机械设计大作业
大连交通大学机械设计基础大作业
机械设计基础大作业偏心直动滚子从动件盘形凸轮机构的设计（题号:10）班级：R成型133姓名：杨孝毅学号：121802012 指导老师：刘彦奎完成日期：2016年11月20日目录题目：设计偏心直动滚子从动件盘形凸轮机构设计题目及思路： (1)一、设计思路（图解法）： (1)1.1反转发原理 (1)1.2凸轮基圆半径及滚子尺寸的确定 (2)1.2.1确定凸轮基圆半径 (2)1.2.2滚子半径的确定 (3)1.2.3设计所求量： (3)1.2.4从动杆的运动规律及凸轮轮廓方程 (3)1.2.5数据计算 (5)1.2.6 小结： (6)二、解析法在Pro/E中完成凸轮建模 (6)2.1凸轮的设计与造型方法： (6)2.2凸轮理论轮廓曲线方程式的建立 (7)2. 3在PR0E中凸轮参数化方程式的建立 (8)2.3.1设计从动件的运动规律 (8)2.4 PRO/E参数化建模 (8)2.5生成凸轮的理论轮廓曲线 (10)2.5.1生成凸轮的实际轮廓曲线 (10)2.6创建凸轮的拉伸 (11)2. 7创建滚子的拉伸 (12)2.8系杆的建立 (12)三、机械大作业小结： (13)题目乂设计偏心直动滚子从动件盘形凸轮机构设计题目及思路:符号基圆半径r0(mm)滚子半径“(mm)偏心距e(mm)从动件行程h(mm)推程运动角6(°)数据8018958110符号远休止角601(° )回程运动角&(°)近休止角6 (° )02推程运动规律回程运动规律数据301-3 0正弦2、根据工作要求选择从动件的运动规律。
推程运动规律和回程运动规律都为正弦运动。
推程运动角6 0=110° ,远休止角6 01=30° ,回程运动角％=155° ,近休止角6 OZ=65° o3、根据要求，滚子半径r r = 18mm4、根据要求，选基圆半径必=80mm o5、根据要求，偏心距e二9mm。
机械设计大作业(参考)
机械设计实训班级：08061041学生：王武学号：20080008指导教师：刘昭琴完成时间：2010年1月15日重庆航天职业技术学院《机械设计CAD设计》任务书课程代码：01030039 题号： A2 发给学生：王武题目：设计用于带式运输机的一级圆柱齿轮减速器1—V带传动2—运输带3—一级直齿圆柱齿轮减速器4—联轴器5—电动机6—卷筒已知条件：1. 卷筒效率0.96(包括卷筒与轴承的效率损失)；2. 工作情况：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，运输带速度允许误差为±5％；3. 使用折旧期10年；4. 制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。
设计工作量：1. 减速器装配图1张(A0或A1)；2. 低速轴和低速轴齿轮的零件图各1张(比例1：1)；3. 设计说明书1份，约30页，1万字左右。
说明书要求：1. 说明书既可手写也可打印，纸张为A4打印纸，页边距为左2.5cm、右2cm、上2cm、下2cm；说明书内大标题三号宋体，小标题小三号宋体，正文小四号宋体且为单倍行距。
2. 说明书包括封面、任务书、目录、正文和总结，请按该顺序装订。
必须按给定题号的参数做设计，否则作不及格处理。
交出设计所有资料的最后时间：2010.01.15目录第一章总论 (1)一．课程设计的目的 (1)二．课程设计的内容和任务 (1)三．课程设计的步骤 (1)四．课程设计的有关注意事项 (2)第二章传动装置的总体设计 (3)一．分析和拟定传动方案 (3)二．选择电动机型号 (4)三．计算总传动比和合理分配传动比 (6)四．计算传动装置的运动和动力参数 (6)第三章传动零件的设计 (7)一．选择联轴器的类型和型号 (7)二．设计减速器外传动零件 (7)三．设计减速器内传动零件 (8)第四章减速器箱体的设计 (23)第五章润滑方式和密封类型的选择 (24)个人总结 (26)。
(机械制造行业)哈工大机械设计大作业——螺旋起重器
（机械制造行业）哈工大机械设计大作业——螺旋起重器哈工大机械设计大作业——螺旋起重器一、概述本次大作业的主题是设计一款螺旋起重器，旨在为机械制造行业提供一种高效、稳定、实用的起重设备。
螺旋起重器是一种通过旋转螺旋轴来提升或降低重物的机械设备，具有结构简单、操作方便、承载能力强等优点。
二、设计要求1.提升能力：最大提升重量为2吨，且在提升过程中不得出现明显的晃动或倾斜现象。
2.旋转速度：旋转速度应可调节，以便根据实际需要调整提升速度。
