机械产品创意设计书

1 机械产品创意设计书 一、 题目 机械产品 创意设计 二、 设计要求： 1. 机械产品创意设计具体题目由学生自己确定； 2. 机械产品创意设计要求独立完成，大型或复杂机构可由 1自由组成设计小组，小组成员每人负责不同关键机构的设计。 三、 设计内容 求至少完成 维加三维图示） 1张、 4图纸 2 张； 0页以上 (约 3000 字 ) a. 说明书封面； b. 目录； d. 创意方案分析； e. 主要零部件参数说明或计算； f. 创意设计总结与心得。 四、 创意 设计的基本要求： 正确的工程意识，正确的生产观点 、经济观点和全局观点。 2以严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风完成设计任务书中规定的所有设计内容。 3认真阅读和分析设计任务书，清楚设计要求，明确设计内容，注意设计重点。 4查阅与本课题有关的中、外文献资料，综合运用 机械原理、 机械设计 等专业基础课所 学知识和方法全面分析，合理设计。 5要求计算步骤清晰，计算结果正确。 6认真做好设计笔记。将每天的设计内容、计算过程、收集资料、拟提出的问题和已得到的解答记入设计笔记中。设计笔记是学生编写设计说明书的重要资料，也是教师检查学生设计进度、了解设计思路、评定平时成绩的依据。 7 说明书要求文理通顺，论证充分，语言流畅，字迹整齐 ， 简明扼 要，图文并茂，数据准确完整。 2 名三 次以上不到者，取消答辩资格。 五、 进度安排 2014 年 6 月 9 日 2014 年 6 月 20 日， 共计 2 周 序号 主要内容 时 间 备 注 1 方案分析评比及确定 总体方案 借阅相关资料 2 绘制部件和零件图 3 编写课程设计说明书 4 答 辩 共 计 2 周 说明：若有公益劳动，占用设计时间自行补上。 二一 四年六月 3 目录 创意特点 、 可行性说明。 7 参考资料 4 一 方案确立 路边随处所见的纸屑类小广告，鉴于其清扫费事费力的特点。所得的灵感 设计题目：便携式小广告清除利器 之清洁卫士 二 创意特点 用微型电动机为传动元件，通过齿轮减速，以及轴的转动为传动组件，带动刷子将喷过水的小广告清除下来，已取得快速不费力不费时的效果。同时该设备总体较小，质量较轻，方便携带，同时可以更换刷子以适应不同墙体情况。并用蓄电池带动，已达到随处可见清扫的目的。 三 可行性说明 用牛皮癣来形容街头小广告真再贴切过了牛皮癣算大病却种顽疾容易复发街头小广告也此张贴小广告者认种行只过小事桩城管部门拿们没辙所对自己行根本乎其对错管做宣传都我行我素理采别人刚刚清理干净地方马上贴上张毫尊重人劳动至于玷污市容更下反正影响自己家里环境行 了多年来市政部门断治理其结也只时好时坏效大目前我市人流大地段设立了便民张贴板加大了清理力度情况有所好转些人随意张贴小广告行仍继续 。（选自百度百科）通过此背景本设备本着实用和便携的方向设计，并同时考虑到设备成本问题，均选用较便宜的零部件，同时在手柄处，运用人体工程学，设计了适合人体携带，适合人手握拿等多种情况。设计出的便携式广告清除利器。 5 6 主要零部件参数说明或计算 2）已 知条 件 在喷过水后的小广告所需最小摩擦力 N 最小转速为 600r/ 最小刷子半径 r=25设备 工作 条 件， 连续 单向运转， 轻微振动。 设计工作量： 张 张； 份。 1 已知条件，在喷过水后的小广告所需最小摩擦力 N,最小转速为600r/小刷子半径 r=25 M=F d 再由 r=12FN 由 P=550 将最小值带入 ，算出最小功率 只要所选电动机功1. 减速机构 2. 输出端 3. 刷子 4. 电动机 7 率大于 可。 择的电动机型号为 型号 转矩 转速 功率 电压 电流 允 许 的 顺逆转差 55M 3000r/9W 24V 00r/动装置效率： 1：联轴器的效率： 2：轴承效率： 3: 圆柱齿轮副的效率 ： 动比 i=000r/ 输出转速 500r/轴功率： 轴 2 7 2311 轴 2 6 7 23212 各轴转矩： 电动机轴 106 106 N 轴 106 106 轴 106 106 计算数值列表如下： 轴号 功率 (转矩 T(N 转速 n（ r/ 电机轴 3000 轴 000 轴 1500 5 齿轮的设计 择齿轮 类型，精度等级，材料，齿数和螺旋面： 选择斜齿圆柱齿轮 ; 8 级精度齿轮，软齿面 ; 小齿轮材料为 45 号钢，调质处理，齿面硬度为 200齿轮材料为 8 45 号钢，调质处理，齿面硬度为 180 初选小齿轮轮齿数 2，则大齿轮数 4； 初选螺旋角 = 10 。 齿面接触疲劳强度设计计算： H3 二 . 根据轴承布置方式和载荷冲击情况和冲击情况：取 K= 取 a= d=a(u+1)/2= 查图得 小齿轮接触疲劳极限为 则 【 H】 540齿轮的接触疲劳极限为： 【 H】 550 计算 接触疲劳许用 力 【 H】 1=95 H】 2=86 H】 =【 H】 2=486 计算小齿轮分度圆直径 ，由 d3 查附表得使用系数 附表得 查附表得小齿轮的弯曲疲劳极限为 15齿轮的弯曲疲劳极限为： 10 计算弯曲疲劳许用应力： F1=01F2=949 F1= F2=齿轮数值大，代入计算 计算得 得 0，则 Z2=0 四 . 