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一、传动方案拟定第二组第三个数据:设计带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器(1) 工作条件:使用年限10年,每年按300天计算,两班制工作,载荷平稳。(2) 原始数据:滚筒圆周力F=1.7KN;带速V=1.4m/s;滚筒直径D=220mm。 运动
最好是把图都画出来啊,圆周力Ft遵循主反从同,主动轮圆周力与转动方向相反,从动轮则相同。然后径向力Fr不用说,指轴线就可以了。然后根据旋向看用左手还是右手抓一下得到主动轮轴向力,从动轮画成与其相反的就成。要
一、传动方案拟定第三组:设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动(1) 工作条件:使用年限8年,工作为二班工作制,载荷平稳,环境清洁。(2) 原始数据:滚筒圆周力F=1000N;带速V=2.0m/s;滚筒直径D=500mm;滚筒长度L=500mm。二、电动机
3、确定电动机转速:滚筒轴的工作转速:Nw=60×1000V/πD=60×1000×1.4/π×220=121.5r/min根据【2】表2.2中推荐的合理传动比范围,取V带传动比Iv=2~4,单级圆柱齿轮传动比范围Ic=3~5,则合理总传动比i的范围为i=6~20,故电动
轴的计算,简单的可以用材料力学的方法来计算的.复杂一些的话,可以用有限元的方法来计算.
轮2主动时,轮2的轴向力方向向左,轮1的轴向力方向向右。
机械设计一级圆柱斜齿轮低速轴力的作用点和支点位置怎么确定
轴加工一般是通过车床进行车削获得,分析其中具体细节可知,在加工过程中受到诸多方面的影响。具体的可能会影响到加工质量的因素包括:(1)中心孔定位。中心孔是轴类零件加工全过程中使用的定位基准,其质量对加工精度有着重大
轴类零件加工时,一般采用两中心孔作为定位基准.在加工外圆时总是先加工轴的两端面和中心孔,为后续加工工序作为定位基准的准备.轴类零件各外圆,锥孔,螺纹等表面的设计基准一般都是轴的中心线,因此选择两中心孔定位是符合
对于轴类零件,一般采用两端中心孔作为定位基准,或是一夹一顶(即一端中心孔及一端外圆表面)为定位基准。对于饼状工件,一般采用一端外圆表面及端面作为定位基准。供参考。
加工轴类零件时常用两中心孔作基准的原因是外部特征。根据查询相关公开信息显示,两中心孔通常作为定位基准,用于定位和加工零件上的内部和外部特征。
轴类零件加工时都是以轴的轴线为基准的,双顶尖的做用就是定位轴线位置。希望采纳正确答案,谢谢!!
工艺基准。中心孔是轴类零件常用的定位基面。中心孔作为工艺基准,一般是用于工件的装夹、检验、装配的定位;数控轴加工中的轴向尺寸是靠编程和手动来定位的。
是标定零件设计图上的某些面、线或点的位置时所依据的面、线或点。零件图上标出的尺寸称为设计尺寸。设计人员从零件在产品中的工作性能出发,在零件图上用一定的尺寸或相互位置关系要求,来确定各表面的相对位置。零件的各
轴类零件常用的定位基准是什么
先说长度基准,这个阶梯轴的长度基准需要考虑到安装需求,阶梯轴的安装一般是以轴肩定位的,例如安装轴承的时候,因此它在长度上的基准应该是轴肩,图中尺寸10的右侧尺寸线即是。再说宽度基准,图中只有键槽有宽度要求,同样
1、基准面:主要尺寸基准建立在某个基准面上,这个基准面应该是机械制图中最常用的面,也是最容易被理解和识别的面。2、基准线:主要尺寸基准还可以建立在某个基准线上,这个基准线应该是机械制图中最常用的线,也是最容易
径向尺寸的尺寸基准是轴的中心线。根据查询相关公开信息显示:径向基准就是这个轴的中心线,把三角形符号指向画在用点划线表示的这个中心线上就行了。
尺寸基准根据长、宽、高三个方向的尺寸确定。长度基准和高度基准在主视图中确定。宽度基准在左视图或俯视图中确定。如果零件的表达方案为主视图和左视图,宽度基准必须在左视图中确定,如果零件图的表达方案是主视图和俯视图,
对平面图形来说,一般用一条水平线和竖直线分别作为竖直方向和水平方向的主要基准。一般平面图形中常用的主要基准可以是对称图形的对称中心线、较大圆的中心线或较长的直线,有时特殊点(如圆心)也可以作为尺寸基准。当精度
尺寸基准可以是面(对称面、底面、端面等)、线(回转轴线、中心线等)或点。在标注尺寸时,首先要在零件的长、宽、高三个方向至少各选一个基准,然后再合理地标注尺寸 图(a)所示的轴,其轴向尺寸是以右端面为基准,径向尺
机械制图,零件的轴向,径向主要尺寸基准怎么找?
