X6132机械系统设计课程设计
设计的过程是通过分析、创造和综合而达到满足特定功能目标的一种活动。在此过程中需不断的对设计方案进行评论，根据评价的结果进行修改，在设计的过程中不断地发现问题和解决问题。金属切削机床是机械制造业的基础设备，随着社会不断发展和科学不断进步对机床设计要求越来越高，计算机辅助设计和计算机辅助工程应用。使得机床的设计理论和方法由人工绘图向计算机绘图，由定性设计向定量设计。由表态和线性分析向动态和非线性分析，由可行性设计向最佳设计过度。
金属切削机床的基本功能是提供切削加工所必需运动和动力。机床基本工作原理是通过刀具与工件之间相对运动，由刀具切除工件加工表面多余的金属材料，形成工件加工表面的几何形状、尺寸，并达到其精度要求。X6132万能升降台铣床是一个十分典型的普通车床，广泛的应用在生产中。主轴箱的设计不仅要满足机床总体布局变速箱的形状和尺寸的限制、达到18级转速，还要便于装配、调整、润滑和维修。
根据指导教师的推荐、重点选用《金属切削机床》以及辅助类书刊包括《材料力学》、《机械制造装备设计》、《机械制图》、《机械设计》等图书。其中，《金属切削机床设计》无疑是系统化介绍和设计车床的资料。它从机床设计的步骤，机床的标准化，机床的总体布局到主要参数的确定。在主要的传动设计中，参考齿轮齿数和齿轮直径的确定，是主轴箱的尺寸，轴的轴径，以及传动精度等一系列布局。在结构式，结构网确定之后，要对传动件的结构、材料、构造等进行计算和设计及齿轮模数确定等。
传动件包括齿轮、传动轴、离合器、制动装置等。其中齿轮的构造中三联滑移齿轮，对齿轮的拼装，齿轮太窄或太宽时的处理，齿轮在轴上的定位问题都有比较全面的论述。
传动轴在反复弯曲载荷和扭曲载荷下不发生疲劳破坏。在刚度方面，轴的弯曲和扭曲载荷下不致产生过大的变形。高速旋转的轴还应计算器临界转速，以免发生共振，传动轴首先要估算直径，然后再进行刚度验算。提高刚度时可以采用加大轴的直径缩短轴的长度，使轴上的主动和被动传动件尽可能的靠近，使传动件靠近轴。
文献资料室一个设计者必备的工具，选择全面的实用的工具是设计者必备的素质。其实，整个设计的过程就是将大学四年学习的知识融会贯通的过程，很多当时不会用的感觉泛泛的东西通过设计将变得更具体，可行，学会应用资料，为我所用，能将那些规格化的鼓励的零件经过计算，设计成一台可以实现运转的机械，就是我们设计的根本意图所在了。
我们设计还是比较初级模型，在实践中，只有不断的改进，才能达到高的生产效率，然而，基础的知识和原理是设计的源头，就我个人而言，我希望能通过这次专业课程设计对自己未来从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作、学习打下良好的基础。
由于能力所限、设计中难免有许多不妥之处，恳请老师多多指教。
绪论 (1)
一、概述 (4)
1.1铣床加工原理 (4)
1.2机床课程设计的目的 (4)
1.3车床的规格系列和用处 (5)
1.4 应用 (6)
二、传动设计 (6)
2.1公比选择 (6)
2.2求出转速系列 (6)
2.3主电机选择 (6)
2.4主传动方案拟定 (7)
2.5传动结构式、结构网的选择 (7)
2.5.1 确定传动组及各传动组中传动副的数目 (7)
2.5.2 确定传动顺序 (8)
2.5.3确定扩大顺序 (8)
2.5.4 确定变速组中的极限传动比及变速范围 (8)
2.5.5 确定最小传动比 (8)
三、传动件的估算 (10)
3.1带轮设计 (10)
3.2齿轮齿数的确定和计算转速的计算 (13)
3.2.1齿轮齿数的确定 (13)
3.2.2齿轮计算转速的计算 (15)
3.3轴及传动轴的计算转速 (17)
3.4齿数模数的确定..................................................................................错误！未定义书签。
3.5齿宽的确定..........................................................................................错误！未定义书签。
3.6传动轴直径的计算..............................................................................错误！未定义书签。
3.7主轴轴颈的确定 (21)
3.8主轴箱体的确定 (22)
四、验算主要零件..........................................................................................................................
22
4.1齿轮模数验算 (22)
4.2 传动轴刚度验算 (23)
4.2.1选定主轴前端悬伸量C (23)
4.2.2主轴支承跨距L的确定 (24)
4.2.3求轴承刚度 (24)
4.2.4求最佳跨距 (24)
4.3传动轴刚度验算（III轴） (25)
4.4轴承寿命的验算 (27)
五、结构设计及说明 (288)
5.1结构设计的内容、技术要求和方案 (288)
5.2展开图及其布置 (289)
5.3轴（输入轴）的设计 (289)
5.4齿轮块设计 (32)
5.5传动轴的设计 (33)
5.6主轴组件设计 (34)
5.6.1各部分尺寸的选择 (34)
5.6.2主轴轴承 (35)
5.6.3主轴与齿轮的连接 (35)
5.6.4润滑与密封 (35)
六、总结与致谢 (36)
七、参考文献 (36)
一、概述
1.1铣床加工基本原理及操纵性能一些基本要求:
1、铣床加工基本原理:
普通机床的规恪和类型有系列型谱作为设计时应该遵照的基础。因此，对这些基本知识和资料作些简要介绍。铣床系指主要用铣刀在工件上加工各种表面的机床。通常铣刀旋转运动为主运动，工件(和)铣刀的移动为进给运动。
铣削时，铣刀切入工件时切削速度方向与工件的进给方向相反，这种铣削方式称为逆铣。逆铣时，刀齿的切削厚度从零逐渐增大。刀齿在开始切入时，由于切削刃钝圆半径的影响，刀齿在工件表面上打滑，产生挤压和摩擦，使这段表而产生严重的冷硬层。滑行到一定程度时，刀齿方能切下一层金属层。下一个刀齿切入时，又在冷破层上挤压、滑行，使刀齿容易磨损,同时使工件表面粗糙度值增大。此外，逆铣加工时，当接触角大于一定数值时，垂直铣削分力向上易引起振动。
铣削时，铣刀切出工件时的切削递度方向与工件的进给方向相同，这种铣削方式称顺铣，顺铣时，刀齿的切削厚度从最大逐渐递减至零：, 避免了逆铣时的刀齿挤压、滑行现象，已加工表面的加工硬化程度大为减轻，表面质量也较高，刀具耐用度也比逆铣时高。同时，垂直方向的切削分力始终压向工作台，避免了工件的振动。顺铣时，铣削力的纵向分力方向始终与驱动工作台移动的纵向力方向相同。如果丝杠与螺母传动副中存在间隙，当纵向铣削分力大于工作台与导轨之间的摩擦力时，会使工作台带动丝杠出现窜动，造成工作台振动，使工作台进给不均匀，严重时会出现打刀现象。因此，如采用顺铣，必须要求铣床工作台进给丝杠螺母副有消除间隙的装置，或采取其他有效措施。因此，在没有丝杠螺母间隙消除装置的铣床上，宜采用逆铣加工。铣床也可以加工平面、沟槽、加工各种曲面、齿轮等。本次设计的是普通铢床主轴变速箱。
2、操纵性能一些基本要求：
1)具有皮带轮卸荷装置；
2)主轴的变速由变速手柄和滑移齿轮完成。
1.2机床课程设计的目的：
机械系统设计课程设计是在学生学完机械系统设计及先行课程之后进行的实践性教学环节，是我国机械设计及其自动化品牌专业高级应用型工程技术人才培养的重要环节。
其目的在于通过典型机械系统如通用机床的主轴变速传动系统的计算与设计，使学生在拟定传动结构方案、结构设计，和数字控制等先进制造技术，以及设计计算说明书等技
术文件编写等方面的基本技能和实际运用能力得到比较系统的训练。
1.3车床的规格系列和用处：
规格系列：
铣床图片如下所示：
表1 X6132万能升降台铣床的主参数（规格尺寸）和基本参数
17
1
min
max 5030
1500Φ
===Φ
==
-z n n n R
1.4 应用
用处：该机床用于铣削平面、斜面、沟槽、齿轮等。工作台可绕垂直轴在水平面 45±范围
整，如采用分度头附件，还可加工螺旋表面。
二、传动设计
2.1 公比选择
已知最低转速n min =30r/min, 最高转速n max =l600r/min, 变速级数Z=18, 转速调整范围：
17
1
min
max 5030
1500Φ
===
Φ
==
-z n n n R
2.2求出转速系列
根据最低转速n min =30r/min, 最高转速n max =l600r/min,公比1.26, 按《机床系统设计》(侯珍秀编)选出标准转速数列：1500 1180 950 750 600 475 375 300 235 190 150 118 95 75 60 47.5 37.5 30 单位：r/min.
