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>  機械設計 課程設計說明書</p><p>  設計題目:膠帶輸送機的傳送裝置</p><p><b>  院系:</b></p><p><b>  專業(yè):</b></p><p><b>  班級:</b></p><p>

2、;<b>  學號:</b></p><p><b>  設計人:</b></p><p><b>  指導老師:</b></p><p><b>  完成日期:</b></p><p><b>  目 錄</b></p&g

3、t;<p>  設計任務書……………………………………………………1</p><p>  聯(lián)連軸器的選擇…………………………………………………3</p><p>  傳動方案的擬定及說明………………………………………3</p><p>  電動機的選擇…………………………………………………4</p><p>  計算傳動裝置的運

4、動和動力參數(shù)……………………………7</p><p>  傳動件的設計計算……………………………………………8</p><p>  軸的設計計算…………………………………………………16</p><p>  滾動軸承的選擇及計算………………………………………20</p><p>  鍵聯(lián)接的選擇及校核計算……………………………………23<

5、;/p><p>  箱體的設計……………………………………………………23</p><p>  減速器附件的選擇………………………………………25</p><p>  潤滑與密封………………………………………………25</p><p>  設計小結…………………………………………………26</p><p>  參考資料目錄

6、……………………………………………27</p><p>  一、機械設計課程設計任務書</p><p>  題目:設計膠帶運輸機傳動裝置中的展開式二級圓柱齒輪減速器</p><p><b>  1.1總體布置簡圖</b></p><p>  1—電動機;2—聯(lián)軸器;3—齒輪減速器;4—帶式運輸機;5—滾輪;6—聯(lián)軸器&l

7、t;/p><p><b>  1.2工作條件:</b></p><p>  工作年限(年):15</p><p>  工作制度(班/日):1</p><p><b>  工作環(huán)境:灰塵較少</b></p><p><b>  載荷性質(zhì):輕微沖擊</b><

8、;/p><p><b>  生產(chǎn)批量:單件</b></p><p><b>  1.3技術數(shù)據(jù):</b></p><p>  滾筒圓周力F(N):14000</p><p>  運輸帶速度V(m/s):0.28</p><p>  滾筒的直徑D(mm):500</p>

9、<p>  帶速允許偏差(%):3—5</p><p><b>  1.4設計內(nèi)容:</b></p><p>  電動機的選擇與運動參數(shù)計算;</p><p>  直齒圓柱齒輪傳動設計計算</p><p><b>  軸的設計</b></p><p><b

10、>  滾動軸承的選擇</b></p><p>  鍵和連軸器的選擇與校核;</p><p>  裝配圖、零件圖的繪制</p><p>  設計計算說明書的編寫</p><p><b>  1.5設計任務:</b></p><p>  1) 減速器總裝配圖、箱體圖各一張<

11、/p><p>  2) 齒輪、軸零件圖各一張</p><p>  3) 設計說明書一份</p><p><b>  1.6設計進度:</b></p><p>  1) 第一階段:總體計算和傳動件參數(shù)計算</p><p>  2) 第二階段:軸與軸系零件的設計</p>&l

12、t;p>  3) 第三階段:軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵的校核及草圖繪制</p><p>  4) 第四階段:裝配圖、零件圖的繪制及計算說明書的編寫</p><p><b>  二、聯(lián)軸器的設計</b></p><p>  先初步估計軸的最小直徑,軸選用45鋼,取C=112.由軸的設計公式得:</p><p>&l

13、t;b>  ;</b></p><p><b> ?。?lt;/b></p><p><b>  。</b></p><p>  由于在軸1和軸3的最輸入和輸出端開鍵槽,連接聯(lián)軸器,</p><p>  故軸1最小直徑取22mm,</p><p>  軸3的最小直

14、徑取50mm。</p><p><b>  聯(lián)軸器1:</b></p><p>  因為滾筒的載荷變化不大,選彈性套注銷聯(lián)軸器。</p><p>  1.聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩 。由工作要求,查表后取K=1.5。</p><p><b>  則計算轉(zhuǎn)矩 </b></p><p&g

15、t;  2.由聯(lián)軸器的計算與軸的計算選用GⅡCL2的聯(lián)軸器。采用其許用最大扭矩為630N·m,許用最高轉(zhuǎn)速為4000r/min,軸孔直徑取22mm,軸孔長度=38mm。</p><p><b>  聯(lián)軸器2:</b></p><p>  因為滾筒的載荷變化不大,選用緩沖性能較好,同時具有可移性的彈性柱銷聯(lián)軸器。</p><p>  1