3、双支点游动支承 两个支承均无轴向约束,又称两端游动支承。常用于人字齿轮场合,以防齿轮卡死和人字齿两侧受力不均匀。三、滚动轴承的固定 1、周向固定 其作用是保证轴承受力后,轴承的内圈与轴颈、外圈与座孔之间
在一般情况下,整个轴的轴向定位也常利用轴承端盖来实现。利用弹性挡圈﹑紧定螺钉及锁紧挡圈等进行轴向定位,只适用于零件上的轴向力不大之处。紧定螺钉和锁紧挡圈常用于光轴上零件的定位。此外,对于承受冲击载荷和同心度
2、套筒定位:结构简单,定位可靠,轴上不需开槽_钻孔和切制螺纹,因而不影响轴的疲劳强度,一般用于轴上两个零件之间的定位。3、圆螺母:定位可承受大的轴向力,但轴上螺纹处有较大的应力集中,会降低轴的疲劳强度,故一
1、两端固定(又称双支点单向固定)。轴系两端由两个轴承支承,每个轴承分别承受一个方向的轴向力。这种结构较简单,适用于工作温度不高、支承跨距较小(跨距≤400mm)的轴系。2、一端固定一端游动(又称单支点双向固定)。
轴承相等于轴的支撑点,都知道两点能决定一根直线,两个支持点才能有效决定一根轴,也就是轴对应的中心线的位置。当支持点多于2个时,就必须考虑它们是否处于同一直线上了。
轴段安装多个轴承,轴受力支点如何确定?
目 录
第一部分 设计任务书----------------------------------------------------------------3第二部分 电传动方案的分析与拟定---------------------------------------------------5第三部分 电动机的选择计算----------------------------------------------------------6第四部分 各轴的转速、转矩计算------------------------------------------------------7第五部分 联轴器的选择-------------------------------------------------------------9第六部分 锥齿轮传动设计---------------------------------------------------------10第七部分 链传动设计--------------------------------------------------------------12第八部分 斜齿圆柱齿轮设计-------------------------------------------------------14第九部分 轴的设计----------------------------------------------------------------17第十部分 轴承的设计及校核-------------------------------------------------------20第十一部分 高速轴的校核---------------------------------------------------------22第十二部分 箱体设计---------------------------------------------------------------23第十三部分 设计小结---------------------------------------------------------------24
第一部分 设计任务书
1.1 机械设计课程的目的
机械设计课程设计是机械类专业和部分非机械类专业学生第一次较全面的机械设计训练,是机械设计和机械设计基础课程重要的综合性与实践性教学环节。其基本目的是:
(1) 通过机械设计课程的设计,综合运用机械设计课程和其他有关先修课程的理论,结合生产实际知识,培养分析和解决一般工程实际问题的能力,并使所学知识得到进一步巩固、深化和扩展。
(2) 学习机械设计的一般方法,掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的设计原理和过程。
(3) 进行机械设计基本技能的训练,如计算、绘图、熟悉和运用设计资料(手册、图册、标准和规范等)以及使用经验数据,进行经验估算和数据处理等。
1.2 机械设计课程的内容
选择作为机械设计课程的题目,通常是一般机械的传动装置或简单机械。
课程设计的内容通常包括:确定传动装置的总体设计方案;选择电动机;计算传动装置的运动和动力参数;传动零件、轴的设计计算;轴承、联轴器、润滑、密封和联接件的选择及校核计算;箱体结构及其附件的设计;绘制装配工作图及零件工作图;编写设计计算说明书。
