机械原理课程设计样本

1、word工业大学华立学院 课 程 设 计论文课程名称_机械原理_ _ 题目名称_步进输送机_学生学部系_专业班级_学 号_学生_指导教师_年 月 日目 录一、 步进输料机的主要设计过程4二、步进输料机结构简图4三、设计简述43.工作原理43.传动方案5设计要求6四、 局部结构解析64.直齿齿轮分析6精度分析74.1.齿轮副的侧隙分析94.1.3受力分析94.1.4载荷分析114.1.5齿面接触疲劳强度计算124.1.6齿根弯曲疲劳强度计算13V带传动分析15 带传动受力分析15 带出动的传动比17凸轮机构与其设计19 强等加速减速运动规律19用解析法设计盘型凸轮轮廓21 滚子直动从动件凸轮机构224.4轴的分析与其设计244.4.1轴的概述244.4.2提高轴刚度和强度的措施25五、自我评价28六、参考书籍29七、附图29一、步进输料机的主要设计过程二、步进输料机结构简图见书后附图三、 设计简述工作原理当电源接通后，电动机带动带轮1转动，带轮2通过V型带与带轮3相连，其中带轮3与齿轮4、凸轮5通过轴连接，带轮3部的星心轮把电动机的转速降到一定的转速1,如此此时齿轮与凸轮的转速一样，既是

2、1。之后，凸轮的转动控制杆机构6，使A杆的收缩和伸长控制工件是否落下具体情况我们后面会提到杆机构6时的介绍和计算，其中A杆是在伸缩弹簧作用下进展工作的，落下一个工件后杆A伸长阻止下一个工件的落下，同时配合齿轮带动齿形皮带转动把工件送到加工处5加工。齿轮的间歇配合使工件间歇运动。每前进一次后，齿轮4的空隙时间用于工件的加工，达到步进的目的。传动方案此机构的传动方案大体上没什么不同，在杆结构6 的问题上有所不同的意见，我们组进展了紧的讨论：一种观点是采用从动件圆柱凸轮机构图3-1，图3-1第二种方案是采用齿轮与齿条的配合图3-2。图3-2而另一种观点是采用从动件盘形凸轮与摇杆机构的组合图3-3。 图3-3这三种方案的目的都是为了间隔性的阻止工件落在传送带上。考虑到设计时尺寸等作用，另外也借助杠杆的放大作用，我们最终选择了方案三。设计要求通过对机械原理课程设计指导主编 永安 编著 永安 徐锦康 王超英一书中46页的题目八步进送料机机构设计与分析的学习，并在伙伴们的帮助下认真分析总结，设计了此机构。此机构要求送料机自动送料，每分钟送料30个，且每次送料的距离一样，经加工后方可继续进料，准确无误

3、的完成快速加工。四、 局部结构解析4.1 直齿齿轮分析我们都知道齿轮传动是应用极为广泛的传动形式之一。其主要特点时：能够传递任意两轴间的运动和动力，传动平稳、可靠，效率高，寿命长，结构紧凑，传动速度和功率围广。但是，齿轮需要专门设备制造，加工精度和安装精度较高，且不适宜远距离传动。本设计中的变速箱中配有大量的齿轮行星轮如如下图4-1：图4-1在此，我们进展有关变速箱3中齿轮的各项分析。包括精度、受力、载荷、齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度等。4.1.1精度分析我们都知道齿轮传动的工作性能、承载能力与使用寿命都与齿轮的制作精度有关，精度过低将影响齿轮传动的质量和寿命，而且精度过高又会增加制造本钱。因此在设计齿轮传动时，应根据工作情况合理选择齿轮的精度。国家标准渐开线圆柱齿轮精度和锥齿轮精度中规定，将影响齿轮传动的各项精度指标分为、三个公差组。各公差组对传动性能的影响如下。1第公差组精度等级用于限制齿轮在一转其会转角误差不得超过某一限度，以保证运动传递的准确性。2第公差组精度等级用于限制传动时瞬时传动比的变化不得超过某一限度，以减少冲击、震动和噪声，使运动传递平稳。3第公差组精度等级用于

