图。 6）编写设计计算说明书。
四、技术参数 注：输送带速度允许误差±5%
目录 设计任务书 (1) 传动方案说明 (4) 电动机的选择 (4) 传动装置运动及动力参数计算 (6) 带轮结构设计 (7) 齿轮传动的计算 (10) 轴的结构设计 (12) 键的选择 (20) 轴承的选择和核对计算 (20) 联轴器的设计 (21) 润滑、密封装置的选择 (21) 减速器的设计 (22) 设计心得 (24) 参考文献 (25)
5~32='i ，则合理总传动比的范围为20~6='i ，故电动机转速的可选范围为 m in /15.61)20~6(r n i n w d ?=?'=' 符合这一范围的同步转速有min /750r 、min /1000r ，再根据计算 出的容量，由表可知 方案 电动机型号 额定功率 kw ed /P 电动机转速 min)//(r 传动装置的传动比 同步转速 满载转速 总传动比 带 齿轮 1 Y160L-6 11 1000 970 15.86 3.8 4.17 2 Y180L-8 11 750 730 11.94 3.5 3.41 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以及带传动和减速器的传动比，比较二个方面可知：方案二的电动机转速低，外廓尺寸及重量较大，价格较高，虽然总传动比不大，但因电动机转速低，导致传动装置尺寸较大。方案一比较适合。因此，选定的电动机型号为Y160L-6，所选的电动机的额定功率kw ed 11=P ,满载转速 min /970r n =所选的电动机的主要外形尺寸和安装尺寸如下表所 示。 min /)1223~9.366(r n d =' 选定的电动机型号为Y160L-6
《机械设计基础》课后习题答案
模块八 一、填空 1、带传动的失效形式有打滑和疲劳破坏。 2、传动带中的的工作应力包括拉应力、离心应力和弯曲应力。 3、单根V带在载荷平稳、包角为180°、且为特定带长的条件下所能传递的额定功率 P0 主要与带型号、小轮直径和小轮转速有关。 4、在设计V带传动时，V带的型号根据传递功率和小轮转速选取。 5、限制小带轮的最小直径是为了保证带中弯曲应力不致过大。 6、 V带传动中，限制带的根数 Z 、选择 1、平带、V带传动主要依靠（D）来传递运动和动力。 A.带的紧边拉力； B.带的松边拉力； C.带的预紧力； D.带和带轮接触面间的摩擦力。 2、在初拉力相同的条件下，V带比平带能传递较大的功率，是因为 V带（C）。 A.强度高； B.尺寸小；C?有楔形增压作用；D.没有接头。 3、带传动正常工作时不能保证准确的传动比，是因为（ D）。 A.带的材料不符合虎克定律； B.带容易变形和磨损； C?带在带轮上打滑；D.带的弹性滑动。 4、带传动在工作时产生弹性滑动，是因为（ B）。 A.带的初拉力不够； B.带的紧边和松边拉力不等； C?带绕过带轮时有离心力；D.带和带轮间摩擦力不够。 5、带传动发生打滑总是（ A）。 A.在小轮上先开始； B.在大轮上先开始； C.在两轮上同时开始；D不定在哪轮先开始。6带传动中，v i为主动轮的圆周速度，V2为从动轮的圆周速度，v为带速，这些速度 第一章 前面有一点不一样，总体还行~~~ 1-1.机械零件常用的材料有哪些？为零件选材时应考虑哪些主要要求？ 解：机械零件常用的材料有：钢(普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、合金结构钢、铸钢)，铸铁，有色金属（铜及铜合金、铝及铝合金）和工程塑料。 为零件选材时应考虑的主要要求： 1.使用方面的要求： 1）零件所受载荷的大小性质，以及应力状态， 2）零件的工作条件， 3）对零件尺寸及重量的限制， 4）零件的重要程度， 5）其他特殊要求。 2.工艺方面的要求。 3.经济方面的要求。 1-2.试说明下列材料牌号的意义：Q235,45,40Cr,65Mn,ZG230-450,HT200,ZcuSn10P1,LC4. 解：Q235是指当这种材料的厚度（或直径）≤16mm时的屈服值不低于235Mpa。 45是指该种钢的平均碳的质量分数为万分之四十五。 40Cr是指该种钢的平均碳的质量分数为万分之四十并且含有平均质量分数低于1.5%的Cr 元素。 65Mn是指该种钢的平均碳的质量分数为万分之六十五并且含有平均质量分数低于1.5%的Mn元素。 ZG230-450表明该材料为铸钢，并且屈服点为230，抗拉强度为450. HT200表明该材料为灰铸铁，并且材料的最小抗拉强度值为200Mpa. ZCuSn10P1铸造用的含10%Sn、1%P其余为铜元素的合金。 LC4表示铝硅系超硬铝。 1-6.标准化在机械设计中有何重要意义？ 解：有利于保证产品质量，减轻设计工作量，便于零部件的互换和组织专业化的大生产，以及降低生产成本，并且简化了设计方法，缩短了设计时间，加快了设计进程，具有先进性、规范性和实用性，遵照标准可避免或减少由于个人经验不足而出现的偏差。 