3.稳定性：设备应具备较高的稳定性，以保证在提升重物时不会发生明显的晃动或倾斜。
4.结构紧凑：设备结构应尽量紧凑，以减少占地面积和重量。
5.操作简便：设备应易于操作，控制精度高，以便实现高效准确的提升。
三、设计方案1.总体结构：螺旋起重器主要由旋转轴、螺旋杆、支撑架、电机和控制系统组成。
旋转轴通过轴承与支撑架连接，支撑架起到稳定和支撑整个设备的作用。
螺旋杆与旋转轴连接，通过旋转轴的旋转实现重物的升降。
电机和控制系统负责驱动旋转轴和调节旋转速度。
2.旋转轴设计：旋转轴是螺旋起重器的核心部件，它需要承受重物的重量和旋转时的扭矩。
因此，我们选择高强度钢材作为旋转轴的材料，并对其进行优化设计以提高其强度和刚度。
此外，我们在旋转轴上设置了一些加强肋和凸起，以提高其抗扭强度。
3.螺旋杆设计：螺旋杆是直接与重物接触的部件，其设计对设备的稳定性和提升能力有重要影响。
我们选择优质钢材作为螺旋杆的材料，并对其进行抛光和强化处理以提高其耐磨性和抗拉强度。
螺旋杆的长度和直径根据实际需要进行了优化设计，使其既能保证设备的稳定性，又能满足最大提升重量的要求。
4.支撑架设计：支撑架是整个设备的支撑结构，其稳定性直接关系到设备的性能。
我们采用高强度钢材制作支撑架，并对其进行优化设计以提高其抗弯强度和抗扭强度。
此外，我们还设置了多个支撑腿以增加设备的稳定性。
5.电机和控制系统设计：电机和控制系统是整个设备的驱动和控制中心。
机械设计大作业二设计螺旋起重器(千斤顶)
机械设计大作业二-设计螺旋起重器（千斤顶）机械设计大作业报告二：设计螺旋起重器（千斤顶）一、设计题目：螺旋起重器（千斤顶）的设计二、设计背景与目的在工程领域，起重器是必不可少的设备之一，用于进行物体的提升、降落和搬运。
螺旋起重器作为一种常见的起重器，具有结构简单、操作方便、稳定性好等优点。
本次设计的目的是设计一款结构合理、性能稳定的螺旋起重器（千斤顶），以满足实际工程应用的需求。
三、设计要求与参数1.设计要求（1）最大起重量：1000kg（2）最大起重高度：100mm（3）螺旋直径：16mm（4）螺旋长度：根据实际需要确定（5）设备应具有足够的强度和稳定性，能够承受较大的载荷和冲击。
2.设计参数（1）材料选择：优质碳素结构钢（如Q235）（2）驱动方式：手动操作（3）传动方式：螺旋传动（4）结构形式：采用紧凑型设计，便于携带和使用。
四、设计步骤与方案1.确定总体方案根据设计要求和参数，确定螺旋起重器的总体方案。
主要包括传动方式、结构形式、操作方式等。
考虑到手动操作的特点，设计时应注重设备的便携性和易用性。
2.结构设计根据总体方案，进行结构设计。
主要包括螺旋部分的长度、直径和材质选择，以及支撑部分的材料和结构形式等。
在设计过程中，应考虑到设备的强度、刚度和稳定性要求。
3.传动系统设计根据总体方案和结构设计，进行传动系统的设计。
主要包括传动轴的直径、长度和材质选择，以及齿轮或蜗轮蜗杆等传动元件的选择和设计。
在设计过程中，应考虑到传动效率、平稳性和使用寿命等因素。
4.操作系统设计根据总体方案和结构设计，进行操作系统的设计。
主要包括操作手柄的形状、长度和材质选择，以及操作机构的运动方式和结构设计等。
在设计过程中，应考虑到操作简便、省力和安全等因素。
5.校核与分析对所设计的螺旋起重器进行校核与分析，主要包括强度校核、刚度校核和稳定性分析等。
确保设备能够满足实际工程应用的要求，具有较高的安全性和可靠性。
6.图纸绘制与说明根据所设计的螺旋起重器，绘制相关图纸，包括总装图、部件图和零件图等。
机械设计_大作业_V带传动设计
Ka ——包角修正系数， 由教材表 7.8 查得 Ka=0.97 由教材表 7.2 查得 KL=0.91 Δ P0——功率增量， 由式 7.19 计算功率增量Δ P0，
KL —— 长度系数，
Δ P0/kw= K b n1 (1
1 ) Ki
5
Kb ——弯曲影响系数， Ki——传动比系数， 故得
由教材表 7.4 得 Kb=0.7725×10
故 轴 TI = Td1i1 = 2.98 104 0.96 2 5.72 104 N mm
轴
TII = TI23i 2 = 5.72 104 0.97 0.98 5.93 32.24 104 N mm
卷筒轴 T卷 = TII34i3 = 32.24 104 0.98 0.99 1 31.28 104 N mm 3）运动参数汇表.1 轴名 电动机轴 轴 轴 卷筒轴 功率 P/kW 3 2.88 2.74 2.65 表 .1 各轴运动及动力参数 转矩 T/(N· m) 转 速 传动比 n/(r/min) i 29.8 960 57.2 533.3 322.4 90 312.8 90 效率
