机械传动系统设计实例
设计题目：V带——单级斜齿圆柱齿轮传动设计。
某带式输送机的驱动卷筒采用如图14-5所示的传动方案。已知输送物料为原煤，输送机室内工作，单向输送、运转平稳。两班制工作，每年工作300天，使用期限8年，大修期3年。环境有灰尘，电源为三相交流，电压380V。驱动卷筒直径350mm，卷筒效率0.96。输送带拉力5kN，速度2.5m/s，速度允差±5%。传动尺寸无严格限制，中小批量生产。
该带式输送机传动系统的设计计算如下：
一、电动机选择
1．电动机类型选择
按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压380V，Y型。2．电动机容量选择
工作机所需工作功率P工作=FV=5×2.5 =12.5 kW，
所需电动机输出功率为P d=P工作/η总
电动机至输送带的传动总效率为：η总=ηV带×η2轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒
例9-1试设计某带式输送机传动系统的V 带传动，已知三相异步电动机的额定功率P ed =15 KW, 转速n Ⅰ=970 r/min ，传动比i =2.1，两班制工作。 [解] （1） 选择普通V 带型号
由表9-5查得K A =1.2 ，由式 (9-10) 得P c =K A P ed =1.2×15=18 KW ，由图9-7 选用B 型V 带。
（2）确定带轮基准直径d 1和d 2
由表9-2取d 1=200mm, 由式 (9-6)得
()6.41102.012001.2)1(/)1(12112=-??=-=-=εεid n d n d mm ，
由表9-2取d 2=425mm 。 （3）验算带速
由式 (9-12)得
11π970200π
10.16100060100060
n d v ??=
==?? m/s ，
介于5～25 m/s 范围内，合适。
（4）确定带长和中心距a
由式(9-13)得
)(2)(7.021021d d a d d +≤≤+，
)425200(2)425200(7.00+≤≤+a ，
所以有12505.4370≤≤a 。初定中心距a 0=800 mm ，
由式(9-14)得带长
2
122
1004)()(2
2a d d d d a L -+++=π，
2
(425200)2800(200425)2597.62
4800
π
-=?+
++
=?mm 。
由表9-2选用L d =2500 mm ，由式(9-15)得实际中心距 2.7512/)6.25972500(8002/)(00=-+=-+=L L a a d mm 。 （5）验算小带轮上的包角1α 由式(9-16)得
012013.57180?--=a
d d α
000042520018057.3162.84120,751.2
-=-?=> 合适。
（6）确定带的根数z
由式(9-17)得 00l α
()c
P z P P K K =
+?，
由表9-4查得P 0 = 3.77kW,由表9-6查得ΔP 0 =0.3kW;由表9-7查得K a =0.96; 由表9-2查得K L =1.03，
47.403.196.0)3.077.3(18
=??+=z ， 取5根。
（7）计算轴上的压力F 0
由表9-1查得q =0.17kg/m,故由式(9-18)得初拉力F 0 2c 0α
500 2.5
(1)P F qv zv K =
-+ 75.30116.1017.0)196
.05.2(16.105185002=?+-??= N ，
由式（9-19）得作用在轴上的压力F Q
1
Q 0162.842sin 25301.75sin 2983.7322
F zF α==???= N 。
（8）带轮结构设计及绘制零件图（略）
设计后带传动实际传动比i V 带=425/200=2.125>2.1，使轴Ⅰ转速n Ⅰ略有降低，误差小于5%。若保持斜齿轮传动比i 齿轮=3.386，则输送带速度下降幅度在允许范围内；也可在保证总传动比不变的前提下重新分配传动比，则输送带速度满足2.5m/s 。本章采用后者：i V =2.125，斜齿轮传动比i 齿轮=7.11/2.125=3.35，此时，重新计算轴Ⅰ的输入转速和转矩（其他参数不变）：
n Ⅰ=n 电机/i V 带=970/2.125=456.5r/min ，
T Ⅰ=9.55×106P Ⅰ/n Ⅰ=9.55×106×14.4/456.5=301.25×103 N ·mm 。
例6-3 试设计某带式输送机单级减速器的斜齿轮传动。已知输入功率P ＝14.4KW ，小齿轮转速n 1=456.5r/min ，传动比i =3.35, 两班制每年工作300天，工作寿命8年。带式输送机运转平稳，单向输送。
[解]（1）选定齿轮材料、热处理方式、精度等级
据题意，选闭式斜齿圆柱齿轮传动。此减速器的功率较大，大、小齿轮均选硬齿面，齿轮材料均选用20Cr ，渗碳淬火，齿面硬度为56～62HRC 。齿轮精度初选7级。
（2） 初步选取主要参数
取z 1=20，z 2=iz 1=3.35×20=67，
取ψa ＝0.4，则ψd =0.5(i +1)ψa =0.5×(3.4+1)×0.4=0.88，符合表6-9范围。
（3） 初选螺旋角β=12°。
（4） 按轮齿齿根弯曲疲劳强度设计计算 按式（6-34）计算法面模数
n m ≥
确定公式内各参数计算值：
①载荷系数K 查表6-6，取K Ａ=1.2； ②小齿轮的名义转矩T 1
6631114.4
9.55109.5510301.2510456.5P T n =?=??=? N ·mm ；
③复合齿形系数Y FS 由113320
21.37cos cos 12v z z β===?
， 223
367
71.59cos cos 12v z z β=
==?
， 查图6-21得，FS1 4.34Y = , FS2 3.96Y =；
④重合度系数εY 由t 12111
11.88 3.2cos 1.88 3.2cos12 1.642067z z εβ?
???????=-+=-+??=??
? ?????????????
得εt
0.75
0.75
0.250.250.7091.64
Y ε=+
=+
=； ⑤螺旋角影响系数βY 由1n
d 1d cos z m b d ψψβ
==及式（6-27）可得 d 1βn tan sin 0.8820tan12 1.191πππ
z b m ψββε???
=
==≈>，取β1ε=计算， ββ
12110.9120120Y β
ε?
=-=-
=?
?
； ⑥许用应力 查图6-22(b)，Flim1σ=Flim2σ＝460 MPa ，
查表6-7，取S F =1.25，
则F lim F 1F 2F
460
[][]3681.25
S σσσ==
=
= MPa ； ⑦计算大、小齿轮的
FS
F []
Y σ并进行比较 因为F 1F 2[][]σσ=，FS1FS2Y Y >，故
FS1FS2F 1F 2
[]Y Y
σσ>????， 于是
n m ≥
2.45=
≈mm 。
（5）按齿面接触疲劳强度设计计算 按式（6-32）计算小齿轮分度圆直径
1d ≥
确定公式中各参数值：
① 材料弹性影响系数Z E 查表
6-8, E Z = ② 由图6-33选取区域系数 H 2.45Z =； ③ 重合度系数
ε0.781Z =
==； ④ 螺旋角影响系数 99.012cos cos =?==ββZ ； ⑤ 许用应力
查图6-19(b)，Hlim1Hlim21500σσ==MPa 查表6-7,取S H =1，则Hlim H 1H 2H
1500
[][]15001
S σσσ==
=
= MPa 于是
1d ≥
=
39.43=mm ，
1n 1cos 39.43cos12 1.92820
d m z β??=
==mm 。 （6）几何尺寸计算
根据设计准则，m n ≥max(2.45,1.928)=2.45 mm ，
按表6-1圆整为标准值，取m n ＝3mm ； 确定中心距n 12()3(2067)
133.422cos 2cos12m z z a β+?+===??mm ，圆整取a =135 mm ；
确定螺旋角12()3(2067)
arccos arccos 14.83511450'6"22135
n m z z a β+?+===?=??； n 11320
62.07cos cos14.8351m z d β?=
==?
