机械设计大作业要点
机械原理大作业凸轮机构设计
机械原理大作业凸轮机构设计一、凸轮机构概述凸轮机构是一种常见的传动机构，它通过凸轮的旋转运动，带动相应零件做直线或曲线运动。
凸轮机构具有结构简单、运动平稳、传递力矩大等优点，在各种机械设备中得到广泛应用。
二、凸轮基本结构1. 凸轮凸轮是凸起的圆柱体，通常安装在主轴上。
其表面通常为圆弧形或其他曲线形状，以便实现所需的运动规律。
2. 跟随件跟随件是与凸轮配合的零件，它们通过接触面与凸轮相互作用，并沿着规定的路径做直线或曲线运动。
跟随件可以是滑块、滚子、摇臂等。
3. 连杆连杆连接跟随件和被驱动部件，将跟随件的运动转化为被驱动部件所需的运动。
连杆可以是直杆、摇杆等。
三、凸轮机构设计要点1. 几何参数设计设计时需要确定凸轮半径、角度和曲率半径等参数，这些参数的选择将直接影响凸轮机构的运动规律和性能。
2. 运动规律设计根据被驱动部件的运动要求，选择合适的凸轮曲线形状，以实现所需的运动规律。
3. 稳定性设计在设计凸轮机构时，需要考虑其稳定性。
例如，在高速旋转时，可能会发生跟随件脱离凸轮或者产生振动等问题，因此需要采取相应措施提高稳定性。
4. 材料和制造工艺设计在材料和制造工艺方面，需要考虑凸轮机构所承受的载荷和工作环境等因素，选择合适的材料和制造工艺。
四、几种常见凸轮机构及其应用1. 摇臂式凸轮机构摇臂式凸轮机构由摇臂、连杆和被驱动部件组成。
它通常用于实现直线运动或旋转运动，并且具有结构简单、运动平稳等优点。
摇臂式凸轮机构广泛应用于各种机械设备中，如发动机气门控制系统、纺织设备等。
2. 滑块式凸轮机构滑块式凸轮机构由凸轮、滑块、连杆和被驱动部件组成。
它通常用于实现直线运动，并且具有结构简单、运动平稳等优点。
滑块式凸轮机构广泛应用于各种机械设备中，如冲压设备、印刷设备等。
3. 滚子式凸轮机构滚子式凸轮机构由凸轮、滚子、连杆和被驱动部件组成。
它通常用于实现圆弧形运动，并且具有运动平稳、传递力矩大等优点。
滚子式凸轮机构广泛应用于各种机械设备中，如汽车发动机气门控制系统等。
机械设计综合大作业 林武深AP0908217
第八章齿轮传动一、知识要点本章以渐开线直齿圆柱齿轮传动为主线，阐述圆柱齿轮传动的运动设计和承载能力设计。
运动设计主要包括啮合原理及啮合特点、基本参数和几何尺寸计算等内容；承载能力设计主要包括设计计算准则、齿轮失效、力分析和强度计算等内容。
在此基础上，简明介绍直齿锥齿轮传动设计及齿轮润滑设计。
齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。
齿轮技术科达到的指标为：圆周速度v=300m/s,转速n=100000r/min,传递效率P=100000Kw,模数m=0.004~100mm,直径d=1mm~152.3m 。
1、 齿轮传动的分类① 按传动形式分② 按齿轮传动的工作条件分：闭式传动、开式传动、半开式传动 ③ 按齿面硬度分：齿面硬度≤350HB 或38HRC 时，称为软齿面齿轮齿面硬度＞350HB 或38HRC 时，称为硬齿面齿轮2、 齿轮传动的优缺点优点：1） 齿轮传递的功率和速度范围很大，功率可从很小到数十万千瓦，圆周速度可从很小到每秒一百多米以上。
齿轮尺寸可从小于1mm 到大于10m 。
2） 齿轮传动属于啮合传动，齿轮齿廓为特定曲线，瞬时传动比恒定，且传动平稳、可靠。
3） 齿轮传动结构紧凑、效率高，使用寿命长。
4） 齿轮种类繁多，可以满足各种传动形式的需要。
缺点：1） 齿轮的制造和安装的精度要求较高，制造齿轮需要有专门的设备。
齿轮传动 平面齿轮传动空间齿轮传动 直齿圆柱齿轮传动 斜齿圆柱齿轮传传递相交运动 传递交错轴运动 内啮合 外啮合直齿圆锥齿轮 斜齿圆锥齿轮 交错轴斜齿轮传动 蜗杆蜗轮准双曲面齿轮 曲齿圆锥齿轮 人字齿轮运动 齿轮齿条 内啮合外啮合2） 啮合传动会产生噪声。
3）当两轴距离较远时，须用一系列齿轮来传递轴间的运动和动力，增加了机器的复杂程度和重量。
3、齿轮传动的失效形式1）轮齿折断：轮齿折断一般发生在齿根部位，齿根部位的弯曲应力最大，且齿根过渡部分的形状和尺寸的突变，以及沿齿向的加工刀痕均会引起应力集中造成的。
现代机械设计大作业
现 代 机 械 设 计 大 作 业——旋片泵的设计 汪浩装备1002班 20102330一、 设计规划1. 产品开发的必要性和市场需求的预测首先根据需求，我们需要能快速得到低真空，因此我们决定了设计一个真空泵以满足需求。
2. 有关产品的国内外水平和发展趋势根据调研，我们得知真空泵有多种多样，有液环式真空泵、往复式真空泵、旋片式油封机械泵、滑阀式油封机械泵、罗茨式真空泵、爪式真空泵、涡旋式真空泵、分子真空泵、水喷射泵、蒸汽喷射泵、油扩散泵、油扩散喷射泵、低温泵、溅射离子泵等。
并且通过调查可知道各个泵的性能指标和技术指标。
3. 预期达到的目标，包括设计水平、技术要求1) 极限真空度：Pa 2100.6-⨯2)名义抽速：s L /8 3)泵的工环境做温度为5～40℃。