F0 = 500
Pd 2.5 K a ( ) mv 2 =500×3×﹙2.5-0.97﹚÷﹙5×5.03×0.97﹚ zv Ka
+0.1×5.032=96.6 N 十一 计算作用在轴上的压力
由教材式 7.25 得
Q/N=2zF0sin（α /2）=2×3×96.6×sin（166.4°/2）=575.5228 N 十二 带轮结构设计
轴
PII = PI23
其中 2 ——齿轮传动效率，由参考资料[1] 表 9.1 有： 2 =0.97；
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 (3)7、螺杆的稳定性校核 (4)8、螺母外径及凸缘设计 (5)9、手柄设计 (5)10、............................................................................底座设计611、................................................ 其余各部分尺寸及参数（符号见参考书）612、.................................................................... 螺旋千斤顶的效率613、............................................................................参考资料71、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=200N2、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(T s=355MPa, d b=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ZCuAI10Fe3 查参考文献得[]=35MPa[ ]b=50MPa托杯和底座均采用HT250材料3、耐磨性计算选用梯形螺纹。
由参考文献查得 1.2 ~ 2.5，取=2.0。
机械设计大作业汇总
目录:1.1 设计题目1.2机械系统的方案拟定1.2.1工作原理确定1.2.2执行构件及其运动设计1.2.3原动机的选择1.2.4执行构件的运动协调性（运动循环图）设计1.2.5机构选型及组合1.2.6方案评价及优选1.3相关机构的尺度综合（包括运动及动力设计和仿真）1.4机械系统的运动简图绘制及相关性能分析或说明1.5课程设计体会及建议1.6主要参考文献1.1设计题目:光纤接头保护玻璃管的结构与尺寸如图 3.1a所示。
光纤接头保护玻璃管被套在光纤接头处，以保护光纤接头。
为不致损伤光纤，保护玻璃管内孔两端需倒角，如图a所示。
该玻璃管内孔两端倒角宜采用细粒砂轮高速磨削的工艺，以避免砂轮磨削力过大而损坏其端口。
其砂轮磨削头的形状如图b所示。
由于其用量很大，故需设计一台专用自动倒角磨削装置来加工。
a) b)图3.1设计技术要求如下：1）保护玻璃管在倒角之前处于散堆状态，磨削时需自动整理并逐个送料，故需配套设计自动送料机构。
2）保护玻璃管磨削时需自动夹紧，但夹紧力不宜过大，以免造成玻璃管损坏。
为了减小对其夹紧力，应采用两套砂轮磨头，并沿轴向相对布置，相向进给，反向旋转，使两磨削力得以平衡，实现两端口同时磨削并自动定位。
要求两砂轮的转速约6000r/min，并用两套微型电动机驱动分别独立驱动，电动机的转速约1500r/min。
3）要求保护玻璃管磨削机从自动送料、装卸与夹紧、磨削控制等全部自动工作，并用一个电动机驱动，电动机的转速约1500r/min < 4）每班（8小时）生产率不低于4000件。
1.2机械系统的方案拟定1.2.1工作原理确定倒角机的伺服系统主要分成三部分：送料装置，自动夹紧装置，以及刀架逆向行驶磨削控制装置。
送料装置采用的是来回往复震荡送料机构来实现，在装料盒上开三个与毛胚轴线处截面尺寸相同的孔（即长为10mm宽为5mm通过来回震动，使毛胚落下。
夹紧装置用凸轮来实现，凸轮远休端与夹具接触时，工件被夹紧，当近休端与夹具接触时，在棍子推杆的拉力作用下，夹具的两部分分开，工件从夹具上掉落同时在加工完成时，有足够的时间使工件从家具上掉落，避免被夹具夹毁。
