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>  機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書</p><p><b>  前言</b></p><p>  課程設(shè)計是考察學(xué)生全面在掌握基本理論知識的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)學(xué)院的教學(xué)環(huán)節(jié),在2006年6月12日-2006年6月30日為期三周的機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計。本次是設(shè)計一個蝸輪蝸桿減速器,減速器是用于電動機(jī)和工作機(jī)之間的獨立的閉式傳動裝置。本減速器屬單級蝸桿減速器(電機(jī)——聯(lián)

2、軸器——減速器——聯(lián)軸器——帶式運輸機(jī)),本人是在周知進(jìn)老師指導(dǎo)下獨立完成的。該課程設(shè)計內(nèi)容包括:任務(wù)設(shè)計書,參數(shù)選擇,傳動裝置總體設(shè)計,電動機(jī)的選擇,運動參數(shù)計算,蝸輪蝸桿傳動設(shè)計,蝸桿、蝸輪的基本尺寸設(shè)計,蝸輪軸的尺寸設(shè)計與校核,減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計,減速器其他零件的選擇,減速器的潤滑等和A0圖紙一張、A3圖紙三張。設(shè)計參數(shù)的確定和方案的選擇通過查詢有關(guān)資料所得。</p><p>  該減速器的設(shè)計基本上符合

3、生產(chǎn)設(shè)計要求,限于作者初學(xué)水平,錯誤及不妥之處望老師批評指正。</p><p><b>  參數(shù)選擇:</b></p><p>  總傳動比:I=35 Z1=1 Z2=35</p><p>  卷筒直徑:D=350mm</p><p>  運輸帶有效拉力:F=6000N</p><p>  運

4、輸帶速度:V=0.5m/s</p><p>  工作環(huán)境:三相交流電源</p><p><b>  有粉塵</b></p><p><b>  常溫連續(xù)工作</b></p><p><b>  傳動裝置總體設(shè)計:</b></p><p>  根據(jù)要求設(shè)計

5、單級蝸桿減速器,傳動路線為:電機(jī)——連軸器——減速器——連軸器——帶式運輸機(jī)。(如圖2.1所示) 根據(jù)生產(chǎn)設(shè)計要求可知,該蝸桿的圓周速度V≤4——5m/s,所以該蝸桿減速器采用蝸桿下置式見(如圖2.2所示),采用此布置結(jié)構(gòu),由于蝸桿在蝸輪的下邊,嚙合處的冷卻和潤滑均較好。蝸輪及蝸輪軸利用平鍵作軸向固定。蝸桿及蝸輪軸均采用圓錐滾子軸承,承受徑向載荷和軸向載荷的復(fù)合作用,為防止軸外伸段箱內(nèi)潤滑油漏失以及外界灰塵,異物侵入箱內(nèi),在軸承蓋中裝有

6、密封元件。 圖2.1 </p><p>  該減速器的結(jié)構(gòu)包括電動機(jī)、蝸輪蝸桿傳動裝置、蝸輪軸、箱體、滾動軸承、檢查孔與定位銷等附件、以及其他標(biāo)準(zhǔn)件等。</p><p><b>  電動機(jī)的選擇:</b></p><p>  由于該生產(chǎn)單位采用三相交流電源,可考

7、慮采用Y系列三相異步電動機(jī)。三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單,工作可靠,價格低廉,維護(hù)方便,啟動性能好等優(yōu)點。一般電動機(jī)的額定電壓為380V</p><p>  根據(jù)生產(chǎn)設(shè)計要求,該減速器卷筒直徑D=350mm。運輸帶的有效拉力F=6000N,帶速V=0.5m/s,載荷平穩(wěn),常溫下連續(xù)工作,工作環(huán)境多塵,電源為三相交流電,電壓為380V。</p><p>  按工作要求及工作條件選用三相異步電動機(jī)

8、,封閉扇冷式結(jié)構(gòu),電壓為380V,Y系列</p><p><b>  傳動滾筒所需功率</b></p><p>  傳動裝置效率:(根據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》 劉俊龍 何在洲 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 第133-134頁表12-8得各級效率如下)其中:</p><p>  蝸桿傳動效率η1=0.70 </p>

