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>  蝸輪蝸桿減速器的設(shè)計</p><p><b>  一、選擇電機(jī)</b></p><p><b>  1)選擇電動機(jī)類型</b></p><p>  按工作要求和工作條件選用Y系列三相異步電動機(jī),電壓為380V。</p><p>  2)選擇電動機(jī)的容量</p>&

2、lt;p>  工作機(jī)的有效功率為</p><p>  從電動機(jī)到工作機(jī)輸送帶間的總效率為=</p><p><b>  式中各按表9.1取</b></p><p> ?。?lián)軸器傳動效率:0.99</p><p> ?。佪單仐U的傳動效率:0.73</p><p> ?。硗驳膫鲃有剩?

3、.97</p><p>  所以電動機(jī)所需工作功率</p><p><b>  3) 確定電機(jī)轉(zhuǎn)速</b></p><p>  工作機(jī)卷筒的轉(zhuǎn)速為</p><p>  所以電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍是:</p><p>  符合這一范圍的轉(zhuǎn)速有:750、1000、1500三種。綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置

4、尺寸、質(zhì)量、價格等因素,為使傳動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊,決定選用同步轉(zhuǎn)速為1500。</p><p>  根據(jù)電動機(jī)的類型、容量、轉(zhuǎn)速,電機(jī)產(chǎn)品目錄選定電動機(jī)型號Y112M-6,其主要性能如下表1:</p><p>  表1 Y112M-6型電動機(jī)的主要性能</p><p>  2 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比:</p><p><b&g

5、t;  總傳動比:</b></p><p>  3 計算傳動裝置各軸的運動和動力參數(shù):</p><p><b>  1)各軸轉(zhuǎn)速:</b></p><p> ?、褫S </p><p> ?、蜉S </p&g

6、t;<p>  卷筒軸 </p><p><b>  2)各軸輸入功率:</b></p><p><b> ?、褫S </b></p><p><b> ?、蜉S </b></p><p><b> 

7、 卷筒軸 </b></p><p>  3) 各軸輸入轉(zhuǎn)矩:</p><p><b>  電機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩</b></p><p><b>  Ⅰ軸 </b></p><p><b> ?、蜉S </b></p><p><

8、;b>  卷筒軸 </b></p><p>  運動和動力參數(shù)結(jié)果如下表:</p><p>  表2 帶式傳動裝置運動和動力參數(shù)</p><p><b>  二、蝸輪蝸桿的設(shè)計</b></p><p>  1、 選擇材料及熱處理方式??紤]到蝸桿傳動傳遞的功率不大,速度也不高,蝸桿選用45號剛制造,調(diào)

9、至處理,表面硬度220250HBW;渦輪輪緣選用鑄錫磷青銅,金屬模鑄造。</p><p>  2、選擇蝸桿頭數(shù)和渦輪齒數(shù)</p><p>  i=23.3 =2 =i=223.347</p><p>  3、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度確定模數(shù)m和蝸桿分度圓直徑</p><p>  確定渦輪上的轉(zhuǎn)矩,取,則</p>

10、<p>  2)確定載荷系數(shù)K= </p><p>  根據(jù)工作條件確定系數(shù) =1.0 =1.0 =1.3</p><p>  K==1.01.01.3=1.3</p><p>  3)確定許用接觸應(yīng)力</p><p>  由表查取基本許用接觸應(yīng)力=200MPa</p><p>  應(yīng)力循環(huán)次數(shù)

11、N=</p><p><b>  故壽命系數(shù) </b></p><p>  4)確定材料彈性系數(shù) </p><p>  5)確定模數(shù)m和蝸桿分度圓直徑</p><p>  查表取m=5mm,=50mm</p><p>  4、計算傳動中心距a。渦輪分度圓直徑</p><p&g

12、t;<b>  a=</b></p><p><b>  滿足要求</b></p><p>  5、驗算渦輪圓周速度、相對滑動速度及傳動效率</p><p><b>  <3</b></p><p><b>  符合要求</b></p>

13、<p>  tan=0.20,得=11.31°</p><p>  由 查表得當(dāng)量摩擦角=2°17,所以</p><p><b>  =0.750.76</b></p><p><b>  與初值相符。</b></p><p><b>  6、</b

14、></p><p>  7、熱平衡計算。所需散熱面積</p><p><b>  A=</b></p><p>  取油溫70℃,周圍空氣濕度℃,設(shè)通風(fēng)良好,取散熱系數(shù)W/,傳動效率為,則</p><p><b>  A/==0.733</b></p><p>  若