机械设计大作业题目(补充中)
机械设计大作业题目1．机械设计现代设计方法在机械设计中的应用：要求：不能泛泛而谈，而是某一种现代设计方法在一个实际设计中的具体应用；最好是自己在真实设计中对现代设计方法的实际应用。
如果是他人的方法，则自己应该能重现。
要求写成科研小论文的形式，将实现方法（如源程序、模型等）附在后面。
2．剪式千斤顶的设计：要求：要有三维模型，二维装配图、零件图和设计计算说明书。
3．用有限元的方法进行螺栓组的强度分析：要求：要有三维模型，有限元分析结果，与常规设计结果的对比。
最好能写成科研小论文的形式。
4．列举一个胀紧连接或型面连接在机器中的具体应用，并建立其三维模型，生成二维装配图。
最好不要单纯只有胀紧套。
5．计算带传动弹性滑动角和弹性滑动率，分析弹性滑动率与初拉力和有效拉力之间的关系，以及弹性滑动对传动比和效率的影响。
要求：写成科研小论文的形式，并附计算程序。
6．齿轮轮齿齿根弯曲应力或齿面接触应力的有限元分析：要求：要有三维模型，有限元分析结果，与常规设计结果的对比。
最好能写成科研小论文的形式。
7．设计一同步带传动，并建立起和电机装配在一起的三维模型。
要求：有设计计算过程；同步带带轮零件图。
8．变速自行车的变速原理及换挡装置：要求：用三维模型说明，最好能有动画说明。
9．CVT无级变速器工作原理：要求：自己建立三维模型说明，最好能有动画说明。
10．滑动轴承的具体应用实例（要求是自己画的）：要求：举出一个以上在机器中的应用实例（最好不要是单独的滑动轴承座），用局部装配图说明（要求是自己画的，应考虑润滑）。
11．阶梯轴的强度的有限元分析：要求：要有三维模型，有限元分析结果，与常规设计结果的对比。
最好能写成科研小论文的形式。
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。
机械系统设计大作业
1 健身球检验分类机（学号尾号1-3）设计要求设计健身球自动检验分类机，将不同直径尺寸的健身球（石料）按直径分类。
检测后送入各自指定位置，整个工作过程（包括进料、送料、检测、接料）自动完成。
健身球直径范围为ф40～ф46mm，要求分类机将健身球按直径的大小分为三类。
1. ф40≤第一类≤ф422. ф42<第二类≤ф443. ф44<第三类≤ф46其他技术要求见表1：表1 健身球分类机设计数据方案号电动机转速r/min生产率（检球速度）个/minA 1440 20B 960 10C 720 15设计要求设计加工下图所示工件ф12mm孔的半自动钻床。
进刀机构负责动力头的升降，送料机构将被加工工件推入加工位置，并由定位机构使被加工工件可靠固定。
图1 工件简图半自动钻床设计数据参看表2.表2 半自动钻床设计参数方案号进料构工作程mm定位构工作行程mm动力头工作行程mm电动机转速r/mm工作节拍（生产率）件/minA 40 30 15 1450 1B 35 25 20 1400 2设计要求设计旋转型灌装机。
在转动工作台上对包装容器（如玻璃瓶）连3：图2 旋转型灌装机该机采用电动机驱动，传动方式为机械传动。
技术参数见表3。
表3 技术参数表方案号转台直径mm电动机转速r/min灌装速度r/minA 600 1440 10B 550 1440 12C 500 960 104 巧克力糖包装机（学号尾号9-16）设计要求设计巧克力糖自动包装机。
如下图3所示：包装对象为圆台状巧克力糖(图6)，包装材料为厚0.008mm的金色铝箔纸。
包装后外形应美观挺拔，铝箔纸无明显损伤、撕裂和褶皱（图7）。
包装工艺方案为：纸坯型式采用卷筒纸，纸片水平放置，间歇剪切式供纸（图8）。
包装工艺动作为：1.将64mm×64mm铝箔纸覆盖在巧克力糖ф17mm 小端正上方；2.使铝箔纸沿糖块锥面强迫成形；3.将余下的铝箔纸分半，先后向ф24mm大端面上褶去，迫使包装纸紧贴巧克力糖。
0-机械设计基础课程大作业-要求 (1)(1)
课程大作业学生须完成2个课程大作业：机器方案及传动设计、支承轴系部件装置设计。
课程大作业的设计工况条件、设计参数与所选课程设计题目和参数一致，并与后续学期课程教学内容并行实施（温馨提醒：望保留计算数据，备后续第三学期课程设计再次使用），按规定时间节点提交。
大作业成绩计入平时成绩。
1) 根据课程设计任务书，每位同学一组设计参数和工作条件，技术参数和工作条件应交叉组合，不得重复。
2) 课程大作业学生须独立完成。
课程大作业具体内容要求如下：(1) 课程大作业 1：机器方案及传动设计本课程大作业按自行选定的课程设计题目和设计参数进行设计。
