北航机械设计讲义第5部分 机械设计课程设计任务

第五部分机械设计课程设计任务一．高架灯提升装置设计设计参考图（略）1、设计要求：本提升装置用于城市高架路灯的提升。卷筒上钢丝绳直径为11mm，电动机水平放置，且采用正、反转按钮控制方式。工作时，要求安全、可靠，提升装置应保证静载时机械自锁，并有力矩限制器和电磁制动器。设备调整、安装方便，结构紧凑，造价低。工作条件为间歇工作，载荷平稳，半开式，生产批量为10台。设计中应考虑应有保证安全的制动部分。2．原始技术数据：数据编号1234提升力(N)50006000800010000容绳量(M)40506580安装尺寸(mm)270×450280×460290×470300×480电机功率不大于(kW)1.11.52.233．设计任务：（1）设计提升装置的总体传动方案，绘制总体机构原理图，完成总体方案论证报告；（2）设计主要传动装置，完成主要传动部分的结构装配图1张（A0或A1）；（3）设计主要零件，完成零件图2张；（4）编写设计说明书。二、自动包装机设计设计参考图（略）1、设计要求：自动包装机主要用于食品、医药、化工等行业和植物种子的物料自动包装。物料可以是颗粒、片剂、液体、粉剂、膏体等形态。自动包装机具有自动完成计量、充料、制袋、封合、切断、输送、打印生产批号、增加易断口、无料示警、搅拌等功能。其主要特点包括：（1）所有与物料接触的器件均选用不锈钢和无毒耐腐蚀塑料制成，符合各种包装要求；（2）能实现无级调整包装速度和袋长。包装速度和袋长在规定范围内无级调整，不需要更换零件，简单方便；（3）采用光电检测、稳定可靠；（4）可根据不同袋材，按照预定温度，采用双路热封，良好的热平衡能保证封口的质量美观；（5）操作简单、维修方便；（6）结构简单、外形美观、价格适中；（7）重量轻、搬运方便；（8）性能优良，使用寿命长。自动包装机的动力一般采用三相四线制电源，整个机械系统由动力系统，主传动系统（包括无级调速装置）、执行系统（包括拉袋机构、袋成型机构、热封机构、供纸机构、成品送出机构、计量机构等）、及控制系统四部分组成。机器运行前，首先进行空袋的调整，即进行封袋温度的设定、袋速的调整，而后确定切刀的位置及光电控制装置的调整等。第二，进行冲料的调整，包括落料时机的调整、计量装置的调整等。工作时，电动机带动主传动系统，将运动和动力分别传递给各执行机构，使送纸机构、填充机构、计量机构、袋口的热封机构、成品输出机构等协同动作。2、原始技术数据：包装材料包装速度（袋/分）计量范围（ml）制袋尺寸（㎜）包装材料电机功率热封器功率电源电压重量（kg）外形尺寸（㎜）液体

40～600～50

长50~120宽60~85铝箔、聚乙烯、BOPP主电机370W供纸电机40W180W×2380v，三相四线，应具备零线小于170㎏长×宽×高（教师指定）膏体0～2503、设计任务：（1）进行主传动系统、拉袋、袋成型、计量、填充机构的原理方案设计，绘制总体机构原理图，完成总体方案论证报告。其中，主传动系统设计中应包括包装速度的调速机构设计；（2）设计主要传动装置，完成主要传动部分的结构装配图1张（A0或A1）；（3）设计主要零件，完成零件图2张；（4）编写设计说明书。三、电梯机械部分相关系统的原理及结构设计设计参考图（略）1、设计要求：电梯是靠电力拖动，使轿箱运行在两根垂直的或垂直度小于15°的刚性轨道上，在规定楼层间输送人或货物的固定提升设备。电梯按用途可以分为：客梯、货梯、客货梯、住宅梯、观光梯、杂货梯等。按速度可分为：低速梯、快速梯、高速梯和超高速梯。电梯运行是由曳引机驱动曳引轮，依靠曳引轮槽与曳引绳之间的摩擦力实现的。电梯的主要结构包括曳引机、轿箱、轿门、层门、对重层门、导轨、导靴、安全钳、限速器、缓冲器、限位装置和控制柜等。电梯的机械部分主要包括：（1）曳引系统：包括电梯传动系统、曳引机和曳引线；（2）引导部分：包括导轨、导靴等；（3）轿门和层门；（4）对重部分：包括对重及安全补偿装置；（5）安全装置：包括安全钳、限速器、缓冲器和限位开关。电梯性能要求安全可靠，乘坐舒适，噪音小，平层准确。2、原始技术数据：梯种乘客电梯载货电梯住宅电梯杂物电梯额定载重量KgA63063040040B8001000630100C100016001000250D12502000