二、方案设计 1. 原理方案设计由于是抽粗真空，一并考虑加工的方便、价格因素以及技术的成熟，我们选择旋片泵作为设计方案。
并且其中型号为2XZ 系列双级高速直联旋片泵的为最优，而旋片泵又有一下技术指标。
1) 泵在100KPa ～6KPa 的入口压力下，连续运转时间不应超过3min ，并在入口通大气时，1min 内无油喷现象。
2) 泵必须附气镇装置，以抽除一定量的可凝性气体。
3) 泵不应有漏油现象，水冷泵不得漏水。
4) 泵设计时几何抽速应为抽气速率的1～1.2倍。
5)泵在连续运行500小时候，性能指标应符合标准的规定。
旋片泵工作原理图1-泵体；2-旋片；3-转子；4-弹簧；5-排气阀2. 结构方案设计根据相关手册以及其标准规定，我们能先初步制作出该泵的结构简图，以方便下一步设计。
结构简图三、技术设计决定了泵的型号之后，考虑到和泵的匹配问题，先选择对应的电机型号，我们从功率、转速、工作环境以及电源条件选择了卧式封闭型Y(IP44)系列三相交流异步电动机B35型。
一并选取泵的加工材料。
之后根据设计方案原理，我们选择旋片数为2片，考虑加工的因素选择泵的长径比为1，根据相关设计手册规定，以及加工和造型，我们选择转子直径与泵腔直径比为0.8。
现代机械设计理论和方法大作业
现代机械设计理论和方法大作业要求：（1）调查研究，制作简单可行性报告。
（2）确定主要的设计参数和技术指标。
（3）对主功能进行分解，绘制功能系统图和功能结构图。
（4）找到作用原理实现功能要求，建立形态力学矩阵，选择最优方案。
（5）绘制各子功能的结构简图。
（6）绘制设备的总体布局简图，体现各子系统的位置与相互联系。
（7）绘制各执行机构的运动循环图。
复合多功能衣架这学期的《现代机械设计理论和方法》这门课，确实受益匪浅，尤其是在两位老师的引导下，我开始留意生活，留意生活中得不便之处，然后提出一些解决的想法。
我觉得这个思想对我的影响很大，正如现在我想介绍的这个衣架，正是由于我在家庭生活中获得的灵感。
一、简单可行性报告在大多数农村地区，房屋中没有专门的阳台，很多人都在空地上晒衣物，当人们外出时，突然起风或下雨的时候没办法收衣服，回家后衣服不是掉地上就是洗好得衣服又给淋湿了，于是我便萌生了设计一个能防风防雨的多功能衣架的想法。
1.1市场调查分析1.1.1市场描述一些较老的宿舍或者农村家庭，一般会把衣服晾在外边，这就免不了会受到风吹雨淋。
尤其是在没人看的时候，比如在学校学生们上课顾不上看，晾在宿舍有晾不好，再如就是每天上班的人也没有时间去看管晾在外边的衣服。
我们的产品将填补这一项市场空白，他们的生活带来便利，也为所有在室外晾衣服的人群带来了福音。
这个市场是巨大的，不论在乡村还是在城市，无论在学校还是工厂，虽然该产品属于一项新的发明，而且在市场上也没发现同类产品，这就更加提升了我的这种产品的实用性和竞争力。
尤其是将防风防雨两种功能集成在一起，使其具有多功能性：1)能避免被风刮下来。
2)不怕雨淋3)加上衣架上特殊的设计，使得该种衣架能晾多种类型的东西而不仅仅是衣服。
1.1.2 目标市场我们将目标市场定义为：农村家庭、没阳台的宿舍、室外晾衣服的人群等，我们的产品拥有以下优势；填补这个市场防风防雨组合衣架的空白，产品的多功能性，产品的便利性，产品的组合性，以及产品的不同组合形成的不同价位更使得这款产品拥有了广泛的人群支持和广泛的选择性。
江苏开放大学《机械设计基础》综合大作业
铣端面:铣端面BC保证尺寸10±0.1，及尺寸9.5和45
Φ20H7孔及端面A
铣夹具
卧式铣床X61W
4
钻铰孔：钻铰孔Φ17H7，保证尺寸60±0.5
Φ20H7孔端面A及R12圆
钻夹具
立式铣床Z525
5
钻螺纹底孔：钻7孔端面A及Φ12H7孔
钻夹具
立式铣床Z525
6
攻丝M8
Φ20H7孔端面A及Φ12H7孔
钻夹具
立式铣床Z525
2.填写零件的加工工艺表。（80分）
摇杆零件加工工艺表
工序号
工序名称及内容
定位基准
使用夹具
使用机床
1
车端面内孔A：车端面A,保证尺寸7，钻孔φ16。车孔至φ20H7，倒角1x45°
Φ40外圆
三爪卡盘
普通车床C6132
2
车端面:车端面D,保证尺寸40，倒角1x45°
Φ20H7孔及端面A
可涨心轴
普通车床C6132
江苏开放大学《机械设计基础》综合大作业答案
说明：课程大作业是运用所学基础理论知识与技能去分析和解决生产实际问题的一次综合训练。
任务：
图示摇杆零件，零件材料为HT200，毛坯为铸件，生产批量：5000件。
完成内容：
1.分析确定零件的定位粗基准和精基准。（20分）
答：定位粗基准φ40外圆。精基准φ27H7孔及端面A。
(整理)机械设计教程大作业螺旋千斤顶设计方案
机械设计教程大作业——螺旋千斤顶设计一、要求条件根据最大起升重量选择材料和螺纹尺寸，要求满足耐磨性条件、强度条件、稳定性条件和自锁条件。
确定全部结构形式和尺寸，绘制装配图和螺母零件图。
