2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、<p><b>  機械設(shè)計課程設(shè)計</b></p><p><b>  計算說明書</b></p><p>  設(shè)計題目: 設(shè)計帶式輸送機中的傳動裝置 </p><p>  專業(yè)年級: </p><p>  學 號:

2、 </p><p>  學生姓名: </p><p>  指導(dǎo)教師: </p><p><b>  系</b></p><p>  完成時間 年 月 日</p><p>  機械設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書</p><

3、p><b>  目 錄</b></p><p><b>  一、電機的選擇1</b></p><p>  1.1 選擇電機的類型和結(jié)構(gòu)形式:1</p><p>  1.2 電機容量的選擇1</p><p>  1.3 電機轉(zhuǎn)速確定1</p><p>  二、傳

4、動裝置的運動和動力參數(shù)計算2</p><p>  2.1 分配傳動比及計算各軸轉(zhuǎn)速2</p><p>  2.2 傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算2</p><p>  三、V帶傳動設(shè)計3</p><p>  3.1 確定計算功率4</p><p>  3.2 選擇普通V帶型號4</p><

5、p>  3.3 確定帶輪基準直徑并驗算帶速4</p><p>  3.4 確定V帶中心距和基礎(chǔ)長度4</p><p>  3.5 驗算小帶輪包角4</p><p>  3.6 計算V帶根數(shù)Z5</p><p>  3.7 計算壓軸力5</p><p>  四、設(shè)計減速器內(nèi)傳動零件(直齒圓柱齒輪)5&l

6、t;/p><p>  4.1 高速級齒輪傳動設(shè)計計算5</p><p>  4.2 低速級齒輪傳動設(shè)計計算7</p><p>  4.3 傳動齒輪的主要參數(shù)9</p><p>  五、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算9</p><p>  5.1 高速軸的計算(1軸)9</p><p>  5.2 中間軸

7、的計算(2軸)11</p><p>  5.3 低速軸的計算(3軸)13</p><p>  六、軸的強度校核16</p><p>  6.1 高速軸校核16</p><p>  6.2 中間軸校核17</p><p>  6.3 低速軸校核19</p><p>  七、校核軸承壽命

8、20</p><p>  7.1 高速軸20</p><p>  7.2 中間軸20</p><p>  7.3 低速軸21</p><p>  八、鍵連接的選擇和計算21</p><p>  九、箱體的設(shè)計22</p><p><b>  十、心得體會22</b&

9、gt;</p><p><b>  一、電機的選擇</b></p><p>  1.1 選擇電機的類型和結(jié)構(gòu)形式:</p><p>  依工作條件的要求,選擇三相異步電機:</p><p><b>  封閉式結(jié)構(gòu)</b></p><p><b>  U=380 V&

10、lt;/b></p><p><b>  Y型</b></p><p>  1.2 電機容量的選擇</p><p>  工作機所需的功率PW=Fv /1000= 3.96 kW</p><p>  V帶效率1:0.96 </p><p>  滾動軸承效率(一對)2:0.99 </p

11、><p>  閉式齒輪傳動效率(一對)3:0.97 </p><p>  聯(lián)軸器效率4: 0.99 </p><p>  工作機(滾筒)效率5(w): 0.96 </p><p>  傳輸總效率= 0.825 </p><p>  則,電動機所需的輸出功率Pd=Pw/= 4.8 kW</p>

12、<p>  1.3 電機轉(zhuǎn)速確定</p><p>  卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速= 42.99 r/min</p><p>  V帶傳動比的合理范圍為2~4,兩級圓柱齒輪減速器傳動比的合理范圍為8~40,則總傳動比的合理范圍為=16~160,故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為:</p><p>  = 688 ~ 6878 r/min </p&g

13、t;<p>  在此范圍的電機的同步轉(zhuǎn)速有:750r/min 1000r/min 1500r/min 3000r/min</p><p>  依課程設(shè)計指導(dǎo)書表18-1:Y系列三相異步電機技術(shù)參數(shù)(JB/T9616-1999)選擇電動機</p><p>  型 號: Y132S-4 額定功率Ped:5.5kw </p>

14、<p>  同步轉(zhuǎn)速n:1500 r/min 滿載轉(zhuǎn)速nm:1440r/min </p><p>  二、傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算</p><p>  總傳動比: 33.496 </p><p>  2.1 分配傳動比及計算各軸轉(zhuǎn)速</p><p>  取V帶傳動的傳動比i0= 3 <

