机械设计基础课程设计(作业范例)
机械设计基础课程设计范例精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版机械设计基础课程设计专业及班级：数控技术70511设计：xxx学号：************指导教师：日期：2006.12.25目录前言 (4)第1章选择传动方案 (5)第2章选择电动机 (6)2.1 电动机的选择 (6)2.2 输送机的输送量及功率计算 (6)2.3 电动机的功率 (6)2.3.1 螺旋输送机主轴上所需功率 (6)2.3.2 工作机所需的电动机输出的功率为 (6)2.4 电动机的转速 (7)2.5 传动装置总传动比 (7)2.6 计算传动装置的运动和运动参数 (7)2.6.1 计算各轴输入功率 (7)2.6.2 计算各轴转速 (7)2.6.3 计算各轴转矩 (8)第3章选择V带 (9)3.1 选择普通V带 (9)3.1.1 按照计算功率P c,选择V带型号 (9)3.1.2 带传动的主要参数和尺寸 (9)3.2 初选中心距 (9)3.3 确定V带的根数 (10)3.4 计算紧张力 (10)F (10)3.5 计算作用在轴上的力R3.6 结构设计 (10)第4章传动设计 (11)4.1 选择高速级齿轮传动的材料及热处理 (11)4.2 强度计算 (11)4.3 确定选择齿轮传动的参数和尺寸 (11)4.4 验算齿根弯曲应力 (12)4.5 结构设计 (13)第5章轴的选择 (14)5.1 高速轴的设计 (14)5.1.1 选择轴的材料 (14)5.1.2 初步估算轴的最小直径 (14)5.1.3轴的结构设计，初定轴径及轴向尺寸 (14)5.1.4按弯扭合成应力校核轴的强度 (14)5.1.5 高速轴段的长度确定 (16)5.2 低速轴计算 (17)5.2.1 计算轴上的力 (17)5.2.2 计算支反力 (17)5.2.3 作弯距图，齿轮作用力集中在齿宽中心 (18)5.2.4 轴输出转矩 T = 659000 (18)5.2.5 求最大当量转矩 (19)5.2.6 强度校核 (19)5.2.7 低速轴段的长度确定 (19)第6章联轴器的选择和计算 (20)参考文献 (21)前言机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。
机械设计基础课程设计范例
机械设计基础课程设计范例1000字本次机械设计基础课程设计，我们选择设计一个自动喷水装置。
该装置可自动控制喷水器的开/关，并可调整水流量和喷水角度，用于灌溉花草以及清洁家庭中的地面、墙壁等。
一、设计思路1. 零件设计：整个装置由四个主要部分组成：水箱、水泵、电脑控制系统、喷水器。
水箱容量大于3L，为了便于清洗采用圆柱形状设计；水泵功率小于30W，达到足够的水流量以保证灌溉或清洗效果；控制系统采用Arduino单片机实现，通过感应器实现自动控制喷水；喷水器必须满足调整喷水角度，具有一定的喷水半径以及水流量调节功能等。
2. 功能设计：自动喷水装置的主要功能是控制喷水器的起停、调整喷水角度以及调整喷水水流量。
为了实现这些功能，设计采用了Arduino单片机来控制水泵、感应器以及喷水器。
通过安装距离传感器，当有人走近装置时，距离传感器会发送信号到单片机，单片机依据程序判断启动水泵并控制喷水器旋转及调整喷水角度。
用户可以通过控制按钮来调整水泵输出的水流量，实现调节喷水水流量的目的。
二、设计流程1. 模块设计在进行整体设计时，需要先将装置拆分成几个模块，分别设计。
这样可以更清晰地了解每个模块的功能及交互情况，便于整体优化。
本设计分为四个模块：水箱、水泵、控制系统和喷水器。
在设计每个模块时，需要明确其功能及使用要求、材料选择、工艺生产等。
其中，最重要的是控制系统，通过编写Arduino控制程序，实现喷水器的自动控制。
2. 组件选择在组装时，需要选择适合要求的元件。
例如，要选择电泵来提供水，还需要选择传感器来感知距离等。
在选择元件时，需要考虑适用环境、价格、品质和耐久性等方面的要求，以便保证最终产品的质量和使用寿命。
3. 制造和测试在完成每个模块的设计和选择之后，需要进行制造、组装和测试。
确保每个组件都能很好地工作，并且能够顺利地整合到最终产品中。
在测试完整个系统后，可以对其进行一些调整和改进，以提高性能和耐用性。
机械设计基础课程设计
4. 完成减速器装配草图见P28~P40 1轴系零件的结构设计 a画齿轮结构 齿轮结构见P188~P192.齿轮啮合画法按参考样图. b画滚动轴承结构 滚动轴承简化画法见P67. c画套筒和轴端挡圈 在需要处画套筒,套筒结构根据需要设计. 轴端挡圈可略去不画. d画挡油盘和甩油盘 当轴承用脂润滑时,为防止润滑油冲掉润滑脂,需装挡油盘； 用油润滑时,为防止大量热油涌入轴承也需装挡油盘. 铸造挡油盘结构见P20图4-13和P29图5-10；冲压挡油盘见 P29图5-10.