1) 机器传动方案给出2-3种方案，进行评价，优选一种方案。
2) 机器结构方案设计包括装配方案、结构布局、支承方案、连接方案。
给出2-3种方案，进行评价，优选一种方案。
3) 驱动方案设计根据设计要求选定电动机类型及型号。
4) 运动与动力参数计算各级传动的运动参数和动力参数：总传动比和各级传动比、转速、功率、转矩等。
5) 传动性能设计根据传动方案，进行相应传动零部件设计，如带轮传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动或螺旋传动等性能设计与校核。
6）传动件结构设计根据传动方案，传动性能设计，进行相应传动件结构设计。
具体要求：1) 画出方案简图并进行评价，方案简图与评价结果均汇总于设计报告中。
2) 按规定模板撰写设计报告。
3) 方案图（要表述清楚，利于不同设计者理解本人设计表达）。
4) 传动零件零件图绘制（零件图采用CAD软件绘制）(2) 课程大作业 2：支承轴系部件装置设计本课程大作业按本课程前期自行选定的课程设计题目和设计参数进行设计（为课程大作业1的局部结构的详细结构设计，属于部件装配图）。
1)完成轴系支承方案设计给出2-3种支承方案，进行评价，优选一种方案。
2)支承轴系部件装置结构设计完成设计方案传动轴系装置结构设计。
3)轴的性能分析4)轴承的性能分析5)键/销性能分析具体要求：1)画出轴系支承结构图（A2或A3图幅，按适当比例绘制）2)按模板撰写设计报告。
哈尔滨工业大学 机械设计 课程 大作业 螺旋起重机的设计 千斤顶 哈工大
哈尔滨工业大学机械设计课程大作业螺旋起重机的设计（最终版）设计人：段泽军学号： 1120810810院系：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级： 1208108目录机械设计大作业任务书.................................. - 1 -一，螺杆、螺母材料的选择 .............................. - 2 -二，耐磨性设计........................................ - 2 -三，螺杆强度设计...................................... - 2 -四，螺母螺纹牙强度校核................................ - 2 -五，自锁条件校核...................................... - 3 -六，螺杆的稳定性校核.................................. - 3 -七，螺母外径及凸缘设计................................ - 4 -八，手柄设计.......................................... - 4 -九，底座设计.......................................... - 6 -十，其他配件设计...................................... - 7 -十一，参考文献........................................ - 7 -哈尔滨工业大学机械设计大作业任务书题目：螺旋起重器的设计设计原始数据：题号起重量F Q/kN最大起重高度H/mm3.1. 130180F一，螺杆、螺母材料的选择螺杆采用45钢调质，参考GB/T 699知其抗拉强度=600MPa，屈服点=355MPa；考虑到速度低并且要求耐磨，参考GB/T 1176，螺母材料选用10-3铝青铜 ZCuAl10Fe3。
机械设计大作业——千斤顶
机械设计大作业螺旋起重器设计说明书一、 设计题目（3.1.3）螺旋起重器（千斤顶）已知条件：起重量F Q =50KN ，最大起重高度H=150mm 。
二、 螺杆、螺母选材本千斤顶设计采用梯形螺纹螺旋传动。
由于螺杆承受载荷较大，而且是小截面，故选用45#钢，调质处理。
查参考文献[2]表10.2得σs=355MPa,5~3][s σσ=,取[σ]=110MPa; σb =600MPa 。
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(考虑速度低)，查表得螺母材料的许用切应力M P a 40~30][=τ,取][τ=35MPa ；许用弯曲应力 [σb ]=40~60MPa, 取[σb ]=50MPa 。
