哈工大现代设计方法大作业

2014年春季学期

“机电产品现代设计方法”课程大作业一

作业题目：雷达转台设计

学生姓名：

评阅教师：

作业成绩：

1.设计任务

雷达底座转台设计：一个回转自由度

承载能力：500kg

被测件最大尺寸：Ф500×600mm

台面跳动：0.02mm，台面平面度：0.02mm

台面布置T型槽，便于负载安装

方位转角范围：±120°

具有机械限位和锁紧机构

角位置测量精度：±5′

角位置测量重复性：±3′

角速度范围：0.001°/s～60°/s

2.设计流程

如上图所示，整个设计过程分为功能设计、总体方案设计、详细设计和设计总结四部分。

2.1功能设计部分

要结合所给出的性能要求以及我们设计的转台的目标客户可能存在的功能需求，对转台的功能进行定义。然后将转台的功能细化为小的功能单元，对应于一个个要实现功能的结构单元。然后利用QFD图对要实现的各种功能实现综合评估，评价出功能需求的相对重要性及解决方案的相对重要性。

2.2总体方案设计部分

我们首先利用SysML语言来明确各部分功能的参数以及参数约束之间的关系，然后综合考虑各种参数，设计出整体的设计草图。

2.3详细设计部分

首先要使得零件实现其所对应的功能，使其满足其精度及强度的要求。在此基础上，要综合考虑工件的可加工性，可装配性以及价格等因素，从而选出最符合我们需求的设计。然后根据确定的参数和方案，利用三维建模软件CATIA来进行三维建模，并将3D图进行投影，得出适合工业加工的2D图，完成整个设计。

2.4设计总结部分

对整个过程中进行反思，考虑这个过程中存在的不足以及设计过程种学到的知识，以便应用于以后的设计当中。

3.QFD设计

QFD(全称Qualification Function Deployment)是进行设计总体规划的工具。可以根据消费者的需求与需求的重要性来对工程设计做出相应的规划。

如图所示，其中第一纵行代表了安全性高，价格便宜，角度定位精度高及重复定位精度高等一系列的客户可能对所设计的转台所提出的要求。第三列(Importance of whats)用数字显示出各功能的重要性。数字越大，所对应的功能越重要，所有数字之和为100，以防止把每一项都标注得很重要，无法得出比较重要的功能。参数的分配，理论上应是根据对客户的进行调查问卷，然后根据客户的答复，给第一列中的功能按重要性赋值得到的相对重要性的饼状图如下。

定位精度、重复定位精度、可靠性、安全性为主要考察功能，重要性参数确定的比较合理。

其中第一行代表了重量、伺服电机等对第一列的为了实现功能的设计。这里将所有能想到的设计列出。

屋顶代表着各功能之间的关系。它表示了各种设计之间的关系，相互促进(+)或者相互限制(-). 以此可以对设计有个宏观的综合的考虑得到一个中性的方案。

而中间的主体矩阵部分起到衡量横行上的设计单元对客户需求的功能的满足程度，将各列里的数字加起来，即为该设计方案所对应的重要程度，重要程度越大，说明越应该重点设计。

如图所示，我们得到个设计方案的相对重要程度如下。从图中我们可以看出，为了实现客户所需求的功能，轴的设计以及电机的选择显得至关重要。这意味着在后续的设计中，应该着重设计这部分。

4.总体方案设计（Configuration design）

SysML语言是UML语言(Unified Modeling Language，统一建模语言，一种面向对象的标准建模语言，用于软件系统的可视化建模)在系统工程应用领域的延续和扩展，是近年提出的用于系统体系结构设计的多用途建模语言，用于对由软硬件、数据和人综合而成的复杂系统的集成体系结构进行可视化的说明、分析、设计及校验。

在这里我们绘制参数图如下。在下面的参数图中，我们确定了系统中各部件的相互约束

情况。

图４－３１产品初步结构与ＳｙｓＭＬ图

5.底座转台关键件有限元分析

轴的设计与有限元分析

由上边我们得出的轴的初步的尺寸.由国家标准，我们查到尺寸和轴颈大致配合的轴承的尺寸

与轴承配合处轴的直径d1=100mm，长度为34mm。轴肩直径109mm。且我们要在轴上装以用于限位的撞块，则轴还需要加粗，以使得轴上可以留有6mm的余量来供限位块安装之用。综上所述，结合后续过程中对尺寸的一些细微调整，我们的到如下轴的尺寸。切轴的两端分别用于和转台台面和谐波减速器的柔轮相连，因此，这两个表表面的精度要求较高，根据经验取。同样，由于轴颈处要与轴承过盈配合，对轴的表面精度同样要求较高。因此也需要在此处标注表面的加工精度。由以上分析，我们可以得到如下图所示的轴的尺寸。

由于阶梯轴尺寸变化处，在收扭矩时会产生较大的集中应力，因此，我们需要知道此时的轴的强度及强度是否能达到要求。因此我们仿真轴受的转矩时，其各部分的受力情况以及轴的转角。轴仿真受的力矩图及仿真结果如下：

1.在catia中画出等比例模型

所有上图中参数与模型的参数完全相同。在此过程中，使用的是catia软件，输出模型为igs，由于abaqus和catia同属达索公司旗下产品，具有更好的兼容性，幸运的是我最

常用的也是电脑中唯一安装的三维建模软件就是catia。省去了许多麻烦。

2.将igs文件导入到abaqus中

在此过程中，需要注意的是证书的正确打开否则不能打开abaqus软件。

3.设置各项参数后划分网格，划分结果如下

4.划分网格后进行有限元分析，分析的结果，应力云图如下;

应力云图所示，添加转矩的地方变粗，说明形变在这个地方比较大，集中于此。轴的两端颜色由深蓝色到浅蓝最后到绿色再到黄色，说明应力在逐渐的加大，由颜色对应的应力关系可以得知整个轴的应力应变。具有直观生动的优点。

而对于这个输出的动画结果，没有红色的部分，大部分轴上的颜色都比较浅，呈现蓝色，说明该轴的危险的地方是轴的两端，中间则比较安全，整体来看，整个轴符合安全要求。

输出应力云图的结果体现了现代设计工具的一个很大的优势，就是方便快捷而且精确直观，试想要是通过传统的验算方法查阅手册根据经验公式来计算，不仅对于计算着是一个很复杂枯燥的过程，而且极大可能出现错误，对于整体的应力应变情况也不能有清楚的体现，可见在设计复杂的、满足现代产品需求的零部件时候，现代化工具的重要性。