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二、轴的最小直径见P13
1.初算轴的最小直径
计算见机械设计基础P240.
高速轴Ⅰ：最小轴径轴段与皮带轮配合,一个键槽,得
dⅠ mi n
1.05 1173 pⅠ nⅠ
mm
低速轴Ⅱ ：最小轴径轴段与联轴器配合,一个键槽,得
dⅡmi n
1.05 1063
pⅡ nⅡ
mm
PⅠ、 PⅡ：已计算轴功率,kW. nⅠ、 nⅡ ：已计算轴转速,r/min. 2.轴的最小直径确定
高速轴最小轴径应由皮带轮孔径确定,也可参考电机轴径确
定.
低速轴最小轴径应由以下所选联轴器标准孔径确定.
应保证： 高速轴最小轴径<低速轴最小轴径
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三、选择联轴器见P13
1.类型 推荐选用弹性套注销联轴器见P128表13-5.
L1
L
L
Z型轴孔
Y型轴孔
Z型轴孔：阶梯形圆锥轴孔. Y型轴孔：长圆柱轴孔. J型轴孔： 阶梯形圆柱轴孔. J1型轴孔：短圆柱轴孔.
3.各轴转矩
TⅠ=9550PⅠ/nⅠ N·m TⅡ=9550PⅡ/nⅡ N·m TⅠ, TⅡ：分别为高速轴,低速轴转矩.
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机械设计基础课程设计
机械设计基础课程设计1000字机械设计基础课程设计本次机械设计基础课程设计的主题为设计一个手摇搅拌器，要求能够快速搅拌面粉等食材，并且操作简便、安全可靠。
一、设计方案1、结构设计手摇搅拌器的结构设计主要包括底座、转轴、上盖、搅拌器和手柄等部分。
底座采用圆形设计，表面带有凹槽，搅拌器可以沿凹槽在底座上自由移动。
转轴采用不锈钢材料，固定在底座中心位置，上盖和手柄都与转轴相连。
2、搅拌器设计搅拌器由圆形框架和两条“L”形杆组成，圆形框架上有若干个小孔，可以将食材与搅拌器内部的钩子充分混合。
两条“L”形杆与圆形框架相连，搅拌器可以通过手柄上的机构使“L”形杆沿底座上的凹槽向前后移动，带动圆形框架旋转。
3、手柄设计手柄设计采用人体工程学原理，整体呈弧形设计，手握感觉舒适、稳固。
手柄与搅拌器相连，通过上下移动带动搅拌器运动。
二、材料选择底座采用铝合金材料，轻盈、坚固、不易生锈。
搅拌器框架和“L”形杆采用食品级不锈钢材料，具有较好的强度和防腐性。
手柄采用PVC软胶材料，手感柔软舒适。
三、工程图底座工程图如下所示：（见附图1）搅拌器工程图如下所示：（见附图2）手柄工程图如下所示：（见附图3）四、制造工艺1、底座制造工艺首先将铝合金原材料加工成圆形底盘，然后将其表面上打凹槽的工艺进行切割、冲孔和弯曲。
最后在底座中央位置锁定不锈钢转轴。
2、搅拌器制造工艺首先将食品级不锈钢板材加工成圆形框架和“L”形杆，然后将两者焊接在一起。
接着将搅拌器上方凸起的钩子进行剪切、磨光、冲孔，形成若干个小刀片，与搅拌器内部的孔对应组成钩刀共振结构。
3、手柄制造工艺首先将PVC软胶原材料加工成弧形手柄，再将一端连接一个机构装置，通过上下移动带动搅拌器运动。
五、安全注意事项1、使用时请勿强行过度转动搅拌器，以免连接部分软件疲劳断裂。
2、使用前请确保所有螺钉紧固，避免因为零部件松动而引起故障。
3、清洁搅拌器时请确保底座内部已经停止旋转，并确保所有电源已经断开。
机械设计基础课程设计作业ZDD-2
⑤因为该轴两轴承对称，所以：LA=LB=50mm
(1)绘制轴受力简图（如图a）
（2）绘制垂直面弯矩图（如图b）
轴承支反力：
FAY=FBY=Fr/2=182.05N
FAZ=FBZ=Ft/2=500.2N
由两边对称，知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为
MC1=FAyL/2=182.05×50=9.1N·m
其主要性能：额定功率：3KW，满载转速960r/min，额定转矩2.0。质量63kg。
三、计算总传动比及分配各级的伟动比
1、总传动比：i总=n电动/n筒=960/85.99=11.16
2、分配各级传动比