15、箱體散熱面積不足此數(shù),則需加散熱片、裝置風(fēng)扇或采取其他散熱冷卻方式。</p><p>  8、選擇精度等級和側(cè)隙種類。因為這是一般動力傳動,而且<3m/s,故取8級精度,側(cè)隙種類代號為c,即傳動8c GB/T 100</p><p>  三、 軸以及軸上零件的設(shè)計</p><p>  3.1 高速軸設(shè)計</p><p>  1)

16、估算軸的基本直徑。選用45號鋼調(diào)質(zhì)處理,估計直徑d<100mm,取 C=106。</p><p>  根據(jù)【1】式11.2得:</p><p>  LX5型聯(lián)軸器就能滿足傳遞轉(zhuǎn)矩的要求。減速器高速軸軸伸處的直徑=28mm</p><p><b>  2)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>  a.初定各段軸徑的確

17、定</p><p><b>  b.確定各軸段長度</b></p><p>  軸的各段長度在草圖繪制過程中逐段確定,結(jié)果如下:60mm(聯(lián)軸器LX5處)、44mm(油封處)32mm(軸承處)、8mm(軸肩)、172mm(渦桿軸)、22mm(軸承處):</p><p>  c.傳動零件的軸向固定</p><p>  聯(lián)軸

18、器處采用A型平鍵由該段軸徑選用鍵 GB 1096-2003。</p><p>  d.其他尺寸。為方便加工,并參照7209C型軸承的安裝尺寸,走上過度圓角半徑全部取r=1.5mm;軸端倒角為245。</p><p>  3.2 低速軸的設(shè)計</p><p>  1)估算軸的基本直徑。選用40Cr調(diào)質(zhì)處理,估計直徑d<100mm,取 C=118。</p

19、><p>  各軸段直徑的確定:根據(jù)【1】第214頁式11.2得:</p><p>  應(yīng)為受扭部分最細(xì)處,考慮到該處有一鍵槽,故軸徑應(yīng)增加,,</p><p><b>  2)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>  a.初定各段軸徑的確定</p><p><b>  b.確定各軸段長度&

20、lt;/b></p><p>  軸的各段長度在草圖繪制過程中逐段確定,依次為80mm(聯(lián)軸器處)、40(油封處)、30mm(軸承處)、84mm(渦輪處)、8mm(軸肩)、32mm(軸承處)</p><p>  c.傳動零件的軸向固定</p><p>  渦輪處鍵采用16×80GB/T 1096-2003;輸出端鍵采用1070 GB/T 1096-2

21、003;</p><p>  d.其他尺寸。為方便加工,并參照7210C型軸承的安裝尺寸,走上過度圓角半徑全部取r=1.5mm;軸端倒角為245。</p><p>  四、 軸的校核以及軸上零件的校核</p><p><b>  高速軸的計算與校核</b></p><p><b>  1、軸的受力分析</

22、b></p><p>  軸的受力簡圖、彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖畫在一起,繪于下頁上。</p><p><b>  計算支承反力</b></p><p><b>  以渦輪為研究對象:</b></p><p><b>  圓周力</b></p><p>&l

23、t;b>  徑向力</b></p><p><b>  軸向力</b></p><p><b>  對蝸桿:</b></p><p><b>  在水平面上</b></p><p><b>  在垂直平面上</b></p>

24、<p><b>  軸承1的總支承反力</b></p><p><b>  軸承2的總支承反力</b></p><p><b>  畫彎矩圖</b></p><p>  水平面上,a-a截面處彎矩最大,</p><p>  垂直平面上,a-a左截面處彎矩,<

25、;/p><p>  a-a右截面處彎矩,</p><p>  合成彎矩,a-a左截面:</p><p><b>  a-a右截面:</b></p><p><b>  轉(zhuǎn)矩:T=</b></p><p><b>  畫轉(zhuǎn)矩圖</b></p>

26、<p><b>  2、校核軸的強(qiáng)度</b></p><p>  a-a截面既有彎矩又有轉(zhuǎn)矩,且彎矩最大,為危險截面。</p><p><b>  按彎扭合成強(qiáng)度計算</b></p><p><b>  式中:</b></p><p>  ——抗彎剖面模量,附表10

27、.1,</p><p><b> ??;</b></p><p>  ——抗扭剖面模量,附表10.1,</p><p><b> ?。?lt;/b></p><p>  ——根據(jù)轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定的折合系數(shù),對于不變的轉(zhuǎn)矩,;</p><p>  ——對稱循環(huán)的敘用彎曲應(yīng)力,由表10.4,