5.最上部外圆的应变曲线X-Y PLOT 如下图所示：

6.ADAMS/MATLAB联合仿真

6.1协同仿真基本步骤

该协同仿真分析包括以下四个基本步骤，如图8所示。

图8 ADAMS/Controls分析步骤

（1）构造ADAMS/View样机模型使用ADAMS/Controls模块进行机电一体化系统联合

分析前，首先应该构造ADAMS/View的机械系统样机模型，或者输入已经构造好的机械系统

样机模型。机械系统样机模型中包括几何模型、各种约束和作用力等。

（2）确定ADAMS的输入和输出需要通过ADAMS/View或ADAMS/Solver中的信息文件

或启动文件，确定ADAMS的输入和输出。这里，输出是指进入控制程序的变量，表示从

ADAMS/Controls输出到控制程序的变量。而输入是指从控制程序返回到ADAMS的变量，表

示控制程序的输出。通过定义输入和输出，实现ADAMS和其他控制程序之间的信息封闭循环。

这里所有程序的输入都应该设置为变量，而输出可以是变量或是测量值。

（3）构造控制系统方框图控制系统方框图是用MATLAB、MATRIX 或EASY5等控制分

析软件编写的整个系统的控制图，ADAMS/View的机械系统样机模型被设置为控制图中的一

个模块。

（4）机电系统仿真分析最后，可以对机电一体化系统的机械系统和控制系统进行

联合仿真分析。

6.2雷达天线协同仿真

本次大作业演示了一个简单的雷达天线定点问题，在雷达天线机械系统中添加控制系统

来控制雷达天线跟踪卫星信号。

6.3构造ADAMS/View样机机械模型

在ADAMS/View中建好的样机机械模型如图所示。该模型主要由马达、减速齿轮、转盘、

支撑杆、仰角轴承及其天线组成，它们之间通过一定的约束关系连接在了一起。

图9 雷达天线样机机械模型

6.4确定ADAMS的输入和输出

雷达天线的机械系统和控制系统之间的输入和输出关系，如图所示。可以看到，向雷达的机械系统输入一个控制力矩（control_torque），雷达的机械系统则向控制系统输出天线

仰角的方位角（azimuth_position）和马达转速（rotor_velocity）。

ADAMS/Controls程序和控制程序MATLAB之间，通过Array相互传递状态变量进行信息交流。因此必须将样机模型

的输入和输出变量，及其输入和输出变量引用的输入和

输出函数，同一组状态变量联系起来。给出了定义状态

变量的对话框。模型中共定义了4个状态变量：天线方

位角（azimuth_position），控制力矩（control_torque），

天线高低角（elevation_position），马达转速

（rotor_velocity）。

定义好状态变量后就可以通过ADAMS/Controls接口

定义机械系统和控制系统间的输入输出变量。该过程如

下图所示

6.5雷达的运动仿真

如下图所示，在运动仿真模块中设置步数和终止时间，然后就可以得出雷达天线的运动轨迹，以及转台的运动方式。

而当消除了转盘的运动后，只剩下天线的上下的角度摆动。仿真图像如下。

adams的雷达模型。

6.6构造控制系统方框图

（1）启动Matlab程序

控制系统建模的目的是建立一个机械和控制一体化的样机模型，通过ADAMS方框图添加控制系统，实现控制系统的建模，基本步骤如下：

1）启动Matlab程序，显示Matlab命令窗口界面。

2）在Matlab命令输入提示符”>>”或”?”处，输入ant_test（ant_test文件的全名为ant_test.m，是在ADAMS/Controls中定义后自动输出的），Matlab返

回相应的结果。如下图所示：

3）在输入提示符处，输入who命令，显示文件中定义的变量列表，

可以选择以上显示的任何一个变量名，检验变量。例如，如果输入ADAMS_outputs，Matlab将显示机械系统中定义的所有输出：ADAMS_outputs＝rotor_velocity!azimuth_position。

（2）输入ADAMS模块

1）在matlab窗口点击open,然后选择antenna的后缀为mdl的文件，即可在显示adams_sys的模块窗口，如下图所示。adams_sys文件的全名是

adams_sys_.mdl，该文件是运行ant_test.m时自动生成的，每个模型都会生成

这个相同的文件，但是文件的内容会有所不同。

2）双击antenna1窗口中的adams_sub模块，显示adams_sub模块的子系统如下图所示。同时双击antenna1窗口中的三个显示器，就可以显示出三个显示器，如

下图所示。

（3）设置仿真参数

1）在新显示的Simulink窗口中，双击MSC Software模块，显示MSC Software模块参数对话框，如下图所示。

2）在Output Files Prefix文本输入框，设置输出文件名’mytest’。文件名应该用单引号括起来。ADAMS/Controls将以文件名mytest保存仿真分析结果。

ADAMS/Controls输出仿真结果(.res)、要求(.req)和图形(.gra)等三种类型的

仿真分析结果文件，在本例题中，分别是mytest.res、mytest.req和mytest.gra

文件。

3）在仿真分析模式（Simulation mode）栏，选择discrete参数。仿真分析模式定义了ADAMS程序求解机械系统方程的方式，以及控制程序求解控制系统方程

的方式。

4）在动画显示（Animation mode）栏，选择interactive参数。动画显示决定了在ADAMS/View中动态显示跟踪仿真结果的方式。

（4）控制系统建模

在开始已经由系统自动生成，所以可以跳过该步骤。

6.7机电系统联合仿真分析

（1）设置仿真参数

1）在Simulink工具菜单栏，选择Simulation菜单。

2）在弹出的下一层菜单中，选择Parameteres，显示参数设置对话框。

3）设置仿真时间，在Start Time栏，输入0.0，设置开始时间。在End Time栏，输入0.25，设置结束时间。

4）在仿真类型的第一个选择栏，选择variable step mode参数。第二个选择栏，选择ode15s参数。

5）对于其他各项参数，取默认值。

6）选择OK按钮，关闭Matlab仿真参数设置对话框。

（2）执行机电系统联合仿真分析

在Simulation菜单，选择Start命令，开始进行机电系统联合仿真分析。程序将显示一个新的ADAMS/View窗口，显示仿真分析结果。

ADAMS接收来自Matlab的控制输入信息，产生相应的运动。同时，向Matlab的控制系统提供天线仰角的方位角azimuth_position和马达转速rotor_velocity的实时值。通过这种方式，机械系统和控制系统实现闭环控制。

完成仿真分析以后，ADAMS/View自动关闭新显示的窗口。仿真过程如下图所示

（3）暂停仿真分析

利用ADAMS/Controls程序的互交式对话功能，可以使Matlab暂停分析，以便能够更仔细的观察和监控ADAMS/View中的样机图形。

具体方法如下：

1）在ADAMS/View显示窗口的左上方，实时显示仿真分析进程时间。当仿真分析时间达到.1s，马上在Simulink的Simulation菜单，选择Pause命令，Matlab将

暂停仿真分析。

2）返回到ADAMS/View窗口，暂停仿真时，可以利用ADAMS/View主工具箱的各种视图方向工具，改变样机模型的视图方向，获得最佳视觉效果。

3）如果需要继续进行仿真分析，可以在Simulink的Simulation菜单，选择Start 命令。程序继续开始仿真分析。

但是很遗憾，由于电脑原因，matlab,adams等软件工作时候，电脑运行很慢，在输出了0.02秒之后的波形后光荣卡死，所以matlab的后续输出无法完成，请老师谅

解。

（4）在Matlab程序中绘制仿真分析结果

利用Matlab的绘图命令，可以绘制Matlab产生的任何数据。在本例中，将控制力矩ADAMS_uout的仿真结果曲线。ADAMS_uout数据隐含在adams_sub模块中，如图15所示。