mm ； n 22367
207.93cos cos14.8351m z d β?=
==?
mm ； d 10.886254.56b d ψ=?=?= mm ；
取255b = mm ，)105(21～b b += mm ，取160b = mm 。 （7）验算初选精度等级是否合适 圆周速度 11
π62456.5
1.48601000
601000
d n v π??=
=
=?? m/s ，
v ＜20m/s 且富余较大，可参考表6-5有关条件将精度等级定为8级。
（8）结构设计及绘制齿轮零件图（略）。
例14-1 如图14—5所示单级齿轮减速器，已知高速轴的输入功率P 1=14.4KW ，转速n 1=456.5r/min ；齿轮传动主要参数：法向模数m n =3mm ，传动比i =3.35，小齿轮齿数z 1=20，分度圆的螺旋角β＝14°50′6″，小齿轮分度圆直径d 1=62.07mm ，大齿轮分度圆直径d 2=207.93mm ，中心矩a =135mm ，齿宽b 1=60mm ，b 2=55mm 。要求设计低速轴。 解 （1）拟定轴上零件的装配方案（见14.3.1节，轴的结构设计。见下图） （2）确定轴上零件的定位和固定方式（见图14－6，见下图） （3）按扭转强度估算轴的直径
选45号钢，低速轴的输入功率 P 2=P 1·η1·η2=14.4×0.99×0.97=13.83KW (η1为高
速轴滚动轴承的效率，η2为齿轮啮合效率)；输出功率 P ‘
2=P 2·η3=13.83×0.99=13.69KW (η3为低速轴滚动轴承的效率)；低速轴的转速n 2=n 1/i =456.5/3.35=136.3r/min 。
可得 3
min
13.69
(103126)47.88
58.57136.3
d
== mm
（4）根据轴向定位的要求确定轴的各段长度和直径
①从联轴器向左取第一段，由于联轴器处有一键槽,轴径应增加5％，取φ55mm ，根据计算转矩
6'66
2ca A 29.55109.551013.69
1.4 1.34310136.3
A
P T K T K n ???===?=? N ·mm ，
查标准GB/T5014-2003，选用LX4型弹性柱销联轴器，半联轴器长度为l 1=84mm,轴段长
L 1=80mm ；
②右起第二段,考虑联轴器的轴向定位要求，取该轴段直径为标准系列值的φ63mm ，轴段长度L 2≈轴承端盖长度+端盖端面与联轴器端面间距。轴承端盖尺寸按轴承外径大小、连接螺栓尺寸来确定，根据便于轴承端盖的装拆及对轴承添加润滑脂的要求，再结合箱体设计时轴承座结构尺寸要求，取该轴段长
L2=50mm；
③右起第三段，该段装滚动轴承，取该轴段直径为φ65mm，轴段长度L3≈轴承宽+轴承端面与箱体内壁间距+箱体内壁与齿轮端面间距。因为轴承有轴向力和径向力，暂选用角接触球轴承7213C，其尺寸为d×D×B=65mm×120mm×23mm，支反力作用点距轴承外端面24.2mm。根据系统结构设计中齿轮端面离箱体内壁应大于箱体壁厚、轴承端面距箱体内壁约为3～15mm（脂润滑取大值）等要求，取该轴段长L3=52mm；
④右起第四段，该段装有齿轮，直径取φ70mm，根据键连接强度计算（见例题11—2），齿轮轮毂长80mm、键长63mm。为了保证定位的可靠性，取轴的长度为L4=78mm；
⑤右起第五段，考虑齿轮的轴向定位，需有定位轴肩，取轴肩直径为φ=80mm，长度为L5=8mm；
⑥右起第六段，该段为滚动轴承的定位轴肩(因本齿轮传动的圆周速度很小，可不考虑安装挡油环)，其直径应小于滚动轴承内圈外径，取φ=74mm，长度L6=17mm；
⑦右起第七段，该段为滚动轴承安装处，取轴径φ=65mm，长度L7=25mm。
典型轴系结构
半联轴器
平键
滚动轴承
套筒
齿轮
轴承端盖
轴端挡圈
图6
②
①
⑩
⑦⑨
⑧⑤
④
③⑥
①
答案图
作用在齿轮上的转矩为：T2=9.55×106P2/n2=9.55×106×13.83/136.3=969×103 N·mm
圆周力：
3
2t22969109317.4208
22
T F d ?=
== N
径向力： t2r2
'"
tan 9317.3tan 203508.2cos cos14506F F αβ?=
== N
轴向力： F a2=F t2·tan β=9317.4×tan 14°50’6″=2468 N
F t2,、F r2、F a2的方向如图所示。 （6）轴承的径向支反力
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，建立如图14-17所示
的力学模型。
水平面的径向支反力: F HA =F HB =F t2/2=4658.7 N ； 垂直面的径向支反力：
F VA =(-F a2×d 2/2+F r2×64)/128=(
-2468×208/2+3508.2×64)/128=-251.2 N ，
F VB =(F a2×d 2/2+F r2×64)/
128=(2468×208/2+3508.2×64)/ 128=3759.2 N ；
（7）画弯矩图（图上内容尚未修改） 剖面C 处的弯矩：
水平面的弯矩：M HC = F HA ×64=298.2×103
Nmm ；
垂直面的弯矩：M VC1= F VA ×64=-16.1×103
Nmm ，
M VC2= F VA ×64+F a2×d 2
/2=240.6×103
Nmm 。 合成弯矩：
N ·m ，
N ·m 。
（8）画转矩图 T =F t2×d 2/2=969 N ·m 。 （9）画当量弯矩图
因轴是单向回转，转矩为脉动循环，α
＝0.6， 剖面C 处的当量弯矩：
·m 。
（10）判断危险截面并验算强度
① 剖面C 右侧当量弯矩最大，而其直径与相邻段相差不大，所以剖面C 为危险截面。轴的材料
为45钢，调质处理，由表14-1查得许用弯曲应力[σ-1]=60 MPa 。 σe =M e /W =M e /（0.1d 3）=696.3×103/（0.1×703） =20.3 MPa<[σ-1]。
（)受力简图
(b)水平面的受力
简图和弯矩图(垂直面的
受力和弯矩图
(合成弯矩图(扭矩图
（)当量弯矩图
图14-17 轴的当量弯矩图
②剖面D处虽仅受转矩但其直径较小，故该处也可能是危险截面。
M D=2)
=αT=0.6×969=581.4 N·m，
(T
σe=M/W= M D/（0.1d 3）=581.4×103/(0.1×553) =34.95 MPa<[σ-1]，故确定的尺寸是安全的。
（11）绘制轴的工作图（见图14-18）（图上内容尚未修改）
例12-3 某工程机械传动装置中轴承的配置形式如图12-10所示，暂定轴承型号为7213AC 。已知轴承处径向载荷rA F =4665.5 N ，rB F = 5986.2N ，轴向力a F =2468N ，转速n
=136.3 r/min ，运转中受冲击较小，常温下工作，预期寿命3年，试问所选轴承型号是否恰当。
解 （1）先计算轴承1、2的轴向力1a F 、2a F
由表12-10查得轴承的内部轴向力为：
'
A rA 0.680.684665.53172.5F F ==?= N
（方向见图所示）
'
B rB 0.680.685986.24070.6F F ==?= N
（方向见图所示）
∵'A a 3172.524685640.5F F +=+= N '
B F >
∴轴承B 为压紧端 '
aB A a 3172.524685640.5F F F =+=+=N ；
而轴承A 为放松端 '
aA A 3172.5F F ==N
（2）计算轴承A 、B
的当量动载荷 由表12-9查得e =0.68，而
A X A Y
B X B Y
A A rA A aA P X F Y F =+=1×4665.5+0×3172.5=4665.5N
B B rB B aB P X F Y F =+=0.41×5986.2+0.87×5640.5=7361.6N （3）计算所需的径向基本额定动载荷/r C
因轴的结构要求两端选择同样尺寸的轴承，因为B P ＞A P ，故应以轴承B 的径向当量动载荷B P 为计算依据。
两班制工作，一年按300个工作日计算，则L h =16×300×3=14400 h ，
因常温下工作，查表12-6得t f =1；受冲击载荷较小，查表12-7得d f =1.1，所以
例12-3的轴承装置
1/3
1/3
'd B rB
h 66
t 60 1.17361.660136.31440039691.711010f P n C
L f ??????