（1）将中传动比分配到各级传动中，使满足i=i1*i2..in取齿轮i齿轮=6（单级减速器i=3~6合理）
输出轴的设计计算1、按扭来自初算轴径选用45#调质钢，硬度（217~255HBS）
根据课本P157页式（7-2），表（7-4）取c=115
d≥c(P3/n3)1/3=115(2.438/85.97)1/3=35.06mm
取d=35mm
2、轴的结构设计
（1）轴的零件定位，固定和装配
单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面用轴肩定位，右面用套筒轴向定位，周向定位采用键和过渡配合，两轴承分别以轴承肩和套筒定位，周向定位则用过渡配合或过盈配合，轴呈阶状，左轴承从左面装入，齿轮套筒，右轴承和皮带轮依次从右面装入。
机械设计课程设计计算说明书
**(科学出版社出版的<机械设计基础课程设计>的作业ZDD-2)**
一、传动方案拟定.
二、电动机的选择
三、计算总传动比及分配各级的传动比
四、运动参数及动力参数计算
机械设计基础课程设计样本
目录第一章设计任务书..........................................................................................错误!未定义书签。
1.1设计题目..............................................................................................错误!未定义书签。
1.2设计环节..............................................................................................错误!未定义书签。
第二章传动装置总体设计方案......................................................................错误!未定义书签。
2.1传动方案..............................................................................................错误!未定义书签。
2.2该方案优缺陷......................................................................................错误!未定义书签。
第三章电动机选取..........................................................................................错误!未定义书签。
3.1选取电动机类型..................................................................................错误!未定义书签。
机械设计基础课程设计模板
机械设计基础课程设计课题名称：一级圆柱齿轮减速器专业班级：04机械制造学生姓名：学号： 3 5指导老师：完成时间：6月25日成绩：目录第一章、设计任务书第二章、设计计算及说明部分第一节、传动方案的分析第二节、电动机的选择第三节、传动装置运动的设计及计算第四节、直齿圆柱齿轮的设计及计算第五节、轴的设计及计算第六节、滚动轴承及键联结的选择和计算第七节、箱体的设计计算第八节、键等相关标准的选择第九节、减速器结构与润滑的概要说明第一章 设计任务书一、传动方案简图带传动；2-电动机；3-圆柱齿轮减速器1-V 4-连轴器；5-输送带；6-滚筒一级圆柱齿轮减速器654321v二、 原始数据工作条件： 传动不逆转，载荷平稳，起动载荷为名义载荷的1.25倍，输送带速度允许误差为±5%设计工作量： 设计说明书1份减速器装配图1张（手工） 减速器零件图2张（CAD 绘制）第二章 设计计算及说明部分第一节 传动方案的分析一、传动方案的拟定及说明机器通常是由原动机、传装置和工作装置三部分组成。