绘制力矩图方法如下：在Matlab命令窗口的输入命令提示符处，输入

>>plot(ADAMS_tout,ADAMS_uout)

为控制力矩图添加标题的方法是，在Matlab命令窗口的输入命令提示符处，输入

>>xlabel(‘时间/s’)

>>ylabel(‘控制力矩/N.m’)

>>title(‘雷达天线输入力矩随时间变化曲线’)

Matlab添加X轴和Y轴的标题，以及控制力矩图标题，如图所示。

7.大作业的感想以及课程感悟

7.1大作业的感想

结合本次大作业的完成，让我对于书本上的知识运用更加熟练，对于现代设计方法理念有了更深的理解和认识，对于现代设计方法所用的工具有了粗浅的了解，尤其是abaqus和adams软件的使用让我获益良多，在今后乃至参加工作后，我相信我能更好的运用本门课程的知识以及这些软件。在本次大作业中，我用到了三维建模的软件catia，让自己对于这类软件的运用更加熟练，为了学习或者复习各种软件，逛了不少论坛，得到了很多知识，还复习了机械原理和机械设计以及机械系统设计的知识。大作业是一个对于自身综合能力的提升，是一个对于本门课程知识的综合运用就我认为，能完成一个大作业更加考验学生的统筹运用能力，从某种意义来讲，大作业比考试还要重要。

7.2对于本门课程的建议

这门课程的讲授方式和讲授内容是上大学以来最特别的一门课程，它的内容很新颖，一点也不同于以往的传统课堂知识，背书-考试-计算等等，而是以灌输给学生一种现代设计的理念为主。而金老师的讲授方式也很幽默，结合很多生产实际，将目光放在国际前沿、高端的一些跨国企图的生产设计方式，让我们大开眼界。而实验时候，老师制作的软件使用的教程让我们少走很多弯路，学起来不像以前学习软件一样没有门路，摸不着头脑。对于本门课程，我也有一些小小的建议，我希望能够增多现代设计的各种软件的使用方法的介绍在课程中所占的比重。更多的介绍一些现代设计方法的软件的使用方法。在作业方面，也可以增多软件设计所占的分数比重。现在我了解到，如果懂得很多设计软件的使用方法，那么将来在

找工作必然会有很多优势，而学生自己去学习又有一定盲目性，况且有时候也很懒惰。若是作为一门课程，更多的去介绍，我想我们接受起来会更加容易。谢谢老师！

现代设计方法

考试科目:《现代设计方法》（总分100分）时间：90分钟 __________学习中心（教学点）批次：层次：专业：学号：身份证号：姓名：得分：一、单项选择题（每小题1.5分，共27分） 1.试判别矩阵1111???? ? ?，它是（） A 、单位矩阵 B 、正定矩阵 C 、负定矩阵 D 、不定矩阵 2.约束极值点的库恩——塔克条件为：-?=?=∑F X g X i i q i ()()* * λ1 ，当约束函数是g i (X)≤0和 λi >0时，则q 应为（） A 、等式约束数目 B 、不等式约束数目 C 、起作用的等式约束数目 D 、起作用的不等式约束数目 3.在图示极小化的约束优化问题中，最优点为（） A 、A B 、B C 、C D 、D 4.下列优化方法中，不需计算迭代点一阶导数和二阶导数的是（） A 、可行方向法 B 、复合形法 C 、DFP 法 D 、BFGS 法 5.内点罚函数Φ(X,r (k) )=F(X)-r (k) 1 01g X g X u u u m () ,(())≤=∑，在其无约束极值点X ·(r (k))逼近原目标函数的约束最优点时，惩罚项中（） A 、r (k) 趋向零， 11 g X u u m ()=∑ 不趋向零 B 、r (k) 趋向零，11g X u u m ()=∑ 趋向零 C 、r (k) 不趋向零， 11 g X u u m ()=∑ 趋向零 D 、④r (k) 不趋向零，11g X u u m ()=∑ 不趋向零 6.0.618法在迭代运算的过程中，区间的缩短率是（）

A 、不变的 B 、任意变化的 C 、逐渐变大 D 、逐渐变小 7.对于目标函数F(X)受约束于g u (X)≥0(u=1,2,…，m)的最优化设计问题，外点法惩罚函数的表达式是（） A 、Φ(X,M (k) )=F(X)+M (k) {max[(),]},() g X M u u m k 012=∑为递增正数序列 B 、Φ(X,M (k))=F(X)+M (k){max[(),]},() g X M u u m k 012 =∑为递减正数序列 C 、Φ(X,M (k))=F(X)+M (k){min[(),]},()g x M u u m k 01 2 =∑为递增正数序列 D 、Φ(X,M (k))=F(X)+M (k){min[(),]},() g x M u u m k 01 2 =∑为递减正数序列 8.标准正态分布的均值和标准离差为（） A 、μ=1,σ=0 B 、μ=1,σ=1 C 、μ=0,σ=0 D 、μ=0,σ=1 9.在约束优化方法中，容易处理含等式约束条件的优化设计方法是（） A 、可行方向法 B 、复合形法 C 、内点罚函数法 D 、外点罚函数法 10.若组成系统的诸零件的失效相互独立，但只有某一个零件处于工作状态，当它出现故障后，其它处于待命状态的零件立即转入工作状态。这种系统称为（） A 、串联系统 B 、工作冗余系统 C 、非工作冗余系统 D 、r/n 表决系统 11.对于二次函数F(X)=1 2 X T AX+b T X+c,若X *为其驻点，则▽F(X *)为（） A 、零 B 、无穷大 C 、正值 D 、负值 12.平面应力问题中(Z 轴与该平面垂直)，所有非零应力分量均位于（） A 、XY 平面内 B 、XZ 平面内 C 、YZ 平面内 D 、XYZ 空间内 13当选线长度l ，弹性模量E 及密度ρ为三个基本量时，用量纲分析法求出包含振幅A 在内的相似判据为(E 的量纲为（）［ML -1T -2 ］ A 、A=l E 1 1212- ρ B 、A=l E -- 1 121 2 ρ C 、A=l E 100ρ D 、A l E =-11 12ρ 14.平面三角形单元内任意点的位移可表示为三个节点位移的（） A 、算术平均值 B 、代数和车员 C 、矢量和 D 、线性组合 15.已知F(X)=(x 1-2)2+x 22,则在点X (0)=00???? ??处的梯度为（） A 、?=?????? F X ()()000 B 、?=-?????? F X ()() 020

哈工大机械设计大作业V带传动设计完美版

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： ?

Ｈarbin Insｔiｔutｅof Ｔｅchnoｌogｙ机械设计大作业说明书大作业名称：机械设计大作业设计题目：V带传动设计班级: 设计者: 学号: 指导教师: 设计时间: 2014.1０.25 哈尔滨工业大学

目录一、大作业任务书 ........................................................................................................................... 1 二、电动机的选择 ........................................................................................................................... 1 三、确定设计功率d P ..................................................................................................................... 2 四、选择带的型号 ........................................................................................................................... 2 五、确定带轮的基准直径1d d 和2d d ............................................................................................. 2 六、验算带的速度 ........................................................................................................................... 2 七、确定中心距a 和V 带基准长度d L ......................................................................................... 2 八、计算小轮包角 ........................................................................................................................... 3 九、确定V 带根数Z ........................................................................................................................ 3 十、确定初拉力0F ......................................................................................................................... 3 十一、计算作用在轴上的压力 ....................................................................................................... 4 十二、小V 带轮设计 .. (4) 1、带轮材料选择 ............................................................................................................. 4 2、带轮结构形式 . (4) 十二、参考文献 ............................................................................................................................... 6 ?