==?= ?
???
??
N
（4）查表12－5得7213AC 轴承的径向基本额定动载荷r C =66500 N 。因为/
rB C ＜r C ，
故所选7213AC 轴承安全。
例11-2 如图11-24a 所示，齿轮轮毂与轴采用普通平键连接。己知轴径d ＝70mm ，初定轮
毂长度等于齿宽55mm ，传递转矩T ＝969×103
N ·mm ，有轻微冲击，轮毂材料为40Cr ，轴的材料45钢。试确定平键的连接尺寸，并校核连接强度。若连接强度不足，可采取什么措施?
［解］（1）选取平键尺寸
选取A 型普通平键，根据轴的直径d ＝70mm ，查表11－6知平键的截面尺寸：宽度b ＝20mm ，高h =12mm ，当轮毂长度为55mm 时，取键长L ＝50mm 。
（2） 校核键的连接强度 查表11-7，得 [σp ] =100～120 MPa 。 由式（11-22）得
3
P P 44496910()7012(50-20)
T T dhl dh L b σσ??=≤????-??＝＝＝153.8 MPa ＞[σp ]。
（3）改进措施
由于校核后平键的强度不够，需采取改进措施。方法之一是增大轮毂长度，根据计算，
取轮毂长80mm 、键长63mm 是合适的。此外，可采用双键。两个平键最好布置在沿周向1800
，考虑到载荷分配的不均匀性，在强度校核中按1.5个单键计算。
例15－1 如图14-5所示的带式输送机传动系统，已知减速器低速轴的输出功率P 2=13.69kW ，转速
2136.4/min n r =。试选择低速轴和滚筒之间的联轴器。
[解]（1）类型选择：由于机组功率不大，运转平稳，且结构简单，便于提高其制造和安装精度，使其轴线偏移量较小，故选用弹性柱销联轴器。
（2）载荷计算：
液压系统设计计算举例 液压系统设计计算是液压传动课程设计的主要内容，包括明确设计要求进行工况分析、确定液压系统主要参数、拟定液压系统原理图、计算和选择液压件以及验算液压系统性能等。现以一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台液压系统为例，介绍液压系统的设计计算方法。 1 设计要求及工况分析 设计要求 要求设计的动力滑台实现的工作循环是：快进 → 工进 → 快退 → 停止。主要性能参数与性能要求如下：切削阻力F L =30468N ；运动部件所受重力G =9800N ；快进、快退速度υ1= υ3=0.1m/s ，工进速度υ2=×10-3m/s ；快进行程L 1=100mm ，工进行程L 2=50mm ；往复运动的加速时间Δt =；动力滑台采用平导轨，静摩擦系数μs =，动摩擦系数μd =。液压系统执行元件选为液压缸。 负载与运动分析 (1) 工作负载 工作负载即为切削阻力F L =30468N 。 (2) 摩擦负载 摩擦负载即为导轨的摩擦阻力： 静摩擦阻力 N 196098002.0s fs =?==G F μ 动摩擦阻力 N 98098001.0d fd =?==G F μ (3) 惯性负载 N 500N 2.01 .08.99800i =?=??= t g G F υ (4) 运动时间 快进 s 1s 1.0101003 11 1=?==-υL t 工进 s 8.56s 1088.010503 322 2=??==--υL t 快退 s 5.1s 1.010)50100(3 3 2 13=?+=+= -υL L t 设液压缸的机械效率ηcm =，得出液压缸在各工作阶段的负载和推力，如表1所列。
《机械系统设计》 课程大作业—I 棒料校直机功能原理设计 院（系） 专业 学生 学号 班号 2015年4月
棒料校直机功能原理设计 1 设置棒料校直机功能原理设计的目的 功能原理设计是机械系统设计的最初环节，主要是针对产品的主要功能提出一些原理性构思，也就是针对产品的功能进行原理性设计！ 针对某一产品的主要功能，设计人员在进行了大量相关资料查阅之后，应设计出几种不同的功能原理方案来，以便从中选出较理想的一个为下一步总体设计奠定基础。针对产品主要功能而进行的功能原理设计这一步，在整个设计中是非常重要的一环。一个好的功能原理设计应既有创新构思，同时又能满足用户的需求。 因此，在培养学生的机械系统设计能力时，不仅要注重机构和结构设计的培养和训练，而且更应注重功能原理设计的培养和训练。由于功能原理设计有其自身的特点和工作内容，因此，本大作业将主要针对功能原理设计进行。 2棒料校直机功能原理设计目的 棒料校直是机械零件加工前的一道准备工序。若棒料弯曲，就要用大棒料才能加工出一个小零件，如图1所示，这种加工方式材料利用率不高，经济性差。故在加工零件前需将棒料校直。 图1 待校直的弯曲棒料
3 设计数据与要求 请根据以下设计数据，进行棒料校直机的功能原理设计。 1) 棒料材料：需校直的棒料材料为45钢 2) 工作环境及环保要求：室内工作，希望冲击振动小、噪声小； 3) 工作寿命：使用期限为10年，每年工作300天，每天工作16小时； 4) 设备保养维护要求：每半年作一次保养，大修期为3年。 5) 棒料校直机原始设计数据如表1所示。 表1 棒料校直机原始设计数据 4棒料校直机功能原理设计过程 功能原理方案设计的任务是：针对某一确定的功能要求，去寻求一些物理效应并借助某些作用原理来求得一些实现该功能目标的解法原理来；或者说，功能原理设计的主要工作内容是：构思能实现功能目标的新的解法原理。这一步设计工作的重点应放在尽可能多地提出创新构思上，从而使思维尽量“发散”，以力求提出较多的解法供比较和优选。此时，对构件的具体结构、材料和制造工艺等则不一定要有成熟的考虑，故只需用简图或示意图的形式 5 棒料校直机功能原理设计要求 1) 用黑箱法寻找总功能的转换关系，给出棒料校直机的黑箱图； 2) 对棒料校直机进行总功能分解，绘制“技术过程流程图”和“总功能分解图”； 3) 建立棒料校直机的“功能结构图” 4) 寻找原理解法和原理解组合。 6 设计参考资料 教材中第二章机械系统总体设计中“露天矿开采挖掘机的原理方案设计” 7 作业成绩及其与本门课程总成绩的关系 满分4分，记入100分的总课程成绩。 根据表1任选一组进行设计。
液压传动课程设计 中国矿业大学机电学院 选修课
设计参数： 不计惯性负载 题目：在某专用机床上有一夹紧进给液压系统，完成工件的先夹紧后、后进给任务，工作原理如下： 夹紧油缸： 快进→慢进→达到夹紧力后启动进给油缸工作 进给油缸： 快进→慢进→达到进给终点→快速退回 夹紧油缸快速退回。 夹紧缸快进速度：0.05m/s 夹紧缸慢进速度：8mm/s 最大夹紧力：40KN 进给油缸快进速度：0.18m/s 进给油缸慢进速度：0.018m/s 最大切削力：120KN 夹紧缸行程：用行程开关调节（最大250mm） 进给缸行程：用行程开关调节（最大1000mm） 一、工况分析： 1．负载分析