28、。</p><p><b>  因此,校核通過。</b></p><p><b>  校核鍵連接的強(qiáng)度</b></p><p><b>  由</b></p><p><b>  式中:</b></p><p>  ——工作面的擠壓

29、應(yīng)力;</p><p><b>  ——傳遞的轉(zhuǎn)矩;</b></p><p><b>  ——軸的直徑;</b></p><p>  ——鍵的工作長度,A型,,為鍵的公稱長度和鍵寬;</p><p>  ——許用擠壓應(yīng)力,,表6.1,靜連接,材料為鋼,有輕微沖擊,。</p><p

30、><b>  對于軸段1上的鍵</b></p><p><b>  校核通過。</b></p><p>  軸的安全系數(shù)校核計算</p><p><b>  彎曲應(yīng)力:</b></p><p><b>  ,</b></p><p

31、><b>  扭剪應(yīng)力:</b></p><p><b>  式中:</b></p><p>  ——只考慮彎矩時的安全系數(shù);</p><p>  ——只考慮轉(zhuǎn)矩時的安全系數(shù);</p><p>  、——材料對稱循環(huán)的彎曲疲勞極限和扭轉(zhuǎn)疲勞極限,由課本P192表10.1,45號鋼調(diào)質(zhì)處理,;&

32、lt;/p><p>  ——彎曲時和扭轉(zhuǎn)時軸的有效應(yīng)力集中系數(shù),由附表10.3、附表10.4,;</p><p>  ——零件的絕對尺寸系數(shù),由附圖10.1,;</p><p>  ——表面質(zhì)量系數(shù),,由附圖10.1和P205附表10.2,;</p><p>  ——把彎曲時和扭轉(zhuǎn)時軸的平均應(yīng)力折算為應(yīng)力幅的等效系數(shù),由課本P192表10.1,;

33、</p><p>  ——彎曲應(yīng)力的應(yīng)力幅和平均應(yīng)力;</p><p>  ——扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的應(yīng)力幅和平均應(yīng)力;</p><p>  ——許用疲勞強(qiáng)度安全系數(shù),由表10.5,;</p><p><b>  校核通過。</b></p><p><b>  3、校核軸承的壽命</b>

34、;</p><p><b>  計算軸承軸向力</b></p><p>  由表11.13查得7209C軸承內(nèi)部軸向力計算公式,則軸承1,2內(nèi)部軸向力分別為:</p><p>  故只校核軸段7上的軸承即可。查7209C軸承可得C=40800N,=33800N</p><p><b>  計算當(dāng)量動載荷<

35、/b></p><p>  查表11.12得:e=0.46</p><p><b>  得</b></p><p><b> ??;</b></p><p><b>  式中:</b></p><p><b>  ——當(dāng)量動載荷; <

36、/b></p><p>  ——軸承的徑向載荷和軸向載荷;</p><p>  ——動載荷徑向系數(shù)和動載荷軸向系數(shù)。</p><p><b>  校核壽命</b></p><p>  由課本P219式11.1c</p><p><b>  式中:</b></p&g

37、t;<p>  ——軸承的基本額定壽命;</p><p>  ——軸承的預(yù)期壽命,五年一班,每年按250天計,;</p><p>  ——軸承的基本額定動載荷,查軸承7209C,;</p><p>  ——壽命指數(shù),對于滾動軸承,;</p><p>  ——溫度系數(shù),由表11.9,工作溫度,;</p><p&

38、gt;  ——載荷系數(shù),由表11.10,穩(wěn)定,取;校核通過。</p><p><b>  對低速軸的校核</b></p><p><b>  1、軸的受力分析</b></p><p><b>  畫軸的受力簡圖</b></p><p>  軸的受力簡圖、彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖畫在一起,

39、繪于下頁。</p><p><b>  計算支承反力</b></p><p><b>  圓周力</b></p><p><b>  徑向力</b></p><p><b>  軸向力</b></p><p><b>  

40、在水平面上</b></p><p><b>  在垂直平面上</b></p><p><b>  軸承1的總支承反力</b></p><p><b>  軸承2的總支承反力</b></p><p><b>  畫彎矩圖</b></p>

41、;<p>  水平面上,a-a左截面處彎矩,;</p><p>  a-a右截面處彎矩,</p><p>  垂直平面上,a-a左截面處彎矩,</p><p>  a-a右截面處彎矩,</p><p>  合成彎矩,a-a左截面:</p><p><b>  a-a右截面:</b>