2.3 主电机选择
最低转速 Nmin
(
min
r ) 最低转速 Nmax ( min
r
)
主电机转
速
( min
r
) 主电机功率
N （kw ）
公比?
转速级数Z
30
1500
1450 7.5 1.26 18
合理的确定电机功率, 使机床既能充分挥其使用性能，满足生产焉要，又不致使电机经常轻载而降低功率因素。一般金属切削机床的驱动，如无特殊性能要求，多采用Y 系列封闭自扇冷工鼠笼型三相异步电动机。Y 系列电动机高效、节能、起动转矩大、噪声低、振动小、运行安全可靠。如电动机的功率是7.5KW,根据《机床设计手册》选Yl32M-4,
2.4 主传动方案拟定
拟定传动方案，包括传动型式的选择以及开停、幻想、制动、操纵等整个传动系统的确定。传动型式则指传动和变速的元件、机构以及组成、安排不同特点的传动型式、变速类型。
传动方案和型式与结构的复杂程度密切相关，和工作性能也有关系。因此，确定传动方案和型式，要从结构、工艺、性能及经济等多方面统一考虑。
传动方案有多种，传动型式更是众多，比如：传动型式上有集中传动，分离传动；扩大变速范围可用增加传动组数，也可用背轮结构、分支传动等型式；变速箱上既可用多速电机，也可用交换齿轮、滑移齿轮、公用齿轮等。
显然，可能的方案有很多，优化的方案也因条件而异。此次设计中，我们采用集中传动型式的主轴变速箱。
2.5 传动结构式、结构网的选择
结构式、结构网对于分析和选择简单的串联式的传动不失为有用的方法，但对于分析复杂的传动并想由此导出实际的方案，就并非十分有效。
2.5.1确定传动组及各传动组中传动副的数目
一定变速组组数的变速系统可由不同数目的变速组组成。变速传动装置总变速级数应等于各变速组变速级数的连乘积，即????????=r q Z p ，式中Z —主轴总变速级数；p 、q 、r —各组变速机构的变速级数（即为每组传动副数）。
减少变速组的数目可以缩短传动链，但在总变速级数不一定的情况下，势必会增加各变速组内传动副数目P ，并且降速过快，会导致齿轮的径向尺寸增大。18级转速的变速系统，其变速级和传动副数的组合方案为：
2
918921836186318332183231823318?=?=?=?=??=??=??=⑦⑥⑤④③②①
首先应该确定，预使主轴得到18级转速需要几个变速组，以及他们各需要几个传动副。 方案①②③：变速组数目为3个，传动轴数最少为4根，但齿轮对数目为8233=++，结构简单、紧凑，同时由于机床结构原因，通常采用双联或三联齿轮进行变速。
方案④-⑦：虽然变速组数目为2个，传轴轴数最少为3根，但齿轮对数目为3+6=9、9+2=11，比方案①~③中多。同时使变速箱的轴向尺寸增加，使操纵机构变得复杂，难以实现。
综上所述，主轴为18级转速的变速系统，应采用由3个变速组所组成的方案，即应选择方案①②③。
2.5.2确定传动顺序
在一般情况下，变速系统为降速的，电动机转速往往比主轴变速范围内大多数转速高，现对上述方案进行分析。
方案①：变速组a 有3对传动副，在靠近主轴处为低速的变速组b 为2对，变速组c 也为2对。根据扭矩公式可知，当传动件传递的功率一定，转速高时所传递的扭矩小，则轴、齿轮等传动件尺寸相应的可小一些。因此，从传动顺序来说，应尽量使前面的传动件多些，可节省材料，减轻重量，故第一方案为最佳方案。
2.5.3确定扩大顺序
当传动顺序确定后，由于基本组、扩大组的排列顺序不同，可得出不同的排列方案，其结构式为：
1
26162316913361931233182331823318233182331823318??=??=??=??=??=??=⑥⑤④③②①
射线开口大势必造成低转速较低，其结果是使传动件的尺寸较大。因此，在网上表现为前后传动组的射线间开口笑，后面传动组的射线间开口大，这时各变速组的变速范围是逐渐增大的，故方案①为最佳方案。
2.5.4确定变速组中的极限传动比及变速范围
在主传动系统中，对于降速，为了防止被动齿轮的直径过大而使径向尺寸太大，常应限制最小传动比4
1u min ≥
。对于升速，为了防止产生过大的振动和噪声，常应限制最大传动比
)(5.2u )(2u max max 斜齿轮；直齿轮≤≤。
由于齿轮副的极限传动比有了限制，则变速组的最大变速范围相应地也应有一定的限制。在主运动中：
)(104
15.2r )
(84
12r min
max max min max max 斜齿直齿===
===
u u u u
2.5.5确定最小传动比
在设计传动系统时，电动机与主轴的转速已经确定。当降速时，分配传动比应使各个中间传动轴的最低转速适当地高些。因为n高后，在传递一定功率下，传递的扭矩就小，相应的使传动件的尺寸也小。未来使更多的传动件在相对高速下工作，减少变速箱的结构尺寸，除了在传动顺序上前多后少，扩大顺序上前密后疏，对于降速运动最小传动比应采取前缓后急的原则，即在传动顺序上，越靠前最小传动比越小，最后变速组的最小传动比常取1/4。据上所述，主运动转速图为：
传动系统图为：
三、传动件的估算
3.1 带轮设计
1、确定计算功率p
ca
查表8-6 知2.1
=
k A
p
ca =kw p
k A9
5.7
2.1=
?
=
其中，p
ca
——主动带轮传动的功率：k A——工作情况系数。
2、选择带型 根据计算功率
p
ca
和小带轮转速n 1由图8-9知选择V 带B 型。
3、确定带轮的基准直径d d 1和d
d 2
初选小带轮的基准直径d d 1。
小带轮直径d d 1应满足条件：≥
d d 1
d
min
根据机械设计8-11图，d
min
=140mm 。取主
动轮基准直径d d 1=150mm
根据式（8-15）从动轮基准直径d d 2 d
d 2
=i
d
d 1
=1.933?150=289.95mm ，其中，i=21/n n 。
根据表8-8取d
d 2
=290mm
按式（8-13）验算带的速度
s m s m s m V n
d d /25/39.11/1000
601450
1501000
601
1
?=???=
?=
ππ
带的速度合适
4、确定A 型V 带的基准长度和传动中心距
根据)(2)(7.021021d d a d d d d d d +??+初步确定中心距：初定中心距
mm a
4500
=
根据式（8-22）计算带所需的基准长度 mm d d a
d d d
d
a L
d d d
1602412)(2
20
2
2
1
01)
(=+++
=-π
由表8-2选带的基本长度Ld=1600mm
按式（8-21）计算实际中心距a 4512
1600
16022502
1
=-+
=-
+
=
d
Ld a L
a
5、验算主动轮上的包角α1 由（8-6）得： 120162180180
3.57451
150
2903.571
2
1
?=?--
=?--
=a
d
d d d α
主动轮的包角合适
6、计算V 型带的根数Z
由式（8-22）k
k p p p
l
ca
Z α)(0
?+=
由 m r n /14501= mm d d 1501= 933.1=i 查表8-4a 和表8-4b
得
kw p
22.30
= kw p
4.00
=?
查表8-5得：95.0=αk 查表8-2得 92.0=k l
根故取3Z 84.292
.095.062.39
)(0
==??=
?+=
k
k p p p
l
ca
Z α
7、计算预紧力F 0
由式8-27知 qv
k v
p F z
ca 2
0)15
.2(
500
+
-=α
查表8-3得q=0.18kg/m 故：
N F 28.295]39.1118.0)195
.05.2(
3
99500[2
0=?+-???
=
8、计算作用在轴上的压轴力式（8-28）F P
F
P =2Z N F
87.1749]2
162sin
28.29532[2
sin
1
=???=?
α
3.2 齿轮齿数以及计算转速的确定
当各变速组的传动比确定以后，可确定齿轮齿数。对于定比传动的齿轮齿数可依据机械设计手册推荐的方法确定。对于变速组内齿轮的齿数，如传动比是标准公比的整数次方时，变速组内每对齿轮的齿数和z S 及小齿轮的齿数可以从表3-6（机械制造装备设计）中选取。一般在主传动中，最小齿数应大于18～20。采用三联滑移齿轮时，应检查滑移齿轮之间的齿数关系：三联滑移齿轮的最大齿轮之间的齿数差应大于或等于4，以保证滑移是齿轮外圆不相碰。
3.2.1齿轮齿数的确定
第一组齿轮：传动比52
.2126
.1112126.11158.1126.111u 443332
2
2
1=
=
Φ
=
==Φ=
==Φ=
u u ，查《机械系统设计》表4.1可得相应
的齿数和Z S 的值可取60，78..........,我们可取Z S 的值为60，则各齿轮相对应的齿数为??