哈工大机械设计基础学时试题答案

班级姓名题号一二三四五六七八九十总分分数一、填空题（共24 分，每空1分） 1）按照两表面间的润滑状况，可将摩擦分为干摩擦、边界摩擦、流体摩擦和混合摩擦。 2）当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且联接不需要经常装拆时，往往采用螺纹联接中的螺钉联接。 3）带传动中，带在带轮上即将打滑而尚未打滑的临界状态下，紧边拉力F 1与松边拉力F 2之间的关系为 112f F F e α=? 。 4）滚动轴承的基本额定寿命L ，是指一批相同的轴承，在相同的条件下运转，其中 90％的轴承在疲劳点蚀前所能转过的总转数，单位为106r 。 5）非液体摩擦滑动轴承限制pv 值，主要是为了防止轴瓦胶合失效。 6）弹簧指数C= D/d ，C 越大，弹簧刚度越小。 7）当机构处于死点位置时，机构的压力角为 90° 。 8）有一紧螺栓连接，已知预紧力'F =1500N ，轴向工作载荷F =1000N ，螺栓的刚度C b =2000N/mm ，被连接件的刚度C m =8000N/mm ，则螺栓所受的总拉力F 0= 1700 N ，剩余预紧力''F = 700 N ，保证结合面不出现缝隙的最大轴向工作载荷F max = 1875 N 。 9）对于软齿面闭式齿轮传动，通常先按齿面接触疲劳强度进行设计，然后校核齿根弯曲疲劳强度。 10）蜗杆传动的失效形式主要是齿面点蚀、齿面胶合和齿面磨损，而且失效通常发生在蜗轮轮齿上。哈工大2005 年秋季学期机械设计基础（80学时）试题答案

11）在凸轮机构的几种基本的从动件运动规律中，等速运动规律使凸轮机构产生刚性冲击，正弦加速度运动规律则没有冲击，等加速等减速、余弦加速度运动规律产生柔性冲击。二、选择题（共11分，每小题1分） 1）一阀门螺旋弹簧，弹簧丝直径d=2.5mm，因环境条件限制，其弹簧外径D2不得大于17.5mm，则弹簧指数不应超过c) 。 a) 5 ; b) 6.5 ; c) 6 ; d) 7 。 2）平键的剖面尺寸b×h是根据d) 从标准中查取。 a) 传递转矩的大小; b) 载荷特性; c) 键的材料; d) 轴的直径。 3）带传动采用张紧轮的目的是d) 。 a)减轻带的弹性滑动; b) 提高带的寿命; c) 改变带的运动方向; d) 调节带的初拉力。 4）润滑良好的闭式软齿面齿轮传动最常见的失效形式为b) 。 a) 齿面磨损; b) 齿面疲劳点蚀； c) 齿面胶合; d) 齿面塑性变形。 5）在V带传动设计中，取小带轮基准直径d d1≥d dmin，主要是为了考虑 a) 对传动带疲劳强度的影响 a) 弯曲应力; b) 离心拉应力； c) 小带轮包角; d) 初拉力。 6）蜗杆传动中，当其它条件相同时，增加蜗杆的头数，则传动效率 b) 。 a) 降低; b) 提高；c) 不变；d)可能提高，可能降低。 7）工作时只承受弯矩，不传递转矩的轴，称为a) 。 a) 心轴; b) 传动轴; c) 转轴; d) 曲轴。 8）半圆键连接的主要优点是c) 。 a) 对轴的强度削弱较轻; b) 键槽的应力集中较小； c) 适于锥形轴端的连接。

哈工大机械设计大作业千斤顶

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 机械设计大作业（二）课程名称：机械设计设计题目：螺旋起重器（千斤顶）院系：机电学院班级：1308103 设计者：王钤学号：1130810320 指导教师：郝明辉哈尔滨工业大学

一、设计题目螺旋起重机是一种简单的起重装置，用手推动手柄即可起升重物。它一般由底座、螺杆、螺母、托杯、手柄等零件组成。起重机的原始数据如下所二、设计内容 1、选择螺杆、螺母的材料螺杆采用45号钢调质，由参考文献[2]表10.2查得抗拉强度 b 600 MPa σ=，s 355 MPa σ=。螺母材料用铝青铜CuAl10Fe3Z （考虑速度低）。 2、耐磨性计算螺杆选用45钢，螺母选用铸造铝青铜CuAl10Fe3Z ，有参考文献[1]表8.11 查得[]p =18~25MPa ，人力驱动时[]p 值可以加大20%，则[]p =21.6~30MPa ，取 []25MPa p = 。按耐磨性条件设计螺纹中径2d ，选用梯形螺纹，则 2d ≥，由参考文献[1]查得，对于整体式螺母系数 1.2~2.5ψ=,取 1.5ψ=。则 222.6d mm ≥== 式中，Q F －－－－－轴向载荷，N ； 2d －－－－－螺纹中径，mm ； []p －－－－－许用压强，MPa ； F

查参考文献[2]表11.3、11.4取公称直径32d =mm ，螺距6P =mm ，中径 229d =mm ，小径325d =mm ，内螺纹大径433D =mm 。 3、螺杆强度校核螺杆危险截面的强度条件为： e []σσ=≤ 式中：Q F －－－－－轴向载荷，N ； 3d －－－－－螺纹小径，mm ； 1T －－－－－螺纹副摩擦力矩，N mm ?，2 1tan(') 2 Q d T F ψρ=+，ψ为螺纹升角，216 arctan arctan 3.767929 np d ψππ?===? 。 []σ－－－－－螺杆材料的许用应力，MPa 。查参考文献[1]表11.3得钢对青铜的当量摩擦因数'0.08~0.10f =，取 '0.09f =，螺纹副当量摩擦角'arctan 'arctan 0.09 5.1427f ρ=== 。把已知值代入1T 计算式中，得： 129 30000tan(3.7679 5.1427)682022 T N mm =? ?+?=? 72.2e MPa σ== 由参考文献[1]表8.12可以查得螺杆材料的许用应力s []3~5 σσ= ，其中 s 355 MPa σ=，则[]71~118 MPa σ=，取[]σ=100MPa 。显然，e []σσ<，螺杆满足强度条件。 4、螺母螺纹牙的强度校核螺母螺纹牙根部的剪切强度条件为 4[]Q F Z D b ττπ= ≤ 式中：Q F －－－－－轴向载荷，N ；

哈工大机械设计大作业轴系

HａrｂｉｎI n s t i tｕt e o fＴeｃh n o lｏｇy 机械设计大作业说明书大作业名称：轴系设计设计题目: 5.1.5 班级：１2０８105 设计者: 学号：指导教师: 张锋设计时间：２０14．12.03 哈尔滨工业大学