已知最大夹紧力为40KN，则夹紧油缸工作最大负载 140 F KN = 已知最大切削力为120KN，则进给油缸工作最大负载 2120 F KN = 根据已知负载可画出负载循环图1(a) 根据已知快进、快退速度及工进时的速度范围可画出速度循环图1(b) 图1(a) 图1(b)
2.确定液压缸主要参数 根据系统工作原理可知系统最大负载约为120KN 参照负载选择执行元件工作压力和主机类型选择执行元件工作压力最大负载宜选取18p MPa =。动力滑台要求快进、快退速度相等，选用单杆液压缸。此时液压缸无缸腔面积1A 与有缸腔面积2A 之比为2，即用活塞杆直径d 与活塞直径D 有d=的关系。为防止液压缸冲击，回油路应有背压2P ，暂时取MPa P 6.02=。 从负载循环图上可知，工进时有最大负载，按此负载求液压缸尺寸。根据液压缸活塞力平衡关系可知： M e F A p A p η+= 2211 212A A = 其中，M η为液压缸效率，取95.0=M η 2 46 2 111046.8910)3.04(95.031448)2 (m p p F A M e -?=?-= - = η m A D 1067.014 .31046.894441 =??== -π m D d 075.0707.0== 将D 和d 按GB2348-30圆整就近取标准值，即
液压传动系统设计计算 液压系统的设计步骤与设计要求 液压传动系统是液压机械的一个组成部分,液压传动系统的设计要同主机的总体设计同时进行.着手设计时，必须从实际情况出发，有机地结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优点,力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动系统。 1.1设计步骤 液压系统的设计步骤并无严格的顺序,各步骤间往往要相互穿插进行。一般来说，在明确设计要求之后，大致按如下步骤进行。 1)确定液压执行元件的形式； 2）进行工况分析，确定系统的主要参数； 3）制定基本方案，拟定液压系统原理图； 4）选择液压元件； 5）液压系统的性能验算； 6)绘制工作图，编制技术文件。 1.2明确设计要求
设计要求是进行每项工程设计的依据。在制定基本方案并进一步着手液压系统各部分设计之前，必须把设计要求以及与该设计内容有关的其他方面了解清楚。 1）主机的概况：用途、性能、工艺流程、作业环境、总体布局等; 2）液压系统要完成哪些动作，动作顺序及彼此联锁关系如何； 3）液压驱动机构的运动形式，运动速度； 4)各动作机构的载荷大小及其性质; 5）对调速范围、运动平稳性、转换精度等性能方面的要求； 6)自动化程序、操作控制方式的要求； 7)对防尘、防爆、防寒、噪声、安全可靠性的要求； 8）对效率、成本等方面的要求。 制定基本方案和绘制液压系统图 3。1制定基本方案 (1）制定调速方案 液压执行元件确定之后，其运动方向和运动速度的控制是拟定液压回路的核心问题.
方向控制用换向阀或逻辑控制单元来实现。对于一般中小流量的液压系统，大多通过换向阀的有机组合实现所要求的动作。对高压大流量的液压系统，现多采用插装阀与先导控制阀的逻辑组合来实现。 速度控制通过改变液压执行元件输入或输出的流量或者利用密封空间的容积变化来实现.相应的调整方式有节流调速、容积调速以及二者的结合——容积节流调速。 节流调速一般采用定量泵供油，用流量控制阀改变输入或输出液压执行元件的流量来调节速度。此种调速方式结构简单，由于这种系统必须用闪流阀，故效率低，发热量大，多用于功率不大的场合。
10 液压传动系统的设计和计算 本章提要：本章介绍设计液压传动系统的基本步骤和方法，对于一般的液压系统，在设计过程中应遵循以下几个步骤：①明确设计要求，进行工况分析；②拟定液压系统原理图；③计算和选择液压元件；④发热及系统压力损失的验算；⑤绘制工作图，编写技术文件。上述工作大部分情况下要穿插、交叉进行，对于比较复杂的系统，需经过多次反复才能最后确定；在设计简单系统时，有些步骤可以合并或省略。通过本章学习，要求对液压系统设计的内容、步骤、方法有一个基本的了解。 教学内容： 本章介绍了液压传动系统设计的内容、基本步骤和方法。 教学重点： 1．液压元件的计算和选择； 2．液压系统技术性能的验算。 教学难点： 1．泵和阀以及辅件的计算和选择； 2．液压系统技术性能的验算。 教学方法： 课堂教学为主，充分利用网络课程中的多媒体素材来表示设计的步骤及方法。 教学要求： 初步掌握液压传动系统设计的内容、基本步骤和方法。
10.1 液压传动系统的设计步骤 液压传动系统的设计是整机设计的一部分，它除了应符合主机动作循环和静、动态性能等方面的要求外，还应当满足结构简单，工作安全可靠，效率高，经济性好，使用维护方便等条件。液压系统的设计，根据系统的繁简、借鉴的资料多少和设计人员经验的不同，在做法上有所差异。各部分的设计有时还要交替进行，甚至要经过多次反复才能完成。下面对液压系统的设计步骤予以介绍。 10.1.1 明确设计要求、工作环境，进行工况分析 10.1.1.1 明确设计要求及工作环境 液压系统的动作和性能要求主要有：运动方式、行程、速度范围、负载条件、运动平稳性、精度、工作循环和动作周期、同步或联锁等。就工作环境而言，有环境温度、湿度、尘埃、防火要求及安装空间的大小等。要使所设计的系统不仅能满足一般的性能要求，还应具有较高的可靠性、良好的空间布局及造型。 10.1.1.2 执行元件的工况分析 对执行元件的工况进行分析，就是查明每个执行元件在各自工作过程中的速度和负载的变化规律，通常是求出一个工作循环内各阶段的速度和负载值。必要时还应作出速度、负载随时间或位移变化的曲线图。下面以液压缸为例，液压马达可作类似处理。 就液压缸而言，承受的负载主要由六部分组成，即工作负载，导向摩擦负载，惯性负载，重力负载，密封负载和背压负载，现简述如下。 (1)工作负载w F 不同的机器有不同的工作负载，对于起重设备来说，为起吊重物的重量；对液压机来说，压制工件的轴向变形力为工作负载。工作负载与液压缸运动方向相反时为正值，方向相同时为负值。工作负载既可以为定值，也可以为变量，其大小及性质要根据具体情况加以分析。