设计计算部分包括螺旋传动的材料选择，螺纹牙型的选择，工作能力计算和自锁性计算，其它结构的工作能力计算（螺母许用挤压应力[σp ]≈1.5 [σb ]）；地面承压能力计算，确定下支承面尺寸(木材许用挤压应力[σp ]=3MPa)；人手的操作能力计算，确定手柄的直径和长度（人手最大操作力≈200N ）。
根据学号尾数为3，对应的最大起升重量为F max =50kN ，最大升距为h max =300mm 。
二、设计及计算1、 螺杆的设计及计算1.1、螺杆螺纹类型选择螺纹根据牙形，分为普通螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹。
其中，本题选择梯形螺纹，右旋单线，截面为等腰梯形，牙型角α=30º，内外螺纹以锥面贴紧不易松动，基本牙型按照GB/T5796.2-2005规定。
1.2、选材由于螺旋千斤顶受力较大，转速较低且为传力螺旋，由教材P98表2-38，选择45或50钢正火。
本设计采用45钢。
1.3、确定螺杆直径由耐磨性及设计公式d 2≥[]p h F πφP依国家规定，∅=1.2~2.5，考虑到螺母为整体结构，取∅=1.2。
又由于梯形螺纹，h =0.5P 。
由于为重载低速场合，螺母取ZCuAl10Fe3材料，则螺杆螺母为钢-青铜材料，[p]=18~25Mpa 。
由于∅<2.5，提高20%，故[p ]=21.6~30Mpa ，则取[p]=28Mpa ，取f=0.09。
代入数据，如下计算得到d 2≥[]p h F πφP = 0.8][p F φ=0.8√500001.2×22×106=34.82mm 。
查询GB/T5796.2-2005，取d 2=36.5mm ，d=40mm ，P=7mm ，D 4=41mm ，d 3=32mm （即以下计算中的d 1），D 1=33mm 。
机械设计大作业
原理方案的设计：小型清扫车的机电系统设计分为四个部分：驱动设计；传动系统的设计；执行部分，和测控部分。
最终装配成一部小型清扫车。
电动汽车驱动系统由能源供给系统、电子驱动系统和机械传动系统组成.选择最佳的驱动系统是设计电动汽车的关键，而电动机的性能直接决定着驱动系统的性能，所以电动机的选择成为设计电动汽车驱动系统的主要基础。
在本文中，以交流三相感应电机驱动后轮的手推电动修剪机为研究对象，聚焦于其驱动系统的设计，实现其以低速在草坪上修剪的最基本功能，主要在以下几个方面进行了理论分析研究及设计。
驱动部分传动部分执行部分测控部分(1) 驱动方式：驱动部分相当于人的心脏，位系统提供能量，其功能载体为各种形式的原动机。
驱动部分接受测控部分发出的控制指令和信号，驱动执行部分工作。
修剪机以蓄电池能源，只要有电能的供应，电动车就有了取之不尽的动力源泉，不受石油资源的限制。
而电能的获得可以利用核能、水力、风力、太阳能等多种形式的原始能源。
特别对于我国，水利资源和风力发电等清洁能源的潜在发电量是相当高的，如果能有效地利用这些能源，不仅有利于环保，节约宝贵的石油资源，解决全球面临的石油资源枯竭危机，而且更符合我国经济的可持续发展的战略。
(2) 传动系统的设计：齿轮传动传动比稳定、效率高、结构紧凑、工作可靠、寿命长。
根据所设计的传动方案，选择大小齿轮的类型，材料并计算出大小齿轮的参数。
齿轮轴受弯曲和扭转复合应力作用，但载荷和转速均不高，冲击载荷也不大，所以具有一般综合机械性能即可满足要求。
选择齿轮轴的材料，并对其进行强度校核。
(3) 执行部分：执行部分相当于人的手足，各种机器以不同的执行元件完成执行功能，达到他们的工作目的。
（4）测控部分：测控部分具有传感和控制功能。
传感部分相当于人的眼，耳，鼻子等感觉器官。
他把机器工作过程中的各种参数和状况监测出来，变成可测定和控制的物理量，传到信息处理部分。
一、驱动方式选择按发动机和各组成部分相对位置的不同，现代汽车的布置与驱动方式。
机械设计课程大作业(螺旋千斤顶说明书)
机械设计课程作业设计说明书题目：螺旋传动设计班级：学号：姓名：目录1、设计题目 (2)2、螺纹、螺杆、螺母设计 (2)3、耐磨性计算 (2)4、自锁性校核 (3)5、螺杆强度校核 (3)6、螺母螺纹牙强度校核 (4)7、螺杆的稳定性校核 (5)8、螺母外径及凸缘设计 (6)9、手柄设计 (6)10、底座设计 (7)11、其余各部分尺寸及参数（符号见参考书） (7)12、螺旋千斤顶的效率 (8)13、参考资料 (8)1、设计题目螺旋千斤顶已知条件：起重量Q=37.5KN ，最大起重高度H=200mm ，手柄操作力P=200N 。
2、螺纹、螺杆、螺母设计本千斤顶设计采用单头左旋梯形螺纹传动，单头螺纹相比多头螺纹具有较好的自锁性能，且便于加工，左旋符合操作习惯。
由于螺杆承受载荷较大，而且是小截面，故选用45号钢，调质处理。
查参考文献得σs=355MPa, σb =600MPa ，S=4，［P ］=20MPa 。
剖分式螺母不适用于此，所以选用整体式螺母。
由于千斤顶属于低速重载的情况，且螺母与螺杆之间存在滑动磨损，故螺母采用强度高、耐磨、摩擦系数小的铸铝青铜ZCuAl10Fe3。