哈尔滨工业大学机械设计作业任务书题目___轴系部件设计＿_＿_ 设计原始数据: 方案电动机工作功率P/k Ｗ电动机满载转速n ｍ /(r／miｎ) 工作机的转速ｎ w /(r/min）第一级传动比ｉ1 轴承座中心高度 H/mm 最短工作年限工作环境 5.1．５ 3 710 80 2 170 3年３班室内清洁目录一、选择轴的材料 (1) 二、初算轴径 (1) 三、轴承部件结构设计 (1) 3.1轴向固定方式 (2) ３.2选择滚动轴承类型 (2) 3.3键连接设计 (2) ３.4阶梯轴各部分直径确定 (2) 3．5阶梯轴各部段长度及跨距的确定 (2) 四、轴的受力分析 (3) 4.１画轴的受力简图 (3) 4.２计算支反力 (3) 4.３画弯矩图 (3) 4.4画转矩图 (5) 五、校核轴的弯扭合成强度 (5)

六、轴的安全系数校核计算………………………………………………６七、键的强度校核 (7) 八、校核轴承寿命 (8) 九、轴上其他零件设计 (9) 十、轴承座结构设计 (9) 十一、轴承端盖（透盖）.........................................................９参考文献 (10)

一、选择轴的材料该传动机所传递的功率属于中小型功率，因此轴所承受的扭矩不大。故选45号钢，并进行调质处理。二、初算轴径对于转轴,按扭转强度初算直径 3min m P d C n ≥ 式中: P ————轴传递的功率,KW ； m n ————轴的转速,r/mi ｎ; Ｃ————由许用扭转剪应力确定的系数，查各种机械设计教材或机械设计手册。根据参考文献1表9.４查得Ｃ=118~106,取C=118, 所以, mm n P C d 6.23355 85.211833==≥ 本方案中,轴颈上有一个键槽,应将轴径增大５%，即 ????d ≥23.6×（1+5％)＝24.675mm 按照ＧB ２８2２-2０05的a R ２0系列圆整，取d=２5ｍｍ。根据GB/Ｔ10９6—2００３，键的公称尺寸78?=?h b ，轮毂上键槽的尺寸 b=8m ｍ，mm t 2.0013.3+= 三、轴承部件结构设计由于本设计中的轴需要安装带轮、齿轮、轴承等不同的零件，并且各处受力不同,因此，设计成阶梯轴形式，共分为七段。以下是轴段的草图: ３.1及轴向固定方式因传递功率小,齿轮减速器效率高、发热小,估计轴不会长,故轴承部件的固定方式可采用两端固定方式。因此，所涉及的轴承部件的结构型式如图2所示。然后，可按轴上零件的安装顺序，从min d 处开始设计。 3.2选择滚动轴承类型因轴承所受轴向力很小,选用深沟球轴承，因为齿轮的线速度,齿轮转动时飞溅的润滑油不足于润滑轴承，采用油脂对轴承润滑，由于该减速器的工作环境清洁,脂润滑,密封处轴颈的线速度较低，故滚动轴承采用毡圈密封，由于是悬臂布置所以不用轴上安置挡油板。 3．３键连接设计轴段⑦ 轴段⑥ 轴段⑤ 轴段④ 轴段③ 轴段② 轴段① L1 L2 L3 图1

哈尔滨工业大学机械设计基础轴系部件设计

机械设计基础大作业计算说明书题目：朱自发学院：航天学院班号：1418201班姓名：朱自发日期：2016.12.05 哈尔滨工业大学

机械设计基础大作业任务书题目：轴系部件设计设计原始数据及要求：

目录 1.设计题目 (4) 2.设计原始数据 (4) 3.设计计算说明书 (5) 3.1 轴的结构设计 (5) 3.1.1 轴材料的选取 (5) 3.1.2初步计算轴径 (5) 3.1.3结构设计 (6) 3.2 校核计算 (8) 3.2.1轴的受力分析 (8) 3.2.2校核轴的强度 (10) 3.2.3校核键的强度 (11) 3.2.4校核轴承的寿命 (11) 4. 参考文献 (12)

1.设计题目斜齿圆柱齿轮减速器轴系部件设计2.设计原始数据

3.设计计算说明书 3.1 轴的结构设计 3.1.1 轴材料的选取大、小齿轮均选用45号钢，调制处理，采用软齿面，大小齿面硬度为241~286HBW ，平均硬度264HBW ；齿轮为8级精度。因轴传递功率不大，对重量及结构尺寸无特殊要求，故选用常用材料45钢，调质处理。 3.1.2初步计算轴径按照扭矩初算轴径： 6 3 39.55100.2[]P P n d n τ?≥ =式中： d ——轴的直径，mm ；

τ——轴剖面中最大扭转剪应力,MPa ； P ——轴传递的功率，kW ； n ——轴的转速，r /min ； []τ——许用扭转剪应力，MPa ； C ——由许用扭转剪应力确定的系数；根据参考文献查得106~97C =，取106C = 故 10635.0mm d ≥== 本方案中，轴颈上有一个键槽，应将轴径增大5%，即 35(15%)36.75mm d ≥?+= 取圆整，38d mm =。 3.1.3结构设计（1）轴承部件的支承结构形式减速器的机体采用剖分式结构。轴承部件采用两端固定方式。（2）轴承润滑方式螺旋角: 12() arccos =162n m z z a β+= 齿轮线速度： -338310175 2.37/6060cos 60cos16n m zn dn v m s πππ β???==== 因3/v m s <, 故轴承用油润滑。

现代设计方法及理论

2009-2010学年第二学期研究生课程考核（读书报告、研究报告）考核科目：现代设计方法及理论学生所在院（系）：机电学院学生所在学科：机械制造及其自动化题目：机械产品方案的现代设计方法及发展趋势第 1 页（共 6 页）机械产品方案的现代设计方法及发展趋势

科学技术的飞速发展，产品功能要求的日益增多，复杂性增加，寿命期缩短，更新换代速度加快。然而，产品的设计，尤其是机械产品方案的设计手段，则显得力不从心，跟不上时代发展的需要。目前，计算机辅助产品的设计绘图、设计计算、加工制造、生产规划已得到了比较广泛和深入的研究，并初见成效，而产品开发初期方案的计算机辅助设计却远远不能满足设计的需要。为此，作者在阅读了大量文献的基础上，概括总结了国内外设计学者进行方案设计时采用的方法，并讨论了各种方法之间的有机联系和机械产品方案设计计算机实现的发展趋势。根据目前国内外设计学者进行机械产品方案设计所用方法的主要特征，可以将方案的现代设计方法概括为下述四大类型。 1、系统化设计方法系统化设计方法的主要特点是：将设计看成由若干个设计要素组成的一个系统，每个设计要素具有独立性，各个要素间存在着有机的联系，并具有层次性，所有的设计要素结合后，即可实现设计系统所需完成的任务。系统化设计思想于70年代由德国学者Pahl和Beitz教授提出，他们以系统理论为基础，制订了设计的一般模式，倡导设计工作应具备条理性。德国工程师协会在这一设计思想的基础上，制订出标准VDI2221“技术系统和产品的开发设计方法。制定的机械产品方案设计进程模式，基本上沿用了德国标准VDI2221的设计方式。除此之外，我国许多设计学者在进行产品方案设计时还借鉴和引用了其他发达国家的系统化设计思想，其中具有代表性的是： (1)将用户需求作为产品功能特征构思、结构设计和零件设计、工艺规划、作业控制等的基础，从产品开发的宏观过程出发，利用质量功能布置方法，系统地将用户需求信息合理而有效地转换为产品开发各阶段的技术目标和作业控制规程的方法。 (2)将产品看作有机体层次上的生命系统，并借助于生命系统理论，把产品的设计过程划分成功能需求层次、实现功能要求的概念层次和产品的具体设计层次。同时采用了生命系统图符抽象地表达产品的功能要求，形成产品功能系统结构。 (3)将机械设计中系统科学的应用归纳为两个基本问题：一是把要设计的产品作为一个系统处理，最佳地确定其组成部分(单元)及其相互关系；二是将产品设计过程看成一个系统，根据设计目标，正确、合理地确定设计中各个方面的工作和各个不同的设计阶段。