?==37
2343Z Z ??
?==40
2065Z Z ??
?==43
1787Z Z
检查主轴各级转速误差：检验式为
%1-10n -）（理
实
理Φ?±n n
式中 公比值
—主轴实际转速
—主轴理论转速
—实理Φn n
★第一对齿轮
①
026
.00185.0475
216
.466-475n -216
.46637
23750?==
=?
=理
实
理实n n n 符合要求
★第二对齿轮
②
026
.00375
375-375n -375
40
20750?==
=?
=理
实
理实n n n 符合要求
★第三对齿轮
③
026
.00116.0300
96.51
2-300n -51
.29643
17750?==
=?
=理
实
理实n n n 符合要求
第二组齿轮：传动比52
.21126.11158.14
32
2
1=
Φ
=
=
Φ=
=Φ
=u u u ，查《机械系统设计》表4.1可得相应的齿数
和Z S 的值可取70,77..........,我们可取Z S 的值为70，则各齿轮相对应的齿数为
???==2743109Z Z ???==3931
1211Z Z ??
?==50
201413Z Z 检查主轴各级转速误差：检验式为
%1-10n -）（理
实
理Φ?±n n
式中 公比值
—主轴实际转速
—主轴理论转速
—实理Φn n
★第一对齿轮
①
026
.00086.0750
48
.756-507n -48
.75627
43475?-==
=?
=理
实
理实n n n 符合要求
★第二对齿轮
②
026
.00068.0375
56
.377-375n -56
.37739
31475?-==
=?
=理
实
理实n n n 符合要求
★第三对齿轮
③
026
.00190
190190n -190
50
20475?=-=
=?
=理
实
理实n n n 符合要求
第三组齿轮：传动比
4
112623
1=
=
==u
u u u ，查《机械系统设计》表4.1可得相应的齿数和Z
S 的值可取85,89,90,95..........,我们可取Z S 的值为89，则各齿轮相对应的齿数为
???==30591615Z Z ??
?==71
18
1817Z Z 检查主轴各级转速误差：检验式为
%1-10n -）（理
实
理Φ?±n n
式中 公比值
—主轴实际转速
—主轴理论转速
—实理Φn n
★第一对齿轮
①
026
.0016.01500
4751-5001n -1475
30
59750?==
=?
=理
实
理实n n n 符合要求
★第二对齿轮
②
026
.000074.0190
14
.190190n -14
.19071
18750?-=-=
=?
=理
实
理实n n n 符合要求
3.2.2齿轮计算转速的确定
①齿轮15Z 的计算转速。齿轮15Z 装在Ⅳ轴上，从转速图可以看出，15Z 共有
118r/min~750r/min 共9级转速，经齿轮15Z /16Z 传动主轴得235r/min~1500r/min 这9级转速能传递全部功率，故齿轮15Z 的这9级转速也能传递全部功率，其中最低转速118r/min 正好为齿轮15Z 的计算转速。
②齿轮16Z 的计算转速。齿轮16Z 装在Ⅴ轴（主轴）上，有235r/min~1500r/min 共9级转速，都能传递全部功率，其最低转速235r/min 即为齿轮16Z 的计算转速。
③齿轮17Z 的计算转速。齿轮17Z 装在Ⅳ轴上，有118r/min~750r/min 共9级转速。其中375r/min~750r/min 的4级转速能传递全部功率，而118r/min~300r/min 的5级转速不能传递全部功率。因此，齿轮17Z 的计算转速即为375r/min 。
其余依次类推，各齿轮的计算转速如下。
齿轮的具体值见表：
齿轮序号 1Z 2Z 3Z 4Z 5Z 6Z
7
Z
8Z 9Z
计算转速 1450 695 695 475 695 375 695 300 300
齿轮序号
10Z
11Z
12Z
13
Z
14Z
15
Z
16
Z
17
Z
18
Z
计算转速
475 300 235 300 118 118 235 375 95
齿轮尺寸表
齿轮齿数
z 模数
m
分度圆
d
齿顶圆
a
d
齿根圆
f
d
齿顶高
a
h
齿根高
f
h
3 23
4 92 100 82 4 5
4 37 4 148 156 138 4 5
5 20 4 80 88 70 4 5
6 40 4 160 168 150 4 5
7 17 4 68 76 58 4 5
8 43 4 172 172 162 4 5
9 43 4 172 172 162 4 5
10 27 4 108 116 98 4 5
11 31 4 124 124 114 4 5
12 39 4 156 156 146 4 5
13 20 4 80 88 70 4 5
14 50 4 200 208 190 4 5
15 59 3 177 183 169.5 3 3.75
16 30 3 90 96 82.5 3 3.75
17 18 4 72 80 62 4 5
18 71 4 284 292 274 4 5 3.3轴及传动轴的计算转速
①主轴的计算转速。由《机械系统设计》中表1.8可查出
min /9565
min 1
3
18
min r n n n n j ==Φ
=Φ
=-
②传动轴的计算转速。从转速图上可以看出，Ⅳ轴共有9级转速：118r/min~1500r/min
之间的所有转速都传递全部功率。此时，Ⅳ轴若经齿轮副17Z /18Z 传动主轴，它只有在375r/min~750r/min 的那4级转速时才能传递全部功率；若经过齿轮副15Z /16Z 传动主轴。则118r/min~750r/min 的9级转速能传递全部功率，因此，其中的最低转速118r/min 即为Ⅳ轴的计算转速。 其余，依次类推。各轴的计算转速如下： 轴序号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 计算转速
1450
750
300
118
95
3.4齿数模数的确定
一般同一变速组中的齿轮取同一模数，选择负荷最重的小齿轮按简化的接触疲劳强度公
式计算()[]3
2
2
1
116338
d
j m j j
i N m m m Z i n ?σ±?=????????
式中：j m ——按疲劳接触强度计算的齿轮模数[]mm
d N ——驱动电机功率[]KW j n ——计算齿轮的计算转速[]rpm
i ——大齿轮齿数和小齿轮齿数之比1i ≥ 1Z ——小齿轮齿数
m ?——齿宽系数，m B m
?=
（B 为齿宽，m 为模数）
j σ????
——许用接触应力 []M Pa
传动组1模数： 3
122
43
(
1)7.51716338
2.234310171370750
17
m ±?==????
传动组2模数： 3
222
50
(
1)7.5
2016338
2.735010201370300
20
m ±?==???? 传动组3模数：3
32
2
71(
1)7.518
16338
3.8571101181370118
18
m ±?==??
??
故选取标准模数 123m 4,4,4m m ===
3.5 齿宽的确定
()
()()()()I II III
IV 1234567891011610,B =6104=2440m m B =6104=2440m m
B
=6104=2440m m
B =6104=2440m m B =28B =28B =30B =34B =34B =30B =25B =25B =30B =30B =35B m m B m m ψψ==???? 为模数第一套啮合齿轮：第二套啮合齿轮：第三套啮合齿轮：反转啮合齿轮：所以，取各齿轮齿宽如下：
，，，，，，，，，，1213141517=30B =35B =30B =28B =28
，，，，
3.6传动轴直径的计算
传动轴除应满足强度要求外，还应满足刚度的要求，强度要求保证轴在反复载荷和扭载荷作用下不发生疲劳破坏。机床主传动系统精度要求较高，不允许有较大变形。因此疲劳强度一般不是主要矛盾，除了载荷很大的情况外，可以不必验算轴的强度。刚度要求保证轴在载荷下不至发生过大的变形。因此，必须保证传动轴有足够的刚度。
1234I 11222I I 2123V =096=0.989=096=0.98
I P =P =7.50.960.98=7.056K W n =1450r/m in II P =P =7.50.960.980.96=6.638K W n =750r/m in III ηηηηηηηηη?????为（带传动效率）.，（滚子轴承），（级精度的齿轮）.，为（十字滑块联轴器）轴：轴：3232I I I 31234343I V 41235V 4234
111P =P =7.50.960.980.96=6.245K W n =300r/m in IV P =P =7.50.960.980.96=5.876K W n =118r/m in V P =P =5.8760.980.96=5.528K W n =95r/m in P T =95510=n ηηηηηηηη??????????轴：轴：轴：4444422244533344544444555
7.056
95510=4.6510N m m 1450
P 6.638
T =95510=95510=8.4510N m m n 750
P 6.245
T =95510=95510=1.9910N m m n 300
P 5.876
T =95510=95510=4.7610N m m n 118
P 5.528
T =95510=95510=5.5n 95
????????????????????????
??