托杯和底座均采用铸铁材料。
三、 螺杆、螺母设计计算3.1 耐磨性计算由耐磨性条件公式：][2p Hh d pF A F Ps ≤⋅⋅⋅⋅==π对于梯形螺纹，有h=0.5p,那么耐磨性条件转化为： 20.8[]Fd p ψ≥式中 2d ——螺纹中径，mm;F ——螺旋的轴向载荷，N ； H ——螺母旋合高度，mm;ψ ——引入系数，ψ=H/2d ;[p]——材料的许用压强，MPa;查机械设计表 5.8，得[p]=18~25MPa ，取[p]=20MPa ，对于整体式螺母，5.2~2.1=ψ，取ψ=2.0，那么有mm MPaKN d 3.2820*0.2508.02=≥。
查参考文献[4]表H.5,试取公称直径d=36mm,螺距p=6mm,中径d 2=33mm,小径d 1=29mm,内螺纹大径D 4=37mm 。
那么螺母高度mm d H 6633*0.22==⋅=ψ，螺纹圈数11666===pH z ，按要求取10，α=2β=30°。
3.2 螺杆强度校核千斤顶螺杆危险截面受轴向力F 和扭转力矩T 1的作用，这里的扭转力矩是螺纹副的摩擦转矩T 1。
哈工大机械设计大作业
哈工大机械设计大作业哈尔滨工业大学机械设计大作业：汽车零部件设计引言：本次机械设计大作业的题目是汽车零部件的设计，本文将详细介绍该零部件的设计需求、设计方案、设计计算以及制造工艺等相关内容。
一、设计需求：该汽车零部件是一种在车辆发动机舱内起到隔热保温作用的零部件，其要求具备以下特点：1.具备良好的隔热保温性能，能够有效降低发动机舱内的温度。
2.具备良好的耐高温性能，能够在高温环境下长时间稳定工作。
3.具备较高的强度和刚度，能够承受汽车运行时的振动和冲击力。
二、设计方案：为了满足上述设计需求，我们选择使用陶瓷材料作为该零部件的材料，该材料具备良好的隔热性能和耐高温性能，并且具备较高的强度和刚度。
三、设计计算：1.隔热性能计算：根据该零部件的尺寸和所使用的陶瓷材料的导热系数，计算出其热传导率，进而计算出其隔热性能。
2.强度计算：根据该零部件所承受的力和所使用的陶瓷材料的弹性模量，计算出其应力和变形情况，进行强度计算。
3.刚度计算：根据该零部件所承受的力和所使用的陶瓷材料的弹性模量，计算出其刚度，并与设计要求进行对比。
四、制造工艺：1.材料选取：根据设计方案选择合适的陶瓷材料，并进行材料实验验证其性能。
2.模具设计：根据零部件的几何形状设计合适的模具，并制造出模具。
3.注塑成型：使用模具对陶瓷材料进行注塑成型，并在合适的温度和压力条件下进行成型工艺。
4.烧结处理：对注塑成型后的零部件进行烧结处理，使其形状固定并获得良好的耐高温性能。
5.精加工：对烧结后的零部件进行精加工，如修磨、打磨等工艺，以达到设计要求的尺寸和表面质量。
五、结论：通过对该汽车零部件的设计需求、设计方案、设计计算以及制造工艺的详细论述，我们可以得出结论：1.该零部件的设计方案合理，能够满足设计需求。
2.该零部件所选用的陶瓷材料具备良好的隔热保温性能和耐高温性能。
3.该零部件的制造工艺合理，能够实现零部件的精确加工。
综上所述，本次机械设计大作业详细介绍了汽车零部件的设计需求、设计方案、设计计算以及制造工艺等内容，并得出了相应的结论。
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：[。
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机械设计大作业轴系设计报告姓名：学号：指导老师：日期：2012.5.19目录第一章设计任务 (3)第二章轴的结构设计 (4)第三章轴承寿命计算 (6)第四章轴强度的校核 (10)第五章Simulation (12)心得体会 (13)参考文献 (13)附录 (14)第一章设计任务图示二级斜齿圆柱齿轮减速器。
已知中间轴Ⅱ传递功率P= 35kW，转速n2 = 300r/min；z2 = 103，mn2 = 6，β2 = 12°, 宽度b2 = 210mm; z3 = 21，mn3 = 8，β3 = 8°，b3 = 140mm。
轴材料：45钢调质。
图1.1 设计任务设计轴Ⅱ结构，生成工程图和装配图。
第二章 轴的结构设计2.1选择轴的材料：45号钢，调质处理，硬度217~255HBS 。
由表19.1查得对称循环弯曲许用应力[]-1σ=180MPa 。