16、.聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩 。由工作要求,查表后取K=1.5。</p><p><b>  則計算轉(zhuǎn)矩 </b></p><p>  2.由聯(lián)軸器的計算與軸的計算選用HL4的聯(lián)軸器,其許用最大扭矩1250N·m,許用最高轉(zhuǎn)速[n]= 2800 r/min,軸孔直徑取50mm,軸孔長度=84 mm。</p><p>  三、傳動方案的擬定

17、及說明</p><p>  由題目所知傳動機構類型為:展開式二級圓柱齒輪減速器。故只要對本傳動機構進行分析論證。</p><p>  本傳動機構的特點是:結構簡單,但齒輪相對于軸承的位置不對稱,因此要求軸又較大的剛度。高速級齒輪布置在遠離轉(zhuǎn)矩輸入端,這樣軸在轉(zhuǎn)矩的作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形和軸在彎矩作用下產(chǎn)生的變形可部分地互相抵消,以減緩沿齒寬載荷分布不均勻的現(xiàn)象。用于載荷比較平穩(wěn)的場合。高速級

18、一般做成斜齒,低速級可做成直齒。</p><p><b>  四、電動機的選擇</b></p><p>  電動機類型和結構的選擇</p><p>  因為本傳動的工作狀況是:載荷平穩(wěn)、單向旋轉(zhuǎn)。所以選用常用的封閉式Y(IP44)系列的電動機。</p><p><b>  電動機容量的選擇</b>&

19、lt;/p><p>  工作機所需功率Pw </p><p>  Pw=FV/1000=14000×0.28/1000=3.92kW</p><p><b>  電動機的輸出功率</b></p><p><b>  Pd=Pw/η</b></p><p>  3) 傳

20、動裝置的總效率</p><p>  η=η12η24η32η4η5</p><p>  按表1—2(《機械設計指導》P9)確定各部分效率為:彈性聯(lián)軸器效率η1=0.99滾動軸承傳動效率(一對)η2=0.99閉式圓柱齒輪傳動效率η3=0.97開式圓柱齒輪傳動效率η4=0.95卷筒軸滑動軸承效率η5=0.96,代入得</p><p>  η=0.992×0.9

21、94×0.972×0.95×0.96=0.808</p><p>  Pd=3.36/0.808=4.85kW</p><p><b>  電動機轉(zhuǎn)速的選擇</b></p><p>  nd=(i1·i2…in)nw</p><p>  初選為同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的電動機。

22、</p><p>  4.電動機型號的確定</p><p><b>  輸送機卷筒的轉(zhuǎn)速為</b></p><p>  nw=60×1000V/∏D=60×1000×0.28/(3.14×500)=10.7(r/min)</p><p>  通常,單級圓柱齒輪傳動i1=3~6,兩級

23、圓柱齒輪減速器i2=8~60,故電動機轉(zhuǎn)速的范圍為</p><p>  nd’=i’. nw=(3×8~6×60) ×10.7=259.6~3852(r/min)</p><p>  由表14-1(《機械設計指導》P237)查出電動機型號為Y132M2-6,其額定功率為5.5kW,滿載轉(zhuǎn)速960r/min?;痉项}目所需的要求。</p><

24、;p>  五、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)</p><p>  一)、傳動裝置的總傳動比及其分配</p><p><b>  計算總傳動比</b></p><p>  由電動機的滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機主動軸轉(zhuǎn)速nw可確定傳動裝置應有的總傳動比為:</p><p><b>  i=nm/nw</b>

25、;</p><p>  nw=10.7r/min </p><p><b>  i=89.72</b></p><p><b>  合理分配各級傳動比</b></p><p>  表1—2(《機械設計指導》P10)選單級直齒輪傳動比i01=5,</p><p>  則減速箱的

26、傳動比為i12=i總/ i01=17.94</p><p>  由于減速箱是展開式布置,所以i1≈1.4i2。</p><p>  因為i=17.94,取i1=5.01,i2=3.581</p><p>  速度偏差為0.5%<5%,所以可行。</p><p>  二)、計算傳動裝置的運動參數(shù)和動力參數(shù)</p><p