[]
[]
[]4
4
4
4
4
4
4
1
I 4
2
II 5
3
III 5 I II III 0.5
T 4.6510
=1.64=1.64=28.64m m d=40m m 60306
0.5
T 8.4510
=1.64=1.64=33.25m m d=40m m 60306d=45m m 60307
0.5T 1.9910
=1.64=1.64=410.5
610N m m d d d ψψψ
??
?
??
?
??
???传动轴为，，轴，一般传动轴取取轴承取，轴承；轴承[]
[]
4
4
4
4
5
4
IV 4
5
V .19m m d=40m m 60306d=45m m 60307
T 4.7610
=1.64=1.64=51.23m m d=50m m 60310d=55m m 603110.5
d=75m m 60312T 5.5610
=1.64=1.64=53.26m m d=50m m 60310
0.5
60306 d d ψ
ψ??
?
??
?
取，轴承；轴承取轴承；轴承；
轴承取轴承轴承 60307603106031160312 T =13.25 T =15.25 T =21.25 T =23.25 T =25.25 C =10 C =12 C =18 轴承 轴承 轴承 轴承 C =19 C =20 D =42 D =52 D =90 D =110 D =120 d=20 d=25 d=50 d=60 d=70 B =14 B =15 B =21 B =22 B =23
机电一体化原理应掌握的知识(doc 9页)
机电一体化原理应掌握的知识(doc 9页)
机电一体化原理应掌握的重要知识点（简答） 第二章机械系统设计 1.机电一体化共性关键技术包括机械技术、计算机与信息处理技术、检测与传感技术、自动控制技术、伺服驱动技术、系统总体技术 2.机电一体化对机械系统的基本要求：（1）. 精度高、刚度高、无间隙(尽可能小) （2）. 响应快、摩擦小、惯量小、谐振频率高（高接触刚度，可避免共振） （3）. 稳定性好、可靠性高、阻尼合适、体积小、重量轻、寿命长等 3.机械系统的组成包括传动机构、导向机构（起导向与支承作用 )、执行机构 4.滚珠丝杠副轴向间隙的调整和加预紧力的方法有垫片调隙式、螺纹调隙式、齿差调隙式 5.滚珠丝杠副的支承方式有一端固定、一端自由；一端固定、一端游动；两端固定三种 6.工业机器人的机械夹持器可分为圆弧开合型、圆弧平行开合型、直线平行开合型三种 第三章直流电动机的工作原理及特性 1.直流电动机的优缺点:优点：调速、启动、制动性能好，控制器简单，短时过载能力强。缺点：结构较复杂，价格较高，换向器与电刷处有火花放电腐蚀，需定期维护。 2.直流电动机与直流发电机的工作原理 直流电动机：电动机定子提供磁场，直流电源向转子的绕组提供电流，换向器使转子电流与磁场产生的转矩保持方向不变。 直流发电机：直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应产生的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势的原理。 3.直流电动机/发电机内部的电磁感应公式，机械特性指电动机转速与电磁转矩间的关系，已知直流他励电动机机械特性公式，会推导
(8) (9) 9.结合直流他励电动机的机械特性曲线简述反馈制动的原理、特点 原理：当电机n>n0时，因电枢电流方向改变，电磁转矩方向也改变，成为制动转矩。特点：制动转矩大，速度稳定性好，效率高，节能。 10.直流电动机启动方法有电枢串电阻启动、降压启动 11.大直流电动机为什么不允许在额定电压下直接启动？ （1）、启动电流Ist太大会使换向器产生严重的火花,烧坏换向器；破坏电网工作。（2）、启动转矩太大,机械冲击太大，使传动机构损坏。 12.结合直流他励电动机的机械特性曲线简述电源反接制动的原理、特点
机械系统设计说明书
《目录》 一.课程设计的目的 (1) 二.《机械系统设计》课程设计题目 (1) 三.传动系统设计 (3) 四. 主轴.传动组及相关组件的验算 (17) 五.设计总结 (35) 六.参考文献 (36)
一. 课程设计的目的 《机械系统设计》课程设计是在学习完本课程后，进行一次学习和设计的综合性练习。通过课程设计，使我们能够应用所学过的基础课、技术基础课和专业课的有关理论知识及生产实习等实践技能，达到巩固、加深和拓展所学知识的目的。通过课程设计，分析比较机械系统中的某些典型结构，进行选择和改进；结合结构设计，进行设计计算并编写技术文件；完成系统主传动设计，达到学习设计步骤和方法的目的。通过设计，掌握查阅相关工程设计手册，设计标准资料的方法，达到积累设计知识和设计技巧，提高我们设计能力的目的。通过分析和解决工程技术问题的能力，并为进行机械系统设计创造一定的条件。 二．《机械系统设计》课程设计题目 设计题目： 分级变速主传动系统设计 技术参数： =40r/min , =400r/min Z=6 公比 =1.58 电机参数： 电机功率 P=4KW 电机转速 n=1430r/min 设计对象： 本设计自选为普通车床，最大加工直径400mm. 设计要求： 1.完成装配图的设计，包括床头箱传动系统 展开图和床头箱剖视图。 2.完成设计说明书一份，页数在20页左右，打印件，书写规格 按《哈尔滨理工大学本科生毕业设计( 论文）撰写规范》 书写。
三.传动系统设计 3.1 传动设计 3.1.1 确定转速数列及转速范围 由设计题目知最低转速为63r/min,公比为1.58，查文献[2]表2.12，查得 主轴的转速数列值为（单位：r/min）:40，63，100，160，250，400. 转速范围Rn= ===10 3.1.2定传动组数和传动副数 本设计为6级变数，考虑到结构的紧凑性，在变速组后加一定比传动组。方案为： 6=3×2×1 3.1.3 齿轮齿数的确定 ≤≤2,因此≤≤,故取== ====4＜8 所以满足条件 = = ==2.5＜8 所以满足条件 由转速图上定的传动副和传动比，查文献[2]表4.1，齿数和最大不超过100~120，可得各齿轮组的齿数如下表：
bcm试验台机械系统设计大学论文
目录 第一部分：我的机械设计制造工程师职业规划 ............ 错误！未定义书签。 1 我的就业意向 ......................................................... 错误！未定义书签。 2 机械行业前景分析 ................................................. 错误！未定义书签。 3 自我评估.................................................................. 错误！未定义书签。 4强化职业能力的方案途径 ...................................... 错误！未定义书签。第二部分BCM试验台机械系统设计 ............................ 错误！未定义书签。摘要 .. (10) 前言 (10) 第1章汽车BCM概述及BCM试验台的前景分析 (11) 1.1BCM在汽车中应用的必然性 (11) 1.2BZ10重卡汽车BCM的结构 (11) 1.3汽车BCM功能及测试原理 (14) 1.4汽车BCM试验台的前景分析 (17) 第2章BCM试验台机械系统的总体设计方案 (19) 2.1 BCM试验台的总体布局设计 (19) 2.2 BCM试验台工作过程分析 (20) 2.3 BCM试验台主要装备形式的选取 (20) 第3章供料装置的设计 (21) 3.1 供料仓的设计 (21) 3.2 滚珠丝杠螺母副的设计 (22) 3.3 驱动电动机的选型与计算 .................................. 错误！未定义书签。 3.4 同步带轮的设计 .................................................. 错误！未定义书签。第4章测试装置及输送装置的设计 (24) 4.1 测试装置的设计 (24) 4.1.1测试装置的整体结构 (24) 4.1.2测试装置的主要部件设计 (25) 4.2 输送装置的设计 (25) 4.2.1输送装置的结构及工作过程 (25) 4.2.2输送装置的主要部件设计 (25)
电大机电一体化系统设计习题汇总(知识点复习考点归纳总结参考)