在设计中完成了以下工作:
① 减速器装配图1张(A0或A1图纸);
② 零件工作图2~3张(传动零件、轴、箱体等);
③ 设计计算说明书1份,6000~8000字。
1.3 机械设计课程设计的步骤
机械设计课程设计的步骤通常是根据设计任务书,拟定若干方案并进行分析比较,然后确定一个正确、合理的设计方案,进行必要的计算和结构设计,最后用图纸表达设计结果,用设计计算说明书表示设计依据。
机械设计课程设计一般可按照以下所述的几个阶段进行:
1.设计准备
① 分析设计计划任务书,明确工作条件、设计要求、内容和步骤。
② 了解设计对象,阅读有关资料、图纸、观察事物或模型以进行减速器装拆试验等。
③ 浮系课程有关内容,熟悉机械零件的设计方法和步骤。
④ 准备好设计需要的图书、资料和用具,并拟定设计计划等。
2.传动装置总体设计
① 确定传动方案——圆柱齿轮传动,画出传动装置简图。
② 计算电动机的功率、转速、选择电动机的型号。
③ 确定总传动比和分配各级传动比。
④ 计算各轴的功率、转速和转矩。
3.各级传动零件设计
① 减速器内的传动零件设计(齿轮传动)。
4.减速器装配草图设计
① 选择比例尺,合理布置试图,确定减速器各零件的相对位置。
② 选择联轴器,初步计算轴径,初选轴承型号,进行轴的结构设计。
③ 确定轴上力作用点及支点距离,进行轴、轴承及键的校核计算。
④ 分别进行轴系部件、传动零件、减速器箱体及其附件的结构设计。
5.减速器装配图设计
① 标注尺寸、配合及零件序号。
② 编写明细表、标题栏、减速器技术特性及技术要求。
③ 完成装配图。
6.零件工作图设计
① 轴类零件工作图。
② 齿轮类零件工作图。
③ 箱体类零件工作图。
第一部分 题目及要求
卷扬机传动装置的设计
1. 设计题目
设计一卷扬机的传动装置。传动装置简图如下图所示。
(1)卷扬机数据
卷扬机绳牵引力F(N)、绳牵引速度v(m/s)及卷筒直径D(mm)见附表。
(2)工作条件
用于建筑工地提升物料,空载启动,连续运转,三班制工作,工作平稳。
(3) 使用期限
工作期限为十年,每年工作300天,三班制工作,每班工作4小时,检修期间隔为三年。
(4) 产批量及加工条件
小批量生产,无铸钢设备。
2. 设计任务
1)确定传动方案;
2)选择电动机型号;
3)设计传动装置;
4)选择联轴器。
3. 具体作业
1)减速器装配图一张;
2)零件工作图二张(大齿轮,输出轴);
3)设计说明书一份。
4. 数据表
牵引力F/N 12 10 8 7
牵引速度v/(m/s) 0.3,0.4 0.3,0.4,0.5,0.6
卷筒直径D/mm 470,500 420,430,450,470,500 430,450,500 440,460,480
卷扬机传动装置的设计
5. 设计题目
设计一卷扬机的传动装置。传动装置简图如下图所示。
(1)卷扬机数据
卷扬机绳牵引力F(N)、绳牵引速度v(m/s)及卷筒直径D(mm)见附表。
(2)工作条件
用于建筑工地提升物料,空载启动,连续运转,三班制工作,工作平稳。
(5) 使用期限
工作期限为十年,每年工作300天,三班制工作,每班工作4小时,检修期间隔为三年。
(6) 产批量及加工条件
小批量生产,无铸钢设备。
6. 设计任务
1)确定传动方案;
2)选择电动机型号;
3)设计传动装置;
4)选择联轴器。
7. 具体作业
1)减速器装配图一张;
2)零件工作图二张(大齿轮,输出轴);
3)设计说明书一份。
8. 数据表
牵引力F/N 12 10 8 7
牵引速度v/(m/s) 0.3,0.4 0.3,0.4,0.5,0.6
卷筒直径D/mm 470,500 420,430,450,470,500 430,450,500 440,460,480
第二部分 传动方案的分析与拟定
确定总传动比:
由于Y系列三相异步电动机的同步转速有750,1000,1500和3000r/min四种可供选择.根据原始数据,得到卷扬机卷筒的工作转速为
按四种不同电动机计算所得的总传动比分别是:
电动机同步转速
750 1000 1500 3000
系统总传动比
32.71 43.61 65.42 130.83
确定电动机转速:
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格以及总传动比,750转的低速电动机传动比虽小,但电动机极数大价格高,故不可取。3000转的电动机重量轻,价格便宜,但总传动比大,传动装置外廓尺寸大,制造成本高,结构不紧凑,也不可取。剩下两种相比,如为使传动装置结构紧凑,选用1000转的电动机较好;如考虑电动机重量和价格,则应选用1500转的电动机。现选用1500转的电动机,以节省成本。
