机械设计基础
课程学习指导书
□课程的性质和任务
本课程是高校工科有关专业的一门重要的技术基础课，它在教学计划中起着承上启下的作用。
通过本课程的教学，学生将初步受到有关机械设计的基础理论、设计方法和设计技能的系统训练，从而为进一步学习有关专业课和今后从事机械技术工作打下基础。
□课程的内容和基本要求
本课程实际上是“机械原理”和“机械零件”两门课程的合二为一。本课程着重讨论机械运动理论、常用机构、机器动力学基本知识和机械中一般参数、一般工况的通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法。
1．要求掌握的基本知识
机械设计的基本要求。常用机构的特点及其应用。机械零件的主要类型、特点与应用。润滑和密封的基础知识。机械零件的常用材料，有关标准和规范等。
2．要求掌握的基本理论和方法
基本理论：机构组成原理和运动分析。机械速度波动调节和转子平衡的原理。机械零件的受力分析、应力状态、失效形式。机械零件工作能力和计算准则（强度，刚度，摩擦、磨损与润滑，寿命，热平衡等）。
计算方法（计算载荷，条件性计算，等强度计算，当量法，试算法等）。
提高零件工作能力的措施（改善载荷和应力分布不均匀的方法，提高零件疲劳强度的措施，降低或增强摩擦的途径，提高零部件工艺性的途径和方法，以及预应力、变形协调原则在设计中的应用）。
3．要求掌握的基本技能
简单机器的机构运动简图绘制。结构设计和制图技能。查阅技术资料，编制有关技术文件的技能等。
□学习材料
1、基本教材
《机械设计基础》（高教第4版）杨可桢、程光蕴主编
2、辅导教材
《机械设计基础学习指导》，岳大鑫编（本书）
3、参考资源
《机械设计基础》网络课件，岳大鑫、陈晓勇编著
4、授课光盘
西南科技大学制作的24学时的《机械设计基础》教学实录课程。
□学习方法
机械设计基础是一门理论与工程实际相结合的课程，具有如下特点：
1．多科综合性
本课程涉及的常用机构、通用零件，从分析研究到设计计算，直至完成工作图，要用到多门基础课和技术基础课的知识（如机械制图、工程材料、机械制造基础、理论力学和材料力学等）。
2．表面上各章内容联系不紧，显得零乱不系统
因本课程涉及机构和零件较多，要用到较多的理论基础。学习者如用习惯的基础课系统性来看待本课，就会产生“不系统”、“没有统一研究规律”的错觉。实际上，本课程的全部内容可归结为两个问题：“机器怎样才能实现人们需要的、理想的运动”，“零件怎样才能正常工作”。学习中注意把握这两个思路，就能在学习中逐步适应本课程的学习规律。
3．设计步骤和结果不唯一
与基础课问题结论的唯一性不同，对于机械设计问题，由于设计者考虑问题的角度、着重点不同，因而从机构选型、到选择材料、确定参数，往往都可在一定范围内变化，设计计算步骤也因具体情况而变，设计结果往往是不唯一的。要注意：如果说基础课比较关心理论上的“是”、“非”问题，那么专业课更关心的是工程结果的“优”、“劣”问题。学习本课程的任务之一，就是学生要完成这样一个指导思想的转变。
4．机械设计中，计算重要但不唯一
学习者必需逐步培养把理论计算和结构设计、工艺考虑等结合起来解决问题的能力。一般情况下，计算结果仅是必要条件，最终结果要视具体结构和工艺而定。
推荐学习程序和方法：
1．首先浏览光盘上的课件，熟悉课件结构、功能和主要内容，以备需要时学习。
2．按照本学习指导的要求，快速阅读印刷教材或学习课件内容。
3．完成在线思考题、测试题，从中了解自己掌握方法、知识的情况。
4．对照发现的问题，精读相关学习内容，再上机测试。如此反复，必收效显著。
□学习内容与学时安排
教学内容学时教学内容学时
绪论 1 第10章联接5～6
第1章平面机构运动简图及自由度3～4 第11章齿轮传动4～5
第2章平面连杆机构4～5 第12章蜗杆传动3～4
第3章凸轮机构3～4 第13章带、链传动7～8
第4章齿轮机构7 第14章轴5～6
第5章轮系3～4 第15章滚动轴承4～5
第6章间歇运动机构2～3 第16章滑动轴承4～5
第7章机械速度波动的调节 2 第17章联轴器与离合器2～3
第8章回转件的平衡2～3 第18章弹簧 2
第9章 机械零件设计概述 3～4 合计 66～80
第1章 平面机构自由度及速度分析
□ 学习目的和要求
1．知道自由度、运动副、主动件、机架、复合铰链、局部自由度、虚约束等概念。
2．能正确计算平面机构的自由度。
3．能绘制简单机械的机构运动简图。
□ 考核目标
考核知识点
● 平面机构的自由度计算
● 机构运动简图绘制
考核要求
● 能正确计算平面机构的自由度
● 能绘制简单机器的机构运动简图
□ 重点与难点
重点：机构运动简图的绘制。机构自由度计算及具有确定相对运动的条件。
难点：机构运动简图的绘制。
□ 补充说明
1．自由度计算中，应注意三杆铰接的情况，此时应将三杆铰接
视为一个构件参与组成三个转动副。事实上，计算右图b)的
自由度知，三杆铰接的自由度等于0。
2．画机构运动简图，只关心相对运动的性质（转动还是平动、），
不关心构件形状和运动副的尺寸。例如，只要转动角速度不变，构件是圆、是方，回转副直径是大还是小，都认为是相同的构件和运动副。
3．虚约束往往是结构需要的产物，机构运动
简图中画出的两个运动副往往实际上是一个运动副。例如右图图a)的箱体中间要容
纳齿轮，回转副不可能做得太长，只能将
中间挖空；图b)导路太短，推杆刚度太小，
图c)将移动副做得很长又不经济，图d)
是不得以只好将移动副中间挖空的情况。
□ 思考题
1．机构中复合铰链、局部自由度、虚约束通常出现在什么地方。
2．试总结计算机构自由度的步骤。
第2章 平面连杆机构
□ 学习目的和要求
1．明确如下概念：行程速比系数、压力角和传动角、死点。
2．知道平面连杆机构的优缺点。
3．知道铰链四杆机构存在曲柄的条件是什么？
4．对机构演变的方法有所了解。
5．掌握四杆机构设计的前两种方法。
□考核目标
考核知识点
●平面连杆机构的特点
●铰链四杆机构的运动特性
考核要求
●知道平面连杆机构的特点
●会求行程速比系数、压力角和传动角，知道死点存在条件及其位置
●知道铰链四杆机构存在曲柄的条件
□重点与难点
重点：铰链四杆机构的基本形式；铰链四杆机构的运动特性；曲柄存在条件。
难点：最小传动角位置判定；平面四杆机构的演化；四杆机构的图解设计。
□补充说明
1．急回特性不仅曲柄摇杆机构有，曲柄滑块机构、摆动导杆机构等都有急回特性。总之，从动件作往复运动，而连杆的极位夹角不等于0的机构，都有急回特性。
2．四杆机构设计的关键是抓住连架杆上特殊点的轨迹（通常是圆弧或直线）。
3．机构演变诸方法中，变更机架法的本质是“相对运动不因参照系的改变而改变”，后面凸轮机构、轮系要用到的“反转法”也就是变更机架法。
4．机构演化往往是多种方法的联合应用（下图），应用得当，可演变出许多新型、有用的机构。
□思考题
1．何谓平面连杆机构，它有哪些优、缺点？
2．行程速比系数是一个周期中最大速度与最小速度之比吗？
3．给出机构运动简图，您能求出机构的行程速比系数吗？
4．何谓“压力角”、“传动角”？若机架为最长杆，曲柄摇杆机构的最小传动角出现在什么位置？
5．消除平行四边形机构运动不确定性的方法有哪些？
6．曲柄滑块机构是否具有急回特性？是否存在死点？其最小传动角出现在什么位置？
7．机构演化的方法有哪些？请列举应用。
第3章凸轮机构
□学习目的和要求
1．明确概念：基圆、理论廓线、柔性冲击、刚性冲击、反转法、自锁。
2．知道凸轮机构的类型，明确凸轮机构的优缺点及适用的工业场合。
3．能正确绘制从动件常用运动规律的位移线图。
4．掌握反转法，能用图解法绘制凸轮轮廓线。
5．明确影响凸轮机构工作性能和空间尺寸的有关因素。
□考核目标
考核知识点
●凸轮机构的类型及其特点。
●从动件常用运动规律的位移线图。
●反转法与凸轮廓线绘制。
●影响凸轮机构性能的有关因素。
考核要求
●知道基圆、理论廓线、柔性冲击、刚性冲击、反转法的概念。
●能正确绘制从动件常用运动规律的位移线图。
●知道压力角、基圆对凸轮机构工作性能的影响。
□重点与难点
重点：从动件常用运动规律；凸轮廓线的图解设计；影响凸轮机构性能的因素。
难点：凸轮廓线的图解设计。
□思考题
1．解释：基圆、压力角、刚性冲击、柔性冲击、运动失真。
2．若给出凸轮机构运动简图，您能正确作出给定的推程角、给定位置的压力角吗？
3．简述对心直动滚子从动件盘形凸轮机构凸轮廓线的绘制步骤。
4．试分析：凸轮机构的滚子半径、基圆半径对凸轮机构性能的影响。若您所设计的凸轮机构的最大压力角超标，那么，可从哪些方面采取措施加以改进？
第4章齿轮机构
□学习目的和要求
1．知道齿轮机构的类型和特点。
2．知道渐开线的特性。
3．知道齿轮机构连续平稳运转的三个条件。
4．会计算齿轮机构几何尺寸，知道主要参数对齿轮性能的影响。
5．知道渐开线齿轮切齿原理，各种加工方法的优缺点。
6．知道变位对轮齿的影响。
7．知道直齿、斜齿圆柱齿轮和圆锥齿轮的联系与各自的特点。