查参考文献得［τ］=35MPa ，b δ［］=50MPa 。
托杯和底座均采用HT250材料。
3、耐磨性计算查参考文献得[p]=18~25MPa ，取[p]=20MPa 。
按耐磨性条件选择螺纹中径，选用梯形螺纹。
由参考文献查得5.2~2.1=ψ，取 ψ=2.0。
由耐磨性条件公式：[]20.8p Qd ≥ψ式中 2d ——螺杆中径，mm; Q ——螺旋的轴向力，37.5KN ；ψ——引入系数，ψ=2.0 ;[p]——材料的许用压力，20MPa;代入数值后有224.5d mm ≥。
查参考文献，优先选用第一系列，取公称直径d=28mm ，螺距P=8mm ，中径d2=25.5mm ，小径d1=22.5mm ，内螺纹大径D4=28.5mm 。
机械设计大作业-生活中的机械设计
生活中的机械设计1.带传动（录音机）如图：图中1、2、3、4轮的传动运用了带传动的方式，图中红线为带的形状。
据观察，录音机中运用的应该是平带，并不是课程中所学的传动性能较好的V带。
图中带124为松边，134为紧边。
该装置所受拉紧力并不是很大，故应尽量避免带打滑，如若打滑会对磁带的录制和播放造成很大的影响。
2.链传动（自行车车链）如今的自行车链条与老式的链条相比有了很大的区别，因为现代的性能比较好的自行车都是可变速的自行车，因此链条具有了更多移动和变化的要求。
当年的自行车，掉链子是最平常的问题，但很少会说有链条需要更换的情况。
对于当年的单速车来说，链线平直，链条宽大，飞轮牙盘的齿牙厚实高耸，即使在非常长时间的使用后链条有一定拉伸，也不会对传动系统造成太大影响，自然也不会有换链条一说。
但是今天的自行车自行车花鼓的开档并没有太大的变化，而变速的增多，就会导致飞轮和链条强度的降低。
而日常使用中的不正确保养，比如过多的链条油，或基本不上链条油，用具有腐蚀性的清洁剂清洗等都会对链条寿命造成影响。
自行车链条最重要的参数是链条的长度，因为这会影响自行车掉链子的频率。
要保证链条减小掉链子的次数，最重要的就是要保证“啮合”，即保证链条与后齿轮啮合，将链条卡住前齿轮下方的几个卡扣上。
3.齿轮传动（机械手表）机械手表中的齿轮传动十分精密和复杂，麻雀虽小五脏俱全，据我查资料了解，钟表齿轮主要部分有：转子轮、传动轮、分轮、过轮、时轮。
这些齿轮大多数采用的是直齿圆柱齿轮（厚度很小）。
由于齿轮很小很薄，于是加工精度成了很大的问题。
钟表的齿轮具有很多的要求，可以分别通过下边的部分来实现：⑴转动灵活要求齿轮传动不发卡和传动效率高,因为钟表齿轮传递的力矩小，使机械钟表容易出现停走现象故有必要提高其传动效率,使钟表齿轮传动灵活. （2）能量传动效率高，齿轮耐磨性能好。
钟表齿轮要求能量传递效率高。
由于常常工作在润滑不良条件下,一般没有润滑系统，往往是定期加油或清洗时加油,有的齿轮还经常工作在半干摩擦状态，因此容易磨损,希望齿轮耐磨损性能好，而且磨损均匀。
机械设计课程大作业(二)
浙江大学大学机械设计大作业题目：设计螺旋起重器（千斤顶）姓名：郑津东系别：机械设计制造及其自动化班号：汽车0901学号：3090102434日期：2011年10月5日浙江大学机械设计作业任务书题目:设计螺旋起重器设计参数：起重量Q=50kN, 最大起重高度H=150mm,用力F在250N与500N之间。
说明：螺旋起重器的结构见图, 它的主要零件为螺杆7和螺母6。
螺母6用紧定螺钉5固定在底座8上。
转动手柄4时，螺杆即转动并上下运动。
托杯1直接顶住重物，不随螺杆转动。
安全板3防止托杯脱落，安全板9防止螺杆由螺母中全部脱出。
对这一装置主要的要求是:保证各零件有足够的强度、耐磨性、能自锁、稳定性合格等。
工作量：1.设计计算说明书一份，主要包括起重器各部分尺寸的计算，强度，自锁性，稳定性校核等。
2.装配图一张，画出起重器的全部结构，标注出必要的尺寸与零件编号，填写标题栏与明细表。
目录一、强度校核- 3 -1.耐磨性计算-3-2.螺杆强度校核-3-3.螺纹牙的强度校核-4-4.自锁条件校核-5-5.螺杆的稳定性校核-5-6.螺母外径及凸缘设计-6-7.手柄设计-6-8.底座设计-7-二、主要部件尺寸- 8 -三、设计总结- 8 - 参考文献- 8 -附图- 8 -一、强度校核1.耐磨性计算螺杆选用45号钢正火，螺母选用铸造铝青铜ZCUAl10Fe3，选用梯形螺纹，0.5h p =228.3d mm ≥== 式中2d ——梯形螺纹的中径（mm ） F ——起重载荷（N ）ψ——系数，整体式螺母，取2ψ=[]p ——螺旋副的许用压强（MPa ），由参考文献[1]表5.8，钢对青铜，人力驱动，取[]20p MPa =2.螺杆强度校核[]σσ=≤ 对于梯形螺纹122.3d mm ≥==1d ——螺杆螺纹小径（mm ）[]σ——螺杆材料的许用应力（MPa ），这里取[]1603sMPa σσ==F ——螺杆所受轴向力（N ）综合1、2的计算结果，保守考虑，由参考文献[2]得到，选用第二系列127d mm =，231d mm =，34d mm =，6p mm =又由2tan npd ψπ=式中 n ——线数，这里1n =p ——螺距得到16tan 0.0616313.525ψπψ⨯==⨯= 3.