第二章 2-7.为什么要提出强度理论？第二、第三强度理论各适用什么场合？ 解：材料在应用中不是受简单的拉伸、剪切等简单应力状态，而是各种应力组成的复杂应力状态，为了判断复杂应力状态下材料的失效原因，提出了四种强度理论，分别为最大拉应力理论、最大伸长线应变理论、最大切应力理论、畸变能密度理论。 第二强度理论认为最大伸长线应变是引起断裂的主要因素，适用于石料、混凝土、铸铁等脆性材料的失效场合。 第三强度条件：认为最大切应力是引起屈服的主要因素，适用于低碳钢等塑性材料的失效场合。 2-15.画出图示梁的弯矩图。 《机械设计基础》课程设计任务书 （Machine Design Base ） 系别机械工程系 专业机械制造工程及自动化 班级 姓名 同组学生姓名 课程设计题目 一、设计的目的和要求： （一）、课程设计的目的 机械设计基础课程设计是《机械设计基础》课堂理论学习的一个后续教学环节，其目的是： 1.综合运用机械设计基础课程及其它先修课程的理论和生产实际知识进行机械设计训练，使理论和生产实际知识密切地结合起来，从而使这些知识得到进一步巩固、加深和扩展。 2.学习和掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的一般设计方法，培养学生工程设计能力和分析问题、解决问题的能力。 3.对学生在计算、制图、运用设计资料（包括手册、标准和规范等）以及经验估算、考虑技术决策、机械CAD 技术等机械设计方面的基本技能进行一次训练，以提高这些技能的水 平。 （二）、设计的要求 机械设计基础课程设计的题目一律定为：带式输送机的传动装置。传动方案由指导老师 分配，原始数据如下： 原始数据编号 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 输送带工作压力 F（N） 1600 1800 2000 2200 2400 2500 2500 2900 3000 2300 输送带速度V（M/S） 1 1.1 0.9 0.9 1.2 1 1.6 1.5 1.4 1.5 卷筒直径D（MM） 400 350 300 300 300 300 450 400 400 320 机械设计基础课程设计一般要求学生完成以下工作： 1.减速器装配图一张（0 号图纸） 2.零件工作图若干张（传动零件、轴、箱体等，具体由指导教师指定） 3.设计计算说明书一份（要求用A4 纸）。 二、设计的内容及步骤 （一）设计内容 1.传动方案的分析与拟定 2.电动机的选择与传动装置运动和动力参数的计算 3.传动件（如齿轮或蜗杆传动、带传动的设计） 4.轴的设计 5.轴承及其组合部件的设计 6.键联接和联轴器的选择与校核 1-1机构、机器和机械有何区别？ 机器由各种机构组合而成，机器和机构统称为机械。 1-2 现代机械系统由哪些子系统组成，各子系统具有什么功能？答：组成子系统及其功能如下： （1）驱动系统其功能是向机械提供运动和动力。 （2）传动系统其功能是将驱动系统的动力变换并传递给执行机构系统。 （3）执行系统其功能是利用机械能来改变左右对象的性质、状态、形状或位置，或 对作业对象进行检测、度量等，按预定规律运动，进行生产或达到其他预定要求。 （4）控制和信息处理系统其功能是控制驱动系统、传动系统、执行系统各部分协调 有序地工作，并准确可靠地完成整个机械系统功能。 1-3构件与零件的区别？ 构件既可以由单一的零件组成，也可以由几个零件组成。 1-4什么是专用零件？什么是通用零件？请举例 专用零件：仅在某一类型的机器中使用的零件，如内燃机的曲轴、活塞，水轮机中的叶片等。 通用零件：在各类机器中广泛应用的零件，如齿轮、螺钉、螺母、轴、弹簧等。 1-5机械设计的一般程序 （1）提出设计任务，拟定设计计划 （2）确定机械传动方案 （3）技术设计 （4）技术文件编制 1-6在机械设计中，常用的材料有哪些 钢、铸铁、非铁金属材料、非金属材料及复合材料等。 1-7在机械设计中，选用材料的依据是什么 （1）满足使用性能要求 （3）加工工艺性能的要求 （4）综合经济效益的要求 1-8机械零部件标准化的意义 （1）质量好，成本低 （2）互换性好 （3）采用标准化的零件可节省设计时间，使设计者能将主要精力用在关键零件的设计上 （4）交流方便 1-10本课程的主要任务 本课程的主要任务涉及机械系统中常用机构和通用零部件设计的基本概念、基本理论、基本方法和设计计算，以及与此相关的标准、规范、手册、图标等技术资料的运用。 1-11机械零部件常见的失效形式有哪些 零件断裂，过大的塑性变形，零件表面被磨损或腐蚀，零件表面出现胶合或点蚀等。 1-12在机械设计中，主要的计算准则 （1）强度准则 （2）刚度准则 （3）耐磨性 （4）震动稳定性 1-13机械设计应满足的基本要求是什么 （1）满足功能、运动和动力性能的要求 （2）工作安全可靠的要求 （3）市场需求和经济性的要求 （4）机械零件工艺性和标准化的要求机械设计基础答案
机械设计基础课程设计任务书
机械设计基础第一章课后答案