传动装置用来传递原动机的运动和动力变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。
合理的传动方案应满足工作要求，具有结构紧凑、便于加工、效率高、成本低、使用维护方便等特点.齿轮机构由主动齿轮﹑从动齿轮和机架等构件组成，两齿轮以高副相连属高副机构。
齿轮传动用来传递任意两轴之间的运动与动力，其圆周速度最大可达300m/s ，传递功率最大可达到510kw 。
第二节 电动机的选择一、类型和结构形式的选择按已知的工作要求和条件，选用Y 型全封闭笼型三相异步电动机。
因为其结构简单、起动性能好、工作可靠、价格低廉、维护方便，使用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体、无特殊要求的场合。
二、确定电动机的功率电动机所需工作的功率1000w F vP kw = w d a P kw P η=；F ——输送带拉力F/k N V ——输送带速度V(m/s)a η ——带式的输送的效率（查表取0.94）电动机的输出功率1000vd aF P kw η=其中η为电动机到滚筒主轴传动装置的总效率， η值计算如下：123456ηηηηηηη=⨯⨯⨯⨯⨯其中1η，2η，3η，4η，5η，6η，分别为V 带传动，齿轮传动轴承，齿轮传动，联轴器，卷筒轴的轴承及卷筒效率。
《机械设计基础》课程设计任务书
《机械设计基础》课程设计任务书
—适用于生物工程02级一、任务：设计带式输送机传动装置，如图：
1、输送带工作拉力F= (kN)
2、输送带工作速度v= (m/s)
3、滚筒直径D= (mm)
4、滚筒效率η=0.96 ，（包括滚筒与轴承的效率损失）
5、工作情况：两班制，连续单向运转，载荷较平稳
6、使用折旧期：8年
7、工作环境：室内，灰尘较大，环境最高温度38°
8、动力来源：电力，三相交流，电压380/220 V
9、检修间隔期；四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修
10、制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产
三、设计工作量
1、减速器装配图1张（A1）
2、零件图1~2张
3、设计说明书1份。
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武汉理工大学机械设计基础课程设计报告专业班级：课题名称：设计一用于带式运输机上的单级圆锥齿轮减速器姓名：学号：指导老师：完成日期：一 、电动机的设计1．电动机类型选择按工作要求和条件选取Y 系列一般用途的全封闭（自扇）冷笼型三相异步电动机。
2．选择电动机容量 (1)计算工作机所需功率PwP w == 4000×1.2/1000×0.98 Kw ≈ 11Kw其中，带式输送机的效率:ηw =0.98(查《机械设计、机械设计基础课程设计》P131附表10-1)。
(2)计算电动机输出功率P 0按《机械设计、机械设计基础课程设计》P131附表10-1查得V 带传动效率ηb = 0.96，一对滚动球轴承效率ηr = 0.99，一对圆锥齿轮传动效率ηg = 0.97，联轴器效率ηc = 0.98。
（其中，η为电动机至滚筒主动轴传动装置的总效率，包括V 带传动、一对圆锥齿轮传动、两对滚动球轴承及联轴器等的效率）。
传动装置总效率为：η =ηb ηr 2ηg ηc = 0.95×0.992×0.97×0.98 = 0.894， 电动机所需功率为：P 0 = ηwP = 4.90/0.894 Kw ≈ 5.48 Kw 。
根据P 0 选取电动机的额定功率Pm ，使Pm = (1～1.3) P 0 = 5.48 ～ 7.124 Kw 。
为降低电动机重量和成本，由《机械设计、机械设计基础课程设计》P212附表10-112查得电动机的额定功率为Pm = 5.5 Kw 。
(3)确定电动机的转速工作机主轴的转速n w ，即输送机滚筒的转速： n w =Dvπ100060⨯= 60×1.2×1000/3.14×400 r/min ≈ 57.30 r/min根据《机械设计、机械设计基础课程设计》P12表3-3确定传动比的范围，取V 带传动比i b = 2～4, 单级圆锥齿轮的传动比i g = 2～3，则传动比范围比 i = (2×2)～（4×3) = 4～12。