第四章典型液压传动系统实例分析 第一节液压系统的型式及其评价 一、液压系统的型式 通常可以把液压系统分成以下几种不同的型式。 1．按油液循环方式的不同分 按油液循环方式的不同，可将液压系统分为开式系统和闭式系统。 （1）开式系统 如图4.1所示，开式系统是指液压泵1从油 箱5吸油，通过换向阀2给液压缸3（或液压马 达）供油以驱动工作机构，液压缸3（或液压马 达）的回油再经换向阀回油箱。在泵出口处装溢 流阀4。这种系统结构较为简单。由于系统工作 完的油液回油箱，因此可以发挥油箱的散热、沉 淀杂质的作用。但因油液常与空气接触，使空气 易于渗入系统，导致工作机构运动的不平稳及其 它不良后果。为了保证工作机构运动的平稳性， 在系统的回油路上可设置背压阀，这将引起附加 的能量损失，使油温升高。 在开式系统中，采用的液压泵为定量泵或单 向变量泵，考虑到泵的自吸能力和避免产生吸空 现象，对自吸能力差的液压泵，通常将其工作转 速限制在额定转速的75％以内，或增设一个辅助 泵进行灌注。工作机构的换向则借助于换向阀。 换向阀换向时，除了产生液压冲击外，运动部件 的惯性能将转变为热能，而使液压油的温度升高。 图4.1 开式系统 但由于开式系统结构简单，因此仍为大多数工程 机械所采用。 （2）闭式系统 如图4.2所示。在闭式系统中，液压泵的进油管直接与执行元件的回油管相联，工作液体在系统的管路中进行封闭循环。闭式直系统结构较为紧凑，和空气接触机会较少，空气不易渗入系统，故传动的平稳性好。工作机构的变速和换向靠调节泵或马达的变量机构实现，避免了在开式系统换向过程中所出现的液压冲击和能量损失。但闭式系统较开式系统复杂，由于闭式系统工作完的油液不回油箱，油液的散热和过滤的条件较开式系统差。为了补偿系统中的泄漏，通常需要一个小容量的补油泵进行补油和散热，因此这种系统实际上是一个半
液压传动系统的设计与计算 [原创2006-04-09 12:49:44 ] 发表者: yzc741229 液压传动系统设计与计算 液压系统设计的步骤大致如下： 1.明确设计要求，进行工况分析。 2.初定液压系统的主要参数。 3.拟定液压系统原理图。 4.计算和选择液压元件。 5.估算液压系统性能。 6.绘制工作图和编写技术文件。 根据液压系统的具体内容，上述设计步骤可能会有所不同，下面对各步骤的具体内容进行介绍。 第一节明确设计要求进行工况分析 在设计液压系统时，首先应明确以下问题，并将其作为设计依据。 1.主机的用途、工艺过程、总体布局以及对液压传动装置的位置和空间尺寸的要求。 2.主机对液压系统的性能要求，如自动化程度、调速范围、运动平稳性、换向定位精度以及对系统的效率、温升等的要求。 3.液压系统的工作环境，如温度、湿度、振动冲击以及是否有腐蚀性和易燃物质存在等情况。 图9-1位移循环图 在上述工作的基础上，应对主机进行工况分析，工况分析包括运动分析和动力分析，对复杂的系统还需编制负载和动作循环图，由此了解液压缸或液压马达的负载和速度随时间变化的规律，以下对工况分析的内容作具体介绍。 一、运动分析
主机的执行元件按工艺要求的运动情况，可以用位移循环图(L—t)，速度循环图(v—t)，或速度与位移循环图表示，由此对运动规律进行分析。 1.位移循环图L—t 图9-1为液压机的液压缸位移循环图，纵坐标L表示活塞位移，横坐标t表示从活塞启动到返回原位的时间，曲线斜率表示活塞移动速度。该图清楚地表明液压机的工作循环分别由快速下行、减速下行、压制、保压、泄压慢回和快速回程六个阶段组成。 2.速度循环图v—t(或v—L) 工程中液压缸的运动特点可归纳为三种类型。图9-2为三种类型液压缸的v—t图，第一种如图9-2中实线所示，液压缸开始作匀加速运动，然后匀速运动， 图9-2 速度循环图 最后匀减速运动到终点；第二种，液压缸在总行程的前一半作匀加速运动，在另一半作匀减速运动，且加速度的数值相等；第三种，液压缸在总行程的一大半以上以较小的加速度作匀加速运动，然后匀减速至行程终点。v—t图的三条速度曲线，不仅清楚地表明了三种类型液压缸的运动规律，也间接地表明了三种工况的动力特性。 二、动力分析 动力分析，是研究机器在工作过程中，其执行机构的受力情况，对液压系统而言，就是研究液压缸或液压马达的负载情况。 1.液压缸的负载及负载循环图 (1)液压缸的负载力计算。工作机构作直线往复运动时，液压缸必须克服的负载由六部分组成： F=F c+F f+F i+F G+F m+F b (9-1) 式中：F c为切削阻力；F f为摩擦阻力；F i为惯性阻力；F G为重力；F m为密封阻力；F b为排油阻力。 图9-3导轨形式 ①切削阻力F c：为液压缸运动方向的工作阻力，对于机床来说就是沿工作部件运动方向的切削力，此作用力的方向如果与执行元件运动方向相反为正值，两者同向为负值。该作用力可能是恒定的，也可能是变化的，其值要根据具体情况计算或由实验测定。 ②摩擦阻力F f：
天津渤海职业技术学院 毕业设计说明书 专业电气自动化 课题名称液压传动装置电气控制系统的设计学生姓名赵蕊蕊 指导老师秦立芳杨利 电气工程系 ２００9年3月
内容摘要 液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式。液压系统利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能, 经过液体压力能的变化来传递能量, 经过各种控制阀和管路的传递, 借助于液压执行元件(缸或马达)把液体压力能转换为机械能, 从而驱动工作机构, 实现直线往复运动和回转运动而进行能量传递的一种传动方式。由于液压执行结构尺寸小, 反应速度快, 调节性能好, 传递的力和扭矩较大, 操纵、控制、调节比较方便, 容易实现功率放大和过载保护, 因此被广泛应用于机械制造、冶金、工程机械、农业、汽车、航空、船舶、轻纺等行业。近年来, 又被应用于太空跟踪系统, 海浪模拟装置, 宇航环境模拟火箭发射助飞装置。 在机械加工中, 例如组合机床加工长孔, 为满足其技术要求并达到相应的自动化水平, 加工前, 应按工艺工程进行可行性模拟加工试验。本方案即为满足液压试验装置设计电气控制和自动控制。 本课题属于典型的机电技术结合项目, 经过对课题的设计, 研究和制作过程可达到综合利用自动化专业理论知识, 提高专业综合操作技能, 提高分析、组织能力, 拓展学科领域的目的, 并为机械加工生产技术改革提供试验操作平台。
常见词; 液压装置、电器控制、 PLC可编程控制器 致谢: 在本次毕业设计过程中得到了众多老师的帮助, 在此表示忠心的感谢! 同时也感谢这三年来在学习和生活上给予帮助的所有老师! 目录 第1章设计对象及基本要求 (4) 1.1 设计对象 1.2 基本要求 1.3 技术要求 第2章电气线路的设计 (5) 2.1 线路设计的基本原理 2.2 绘制原理图 2.3 元器件的选择 2.4 元器件的分布图 第3章柜体内电气线路的安全 (11) 第4章电气控制柜的通电试验 (15)