机电一体化系统设计习题汇总 第一章：概论 1.关于机电一体化的涵义，虽然有多种解释，但都有一个共同点。这个共同点是什么? 2.机电一体化突出的特点是什么?重要的实质是什么？ 3.为什么说微电子技术不能单独在机械领域内获得更大的经济效益? 4.机电—体化对我国机械工业的发展有何重要意义? 5.试列举20种常见的机电一体化产品。 6.试分析CNC机床和工业机器人的基本结构要素，并与人体五大要素进行对比，指出各自的特点。 7.机电一体化产品各基本结构要素及所涉及的技术的发展方向。 8.机电一体化设计与传统设计的主要区别是什么? 9.试举例说明常见的、分别属于开发性设计、适应性设计和变异性设计的情况。 10.为什么产品功能越多，操作性越差?为何产品应向“傻瓜化”方向发展? 11.试结合产品的一般性设计原则，分析和理解按“有限寿命”设计产品的目的和意义。 第二章：机械系统设计 1. 机电一体化产品对机械系统的要求有哪些? 2. 机电一体化机械系统由哪几部分机构组成，对各部分的要求是什么? 3. 常用的传动机构有哪些，各有何特点？ 4. 齿轮传动机构为何要消除齿侧间隙? 5. 滚珠丝杠副轴向间隙对传动有何影响?采用什么方法消除它？ 6. 滚珠丝杠副的支承对传动有何影响?支承形式有哪些类型?各有何特点? 7. 试设计某数控机床工作台进给用滚珠丝杠副。己知平均工作载荷F＝4000N，丝杠工作长度l＝2m，平均转速＝120r／min，每天开机6h，每年300个工作日，要求工作8年以上，丝杠材料为CrwMn钢，滚道硬度为58—62HRC，丝杠传动精度为±0.04mm。 8.导向机构的作用是什么?滑动导轨、滚动导轨各有何特点? 9.请根据以下条件选择汉江机床厂的HJG—D系列滚动直线导轨。作用在滑座上的载荷F＝18000N，滑座数M=4，单向行程长度L＝0.8m，每分钟往返次数为3，工作温度不超过120℃，工作速度为40m／min,工作时间要求10000h以上,滚道表面硬度取60HRC。 10.滚动直线导轨的形式有哪些?各有何特点? 11. 塑料导轨的特点是什么?常用的塑料导轨有哪些？如何使用? 第三章：接口设计 1.试述机电—体化接口设计的重要性。 2.试述机电一体化产品接口的分类方法。 3. 试述人机接口的作用和特点。 4.人机接口中，常用的输入设备有哪几种？常用的输出设备有哪几种？ 5.设计键盘输入程序时应考虑哪几项功能？ 6.七段发光二极管显示器的动态工作方式和静态工作方式各具有什么优缺点？ 7. 在进行PP40打印机接口设计时，可否直接将STB连到WR上？为什么？ 8.试述机电接口的作用和特点。 9. 在机电接口的控制输出接口中，常用的电力电子器件有哪些？ 10.在机电接口中，光电耦合器的作用是什么？
机械系统设计讨论课
机械系统设计讨论课汇报 班级：机设08-1 组内成员：庞沙沙何宏雷宋盈盈指导老师：汪飞雪 完成时间：2011年10月26日
目录 一、平行辊矫直机原理 (3) 二、平行辊矫直机结构参数计算 (3) 三、平行辊矫直机力能参数计算 (5) 四、平行辊矫直机工艺参数计算 (8) 五、讨论感想 (9) 六、参考文献 (9) 七、组内分工 (9)
一、平行辊矫直机原理 平行辊矫直机属于连续性反复弯曲的矫直设备，这种矫直机克服了脚力矫直机断续工作的缺点，是矫直效率成倍提高，使矫直工序得以进入连续生产线。 金属材料在较大弹塑性弯曲条件下，不管其原始弯曲程度有多大区别在弹复后所残留的弯曲程度差别会显著减小，甚至会趋于一致。随着压弯程度的减小其弹复后的残留弯曲必然会一致趋近于零值而达到矫直目的。因此平行辊矫直机必须具备两个基本特征，第一是具有相当数量交错配置的矫直辊以实现多次反复弯曲；第二十压弯量可以调整，能实现矫直所需要的压弯方案。 二、平行辊矫直机结构参数计算 1、辊系与辊数 （1）辊系 首先需要选定辊系，为了兼顾扩大适用范围及缩小空桥区的两个目 的，曾提出双交错变辊矫直辊系，如图3-8所示，辊系中,2、,3、,4及,5各辊为液压恒压支承或在形成连续梁受力时自动卸载变为零压支承。其恒压是只能对工件头尾有矫直作用的压力。于是这种辊系，第一，可矫直中等断面的工件，相当于辊距为p=21t 的矫直机；第二，可矫中等断面的工件，使,2、,3、,4及,5各辊处于浮动状态，其压力只能矫直头尾，而对其他各辊只有较小的增压作用；第三，可矫大型断面的工件，上述恒压辊在变成零压辊之后辊距增大到p=3t +2 t 61t ，也达到了变距的效果。这样“变辊距”要比其他办 法有三个优点，其一为容易调整；其二为机架刚性好；其三为空桥区很短。
打乒乓球机器人机械系统设计_本科论文
打乒乓球机器人机械系统设计 黄金梭 （机械与汽车工程学院指导教师：段福斌） 摘要：本篇设计在介绍乒乓球机器人的发展状况以及研制乒乓球机器人的意义后，提出了一个乒乓球机器人的设计方案。根据技术参数的要求，进行了一些重要结构和零部件的设计计算。同时也参考了前人的成功范例，进行次要零部件的设计、制图。整机制造装配完成后，经测试满足人机对打的设计目标。 关键词：机器人；乒乓球；机械系统 Abstract:In this design, a method of designing the table tennis robot is proposed after we decribe the current situation of the table tennis robot’s development and the meaning of designing the table tennis robot. The design and calculation of some importmant mechanisms and componants are made according to the requirement of the technical parameter. At the same time, we also study the robots as reference which were already developed succcessfullly by the predecessors to design and draw the subordinate componants. After the manufacturing and the assembling of the whole machine, we test the robot and find that it meet the target of man-machine Ping-Pong playing. Keywords：Robot；Ping-Pong；Mechanical System 第一章绪论 1.1 课题背景 作为一门发展迅速的新兴学科，机器视觉识别技术正在越来越多的领域得到了非常广泛的运用。在过去，通常是用人眼对目标进行识别、跟踪和分析。现在，由于视觉识别技术的发展，可以用摄像机和计算机代替人眼实现生产更高程度的自动化。随着电子计算机科学，图像处理技术，模式识别技术与理论的迅速发展，机器视觉的实际研究与应用价值正日益得到重视，并不断在许多领域取得骄人的成果。如物流系统运用视觉识别技术对货物进行自动识别，大大提高了生产效率；机器人配上识别系统，可以在不需要人参与的情况下进行更多过去无法完成的任务等等。可见，对如此重要的视觉识别学科的研究是具有非常大的理论和现实意义的。当然，这种学科的研究必须有一个实验台架，来检验和调试视觉识别系统的视觉识别、轨迹分析和电气控制系统水平高低，这种实验台架就是一台乒乓球机器人。鉴于此，
集美大学 机械系统设计期末知识点总结