电动机的转速范围为：n = in w = (4～12)×57.30 r/min = 230～688 r/min ，符合这一同步转速范围的有750 r/min 一种。
根据同步转速查《机械设计、机械设计基础课程设计》 P212附表10-11确定电动机的型号为Y160M2—8，其满载转速n m = 970 r/min 。
此外，电动机的中心高、外形尺寸、轴伸尺寸等均可查表得出。
3．计算总传动比并分配各级传动比 (1)总传动比i =wmn n = 720/57.30 r/min = 12.57 r/min(2)分配各级传动比为使带传动的尺寸不至过大，满足i b<i g ，可取 i b = 3,则齿轮的传动比：i g = i/i b = 12.57/3 = 4.19 4．计算传动装置的运动和动力参数 (1)各轴的转速n Ⅰ = n m / i b = 720/3 r/min = 240 r/min n Ⅱ = n Ⅰ/i g = 240/4.19 r/min = 57.30 r/min n w = n Ⅱ = 57.30 r/min(2)各轴的功率P Ⅰ = P m ηb = 5.5×0.96 Kw = 5.28 KwP Ⅱ= P Ⅰηr ηg = 5.28×0.99×0.97 Kw = 5.07 Kw P W= P Ⅱηr ηc = 5.07×0.99×0.98 Kw = 13.28 Kw (3)各轴的转矩各轴的转矩 T 0 = 9550n P = 9550×5.5/720 N ·m ≈ 73 N ·mT 1 = 9550 11n P = 9550×5.28/240 N ·m ≈ 210.1 N ·mT 2 = 229550n P = 9550×5.07/57.3 N ·m ≈ 845 N ·m T w = 9550 Pw/ n w = 9550×4.92/57.3 N ·m ≈ 820 N ·m (4)将计算的结果填入下表5．电动机的草图二、带传动的设计由设计任务书条件要求，此减速器工作场合对传动比要求不严格但又要求传动平稳，因此适用具有弹性的饶性带来传递运动和动力。
V带传动时当量摩擦系数大，能传递较大的功率且结构紧凑；故此处选择V型槽带轮。
带轮材料常采用铸铁、钢、铝合金或工程塑料等，当带的速度 v ≤25 m/s时，可采用HT150；当带速 v=25～30 m/s时，可采用HT200；当 v≥35 m/s时，则用铸钢或锻钢（或用钢板冲压后焊接而成），传递功率较小时，可用铸铝或工程塑料等材料。
带轮的设计准则是，在保证代传动不产生打滑的前提下，具有足够的疲劳强度，带轮的质量小，结构公益性好，无过大的铸造内应力，质量分布要均匀等。
1. 确定计算功率P C = K A P = 1.2×5.5 = 6.6 Kw查《机械基础》P226页表9-7知：K A=1.22. 确定V带型号按照任务书要求，选择普通V带。
根据P C = 6.6 Kw及n1 = 720 r/min，查《机械基础》P227页图9-8确定选用B型普通V带。
3. 确定带轮基准直径 (1)确定带轮基准直径根据《机械基础》P228页 表9-8取标准值确定：d d1 = 140mm 。
(2)计算大带轮直径 d d2 = i d d1（1-ε）=（720/240）×140×（1-0.02）mm = 411.6mm 根据GB/T 13575.1-9规定，选取d d2 = 410mm 。
4. 验算带速 v=10006011⨯n d d π = 3.14×140×720/60×1000m/s = 5.28 m/s由于5m/s ＜v ＜25m/s,带速合适。