27、><b>  0軸——電動機軸</b></p><p>  P0=Pd=4.85 kW</p><p>  n0=nm=960 r/min</p><p>  T0=9550 P0/n0=48.25 N·m</p><p><b>  1軸——高速軸</b></p>&

28、lt;p>  P1=P0×η0=4.85×0.99=4.8015kW</p><p>  n1=n0=960 r/min</p><p>  T1=9550 P1/n1=47.765 N·m</p><p><b>  2軸——中間軸</b></p><p>  P2=P1×

29、η2×η3=4.85×0.99×0.97=4.61kW</p><p>  n2=n1/i1=960/5.01=191.62 r/min</p><p>  T2=9550 P2/n2=229.8N·m</p><p><b>  3軸——低速軸</b></p><p>  P3=

30、P2×η2×η3=4.61×0.99×0.97=4.43kW</p><p>  n3=n2/i2=191.2/3.581=53.5 r/min</p><p>  T3=9550 P3/n3=790.776 N·m</p><p><b>  4軸</b></p><p&g

31、t;  P4=P3×η1×η2=4.43×0.99×0.99=4.342kW</p><p>  n4=n3=53.5 r/min</p><p>  T4=9550 P4/n4=775.04 N·m</p><p><b>  5軸——滾筒軸</b></p><p> 

32、 P5=P4×η2×η4=4.343×0.99×0.95=4.084kW</p><p>  n5=nw=10.7 r/min</p><p>  T5=9550 P5/n5=3645.06N·m</p><p><b>  六、傳動件設計計算</b></p><p> 

33、 (一)高速級齒輪傳動的設計計算</p><p>  1、選精度等級、材料及齒數(shù)</p><p>  1.按圖所示的傳動方案,選用直齒圓柱齒輪傳動。</p><p>  2.運輸機為一般工作機器,速度不高,故選用7級精度。</p><p>  3.材料選擇。查表10-1(《機械設計》P191)選擇小齒輪材料40Cr鋼,調(diào)質(zhì)處理,硬度為241~

34、286HBS,取硬度為280 HBS;大齒輪材料45鋼,調(diào)質(zhì)處理,硬度為190~240 HBS,取硬度為240HBS;二者硬度差為40 HBS。</p><p>  4.選小齒輪齒數(shù)z1=20,大齒輪的齒數(shù)z2=20×5.01=100.2,取z2=100。</p><p><b>  按齒面接觸強度設計</b></p><p>  由

35、設計計算公式(10—9a)(《機械設計》P203)進行試算,即 </p><p>  確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值</p><p>  試選載荷系數(shù)=1.5.</p><p>  小齒輪的轉(zhuǎn)矩=47765N.mm。</p><p>  由表10-7(《機械設計》P205),軟齒面齒輪,兩支撐相對于小齒輪做非對稱安裝,取齒寬系數(shù)=1.0。<

36、;/p><p>  由表10-6(《機械設計》P201)查的材料的彈性影響系數(shù) =189.8.</p><p>  由圖10-21d(《機械設計》P209)按齒面硬度查取小齒輪的接觸疲勞極限應力= 600Mpa,大齒輪的接觸疲勞極限應力=550Mpa</p><p>  由式10-13(《機械設計》P206)計算應力循環(huán)次數(shù)。</p><p> 

37、 =60г=60×960×1×(8×300×15)=2.074×</p><p>  =/=2.07×/5.01=0.4139×</p><p>  7) 由圖10-19(《機械設計》P207)取接觸疲勞強度壽命系數(shù):</p><p>  =0.88,=0.91,</p>

38、<p>  8) 計算接觸疲勞許用應力</p><p>  取失效概率為1%,安全系數(shù)=1,由式(10-12)得</p><p>  = =0.88×600=528</p><p>  =0.91×550=500.5</p><p><b>  計算</b></p><

39、;p>  1)= =53.64mm</p><p><b>  2)計算圓周速度</b></p><p><b>  m/s</b></p><p><b>  3)計算齒寬</b></p><p>  4)計算齒寬與齒高之比</p><p>  

40、模數(shù)==53.64/20=2.682mm</p><p>  齒高=2.25=6.0345mm</p><p><b>  =8.89</b></p><p><b>  5)計算載荷系數(shù)</b></p><p>  根據(jù)v=2.969m/s,7級精度,由圖10-8(《機械設計》P194)試取動載系