E16003000

F

5000

额定速度m/sA0.630.40.630.25B1.000.631.000.40C1.601.001.60

D2.50

2.50

3、设计任务：（1）设计电梯曳引系统的总体传动方案，绘制总体机构原理图，完成总体方案论证报告；（2）设计主要传动装置，完成主要传动部分的结构装配图1张（A0或A1）；（3）设计主要零件，完成零件图2张；（4）编写设计说明书。四、飞剪机传动装置设计设计参考图（略）1、设计要求：(1)飞剪机的剪刃在轧件运动方向上的速度应等于或略大于轧件运动速度；(2)为了保证轧件剪切断面质量，要求飞剪机的一对剪切刀片在剪切过程中作平移运动；(3)剪刃的运动轨迹应是一条封闭曲线，在剪切段应尽量平直，在剪切过程中要求剪切速度均匀；(4)单向运转，频繁起动，使用期限为10年，专业机械厂制造，小批量生产，两班制工作。2、原始技术数据：数据编号1234公称最大剪切力KN400450500600剪切轧件规格mm2剪切速度m/s0.5～30.5～30.5～30.5～33、设计任务：（1）设计飞剪机工作系统的总体方案，绘制总体机构原理图，完成总体方案论证报告；（2）设计主要传动装置，完成主要传动部分的结构装配图1张（A0或A1）；（3）设计主要零件，完成零件图2张；（4）编写设计说明书。五、加热炉装料机设计设计参考图（略）1、设计要求：(1)该机用于向加热炉内送料。装料机由电机驱动，通过传动装置使装料机推杆做往复移动，将物料送入加热炉内；(2)室内工作，需要5台；动力源为三相380/220V，电机单向运转、载荷较平稳；(3)使用期限为10年，每年工作300日，每天工作16小时；检修周期：三年大修；(4）专业机械厂制造，可加工7、8级精度的齿轮、蜗轮。2、原始技术数据：推杆行程200mm数据编号123456789所需电机功率(KW)22.52.833.43.94.55.16推杆工作周期（s）4.33.73.33.02.72.52.32.12.03、设计任务：（1）设计加热炉装料机系统的总体方案，绘制总体机构原理图，完成总体方案论证报告；（2）设计主要传动装置，完成主要传动部分的结构装配图1张（A0或A1）；（3）设计主要零件，完成零件图2张；（4）编写设计说明书。六、轴棍搓丝机传动装置设计设计参考图（略）1、设计要求：(1)该机用于加工轴棍螺纹。基本结构见设计参考图。上搓丝板安装在机头上，下搓丝板安装在滑块上。加工时，下搓丝板随滑块做往复运动。在起始（前端）位置时，送料装置将工件送入上、下搓丝板之间；滑块往后运动时，工件在上下搓丝板之间滚动，搓制出与搓丝板一致的螺纹。搓丝板共两对，可同时搓出工件两端的螺纹。滑块往复运动一次，加工一件。(2)室内工作，需要5台；动力源为三相380/220V，电机单向运转、载荷较平稳；(3)使用期限为10年，每年工作300日，每天工作16小时；检修周期：三年大修；(4）专业机械厂制造，可加工7、8级精度的齿轮、蜗轮。2、原始技术数据：数据编号123最大加工直径（mm）81012最大加工长度(mm)160180200滑块行程(mm)300—320320—340340—360公称搓动力（KN）8910生产率（件/分）4032243、设计任务：（1）设计搓丝机传动系统的总体方案，绘制总体机构原理图，完成总体方案论证报告；（2）设计主要传动装置，完成主要传动部分的结构装配图1张（A0或A1）；（3）设计主要零件，完成零件图2张；（4）编写设计说明书。七、简易专用半自动三轴钻床传动装置设计设计参考图（略）1、设计要求：(1)三个钻头以相同的切削速度（圆周速度）v旋转作切削主运动，安装工件的工作台上移作进给运动。每个钻头的切削阻力矩为T，每个钻头轴向进给阻力为F，被加工零件的三个孔的直径均为d。每分钟加工两件；(2)室内工作，需要5台；动力源为三相380/220V，电机单向运转、载荷较平稳；(3)使用期限为10年，每年工作300日，每天工作16小时；检修周期：三年大修；(4）专业机械厂制造，可加工7、8级精度的齿轮、蜗轮。2、原始技术数据：数据编号1234切削速度v(m/s)0．230．220．210．2孔径d(mm)6789切削阻力矩T（Nm）100110120130切削时间(s)5678切削阻力F(N)12201250128013203、设计任务：（1）设计钻床总体传动方案，绘制总体机构原理图，完成总体方案论证报告；（2）设计钻头主要传动装置，完成该主要传动部分的结构装配图1张（A0或A1）；（3）设计主要零件，完成零件图2张；（4）编写设计说明书。八、卷扬机传动装置设计设计参考图（略）1、设计要求：(1)用于建筑工地提升重物，电机驱动；(2)室外工作，需要5台；动力源为三相380/220V，电机单向运转、载荷较平稳；(3)使用期限为10年，每年工作300日，每天工作12小时；检修周期：三年大修；(4）专业机械厂制造，可加工7、8级精度的齿轮、蜗轮。