机械传动系统设计实例 设计题目：V带——单级斜齿圆柱齿轮传动设计。 某带式输送机的驱动卷筒采用如图14-5所示的传动方案。已知输送物料为原煤，输送机室内工作，单向输送、运转平稳。两班制工作，每年工作300天，使用期限8年，大修期3年。环境有灰尘，电源为三相交流，电压380V。驱动卷筒直径350mm，卷筒效率0.96。输送带拉力5kN，速度2.5m/s，速度允差±5%。传动尺寸无严格限制，中小批量生产。 该带式输送机传动系统的设计计算如下：
例9-1试设计某带式输送机传动系统的V 带传动，已知三相异步电动机的额定功率P ed =15 KW, 转速n Ⅰ=970 r/min ，传动比i =2.1，两班制工作。 [解] （1） 选择普通V 带型号 由表9-5查得K A =1.2 ，由式 (9-10) 得P c =K A P ed =1.2×15=18 KW ，由图9-7 选用B 型V 带。 （2）确定带轮基准直径d 1和d 2 由表9-2取d 1=200mm, 由式 (9-6)得 ()6.41102.012001.2)1(/)1(12112=-??=-=-=εεid n d n d mm ， 由表9-2取d 2=425mm 。 （3）验算带速 由式 (9-12)得 11π970200π 10.16100060100060 n d v ??= ==?? m/s ， 介于5～25 m/s 范围内，合适。 （4）确定带长和中心距a 由式(9-13)得
)(2)(7.021021d d a d d +≤≤+， )425200(2)425200(7.00+≤≤+a ， 所以有12505.4370≤≤a 。初定中心距a 0=800 mm ， 由式(9-14)得带长 2 122 1004)()(2 2a d d d d a L -+++=π， 2 (425200)2800(200425)2597.62 4800 π -=?+ ++ =?mm 。 由表9-2选用L d =2500 mm ，由式(9-15)得实际中心距 2.7512/)6.25972500(8002/)(00=-+=-+=L L a a d mm 。 （5）验算小带轮上的包角1α 由式(9-16)得 012013.57180?--=a d d α 000042520018057.3162.84120,751.2 -=-?=> 合适。 （6）确定带的根数z 由式(9-17)得 00l α ()c P z P P K K = +?， 由表9-4查得P 0 = 3.77kW,由表9-6查得ΔP 0 =0.3kW;由表9-7查得K a =0.96; 由表9-2查得K L =1.03， 47.403 .196.0)3.077.3(18 =??+= z ， 取5根。 （7）计算轴上的压力F 0 由表9-1查得q =0.17kg/m,故由式(9-18)得初拉力F 0 2c 0α 500 2.5 (1)P F qv zv K = -+
机械系统设计 课程作业 打孔机的设计） 一、设计任务书. (1) 二、确定总共能（黑箱） (3) 三、确定工艺原理 (3) （一）机构的工作原理: (3) （二）原动机的选择原理 (3)
（三）传动机构的选择和工作原理 (4) 四、工艺路线图 (5) 五、功能分解（功能树） (5) 六、确定每种功能方案，形态学矩阵 (6) 七、系统边界 (8) 八、方案评价 (8) 九、画出方案简图 (9) 十、总体布局图 (11) 十一、主要参数确定 (12) 十二、循环图 (17) 一、设计任务书
表1
、确定总共能（黑箱） ~220V 噪声 发热 图1 三、确定工艺原理 （一）机构的工作原理: 该系统由电机驱动，通过变速传动将电机的 1450r/min 降到 主轴的2r/min ，与传动轴相连的各机构控制送料，定位，和 进刀等工 艺动作，最后由凸轮机 通过齿轮传动带动齿条上下 平稳地运动,这样动力头也就能带动刀具平稳地上下移动从 而保证了较高的加工质量。 （二）原动机的选择原理 （1）原动机的分类 原动机的种类按其输入能量的不同可以分为两类： A. —次原动机 此类原动机是把自然界的能源直接转变为机械能，称为一 次原动机。 属于此类原动机的有柴油机，汽油机，汽轮机 和燃汽机等。 B.二次原动机 此类原动机是将发电机等能机所产生的各种形态的能量转 变为机械能，称为二次原动机。 属于此类原动机的有电动机， 液压马达，气压马达，汽缸和液压缸等。 （2） 选择原动机时需考虑的因素： 1：考虑现场能源的供应情况。 2：考虑原动机的机械特性和工作制度与工作相匹配。 3：考虑工作机对原动机提出的启动，过载，运转平稳等方 面的要求。 被加工工件 黑箱 有孔的工件
目录 一设计任务 (2) 二电动机选择 (3) 三各级传动比分配 (5) 四 V带设计 (7) 五齿轮设计 (10) 六传动轴设计 (14) 6.1输出轴的计算 (14) 6.2输入轴的计算 (18) 七轴承的校核 (22) 八键连接收割机 (22) 九联轴器设计 (23) 十箱体结构的设计 (23) 十一设计小结 (25) 参考文献 (26)
一设计任务 设计带式输送机的传动系统。要求传动系统含有单级圆柱齿轮减速器以及V 带传动。 1 、传动系统方案 带式输送机有电动机驱动，电动机1通过V带传动2将动力传入单机圆柱齿轮减速器3，再通过联轴器4，将动力传至输送机滚筒5，带式输送带6工作。 2 、原始数据 输送带工作速度v=10.5m/s 3 、工作条件 带式输送机在常温下连续工作、单向运转；空载起动，工作载荷较平稳；两班制（每班工作8h）要求减速器设计寿命为8年，大修期为2~3年，中批量生产；输送带工作速度v的允许误差为±5%，三相交流电源的电压为 380/220V。
二 电动机选择 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、电动机容量的选择： 根据已知条件，工作机所需要的有效功率为 kw p k P a d 4.441.1.=?== 工作时，电动机所需功率为z kW P P w d 716.583279 .04 .4== = η 由《课程设计》表12-1可知，满足P e ≥P d 条件的Y 系列三相异步电动机额定功率P e 应取为7.5KW 。 3、电动机转速的选择： 根据已知条件，传动比为2，所以滚筒的转速为2000red/min 。 表1 见第方案Ⅱ比较适合。 此选定电动机型号为Y112M-4型.