确定传动方案:
验算:通常V带传动的传动比常用范围为 ,二级圆柱齿轮减速器为 ,则总传动比的范围为 ,因此能够满足以上总传动比为65.42的要求。
第三部分 电动机的选择计算
1、确定电动机类型
按工作要求和条件,选用Y系列笼型三相异步电动机,封闭式结构。
2、确定电动机的功率
工作机的功率
KW
效率的选择:
1. V带传动效率: η1 = 0.96
2. 7级精度圆柱齿轮传动:η2 = 0.98
3. 滚动轴承: η3 = 0.99
4. 弹性套柱销联轴器: η4 = 0.99
5. 传动滚筒效率: η5 = 0.96
传动装置总效率为
工作机所需电动机功率
kw
因载荷平稳,电动机额定功率 略大于 即可。由Y系列电动机技术数据,选电动机的额定功率 为7.5 kw,结合其同步转速,选定电动机的各项参数如下:
取同步转速: 1500r/min ——4级电动机
型号: Y132M-4
额定功率: 7.5kW
满载功率: 1440r/min
堵转转矩/额定转矩: 2.2
最大转矩/额定转矩: 2.2
第四部分 确定传动装置总传动比和分配各级传动比
1、确定总传动比
2、分配各级传动比
取V带传动的传动比 ,则减速器的传动比 为
取两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比
则低速级的传动比
第五部分 运动参数及动力参数计算
0轴(电动机轴):
P0 = Pd =7.2 kW
n0 = nm = 1440 r/min
T0 = 9550×( )= N?m
1轴(高速轴):
P1 = P0η1 = kW
n1 = = r/min
T1 = 9550×( )= N?m
2轴(中间轴):
P2 = P1η2η3 = kW
n2 = r/min
T2 = 9550×( )= N?m
3轴(低速轴):
P3 = P2η2η3 = kW
n3 = r/min
T3 = 9550×( )= N?m
4轴(输出轴):
P4 = P3η3η4 = kW
n4 = r/min
T4 = 9550×( )= N?m
输出轴功率或输出轴转矩为各轴的输入功率或输入转矩乘以轴承效率(0.99),即
P’= 0.99P
轴名 功率P(kW) 转矩T(N?m) 转速
n(r/min) 传动比
i 效率
η
输入 输出 输入 输出
电动机轴 7.20 47.75 1440
3.8 0.96
1轴 6.91 3.047 155.91 154.35 378.95
4.809 0.97
2轴 6.70 2.896 811.99 803.83 78.80
3.435 0.97
3轴 6.50 2.753 2705.97 2678.91 22.94
1 0.98
输出轴 6.37 2.590 2651.85 2625.33 22.94
第六部分 传动零件的设计计算
高速级斜齿圆柱齿轮设计
材料选择:小齿轮40Cr (调质)硬度280HBs;
大齿轮45#钢(调质)硬度240HBs;(硬度差40HBs)
七级精度,取Z1=21,Z2= =4.809×21=100.989,取Z2=101,
初选螺旋角β=14°,
按齿轮面接触强度设计:
1) 试选载荷系数 Kt=1.6
2) 由动力参数图,小齿轮传递的转矩
3) 由表10-7(机械设计)选取齿宽系数
4) 由表10-6查得材料的弹性影响系数
5) 由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 ;大齿轮的接触疲劳强度极限 ;
6) 由式10-13计算应力循环次数
7) 由图10-19查得接触疲劳寿命系数 ;
8) 计算接触疲劳许用应力
取失效概率为1%,安全系数S=1,由式(10-12)得
9)由图10-26(机械设计)得
εα1 = 0.76
εα2 = 0.86
则端面重合度
10)由图10-30选取区域系数ZH = 2.433
11) 计算许用接触应力
=
12)计算:
试算小齿轮分度圆直径 ,由计算公式得
计算圆周速度
计算齿宽b及模数
= 1×60.59 = 60.59 mm
mnt = = mm
h = 2.25 mnt = mm
计算纵向重合度
纵向重合度 =0.318×φdZ1tanβ =
计算载荷系数K
已知,KA=1,取Kv=1.05(由图10-8查得),由表10-4查得的计算公式
∴KHβ = 1.15+0.18(1+0.6φd2)+0.23×10-3×60.59 = 1.45
由图10-13,得KFβ = 1.4
由表10-3,得
∴K = KA?Kv?KHα?KHβ = 1×1.05×1.3×1.45 = 1.98