计算中心距： a=(2)=整为 23定螺旋角为 = (2)螺旋角在 8。 25。 范围内适用 计算几何尺寸 齿轮齿宽为 b=d 取 6齿轮 齿数 中心距 分度圆直径 齿宽 小齿轮 30 2356齿轮 60 230的设计 择轴的材料： 该轴无特殊要求，因而选用调质钢处理 45 钢，由机械设计书上表 8，b=640 步估算最小轴： 先按式 d C步估算轴的最小径：由书上表 8选取轴的材料为 45钢时，取 C=110，于是得 d 110 mm d d 110 于轴连接 电动机 所以查 电动机技术参数 孔径取 3以 d 所以轴的结构设计如下图所示： 10 的各段直径和长度 d =3 = 12为保证与 联轴器 轴装配紧靠故l 取为 12 左轴承 段 - d =6为 轴承 ，故取 d =6 l =10 这段轴长由轴承端盖宽度及其固定螺钉的拆装空间要求决定。这里取 l =10 齿轮轴段 - d =10考虑到齿轮拆装方便，应使d d =10取 d =14 l =15这段轴的长度由齿轮轮毂的宽度 6定，为保证套筒紧靠齿轮左端，使齿轮轴向固定， l 应略小于 取 l =15 v：轴环段 - d =14考虑到齿轮右端用轴环进行轴向定位，故取 d =14取 l =411 轴的结构设计如下图 d =10 = 10l 取为 12 左轴承 段 - d =10为 轴承 ，故取 d =10 l =10 这段轴长由轴承端盖宽度及其固定螺钉的拆装空间要求决定。这里取 l =10 齿轮轴段 - d =20考虑到齿轮拆装方便，应使d d =20取 d =24 l =8这段轴的长度由齿轮轮毂的宽度 定，为保证套筒紧靠齿轮左端，使齿轮轴向固定， l 应略小于 取 l =24 v：轴环段 - d =24考虑到齿轮右端用轴环进行轴向定位，故取 d =24 故取 l =412 轴的校核 （ 1）高速轴的校核 6 2作用在齿轮上的圆周力为：122=2 向力为 a=121 lF =(16 (16+12)=2 =垂直弯矩，并绘制垂直弯矩图： 22 =12=1 =16=水平面的支承力： 由1 1 2 2()l l F l得 =12/(16+12)=2 =并绘制水平面弯矩图： 11 =16=2 =12=虑最不利的情况， 22 = 22 6 1 2 =2 = 22 39. 12 24. 64 =危险截面当量弯矩： 最危险截面其当量弯矩为：（取折合系数 ） 22 = 22 =算危险截面处轴的直径： 因为材料选择 #45 调质，查机械设计课本表 6 650B M ，许用弯曲应力 13 1 60b M ，则： 3 1 为 3d 2d =d，所以该轴是安全的。 3）、弯矩及轴的受力分析图如下： 低速轴的校核 校核该轴和轴承： 4作用力、力矩和和力矩、危险截面的当量弯矩。 作用在齿轮上的圆周力： 2220=向力： =10N 求垂直面的支反力： 2121 lF 0 2 =算垂直弯矩： 2214 11 =水平面的支承力。 2121 lF = 2 =算、绘制水平面弯矩图。 11 = 2 F 在支点产生的反力 0142131 N F 12 =0=并绘制 F 力产生的弯矩图： 32 =10 14=1 = 在 a 处产生的弯矩： 合成弯矩图： 22 =140+ 22 =危险截面当量弯矩： 最危险截面其当量弯矩为：（取折合系数 ） 22 = 22 =算危险截面处轴的直径： 因为材料选择 #45 调质，查机械设计课本表 6 650B M ，许用弯曲应力 1 60b M ，则： 33 1 为 1d =20mmd，所以该轴是安全的。 15 （ 6）弯矩及轴的受力分析图如下： 动轴承的选择 经受力分析选择为深沟球轴承 轴承代号 基本尺寸 /他尺寸 /本额定载荷 /量/000型 d D B a r 619/6 6 15 5 1802 15 24 5 17 22 轴器的选择 型号 轴径 D L 拧紧力矩（ 4 5 6 16 24 6 ： 16 总体三维立体图如下 箱体总体尺寸如图 17 刷子与轴的连接选择 销轴与开口销的连接 销轴的技术参数 d(dk(r(k(d1(L(8 12 28 开口销技术参数 规格型号 (公称规格 ) 规格型号( 公称规格 d 最大 d 最小 a 最大 b c 最大 商品规 螺栓使用直径 螺栓使用直径 U 形销使用直径 U 形销使用直径 质量 / 1463 11 14 9 12 剩余连接为 螺栓 7 参考资料 建晓 华中科技大学出版社 作模、葛文杰 高等教育出版社 晓、郑海霞、傅顶云 西南交通大学出版社 机械设计课程设计 1997 机械设计基础 1997 18 在这次 课程设计作业的过程中由于所设计的设备较小 ， 难免出现许多问题，同时加上理论基础知识把握得不牢固，在设计中难免会出现有些错误 ，如：在选择计算标准件的时候可能会出现误差，假如是联系紧密或者循序渐进的计算误差会更大，在查表和计算上 精度不够正确；其次：在确定设计方案，选择电动机方面就因为实际情况与预算的相差很大，造成一些问题。 在这方面的知识比较缺乏， 感谢老师的孜孜教诲 ， 感谢同学的帮助。 找到了方法，把题目解决了；再次，在轴的设计方面也比较薄弱，联轴器的