2、原始技术数据：数据编号12345678910绳牵引力W(KN)1212101010108877绳牵引力速度v（m/s）0．30．40．30．40．50．60．40．60．50．6卷筒直径D(mm)4705004204304705004304704404603、设计任务：（1）设计卷扬机总体传动方案，绘制总体机构原理图，完成总体方案论证报告；（2）设计卷扬机主要传动装置，完成该主要传动部分的结构装配图1张（A0或A1）；（3）设计主要零件，完成零件图2张；（4）编写设计说明书。九、带式运输机传动装置设计Ⅰ设计参考图（略）1、设计要求：(1)设计用于带式运输机的一级圆柱齿轮减速器；(2)连续单向运转，载荷较平稳，空载起动，使用期限为10年，小批量生产，两班制工作，运输带允许误差为5%。2、原始技术数据：数据编号12345678910运输带工作拉力F(N)1100115012001250130013501450150015001600运输带工作速度v（M/s）1.51.61.71.51.551.61.551.651.71.8卷筒直径D(mm)2502602702402502602502602803003、设计任务：（1）选出电机、联轴器型号，确定带传动的主要参数及尺寸；（2）设计减速器，完成装配图1张（A0或A1）；（3）设计主要零件，完成零件图2张；（4）编写设计说明书。十、带式运输机传动装置设计Ⅱ设计参考图（略）1、设计要求：(1)设计用于带式运输机的一级圆锥齿轮减速器；(2)连续单向运转，载荷较平稳，空载起动，使用期限为10年，小批量生产，两班制工作，运输带允许误差为5%。2、原始技术数据：数据编号12345678910运输带工作拉力F(N)1500180020002200240026002800280027002500运输带工作速度V（M/s）1.51.51.61.61.71.71.81.81.51.4卷筒直径D(mm)2502602702803003203203003003003、设计任务：（1）选出电机、联轴器型号；（2）设计减速器，完成装配图1张（A0或A1）；（3）设计主要零件，完成零件图2张；（4）编写设计说明书。十一、带式运输机传动装置设计Ⅲ设计参考图（略）1、设计要求：(1)设计用于带式运输机的一级圆柱齿轮减速器；(2)连续单向运转，载荷较平稳，空载起动，使用期限为10年，小批量生产，两班制工作，运输带允许误差为5%。2、原始技术数据：数据编号12345678910运输带卷筒所需功率P(kW)3．23．33．43．54．24．54．85．05．25．5运输带卷筒工作转速n（rpm）74757476767880848586卷筒中心高H(mm)3003、设计任务：（1）选出电机、联轴器型号，确定开式齿轮传动的主要参数及尺寸；（2）设计减速器，完成装配图1张（A0或A1）；（3）设计主要零件，完成零件图2张；（4）编写设计说明书。十二、榫槽成型半自动切削机机构设计设计参考图（略）1、工作原理：榫槽成型半自动切削机的组成框图如图所示。该机器为木工机械，其功能是将一木质长方形块切削出榫槽，其执行系统工作过程如图2所示。先由构件2压紧工作台上的工件，接着端面切刀3将工件的右端面切平，然后构件2松开工件，推杆4推动工件向左直线移动，通过固定的榫槽刀，从而在工件的全长上开出榫槽。