系统是指具有特定功能的，相互间具有有机联系的诸多要素组成的一个整体 机械系统：由若干机械要素组成，彼此间有机联系完成特定功能。 1系统的特性：1 目的性2 整体性3相关性4环境适应性。 2系统的组成：1动力系统2传动系统3执行系统4控制系统5支承系统. 3系统的6个原理：1整体性原理2结构性3开发性4动态性5层次性6目的性 4机械系统的基本要求：1功能要求2性能要求3可靠性要求4工作效率5适应性6经济性7寿命要求5系统的一般设计过程：市场需求-产品策划-产品设计-产品制造-产品销售-产品运行-产品报废与回收 6机械系统设计的前沿设计：模块化设计，协同设计，绿色设计，虚拟设计，动态设计 7设计类型：开发设计，适应性设计，变异设计 8总体设计的原则：1需求原则2信息原则3系统原则4简单原则 9总体设计的内容：1原理方案设计2确定参数3总体结构设计4分析与评价 10工业技术系统处理对象：能量物料信息 11待设计系统的功能：变换传递保存 功能元：是指能够直接从技术效应和逻辑关系中找到可以满足功能要求的最小单位，是产品功能的基本单位，是产品功能分析的基本单元（物理功能元，数学功能元,逻辑功能元） 12总体布置的基本要求：1功能要求2性能要求3结构要求4工艺要求5使用要求 13主要技术参数的确定：1尺寸参数2 运动参数3 动力参数 14创新技法：类比创新法，组合创新法，头脑风暴法，TRIZ法 15方案评价的方法：加权评价法价值工程评价法模糊评价法（单因素，多因素） 传动系统的功能：1实现从动力源到执行件的升降速功能2实现执行件的变速功能3实现执行件运动形式和运动规律的变化功能4实现对不同执行件的运动分配功能5实现从动力源到执行件的动力转化16传动系统的类型：分级变速传动系统无级变速传动系统定比传动系统 17传动系统的组成：变速装置启停和换向装置制动装置安全保护装置 18扩大传动系统的变速范围1 增加传动组2采用分支传动3采用背轮机构4采用混合公比 19系统结构设计的原则：1从内到外2从主到此3从局部到整体4从粗略到详细 20执行系统的功能：1传递和输出所需要的运动2传递和输出所需要的动力3实现运动形式和运动规律的变换4完成预定的辅助功能 21执行系统的组成：1执行末端件：执行系统中直接完成工作任务的零部件完成一定动作 2执行机构：驱动执行构件，传递变换运动和动力以满足执行构件要求 22箱体轴线布置：1 平面布置2三角布置3轴线互相重合布置 23支撑件的静刚度：1自身刚度2局部刚度3接触刚度 24支撑件的截面形状：1 圆形截面扭转惯性炬较大矩形截面弯曲惯性矩较大2空心截面可以增大惯性矩3封闭结构的惯性矩比未封闭的大 25支承件的结构：1隔板2加强筋3窗孔4连接结构 26设计支撑件时在满足使用要求的前提下应尽量便于铸造焊接加工和装配 27提高支承件动态性能的措施：1提高支撑件的静刚度2增加支撑件的阻尼 28转速图的拟定原则：1前多后少2 前密后疏3 “升2降4”原则4 前慢后快 超速现象：当一条传动路线工作时，在另一条不工作的传动路线上传动件出现高速空转的现象。危害：加剧齿轮和离合器磨损及噪声，增大空载损失 29载荷的确定方法：1 类比法2实测法3计算法
机械系统设计课程设计7级变速
哈尔滨理工大学课程设计 题目：分级变速主传动系统设计 学院：机械动力工程学院 姓名： 指导教师：段铁群 系主任：段铁群 2013年08月29日
目录 第一章运动计算 1.1 课程设计的目的 1.2 课程设计的内容 1.3 课程设计的题目，主要技术参数和技术要求1.4 运动参数及转速图的确定 1.5 核算主轴转速误差 第二章动力计算 2.1 带传动设计 2.2 计算转速的计算 2.3 齿轮模数计算及验算 2.4 传动轴最小轴径初定 2.5 执行轴合理跨距计算 第三章主要部件的校核 3.1 主轴强度，刚度校核 3.2 传动轴刚度校核 3.3 轴承寿命校核 第四章总结 第五章参考文献
第1章运动计算 1.1课程设计的目的 《机械系统设计》课程设计是在学完本课程后，进行一次学习设计的综合性练习。通过课程设计，使学生能够运用所学过的基础课、技术基础课和专业课的有关理论知识，及生产实习等实践技能，达到巩固、加深和拓展所学知识的目的。通过课程设计，分析比较机械系统中的某些典型机构，进行选择和改进；结合结构设计，进行设计计算并编写技术文件；完成系统主传动设计，达到学习设计步骤和方法的目的。通过设计，掌握查阅相关工程设计手册、设计标准和资料的方法，达到积累设计知识和设计技巧，提高学生设计能力的目的。通过设计，使学生获得机械系统基本设计技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的能力，并为进行机械系统设计创造一定的条件。 1.2课程设计的内容 《机械系统设计》课程设计内容由理论分析与设计计算、图样技术设计和技术文件编制三部分组成。 1.2.1 理论分析与设计计算： （1）机械系统的方案设计。设计方案的分析，最佳功能原理方案的确定。 （2）根据总体设计参数，进行传动系统运动设计和计算。（3）根据设计方案和零部件选择情况，进行有关动力计算和校核。 1.2.2 图样技术设计： （1）选择系统中的主要机件。 （2）工程技术图样的设计与绘制。 1.2.3编制技术文件： （1）对于课程设计内容进行自我经济技术评价。
机械系统设计试题及答案
内蒙古民族大学2013-2014学年二学期 试卷答案（考查） 课程名称：机械系统设计考试时间：110分钟年级：11级 专业：机制、农机 一、简答题（6小题，共60分） 1、什么是专家系统？专家系统的作用是什么？简述现代虚拟样机仿真分析的目的与意义。答：一个或一组能在某特定领域内，以人类专家水平去解决该领域中困难问题的计算机程序。 专家系统的作用：减少设计人员的负担；适用于常规方法和分析程序无能为力的地方；快速；防止设计人员出错及保留系统的知识和经验的领域。 虚拟样机仿真分析的目的与意义：化设计；缩短周期、降低成本；提高性安全性；提高产品开发效率及产品设计质量。 2、试从人机工程学观点分析汽车驾驶室的布置设计。 答：人机工程学是运用生理学、心理学和其他有关学科知识，使人和机器相互适应，创造舒适和安全的环境条件从而提高工效的学科。 驾驶座椅的设计，根据不同的体格可以调整高度和前后位置。而且坐姿操作可减少疲劳。显示装置的设计，如速度里程表、油表等的设计充分利用人体工程及人的视觉习惯，便于观察，警醒作用。操纵装置设计，方向的大小以人施力最适宜的尺寸，而且活动灵活，长期驾驶不易疲劳。档位杆的设计充分考虑人手生理学特点，手握舒适，不产生滑动，施力方便。脚操纵的刹车，离合，油门等，与坐姿操作相适应。踏板采用矩形或椭圆性。转向按钮与方向盘一体便于操作。照明灯及前后镜子的设计也充分考虑人的视觉规律。 汽车驾驶室的设计，充分运用人体工程学的原理，使人在最舒适最不易疲劳的最易观察的角度安全驾驶。 3、机械工作状态能量信息论；机械工作过程能量损失论；机械工作过程节能效益论。 曲柄压力机动力机容量的选择，根据压力机负载而确定的有效能+系统广义储能+系统损耗能的综合，在乘以安全系数，便是动力机容量。 4、典型闭环控制系统有哪些基本环节组成？各有什么作用？ 答：给定环节、测量环节、比较环节、校正及放大环节和执行环节。 给定环节是给出与反馈信号同样形式和因次的控制信号。 测量环节用于测量被控变量，并将被控变量转换为便于传送和便于处理的另一物理量的环节。 比较环节是将来自给定环节的输入信号与测量环节发出的有关被控变量的反馈信号进行比较的环节。 校正及放大环节将偏差信号做必要的校正，并进行放大以便推动执行环节。 执行环节接受放大的控制信号，驱动被控对象按照预期的规律运行的环节。
机械系统设计课程论文爬楼机器人设计
2012机械系统设计课程论文 爬楼机器人设计 一、设计要求 设计一台能够转向和平地上行走的爬楼机器人，要求机器人从四个方位都能攀爬楼梯，在攀爬过程中机器人要保持水平姿态。从机械系统观念出发，提出不少于二套设计设计方案，并进行必要的方案评价和技术论证。 二、设计背景与意义 在城市里, 楼梯是人造环境中最常见的障碍，也是最难跨越的障碍之一。因此, 机器人的爬梯能力是移动机器人的重要越障性能指标。通过加载不同的仪器设备，机器人可广泛用于危险环境探查、救灾、助残、搬运等作业, 其应用价值巨大[1][2]。 三、爬楼机器人研究现状 总结目前国内外现有的爬楼梯装置和专利，按爬楼梯功能实现的原理主要分为履带式、轮组式、步行式爬楼梯装置[3]。 (l)履带式 履带式爬楼梯装置的原理类似于履带装甲运兵车或坦克，其原理简单，技术也比较成熟。履带式结构传动效率比较高，行走时重心波动很小，运动非常平稳，且使用地形范围较广，在一些不规则的楼梯上也能使用。它除了具备爬楼梯功能外，也能作为普通的电动轮椅使用。但是这类装置仍存在很多不足之处:重量大、运动不够灵活、爬楼时在楼梯边缘造成巨大的压力，对楼梯有一定的损坏；且平地使用所受阻力较大，而且转弯不方便，这些问题限制了其在日常生活中的推广使用。 (2)轮组式 轮组式爬楼梯装置按轮组中使用小轮的个数可分为两轮组式、三轮组式以及四轮组式。单轮组式结构稳定性较差，在爬楼过程中需要有人协助才能保证重心的稳定；而双轮组式虽能实现自主爬楼，但由于其体积庞大且偏重，影响了它的使用范围。 轮组式爬楼梯装置的活动范围广，运动灵活，但是上下楼梯时平稳性不高，重心起伏较大，会使乘坐者感到不适。此外，轮组式爬楼梯装置体积较大，很难在普通住宅楼梯上使用。 (3)步行式 早期的爬楼梯装置一般都采用步行式，其爬楼梯执行机构由铰链杆件机构组成。上楼时先将负重抬高，再水平向前移动，如此重复这两个过程直至爬完一段楼梯。步行式爬楼梯装置模仿人类爬楼的动作，外观可视为足式机器人，采用多条机械腿交替升降、支撑座椅爬楼的原理。步行式爬楼梯装置爬楼时运动平稳，适合不同尺寸的楼梯;但它对控制的要求很高，操作比较复杂，在平地行走时运动幅度不大，动作缓慢。 四、两种设计方案 <方案一> 袋鼠滑冰”机器人 （1）、设计构想 本产品通过曲柄凸轮机构的运动特色，设计出爬楼梯时的组件，也就是四个脚。人爬楼梯时，腿是弯曲的，用在机构上，就可以采用曲柄式的摇臂，带动袋鼠腿式的板结构，实现