螺纹牙的强度校核a)螺纹牙危险截面处的剪切强度式：[]F d bzττπ=≤'式中 F ——轴向载荷(N)'d ——螺母螺纹大径(mm)z ——螺纹旋合圈数H z p =，其中262H d mm ψ== ，则62106z == b ——螺纹牙根部厚度，梯形螺纹b=0.65p=0.656=3.9mm ⨯[]τ—螺母材料的许用剪应力，由参考文献[1]查表得到MPa 35][=τ5011.66035 3.910kMPa τπ==⨯⨯⨯显然满足][ττ≤ b)弯曲强度条件式：23[]b b Fhd zbσσπ=≤' 式中h ——螺纹牙的工作高度(mm)，梯形螺纹0.50.563h p mm ==⨯=[]b σ—螺母材料的许用弯曲应力，由参考文献[1]查表得到[]60b MPa σ=其它如上2350326.9073510 3.9b k MPa σπ⨯⨯==⨯⨯⨯ 显然满足[]b b σσ≤综上所述，螺纹牙的强度满足条件4.自锁条件校核由参考文献[1]表得到当量摩擦系数，钢对青铜：0.08~0.10f =(运转时~启动时)得到4.574'5.710ρ≤≤而3.525ψ=显然满足ψρ'≤，故满足自锁条件5.螺杆的稳定性校核受压螺杆的稳定性条件式为2.5~4cF F≥ 式中c F ——螺杆稳定的临界载荷(N)螺杆的柔度值14ld μλ=式中 μ——螺杆长度系数，由参考文献[1]查表得到2μ=l ——螺杆最大工作长度，取l 为螺母中部到另一支点间的距离11502Hl h l =+++退刀槽 初选手柄直径为26d mm =手柄，1(1.8~2)46.8~52h d mm ==手柄，取147h mm =、62mm H =，查参考文献[2]表得7.5mm l =退刀槽，则62150477.5235.52l mm =+++= 1d ——螺杆螺纹小径（mm ）此时有1442235.569.825l d μλ⨯⨯===对于淬火钢螺杆85λ<21249010.00024c d F πλ=+式中 λ——螺杆的柔度值1d ——螺杆螺纹小径（mm ）此时有2249027142.110.000269.84c F kN π==+142.12.8450c F F == 满足稳定性条件6.螺母外径及凸缘设计2321.5 1.534511.4 1.44871.4(0.2~0.3)(0.2~0.3)6212.4~18.6D d mm D D mmb H mm≈=⨯=≈=⨯===⨯=取15b mm =7.手柄设计加在手柄上的力需要克服螺纹副之间相对转动的阻力矩和托杯支承面间的摩擦力矩设s F 为加在手柄上的力，取250s F N =，'L 为手柄长度。
哈工大机械设计大作业4
由参考文献【2】图6.22查得
7、许用弯曲应力的确定
式中： ----计入了齿根应力修正系数之后,试验齿轮的齿根弯曲疲劳极限应力；该齿轮为单向受载，查参考文献【2】图6.29可得， ， ；
------安全系数；与疲劳点蚀相比，断齿的后果要严重一些。所以，此处取 ；
-------齿根弯曲疲劳强度计算得寿命系数，可由下式计算：
式中： ----应力循环基数，与疲劳曲线指数 、材料有关；
-----所设计齿轮的应力循环次数，由下式确定：
式中： ------齿轮转速，r/min；
------齿轮转一周，同一侧齿面啮合的次数；
---齿轮的工作寿命，h（小时）。
计算得：
查参考文献【2】图6.32得： 。
故可计算得许用弯曲应力：
所以：
80
1.0
0.9604
卷筒轴
2.629
3.138
80
二、选择齿轮材料、热处理方式和精度等级
带式输送机为一般机械，且要求成批生产，故毛坯需选用模锻工艺，起模斜度为1:10。
由参考文献【2】表6.2查得：对于一般机械，且低速运转，大小齿轮均选用45钢，采用软齿面。小齿轮调质热处理，硬度为217~255HBW，平均硬度236HBW；大齿轮为正火热处理，硬度为162~217HBW，平均硬度190HBW，并选用8级精度。
三、初步计算传动主要尺寸
因为齿轮采用硬齿面开式传动，开式齿轮传动的主要失效形式是齿面磨损，因此初步确定按齿根弯曲疲劳强度设计齿轮传动主要参数和尺寸。齿根弯曲疲劳强度设计公式：
式中各参数为：
（1）、小齿轮传递的扭矩
由运动学计算得：
（2）、载荷系数 的确定
新编机械结构设计大作业讲解
《结构设计》课程大作业一、课程大作业的目的：1、课程大作业属于机械专业设计类课程的延续，是机械系统设计的一次全面训练，可以为毕业设计打下良好基础。
通过课程大作业，进一步学习掌握机械系统设计的一般方法，培养学生综合运用机械制图、机械设计、机械原理、公差与配合、金属工艺学、材料热处理及结构工艺等相关知识，联系实际并运用所学过的知识，提高进行工程设计的能力。
2、加强学生运用有关设计资料、设计手册、标准、规范及经验数据的能力，提高技术总结及编制技术文件的能力，培养和提高学生独立的分析问题、解决问题的能力，也是毕业设计教学环节实施的前期技术准备。