15、/p><p>  則減速器傳動比i=i/i0= 11.165 </p><p>  取兩級圓柱齒輪減速器高速級的傳動比 3.954 </p><p>  則低速級傳動比 2.824 </p><p>  2.2 傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算</p><p>  0軸(電動機軸) 4.8 kW&

16、lt;/p><p>  1440 r/min</p><p>  31.83 Nm</p><p>  1軸(高速軸) 4.608 kW</p><p>  480 r/min</p><p>  91.68 Nm</p><p>

17、;  2軸(中間軸) 4.425 kW</p><p>  121.396 r/min</p><p>  348.107 Nm</p><p>  3軸(低速軸) 4.249 kW</p><p>  42.99 r/min</p>

18、<p>  493.959 Nm</p><p>  4軸(滾筒軸) 4.164 kW</p><p>  42.99 r/min</p><p>  925.010 Nm</p><p>  以上功率和轉(zhuǎn)矩為各軸的輸入值,1~3軸的輸出功率或輸出轉(zhuǎn)矩為各自輸入值與軸承效率的乘積

19、。各軸運動和動力參數(shù)如下表:</p><p>  表2-1 各軸運動和動力參數(shù)</p><p><b>  三、V帶傳動設(shè)計</b></p><p>  3.1 確定計算功率</p><p>  根據(jù)已知條件結(jié)合教材《 機械設(shè)計 》由表 8-7得到工作情況系數(shù)KA= 1.3 ,故Pca=KAPd= 6.24 kW

20、。</p><p>  3.2 選擇普通V帶型號</p><p>  已知Pca,nm,結(jié)合教材《機械設(shè)計 》由圖 8-11 確定所使用的V帶為 A 型。</p><p>  3.3 確定帶輪基準直徑并驗算帶速</p><p>  (1) 結(jié)合教材《機械設(shè)計》由表 8-8 ,初選小帶輪直徑dd1=100 mm。</p

21、><p>  (2) 驗算帶速: 7.536 m/s,滿足5m/s<v<30 m/s。</p><p>  (3) 計算大齒輪的基準直徑 300mm。</p><p>  3.4 確定V帶中心距和基礎(chǔ)長度</p><p>  (1) 根據(jù),初定中心距a0=600 mm。</p><p>  (2) 計算所需的帶

22、長 </p><p>  = 1844.67 mm。</p><p>  由圖/表 8-2,對A型帶進行基準長度Ld=1800 mm。</p><p>  (3) 實際中心距 578 mm </p><p>  中心距的變化范圍 551 ~632 mm。</p><p>  3.5 驗算小帶輪包角<

23、;/p><p>  160° >120°合格。</p><p>  3.6 計算V帶根數(shù)Z</p><p>  由nm,dd1結(jié)合教材《機械設(shè)計》查圖/表 8-4a得P0=1.31kW。</p><p>  由nm,i0,A型帶,查圖/表8-4b 得P0= 0.17 kW。</p><p> 

24、 已知1查表 8-5得K= 0.95,已知Ld查表 8-2得KL= 1.01</p><p>  則V帶根數(shù) 4.39 ,取z= 5。</p><p><b>  3.7 計算壓軸力</b></p><p>  由教材《機械設(shè)計 》表 8-3 ,可知 A型帶單位長度質(zhì)量q=0.10 kg/m。</p><p&g

25、t;  單根V帶的初拉力最小值:</p><p>  = 140.78 N。</p><p><b>  壓軸力的最小值:</b></p><p>  = 1386.41 N。</p><p>  四、設(shè)計減速器內(nèi)傳動零件(直齒圓柱齒輪)</p>

26、<p>  4.1 高速級齒輪傳動設(shè)計計算</p><p>  (1) 選擇材料及確定許用應(yīng)力</p><p>  由教材《機械設(shè)計》表 10-1 10-20(c) 10-21(d) 確定以下參數(shù):</p><p>  表4-1 高速級齒輪材料及許用應(yīng)力</p><p>  由p206 ,取安全系數(shù)SH= 1,SF= 1.4

27、。</p><p><b>  則許用應(yīng)力為:</b></p><p>  700MPa 600MPa</p><p>  428.57MPa 357.14 MPa</p><p>  (2) 按齒面接觸強度設(shè)計</p><p>  設(shè)齒輪按 8級精度制造,由教材《機械設(shè)計》表 1

28、0-7 得載荷系數(shù)K= 1.3,由表 10-7得齒寬系數(shù)Φd= 1,由表 10-6可得彈性系數(shù)ZE=189.8 。</p><p>  小齒輪傳遞的(輸入)轉(zhuǎn)矩:T1= 91680 Nmm (注意單位換算)</p><p><b>  小齒輪分度圓直徑:</b></p><p>  58.315 mm。</p>