41、數(shù)=1.11。</p><p><b>  直齒輪,= =1。</b></p><p>  查表10-2(《機械設計》P193)得使用系數(shù)=1.25。</p><p>  由表10-4(《機械設計》P196),按齒輪在兩軸承中間非對稱布置,取=1.423。</p><p>  由=8.89,=1.423查圖10-13(《

42、機械設計》P198)得=1.3;故載荷系數(shù)K==1.25×1.11×1×1.423=1.974</p><p>  按實際的載荷系數(shù)校正所算得到分度圓直徑,由式(10-10a)得</p><p><b>  ==58.78</b></p><p><b>  計算模數(shù)</b></p>

43、;<p><b>  =</b></p><p><b>  圓整取m=3mm。</b></p><p>  =m=320=60mm</p><p>  =m=3100=300mm</p><p><b>  8)計算齒輪寬度</b></p><

44、;p>  取=60mm , =65mm</p><p>  9)按計算結果校核前面的假設是否正確:</p><p>  ′=/=300/60=5</p><p>  (′-)/=-0.002 <1%</p><p>  所以齒輪疲勞接觸強度安全</p><p>  按齒根彎曲疲勞強度校核</p&

45、gt;<p>  1)計算公式按式10-4(《機械設計》P200)</p><p><b>  =</b></p><p><b>  2)查取齒形系數(shù)</b></p><p>  由表10-5(《機械設計》P200)得,小齒輪齒形系數(shù)=2.18,大齒輪齒形系數(shù)=2.80。</p><p&

46、gt;  3)查取應力校正系數(shù)</p><p>  小齒輪應力修正系數(shù)=1.79,大齒輪應力修正系數(shù)=1.55。</p><p>  4)彎曲疲勞許用應力</p><p><b>  =</b></p><p>  5)按圖10-20c(《機械設計》P208),查取小齒輪的彎曲疲勞極限應力=500Mpa,大齒輪的彎曲疲勞

47、極限應力=380Mpa。</p><p>  6)由表計算彎曲強度計算的壽命系數(shù)</p><p>  =0.88,=0.82</p><p>  7)計算彎曲疲勞許用應力</p><p>  取彎曲疲勞強度安全系數(shù)=1.4</p><p>  同理的 =238.86Mpa</p><p>

48、;  比較,和的大小的到<,所以應該按大齒輪校核齒輪彎曲疲勞強度</p><p>  ==75.78Mpa<=238.86Mpa,彎曲疲勞強度足夠。</p><p><b>  幾何尺寸計算</b></p><p>  計算大、小齒輪的分度圓直徑</p><p>  =m=320=60mm</p>

49、<p>  =m=3100=300mm</p><p><b>  計算中心距</b></p><p><b>  a=mm</b></p><p><b>  計算齒輪寬度</b></p><p>  取=60mm, =65mm</p>&l

50、t;p><b>  結構設計</b></p><p>  以大齒輪為例。因齒輪齒頂圓直徑大于160mm,而又小于500mm,故以選用腹板式為宜。齒輪傳動幾何尺寸計算見下表:</p><p>  (二)低速級齒輪傳動的設計計算</p><p>  1、選精度等級、材料及齒數(shù)</p><p>  1.按圖所示的傳動方案

51、,選用直齒圓柱齒輪傳動。</p><p>  2.運輸機為一般工作機器,速度不高,故選用7級精度。</p><p>  3.材料選擇。查表10-1(《機械設計》P191)選擇小齒輪材料40Cr鋼,調(diào)質(zhì)處理,硬度為241~286HBS,取硬度為280 HBS;大齒輪材料45鋼,調(diào)質(zhì)處理,硬度為190~240 HBS,取硬度為240HBS;二者硬度差為40 HBS。</p>&l

52、t;p>  4.選小齒輪齒數(shù)z1=27,大齒輪的齒數(shù)z2=27×3.581=96.687,取z2=97。</p><p><b>  按齒面接觸強度設計</b></p><p>  由設計計算公式(10—9a)(《機械設計》P203)進行試算,即 </p><p>  確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值</p><

53、p>  試選載荷系數(shù)=1.5.</p><p>  小齒輪的轉(zhuǎn)矩=227300N.mm。</p><p>  由表10-7(《機械設計》P205),軟齒面齒輪,兩支撐相對于小齒輪做非對稱安裝,取齒寬系數(shù)=1。</p><p>  由表10-6(《機械設計》P201)查的材料的彈性影響系數(shù) =189.8.</p><p>  由圖10-2