4、保证相啮合的两齿面接触良好，载荷分布均匀。标准中还规定齿轮精度分为12个等级，第一级最高，第12级最低。一般机械中常用的精度等级为69级。齿轮的精度等级应根据传动的用途、使用条件、传动的功率、圆周速度与其他技术要求规定。选择时，先根据齿轮的圆周速度确定第公差组的精度等级见表4-1，第I公差组精度等级可比第公差组精度等级低一级或同级，第公差组精度等级不能低于第公差组精度等级。表4-1齿轮第公差组精度等级的选择与应用精度等级圆周速度/m/s应用直齿圆柱齿轮直齿圆柱齿轮直齿圆柱齿轮6级15259高速重载的齿轮传动，如飞机、机床中的齿轮，分度机构中齿轮传动7级10176高速重载或中速重载的齿轮传动，如标准系列减速器的齿轮、汽车和机床的齿轮传动8级5103机械制造中对精度无特殊要求得齿轮传动9级3低速与对精度要求低得齿轮传动在此，根据我们的设计“步进送料机的特点：齿轮强度高、转速低、传动稳，应选取精度等级为9级、圆周速度为3的齿轮。4.1.2齿轮副的侧隙分析齿轮工作时，其非啮合一侧有一定的间隙，称为齿侧间隙。这个间隙对于储存润滑油，补偿轮齿的制造误差、受力变形和受热膨胀均是必要的，否如此齿轮在传

5、动中就有可能卡死或烧伤。侧隙量的大小按齿轮工作条件决定，设计中所选定的最小极限侧隙应能足以补偿齿轮工作时的热变形和贮油。国家标准规定了14种齿厚极限偏差与中心距极限偏差。标准中规定，在固定中心距极限偏差的情况下，通过改变齿厚偏差的大小而得到不同的最小侧隙。通常买取中等价格的，市场价一般为2680元/套。4.1.3 受力分析图4-2a所示为一对标准直齿轮圆柱齿轮在标准中心距安装条件下的受力情况。在分析齿轮传动受力时，用齿宽中点的集中力代替沿齿宽的分布力，并忽略摩擦力。当转矩T1由主动轮1传递给齿轮2时，齿轮间的作用力是沿着啮合线作用在齿面上的，此力的方向即为齿面在该点的法线方向，故称为法向力Fn。为了便于分析，在节点处将Fn分解为两个互相垂直的力，图4-2b表示出作用于齿轮1上的法向力Fn的分解情况：与分度圆相切的圆周力Ft和沿半径方向作用的径向力Fr。图4-2直齿圆柱齿轮传动的作用力4-1式中：T1为主动轮传递的转矩，即其中， P1为主动齿轮传递的功率kW，n1为主动齿轮的转速r/min；d1为主动齿轮的分度圆直径mm；为分度圆的压力角。作用在主动轮和从动轮上的各对力等值反向。各分力的

6、方向为：主动轮上的圆周力Ft1是阻力，它与主动轮的回转方向相反；从动轮上的圆周力是Ft2驱动力，它与从动轮的回转方向一样；两齿轮的径向力Fr1、Fr2分别指向各自的轮心。4.1.4 载荷分析按式4-1计算的Ft、Fr和Fn均是作用在齿轮上的名义载荷。在实际工作中，还有考虑多方面因素的影响，由于原动机或工作机的工作特性不同，其振动和冲击也不一样；由于齿轮的制造误差，两齿轮啮合的基圆不会完全接触，使得瞬时速度比变化而产生动载荷；由于齿轮安装时的误差，或轴因受弯矩产生弯曲变形、受转矩产生扭转变形等原因，使得载荷沿齿宽方向分布不均匀，如图4-3。当齿轮相对轴承不对称布置，或载荷集中现象严重时，综合考虑轴弯曲和扭转变形的影响。非对称布置时，齿轮远离转矩输入端会使载荷分布不均匀现象得以缓和。图4-3齿轮载荷沿齿宽分布不均匀性考虑以上因素，应将名义载荷乘以阻碍和系数，修正为计算载荷。进展齿轮的强度计算时，按计算载荷进展设计，与法向力对应的计算载荷为式中：K为载荷系数，按表4-2选取。表(4-2) 载荷系数K原动机工作机械的载荷特性均匀中等冲击较大冲击电动机多缸燃机单缸燃机4.1.5 齿面接触疲劳强度分析一个齿轮的啮合可看作两个圆柱体的接触。因此，轮齿外表最大的接触应力可近似运用弹性力学中的赫兹公式计算。即式中：u为两齿轮的齿数比，“+用于外齿轮，“-用于齿轮。为了便于设计计算，引入齿宽系数d=b/d1，代入上式，得到齿面接触疲劳强度的设计公式为：ZE为节点区域系数。设计中我们采用的材料都是钢，将其分别代入式4-3和式4-4, 得到一对钢制齿轮的齿面接触疲劳强度的设计公式：一对钢制齿轮的齿面接触疲劳强度校核公式为应用上述公式时应注意：一对齿轮啮合时，两齿轮间的接触应力H1和H2相等，但许用接触应力H1和H2一般不相等，应将H1和H2中较小的值代入公式计算。4.1.6 齿根弯曲疲劳强度分析齿根弯曲疲劳强度计算是为了防止齿根出现疲劳折断。因此，我

《机械原理课程设计样本》由会员枫**分享，可在线阅读，更多相关《机械原理课程设计样本》请在金锄头文库上搜索。