□考核目标
考核知识点
●齿轮机构的类型和特点。
●渐开线的特性。
●正确啮合条件。
●主要参数影响及齿轮机构几何尺寸计算。
●斜齿圆柱齿轮机构的特点。
考核要求
●知道下列概念：基圆、节圆、分度圆、压力角、啮合角、模数、标准齿轮、根切、
最小齿数、当量齿数。
●知道齿轮机构的类型和特点。
●知道正确啮合条件。
●知道主要参数的影响。
●会计算齿轮机构几何尺寸。
●知道斜齿圆柱齿轮机构的特点。
□重点和难点
重点：齿轮机构连续平稳运转的条件；齿轮尺寸计算；加工方法；斜齿圆柱齿轮的特点；
当量齿轮与当量齿数。
难点：加工方法；根切现象与最少齿数；变位齿轮；当量齿轮与当量齿数。
□补充说明
1．学习本章应以直齿圆柱齿轮为重点，对于斜齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮机构，学习时应注意将它们与直齿圆柱齿轮联系和对比。
2．齿轮参数m、z对齿轮机构的工作平稳性、所占据的空间尺寸、加工制造成本、承载能力等都有影响，要注意这两个参数的取值问题。
3．掌握齿轮几何尺寸的计算公式属于基本要求，记忆时应将直齿圆柱齿轮、平行轴斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮三者相结合。
□思考题
1．齿轮机构有哪些优缺点？
2．一对齿廓定比啮合的条件是什么？
3．“渐开线”有哪些性质？证明“渐开线齿廓满足定比啮合的条件”？
4．齿轮机构的“正确啮合条件”是什么？
5．何谓标准齿轮？何谓标准中心距？
6．说明齿轮模数、齿数改变对轮齿大小、形状的影响（假定分度圆直径不变）。
7．对标准齿轮标准中心距安装来讲，齿轮压力角与啮合角有何关系？
8．什么叫“根切”？正常齿制标准齿轮不产生根切的最小齿数是多少？
9．斜齿圆柱齿轮正确啮合条件是什么？其法向压力角、模数与端面压力角、模数有什么样的关系？其当量齿数与实际齿数有什么样的关系？
10．直齿圆锥齿轮传动比与两齿轮分度圆锥的锥角有何关系？其当量齿数与实际齿数有什么样的关系？
第5章轮系
□学习目的和要求
1．基本概念：定轴轮系、周转轮系、行星轮系、差动轮系、转化轮系。
2．知道轮系的用途。
3．会计算轮系传动比，会正确判定两轮的相对转向。
□考核目标
考核知识点
●定轴轮系的传动比计算。
●周转轮系的传动比计算。
考核要求
●能正确区分定轴轮系和周转轮系。
●能正确计算轮系的传动比，会正确判定两轮的相对转向。
□重点与难点
重点：轮系的分类；主从动轮转向的判定；定轴轮系传动比的计算；周转轮系传动比的计算。
难点：左、右手定则的熟练应用；反转法原理的熟练应用。
□补充说明
1．反转法的本质是：相对运动与选定的参照系无关。也就是说，无论参照系如何变化，相对运动是不变的。
2．周转轮系的求解关键是将定轴轮系的传动比公式应用于周转轮系的转化轮系，这种情况下的传动比是各轮相对于行星架的转速比，相对转向也是相对于行星架而言的。
□思考题
1．解释：“定轴轮系”、“周转轮系”、“复合轮系”。
2．简述“左（右）手定则”的方法？
3．i13和H i13的含义有何不同？
5．简述计算复合轮系传动比的方法？
6．轮系有哪些用途？
第6章间歇运动机构
□学习目的和要求
本章属于了解性质，着重掌握各机构的工作原理和特点。
第7章机械运动速度波动的调节
□学习目的和要求
1．知道产生速度波动的原因及速度波动的危害。
2．知道两类速度波动的调节原理。
3．掌握飞轮近似设计方法，知道飞轮转动惯量、飞轮转速、速度不均匀系数之间的关系。
4．会确定最大盈亏功。
□ 考核目标
考核知识点
● 飞轮近似设计方法。
考核要求
● 知道产生速度波动的原因及速度波动的危害。
● 能正确计算所需飞轮的转动惯量。
□ 重点与难点
重点：飞轮转动惯量、转速、速度不均匀系数之间的关系，飞轮转动惯量的确定。 难点：飞轮转动惯量的确定。
□ 思考题
1．速度波动会带来哪些不良后果？能举例吗？
2．在机器中加装飞轮，除了可降低速度波动外，还有其它作用吗？
3．公式 δ?2
max
m A J = 说明了哪些问题？
4．剪板机主轴转速n ＝192（r/min ），剪板功率4.8kW ，剪切时间0.2秒，δ ≈0.1。若采用3kW 的电机作动力，应加装多大转动惯量的飞轮？
第8章 回转件的平衡
□ 学习目的和要求
1．明确概念：静平衡、静不平衡、动平衡、动不平衡。
2．能正确进行平衡理论计算。
3．会作静平衡试验。
4．知道机械式框架动平衡机的动平衡原理。
□ 考核目标
考核知识点
● 平衡的理论分析与计算。
考核要求
● 知道静平衡、静不平衡、动平衡、动不平衡的概念。
● 能正确分析、计算不平衡转子所需添加或去出的质径积。
□ 重点与难点
平衡分析计算。
□ 思考题
1．导致回转件不平衡的可能原因有哪些？
2．解释：静平衡、静不平衡、动平衡、动不平衡。
3．简述双面平衡的原理。
4．做静平衡实验时，如何才能消除摩擦力对平衡精度的影响？
第9章机械零件设计概论
□学习目的和要求
1．明确概念：失效、工作能力、承载能力、计算准则、强度、公差、间隙配合、过渡配合、过盈配合。
2．会根据零件所受的载荷和工作情况判断零件的应力性质。
3．知道影响零件疲劳强度的主要因素。
4．知道提高耐磨性的原则措施。
□考核目标
考核知识点
●零件应力性质的判断。
●影响零件强度的主要因素。
●提高耐磨性的原则措施。
考核要求
●知道失效、承载能力、公差、间隙配合、过渡配合、过盈配合等概念。
●会根据零件所受的载荷和工作情况判断零件的应力性质。
●会分析比较两零件强度的大小。
□重点与难点
重点：零件失效形式；零件的强度及其影响因素。
难点：疲劳强度及其影响因素。
□补充说明
1．关于失效的概念
失效是指“产品因某种或某些原因而不能正常工作的现象”。注意，“正常工作”的意思是产品的技术性能指标完全达到设计指标要求。例如，一辆载重卡车只要尾气排放超标，哪怕其他功能皆正常，这辆卡车还是失效了。
2．多计算准则零件的设计问题
有些零件有多种失效形式，设计准则也就不止一个。对这样的零件，一般是先根据最主要的设计准则进行设计，初步确定零件结构、尺寸后再校核其他设计准则是否满足。
3．关于疲劳断裂断口的识别
疲劳断裂的断口性状与应力集中程度、作用应力的大小等因素有关。应力集中严重时，疲劳源出现早、数目多，裂纹扩展表面快、中间慢，前沿线趋于平直或凹弧线形；
反之，应力集中小时，疲劳源出现少，裂纹扩展速度较为一致，前沿线呈凸弧线形。应力越大，疲劳区越小、也不太光滑，前沿线少而明显；应力小，疲劳区大而光滑，前沿线多而模糊。
4．关于零件的设计寿命
一般来说，受重量和尺寸限制少、更新慢、长期连续使用的固定式或大型机器，设计寿命应取长些；要求重量轻、尺寸小、更新换代快、间断或偶尔使用的机器，设计寿命应取短些；对于易损件，出于经济性或结构尺寸方面的要求，可用预定期限作为设计寿命。
□思考题
1．概念：失效、承载能力、磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损、公差、配合、基轴制、基孔制。
2．根据应力循环特性，应力分为哪几种？下图中齿轮1、2、3的齿根弯曲应力各为什么循环特性？齿面接触应力呢？
3．简述提高零件疲劳强度的因素。
4．举例说明安全系数与材质、重要度有关。
5．试根据赫兹公式和接触强度判定条件简述提高零件接触疲劳强
度的措施。
6．简述提高零件耐磨性的原则措施。
第10章联接
□学习目的和要求
1．应知：影响螺纹副效率（或自锁）的因素；
受拉、受剪螺栓联接的结构特点；
防松原理与装置；
提高联接螺栓强度的措施；
平键、楔键、花键联接的工作原理、结构、特点。
2．应会：判定螺旋线的旋向；
螺栓的强度计算；
键联接类型的正确选择。
□考核目标
考核知识点
●机械中常用的螺纹；螺纹联接的类型；螺纹联接的拧紧与放松；螺栓强度计算；提
高螺栓强度的措施；平键、楔键联接的原理。
考核要求
●知道：自锁条件，粗牙、细牙螺纹的特点，各种联接类型的应用场合，受拉、受
剪螺栓联接的结构特点，防松原理与常用方法，平、楔键联接的原理，提
高联接螺栓强度的措施。
●应会：螺栓组联接的受力分析与强度计算，键联接类型的正确选择。
□重点与难点
重点：螺纹参数与类型；螺纹副受力与效率分析；机械制造常用螺纹和螺纹联接类型；
拧紧与防松；螺栓联接强度计算与增强措施；键、花键联接的工作原理及特点。
难点：螺纹副受力与效率分析；螺栓组联接的受力分析与强度计算。
□补充说明
1．紧螺栓联接不控制预紧力时不宜采用小于M12的螺栓的问题
参见公式（10-10），标准扳手的有效力臂L＝15d，设工人加于扳手上的力P＝200N，于是拧紧力矩T＝200×15d，若采用M10的螺栓，并以螺纹小径横截面为危
险截面，可求得危险截面的计算应力为σ≈350MPa。而常用的5.6级的螺栓的σmin
＝300MPa。显然M10的螺栓已不足以承受人力所施加的拧紧力矩了。