第1课(3课时) 课程基本介绍： ⑴与《机械设计》课程的基本区别： 研究对象的基本不同，研究方法的基本区别 ⑵课程的训练目的和方法： 因为同学们均为四年级，大家所从事的毕业设计研究方向不同，所以教学目的为尽可能对每个同学所从事的具体工作有所帮助。 训练方法包括较多的讨论课，讨论以每人的大作业为基础，要求采用书面作业结合多媒体(以PowerPoint形式)表现手段，每人分别介绍自己的作业，教师加以点评。 ⑶考核的基本办法： 以教学过程检查和期末考试相结合的方式：大作业4个，每个占10分，共40分，课堂点名10次，每次2分，共20分，考试占40分。 正式教学开始 1.绪论 教学重点：帮助同学建立系统论的观点，从《机械设计》课程的零部件设计的思路建立机械系统的设计理念，激发对机械系统设计的兴趣。 教学难点：机械系统的体系 1.1机械与机械系统 1.1.1系统的概念
举例说明： 例1：本人的硕士研究课题：一个液压回转系统的研究 重点说明：从机械零件的最佳设计角度能实现的效果与从系统的角度能完成的效果比较。 引申出系统设计思想与零件设计的很大区别。 例2：自动控制技术的发展历程： 从自动控制技术的发生、发展，以及从导弹、宇航一直到民用的发展历程，介绍系统化的设计思想和思路。 例3：系统论在经济学和人文科学领域的一些应用： 以房地产发展为例，尝试说明系统论在经济学上的一些应用。 1.1.2机械系统的基本组成 子系统：动力系统、传动系统、执行系统、操纵及控制系统 举例说明： 例1：汽车 例2：《机械设计》中所有人均完成的千斤顶 1.2机械系统设计的任务 1.2.1从系统的观点出发 重点：与外部环境的相互影响，以汽车设计为例 1.2.2合理确定系统功能
液压传动与控制 1图示液压系统，已知各压力阀的调整压力分别为：p Y1＝6MPa，p Y2＝5MPa，p Y3＝2MPa，p Y4＝1.5MPa，p J＝2.5MPa，图中活塞已顶在工件上。忽略管道和换向阀的压力损失，试问当电磁铁处于不同工况时，A、B点的压力值各为多少？（“+”代表电磁铁带电，“-”代表断电） 2MPa 5MPa
2 图5所示为专用钻镗床的液压系统，能实现“快进→一工进→二工进→快退→原位停止”的工作循环（一工进的运动速度大于二工进速度）。阀1和阀2的调定流量相等，试填写其电磁铁动作顺序表。（以“+”代表电磁铁带电，“-”代表断电） 2 进给 退回
三判断分析题（判断对错，并简述原因。） 1 叶片泵通过改变定子和转子的偏心距来实现变量，而柱塞泵是通过改变斜盘倾角来实现变 量。错。单作用叶片泵和径向柱塞泵通过改变定子和转子的偏心距来实现变量，而斜盘式轴向柱塞泵通过改变斜盘倾角来实现变量。 2 单活塞杆液压缸称为单作用液压缸，双活塞杆液压缸称为双作用液压缸。错。只能输出单方向液压力，靠外力回程的液压缸，称为单作用液压缸；正、反两个方向都可输出液压力的液压缸为双作用液压缸。 3 串联了定值减压阀的支路，始终能获得低于系统压力调定值的稳定工作压力。 错。串联了定值减压阀的支路，当系统压力高于减压阀调定值时，才能获得低于系统压力的稳定工作压力。 4 与节流阀相比，调速阀的输出流量几乎不随外负载的变化而变化。对。由于调速阀内的定差减压阀正常工作时，能保证节流阀口的压差基本不变，因此调速阀的输出流量几乎不随外负载的变化而变化。 5 采用双泵供油的液压系统，工作进给时常由高压小流量泵供油，而大泵卸荷，因此其效率比单泵供油系统的效率低得多。错。采用双泵供油的液压系统，快进时两个泵同时给系统供油，执行元件运动速度较快；工作进给时常由高压小流量泵供油，而大流量泵卸荷，执行元件输出力大但速度慢。由于工进时大泵卸荷，因此其效率比单泵供油系统的效率高。 6 定量泵—变量马达组成的容积调速回路，将液压马达的排量由零调至最大时，马达的转速即可由最大调至零。错。定量泵—变量液压马达组成的容积调速回路，将液压马达的排量由零调至最大时，马达的转速即可由最大调至最小。 四简答题 1 在进口节流调速回路中，溢流阀正常溢流，如果考虑溢流阀的调压偏差，试分析： 1）负载恒定不变时，将节流阀口开度减小，泵的工作压力如何变化？ 2）当节流阀开口不变，负载减小，泵的工作压力又如何变化？ F
第九章液压传动系统设计与计算 液压系统设计的步骤大致如下： 1.明确设计要求，进行工况分析。 2.初定液压系统的主要参数。 3.拟定液压系统原理图。 4.计算和选择液压元件。 5.估算液压系统性能。 6.绘制工作图和编写技术文件。 根据液压系统的具体内容，上述设计步骤可能会有所不同，下面对各步骤的具体内容进行介绍。 第一节明确设计要求进行工况分析 在设计液压系统时，首先应明确以下问题，并将其作为设计依据。 1.主机的用途、工艺过程、总体布局以及对液压传动装置的位置和空间尺寸的要求。 2.主机对液压系统的性能要求，如自动化程度、调速范围、运动平稳性、换向定位精度以及对系统的效率、温升等的要求。 3.液压系统的工作环境，如温度、湿度、振动冲击以及是否有腐蚀性和易燃物质存在等情况。 图9-1位移循环图 在上述工作的基础上，应对主机进行工况分析，工况分析包括运动分析和动力分析，对复杂的系统还需编制负载和动作循环图，由此了解液压缸或液压马达的负载和速度随时间变化的规律，以下对工况分析的内容作具体介绍。 一、运动分析 主机的执行元件按工艺要求的运动情况，可以用位移循环图(L—t)，速度循环图(v—t)，或速度与位移循环图表示，由此对运动规律进行分析。 1.位移循环图L—t 图9-1为液压机的液压缸位移循环图，纵坐标L表示活塞位移，横坐标t表示从活塞启动到返回原位的时间，曲线斜率表示活塞移动速度。该图清楚地表明液压机的工作循环分别由快速下行、减速下行、压制、保压、泄压慢回和快速回程六个阶段组成。 2.速度循环图v—t(或v—L) 工程中液压缸的运动特点可归纳为三种类型。图9-2为三种类型液压缸的v—t图，第一种如图9-2中实线所示，液压缸开始作匀加速运动，然后匀速运动，
中国矿业大学 液压传动系统设计说明书 设计题目：动力滑台液压系统 学院名称：中国矿业大学 专业：机械设计制造及其自动化 班级： 姓名：学号： 指导老师： 2012年6月24日
任务书 学生姓名学号 设计题目动力滑台液压系统 1.液压系统用途（包括工作环境和工作条件）及主要参数： 要求设计的动力滑台液压系统实现的工作循环是：快进、工进?快退?停止。主要性能参数与性能要求如下：切削阻力FL=30468N；运动部件所受重力G=9800N；快进、快退速度1= 3=0.1m/s，工进速度? 2=0.88×10-3m/s；快进行程L1=100mm，工进行程L2=50mm；往复运动的加速时间Δt=0.2s；动力滑台采用平导轨，静摩擦系数μs=0.2，动摩擦系数μd=0.1。液压系统执行元件选为液压缸。 2.执行元件类型：液压油缸 3.液压系统名称：动力滑台液压系统 设计内容 1. 拟订液压系统原理图； 2. 选择系统所选用的液压元件及辅件； 3. 验算液压系统性能； 4. 编写上述1、2、3的计算说明书。 设计指导教师签字 教研室主任签字 年月日签发
目录 1 序言·················- 4 - 2 设计的技术要求和设计参数·······- 5 - 3 工况分析···············- 5 - 3.1 确定执行元件············- 5 - 3.2 分析系统工况············- 5 - 3.3 负载循环图和速度循环图的绘制····- 7 - 3. 4 确定系统主要参数··········- 8 - 3.4.1 初选液压缸工作压力·········· - 8 - 3.4.2 确定液压缸主要尺寸·········· - 8 - 3.4.3 计算最大流量需求···········- 10 -3.5 拟定液压系统原理图········· - 11 - 3.5.1 速度控制回路的选择··········- 11 - 3.5.2 换向和速度换接回路的选择·······- 12 - 3.5.3 油源的选择和能耗控制·········- 13 - 3.5.4 压力控制回路的选择··········- 14 -3.6 液压元件的选择··········· - 15 - 3.6.1 确定液压泵和电机规格·········- 16 - 3.6.2 阀类元件和辅助元件的选择·······- 17 - 3.6.3 油管的选择··············- 19 - 3.6.4 油箱的设计··············- 21 - 3.7 液压系统性能的验算········· - 22 - 3.7.1 回路压力损失验算···········- 22 - 3.7.2 油液温升验算·············- 23 -