2.2初步计算轴直径：取β=0，A=110，得min d 11053.5mm === 因为轴上需要开键槽，会削弱轴的强度。
故将轴径增加4%~5%，取轴的最小直径为55mm 。
2.3 轴的结构设计（1） 拟定轴上零件的布置方案主要部件有轴承（一对）、轴套、轴上齿轮，根据他们之间的装配方向、顺序和相互关系，轴上零件布置方案如图2.1所示。
图2.1 轴上零部件布局（2） 轴上零件的定位及轴的主要尺寸的确定1） 轴承的选择：根据前面已经得到的初步计算的轴直径，d=55，出于安全考虑，轴的最小直径选为65mm ，根据轴的受力，选取7213C 角接触滚动轴承，其尺寸d D B ⨯⨯为6512023mm mm mm ⨯⨯，与其配合轴段的轴径为55mm （配合为k ）。
2） 齿轮、轴承以及轴套的定位：轴的中部设置轴环，宽度为20mm,用于定位两个齿轮。
齿轮2齿宽为210mm ，配合轴段应比齿宽略短，取L=208mm 。
同样的，右边的齿轮3齿宽为140mm ，配合轴段取为138mm 。
由于齿轮不能直接用于定位轴承，所以用轴套定位，左边轴套长度为25mm ，右边轴套长度为20mm （轴套长度由齿轮距箱体内部距离决定）。
再根据轴端伸出轴承2~4mm ，而轴承宽为23mm ，因而确定左右轴承轴段的长度分别为54mm 和49mm 。
下面是各轴段直径的确定，首先，轴承段直径为165d mm =。
轴径变化一方面是定位，另一方面还需要能够承受一定的轴向力，因此轴肩、轴环尺寸可取略大一些，一般可取5~8a mm =，因而第二轴段直径取270d mm =，轴环直径390d mm =。
齿轮的周向定位采用平键，一般取平键长度小于轮毂大约10~20mm ，由此确定齿轮2所用键的尺寸为2012180(/1096)mm mm mm GB T ⨯⨯，齿轮3所用键的尺寸为2012110(/1096)mm mm mm GB T ⨯⨯。
3） 轴结构的工艺性取轴端倒角245o ⨯，按规定确定各轴肩以及轴环的圆角半径，左右轴颈留有砂轮越程槽，键槽位于同一轴线上。
第三章 轴承寿命计算3.1轴受力分析：图3.1 轴受力情况示意图齿轮尺寸：2226103618d m z mm =⨯=⨯=333821168d m z mm =⨯=⨯=齿轮受到力矩：9.55/9.5535000/3001114.2M P n N M ==⨯=•齿轮2周向力：22222211142003527/cos 618/cos12t T F N d β⨯===︒齿轮3周向力：333322111420013135/cos 168/cos8t T F N d β⨯===︒齿轮2径向力：2222tan tan 2035271312cos cos12r t F F N αβ︒==⨯=︒齿轮3径向力：3333tan tan 20131354828cos cos8r t F F N αβ︒==⨯=︒ 齿轮2的轴向力：222tan 3527tan12750a t F F N β==⨯︒=齿轮3的轴向力：333tan 13135tan81846a t F F N β==⨯︒=总轴向力：2375018461096a a a F F F N =-=-=-求竖直面内两轴承所受径向载荷：331123223()()0r v r F L F L L L F L L -++-+=1231v F N =312212321()()0r v r F L L F L L L F L +-++-=23285v F N =求水平面内两轴承所受径向载荷：331123223()()0t H t F L F L L L F L L -++++=15754H F N =312212321()()0t H t F L L F L L L F L +-+++=211230H F N =故两轴承所受总的径向载荷为：15759F N ==211701F N ==3.2 轴承寿命计算：图3.2 轴承受力情况示意图根据工况，初选轴承7213C 。
查手册得073000;58500r C N C N ==1.0p f =（轴承所受载荷平稳）（1） 计算附加轴向力1s F 、2s F7000C 型轴承的附加轴向力为0.5s r F F =由此可得左右两轴承的附加轴向力分别为：110.50.557592880s r F F N ==⨯=220.50.5117015851s r F F N ==⨯=（2） 计算轴承所受轴向载荷因为 13(28801096)3976s a s F F N N F +=+=<左边轴承被“压紧”，右边轴承被“放松”。