2．关于适当增大预紧力能提高螺栓疲劳强度的问题
受轴向载荷的紧螺栓联接，适当增大预紧力也能提高螺栓疲劳强度。原因是：因 为E c
b b a F k k k F F ++
=0，螺栓的总拉力随着预紧力F 0的增大而增大，所需螺栓的直 径d c 也随之增大，应力幅22c E
c b b a
d F k k k πσ?+=就相应减小，故疲劳强度得以提高。 □ 思考题
1．何谓“自锁”？简述螺纹副的自锁条件。
2．细牙螺纹常用在什么情况下？
3．铰制孔用螺栓与普通受拉螺栓的工作原理和结构有何不同？
4．在螺栓联接中，为什么有时要采用细光杆螺栓或空心杆螺栓？
5．“制造和装配精度足够高，则螺纹旋合后各圈螺纹牙的受力就相等”。这种说法正确吗？为什么？
6．有一螺栓组联接。被联接件的刚度c 2是螺栓刚度c 1的3倍，而预紧力F’ =5000N 。 问：① 螺栓承受的总拉力F 0多大时，螺栓伸长量刚好是被联接件压缩量的5倍。 ② 螺栓承受的工作载荷F 为多大时，被联接件的弹性变形等于零？
7．简述平键、楔键的工作原理及键的选择步骤（如何确定键类型、截面尺寸、长度）。
第11章 齿轮传动
□ 学习目的和要求
1．应知：齿轮的主要失效形式及其机理；常用齿轮材料；影响齿轮接触疲劳强度、 弯曲疲劳强度的主要因素。
2．应会：计算作用力的大小、判定作用力的方向；根据给定条件正确设计齿轮传动。 □ 考核目标
考核知识点
● 齿轮的主要失效形式；作用力分析；接触疲劳强度计算；弯曲疲劳强度计算。 考核要求
● 知道齿轮的主要失效形式与增强措施。
● 会分析计算作用力。
● 知道影响齿轮接触疲劳强度、弯曲疲劳强度的主要因素。
□ 重点与难点
重点：齿轮主要失效形式；各类齿轮传动的作用力计算与作用力方向判定；接触疲劳强
度计算；弯曲疲劳强度计算。
难点：齿轮接触疲劳强度、弯曲疲劳强度影响因素。
□ 补充说明
1．关于参数选择的问题
选择齿数应考虑对强度、工作平稳性、制造成本等方面的影响。一般说来：对长 期连续工作的闭式软齿面齿轮，可取z 1=28～40，这样可增大重合度，提高传动平稳 性，并可减少金属切削加工量，节省制造费用；对长期连续工作的闭式硬齿面齿轮，可
取z 1=20～28，以保证齿根弯曲疲劳强度足够；对开式齿轮，取z 1=17～22为好。
2．关于设计中的数值圆整问题
设计齿轮传动时，有些参数是应该圆整的（例如齿宽b 、斜齿圆柱齿轮传动的中心距a 以及齿轮轮芯部分的结构尺寸），有些参数是不能圆整的（如分度圆、齿顶圆、齿根圆直径，斜齿圆柱齿轮的螺旋角β ，圆锥齿轮几个圆锥的参数以及标准直齿轮传动的中心距等a ），有些参数则必须是标准值（如压力角α 、模数m 、齿顶高系数h a 和顶隙系数c *）。
圆柱斜齿轮传动中心距的圆整过程如下：
如果是按齿根弯曲强度设计的，则因z 1、z 2已确定，β0也初定了，故由弯曲强 度设计式计算出模数m nc 后，先将模数取为标准值m n ，
然后按右边第一式计算出计算中心距a 0，将中心距圆整
为a ，再按右边第二式求出β 就行了；如是按接触疲劳
强度设计的，则根据强度计算得到d 1c 后，确定z 1、z 2，
进而确定m n 后校核齿根弯曲强度，最后再按上述步骤圆
整中心距。 □ 思考题
1．齿轮常用热处理方法有哪些？各适合于什么场合？
2．齿轮传动的可能失效形式有哪些？开、闭式齿轮失效形式有何异同？
3．一对相互啮合的标准齿轮，若大小齿轮的材质完全相同，那么两轮的齿根弯曲疲劳强度、齿面接触疲劳强度关系怎样？若小齿轮的材质远优于大齿轮，弯曲疲劳强度和接触疲劳强度又怎样变化？
4．今有材质完全相同的两对标准齿轮，将它们用于完全相同的工况下，两对齿轮的 参数如下：Ⅰ、z 1=20、z 2=80、m =4 ；Ⅱ、z 1=32、z 2=128、m =2.5。问：在高速 闭式传动工况下，哪一对齿轮更好些？
5．怎样判定斜齿轮传动、蜗杆传动作用力三个分量的方向？
6．一根轴上装有两个斜齿轮（一个主动，一个从动），要使两个齿轮的轴向力相互抵消一些，两轮的螺旋线方向应该怎样？
第12章 蜗杆传动
□ 学习目的和要求
● 知道：蜗杆传动的特点、类型与适用场合；蜗杆传动的失效形式以及对蜗杆蜗轮 副材料组合的要求。
● 应会：传动尺寸计算；正确分析作用力；正确选材和确定蜗轮结构；正确设计蜗 杆传动；热平衡计算。
□ 考核目标
考核知识点
● 蜗杆传动的类型和特点
● 蜗杆传动的失效形式及对蜗杆蜗轮副材料组合的要求
● 蜗杆传动的计算（几何尺寸计算、强度计算、热平衡计算）
()2100cos 2z z m a n +=β()???
??+=2arccos 21z z m n β
考核要求
● 知道：蜗杆传动的类型和特点；失效形式；材料要求。
● 会：蜗杆传动的几何尺寸计算、强度计算、热平衡计算。
□ 重点与难点
重点：蜗杆传动的参数与尺寸；失效形式和材料选择；受力分析和强度计算；效率和热
平衡计算。
□ 补充说明
1．含锡青铜的抗胶合机理
胶合的本质是接触的金属表面在局部产生高温而导致粘着，摩擦功耗（与摩擦系数μ 、速度v 和压强p 成正比）越大，金属之间的亲和性越好，越易发生胶合失效。采用含锡青铜与钢蜗杆配对，一来铜与钢间的亲和性较差，不容易发生粘着；二是因为锡的熔点低，在不太高的温度下会熔化，起到液体润滑剂的作用，从而避免运动副摩擦功耗的进一步上升。正是由于这两方面的原因，含锡青铜与钢蜗杆配对有良好的抗胶合性能。
2．关于蜗杆传动的计算准则
和齿轮传动一样，蜗杆传动也存在疲劳断齿、疲劳点蚀这两种失效形式。但对蜗杆传动而言，这两种失效形式都集中发生在蜗轮上。这是因为蜗杆材料通常是钢，材料的机械性能比蜗轮要好的多，点蚀不可能发生在蜗杆上；蜗杆齿是连续齿，材质也佳，因此蜗杆的齿根弯曲强度也比蜗轮大。单就蜗轮而言，由于在中间平面上，蜗杆蜗轮的啮合相当于标准齿轮与齿条的啮合，而在与中间平面平行的其他平面上，蜗轮齿都相当于正变位齿轮，因此蜗轮的齿根弯曲疲劳强度相对于齿面接触疲劳强度而言要大得多，故在无特殊要求的情况下，计算准则采用接触疲劳强度准则即可。
□ 思考题
1．齿轮传动的公式 12d d i = 和 )(2
21z z m a += 对于蜗杆传动也适用吗？ 2．试证明蜗轮主动时自锁的蜗杆传动，蜗杆主动时啮合效率＜50% 。
3．对于动力传动，一般尽可能不用单头蜗杆，其理由何在？
4．与齿轮传动一样，蜗杆传动的模数也是标准的。那么，国家为什么要将蜗杆的分度圆直径也标准化呢？
5．什么情况下要对蜗杆传动进行热平衡计算？如果热平衡计算不满足要求，应从哪几方面采取措施？
6．过盈配合的蜗轮齿圈的骑缝螺钉为什么要偏向铸铁轮芯一侧？
第13章 带传动和链传动
□ 学习目的和要求
1．应知：带、链传动的特点与适用场合；打滑、弹性滑动、跳齿等概念；带传动设 计准则；影响带传动工作能力的因素；欧拉公式的物理意义及应用；带、 链传动的正确安装和布置。
2．应会：正确设计V 带传动；正确进行链的选择计算；正确选择链传动的参数。
□ 考核目标
考核知识点
● 带、链传动的特点；带传动设计准则；影响带传动工作能力的因素；欧拉公式的物理意义及应用；链传动参数的正确选择。
考核要求
● 知道：打滑、弹性滑动、跳齿等概念；；带传动设计准则；带传动的影响因素； 链传动参数的正确选择。
● 能正确设计V 带传动；能正确进行链的选择计算。
□ 重点与难点
重点：带传动受力分析；带的应力分析；弹性滑动和传动比；链传动的运动和受力分析；
链传动的主要参数及选择。
难点：弹性滑动和传动比；链传动的运动和动力特性。
□ 补充说明
1．影响带传动工作能力的因素
在带为线弹性体的假设下，可推出在带传动即将打滑的临界条件下，带能传递的
最大功率为：()
v e e qv F p ?+-?-=1
121120m ax μαμα 由该式可得出如下结论：
① 其他条件不变的情况下，张紧力越大，传递功率越大。
② 带与带轮间的摩擦系数越大（接触弧上单位长度上的摩擦力越大），传递功率越大，这就是V 带的传动能力比平带大的原因。
③ 小带轮包角越大（摩擦力的总和越大），传递的功率越大。
④ 在一定的范围内，随着速度的提高，带传动的传动能力增大，但速度增大一倍时，功率增大不到一倍。
2．关于参数D 1的选择 带传动的参数中D 1是很重要的参数。一般说来D 1越小结构越紧凑，但弯曲应 力相应增大，带速也小，故传递同样的功率需要更多的V 带；反之，适当增大D 1， 可较好的发挥带传动的高速性能，减少带的根数。尽管在v =5～25m/s 范围内带传动都是可用的，但根据编者的经验，设计时将带速v 控制在15～20m/s 范围内为好。
3．关于链轮齿数的选择
先看一例：设链节数L p =100，齿数z 1=26，z 2=50。由于L p 与z 1之间的公约数为 2，因此小链轮的每一个齿只能和一半的链节相啮合；而大链轮的每个齿只能与100/50=2个链节啮合。由此可知：为了等磨损，大小链轮的齿数最好与链节数互质。如不能做到互质，也应使二者的公约数为最小，而且应定期将链条卸下错过一个齿重新安装。