刘朝友-装备设计大作业

机械装备大作业卧式升降台铣床主传动系统设计学院：机电学院专业：机械设计制造及其自动化系班级：1008104班姓名：刘朝友学号：1100801005 哈尔滨工业大学

目录一、设计任务................................................................................................. 错误！未定义书签。二、运动设计 (1) 1 确定转速系列 (1) 2 绘制转速图 (2) 3 确定变速组齿轮传动副的齿数及定比传动副带轮直径 (3) 4 绘制传动系统图 (5) 5 核算主轴转速误差 (6) 三、动力设计 (7) 1 传动轴的直径的确定 (7) 2 齿轮模数的初步计算 (8) 3、选择带轮传动带型及根数 (9) 参考文献 (9)

一、设计任务设计题目：卧式升降台铣床主传动系统设计已知条件：工作台面积320×12500mm2，最低转速31.5r/min ，公比φ=1.41，级数Z=12，切削功率N=5.5KW 。设计任务： 1. 运动设计：确定系统的转速系列；分析比较拟定传动结构方案；确定传动副的传动比和齿轮的齿数；画出传动系统图；计算主轴的实际转速与标准转速的相对误差。 2. 动力设计：确定各传动件的计算转速；初定传动轴直径、齿轮模数；选择机床主轴结构尺寸。二、运动设计 1、确定转速系列已知最低转速为31.5r/min ，公比?=1.41，查教材表标准转速系列的本系统转速系列如下： 31.5 45 63 90 125 180 250 355 500 710 1000 1400r/min 则转速的调整范围max min 1400 44.4431.5 n n R n = == １）传动组和传动副数可能的方案有： 12=4?3 12=3?4 12=3?2?2 12=2?3?2 12=2?2?3 前两个方案虽然可以减少轴的数目，但有一个传动组内有四个传动副。若采用一个四连滑移齿轮，则会增加轴向尺寸；若用两个双联滑移齿轮，操纵机构必须互锁防止两滑移齿轮同时啮合。故不采用。对于后三个方案，遵循传动副“前多后少”的原则，选取方案１２＝３?２?２２）确定结构式１２＝３?２?２方案中，因基本组和扩大组排列顺序的不同而有以下６种扩大顺序方案： 63122312??=， 61222312??=， 16222312??= 36122312??=， 21422312??=， 12422312??= 方案１,２,３,４的第二扩大组26x =，2p ＝２，则2r ＝ max ) 12(68r ==-??是可行的。方案５,６中，2x ＝４，23p =，则2r ＝ max ) 13(416r ?=-??，不可行。在可行的１,２,３,４方案中，为使中间传动轴变速范围最小，采用扩大顺序与传动顺序一致的传动方案１，13612322=??。

机械设计基础试题及答案

一、填空题：（每空1分，计32分） 1. 按表面间摩擦状态不同,滑动轴承可分为液体摩擦滑动轴承和非液体摩擦滑动轴承 2. 普通螺栓连接的凸缘联轴器是通过摩擦力矩传递转矩的；铰制孔螺栓连接的凸缘联轴器是通过剪切与挤压传递转矩的。 3. 三角形螺纹的牙型角为 60度，因其具有较好的自锁性能，所以通常用于连接。 4. 滑动轴承轴瓦上浇铸轴承衬的目的是提高轴瓦的减磨耐磨性能写出一种常用轴承衬材料的名称轴承合金。 5. 普通平键的工作面是两侧面，其主要失效形式为平键被压溃，其剖面尺寸b*h 是根据轴的直径来选择的。 6. 轮齿折断一般发生在齿根部位，为防止轮齿折断，应进行齿根弯曲疲劳强度计算。 7. 滚动轴承的基本额定寿命是指一批轴承，在相同运转条件下，其中 90 ％的轴承不发生疲劳点蚀前所运转的总转数。 8. 按工作原理不同，螺纹连接的防松方法有摩擦防松、机械防松和破坏螺纹副防松。 9.转速与当量动载荷一定的球轴承，若基本额定动载荷增加一倍，其寿命为原来寿命的 8 倍。 10.蜗杆传动中，蜗杆分度圆柱上的螺旋线升角应等于蜗轮分度圆上的螺旋角，且两螺旋线方向应相同。 11.机构具有确定运动的条件是（1）机构自由度大于零（2）原动件数等于自由度数。 12.曲柄摇杆机构中，当曲柄与机架处于两次共线位置之一时，出现最小传动角。 13.圆柱螺旋弹簧的特性线是表示弹簧受力与变形之间的关系曲线；弹簧受轴向工作载荷时，其簧丝横截面上的应力最大点在簧丝内侧点；哈工大2004年秋季学期机械设计基础（80学时）试题答案

机械制造装备设计大作业

《机械制造装备设计》大作业一、大作业类型： 1.设计类 2.论文类二、周知：每位同学在课程结束前（16周）至少上交一份大作业作为本课程的考核材料，占课程总成绩的70%。电子版和打印版各一份，由各班学习委员收齐上交，电子版由各班学习委员刻录光盘后统一上交存档。三、设计或撰写要求（一）设计类 1. 机床主传动系统设计设计目的：通过机床主传动系统设计，使学生进一步理解设计理论，得到设计构思、方案分析、零件计算、查阅技术资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，培养学生具有初步机械系统设计和计算能力。设计内容：机床主传动系统设计的运动设计和动力设计 (1)运动设计根据给定的机床用途、规格、极限速度、转速数列公比（或转速级数），分析、比较、拟定传动结构方案（包括结构式、转速图和传动系统图），确定传动副的传动比及齿轮的齿数，并计算主轴的实际

转速与标准转速的相对误差。 (2)动力设计根据给定的电动机功率和传动件的计算转速，初步计算传动轴直径、齿轮模数；确定皮带类型及根数，确定机床主轴结构尺寸。设计要求：（1）机床的规格及用途；（2）运动计；（3）动力设计（包括零件及组件的初算）；（4）其它需要说明或论证的问题；（5）参考文献。机床主传动系统设计大作业篇幅不少于3000字。要求论证充分、计算正确、叙述简明、条理清楚、合乎逻辑、词句通顺、标点正确、文字工整、图表清晰。大作业后须附有参考文献目录，包括作者、书刊名称、出版社和出版年份。在说明书中引用所列的参考文献时，只在方括号里注明所列文献序号即可。设计题目：XX机床主传动系统运动和动力设计（三相4极异步电机，同步转速1500rpm）