9、<p>  攪油效率η2=0.95 </p><p>  滾動軸承效率(一對)η3=0.98</p><p>  聯(lián)軸器效率ηc=0.99 </p><p>  傳動滾筒效率ηcy=0.96</p><p><b>  所以:</b></p><p>  

10、η=η1?η2?η33?ηc2?ηcy =0.7×0.99×0.983×0.992×0.96 =0.633</p><p>  電動機(jī)所需功率: Pr= Pw/η =3.0/0.633=4.7KW </p><p>  傳動滾筒工作轉(zhuǎn)速:

11、 nw=60×1000×v / ×350</p><p> ?。?7.9r/min</p><p>  根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速,根據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械零件設(shè)計課程設(shè)計》 毛振揚 陳秀寧 施高義 編 浙江大學(xué)出版社 第339-340頁表附表15-1可查得所需的電動機(jī)Y系列三相異步電動機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù),查出有四種適用的電動機(jī)型號,因此有四種傳動比方案,如表

12、3-1: </p><p><b>  表3-1</b></p><p>  綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、重量、價格和減速器的傳動比,可見第3方案比較適合。因此選定電動機(jī)機(jī)型號為Y132M2-6其主要性能如下表3-2:</p><p><b>  表3-2</b></p>

13、<p><b>  四、運動參數(shù)計算:</b></p><p>  4.1蝸桿軸的輸入功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩</p><p>  P0 = Pr=4.7kw </p><p>  n0=960r/min</p><p>  T0=9.55 P0 / n0=4.7

14、5;103=46.7N .m</p><p>  4.2蝸輪軸的輸入功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩</p><p>  P1 = P0·η01 = 4.7×0.99×0.99×0.7×0.992 =3.19 kw </p><p>  nⅠ= = = 27.4 r/min</p><p>  T1=

15、9550 = 9550× = 1111.84N·m</p><p>  4.3傳動滾筒軸的輸入功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩</p><p>  P2 = P1·ηc·ηcy=3.19×0.99×0.99=3.13kw</p><p>  n2= = = 27.4 r/min</p><p>

16、  T2= 9550 = 9550× = 1089.24N·m</p><p>  運動和動力參數(shù)計算結(jié)果整理于下表4-1:</p><p><b>  表4-1</b></p><p>  五、蝸輪蝸桿的傳動設(shè)計:</p><p>  蝸桿的材料采用45鋼,表面硬度>45HRC,蝸輪材料采用Z

17、CuA110Fe3,砂型鑄造。</p><p>  以下設(shè)計參數(shù)與公式除特殊說明外均以參考由《機(jī)械設(shè)計 第四版》 邱宣懷主編 高等教育出版社出版 1996年 第13章蝸桿傳動為主要依據(jù)。</p><p><b>  具體如表3—1:</b></p><p>  表5—1蝸輪蝸桿的傳動設(shè)計表</p><p>  六、蝸桿

18、、蝸輪的基本尺寸設(shè)計</p><p>  6.1蝸桿基本尺寸設(shè)計</p><p>  根據(jù)電動機(jī)的功率P=5.5kw,滿載轉(zhuǎn)速為960r/min,電動機(jī)軸徑,軸伸長E=80mm</p><p>  軸上鍵槽為10x5。</p><p>  初步估計蝸桿軸外伸段的直徑</p><p>  d=(0.8——10)=30.4

19、——38mm</p><p><b>  計算轉(zhuǎn)矩</b></p><p>  Tc=KT=K×9550×=1.5×9550×5.5/960=82.1N.M</p><p>  由Tc、d根據(jù)《機(jī)械零件設(shè)計課程設(shè)計》 毛振揚 陳秀寧 施高義 編 浙江大學(xué)出版社第334頁表14-13可查得選用HL3號

20、彈性柱銷聯(lián)軸器(38×83)。</p><p>  確定蝸桿軸外伸端直徑為38mm。</p><p>  根據(jù)HL3號彈性柱銷聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)尺寸確定蝸桿軸外伸端直徑為38mm的長度為80mm。</p><p>  由參考文獻(xiàn)《機(jī)械零件設(shè)計課程設(shè)計》 毛振揚 陳秀寧 施高義 編 浙江大學(xué)出版社的第305頁表10-1可查得普通平鍵GB1096—90A型鍵1