54、1d(《機械設計》P209)按齒面硬度查取小齒輪的接觸疲勞極限應力= 600Mpa,大齒輪的接觸疲勞極限應力=550Mpa</p><p>  由式10-13(《機械設計》P206)計算應力循環(huán)次數(shù)。</p><p>  =60г=60×191.2×1×(8×300×15)=4.139×</p><p>&

55、lt;b>  =/=1.156×</b></p><p>  7) 由圖10-19(《機械設計》P207)取接觸疲勞強度壽命系數(shù):</p><p>  =0.91,=0.93,</p><p>  8) 計算接觸疲勞許用應力</p><p>  取失效概率為1%,安全系數(shù)=1,由式(10-12)得</p&

56、gt;<p>  = =0.91×600=546</p><p>  =0.93×550=558</p><p><b>  計算</b></p><p>  1)= =86.98mm</p><p><b>  2)計算圓周速度</b></p>&l

57、t;p><b>  3)計算齒寬</b></p><p>  4)計算齒寬與齒高之比</p><p>  模數(shù)==86.98/27=3.22148mm</p><p>  齒高=2.25=7.248mm</p><p><b>  =12.01</b></p><p>

58、<b>  5)計算載荷系數(shù)</b></p><p>  根據(jù)v=0.873m/s,7級精度,由圖10-8(《機械設計》P194)試取動載系數(shù)=1.05。</p><p><b>  直齒輪,= =1。</b></p><p>  查表10-2(《機械設計》P193)得使用系數(shù)=1.25。</p><p

59、>  由表10-4(《機械設計》P196),按齒輪在兩軸承中間非對稱布置,取=1.434。</p><p>  由=12.01,=1.434查圖10-13(《機械設計》P198)得=1.35;故載荷系數(shù)K==1.25×1.05×1×1.4434=1.882</p><p>  按實際的載荷系數(shù)校正所算得到分度圓直徑,由式(10-10a)得</p&g

60、t;<p><b>  ==93.81</b></p><p><b>  計算模數(shù)</b></p><p><b>  =</b></p><p>  圓整取m=4mm。強度有些不足,為了提高強度采用正變位齒輪提高齒輪強度以滿足強度要求。</p><p>  =

61、m=427=108mm</p><p>  =m=497=388mm</p><p>  變位前中心距a=mm</p><p>  應中心距有標準,前一中心距取的是180mm,則該對齒輪的中心距應該取250mm.</p><p>  因為中心距引起的轉(zhuǎn)速誤差為2/250=0.8%<1%,故無需采用高度變位齒輪。</p>&

62、lt;p><b>  8)計算齒輪寬度</b></p><p>  取=108 , =113</p><p>  9)按計算結果校核前面的假設是否正確:</p><p>  ′=′/′=388/108=3.59</p><p>  (′-)/=0.0032<1%</p><p>

63、  所以齒輪疲勞接觸強度安全</p><p>  按齒根彎曲疲勞強度校核</p><p>  1)計算公式按式10-4(《機械設計》P200)</p><p><b>  =</b></p><p><b>  2)查取齒形系數(shù)</b></p><p>  由表10-5(《機

64、械設計》P200)得,小齒輪齒形系數(shù)=2.57,大齒輪齒形系數(shù)=2.194。</p><p>  3)查取應力校正系數(shù)</p><p>  小齒輪應力修正系數(shù)=1.60,大齒輪應力修正系數(shù)=1.783。</p><p>  4)彎曲疲勞許用應力</p><p><b>  =</b></p><p&g

65、t;  5)按圖10-20c(《機械設計》P208),查取小齒輪的彎曲疲勞極限應力=500Mpa,大齒輪的彎曲疲勞極限應力=380Mpa。</p><p>  6)由表計算彎曲強度計算的壽命系數(shù)</p><p>  =0.88,=0.9</p><p>  7)計算彎曲疲勞許用應力</p><p>  取彎曲疲勞強度安全系數(shù)=1.4</

66、p><p>  同理的 =244.3Mpa</p><p>  比較,和的大小的到<,所以應該按大齒輪校核齒輪彎曲疲勞強度</p><p>  ==77.54Mpa<=244.3Mpa,彎曲疲勞強度足夠。</p><p><b>  幾何尺寸計算</b></p><p><b

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