哈工大机械设计大作业一千斤顶

Harbin Institute of Technology 哈尔滨工业大学机械设计作业设计计算说明书题目：设计螺旋起重器（千斤顶）系别：班号：姓名：日期：

Harbin Institute of Technology 哈尔滨工业大学机械设计作业任务书题目：设计螺旋起重器设计原始数据：题号3.1.1 起重量Fq=30 kN 最大起重高度H=180mm

一选择螺杆、螺母的材料螺杆采用45#调制钢，由参考文献[2]表10.2查得抗拉强度b 600 MPa σ=，s 355 MPa σ=。螺母材料用铝黄铜ZCuAl10Fe3。二耐磨性计算螺杆选用45# 钢，螺母选用铸造铝黄铜ZCuAl10Fe3，由参考文献[1]表 5.8 查得[]p =18~25MPa 从表 5.8 的注释中可以查得，人力驱动时[]p 值可以加大20%，则[]p =21.6~30MPa 取[]25MPa p = 。按耐磨性条件设计螺纹中径2d ，选用梯形螺纹，则 2d ≥ 由参考文献[1]查得，对于整体式螺母系数2ψ==1.2—2.5，取2ψ=。则式中：Q F －－－－－轴向载荷，N ； 2d －－－－－螺纹中径，mm ； []p －－－－－许用压强，MPa ；查参考文献[2]表11.5取公称直径28d =mm ，螺距3P =mm ，中径226.5d =mm ，小径 324.5d =mm ，内螺纹大径428.5D =mm 。三螺杆强度校核螺杆危险截面的强度条件为： 219.6d mm ≥==

e []σσ=≤ (2) 式中：Q F －－－－－轴向载荷，N ； 3d －－－－－螺纹小径，mm ； 1T －－－－－螺纹副摩擦力矩，2 1tan(') 2Q d T F ψρ=+ (3) ψ为螺纹升角，ψ ； []σ－－－－－螺杆材料的许用应力，MPa 。查参考文献[1]表5.10得钢对青铜的当量摩擦因数'0.08~0.10f =，螺纹副当量摩擦角 'arctan 'arctan 0.08~arctan 0.10 4.5739~5.7106f ρ===，取'5.7106ρ=（由表5.10的注释知，大值用于启动时，人力驱动属于间歇式，故应取用大值）。把数据代入(3)式中，得把数据代入(2)式中，得由参考文献[1]表5.9可以查得螺杆材料的许用应力 s []4σ σ= （4）其中s 355 MPa σ=，则 []88.75a MP σ= 显然，e []σσ<，螺杆满足强度条件。四螺母螺牙强度校核螺母螺纹牙根部的剪切强度条件为 4[]Q F Z D b ττπ= ≤ （5）式中：Q F －－－－－轴向载荷，N ； 4D －－－－－螺母螺纹大径，mm ； 126.5 30000tan(2.0637 5.1427)502612T N mm =??+?= ?70.4e MPa σ==

2016年哈工大考研《机械设计基础》真题回忆版

2016年哈工大考研《机械设计基础》真题回忆版填空题题目很多，我记不太清了，但是有很多选①②③④这种填空格式的选择题，有几道确定是单选，还有几道我不确定，但是选的一个。考的还是五花八门，大概得认真把机械设计整本书背下来才能打高分。简答题第一道问张紧轮怎么布置第二道是给出两个图问你哪个可以形成油膜，其实是考液体动压润滑的三个必要条件第三道是给出一个高转速轴，一个低速重载轴，问都应该装哪种轴承第四道问轴上装两个平键，考虑强度因素，问为什么两轴要呈180度放置第五道说的是大批量生产一个直径280mm的齿轮套在直径50mm的轴上，问选用哪种结构，轮坯用哪种方式制造第三题计算自由度，机构蛮复杂的，但是这种题再难也难不到哪里去啦第四题是考虑摩擦圆摩擦角，让你对一个机构受力分析，然后第一问求某滑块速度，第二问求机构的效率。机构挺复杂的，有两个移动副和三个杆件，我时间不够这题没怎么做，大概觉得需要用到考虑摩擦圆摩擦角之后的受力分析，速度瞬心法求速度，还有效率的计算公式。←_←这题14分，特别值钱，但是又难又花时间第五题凸轮，考对心直动从动件，理论轮廓是圆的一部分，考从动件位移，压力角计算

第六题齿轮，考齿条刀具加工某齿轮，第一问加工标准的，第二问加工变位的，直接套公式就ok 第七题轮系，两个周转和一个定轴的组合，问传动比第八题等效和速度波动调节，第一问求最大盈亏功，第二问求最大速度最小速度，第三问求它们出现的时间。唔，问题很常规，M-φ曲线比较新鲜，但总体还是很简单第九题第一道，考的是铰制孔用螺栓，第一问求失效形式，第二问求设计最优结构，第三问求螺栓剪切力并根据校核条件设计直径。考了十几年的普通螺栓今年突然就出了铰制了！第二道，给的图是传送带加斜齿轮，直齿轮的三级传dong装置。在安装小齿轮的高速轴上，装了一对圆锥滚子轴承，给了小齿轮的Fa Fr Ft，传送带对该轴的压li，小齿轮转速，问小齿轮左旋还是右旋对轴承寿命有什么影响第十题作图题第一问是让你画联轴器和唇形密封圈，题目没直接提唇形，问的比较隐晦。第二个题是轴系改错，轴承奇葩了点，是左边一个右边一对儿，不过常考的点还是那些

哈工大机械制造大作业

一、零件分析题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照操作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的孔与操纵机构相连，二下方的Φ55叉口则是用于与所控制齿轮所在的轴接触，拨动下方的齿轮变速。其生产纲领为批量生产，且为中批生产。

图1-1 CA6140拨叉零件图二、零件的工艺分析零件材料采用HT200，加工性能一般，在铸造毛坯完成后，需进行机械加工，以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：

1、小头孔Φ25：该加工面为内圆面，其尺寸精度要求为； 2、叉口半圆孔Φ55：该加工面为内圆面，其尺寸精度要求为； 3、拨叉左端面：该加工面为平面，其表面粗糙度要求为，位置精度要求与内圆面圆心距离为； 4、叉口半圆孔两端面，表面粗糙度要求为，其垂直度与小头孔中心线的垂直度为； 5、拨叉左端槽口，其槽口两侧面内表面为平面，表面粗糙度要求为，其垂直度与小头孔中心线的垂直度为0.08mm。 6、孔圆柱外端铣削平面，加工表面是一个平面，其表面粗糙度要求为。三、确定毛坯