4．关于跳齿失效
小链轮转动，链条跳过小链轮齿面不跟着运动的现象称为跳齿。导致跳齿的原因有两种：其一是链条磨损，链节增长，导致链条与链轮齿啮合时几何爬高，当实际啮合的节圆直径接近或等于齿顶圆直径时就会发生跳齿。其二是传递的有效拉力太大，在小链轮的包角范围内不存在平衡点从而导致跳齿。
□ 思考题
1．带传动有哪些优缺点？链传动呢？
2．动力传动为什么多用V带传动而少用平带传动？
3．影响带传动传递能力的主要因素有哪些？
4．带传动为何存在弹性滑动？该现象能避免吗？
5．带传动在什么情况下会出现打滑？若出现打滑，则打滑首先出现在何处？若出现断带的情况，带应在何处断？
6．带传动的设计准则是什么？
7．一V带传动传递功率一定，但工作时有两种转速（960、1440）rpm。问：该带传动应按哪一个转速设计？为什么？
8．带传动靠摩擦传力，张紧力越大越好？带轮工作面越粗糙越好？
9．试分析：链条节距增大会带来的哪些利弊？
10．链条节距常取偶数，链轮齿数怎样取最好？有一滚子链传动，其链节数等于132，
z 1=22，z
2
=66。问使用维护中应怎样做才能延长该链传动的使用寿命？
11．链传动中，小链轮齿数太大或太小会出现什么问题？
第14章轴
□学习目的和要求
1．应知：轴的功用和分类；影响轴强度、刚度的因素；结构设计原则和相应措施（轴上零件轴向和周向固定的若干方法及其特点；提高轴强度和刚度的结构考虑；
提高制造和装配工艺性的结构）。
2．应会：正确选择轴的材料及热处理；具备结构设计能力；对轴进行必要的工作能力计算。
3．了解：轴的临界转速的概念。
□考核目标
考核知识点
●轴的功用和分类；轴的结构设计；轴的强度计算。
考核要求
●知道：轴的分类；轴结构设计的原则；影响轴强度的因素。
●会：正确进行轴的结构设计；对轴进行必要的工作能力计算。
□重点与难点
重点：轴的功用和类型；轴的结构设计；轴的强度计算。
难点：轴的结构设计。
□补充说明
轴的结构设计要考虑的问题很多，大致归纳如下：
①轴的结构要便于装拆零件。
通常是两端小中间大的阶梯形状，要注意非定位轴肩（有时并没有定位或固定要求，仅仅是为了便于装配，也作出阶梯，这种情况下阶梯可以很小，甚至采用相同的名义直径，采用不同的公差带来形成实际上的直径差）的应用。
②轴上零件应定位准确、固定可靠。
要注意轴肩处圆角或倒角与毂孔圆角、倒角相匹配。
③要合理布置轴上零件或改进零件结构，使轴受力合理，做到材尽其用。
④轴的结构要便于制造。
键槽应划一，圆角尽可能划一，注意采用合理的工艺结构（如螺纹退刀槽、砂轮越程槽等）。
□思考题
1．知道什么是心轴、转轴、传动轴吗？
2．在进行轴的结构设计时应遵循哪些原则？
3．影响轴强度、刚度的因素都有哪些？
4．试总结轴设计的大致步骤。
第15章滚动轴承
□学习目的和要求
1．应知：滚动轴承特点和应用；滚动轴承的基本类型、特点和选择原则；失效形式和计算准则；概念（基本额定寿命、基本额定动载荷）。
2．应会：滚动轴承的寿命计算；轴承组合结构设计。
3．了解：滚动轴承的代号，具有一定的熟悉程度。
□考核目标
考核知识点
●滚动轴承特点和应用；滚动轴承的基本类型、特点和选择；失效形式和计算准则；
滚动轴承的寿命计算；轴承组合结构设计。
考核要求
●知道：滚动轴承的优缺点；滚动轴承的基本类型；基本额定寿命、基本额定动载荷、
当量动载荷。
●能：正确选择滚动轴承的类型；正确进行滚动轴承的寿命计算；正确进行轴承组合
结构设计。
□重点与难点
重点：滚动轴承的正确选择和寿命计算；滚动轴承的组合结构设计。
□补充说明
1．关于当量动载荷计算中判断参数e
和轴向载荷根据滚动轴承的受力分析知道，对向心轴承来讲，轴承在径向载荷F
r F
的作用下，刚好使半圈滚动体受载时轴承寿命最大，判断参数e就是这种情况下的轴a
向与径向载荷之比（e=F a/F r）。显然，在F a/F r≤e的范围内（受载滚动体不到一半），的存在或增大对轴承的寿命只有有利的影响，故计算当量动载荷时可不考虑轴向载荷F
a
F
，取X=1、Y=0；而在F a/F r＞e的范围内（受载滚动体超过一半），F a越大轴承寿命a
，因而这时Y值不再为0。
越小，故在当量动载荷的计算中必须考虑F
a
□思考题
1．选用滚动轴承一般应考虑哪些问题？
2．什么叫做滚动轴承的基本额定寿命、基本额定动载荷？
3．简述求角接触向心轴承所受轴向力的方法。
4．滚动轴承的组合设计一般应考虑哪些问题？
5．间隙密封和接触密封各有哪些特点？各适于什么情况？
第16章滑动轴承
□学习目的和要求
1．应知：摩擦状态及特性；滑动轴承的特点及应用范围；滑动轴承的组成结构；对轴瓦、轴承衬材料的性能要求；液体动压润滑机理与动压形成条件。
2．应会：非液体摩擦滑动轴承工作能力计算；正确选用轴承衬材料。
3．了解：常用润滑剂及润滑装置；雷诺方程的建立及其假设；静压轴承原理。
□考核目标
考核知识点
●滑动轴承的特点及应用范围；对轴瓦、轴承衬材料的性能要求；液体动压润滑机理
与动压形成条件。
考核要求
●知道：滑动轴承的应用范围；对轴瓦、轴承衬材料的性能要求；液体动压润滑形成
条件。
●应会：非液体摩擦滑动轴承工作能力计算。
□重点与难点
重点：摩擦状态及特性；常用轴瓦、轴承衬材料的性能；液体动压润滑原理。
难点：液体动压润滑原理。
□补充说明
1．关于滑动轴承的应用
一般工况下，滚动轴承应用较滑动轴承为多，但在下列几种情况下，采用滑动轴承更好些：
①载荷特重或转速特高：这种情况下，滚动轴承因是点、线接触而且是在变应力作
用下工作，寿命很低；而滑动轴承理论上是面接触且是静应力作用因而无疲劳寿
命问题。
②尺寸特大或特小：特殊尺寸的轴承用得毕竟不多，滚动轴承是标准件，小批量或
单件生产价格很高，而滑动轴承价格低廉。
③回转精度要求特高：滚动轴承是点、线接触，因弹、塑性变形导致的内、外圈相
对位移较大且随着载荷的增大而增大；滑动轴承是面接触，弹性变形小，在液体
动压状态下，由于其具有自动补偿能力，刚度极大。
④结构上要求剖分：象内燃机中的曲轴轴承，结构上要求剖分，滚动轴承不能做到
这一点。
2．关于限制pv值的计算
在混合摩擦滑动轴承的条件计算中，限制pv值的目的实际上有二。其一是限制摩擦功耗（因摩擦功耗与pv值成正比）；其二是限制磨损率（可以证明，在其他条件不变的情况下，磨损率与pv值成正比）。
限制pv值的计算方法只用于混合摩擦轴承，对于液体摩擦轴承，润滑油的温升主要
取决于环境的散热能力，散热条件好温升就低，pv值的大小并不反映温升高低。
□思考题
1．润滑油“粘度大”的意思是……。
2．除了减小摩阻的作用外，油润滑还具有哪些良好作用？
3．材料的顺应性良好、嵌藏性良好是什么意思？
4．非液体摩擦滑动轴承计算中限制p值和pv值的意义是…？
5．滑动轴承中存在雷诺动压效应的条件是什么？
6．选择润滑油应考虑哪些问题？
第17章联轴器、离合器
□学习目的和要求
1．应知：联轴器、离合器的功用和分类；选择联轴器应考虑的问题；常用联轴器、离合器的工作原理、结构特点和应用。
2．应会：根据使用工况正确选用联轴器。
□考核目标
考核知识点
●联轴器、离合器的功用和分类；常用联轴器、离合器的工作原理和结构特点。
考核要求
●知道：选择联轴器应考虑的问题；常用联轴器的特点；摩擦离合器原理和结构特点；
三类自动离合器的工作原理。
□重点与难点
重点：选择联轴器应考虑的问题，常用联轴器的结构特点及性能；多片摩擦离合器工作原理。
□补充说明
缓冲和吸振是两个不同的概念。所谓缓冲，是通过弹性元件将冲击时间延长而导致尖峰载荷减小，但弹性元件储存和释放的能量不变。所谓吸振，是通过弹性元件将冲击时间延长而导致尖峰载荷减小的同时，弹性元件释放的能量小于所吸收的能量。能吸振的弹簧一定能缓冲，但能缓冲的弹簧不一定能吸振。
另外要注意的是：由于一般非金属弹性元件材料的内部阻尼作用，大多数非金属弹性元件都能缓冲吸振；金属材料大多是线弹性体，缓冲容易做到，要想吸振，必须从结构上利用摩擦耗能才能吸振。
□思考题
1．选择联轴器应考虑哪些问题？其选择步骤怎样？
2．简要说明齿轮联轴器补偿径向、轴向和角位移的原理。
3．能缓冲的联轴器一定具有补偿位移的能力吗？能缓冲的联轴器一定能减振吗？
4．影响摩擦离合器通、断灵敏性的主要因素是什么？
第18章弹簧
□学习目的和要求
1．应知：弹簧的功用、种类和结构特点；弹簧制造与材料选择；弹簧储能原理。
2．应会：圆柱螺旋拉、压弹簧的设计。
□考核目标
考核知识点
●弹簧的功用、种类和结构特点；弹簧基本理论。
考核要求
●知道影响弹簧强度、刚度和卷制性能的因素。
□重点与难点
重点：弹簧工作原理；弹簧材料和制造；圆柱螺旋弹簧的设计。
□补充说明
弹簧单位体积所能储存的最大能量是衡量弹簧材料利用程度的指标，常用u
max
表示。拉压弹簧和扭转弹簧的单位最大储能分别为：
拉压弹簧：
[]
G
k
u T
2
2
12
2
1
m ax
τ
?