29、<p>  齒數(shù)取z1=24,z2=i1z1≈ 95,故實際傳動比i1=z2/ z1=3.958 。</p><p>  齒寬 58 mm(圓整)。</p><p>  取大齒輪齒寬b2= 58 mm,為補償安裝誤差,取小齒輪齒寬b1=b2+(5~10) = 65 mm。</p><p>  模數(shù)m=d1t/z1= 2.43 ,按表 10-1 ,取標

30、準模數(shù)m= 2.5 ,實際分度圓直徑 60 mm,2327.5 mm,中心距148.75 mm。</p><p>  (3) 驗算齒輪彎曲強度</p><p>  由教材《機械設(shè)計》圖/表10-5,取齒形系數(shù)YFa1=2.65 , YFa2= 2.19 ,應(yīng)力修正系數(shù)YSa1= 1.58 ,YSa2= 1.785 。</p><p>  判斷: 1

31、14.718 ≦[σF1]</p><p>  判斷: 107.105 ≦[σF2]</p><p><b>  滿足條件,安全。 </b></p><p>  (4) 齒輪的圓周速度</p><p>  1.5072 m/s。</p><p>  對照《機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)

32、計指導(dǎo)書》表 9-2可知,選著 8 級精度是合適的。</p><p>  4.2 低速級齒輪傳動設(shè)計計算</p><p>  (1) 選擇材料及確定許用應(yīng)力</p><p>  由教材《 機械設(shè)計 》表10-1 10-20(c) 10-21(d)確定以下參數(shù):</p><p>  表4-2 低速級齒輪材料及許用應(yīng)力</p>

33、<p>  由表10-5 ,取安全系數(shù)SH=1 ,SF= 1.4 。</p><p><b>  則許用應(yīng)力為:</b></p><p>  700 MPa 600 MPa</p><p>  428.57MPa 357.14MPa</p><p>  (2) 按齒面接觸強度設(shè)計</

34、p><p>  設(shè)齒輪按 8 級精度制造,由教材《 機械設(shè)計》表10-7得載荷系數(shù)K=1.3,由表10-7得齒寬系數(shù)Φd= 1,由表 10-6 可得彈性系數(shù)ZE= 189.8。</p><p>  小齒輪傳遞的(輸入)轉(zhuǎn)矩:T2= 348107 Nmm (注意單位換算)</p><p><b>  小齒輪分度圓直徑:</b></p>

35、<p>  92.726 mm。</p><p>  齒數(shù)取z1=24 ,z2=i1z1≈ 68 ,故實際傳動比i1=z2/ z1= 2.83 。</p><p>  齒寬 93 mm(圓整)。</p><p>  取大齒輪齒寬b2= 93 mm,為補償安裝誤差,取小齒輪齒寬b1=b2+(5~10) = 100 mm。</p>

36、<p>  模數(shù)m=d1t/z1= 3.86 ,按表 10-1 ,取標準模數(shù)m= 4,實際分度圓直徑 96 mm, 272 mm,中心距184 mm。</p><p>  (3) 驗算齒輪彎曲強度</p><p>  由教材《機械設(shè)計》圖/表10-5 ,取齒形系數(shù)YFa1=2.65 , YFa2= 2.312,應(yīng)力修正系數(shù)YSa1= 1.58 ,YSa2= 1.7

37、46 。</p><p>  判斷: 106.115 ≦[σF1]</p><p>  判斷: 102.307 ≦[σF2]</p><p><b>  滿足條件,安全。 </b></p><p>  (4) 齒輪的圓周速度</p><p>  0.61 m/s。</p&g

38、t;<p>  對照《指導(dǎo)書》表 9-2 可知,選著8 級精度是合適的。</p><p>  4.3 傳動齒輪的主要參數(shù)</p><p>  表4-3 傳動齒輪的主要參數(shù)</p><p>  五、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算</p><p>  5.1 高速軸的計算(1軸)</p><p>  根據(jù)表 15-1 得,

39、高速軸材料為: 45cr ,熱處理方式: 調(diào)質(zhì) ,許用彎曲應(yīng)力[σ-1b]= 60MPa。</p><p><b>  初估軸徑</b></p><p>  初選軸徑,根據(jù)扭轉(zhuǎn)強度計算初估。由表 15-3 得常數(shù)A0=110 </p><p>  23.378 mm</p><p>  考慮到鍵槽的作用,軸徑增加