机械系统设计--课程知识点考点总结
机械系统设计总结 1.机械是机构和机器的统称。机械零件是组成机械系统的基本要素。人与机器组成了生产中的最基本单元。 2.系统是指具有特定功能的相互间具有有机联系的若干个要素所组成的一个整体。 3.系统可以分为两种：流系统（柔性连接），结合系统（刚性连接）。 4.机械系统的定义：任何机械都是由若干装置部件和零件组成的一个特定系统，是一个由确定的质量刚度和阻尼的物体组成的，彼此有机联系的，并能完成特定功能的系统。 5.机械系统的组成：动力系统传动系统执行系统操作控制系统框架支承结构系统润滑系统等子系统组成。机械零件是组成机械系统的基本要素。 6.内部系统：机械本身构成的系统外部系统：人和环境构成的系统 7.现代机械系统：由计算机信息网络协调与控制用于完成包括机械力运动和能量流等动力学任务的机械和（或）机电部件相互联系的系统。 8.从系统类型来看，机械系统本身通常为结合系统。 9.机械系统特性：集合性整体性相关性目的性环境适应性。 10.整体性是系统所具有的最重要和最基本的特性。 11.动力系统包括动力机及其配套装置，是机械系统工作的动力源。按能量转换 性质的不同，动力机可分为一次动力机和二次动力机。一次动力机是把自然界的能源转变为机械能的机械，如内燃机汽轮机水轮机等。二次动力机是把二次能源（如电能液能气能）转变为机械能的机械，如电动机液压马达气动马达等。动力机输出的运动通常为转动，而且转速高。 12.选择动力机时，应全面考虑执行系统的运动和工作载荷机械系统的使用环境和工况工作载荷的机械特性等要求，使系统既有良好的动态性能，又有较好的经济性。 13.执行系统包括机械的执行机构和执行构件，是利用机械能来改变作业对象的性质状态形状和位置，或对作业对象进行检测度量等，以进行生产或达到其他预定要求的装置，根据不同的功能要求，各种机械的执行系统也不同，而且对运动和工作载荷的机械特性要求也不同。
CA6140机械系统设计课程设计
卧式车床CA6140机械传动系统课程设计 前言 在现在机械制造工业中，切削加工仍然是将金属毛坯加工成规定的几何形状、尺寸和表面质量的主要加工方法。所以金属切削机床是加工机器零件的主要设备，它所担负的工作量在一般生产中占制造机器总工作量的40%～60%，一个国家机床工业的技术水平标志着自身装备国民经济的能力，体现着一个国家的生产实力，反映着机械工业发展的水平。因此机床工业部门必须首先为各机械制造厂提供先进的、现代化的机床装备，实现我国国民经济现代化所具备的条件。显然，金属切削机床在我国社会主义建设中起着重大的作用。金属切削机床的设计就是为切削加工设计出既经济而且满足加工要求的车床，CA6140车床加工范围广，能够满足各方面加工的需要，在这种车床的主传动中，采用齿轮传动，因为齿轮传动效率高，如一级圆柱齿轮传动的效率可达99%，这对大功率传动十分重要，因为即使效率提高1%，也有很大的经济意义。而且结构紧凑工作可靠寿命长，传动比稳定，在齿轮设计中，应该首先考虑齿轮的工作条件和用途，使所设计的齿轮满足工作的需要，根据齿轮的工作条件，得出齿轮最可能的失效形式，然后进行校核，如齿根强度计算和接触疲劳强度校核，使其在有效工作期内安全可靠，在国内外齿轮的设计中，如何提高设计效率是普遍面临的问题，所以为提高设计效率，人们借助与计算机软件UG软件，它提供了功能强大的参数化设计平台。
目录 前言 ............................................................... 错误！未定义书签。 第1章机床的概述 (4) 1.1机床的作用和用途 (4) 1.1.1金属切削机床的作用： (4) 1.1.2机床的用途： (4) 1.2机床的规格 (4) 第2章机床的主传动设计 (7) 2.1主传动系统 (7) 2.1.1传动关系的确定 (7) 2.1.2各种转速的传动计算 (8) 2.1.3主传动系统图及传动内部的结构 (9) 2.1.4设计机床的主传动的基本要求错误！未定义书 签。 2.2主运动参数的选定 ............. 错误！未定义书签。 2.2.1确定最低和最高转速 .... 错误！未定义书签。 2.2.2确定其他参数 (13) 第3章机床传动装置的运动及参数的设计 (13) 3.1绘制转速图 (14) 3.1.1各轴转速 (14) 3.1.2各轴输入功率 (14) 3.1.3确定各轴的计算转速 (15) 3.1.4各齿轮的计算转速 (15) 3.1.5各轴的转矩 (15) 3.1.6转速图 (16) 3.2动力设计 ..................... 错误！未定义书签。 3.2.1带传动设计 ............ 错误！未定义书签。 第4章齿轮的设计 (19)
《机械系统设计》电子教案
第一章绪论 重点：机械，机械系统的相关概念及学科中的位置。 难点：学习机械系统设计课程的重要性。 讲授提示与方法：回顾机械工程的发展历程，注重机械系统的整体性，提高学生对机械系统设计的认知程度。 1.1机械系统设计在机械工程科学中的地位及作用 一、机械工程科学 1.机械工程科学的定义： 机械工程科学是研究机械产品（或系统）的性能、设计和制造的基础理论与技术的科学。 2.机械工程科学的组成： P1图1.1 （1）机械学：机械设计过程（核心部分）； （2）机械制造：机械制造过程（基础部分）。 3.机械学所包含的内容： P3图1.5 二、机械、机械系统、系统 1.机械：关于机械的定义，目前尚无严格的定论，一般可归纳为： （1）须由两个以上的零、部件组成； （2）这些零、部件的运动部件，应按设计要求作确定的运动； （3）将外来的能源转变为有用的机械功。 【举例】机械产品：汽车、拖拉机、机床、钟表…… 2.系统：是指具有特定功能的、相互间具有一定联系的许多要素构成的一个整 体。即由两个或两个以上的要素组成的具有一定结构和特定功能的整体都是 系统。 3.机械系统：由若干个零、部件及装置组成的，彼此间有机联系，并能完成特 定功能的系统，称之为机械系统。 4.系统应具有下述特性： （1）目的性：完成特定的功能 （2）相关性与整体性： 1）相关性：各构成要素之间是相互联系的 2）整体性：评价一个系统的好与坏要看该系统的整体功能 （3）环境的适应性：系统对外部环境变化和干扰有良好适应性 三、机械系统的组成： P4图1.6 1.动力系统：为系统提供能源（动力源） 2.执行系统：是系统的执行输出部分 3.传动系统：把运动和动力由动源传递给执行系统的中间环节 4.操纵、控制系统：使前三者协调动作和运行 5.支承系统：支承和联系各机件 6.润滑、冷却与密封系统：
机械设计制造及自动化专业选题本科毕业论文毕业设计论文.doc
机械设计制造及自动化专业毕业论文选题一、概述 二、机械设计制造及自动化专业毕业论文选题明细 1.智能挖掘机械三维环境点云数据处理 2.机械臂远程控制的设计与实现 3.石墨烯化学机械抛光液制备及实验研究 4.钆镓石榴石的化学机械抛光工艺研究 5.钛合金化学机械抛光实验研究 6.20CrNi2Mo钢机械化学抛光的影响因素研究 7.5S管理在FH机械厂的应用研究 8.东莞市诚锋机械有限公司一线生产员工流失原因分析及对策研究 9.四自由度搬运机械手 10.对平面关节型（SCARA）机器人的机械结构及控制系统设计 11.工程机械维修平台的设计与实现 12.数控车床自动上、下料机械手设计 13.板栗仁脱出机械设计 14.板栗去外壳机械系统设计 15.核桃脱出机械设计 16.核桃脱外壳机械系统设计 17.点焊机械手设计 18.电动机式小型禽类自动喂食机机械系统设计 19.膜下液体肥料施用机械设计 20.魔方机器人机械手的设计与分析 21.CK0632数控车床上料机械手设计 22.Delta型3D打印机机械结构研究与设计
23.ES600S3全伺服横走机械手机械本体设计 24.NED700S3全伺服横走机械手机械本体设计 25.NJY2000直角坐标机械手机械本体设计 26.NSA700单轴伺服机械手机构设计 27.新电改背景下广州供电局配电自动化系统的管理优化研究 28.机械设计及其自动化（机械设计) 29.焊枪移动型钢模跑轮自动化焊接专机设计 30.自动化养鸡笼的自动供食供水清粪装置的结构设计 31.配网自动化中分布式电源接入建模与影响分析 32.配网自动化中的FTU设计 33.某自动化产线产能提高的优化方案 34.电气炉焊接工艺的自动化控制线设计---磨削结构设计 35.电气炉焊接工艺的自动化控制线设计 36.不同知觉负荷下听觉引起的对侧视皮层激活的自动化程度 37.面向3D打印的支撑自动化生成技术 内部资料，仅供参考。 精品文档