二、课程大作业的基本要求：1、分组与选题：①自由组合，每组原则上三人（最少2人）；每组的同学统一提交、共同答辩。
②具体课题题目（由指导教师给出），同组同学集体研讨后完成。
2、大作业的基本要求：①大作业的论述必须合理；②大作业中的内容要注明出处，注明资料来源（参考文献及资料）；③总的文字（含图、表）不少于2万字，使用标准A4纸打印成稿（文字选用宋体小四号，页边距均为2cm，单倍行距），封面需要注明课题详细名称、参加学生姓名、班级学号、指导教师等。
三、课程大作业题目及其要点举例说明在下列的机械结构设计中，如何提高机械结构性能的途径或措施有那些？（围绕题目和要点）课题一：（一）提高强度和刚度的结构设计1、载荷分担2、载荷均布3、减少机器零件的应力集中4、利用设置肋板的措施提高刚度（二）提高耐磨性的结构设计1、改善润滑条件2、合理选择摩擦副的材料和如处理3、使磨损均匀，避免局部磨损4、调节和补偿课题二：（三）提高工艺性的结构设计1、铸造零件的工艺性2、热处理零件的工艺性3、切削加工工艺性4、零件装配的工艺性（四）轴系结构的设计1、滚动轴承的轴系结构设计2、滚动轴承及轴上零件的轴向定位和固定方法（1）轴肩和轴环（2）圆螺母（3）套筒（4）轴用弹性挡圈（5）紧定螺钉（6）轴端挡圈（7）销钉（8）其他方法课题三：（五）提高轴系结构刚度的主要措施（1）合理选择轴截面的形状（2）改善支撑（六）提高轴系结构强度的主要措施（1）合理安排轴上载荷的传递路线（2）改善轴上零件结构（3）减少应力集中（4）提高轴颈的表面质量（十四）改善轴的结构工艺性的主要方法（十三）轴向间隙及轴系轴向位置的调整方法课题四：（七）滚动轴承的配合1、滚动轴承配合的特点2、滚动轴承配合的选择（1）载荷大小和方向（2）轴承的工作温度（3）轴承的固定形式（4）轴承的拆装条件（5）轴承的精度等级（八）提高滚动轴承轴系刚度和精度的措施（1）提高轴承支撑刚度和精度（2）选用刚度大的轴承（3）采用多支点轴系（4）轴承预紧（5）合理配置精度（十二）改善滚动轴承轴系的结构工艺性措施课题五：（九）机械润滑方式的概述（十）常用的润滑方式及装置（1）人工加油（脂）润滑（2）滴油油杯润滑（3）油绳、油垫润滑（4）油环、油链润滑（5）侵油及飞溅润滑（6）油雾润滑（7）压力供油润滑（8）定时定量集中自动供油润滑系统（十一）典型零部件润滑方式的选择（1）滚动轴承（2）齿轮及蜗杆传动课题六：（十五）机械装置密封的概述（1）密封的基本要求（2）常见的密封装置（静、动密封）（十六）组合密封装置（十七）旋转密封装置的工作机理和选择原则（十八）接触式旋转密封装置（1）毡圈密封（2）密封圈（3）唇形油封（4）机械密封课题七：（十九）非接触式旋转密封装置（1）迷宫密封（2）离心式密封（3）螺旋密封（二十）静密封装置（1）直接接触密封（2）垫片、垫圈密封（3）密封胶密封（4）字紧式密封课题八：（二十一）薄板件设计准则（1）薄板翻边准则（2）薄板零件禁攻丝准则（3）薄板件判定标准（4）形状简单准则（5）节省材料准则（6）足够强度刚度准则（7）避免粘刀准则（8）弯曲棱边垂直切割面准则（9）平缓弯曲准则（10）避免小圆形卷边准则（11）槽孔边不弯曲准则（12）复杂结构组合制造准则（13）避免直线贯通准则（14）压槽连通排列准则（15）空间压槽准则（16）局部松弛准则课题九：（二十二）防腐蚀设计准则（1）避免大面积叠焊准则（2）避免缝隙残留物准则（3）避免局部微观腐蚀环境准则（4）防止流体通道淤积原则（5）避免大温度和浓度梯度差准则（6）防止高速流体准则（7）腐蚀裕度准则（8）最小比表面积准则（9）便利后继措施准则（10）良好力学状态准则课题十：（二十三）公差设计准则（1）关键配合尺寸的加工要求明确准则（2）同一道工序准则（3）减少钢体转动位移准则（4）避免双重配合准则（5）最小公称尺寸准则（6）避免累积误差准则（7）形状简单准则（8）最小尺寸数量准则（9）采用弹性元件准则（10）采用调节元件准则课题十一：（二十四）工艺设计准则（1）螺钉的扭矩扭力要求（2）内孔后处理准则（3）重要安装面受保护准则（4）精密零件包装强化要求准则（5）模具件外观判定（6）工装辅助装配设计准则（7）容易松动的位置加螺纹胶等防松措施（8）易掉细小物件固定准则（9）可更换件方便拆装准则（10）开关防误操作准则（11）重零部件组装中先支撑准则（12）相近组件中明显区分部件准则课题十二：（二十五）焊接件设计准则（1）何连续性原则（2）免焊缝重叠（3）缝根部优先受压（4）免铆接式结构（5）免尖角（6）构的设计便于焊接前、后的处理、焊接的操作和检测（7）接焊缝强度较大，尤其动载荷时优先采用（8）接区柔性准则（9）少的焊接（10）材料的可焊性，碳钢中的碳含量（11）前处理、后处理工艺（12）焊缝受载形式利于焊接工艺准则课题十三：（二十六）可靠性设计准则（1）冗余法则（2）零流准则（3）可靠的工作原理准则（4）裕度准则（5）全阀准则（6）简单准则课题十四：（二十七）力学原理设计准则（1）强度计算和