40、3%為 24.08 mm,圓整后暫取d1= 25 mm。</p><p><b>  軸的徑向尺寸設(shè)計</b></p><p>  根據(jù)軸及軸上零部件的固定、定位、安裝要求,確定軸的結(jié)構(gòu)如下圖(結(jié)構(gòu)草圖,標注軸段,用充分的文字說明支撐計算結(jié)果):</p><p>  表5-1 高速軸徑向尺寸確定</p><p><

41、;b>  軸的軸向尺寸設(shè)計</b></p><p>  軸的結(jié)構(gòu)圖如下(結(jié)構(gòu)草圖,標注軸段長度及支撐點距離,表格內(nèi)用充分的文字說明支撐計算結(jié)果)</p><p>  經(jīng)驗值的計算與選?。?lt;/p><p>  軸承端蓋至箱外傳動件間的距離L= 12 </p><p><b>  箱座壁厚= 8 </b

42、></p><p>  聯(lián)接螺栓至外箱壁的距離C1= 20;至凸緣邊距離C2= 18 </p><p>  軸承座寬度L=C1+C2++(5~10)= 54 </p><p>  齒輪至機體內(nèi)壁的距離2= 10 </p><p>  大齒輪齒輪端面的距離3= 10 </p><p&g

43、t;  軸承內(nèi)側(cè)至箱體內(nèi)壁的距離4= 5(指導(dǎo)書38頁圖5-12)</p><p>  表5-2 高速軸軸向尺寸確定</p><p>  5.2 中間軸的計算(2軸)</p><p>  根據(jù)表 15-1得,中間軸材料為:45Cr,熱處理方式:調(diào)質(zhì) ,許用彎曲應(yīng)力[σ-1b]= 60 MPa。</p><p><b>  初估

44、軸徑</b></p><p>  初選軸徑,根據(jù)扭轉(zhuǎn)強度計算初估。由表 15-3 得常數(shù)A0= 110 </p><p>  36.5 mm</p><p><b>  軸的徑向尺寸設(shè)計</b></p><p>  根據(jù)軸及軸上零部件的固定、定位、安裝要求,確定軸的結(jié)構(gòu)如下圖(結(jié)構(gòu)草圖,標注軸段,用

45、充分的文字說明支撐計算結(jié)果):</p><p>  表5-3 中間軸徑向尺寸確定</p><p><b>  軸的軸向尺寸設(shè)計</b></p><p>  軸的結(jié)構(gòu)圖如下(結(jié)構(gòu)草圖,標注軸段長度及支撐點距離,表格內(nèi)用充分的文字說明支撐計算結(jié)果):

46、 </p><p>  經(jīng)驗值的計算與選?。?lt;/p><p>  輪轂寬度與軸段長度之差= 2mm(指導(dǎo)書38頁圖5-10)</p><p>  齒輪至機體內(nèi)壁的距離2= 10 </p><p>  大齒輪齒輪端面的距離3= 10 </p><p>  軸承內(nèi)側(cè)至箱體內(nèi)壁的距

47、離4= 5(指導(dǎo)書38頁圖5-12)</p><p>  表5-4中間軸軸向尺寸確定</p><p>  5.3 低速軸的計算(3軸)</p><p>  根據(jù)表 15-1 得,低速軸材料為: 45Cr,熱處理方式:調(diào)質(zhì) ,許用彎曲應(yīng)力[σ-1b]= 60 MPa。</p><p><b>  初估軸徑</b>&l

48、t;/p><p>  初選軸徑,根據(jù)扭轉(zhuǎn)強度計算初估。由表15-3 得常數(shù)A0=110 </p><p>  50.86 mm</p><p>  考慮到鍵槽的作用,軸徑增加3%為 57.5 mm,圓整后暫取d1=60 mm。</p><p><b>  軸的徑向尺寸設(shè)計</b></p>

49、<p>  根據(jù)軸及軸上零部件的固定、定位、安裝要求,確定軸的結(jié)構(gòu)如下圖(結(jié)構(gòu)草圖,標注軸段,用充分的文字說明支撐計算結(jié)果):</p><p>  表5-5 低速軸徑向尺寸確定</p><p>  表5-6 所選用聯(lián)軸器的主要參數(shù)</p><p><b>  軸的軸向尺寸設(shè)計</b></p><p>  軸的結(jié)

