(机械制造行业)机械设计论文

一、普通V带传动及键设计CAD设计任务书：
1、已知条件：
其它条件：传动比允许误差≤±5%；轻度冲击；两班工作制。

2、设计内容和要求：
1）V带传动的设计计算，参见教材。

2）轴径设计
取45号钢时，按下式估算：
03
.1
110
3
min
⨯
≥
n
P
d
，并圆整。

3）V带轮的结构设计
选择带轮的材料、结构形式、计算基本结构尺寸。

4）键的选择及强度校核。

5）用3D软件设计零件及装配图，并标注主要的特征尺寸。

6）由大带轮三维实体生成零件（工程）图，并进行必要的标注。

3、编写设计计算说明书：
封面、题目、目录、设计内容及结果、小结、参考资料等。

二、普通V带传动及键设计题目：
根据任务书中的条件设计普通V带传动, 已知条件：电动机功率P=3kw, 小带轮转速n1=960 r/min ,动比i=3.0，传动比允许误差≤±5%，轻度冲击，两班工作制。

三、带传动的设计计算：
1. 确定计算功率：
P ca = K A *P =1.1*3=3.3 (kw)
2. 选择V带的带型：
根据计算功率P ca =3.3 kw和小带轮转速n1=960 r/min ，从图8—11选取普通V带的类型为： A 型。

3. 确定带轮的基准直径dd1带速v：
（1）. 初选小带轮的基准直径：
因为（d d ）min = 75 mm 故选取d d1 =100 mm。

（2）. 验算带速V:
V1 =(∏* d d1* n1 )/(60*1000)=(3.14*100*960)/(60*1000)=5.024 (m/s) V2=(∏* d d2* n2)/(60*1000)=(3.14*300*315)/(60*1000)=5.274 (m/s) 符合v =5~25 m/s
（3）. 计算大带轮直径：
因为（d d ）min = 75 mm，故选取d d1 =100 mm ，则d d2 = i* d d1 =300 mm经查表可得d d2 =315 mm 。

4. 确定中心距a0，并选择V带的基准长度L d：
（1）. 根据带传动总体尺寸的限制条件或要求的中心距，
0.7（d d1 + d d2）≤a0≤2(d d1 + d d2 )
即280mm≤a0≤800 mm 初选a0=500 mm
（2）. 计算相应的带长L d0:
-d d1 )2 /(4 a0 )= 1648 (mm )
L d0≈2 a0+∏（d d1 + d d2）/2+( d d2
所以L d0 =1600 mm
（3）计算中心距a 及其变动范围：
传动中的实际中心距近似为:
a ≈a0 +（L d - L d0）/2 =500+48/2=476 mm
考虑到带轮的制作误差、带长误差、带的弹性以及因带的松弛而产生的补充张紧的需要，常给出中心距的变动范围:
a max = a+0.03L d = 476 +24 =524 mm
a min = a-0.015L d =476-24 = 452 mm
5. 验算小带轮上的包角：
∂1 =180°−( d d2 -d d1 )* 57.3°/ a =156°≥90°
所以符合要求
6. 确定带的根数z:
Z = P ca / P r = (K A P)/[(P0+△P0)K a K L] ≈3
7. 确定带的初拉力F0:
(F0 )min =500* (2.5- K a ) P ca / (K a Zv ) +qv2 = 187.3 ( N )
8. 计算带传动的压轴力F P:
F P =2 *Z* F0 *sin(∂1 /2 ) =5.86 (KN)
四、轴径的设计：
取45号钢时，按下式估算：
03
.1
110
3
min
⨯
≥
n
P
d
d min ≥16 mm
五、V带轮的结构设计：
1 . 选择带轮材料：
大小带轮材料均为HT150
2 . 选择带轮的结构形式：
由于小带轮基准直径小于等于300 mm所以小带轮采用腹板式，由于大带轮基准直径大于等于300 mm所以大带轮采用轮辐式。

3 计算基本结构尺寸
（1）小带轮基本结构尺寸(如图所示)
da = 105 mm d d =100 mm b d =11.0 mm
h amin = 2.75 mm h fmin=8.7 mm e= 15 mm
f min=9 mm δmin=5.5 mm
B=（z-1）e+2f=（3-1）×15+2×9=48 mm
da= d d +2 h amin =100+2×2.75=105
φ=34°L=B=48 mm
（2）大带轮基本结构尺寸(如图所示)
da = 320.5 mm d d =315 mm b d =11.0 mm h amin = 2.75 mm h fmin=8.7 mm e= 15 mm
f min=9 mm δmin=5.5 mm
B=（z-1）e+2f=（3-1）×15+2×9=48 mm
da= d d +2 h amin =315+2×2.75=320.5
φ=34°L=B=48 mm
六、机架的设计：
机架的尺寸设计（如图所示）
七、轴的设计：
轴的设计（如图所示）
八、3D软件设计零件图及装配图：
小带轮大带轮
轴机架
装配过程
装配图
九、设计小结：
通过这段时间以来对机械零件CAD设计，使我有很多的感触。

让我感受最深的是自己对软件实际操作的能力不强。

在机械零件CAD设计的学习过程中分为老师上课指导和课后自学、查阅相关的资料来完成的，在这期间老师经常对我们进行指导和给予相关的疑问解答，使我们能够更快更好的学会对机械零件CAD设计的知识。

通过这次学习让我学会比较熟悉的运用solidwords这种画图软件，当然
这次机械零件CAD设计也让我意识到自己在很多方面还存在很多的不足，比如画图软件掌握的知识太少。

而软件的运用是我们今后在工作中的基本技能这次实践经历给我敲警钟，今后我要重点加强自己在这方面的能力!
十、参考资料：
1. 濮良贵纪名刚《机械设计》高等教育出版社2005
2. 朱保利《机械零件CAD设计上机实验指导书》南昌：南昌航空大学出版社2006
3. 吴宗泽《机械结构设计》.北京：机械工业出版社，1988。