机械系统设计 课程作业（打孔机的设计）
一、设计任务书 (1) 二、确定总共能（黑箱） (2) 三、确定工艺原理 (3) （一）机构的工作原理: (3) （二）原动机的选择原理 (3) (三)传动机构的选择和工作原理 (3) 四、工艺路线图 (4) 五、功能分解（功能树） (4) 六、确定每种功能方案，形态学矩阵 (5) 七、系统边界 (6) 八、方案评价 (6) 九、画出方案简图 (7) 十、总体布局图 (9) 十一、主要参数确定 (10) 十二、循环图 (14)
一、设计任务书 表1
二、确定总共能（黑箱） （一）机构的工作原理: 该系统由电机驱动，通过变速传动将电机的1450r/min降到主轴的2r/min，与传动轴相连的各机构控制送料，定位，和进刀等工艺动作，最后由凸轮机通过齿轮传动带动齿条上下平稳地运动,这样动力头也就能带动刀具平稳地上下移动从而保证了较高的加工质量。 （二）原动机的选择原理 （1）原动机的分类 原动机的种类按其输入能量的不同可以分为两类： A.一次原动机 此类原动机是把自然界的能源直接转变为机械能，称为一次原动机。属于此类原动机的有柴油机，汽油机，汽轮机和燃汽机等。 B.二次原动机 此类原动机是将发电机等能机所产生的各种形态的能量转变为机械能，称为二次原动机。属于此类原动机的有电动机，液压马达，气压马达，汽缸和液压缸等。 （2）选择原动机时需考虑的因素： 1：考虑现场能源的供应情况。 2：考虑原动机的机械特性和工作制度与工作相匹配。 3：考虑工作机对原动机提出的启动，过载，运转平稳等方面的要求。 4：考虑工作环境的影响。
机械系统设计大作业 学号： 姓名： 班级：机械工程
目录 第1章总体方案设计 (1) 1.1 研究给定的设计任务 (1) 1.2设计任务抽象化 (1) 1.3确定工艺原理方案 (1) 1.4定转子热管冷却方案设计 (2) 1.5功能分解功能树 (2) 1.6确定每种功能方案 (3) 1.7方案评价 (3) 1.7.1评分法 (3) 1.7.2模糊评价法 (4) 第2章变频一体机冷却系统的总体设计 (5) 2.1定子方案简图 (5) 2.2转子方案简图 (5) 第3章主要参数选定 (8) 3.1热管材料选择 (8) 3.2热管参数选择 (9)
第1章总体方案设计 1.1 研究给定的设计任务 表1.1 设计任务书 编号名称一体机冷却系统设计单位中国石油大学起止时间现在至毕业答辩设计人员实验室人员设计来源赵老师所定课题 设计要求 1 功能主要功能：实现对矿用变频一体机的冷却 2 适应性工作对象：变频一体机，变频器，电抗器冷却类型：热管冷却 环境：潮湿，瓦斯等防湿、防爆的场所 3 性能所选电机：3300kw矿用变频一体机冷却范围：电子转子和定子的冷却 4 工作能力冷却电机，延长电机寿命，使电机更稳定 5 可靠度99% 6 使用寿命10年 7 经济成本10000元 8 人机工程电机结构设计和冷却结构设计 9 安全性有漏电保护 1.2设计任务抽象化 图1.1系统黑箱 主要是将电机内部的热传输到电机外部，对于定子和转子冷却的设计，最重要的是转子的热如何通过热管传输到外部。 1.3确定工艺原理方案 典型的热管由管壳、吸液芯和端盖组成，将管内抽成负压后充以适量的工作液体，使紧贴管内壁的吸液芯毛细多孔材料中充满液体后加以密封。管的一端为
1.液压系统用途（包括工作环境和工作条件）及主要参数： 卧式组合机床液压动力滑台。切削阻力F=15kN，滑台自重G=22kN，平面导轨，静摩擦系数，动摩擦系数，快进/退速度5m/min，工进速度100mm/min，最大行程350mm，其中工进行程200mm，启动换向时间，液压缸机械效率。 2.执行元件类型：液压油缸 3.液压系统名称： 钻镗两用卧式组合机床液压动力滑台。 设计内容 1. 拟订液压系统原理图； 2. 选择系统所选用的液压元件及辅件； 3. 验算液压系统性能； 4. 编写上述1、2、3的计算说明书。 设计指导教师签字 教研室主任签字 年月日签发
目录 1 序言····················· - 1 - 2 设计的技术要求和设计参数··········· - 2 - 3 工况分析··················· - 2 -确定执行元件·················· - 2 -分析系统工况·················· - 2 -负载循环图和速度循环图的绘制·········· - 4 -确定系统主要参数················ - 5 -初选液压缸工作压力············· - 5 -确定液压缸主要尺寸············· - 5 -计算最大流量需求·············· - 7 -拟定液压系统原理图··············· - 8 -速度控制回路的选择············· - 8 -换向和速度换接回路的选择·········· - 9 -油源的选择和能耗控制············- 10 -压力控制回路的选择·············- 11 -液压元件的选择·················- 12 -确定液压泵和电机规格············- 13 -阀类元件和辅助元件的选择··········- 14 -油管的选择·················- 1 6 -油箱的设计·················- 18 -液压系统性能的验算···············- 19 -回路压力损失验算··············- 19 -油液温升验算················- 20 -
汕头大学工学院 二级项目报告 （第三阶段） 项目名称：机械传动设计 项目题目：机械臂带传动设计 指导教师： 系别：机电系 专业：机械设计制造及其自动化 姓名：组长：XXX 成员：X X XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX 阶段时间： 2009 年12 月 04 日至 12 月 15 日成绩：评阅人：
传动系统的设计 一、设计题目 块状物抓取搬运是流水线等工作场合中时常所需的流程之一。机械臂可以在较高程度上满足这一要求，现即须设计一机械臂关节的传动系统。该系统的传动过程如下，电机为动力源，通过一对齿轮减速后，再由一条同步带将动力传至该机械臂某一关节处。该电机可以通过正反转的控制来实现关节处的正反转控制。 二、原始数据与设计要求 1）动力源为电机，具有快速响应，精确步进等特点 2）机构具有较稳定的传动比 3）关节处实现90度转动的时间不超过5秒钟 4）同步带的传动距离为200~300mm 5）传动系统输出端力矩至少达到10N*M 部分参数值估算如下： 6）关节所属的一截机械臂重量为1kg，长度为300mm， 7）关节转速为W=30度/秒 三、总体设计 （1）机械工作原理 本机械臂由步进电机的驱动带传动。机械臂由底座、支架、三组运动臂动臂（图一）及功能手（夹取模块，图二）组成。
图一 图二 （2）运动原理图 如下图所示，电机1的转动通过齿轮1把力矩传给齿轮2，齿轮2通过键传动带动大臂的上下摆动。电机2的转动通过带轮1（带轮1与齿轮4紧固连接，与大臂轴是间隙连接）把转矩传给带轮2，从而带动小臂的运动。 .
（3）机械工作循环图 1）机械循环如图 机械臂初始角度为0，转动 范围为2ψ。现取ψ为45度。 2）工作路线简述如下： 机械臂主要是抓取一个小物 品，首先臂在平衡位置，工作 时，往下偏移一个ψ角度，然 后回到平衡位置，再放到正ψ角度，最后回到原位置。 3）循环工作图如下 4）臂位移与角度的关系 据两点间距离公式222()x r y l -+=，其中X 为臂上端点的横坐标，Y 为纵坐标，r 为 臂长，l 为端点位移，可得位移是条圆弧
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。