机械系统设计教案
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
CM6132机械系统设计课程设计精密车床主轴箱与变速箱系统设计说明
目录 绪论 (1) 1．概述 (5) 1.1机床主轴箱课程设计的目的 (5) 1.2设计任务和主要技术要求 (5) 1.3操作性能要求 (6) 2.技术参数确定与方案设计 (6) 2.1原始数据 (6) 2.2开展CM6132功能原理设计 (6) 3．运动设计 (7) 3.1确定转速极速 (7) 3.1.1计算主轴最高转速 (9) 3.1.2计算主轴最低转速 (10) 3.1.3确定主轴标准转速数列 (11) 3.2主电动机的选择 (12) 3.3变速结构的设计 (14) 3.3.1 主变速方案拟定 (14) 3.3.2 拟定变速结构式 (14) 3.3.3拟定变速结构网 (15) 3.3.4 验算变速结构式 (16)
3.4绘制转速图 (17) 3.5 齿轮齿数的估算 (20) 3.6 主轴转速误差 (23) 4.动力设计 (26) 4.1电机功率的确定 (26) 4.2确定各轴计算转速 (26) 4.3 带轮的设计 (27) 4.4传动轴直径的估算 (30) 4.5齿轮模数的确定 (33) 4.6主轴轴颈的直径 (36) 4.6.1主轴悬伸量a (36) 4.6.2主轴最佳跨距0L 的确定和轴承的选择 (36) 4.6.3主轴组件刚度验算 (37) 5. 结构设计 (38) 5.1齿轮的轴向布置 (39) 5.2传动轴及其上传动元件的布置 (40) 5.2.1 I 轴的设计 (42) 5.2.2 II 轴的设计 (42) 5.2.3 III 轴的设计 (42) 5.2.4 带轮轴的设计 (42) 5.2.5 Ⅳ轴的设计 (43) 5.2.6主轴的设计 (43) 5.2.7 主轴组件设计 (43) 5.3齿轮布置的注意问题 (44)
电动葫芦机械系统设计毕业论文
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
机械系统设计课程设计6级变速
哈尔滨理工大学 课程设计 题目：机械系统设计课程设计 院系：机械设计制造及其自动化 班级： 分级变速主传动系统设计 摘要 《机械系统设计》课程设计内容有理论分析与设计计算，图样技术设计和技术文件编制三部分组成。 1、理论分析与设计计算： （1）机械系统的方案设计。设计方案的分析，最佳功能原理方案的确定。 （2）根据总体设计参数，进行传动系统运动设计和计算。
（3）根据设计方案和零部件选择情况，进行有关动力计算与校核。2、图样技术设计： （1）选择系统中的主要组件。 （2）图样的设计与绘制。 3、编制技术文件： （1）对于课程设计内容进行自我技术经济评价。 （2）编制设计计算说明书。 关键词分级变速；传动系统设计,传动副，结构网，结构式，齿轮模数，传动比，计算转速 目录 一、绪论 (4) 1.1课程设计目的 (4) 1.2课程设计内容 (4) 1.3课程设计题目，主要技术参数和技术要求 (4) 二、运动设计 (6)
2.1运动参数及转数图的确定 (6) 2.2核算主轴转数误差 (8) 三、动力计算 (10) 3.1.带传动设计 (10) 3.2.计算转速的计算 (11) 3.3.齿轮模数计算及验算 (11) 3.4.传动轴最小轴颈的初定 (13) 3.5.主轴合理跨距的计算 (14) 四、主要零部件的校核 (16) 4.1齿轮强度、刚度校核 (16) 4.2轴的刚度校核 (16) 4.3轴承寿命校核 (17) 总结 (19) 参考文献 (19)
一、绪论 1.1课程设计的目的 《机械系统设计》课程设计是在学完本课程后，进行一次学习设计的综合性练习。通过课程设计，使学生能够运用所学过的基础课、技术基础课和专业课的有关理论知识，及生产实习等实践技能，达到巩固、加深和拓展所学知识的目的。通过课程设计，分析比较机械系统中的某些典型机构，进行选择和改进；结合结构设计，进行设计计算并编写技术文件；完成系统主传动设计，达到学习设计步骤和方法的目的。通过设计，掌握查阅相关工程设计手册、设计标准和资料的方法，达到积累设计知识和设计技巧，提高学生设计能力的目的。通过设计，使学生获得机械系统基本设计技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的能力，并为进行机械系统设计创造一定的条件。 1.2课程设计的内容 《机械系统设计》课程设计内容由理论分析与设计计算、图样技术设计和技术文件编制三部分组成。 1.2.1 理论分析与设计计算： （1）机械系统的方案设计。设计方案的分析，最佳功能原理方案的确定。 （2）根据总体设计参数，进行传动系统运动设计和计算。 （3）根据设计方案和零部件选择情况，进行有关动力计算和校核。 1.2.2 图样技术设计： （1）选择系统中的主要机件。 （2）工程技术图样的设计与绘制。 1.2.3编制技术文件： （1）对于课程设计内容进行自我经济技术评价。 （2）编制设计计算说明书。 1.3课程设计题目、主要技术参数和技术要求 1.3.1课程设计题目和主要技术参数 题目：分级变速主传动系统设计 技术参数：Nmin=71r/min；Nmax=710r/min；Z=6级；公比为1.58；电
自动化煎饼机的机械系统设计
河北工业大学城市学院 毕业设计说明书 作者：窦雪爱学号：085318系：机械工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 题目：自动化煎饼机的机械系统设计 指导者：朱东彬讲师 评阅者： 2012年 06 月 03 日
目次 1 概述 (1) 1.1 绪论 (1) 1.2 国内外研究现状及研究趋势 (1) 1.2.1 国内外研究现状 (1) 1.2.2 研究趋势 (4) 1.3 本课题主要研究内容 (5) 2 自动煎饼机的结构设计要求 (6) 2.1 自动化煎饼机的总体方案确定 (6) 2.2 自动化煎饼机的主要性能参数 (8) 2.3 任务 (9) 3 料斗的结构设计 (9) 3.1 料斗的定义 (9) 3.2 料斗的原理 (9) 3.3 料斗的应用 (9) 4 喷头的结构设计 (10) 4.1 喷头的概念 (10) 4.2 喷头的分类 (11) 4.3 喷头的计算 (11) 5 气压缸的确定 (12) 5.1 气缸的定义、分类 (12) 5.2 气缸的结构 (13) 5.4 气泵的选择 (14) 5.4 煎饼机的驱动方式选择 (15) 6 带轮的结构确定 (16) 6.1 带轮的计算 (16) 6.2 带轮的结构设计 (18) 7 工作装置的强度校核 (19) 7.1 轴的强度校核 (19) 7.2 轴承的寿命校核 (20) 8 基于Solidworks的机械模型建立与运动仿真 (20) 结论 (22) 参考文献 (23)
1 概述 1.1 绪论 煎饼是我国的传统食品之一，它是由糊状的面糊摊开烙制而成的，而面糊是有粗、细粮混合制作。烙成饼之后所含的水分少较，看似像牛皮一样，可制成厚或薄的食品，方便携带，有筋道，食用后比较耐饱。一般成圆形，疏松多孔。煎饼是以粗、细粮混合制做而成，吃煎饼可以能够促进肠胃的运动，有益于肠胃的健康；饼具有筋道而耐嚼，经常吃煎饼的人有益于牙齿的健康。 煎饼是我国北方普遍食用的一种食品，具有物美价廉、容易保存、口感好的特点。但传统手工煎饼的制作人力成本高、耗时长，难以满足现代社会快节奏的要求；并且随着早餐煎饼需求量的不断增大，急需开发一种自动化程度高、满足速食要求的新型煎饼机。 1.2 国内外研究现状及研究趋势 1.2.1 国内外研究现状 现在,制作煎饼的机器多种多样,按照它的加工方式分：电热式饼铛煎饼机、滚筒式煎饼机、自动煎饼机、仿手工煎饼机、自动燃气煎饼机等。 饼铛式煎饼机的特点是在饼铛的下部加了个加热系统，饼铛是由电机带动其旋转,饼铛是平面，加热方法有气、电热或燃煤。如下面所示的图[1]，这种煎饼机的铛体下面附加有了凹槽,促使铝的加热元件可以埋铸在铛体之中,电热元件所释放出来的热量可以准确的传到铛体上,加热系统可以是电阻丝、煤炭或发热板，用来增加电热转换的利用率。减少电器元件的表面抗氧化性和单位面积所承受的功率,延长电器元件的使用寿命。梁传文的自动恒温电平式煎饼机(专利号中国,0022095.7)安装有控温装置 ,如结构可实时测量铛体工作温度并进行控温[2]。