试验准则（2）均匀受载准则（3）力流路径最短准则（4）减低缺口效应准则（5）变形协调准则（6）等强度准则（7）附加力自平衡准则（8）空心截面准则（9）受扭截面凸形封闭准则（10）最佳着力点准则（11）受冲击载荷结构柔性准则（12）避免长压杆失稳准则（13）热变形自由准则课题十五：（二十八）便于切削设计准则（1）便于退刀准则（2）最小加工量准则（3）可靠夹紧准则（4）一次夹紧成形准则（5）便利切削准则（6）减少缺口效应准则（7）避免斜面开孔准则（8）贯通空优先准则（9）孔周边条件相近准则课题十六：（二十九）热应力设计准则（1）问题点明确准则（2）知识点明确准则（3）减法结构准则（4）加法结构准则（5）方向调节原则（6）消除温度差准则（7）自由膨胀准则（8）柔性准则课题十七：（三十）塑胶件设计准则（1）零件配合无变形过应力准则（2）避免翘曲准则（3）细长筋受拉准则（4）避免内切准则（5）避免尖锐棱角准则（6）铸塑构件避免局部材料堆积（7）避免局部表面倒塌准则（8）避免公差精度准则（9）非各向同性准则（10）粘合面剪切力原则（11）螺栓带衬板准则（12）最小壁厚准则（13）避免局部材料堆积准则课题十八：（三十一）运动部件设计准则（1）可活动部件预防准则（2）运动部件防护和标识准则（3）运动部件长期磨损期储存腐蚀的SFC分析准则（4）磨损后的运动部件安全设计准则（5）最大活动范围受控准则（6）运动部件装配专用工装夹具准则课题十九：（三十二）轴支撑设计准则（1）轴向静定准则（2）固定轴承轴向能双向受力准则（3）固定轴承四面定位准则（4）松弛轴承至少一圈定位准则（5）受变载轴承圈固定准则（6）可分离轴承的配合固定准则（7）可分离轴承的调隙准则（8）便利安装拆装准则（9）滚动轴承滑动轴承不混用准则（10）保障轴向定位可靠准则（11）过渡配合准则（12）避免双重配合准则课题二十：（三十三）铸件设计准则（1）最小壁厚准则（2）筋长方向柔性准则（3）避免局部材料堆积准则（4）良好的受力状态准则（5）便利模具制作准则（6）脱模方便准则（7）流动畅通准则（8）便于排气准则（9）清除表皮方便准则（10）便于切削加工准则课题二十一：（三十四）便于装配设计准则（1）预留装配活动空间准则（2）一道工序只操作揖个活动零件准则（3）装配累积误差受控准则（4）密封圈装配过程光滑过渡准则（5）清洗烘干排液便利准则（6）加工过程表面要求（7）标准工具准则（8）便于运送的原则（9）便于方位识别的准则（10）方便抓取准则（11）方便定位准则（12）简化运动准则（13）方便接近准则（14）避免同时入轨准则（15）一体化准则（16）简单连接件准则（17）避免高精度装配公差准则（18）组合制造准则（19）便于拆卸准则课题二十二：（三十五）滑动轴承的配合1、滑动轴承配合的特点2、滑动轴承配合的选择（1）载荷大小和方向（2）轴承的工作温度（3）轴承的固定形式（4）轴承的拆装条件（5）轴承的精度等级（八）提高滑动轴承轴系刚度和精度的措施（1）提高轴承支撑刚度和精度（2）选用刚度大的轴承（3）采用多支点轴系（4）合理配置精度课题二十三：（三十六）导轨1、导轨的功用和应满足的基本要求2、导轨的截面形状选择和导轨间隙的调整3、导轨的结构类型及特点4、提高道轨精度、刚度和耐磨性的措施。
机械系统设计大作业
机械系统设计大作业——单自由度可开合手爪学院机电学院专业机械设计班级1108102姓名孙贺龙指导教师吴伟国机械手的设计方案对气动机械手的基本要求是能快速、准确地拾一放和搬运物件，这就要求它们具有高精度、快速反应、一定的承载能力、足够的工作空间和灵活的自由度及在任意位置都能自动定位等特性。
设计气动机械手的原则是:充分分析作业对象(工件)的作业技术要求，拟定最合理的作业工序和工艺，并满足系统功能要求和环境条件;明确工件的结构形状和材料特性，定位精度要求，抓取、搬运时的受力特性、尺寸和质量参数等，从而进一步确定对机械手结构及运行控制的要求; 尽量选用定型的标准组件，简化设计制造过程，兼顾通用性和专用性，并能实现柔性转换和编程控制.本次设计的机械手爪是通用气动上下料机械手爪，是一种适合于成批或中、小批生产的、可以改变动作程序的自动搬运或操作设备，动强度大和操作单调频繁的生产场合。
它可用于操作环境恶劣，劳动强度大和操作单调频繁的生产场合。
1.1机械手的座标型式与自由度按机械手手臂的不同运动形式及其组合情况，其座标型式可分为直角座标式、圆柱座标式、球座标式和关节式。
由于本机械手在上下料时手臂具有升降、收缩及回转运动，因此，采用圆柱座标型式。
相应的机械手具有三个自由度，为了弥补升降运动行程较小的缺点，增加手臂摆动机构，从而增加一个手臂上下摆动的自由度图1-1所示为机械手的手指、手腕、手臂的运动示意图。
图 1-1 机械手的运动示意图1.2 机械手的手部结构方案设计夹持式手部。
1.3 机械手的手腕结构方案设计考虑到机械手的通用性，同时由于被抓取工件是水平放置，因此手腕必须设有回转运动才可满足工作的要求。
因此，手腕设计成回转结构，实现手腕回转运动的机构为回转气缸。