由此可得12-4755a s a F F F N ==225851a s F F N ==（3） 计算当量动载荷轴承1 2047550.0858500a F C ==查表可得：10.45e =11147550.835759a r F e F ==> 由1e 查表，可以得到：110.44, 1.25X Y ==，由此可得1111() 1.0(0.445759 1.254755)8478p r a f X F Y F N N +=⨯⨯+⨯=轴承22058510.1058500a F C == 查表可得：20.47e = 22258510.5011701a r F e F ==> 由2e 查表，可以得到：220.44, 1.21X Y ==，由此可得22222() 1.0(0.4411701 1.215851)12228p r a P f X F Y F N N =+=⨯⨯+⨯=（4） 轴承寿命h L 计算因21P P >，故按轴承2计算轴承寿命：36610107300011820606030012228h C L h h n P ε⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭ 所选轴承7213C 合格。
第四章 轴强度的校核4.1 弯扭合成校核：(1)轴上受力分析以及支反力的计算由前面的计算，一下数据已知：233527,13135t t F N F N ==231312,4828r r F N F N ==23750,1846a a F N F N ==231,3285VA VD F N F N ==5754,11701HA HD F N F N ==（3） 计算轴的弯矩，并作弯矩图计算B 截面处的弯矩141.55754814191HB AB HA M L F N mm ==⨯=•1141.523132687VB AB VA M L F N mm=-=-⨯=-•222/2264437VB AB VA a M L F F d M mm =--⨯=-•计算C 截面处的弯矩101.5117011187652HC CD HD M L F N mm==⨯=•1101.53285333428VC CD VD M L F N mm=-=-⨯=-•233/2488492VC CD VD a M L F F d M mm =--⨯=-•分别画出垂直面内和水平面内的弯矩图（图c 、e ）；求合成弯矩并画其弯矩图（图f ）2211814847B VB HB M M M M mm =+=•图4.1 受力分析2856057B M M mm ==•11233569C M M mm ==•21284189C M M mm ==•(4) 画扭矩图（g ）（5）校核轴的强度取0.7β≈（单向转动，转矩按脉动变化）；0β=（实心轴）；考虑键槽的影响，1d 乘以0.94，则有152.7[]e MPa σσ-==≈< 故安全。
第五章 Simulation5.1 静力分析：划分网格如图5.1所示，添加扭矩及离心力，分析整个轴的应力分布情况。
图5.1 传动轴表面网格图5.2 轴上应力分布状况从输出结果可以看出轴的整体应力分布情况较好，没有出现大面积的应力集中，结构设计较为合理，能够满足使用要求。
心得体会这个轴算是我第一次设计出来的机械零件。
本来以为设计是件很简单的事，但做完这个项目才发现不是那么回事。
机械设计是一件综合的需要很大耐力的事，不是简简单单地查查手册，画画图，估计估计再随便顶一个参数。
每一步、每一个尺寸都必须有充足的理由，好的设计是要在保证功能的前提下，尽可能地缩减成本。
从后来的校核情况来看，我所取的轴径还是比较保守的，还有一定的优化空间。
除此以外，工程图的绘制也耗费了大量的时间，以前我把大量的精力都花在学习solidworks建模上了，而在工程图方面学习甚少。
知道做这个设计时才发现工程图可不是简简单单的从三维到二维变化一下，很多尺寸、公差都需要自己标注。
要做出一张符合国标的工程图还是比较费时的，这方面我还不够熟练，以后还需要特别加强。
另外，在工程图方面，Solidworks有一个缺陷，就是尺寸通过的地方，轮廓线无法消隐，我一直探寻解决方法，不过没有找到，希望以后新版本的这个问题可以解决。
最后，我要谢谢钱瑞明老是的悉心教导，您兢兢业业的授教让我获益匪浅，并且也点燃了我对机械的兴趣，我一定会加倍的努力，不会让您失望的。
参考文献吴克坚、于晓红、钱瑞明主编；机械设计；高等教育出版社；附录：附图1 装配体3D模型附图2 轴位移分析。