21、0×70,蝸桿軸上的鍵槽寬mm,槽深為mm,聯(lián)軸器上槽深,鍵槽長L=70mm。</p><p>  初步估計d=64mm。</p><p>  由參考文獻(xiàn)《機(jī)械零件設(shè)計課程設(shè)計》 毛振揚 陳秀寧 施高義 編 浙江大學(xué)出版社第189頁圖7-19,以及蝸桿上軸承、擋油盤,軸承蓋,密封圈等組合設(shè)計,蝸桿的尺寸如零件圖1(蝸桿零件圖)</p><p>  6

22、.2蝸輪基本尺寸表(由參考文獻(xiàn)《機(jī)械零件設(shè)計課程設(shè)計》 毛振揚 陳秀寧 施高義 編 浙江大學(xué)出版社第96頁表4-32及第190頁圖7-20及表5—1蝸輪蝸桿的傳動設(shè)計表可計算得)</p><p>  表6—1蝸輪結(jié)構(gòu)及基本尺寸</p><p>  蝸輪采用裝配式結(jié)構(gòu),用六角頭螺栓聯(lián)接(100mm),輪芯選用灰鑄鐵 HT200 ,輪緣選用鑄錫青銅ZcuSn10P1+* 單位:

23、mm</p><p>  七、蝸輪軸的尺寸設(shè)計與校核</p><p>  蝸輪軸的材料為45鋼并調(diào)質(zhì),且蝸輪軸上裝有滾動軸承,蝸輪,軸套,密封圈、鍵,軸的大致結(jié)構(gòu)如圖7.1:</p><p>  圖7.1 蝸輪軸的基本尺寸結(jié)構(gòu)圖</p><p>  7.1 軸的直徑與長度的確定</p><p>  1.初步估算軸的最

24、小直徑(外伸段的直徑) </p><p>  經(jīng)計算D6>51.7>100mm</p><p>  又因軸上有鍵槽所以D6增大3%,則D6=67mm</p><p><b>  計算轉(zhuǎn)矩 </b></p><p>  Tc=KT=K×9550×=1.5×9550&#

25、215;3.19/27.4=1667.76N.M<2000 N.M</p><p>  所以蝸輪軸與傳動滾筒之間選用HL5彈性柱銷聯(lián)軸器65×142,</p><p><b>  因此=65m m</b></p><p>  2.由參考文獻(xiàn)《機(jī)械零件設(shè)計課程設(shè)計》 毛振揚 陳秀寧 施高義 編 浙江大學(xué)出版社的第305頁表1

26、0-1可查得普通平鍵GB1096—90A型鍵20×110,普通平鍵GB1096—90A型鍵20×70,聯(lián)軸器上鍵槽深度,蝸輪軸鍵槽深度,寬度為由參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》(下冊) 張瑩 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 1997年的第316頁—321頁計算得:如下表:</p><p><b>  7.2軸的校核</b></p><p>  7.2.1軸的

27、受力分析圖 </p><p><b>  圖7.1</b></p><p><b>  X-Y平面受力分析</b></p><p><b>  圖7.2</b></p><p><b>  X-Z平面受力圖:</b></p&g

28、t;<p><b>  圖7.3</b></p><p><b>  水平面彎矩</b></p><p><b>  1102123.7</b></p><p>  521607</p><p>  9797119</p>&

29、lt;p><b>  圖7.4</b></p><p>  垂直面彎矩 714000</p><p><b>  圖7.5</b></p><p><b>  436150.8</b></p><p><b>  合成彎

30、矩</b></p><p><b>  1184736.3</b></p><p><b>  714000</b></p><p>  681175.5 </p><p><b>  圖7.6</b></p><p

31、><b>  當(dāng)量彎矩T與aT</b></p><p>  T=1111840Nmm</p><p>  aT=655985.6Nmm</p><p><b>  圖7.7</b></p><p>  7.2.2軸的校核計算如表5.1</p><p>  軸材料為45鋼

32、,,, </p><p><b>  表7.1</b></p><p>  軸的結(jié)果設(shè)計采用階梯狀,階梯之間有圓弧過度,減少應(yīng)力集中,具體尺寸和要求見零件圖2(蝸輪中間軸)。</p><p>  7.3裝蝸輪處軸的鍵槽設(shè)計及鍵的選擇</p><p>  當(dāng)軸上裝有平鍵時,鍵的長度應(yīng)略小于零件軸的接觸長度,