2、原始技术数据：机构中给定的尺寸见下表（单位：mm）XYHLL2L3L4L5L6L7502201070307030201820其它参数：主轴转速n=30rpm,切削次数k=30次/分3、设计任务：设计工件压紧、切端面、推榫槽的3条机构系统运动方案，绘制出方案简图，完成运动方案论证报告；用图解法设计方案中的凸轮机构，确定从动件位移线图和凸轮几何尺寸；用解析法设计方案中的连杆机构，进行运动分析，另用图解法确定连杆机构在一个运动循环中6个位置的位置图和速度，与解析法结果比较；按比例绘制出整个机构组合系统运动简图及运动循环图。十三、薄壁零件冲床机构设计设计参考图（略）1、工作原理：薄壁零件冲床的组成框图如图所示。工作原理如图2（a）所示。在冲制薄壁零件时，上模（冲头）以较大的速度接近坯料，然后以匀速进行拉延成形工作，接着上模继续下行将成品推出行腔，最后快速返回。上模退出下模后，送料机构从侧面将坯料送至待加工位置，完成一个工作循环。2、原始技术数据：（1）电机驱动，执行构件为上模，作上下往复直线运动，其大致运动规律如图2（b）所示，具有快速下沉、等速工作进给和快速返回的特性。上模工作段的长度L=40—100mm,对应曲柄转角60~90；上模行程长度必须大于工作段长度的两倍以上。行程速比系数K≥1.5；（2）上模到达工作段之前，送料机构已将坯料送至待加工位置（下模上方），送料距离H=60~250mm。要求结构具有良好的传力特性，特别是工作段的压力角α应尽可能小（一般取压力角[α]=50°）。生产率约每分钟70件。3、设计任务：（1）设计冲压及送料机构组合系统运动方案，绘制出方案简图，完成运动方案论证报告；（2）用解析法和图解法设计方案中的常用机构，确定各构件几何尺寸；（3）按比例绘制出整个机构组合系统运动简图及运动循环图。十四.带式运输机两级闭式齿轮传动装置设计设计参考图（略）1.设计要求：(1)设计用于带式运输机的二级齿轮或蜗杆减速器；(2)连续单向运转，载荷较平稳，空载起动，使用期限为10年，小批量生产，两班制工作，运输带允许误差为5%。2.原始技术数据：展开式两级圆柱齿轮减速器数据编号12345678910运输机工作轴转矩T(N.m)800850900950800850900800850900运输带工作速度v（M/s）1．21．251．31．351．41．451．21．31．351．4卷筒直径D(mm)360370380390400410360370380390同轴式两级圆柱齿轮减速器设计参考图（略）数据编号12345678910运输机工作轴转矩T(N.m)1200125013001350140014501500125013001350运输带工作速度v（M/s）1．41．451．51．551．61．41．451．51．551．6卷筒直径D(mm)430420450480490420450440420470圆锥—圆柱齿轮减速器设计参考图（略）数据编号12345678910运输机工作拉力F(N)2500240023002200210021002800270026002500运输带工作速度V（M/s）1．41．51．61．71．81．91．31．41．51．6卷筒直径D(mm)25026027028029030025026027