5. 确定带长及中心距 (1)初取中心距a 0 = 500 mm根据()()2102127.0d d d d d d a d d +≤≤+ 知：385≤a 0≤1100. (2)确定带长L d ：根据几何关系计算带长得()()0221210422a d d d d a L d d d d do -+++=π= 1900.39 mm根据《机械基础》P226表9-6取相近的标准值L d ，L d = 2000 mm (3)确定中心距2L -L d0d 0+=a a = 500+(2000-1900.39)/2 mm = 549.81mm ， 取a= 550 mm ；a min = a - 0.015Ld = 550 - 0.015×2000 mm = 520mm ； a max = a + 0.03Ld = 550 + 0.03×2000 mm = 610mm.6. 验算小带轮包角：3.57180121⨯--=ad d d d α = 151.9°＞120°，符合要求。
7. 确定V 带根数Z根据d d1 = 140mm 及n 1 = 720r/min ，查《机械基础》P224表9-3得:P 0 = 1.75Kw ，根据带型和i 查《机械基础》P224表9-4得：ΔP 0 = 0.23Kw ， 查《机械基础》P225表9-5得：K α = 0.93， 查《机械基础》P226表9-6得：Kl = 0.98,Z = P c /[P 0]≥L cK K P P P α)(00∆+ = 3.66,取Z=4.8. 确定V 带初拉力F 0查《机械基础》P219表9-1得:q = 0.17㎏/m,则F 0 = 5002)15.2(qv K vZ P c +-αN = 268.6 N 9. 作用在轴上的力F Q F Q = 2ZF 0sin21α= 2×4×268.6×sin151.9/2 N = 2084.5 N10.带轮的结构尺寸及草图 B 型V 带：节宽b p /mm:14.0 ； 顶宽b/mm:17.0； 高度h/mm:11.0； 楔角θ:40°；截面面积A/ mm 2 :138； 每米带长质量q/（ kg ·m -1）:0.17。
V 带轮：基准宽度b p /mm:14.0； 基准线至槽顶高度ha min :3.5； 槽顶宽b/mm:17.2； 基准线至槽底深度hf min :10.8；槽间距e/mm:19±0.4；第一槽对称线至端面距离f/mm: 12.5；最小轮缘厚度δ/mm:7.5；轮缘宽度B/mm:B =(Z-1)e+2f(Z为齿模数) = 82mm。
三．减速器齿轮设计设计任务书齿轮传动由主动轮、从动轮（或齿条）和机架组成，通过齿轮的啮合将主动轴的运动和转矩传递给从动轴，使其获得预期的转速和转矩。
锥齿轮的传动比恒定，结构紧凑且效率高，工作可靠且寿命长。
鉴于齿轮的以上优点因此选用齿轮传动，即圆锥齿轮是两相交轴传动。
所以齿轮传动在机械传动中应用广泛。
齿轮材料要求齿面硬，齿芯也要有韧性，具有足够的强度以及具有良好的加工工艺及热处理性，当齿轮的尺寸较大（d a＞400 mm～600 mm）或结构复杂不容易锻造以及一些低速运载的开式齿轮传动时，才有铸钢；高速小功率、精度要求不高或需要低噪音的特殊齿轮传动中，也常采用非金属材料。
材料：小齿轮 40Cr调质后表面淬火处理齿面平均硬度HB1=48～55；大齿轮 45钢调质处理齿面平均硬度HB2 =217～255。
1. 材料选择及热处理由于结构要求紧凑，故采用硬齿齿轮传动。
查《机械基础》P181表6-3，选择小齿轮材料为40cr,调质后淬火处理，齿面平均硬度HB=53HRC；大齿轮选用45 钢调质处理，齿面平均硬度HB=250HRC。
2. 参数选择和几何尺寸计算(1)齿数比取小齿轮齿数Z1 = 20，则大齿轮齿数Z2 = 20×4.19 = 84，实际齿数比μ = Z2/Z1= 4.2，与要求相差不大，可用。
(2)齿宽系数两轮为硬齿面非对称布置，φR = b/R = 0.284。
一般取: 取φR = 0.25～0.30，齿宽b ≤ R/3（查《机械基础》P195表7-2）。
(3)载荷系数由于载荷较平稳，且采用硬齿面齿轮，应取最大值，故查《机械基础》P183表6-5，取K=1.2。
3．确定许用应力小齿轮查《机械基础》P181表6-3，取[σH1]=1080MPa,[ σbb1]=510MPa, 由于承受单向载荷，故[ σbb1]=510MPa不变；大齿轮查《机械基础》P181表6-3，用插值法得[σH2]=522MPa, [σbb2]=304MPa,因受单向载荷，故[σbb2]=304MPa不变。