=扭转弹簧：
[]
E
k
u b
T2
4
12
2
1
m ax
σ
?
=
由上两式可见，材料强度愈高、弹性模量愈低，弹簧储存的能量愈大。□思考题
1．弹簧有哪些用途？
2．影响弹簧刚度的因素有哪些？
3．影响弹簧强度的因素有哪些？
上海百睿机电设备有限公司– https://www.doczj.com/doc/2b3293742.html, 机械设计试验指导书 第一次机械设计结构展示与分析 一、实验目的 1.了解常用机械传动的类型、工作原理、组成结构及失效形式； 2.了解轴系零部件的类型、组成结构及失效形式； 3.了解常用的润滑剂及密封装置； 4.了解常用紧固联接件的类型； 5.通过对机械零部件及机械结构及装配的展示与分析，增加对其直观认识。 二、实验设备 机构模型；典型机械零件实物；若干不同类型的机器。 三、实验内容、步骤 在实验室要认识的典型机械零件主要有螺纹联接件、齿轮、轴、轴承、弹簧，具体内容如下： 1.各种类型的螺纹联接实物，各种类型的螺栓、螺母及垫圈实物，螺纹联接的失效实物，各种类型的键、销实物，各种类型的键、销失效实物，各种类型的焊接、铆接实物； 2.各种类型及各种材质的齿轮、齿轮加工刀具、蜗轮蜗杆、带、带轮、链条、链轮、螺旋传动的零部件实物，失效零件实物； 3.各种类型的轴、轴承实物，轴上零件的轴向固定和周向固定实物，轴瓦和轴承衬实物，轴承、轴、轴瓦失效实物； 4.各种类型的弹簧和弹簧失效实物，各种联轴器、离合器实物模型。 四、注意事项 注意保护零件陈列柜中的零件。 五、实验作业 1.请回答在实验室所见到的零部件如螺栓、键、销、弹簧、滚动轴承、联轴器、离合器各 有哪些类型？ 2.请举出螺栓、键、齿轮、滚动轴承的一种使用情况以及相应的失效形式。 六、问题思考 1.传动带按截面形式分哪几种？带传动有哪几种失效形式？ 2.传动链有哪几种？链传动的主要失效形式有哪些？ 3.齿轮传动有哪些类型？各有何特点？齿轮的失效形式主要有哪几种？ 4.蜗杆传动的主要类型有哪几种？蜗杆传动的主要失效形式有哪几种？ 5.轴按承载情况分为哪几种？轴常见的失效形式有哪些？ 6.联轴器与离合器各分为哪几类？各满足哪些基本要求？ 7.弹簧的主要类型和功用是什么？ 8.可拆卸联接和不可拆卸联接的主要类型有哪些？ 9.零件和构件的本质区别是什么？ 常用带传动效率测试分析实验台
哈工大机械设计大作业V带传动设计完美版
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： ?
Ｈarbin Insｔiｔutｅof Ｔｅchnoｌogｙ 机械设计大作业说明书 大作业名称：机械设计大作业 设计题目：V带传动设计 班级: 设计者: 学号: 指导教师: 设计时间: 2014.1０.25 哈尔滨工业大学
目录 一、大作业任务书 ........................................................................................................................... 1 二、电动机的选择 ........................................................................................................................... 1 三、确定设计功率d P ..................................................................................................................... 2 四、选择带的型号 ........................................................................................................................... 2 五、确定带轮的基准直径1d d 和2d d ............................................................................................. 2 六、验算带的速度 ........................................................................................................................... 2 七、确定中心距a 和V 带基准长度d L ......................................................................................... 2 八、计算小轮包角 ........................................................................................................................... 3 九、确定V 带根数Z ........................................................................................................................ 3 十、确定初拉力0F ......................................................................................................................... 3 十一、计算作用在轴上的压力 ....................................................................................................... 4 十二、小V 带轮设计 .. (4) 1、带轮材料选择 ............................................................................................................. 4 2、带轮结构形式 . (4) 十二、参考文献 ............................................................................................................................... 6 ?
《机械设计实验指导书》 徐双满洪建平编 王青温审 机械工程实验教学中心 2011年 2月
螺栓联接实验指导书 一．实验目的 1．掌握测试受轴向工作载荷的紧螺栓联接的受力和变形曲线（即变形协调图）。 2．掌握求联接件（螺栓）刚度C 1、被联接件刚度C 2、相对刚度C 1/C 1+C 2。 3．了解试验预紧力和相对刚度对应力幅的影响，以考察对螺栓疲劳的影响。 二．实验设备 图1—1为螺栓联接实验机结构组成示意图，手轮1相当于螺母，与螺栓杆2相连。套筒3相当于被联接件，拧紧手轮1就可将联接副预紧，并且联接件受拉力作用，被联接件受压力作用。在螺栓杆和套筒上均贴有电阻应变片，用电阻应变仪测量它们的应变来求受力和变形量。测力环4是用来间接的指示轴向工作载荷的。拧紧加载手轮（螺母）6使拉杆5产生轴向拉力，经过测力环4将轴向力作用到螺杆上。测力环上的百分表读数正比于轴向载荷的大小。 １．螺栓联接实验机的主要实验参数如下: 1)．螺栓材料为45号钢，弹性模量E 1=2.06×105N/mm 2，螺栓杆直径d=10mm ，有效变形计算长度L 1=130mm 。 2）．套筒材料为45号钢，弹性模量E 2=2.06×105N/mm 2，两件套筒外径分别为D=31和32，径为D 1=27.5mm ，有效变形计算长度L 2=130mm.。 2．仪器 1）YJ-26型数字电阻应变仪。 2）YJ-26型数字电阻应变仪。 3）PR10-26型预调平衡箱。
ΔF Dn λb λm λ λm ’ θn λ F θ0 D0 Q p F Q p Q 图4－３ 力－变形协调图 图4－２ LBX-84型实验机结构图 1-加载手轮 2-拉杆 3-测力计百分表 4-测力环 5-套筒 6- 电阻应变片 7-螺栓 8-背紧手轮 9-予紧手轮 三．实验原理 1．力与变形协调关系 在螺栓联接中，当联接副受轴向载荷后，螺栓受拉力，产生拉伸变形；被联接件受压力，产生压缩变形，根据螺栓（联接件）和被联接件预紧力相等，可把二者的力和变形图线画在一个坐标系中，如4－3所示。当联接副受工作载荷后，螺栓因受轴 向工作载荷F 作用，其拉力由预紧力Ｑp 增加到总拉力Q ，被联接件的压紧力Q p 减少到剩余预紧力Q ˊp ，这时，螺栓伸长变形的增量Δλ1，等于被联接件压缩变形的恢复Δλ2，即Δλ1=Δλ2=λ，也就是说变形的关系是协调的。因此，又称为变形协调图。 知道了力和变形的大小便可计算出连接副的刚度的大小，即力与变形之比Q/λ称
机械基础课程设计指导书 指导老师：素连 一、课程设计的目的 1．通过课程设计实践，树立正确的设计思想，培养综合运用机械设计课程和其他先修课程的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、步骤，掌握机械设计的一般规律。 3．提高有关设计能力，如计算能力、绘图能力等，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、课程设计的步骤及任务 课程设计的步骤：课程设计一般可按以下顺序进行， 设计准备工作——总体设计——传动件的设计计算——装配图草图的绘制（校核轴、轴承等）————编写设计计算说明书 1．设计准备工作 （1）熟悉任务书，明确设计的容和要求； （2）熟悉相关资料、图纸等； （3）观看减速器装拆实验，了解减速器的结构特点。 2．总体设计 （1）确定传动方案； （2）选择电动机； （3）计算传动装置的总传动比，分配各级传动比； （4）计算各轴的转速、功率和转矩 3．传动件的设计计算 （1）计算齿轮传动、带传动的主要参数和几何尺寸； （2）计算各传动件上的作用力 4．编写设计计算说明书 编写设计计算说明书，容包括所有的计算，并附有必要的简图，说明书用16K纸书写，标出页码、编好目录、做好封面，最后装订成册。 设计计算说明书的主要容大致包括： （1）目录（标题及页码）； （2）设计任务书（含传动方案简图）； （3）传动方案的分析； （4）电动机的选择； （5）传动装置运动及动力参数计算； （6）传动零件的设计计算； （7）轴的计算； （8）滚动轴承的选择和计算； （9）键联接的选择和计算； （10）联轴器的选择； （11）润滑方式、润滑油牌号及密封装置的选择；