1.4 机械手的手臂结构方案设计按照抓取工件的要求，本机械手的手臂有三个自由度，即手臂的伸缩、左右回转和升降(或俯仰)运动。
手臂的回转和升降运动是通过立柱来实现的，立柱的横向移动即为手臂的横移。
机械设计大作业指导书(3)
机械设计设计作业指导书____________学院____________专业____________班学号_____________ 姓名_______________天津科技大学机械工程学院机械设计教研室2017年1月目录目录一、螺旋起重器的结构和功能 (1)二、设计目的 (1)三、设计内容 (1)四、材料选择 (2)五、设计计算 (2)1．螺旋副的耐磨性计算 (2)2．螺旋副的自锁条件校验； (3)3．螺杆强度的计算； (3)4．螺母螺纹牙强度计算 (3)5．螺杆稳定性的计算 (4)六、结构设计 (5)1.螺杆设计 (5)2.螺母设计 (6)3.手柄设计 (7)4.托杯设计 (8)5.底座设计 (9)6.其他零件选择 (9)七、螺旋起重器的效率计算 (10)八、绘制装配图 (11)九、整理编写设计计算说明书 (12)十、时间安排 (12)附1：原始数据 (13)附2：装配图示例 (14)一、螺旋起重器的结构和功能螺旋起重器（千斤顶）是一种人力起重的简单机械，主要用于起升重物。
图1为采用滑动螺旋的起重器结构。
图中，螺杆与螺母组成螺旋副，螺母与底座固定连接，紧定螺钉提高了连接可靠性。
托杯直接顶住重物，当转动手柄时，螺杆边转动边上下移动使托杯托起重物上下移动，达到起升重物的目的。
图1 螺旋起重器结构图这种螺旋起重器结构简单，容易制造，易于自锁。
其主要缺点是摩擦阻力大，传动效率低（一般为30%～40%），磨损快，寿命低，传动精度低。
螺旋起重器一般垂直布置，在起重时螺杆受压，因此都做成短而粗，起升高度不宜太大。
螺母作为起升时的支撑件，常做成整体结构。
螺旋起重器应有可靠的自锁性能，以保证螺杆和重物在上升下降过程中能可靠地停留在任意一个位置而不会自行下降。
螺杆一般采用梯形牙，右旋，单线螺纹。
当起重量较大时，为减小摩擦阻力，操作省力，可在托杯的下部安放一个推力轴承。
二、设计目的1.明确螺旋起重器的设计方法与步骤；2.初步了解机械设计的一般方法与步骤；3.为课程设计打基础。
机械优化设计大作业
一、问题描述1.1结构特点(1)体积小、重量轻、结构紧凑、传递功率大、承载能力高；(2传)动效率高，工作高；(3)传动比大。
1.2用途和使用条件某行星齿轮减速器主要用于石油钻采设备的减速，其高速轴转速为1300r/min；工作环境温度为-20°C〜60°C,可正、反两向运转。
按该减速器最小体积准则，确定行星减速器的主要参数。
二、分析传动比u=4・64,输入扭矩T=1175・4N・m,齿轮材料均选用38SiMnMo钢，表面淬火硬度HRC45〜55,行星轮个数为3。
要求传动比相对误差A u<0.02。
弹性影响系数Z E=189.8MPa i/2；载荷系数k=1.05；齿轮接触疲劳强度极限［°］H=1250MPa；齿轮弯曲疲劳强度极限［。
］F=1000MPa；齿轮的齿形系数Y Fa=2・97；应力校正系数Y Sa=1.52；小齿轮齿数z取值范围17--25；模数m取值范围2—6。
注：优化目标为太阳轮齿数、齿宽和模数，初始点[24,52,5]T三、数学建模建立数学模型见图1，即用数学语言来描述最优化问题，模型中的数学关系式反映了最优化问题所要达到的目标和各种约束条件。
3.1设计变量的确定影响行星齿轮减速器体积的独立参数为中心轮齿数、齿宽、模数及行星齿轮的个数,将他们列为设计变量，即：x=[xxxx]T=[zbmc]T[1]12341式中：Z]_太阳轮齿数；b—齿宽（mm）；m一模数（mm）;行星轮的个数。
通常情况下，行星轮个数根据机构类型以事先选定，由已知条件c=3。
这样，设计变量为：x=[xxx]T=[Z bm】T[i]12313.2目标函数的确定为了方便，行星齿轮减速器的重量可取太阳轮和3个行星轮体积之和来代替，即：V=n/4（d2+Cd2）b12式中：d「-太阳轮1的分度圆直径，mm；d2--行星轮2的分度圆直径，mm。
将d=mzd=mz，z=z（u—2）/2代入（3）式整理，目标函11，2221数则为：F(x)=0.19635m2z2b[4+(u－2)2c][1]式中U--减速器传动比；C--行星轮个数由已知条件c=3,u=4.64，因此目标函数可简化为：F(x)=4.891x2x2x3123.3约束条件的建立3.3.1限制齿宽系数b/m的范围5W b/m W17，得：g(x)=5x—xWO[1]132g(x)=x—17WO[1]223.3.2保证太阳轮z1不发生跟切，得：g(x)=17—xWO[1]313.3.3限制齿宽最小值，得：g(x)=10—xWO】i]423.3.4限制模数最小值，得：g(x)=2—xWO】i]533.3.5按齿面接触疲劳强度条件，有：g(x)=750937.3/(xxx1/2)—[o]W0〔i]6123H式中：[。