按实际得载荷系数校正所算得德分度圆直径,由试(10-10a)得
计算模数
mn= =
13) 按齿根弯曲强度设计
由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 ;大齿轮的弯曲疲劳强度极限 ;
由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数 ;
计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳安全系数S=1.4,由式10-12得
计算载荷系数
K = KA?Kv?KFα?KFβ = 1×1.05×1.3×1.4= 1.91
根据纵向重合度εβ=1.6650,由图10-28,查得螺旋角影响系数Yβ=0.88
计算当量齿数
= 22.9883
查取齿形系数
由表10-5查得 YFα1=2.69,YFα2=2.20,
查取应力校正系数
由表10-5查得 YSα1=1.56,YSα2=1.79
计算大、小齿轮的 并加以比较
大齿轮的数值较大。
设计计算
经园整,mn=2 mm
∵ ,∴mn=2.5 mm
Z1 = = ,取Z1=25,Z2=120
几何尺寸计算:
中心距 a =
经园整,a = 187 mm
修正螺旋角, =
∵β变动不大,
∴εα、εβ、ZH无需修正。
计算大、小齿轮的分度直径
mm
mm
计算齿轮宽度
b = φdd1 = mm
园整后,B2=65mm,B1=70mm
da1 = d1+2ha1 =69.48
da2 = d2+2ha2 = 315.08
df1 = d1-2hf1 = 49.48
df2 = d2-2hf2 =305.08
第九部分 轴的设计
1) 高速轴:
初定最小直径,选用材料45#钢,调质处理。取A0=112(下同)
则dmin = A0 = mm
∵最小轴径处有键槽
∴dmin’ = 1.07 dmin = 17.72mm
∵最小直径为安装联轴器外半径,取KA=1.7,同上所述已选用TL4弹性套柱联轴器,轴孔半径d=20mm
∴取高速轴的最小轴径为20mm。
由于轴承同时受径向和轴向载荷,故选用单列圆锥滚子轴承按国标T297-94选取30206。
D×d×T=17.25mm
∴轴承处轴径d=30mm
高速轴简图如下:
2)
取l1=38+46=84mm,l3=72mm,取挡圈直径D=28mm,取d2=d4=25mm,d3=30mm,l2=l4=26.5mm,d1=d5=20mm。
齿轮轮毂宽度为46mm,取l5=28mm。
联轴器用键:园头普通平键。
b×h=6×6,长l=26mm
齿轮用键:同上。b×h=6×6,长l=10mm,倒角为2×45°
3) 中间轴:
中间轴简图如下:
初定最小直径dmin= =22.1mm
选用30305轴承,
d×D×T = 25×62×18.25mm
∴d1=d6=25mm,取l1=27mm,l6=52mm
l2=l4=10mm,d2=d4=35mm,l3=53mm
d3=50mm,d5=30mm,l5=1.2×d5=36mm
齿轮用键:园头普通键:b×h=12×8,长l=20mm
4) 低速轴:
低速轴简图如下: 初定最小直径:
dmin = = 34.5mm
∵最小轴径处有键槽
∴dmin’=1.07dmin=36.915mm
取d1=45mm,d2=55mm,d3=60mm,d4=d2=55mm
d5=50mm,d6=45mm,d7=40mm;
l1=45mm,l2=44mm,l3=6mm,l4=60mm,l5=38mm,l6=40mm,l7=60mm
齿轮用键:园头普通键:b×h=16×6,长l=36mm
选用30309轴承:d×D×T = 40×90×25.25mm;B=23mm;C=20mm
已经有过这样的轴,只有一个支点,轴承可以均分(两轴承),也可以支点处两个轴承,另外一端一个轴承,这主要是考虑强度的问题,久裕有做过,供应给捷安特的单臂车使用的。
通常把标注尺寸的起点称为尺寸基准,以它为起点,确定零件上其他面、线或点的位置。尺寸基准可以是面(对称面、底面、端面等)、线(回转轴线、中心线等)或点。在标注尺寸时,首先要在零件的长、宽、高三个方向至少各选一个基准,然后再合理地标注尺寸
图(a)所示的轴,其轴向尺寸是以右端面为基准,径向尺寸是以轴线为基准;
图(b)所示的轴承架,其高度方向是以底面为基准。
图(c)所示的凸轮,其轮廓曲线上各点的尺寸是以旋转中心为基准。
机械制图轴径向尺寸标注以中心轴为基准。