33、一般平鍵長度比輪轂長度短5—10mm,由參考文獻(xiàn)1表2.4—30圓整,可知該處選擇鍵2.5×110,高h(yuǎn)=14mm,軸上鍵槽深度為,輪轂上鍵槽深度為,軸上鍵槽寬度為輪轂上鍵槽深度為</p><p>  八、減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>  參照參考文獻(xiàn)〈〈機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》(修訂版) 鄂中凱,王金等主編 東北工學(xué)院出版社 1992年第19頁表1.5-1可計算得,箱

34、體的結(jié)構(gòu)尺寸如表8.1:</p><p>  表8.1箱體的結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>  減速器箱體采用HT200鑄造,必須進(jìn)行去應(yīng)力處理。</p><p>  以下尺寸以參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計、機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》 王昆等主編 高等教育出版社 1995年表6-1為依據(jù)</p><p>  九、減速器其他零件的選擇</p

35、><p>  經(jīng)箱體、蝸桿與蝸輪、蝸輪軸以及標(biāo)準(zhǔn)鍵、軸承、密封圈、擋油盤、聯(lián)軸器、定位銷的組合設(shè)計,經(jīng)校核確定以下零件:</p><p>  表9-1鍵 單位:mm</p><p>  表9-2圓錐滾動軸承 單位:mm</p>&l

36、t;p>  表9-3密封圈(GB9877.1-88) 單位:mm</p><p>  表9-4彈簧墊圈(GB93-87) </p><p><b>  表9-5擋油盤</b></p><p>  參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》(修訂版) 鄂中凱,王金等主編 東北工學(xué)院出版社 1992年第1

37、32頁表2.8-7</p><p>  定位銷為GB117-86 銷8×38 材料為45鋼</p><p>  十、減速器附件的選擇</p><p>  以下數(shù)據(jù)均以參考文獻(xiàn)《機(jī)械零件設(shè)計課程設(shè)計》 毛振揚 陳秀寧 施高義 編 浙江大學(xué)出版社的P106-P118</p><p>  表10-1視孔蓋(Q235)

38、 單位mm</p><p>  表10-2吊耳 單位mm</p><p>  表10-3起重螺栓 單位mm</p><p>  表10-4通氣器

39、 單位mm</p><p>  表10-5軸承蓋(HT150) 單位mm</p><p>  表10-6油標(biāo)尺 單位mm</p><p>  表10-7油塞(工業(yè)用革)

40、 單位mm</p><p><b>  十一、減速器的潤滑</b></p><p>  減速器內(nèi)部的傳動零件和軸承都需要有良好的潤滑,這樣不僅可以減小摩擦損失,提高傳動效率,還可以防止銹蝕、降低噪聲。</p><p>  本減速器采用蝸桿下置式,所以蝸桿采用浸油潤滑,蝸桿浸油深度h大于等于1個螺牙高,但不高于蝸

41、桿軸軸承最低滾動中心。</p><p>  蝸輪軸承采用刮板潤滑。</p><p>  蝸桿軸承采用脂潤滑,為防止箱內(nèi)的潤滑油進(jìn)入軸承而使?jié)櫥♂尪髯?,常在軸承內(nèi)側(cè)加擋油盤。</p><p>  1、《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》(修訂版) 鄂中凱,王金等主編 東北工學(xué)院出版社 1992年</p><p>  2、《機(jī)械設(shè)計 第四版》

42、 邱宣懷主編 高等教育出版社出版 1996年</p><p>  3、《機(jī)械設(shè)計、機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》 王昆等主編 高等教育出版社 1995年</p><p>  4、《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計圖冊》(第三版) 龔桂義主編 高等教育出版社 1987年</p><p>  5、《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》

43、(第二版) 龔桂義主編 高等教育出版社 1989年</p><p>  6、簡明機(jī)械設(shè)計手冊(第二版) 唐金松主編 上??茖W(xué)技術(shù)出版社 2000年</p><p>  《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》 劉俊龍 何在洲 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 1993年</p><p>  《機(jī)械零件設(shè)計課程設(shè)計》 毛振揚 陳秀寧 施高義 編 浙

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