HａrｂｉｎI n s t i tｕt e o fＴeｃh n o lｏｇy 机械设计大作业说明书大作业名称：轴系设计 设计题目: 5.1.5 班级：１2０８105 设计者: 学号： 指导教师: 张锋 设计时间：２０14．12.03 哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学 机械设计作业任务书 题目___轴系部件设计＿_＿_ 设计原始数据: 方案电动机 工作功 率P/k Ｗ 电动机满 载转速n ｍ /(r／miｎ) 工作机的 转速ｎ w /(r/min） 第一级 传动比 ｉ1 轴承座 中心高 度 H/mm 最短工 作年限 工作环 境 5.1．５ 3 710 80 2 170 3年３ 班 室内清 洁 目录 一、选择轴的材料 (1) 二、初算轴径 (1) 三、轴承部件结构设计 (1) 3.1轴向固定方式 (2) ３.2选择滚动轴承类型 (2) 3.3键连接设计 (2) ３.4阶梯轴各部分直径确定 (2) 3．5阶梯轴各部段长度及跨距的确定 (2) 四、轴的受力分析 (3) 4.１画轴的受力简图 (3) 4.２计算支反力 (3) 4.３画弯矩图 (3) 4.4画转矩图 (5) 五、校核轴的弯扭合成强度 (5)
六、轴的安全系数校核计算………………………………………………６ 七、键的强度校核 (7) 八、校核轴承寿命 (8) 九、轴上其他零件设计 (9) 十、轴承座结构设计 (9) 十一、轴承端盖（透盖）.........................................................９参考文献 (10)
一、选择轴的材料 该传动机所传递的功率属于中小型功率，因此轴所承受的扭矩不大。故选45号钢，并进行调质处理。 二、初算轴径 对于转轴,按扭转强度初算直径 3min m P d C n ≥ 式中: P ————轴传递的功率,KW ； m n ————轴的转速,r/mi ｎ; Ｃ————由许用扭转剪应力确定的系数，查各种机械设计教材或机械设计手册。 根据参考文献1表9.４查得Ｃ=118~106,取C=118, 所以, mm n P C d 6.23355 85.211833==≥ 本方案中,轴颈上有一个键槽,应将轴径增大５%，即 ????d ≥23.6×（1+5％)＝24.675mm 按照ＧB ２８2２-2０05的a R ２0系列圆整，取d=２5ｍｍ。 根据GB/Ｔ10９6—2００３，键的公称尺寸78?=?h b ，轮毂上键槽的尺寸 b=8m ｍ，mm t 2.0013.3+= 三、轴承部件结构设计 由于本设计中的轴需要安装带轮、齿轮、轴承等不同的零件，并且各处受力不同,因此，设计成阶梯轴形式，共分为七段。以下是轴段的草图: ３.1及轴向固定方式 因传递功率小,齿轮减速器效率高、发热小,估计轴不会长,故轴承部件的固定方式可采用两端固定方式。因此，所涉及的轴承部件的结构型式如图2所示。然后，可按轴上零件的安装顺序，从min d 处开始设计。 3.2选择滚动轴承类型 因轴承所受轴向力很小,选用深沟球轴承，因为齿轮的线速度,齿轮转动时飞溅的润滑油不足于润滑轴承，采用油脂对轴承润滑，由于该减速器的工作环境清 洁,脂润滑,密封处轴颈的线速度较低，故滚动轴承采用毡圈密封，由于是悬臂布置所以不用轴上安置挡油板。 3．３ 键连接设计 轴段⑦ 轴段⑥ 轴段⑤ 轴段④ 轴段③ 轴段② 轴段① L1 L2 L3 图1
机械设计实验指导书
目录 实验一机械零件列柜演示实验 (4) 实验二带传动分析 (6) 实验三轴系结构分析 (11) 实验四减速器结构分析 (14) 实验五滑动轴承实验 (16) 实验六机械设计课程设计列柜演示实验 (22) 实验七机械传动系统方案设计和性能测试综合实验指导书 (24)
学生实验守则 一、学生实验前应认真预习相关实验容，明确实验目的、容、步骤，对指导教师的抽查提问回答不 合要求者，须重新预习，否则不准其做实验。 二、学生在实验中，应听从指导教师及实验人员的安排，在使用精密、贵重仪器时，必须按要求操 作以确保设备的安全使用，禁止随意动用与本实验无关的仪器设备，若对实验容持有创见性的改革，实施前必须经指导人员同意后方可进行。 三、学生应认真地进行实验，严格按操作规程办事，正确记录实验数据，实验后要认真做好实验报 告，认真分析实验结果、处理实验数据。 四、严格考勤，对无故缺席实验的学生以旷课论处，不得补做；对请假的学生，须另行安排时间予 以补做。 五、实验完毕后，学生必须按规定断电、关水、关气、整理设备、清扫场地，经指导教师检查合格 后方可离开。如发现有损坏仪器设备、偷盗公物者，一经查实，须追究责任，视情节按有关规定论处。 六、实验室应保持安静，不准高声喧哗、吸烟，注意环境卫生。实验时应注意安全，节约水、电、 气，遇到事故应切断电（气）源，并向指导教师报告
实验一机械零件列柜演示实验 一、实验设备： XJ-10B型精选机械零件列柜、铅笔、橡皮、直尺等绘图工具、钢笔或圆珠笔等二、实验目的： 了解常用机械零件的构造及应用。 三、实验要求： 1.回答每一柜中一个简答题； 2.画出主动斜齿轮、主动锥齿轮、主动蜗杆的受力图。 四、实验容：
《机械设计基础》 实 验 指 导 书 《机械设计基础》课题组编 景德镇陶瓷学院机电学院机设教研室2006年5月 目录 实验一:机构和机械传动的陈列演示 实验二、低碳钢拉伸时力学性能的测定实验三、平面机构运动简图测绘 实验四、渐开线齿廓的范成实验 实验五、减速器的拆装 实验六、渐开线直齿圆柱齿轮的参数测定实验七、轴系结构组合设计 实验八、机械传动测试实验 实验九、回转体动平衡实验
实验一:机构和机械传动的陈列演示 一、实验目的 1、“机械基础”是高校工科有关专业的一门重要的技术基础课,主要研究机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法,是一门实践性很强的课程。学生在学习这门课程中必须做到理论联系实际。通过本实验学生可以初步了解机构及机械零件的组成,建立一定的工程背景知识。 2、通过本实验使学生更具体的了解本课程的具体内容,初步了解平面机构和机械传动及通用零部件结构特点、组成、运动和传动特点。 3、增加学生的感性认识,培养他们对机械基础课程学习的兴趣,使学生对于学习本科程的具体内容及学习方法做到心中有数。 二、实验步骤 1、实验室有两种模型陈列柜:一组为机械原理部分,另一组为机械设计部分。首先让同学观看机械原理部分(平面机构的结构、组成、运动特点,然后观看机械传动部分。实验时让平面机构和机械传动动起来,老师对每一部分进行介绍。 2、观看通用零部件。因每种零部件上都有说明。所以这一部分可以采取教师介绍的方法和同学自己观看的办法,让学生初步了解各种通用零部件的结构特点及用处。 三、实验设备 模型陈列柜,分机械原理部分和机械设计部分。 机械原理部分有:
《机械设计基础》实验指导书 二零零九年十一月
机械设计基础实训规则及要求 一、作好实训前的准备工作 （1）按各次实训的预习要求，认真阅读实训指导复习有关理论知识，明确实 训目的，掌握实训原理，了解实训的步骤和方法。 （2）对实训中所使用的仪器、实训装置等应了解其工作原理，以及操作注意 事项。 （3）必须清楚地知道本次实训须记录的数据项目及其数据处理的方法。 二、严格遵守实训室的规章制度 （1）课程规定的时间准时进入实训室。保持实训室整洁、安静。 （2）未经许可，不得随意动用实训室内的机器、仪器等一切设备。 （3）作实训时，应严格按操作规程操作机器、仪器，如发生故障，应及时报告，不得擅自处理。 （4）实训结束后，应将所用机器、仪器擦拭干净，并恢复到正常状态。 三、认真做好实训 （1）接受教师对预习情况的抽查、质疑，仔细听教师对实训内容的讲解。 （2）实训时，要严肃认真、相互配合，仔细地按实训步骤、方法逐步进行。 （3）实训过程中，要密切注意观察实训现象，记录好全部所需数据，并交指 导老师审阅。 四、实训报告的一般要求 实训报告是对所完成的实训结果整理成书面形式的综合资料。通过实训报告的书写，培养学习者准确有效地用文字来表达实训结果。因此，要求学习者在自己动
手完成实训的基础上，用自己的语言扼要地叙述实训目的、原理、步骤和方法，所使用的设备仪器的名称与型号、数据计算、实训结果、问题讨论等内容，独立地写 出实训报告，并做到字迹端正、绘图清晰、表格简明。
目录 实验一平面机构运动简图的测绘和分析实验 (4) 实验二齿轮范成原理实验 (8) 实验三渐开线直齿圆柱齿轮的参数测量实验 (13) 实验四组合式轴系结构设计与分析实验 (19) 实验五机械传动性能综合测试实验 (32)
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 上机电算说明书 课程名称：机械设计 电算题目：普通V带传动 院系：机电工程学院 班级： 设计者： 学号： 指导教师： 设计时间：2015.11.11-2015.12.1 哈尔滨工业大学
目录 一、普通V带传动的内容 (1) 二、变量标识符 (1) 三、程序框图 (2) 四、V带设计C程序 (3) 五、程序运行截图 (10) 参考文献 (11)
一、普通V带传动的内容 给定原始数据：传递的功率P，小带轮转速n1 传动比i及工作条件 设计内容：带型号，基准长度Ld，根数Z，传动中心距a，带轮基准直径dd1、dd2，带轮轮缘宽度B，初拉力F0和压轴力Q。 二、变量标识符 为了使程序具有较好的可读性易用性，应采用统一的变量标识符，如表1所示。表1变量标识符表。 表1 变量标识符表