42、;</p><p>  轉(zhuǎn)矩:T=249000 </p><p><b>  畫轉(zhuǎn)矩圖</b></p><p><b>  2、校核軸的強(qiáng)度</b></p><p>  a-a截面既有彎矩又有轉(zhuǎn)矩,且彎矩最大,還有鍵槽引起的應(yīng)力集中。a-a為危險截面。</p><p><

43、;b>  按彎扭合成強(qiáng)度計算</b></p><p><b>  式中:</b></p><p>  ——1-1截面處彎矩; </p><p>  ——1-1截面處轉(zhuǎn)矩;</p><p>  ——抗彎剖面模量,由附表10.1,</p><p><b> ?。?lt;/b

44、></p><p>  ——抗扭剖面模量,由附表10.1,</p><p><b> ?。?lt;/b></p><p>  ——根據(jù)轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定的折合系數(shù),對于不變的轉(zhuǎn)矩,;</p><p>  ——對稱循環(huán)的敘用彎曲應(yīng)力,由表10.4,。</p><p>  因此,校核通過。校核鍵連接的強(qiáng)度&

45、lt;/p><p><b>  由</b></p><p><b>  式中:</b></p><p>  ——工作面的擠壓應(yīng)力; </p><p><b>  ——傳遞的轉(zhuǎn)矩; </b></p><p><b>  ——軸的直徑;</b&g

46、t;</p><p>  ——鍵的工作長度,A型,,為鍵的公稱長度和鍵寬;</p><p>  ——許用擠壓應(yīng)力,,由課本P85表6.1,靜連接,材料為鋼,有輕微沖擊,。</p><p> ?。?)對于軸段1上的鍵</p><p><b>  校核通過。</b></p><p>  軸的安全系數(shù)校

47、核計算</p><p><b>  彎曲應(yīng)力:</b></p><p><b>  ,</b></p><p><b>  扭剪應(yīng)力:</b></p><p><b>  式中:</b></p><p>  ——只考慮彎矩時的安全系

48、數(shù);</p><p>  ——只考慮轉(zhuǎn)矩時的安全系數(shù);</p><p>  、——材料對稱循環(huán)的彎曲疲勞極限和扭轉(zhuǎn)疲勞極限,由表10.1,45號鋼調(diào)質(zhì)處理,;</p><p>  ——彎曲時和扭轉(zhuǎn)時軸的有效應(yīng)力集中系數(shù),由附表10.3、附表10.4,;</p><p>  ——零件的絕對尺寸系數(shù),由附圖10.1,;</p>&l

49、t;p>  ——表面質(zhì)量系數(shù),,由附圖10.1和P205附表10.2,;</p><p>  ——把彎曲時和扭轉(zhuǎn)時軸的平均應(yīng)力折算為應(yīng)力幅的等效系數(shù),由課本P192表10.1,;</p><p>  ——彎曲應(yīng)力的應(yīng)力幅和平均應(yīng)力;</p><p>  ——扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的應(yīng)力幅和平均應(yīng)力;</p><p>  ——許用疲勞強(qiáng)度安全系數(shù),由

50、表10.5,;</p><p><b>  校核通過。</b></p><p><b>  3、校核軸承的壽命</b></p><p><b>  計算軸承軸向力</b></p><p>  由表11.13查得7210C軸承內(nèi)部軸向力計算公式,則軸承1,2內(nèi)部軸向力分別為:&l

51、t;/p><p>  故只校核軸段7上的軸承即可。查7210C軸承可得C=33900N,=33900N</p><p><b>  計算當(dāng)量動載荷</b></p><p>  查表11.12得:e=0.40</p><p><b>  得</b></p><p><b>

52、; ?。?lt;/b></p><p><b>  式中:</b></p><p><b>  ——當(dāng)量動載荷; </b></p><p>  ——軸承的徑向載荷和軸向載荷;</p><p>  ——動載荷徑向系數(shù)和動載荷軸向系數(shù):X=0.44 Y=1.40</p><

53、p><b>  校核壽命</b></p><p>  由課本P219式11.1c</p><p><b>  式中:</b></p><p>  ——軸承的基本額定壽命;</p><p>  ——軸承的預(yù)期壽命,五年一班,每年按250天計,;</p><p>  ——

54、軸承的基本額定動載荷;</p><p>  ——壽命指數(shù),對于滾動軸承,;</p><p>  ——溫度系數(shù),由表11.9,工作溫度,;</p><p>  ——載荷系數(shù),由表11.10,穩(wěn)定,取;</p><p><b>  ,校核通過。</b></p><p><b>  五、 參考

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