在工程领域基准是机械制造中应用十分广泛的一个概念,机械产品从设计时零件尺寸的标注,制造时工件的定位,校验时尺寸的测量,一直到装配时零部件的的装配位置确定等,都要用到基准的概念。
基准就是用来确定生产对象上几何关系所依据的点、线或面。
基准分为:
⑴ 设计基准、
⑵ 工艺基准
工艺基准又分为:
⑴工序基准、
⑵ 定位基准、
⑶ 测量基准、
⑷装配基准
机械图纸上的基准都是用大写字母A、B、C、D等一个特定的带圈的基准符号表示的。
当基准符号对准的面及面的延伸线或该面的尺寸界限时表示是以该面为基准。当基准符号对准的是尺寸线,表示是以该尺寸标注的实体中心线为基准。
1、通信工程
通信工程专业(Communication Engineering)是信息与通信工程一级学科下属的本科专业。该专业学生主要学习通信系统和通信网方面的基础理论、组成原理和设计方法,受到通信工程实践的基本训练,具备从事现代通信系统和网络的设计、开发、调测和工程应用的基本能力。
2、软件工程
软件工程是一门研究用工程化方法构建和维护有效的、实用的和高质量的软件的学科。它涉及程序设计语言、数据库、软件开发工具、系统平台、标准、设计模式等方面。
在现代社会中,软件应用于多个方面。典型的软件有电子邮件、嵌入式系统、人机界面、办公套件、操作系统、编译器、数据库、游戏等。同时,各个行业几乎都有计算机软件的应用,如工业、农业、银行、航空、政府部门等。
3、电子信息工程
电子信息工程是一门应用计算机等现代化技术进行电子信息控制和信息处理的学科,主要研究信息的获取与处理,电子设备与信息系统的设计、开发、应用和集成。
电子信息工程专业是集现代电子技术、信息技术、通信技术于一体的专业。
本专业培养掌握现代电子技术理论、通晓电子系统设计原理与设计方法,具有较强的计算机、外语和相应工程技术应用能力,面向电子技术、自动控制和智能控制、计算机与网络技术等电子、信息、通信领域的宽口径、高素质、德智体全面发展的具有创新能力的高级工程技术人才。
4、车辆工程
车辆工程专业是一门普通高等学校本科专业,属机械类专业,基本修业年限为四年,授予工学学士学位。2012年,车辆工程专业正式出现于《普通高等学校本科专业目录》中。
车辆工程专业培养掌握机械、电子、计算机等方面工程技术基础理论和汽车设计、制造、试验等方面专业知识与技能。
了解并重视与汽车技术发展有关的人文社会知识,能在企业、科研院(所)等部门,从事与车辆工程有关的产品设计开发、生产制造、试验检测、应用研究、技术服务、经营销售和管理等方面的工作,具有较强实践能力和创新精神的高级专门人才。
5、土木工程
土木工程(Civil Engineering)是建造各类土地工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养、维修等技术活动,也指工程建设的对象。
即建造在地上或地下、陆上,直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施,例如房屋、道路、铁路、管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水排水以及防护工程等。
土木工程是指除房屋建筑以外,为新建、改建或扩建各类工程的建筑物、构筑物和相关配套设施等所进行的勘察、规划、设计、施工、安装和维护等各项技术工作及其完成的工程实体。
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大学理工科专业有哪些
理工科专业分为理、工、农、医四个学科门类,各学科专业设置如下:
一、理学
1. 数学类 :数学与应用数学;信息与计算科学
2. 物理学类:物理学;应用物理学
3.化学:化学;应用化学
4. 生物科学类:生物科学;生物技术
5.天文学类:天文学
6. 地质学类:地质学;地球化学
7. 地理科学类:地理科学;资源环境与城乡规划管理;地理信息系统
8. 地球物理学类:地球物理学
9. 大气科学类:海洋科学;应用气象学
10. 海洋科学类:海洋科学;海洋技术
11. 力学类:理论与应用力学
12. 电子信息科学类:电子信息科学与技术;微电子学;光信息科学与技术
13. 材料科学类:材料物理;材料化学
14. 环境科学类:环境科学;生态学
15. 心理学类:心理学;应用心理学
16. 统计学类:统计学
二、工学
1. 地矿类:采矿工程;石油工程;矿物加工工程;勘查技术与工程;资源勘查工程
2. 材料类:冶金工程;金属材料工程;无机非金属材料工程;高分子材料与工程
3. 机械类:机械设计制造及其自动化;材料成型及控制工程;工业设计;过程装备与控制工程
4.仪器仪表类:测控技术与仪器