三、程序框图
四、V带设计c程序 #include
《机械设计基础》实验指导书 班级： 姓名： 学号： 昆明理工大学 机电工程学院机械原理及机械设计教研室 工程训练中心 二OO五年二月
前言 实验是机械设计基础课程中重要的实践性环节，通过实验不仅可以验证理论，加深对理论知识的理解，而且可以培养同学的动手能力，观察分析能力和勇于探索的创新精神。为了搞好实验教学，对做实验的同学提出如下明确要求： 一、预习实验 在上实验课前，必须认真预习实验讲义或实验指导书，了解实验的目的、实验用仪器设备的结构及工作原理、实验操作步骤，复习与实验有关的理论知识。 二、上实验 1．按时上、下课，不得迟到、早退和旷课。 2．上课时要认真回答老师提问，要虚心接受教师的指导。 3．上课时遵守学生实验守则，精心操作，注意安全。 4．上课时要注意观察，认真分析，准确地记录实验原始数据，并经指导教师检查、签字。 5．实验结束后要及时关掉电源，对所用仪器设备进行整理，恢复到原始状态。 6．经指导老师允许后方可离开。 三、撰写实验报告 1．实验报告要用统一的实验报告纸撰写； 2．书写要工整，曲线要画在坐标纸上，要用曲线板绘制； 3．对实验结果要进行分析。 希望同学们认真执行“规范”，并遵守实验室的各项规定，爱护公物，保持环境卫生，养成良好的工作习惯。 按照“机械设计基础”课程教学大纲和“机械设计基础实验教学大纲”的要求，编写了此实验指导书，共有“机构、机械零件认识实验”、“机构运动简图测绘实研”、“轴系部件分析与测绘实验”和“减速器结构分析及拆装实验”四个必做实验，其中“减速器结构分析及拆装实验”将安排在机械设计基础课程设计中进行。实验成绩占课程总成绩的10%，实验成绩根据实验操作和实验报告来综合评定。 机械原理及机械设计教研室、实验室 二OO五年二月
《机械设计基础》实验指导书
二零零九年十一月 机械设计基础实训规则及要求 一、作好实训前的准备工作 （1）按各次实训的预习要求，认真阅读实训指导复习有关理论知识，明确实训目的，掌握实训原理，了解实训的步骤和方法。 （2）对实训中所使用的仪器、实训装置等应了解其工作原理，以及操作注意事项。 （3）必须清楚地知道本次实训须记录的数据项目及其数据处理的方法。二、严格遵守实训室的规章制度
（1）课程规定的时间准时进入实训室。保持实训室整洁、安静。 （2）未经许可，不得随意动用实训室内的机器、仪器等一切设备。 （3）作实训时，应严格按操作规程操作机器、仪器，如发生故障，应及时报告，不得擅自处理。 （4）实训结束后，应将所用机器、仪器擦拭干净，并恢复到正常状态。三、认真做好实训 （1）接受教师对预习情况的抽查、质疑，仔细听教师对实训内容的讲解。 （2）实训时，要严肃认真、相互配合，仔细地按实训步骤、方法逐步进行。 （3）实训过程中，要密切注意观察实训现象，记录好全部所需数据，并交指导老师审阅。 四、实训报告的一般要求 实训报告是对所完成的实训结果整理成书面形式的综合资料。通过实训报告的书写，培养学习者准确有效地用文字来表达实训结果。因此，要求学习者在自己动手完成实训的基础上，用自己的语言扼要地叙述实训目的、原理、步骤和方法，所使用的设备仪器的名称与型号、数据计算、实训结果、问题讨论等内容，独立地写出实训报告，并做到字迹端正、绘图清晰、表格简明。
目录 实验一平面机构运动简图的测绘和分析实验 (4) 实验二齿轮范成原理实验 (8) 实验三渐开线直齿圆柱齿轮的参数测量实验 (13) 实验四组合式轴系结构设计与分析实验 (19) 实验五机械传动性能综合测试实验 (32)
Harbin Institute of Technology 哈尔滨工业大学 机械设计作业设计计算说明书 题目：设计螺旋起重器（千斤顶） 系别： 班号： 姓名： 日期：
Harbin Institute of Technology 哈尔滨工业大学 机械设计作业任务书 题目：设计螺旋起重器 设计原始数据：题号3.1.1 起重量Fq=30 kN 最大起重高度H=180mm
一 选择螺杆、螺母的材料 螺杆采用45#调制钢，由参考文献[2]表10.2查得抗拉强度b 600 MPa σ=，s 355 MPa σ=。 螺母材料用铝黄铜ZCuAl10Fe3。 二 耐磨性计算 螺杆选用45# 钢，螺母选用铸造铝黄铜ZCuAl10Fe3，由参考文献[1]表 5.8 查得[]p =18~25MPa 从表 5.8 的注释中可以查得，人力驱动时[]p 值可以加大20%，则[]p =21.6~30MPa 取[]25MPa p = 。 按耐磨性条件设计螺纹中径2d ，选用梯形螺纹，则 2d ≥ 由参考文献[1]查得，对于整体式螺母系数2ψ==1.2—2.5，取2ψ=。 则 式中：Q F －－－－－轴向载荷，N ； 2d －－－－－螺纹中径，mm ； []p －－－－－许用压强，MPa ； 查参考文献[2]表11.5取公称直径28d =mm ，螺距3P =mm ，中径226.5d =mm ，小径 324.5d =mm ，内螺纹大径428.5D =mm 。 三 螺杆强度校核 螺杆危险截面的强度条件为： 219.6d mm ≥==
e []σσ=≤ (2) 式中：Q F －－－－－轴向载荷，N ； 3d －－－－－螺纹小径，mm ； 1T －－－－－螺纹副摩擦力矩，2 1tan(') 2Q d T F ψρ=+ (3) ψ为螺纹升角，ψ ； []σ－－－－－螺杆材料的许用应力，MPa 。 查参考文献[1]表5.10得钢对青铜的当量摩擦因数'0.08~0.10f =，螺纹副当量摩擦角 'arctan 'arctan 0.08~arctan 0.10 4.5739~5.7106f ρ===，取'5.7106ρ=（由表5.10的注 释知，大值用于启动时，人力驱动属于间歇式，故应取用大值）。把数据代入(3)式中，得 把数据代入(2)式中，得 由参考文献[1]表5.9可以查得螺杆材料的许用应力 s []4σ σ= （4） 其中s 355 MPa σ=，则 []88.75a MP σ= 显然，e []σσ<，螺杆满足强度条件。 四 螺母螺牙强度校核 螺母螺纹牙根部的剪切强度条件为 4[]Q F Z D b ττπ= ≤ （5） 式中：Q F －－－－－轴向载荷，N ； 4D －－－－－螺母螺纹大径，mm ； 126.5 30000tan(2.0637 5.1427)502612T N mm =??+?= ?70.4e MPa σ==
机械设计基础实验指导书 教师：李伟 2017年3月
实验一机构展示与认知实验 一、实验目的 1. 通过实验增强对机构与机器的感性认识； 2. 通过实验了解各种常用机构的结构、类型、特点及应用。 二、实验方法及主要内容 本陈列室陈列了一套CQYG-10B机械原理展示柜，主要展示平面连杆机构、空间连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系、间歇机构以及组合机构等常见机构的基本类型和应用。 通过演示机构的传动原理，增强学生对机构与机器的感性认识。通过实验指导老师的讲解与介绍，学生的观察、思考和分析，对常用机构的结构、类型、特点有一初步的了解。提高对学习机械原理课程的兴趣。 三、展示及分析 （一）机构的组成 通过对蒸气机、内燃机模型的观察，我们可以看到，机器的主要组成部分是机构。简单机器可能只包含一种机构，比较复杂的机器则可能包含多种类型的机构。可以说，机器乃是能够完成机械功或转化机械能的机构的组合。 机构是机械原理课程研究的主要对象。通过对机构的分析，我们可以发现它由构件和运动副所组成。机器中每一个独立运动的单元体称为一个构件，它可以由一个零件组成也可以由几个零件刚性地联接而组成；运动副是指两构件之间的可动联接，常用的有转动副、移动副、螺旋副、球面副和曲面副等。凡两构件通过面的接触而构成的运动副，通称为低副；凡两构件通过点或线的接触而构成的
运动副，称为高副。 （二）平面连杆机构 连杆机构是应用广泛的机构，其中又以四杆机构最为常见。平面连杆机构的主要优点以能够实现多种运动规律和运动轨迹的要求，而且结构简单、制造容易、工作可靠。 平面连杆机构分成三大类：即铰链四杆机构；单移动副机构；双移动副机构。 1. 铰链四杆机构分为：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构，即根据两连架杆为曲柄，或摇杆来确定。 2. 单移动副机构，它是以一个移动副代替铰链四杆机构中的一个转动副演化而成的。可分为：曲柄滑块机构，曲柄摇块机构、转动导杆机构及摆动导杆机构等。 3. 双移动副机构是带有两个移动副的四杆机构，把它们倒置也可得到：曲柄移动导杆机构、双滑块机构及双转块机构。 通过平面连杆机构应用实例，我们可以归纳出平面连杆机构在生产实际中所
机械设计基础实验指导书
目录 实验一机构运动简图绘制 (1) 实验二齿轮范成原理 (2) 实验三带传动实验 (3) 实验四齿轮效率实验 (6) 实验五减速器拆装 (9) 实验报告一 (10) 实验报告二 (11) 实验报告三 (12) 实验报告四 (14) 实验报告五 (15)
实验一 机构运动简图的测绘和分析 一.实验目的 1. 学会根据实际机构或模型的构造测绘机构运动简图的技能。 2. 通过实验进一步理解机构的组成和机构自由度的意义及其计算方法。 二.实验设备 1. 机械实物及机械模型。 2. 钢板尺，游标卡尺，内、外卡尺。 3. 三角板，铅笔，橡皮，草稿纸等（自备）。 三.原理和方法 1. 原理 机构运动的性质与机构中构件的数目和运动副的类型、数目、相对位置有关。因此画机构运动简图时，应以规定的符号代表运动副，并以一定的比例尺按实际尺寸定出运动副间的相对位置，用尽可能简单的线条表示机构中各构件。这种用比例尺绘出的机构简单图形称为机构运动简图，若不按比例尺绘出，则称为机构示意图。 2. 测绘方法 ⑴缓慢驱动被测机构，仔细观察各构件的运动，分清各运动单元，从而确定机构构件的数目。 ⑵根据相连接两构件的接触情况及相对运动性质，确定各运动副的类型。 ⑶在草稿纸上绘出机构示意图。用1,2,3…依次标注各构件，用A,B,C …分别标注各运动副，在原动件上标出表示运动方向的箭头。 ⑷测量与机构运动有关的尺寸，并标注在草图上。 ⑸选长度比例尺图示长度实际长度=μ （m/mm ）。在实验报告纸上画出机构运动 简图。