50、構(gòu)圖如下(結(jié)構(gòu)草圖,標注軸段長度及支撐點距離,表格內(nèi)用充分的文字說明支撐計算結(jié)果):</p><p>  經(jīng)驗值的計算與選?。?lt;/p><p>  軸承端蓋至箱外傳動件間的距離L= 12 </p><p>  箱座壁厚= 8 </p><p>  聯(lián)接螺栓至外箱壁的距離C1= 20;至凸緣邊距離C2= 18 </

51、p><p>  軸承座寬度L=C1+C2++(5~10)= 54 </p><p>  齒輪至機體內(nèi)壁的距離2= 10 </p><p>  大齒輪齒輪端面的距離3= 12 </p><p>  軸承內(nèi)側(cè)至箱體內(nèi)壁的距離4= 5 (指導(dǎo)書38頁圖5-12)</p><p>  表5-7 低速軸軸

52、向尺寸確定</p><p><b>  六、軸的強度校核</b></p><p><b>  6.1 高速軸校核</b></p><p>  軸的受力分析如下圖:</p><p><b>  齒輪的受力</b></p><p>  3056 N;

53、 1112 N</p><p><b>  水平面內(nèi)軸承約束力</b></p><p><b>  豎直面內(nèi)軸承約束力</b></p><p><b>  彎矩圖和扭矩圖</b></p><p><b>  水平面內(nèi)彎矩圖</b></p>

54、<p><b>  豎直面內(nèi)彎矩圖</b></p><p><b>  扭矩圖</b></p><p>  合成彎矩(考慮最不利的情況下)</p><p>  帶輪的壓軸力FP在支點產(chǎn)生的反力</p><p><b>  彎矩圖</b></p><

55、p><b>  合成彎矩 </b></p><p>  1.77*10∧5 Nmm (注意單位換算)</p><p><b>  按第三強度理論校核</b></p><p>  6.75 MPa < </p><p><b>  滿足強度要求。</b&

56、gt;</p><p><b>  6.2 中間軸校核</b></p><p>  軸的受力分析如下圖:</p><p><b>  齒輪的受力</b></p><p>  大齒輪 2931 N; 1066.8 N</p><p>  小齒輪 725

57、2 N; 2639.5 N</p><p><b>  水平面內(nèi)軸承約束力</b></p><p><b>  豎直面內(nèi)軸承約束力</b></p><p><b>  彎矩圖和扭矩圖</b></p><p><b>  水平面內(nèi)彎矩圖</b>&

58、lt;/p><p><b>  豎直面內(nèi)彎矩圖</b></p><p><b>  扭矩圖</b></p><p>  最危險截面的合成彎矩 </p><p>  452392 Nmm (注意單位換算)</p><p><b>  按第三強度理論校核</

59、b></p><p>  28.37 MPa < </p><p><b>  滿足強度要求。</b></p><p><b>  6.3 低速軸校核</b></p><p>  軸的受力分析如下圖:</p><p><b>  齒輪的受力</

60、b></p><p>  6940.9 N; 2526.3 N</p><p><b>  水平面內(nèi)軸承約束力</b></p><p><b>  豎直面內(nèi)軸承約束力</b></p><p><b>  彎矩圖和扭矩圖</b></p><p>

61、<b>  水平面內(nèi)彎矩圖</b></p><p><b>  豎直面內(nèi)彎矩圖</b></p><p><b>  扭矩圖</b></p><p>  最危險截面的合成彎矩 </p><p>  397584 Nmm (注意單位換算)</p><p&g

62、t;<b>  按第三強度理論校核</b></p><p>  11.268 MPa < </p><p><b>  滿足強度要求。</b></p><p><b>  七、校核軸承壽命</b></p><p>  表7-1 所選用的軸承主要參數(shù)</p>

63、<p>  軸承設(shè)計要求壽命 43800 h</p><p><b>  7.1 高速軸</b></p><p>  根據(jù)軸的受力情況可知,高速軸上所受徑向力大的軸承作用在軸段 d7 , 3071 N。</p><p>  127136 h > </p><p><b> 

64、 滿足要求。</b></p><p><b>  7.2 中間軸</b></p><p>  根據(jù)軸的受力情況可知,中間軸上所受徑向力大的軸承作用在軸段 d5, 5693.9 N。</p><p>  200343.95 h > </p><p><b>  滿足要求。</b&g

65、t;</p><p><b>  7.3 低速軸</b></p><p>  根據(jù)軸的受力情況可知,低速軸上所受徑向力大的軸承作用在軸段 d7 , 4762 N。</p><p>  5701032 h > </p><p><b>  滿足要求。</b></p>&l

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