1、确定毛坯种类：零件材料为，查阅机械制造手册，有，考虑零件在机床运行过程中受冲击不大，零件结构又比较简单，故选择铸造毛坯。图3-1 毛坯模型 2、毛坯特点：（1）性能特点：（2）结构特点：一般多设计为均匀壁厚，对于厚大断面件可采用空心结构。CA6140拨叉厚度较均匀，出现疏松和缩孔的概率低。（3）铸造工艺参数：铸件尺寸公差：铸件公称尺寸的两个允许极限尺寸之差成为铸件尺寸公差。成批和大量生产

哈工大机械设计大作业

哈尔滨工业大学机械设计作业设计计算说明书题目: 轴系部件设计系别: 英才学院班号: 1436005 姓名: 刘璐日期: 2016.11.12

哈尔滨工业大学机械设计作业任务书题目：轴系部件设计设计原始数据：图1 表 1 带式运输机中V带传动的已知数据方案d P （KW） (/min) m n r(/min) w n r 1 i轴承座中心高H（mm）最短工作年限L 工作环境 5.1. 2 4 960 100 2 180 3年3班室外有尘机器工作平稳、单向回转、成批生产

目录一、带轮及齿轮数据 (1) 二、选择轴的材料 (1) 三、初算轴径d min (1) 四、结构设计 (2) 1. 确定轴承部件机体的结构形式及主要尺寸 (2) 2. 确定轴的轴向固定方式....................................... 错误!未定义书签。 3. 选择滚动轴承类型，并确定润滑、密封方式 .................. 错误!未定义书签。 4. 轴的结构设计................................................ 错误!未定义书签。五、轴的受力分析 (4) 1. 画轴的受力简图 (4) 2. 计算支承反力 (4) 3. 画弯矩图 (5) 4. 画扭矩图 (5) 六、校核轴的强度 (5) 七、校核键连接的强度 (7) 八、校核轴承寿命 (8) 1. 计算轴承的轴向力 (8) 2. 计算当量动载荷 (8) 3. 校核轴承寿命 (8) 九、绘制轴系部件装配图（图纸） (9) 十、参考文献 (9)

哈工大2012机械设计基础(839回忆版)

2012哈工大机械设计基础真题回忆版上一年考前两个月因为没有找到2011年真题而很惘然的时候，我找到了某人士的热心回忆版。今年终于到我考完了，感觉还不错，是时候让我回馈这个网站了，现呈上我的2012的回忆版，考完这晚就默写出来，大概有个百分之八九十吧。希望能给有志考上哈工大的你们一点点鼓励。一、填空题： 1.规定涡轮加工刀具的原因。 2.梯形螺纹的牙型角 3.齿面接触应力是否每处接触点都一样？ 4.滚动轴承的寿命计算及定义 5.多级减速箱输出轴按高速还是低速计算？ 6.提高螺纹连接刚度的措施：（减少）螺栓刚度，举例 7.轴承部件轴向固定的三种方式二、简答题 1.齿轮传动的载荷系数的组成及其分别影响系数 2.软齿面闭式齿轮传动设计准则，怎么选择M和Z？ 3.非液体摩擦滑动轴承设计校核准则？ 4.图1中带受应力最大为何处？应力组成。

三、计算题（8题） 1.自由度计算，问某一杆为主动件，机构运动是否确定，一般题。《机械原理试题精选与解答》里面的会做，这个也没问题的 2.刨床刨削机构。在《机械原理试题精选与解答》P39例2.19的基础上加了几个问：1.摆杆摆角大少？2.知AD尺寸，求其他杆尺寸3.标出曲柄AB 运动方向4.什么位置CD角速度最大？ 3.（1）画出该位置凸轮转角，推杆位移，压力角。（2）推程角，远休止角，回程角，近休止角的计算数值。（3）若推程时压力角最大为45°，问a 的取值。（两轮大小相同为R） 4.加工齿轮及变位。P85例4.17,（1）（2）问。跟03到05中的某一年的真题基本是一样的。第三个问特别点：求变位后da（齿顶圆直径），rb（基圆半径）

机械制造装备设计大作业指导书2013

机械制造装备设计大作业指导书 2013年3月

目录 1.机械制造装备设计大作业的目的 (1) 2.机械制造装备设计大作业的内容 (1) 2.1运动设计 (1) 2.2动力设计 (1) 3.机械制造装备设计大作业的要求 (1) （1）机床的规格及用途； (1) （2）运动设计； (1) （3）动力设计（包括零件及组件的初算）； (1) （4）画传动系统图； (1) （5）其它需要说明或论证的问题； (1) （6）参考文献。 (1) 4.进行机械制造装备设计大作业的步骤和方法 (1) 4.1明确题目要求、查阅有关资料 (1) 4.2运动设计 (2) （1）确定极限转速 (2) （2）确定公比 (2) （3）求出主轴转速级数z (2) （4）确定结构网或结构式 (2) （5）绘制转速图 (2) （6）绘制传动系统图 (3) （7）确定变速组齿轮传动副的齿数 (3) （8）核算主轴转速误差 (4) 4.3动力设计 (4) 1.传动轴直径初定 (5) 2.主轴轴颈直径的确定 (5) 3.齿轮模数的初步计算 (5) 5.大作业题目 (7) 参考文献 (10)

1.机械制造装备设计大作业的目的机械制造装备设计大作业,是机械制造装备设计课程进行过程中的一个重要教学环节。其目的在于通过机床主传动系统设计，使学生进一步理解设计理论，得到设计构思、方案分析、零件计算、查阅技术资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，培养学生具有初步机械系统设计和计算能力。 2.机械制造装备设计大作业的内容运动设计根据给定的机床用途、规格、极限速度、转速数列公比（或转速级数），分析比较拟定传动结构方案（包括结构式和结构网，转速图）和传动系统图，确定传动副的传动比及齿轮的齿数，并计算主轴的实际转速与标准转速的相对误差。动力设计根据给定的电动机功率和传动件的计算转速，初步计算传动轴直径、齿轮模数；确定皮带类型及根数、摩擦片式离合器的尺寸和摩擦片数及制动器尺寸、选择机床主轴结构尺寸。 3.机械制造装备设计大作业的要求（1）机床的规格及用途；（2）运动设计；（3）动力设计（包括零件及组件的初算）；（4）画传动系统图；（5）其它需要说明或论证的问题；（6）参考文献。机械装备设计大作业篇幅不少于四千字。要求论证充分、计算正确、叙述简明、条理清楚、合乎逻辑、词句通顺、标点正确、文字工整、图表清晰。大作业中所用公式应注明出处，并注明式中符号所代表的意义和单位。单位一律采用法定单位，单位符号在公式、计算结果、图表、数据、标牌中应优先采用单位符号。大作业后须附有参考文献目录，包括作者、书刊名称、出版社和出版年份。在说明书中引用所列的参考文献时，只在方括号里注明所列文献序号即可。 4.进行机械制造装备设计大作业的步骤和方法明确题目要求、查阅有关资料学生在获得大作业的题目之后，首先应明确设计任务，并阅读《械装备设计大作业指导书》，了解大作业的目的、内容、要求和进行的步骤。然后在教师的指导下，拟定工作进度计划；查阅必要的图书、杂志、手册、图册、产品图纸、同类型机床说明书和其它有关设计参考资料；熟悉机床专业标准，便于设计时采用。对机床的用途、特点、主要参数、传动结