实验二 齿轮范成原理 一.实验目的 1. 掌握用范成法加工渐开线齿轮的基本原理，观察齿廓曲线的形成。 2. 了解渐开线齿轮的根切现象和齿顶变尖现象，分析比较标准齿轮和变位齿轮的异同点。 二.实验设备与工具 1. 齿轮范成仪，剪刀，绘图纸 齿轮范成仪基本参数：25.0120mm 20**a ==?==c h m ，，，α，被加工齿轮齿数z =10。 2. 同学自备：圆规，三角板，铅笔，橡皮，计算工具。 三.原理和方法 范成法是应用一对共轭齿廓互为包络线的原理来加工齿轮齿廓的。实验时，齿条代表切削刀具，齿条节线与被加工齿轮的分度圆做纯滚动。这样，刀具刀刃各位置的包络线即为被加工齿轮的齿廓。由于刀刃是齿条型直线（相当于基圆半径无穷大的渐开线），所以包络出的齿廓必为渐开线。 当齿条中线与被加工齿轮分度圆相切并作纯滚动时，所加工的为标准齿轮；如果是齿条中线的一条平行线与被加工齿轮分度圆相切并作纯滚动时，所加工的为变位齿轮。 四.实验步骤 1. 根据齿条刀具的基本参数和被加工齿轮的齿数以及变位系数计算出标准齿轮和变位齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径和基圆直径，并画在绘图纸上。 2. 将图纸固定在齿轮范成仪的圆盘上，对准中心，调节刀具中心线与齿轮毛坯分度圆相切，制作标准齿轮。开始时将刀具推向最右边，然后将溜板慢慢向左移动。每移动一定距离，在代表齿轮毛坯的图纸上用铅笔描下刀具的刀刃位置，直到形成三个完整的齿形为止。 3. 使刀具离开轮坯中心线，移动xm 毫米（=0.4×20），再用上法推出三个变位齿轮的齿形。
机械设计实验指导书 贺俊林冯晚平编著 机械设计制造及其自动化 农业机械化及其自动化专业用 3 山西农业大学工程技术学院 机械原理与零件实验室 2008年
目录 实验一、减速器拆装实验 (2) 实验二、轴系结构设计实验 (6) 实验三、齿轮结构设计实验 (9) 实验四、带传动实验 (12) 实验五、齿轮传动效率实验 (17)
实验一减速器拆装 一、实验目的 1.了解减速器各部分的结构，并分析其结构工艺性。 2.了解减速箱各部分的装配关系和比例关系。 3.熟悉减速器的拆装和调整过程 二、实验所用的工具、设备、仪器（每试验小组） 1.二级减速器一台 2.游标卡尺一把 3、活搬手二把 4、套筒扳手一套 5、钢板尺一把 三、实验内容 1.了解铸造箱体的结构。 2.观察、了解减速器附属零件的用途，结构安装位置的要求。 3.测量减速器的中心距，中心高、箱座下凸缘及箱盖上凸缘的厚度、筋板厚度、齿轮端面与箱体内壁的距离、大齿轮顶圆与箱体底壁之间的距离等。 4.了解轴承的润滑方式和密封装置，包括外密封的型式，轴承内侧的挡油环、封油环的作用原理及其结构和安装位置。
四、实验步骤 1.拆卸。 （1）仔细观察减速器外部各部分的结构，从各部分结构中观察分析回答后面思考题内容。 （2）用板手拆下观察孔盖板，考虑观察孔位置是否恰当，大小是否合适。 （3）拆卸箱盖 a、用扳手拆卸上，下箱体之间的连接螺栓、拆下定位销。将螺栓，螺钉、垫片、螺母和销钉放在盘中，以免丢失，然后拧动启盖螺钉使上下箱体分离，卸下箱盖。 b、仔细观察箱体内各零部件的结构和位置，并分析回答后面思考题内容。 c、测量实验内容所要求的尺寸。 d、卸下轴承盖，将轴和轴上零件一起从箱内取出，按合理顺序拆卸轴上零件。 2.装配 按原样将减速器装配好，装配时按先内部后外部的合理顺序进行，装配轴套和滚动轴承时，应注意方向，注意滚动轴承的合理装拆方法，经指导教师检查合格后才能合上箱盖，注意退回启盖螺钉，并在装配上、下箱盖之间螺栓前应先安装好定位销，最后拧紧各个螺栓。 五、注意事项 1.切勿盲目拆装，拆卸前要仔细观察零、部件的结构及位置，考虑好拆装顺序，拆下的零、部件要统一放在盘中，以免丢失和损坏。 2.爱护工具、仪器及设备，小心仔细拆装避免损坏
哈尔滨工业大学 机械设计作业设计计算说明书 题目: 轴系部件设计 系别: 英才学院 班号: 1436005 姓名: 刘璐 日期: 2016.11.12
哈尔滨工业大学机械设计作业任务书 题目：轴系部件设计 设计原始数据： 图1 表 1 带式运输机中V带传动的已知数据 方案d P （KW） (/min) m n r(/min) w n r 1 i轴承座中 心高H（mm） 最短工作 年限L 工作 环境 5.1. 2 4 960 100 2 180 3年3班 室外 有尘 机器工作平稳、单向回转、成批生产
目录 一、带轮及齿轮数据 (1) 二、选择轴的材料 (1) 三、初算轴径d min (1) 四、结构设计 (2) 1. 确定轴承部件机体的结构形式及主要尺寸 (2) 2. 确定轴的轴向固定方式....................................... 错误!未定义书签。 3. 选择滚动轴承类型，并确定润滑、密封方式 .................. 错误!未定义书签。 4. 轴的结构设计................................................ 错误!未定义书签。 五、轴的受力分析 (4) 1. 画轴的受力简图 (4) 2. 计算支承反力 (4) 3. 画弯矩图 (5) 4. 画扭矩图 (5) 六、校核轴的强度 (5) 七、校核键连接的强度 (7) 八、校核轴承寿命 (8) 1. 计算轴承的轴向力 (8) 2. 计算当量动载荷 (8) 3. 校核轴承寿命 (8) 九、绘制轴系部件装配图（图纸） (9) 十、参考文献 (9)
本文由https://www.doczj.com/doc/2b3293742.html,【中文word文档库】收集 实验一机构运动简图测绘 分析机构的组成可知，任何机构都是由许多构件通过运动副的联接而构成的。这些组成机构的构件其外形和结构往往是很复杂的，但决定机构各部分之间相对运动关系的是原动件的运动规律、运动副类型及运动副相对位置的尺寸，而不是构件的外形（高副机构的轮廓形状除外）、断面尺寸以及运动副的具体结构。因此，为了便于对现有机构进行分析或设计新机构，可以撇开构件、运动副的外形和具体构造，而只用简单的线条和符号代表构件和运动副，按比例定出各运动副的位置，以此表示机构的组成和运动情况。这种表示机构相对运动关系的简单图形称为机构运动简图。掌握机构运动简图的绘制方法是工程技术人员进行机构设计、机构分析、方案讨论和交流所必需的。 一、实验目的 1．对运动副、零件、构件及机构等概念建立实感； 2．熟悉并运用各种运动副、构件及机构的代表符号； 3．学会根据实际机械或模型的结构测绘机构运动简图； 4．验证和巩固机构自由度计算方法和机构运动是否确定的判定方法。 二、实验设备及用具 1．各种机构和机器的实物或模型 2．直尺、圆规、铅笔、橡皮、草稿纸（自备） 三、机构运动简图绘制的方法及步骤 1．了解待绘制机器或模型的结构、名称及功用，认清机械的原动件、传动系统和工作执行构件。 2．缓慢转动原动件，细心观察运动在构件间的传递情况，了解活动构件的数目。 3. 根据相连接的两构件间的接触情况和相对运动特点，判定机构中运动副种类、个数和相对位置。 在了解活动构件的数目及运动副的数目时，需注意以下两种情况： ①当两构件间的相对运动很小时，勿认为一个构件。 ②由于制造误差和使用日久，同一构件各部分之间有稍许松动时，易误认为两个构件。碰到这种情况，要仔细分析，正确判断。 3．要选择最能表示机构特征的平面为视图平面，同时，要将原动件放在一适当的位置，以使机构运动简图最为清晰。 4．在草稿纸上按规定的符号绘制机构运动简图，在绘制时，应从原动件开始，先画出运动副，再用粗实线连接属于同一构件的运动副，即得各相应的构件。原动件的运动方向用箭头标出。在绘制时，在不影响机构运动特征的前提下，允许移动各部分的相对位置，以求图形清晰。初步绘制时可按大致比例作图（称之为机构示意图）。图作完后，从原动件开始分别1、2、3……标明各构件，再用A、B、C……表明各运动副。
四平职业大学 《机械设计基础》 课程设计指导书2011~2012学年第一学期 系别：电子工程学院 专业：机电一体 班级： 10机电一体 任课教师：王丽梅 教研室主任：
一、课程设计的目的： 掌握机械设计的指导思想，训练学生系统运用机械设计课程等方面的知识。通过设计使学生掌握一般机械设计的程序和方法。以次对学生进行设计基本技能的训练，培养学生查阅和使用标准、手册、图册及相关技术资料的能力及计算、绘图等方向的能力。 二、课程设计的内容及要求： 1．分析传动装置的设计方案； 2．电动机的选择及运动参数的计算（包括计算电动机所需的功率，选择电动机，分配各级传动比，计算各轴的转速、功率和转矩）； 3．齿轮传动的设计（确定齿轮的主要参数和尺寸）； 4、轴（低速轴）的设计（初估轴径、结构设计和强度校核）； 5．滚动轴承、键、联轴器的选择及验算（低速轴）； 6．润滑油及润滑方式的选择； 7．绘制装配图： 图纸绘制）； 绘制装配图1张（A 8．编写设计计算说明书1份（约2500字）； （1）目录（标题、页次）； （2）设计题目：原始数据及工作条件，传动装置简图； （3）设计计算： ①要有详细的设计步骤，最后应有简短的结论； ②对所引用的计算公式和数据要标有来源－即参考书的编号和页次； ③为了清楚地说明计算内容，应附必要的插图。 （4）设计小结（简要说明课程设计的体会，本设计的优、缺点及改进意见等）； （5）参考文献资料（资料的编号、作者名、书名、出版地、出版者、出版年月）。 要求每位学生在设计过程中，充分发挥自己的独立工作能力及创造能力，对每 个问题都应进行分析、比较，并提出自己的见解，反对盲从，杜绝抄袭。在设计过 程中必须做到： ①随时复习教科书、听课笔记及习题； ②及时了解有关资料，做好准备工作，充分发挥自己的主观能动性和创造性； ③认真计算和制图，保证计算正确和图纸质量； ④按预定计划循序完成任务。 三、课程设计的过程（步骤）： （一）电动机的选择及运动参数的计算： 一般电动机均采用三相交流电动机，如无特殊要求都采用三相交流异步电 动机，其中首选Y系列全封闭自扇冷式电动机。 1. 确定皮带输送机所需功率 P W=F·V/1000ηW（kw） 2. 传动装置的效率 η=η1·η2·η3·η4·η 5 3. 电动机的选择 电动机的额定功率： P d= P W/η= FW·VW/η（kw）