5. 能源动力类:核工程与核技术
6. 电气信息类:电气工程及其自动化;自动化;电子信息工程;通信工程;计算机科学与技术;生物医学工程
7. 土建类:建筑学;城市规划;土木工程;建筑环境与设备工程;给水排水工程
8. 水利类:水利水电工程;水文与水资源工程;港口航道与海岸工程
9. 测绘类:测绘工程
10. 环境与安全类:环境工程;安全工程
11. 化工与制药类:化学工程与工艺;制药工程
12. 交通运输类:交通运输;交通工程;油气储运工程;飞行技术;航海技术;轮机工程
13. 海洋工程类:船舶与海洋工程
14. 轻工纺织食品类:食品科学与工程;轻化工程;包装工程;印刷工程;纺织工程;服装设计与工程
15. 航空航天类:飞行器设计与工程;飞行器动力工程;飞行器制造工程;飞行器环境与生命保障工程
16. 武器类:武器系统与发射工程;探测制导与控制技术;弹药工程与爆炸技术;特种能源工程与烟火技术;地面武器机动工程;信息对抗技术
17. 工程力学类:工程力学
18. 生物工程类:生物工程
19. 农业工程类:农业机械化及其自动化;农业电气化与自动化;农业建筑环境与能源工程;农业水利工程
20. 林业工程类:森林工程;木材科学与工程;林产化工
21. 公安技术类:刑事科学技术;消防工程
三、农学
1. 植物生产类:农学;园艺;植物保护;茶学
2. 草业科学类:草业科学
3. 森林资源类:林学;森林资源保护与游憩;野生动物与自然保护区管理
4. 环境生态类:园林;水土保持与荒漠化防治;农业资源与环境
5. 动物生产类:动物科学:蚕学
6. 动物医学类:动物医学
7. 水产类:水产养殖学;海洋渔业科学与技术
四、医学
1. 基础医学类:基础医学
2. 预防医学类:预防医学
3. 临床医学与医学技术类:临床医学;麻醉学;医学影像学;医学检验
4. 口腔医学类:口腔医学
5. 中医学类:中医学;针灸推拿学;蒙医学;藏医学
6. 法医学类:法医学
7. 护理学类:护理学
8. 药学类:药学;中药学;药物制剂
目 录
第一部分 设计任务书----------------------------------------------------------------3第二部分 电传动方案的分析与拟定---------------------------------------------------5第三部分 电动机的选择计算----------------------------------------------------------6第四部分 各轴的转速、转矩计算------------------------------------------------------7第五部分 联轴器的选择-------------------------------------------------------------9第六部分 锥齿轮传动设计---------------------------------------------------------10第七部分 链传动设计--------------------------------------------------------------12第八部分 斜齿圆柱齿轮设计-------------------------------------------------------14第九部分 轴的设计----------------------------------------------------------------17第十部分 轴承的设计及校核-------------------------------------------------------20第十一部分 高速轴的校核---------------------------------------------------------22第十二部分 箱体设计---------------------------------------------------------------23第十三部分 设计小结---------------------------------------------------------------24
第一部分 设计任务书
1.1 机械设计课程的目的
机械设计课程设计是机械类专业和部分非机械类专业学生第一次较全面的机械设计训练,是机械设计和机械设计基础课程重要的综合性与实践性教学环节。其基本目的是:
(1) 通过机械设计课程的设计,综合运用机械设计课程和其他有关先修课程的理论,结合生产实际知识,培养分析和解决一般工程实际问题的能力,并使所学知识得到进一步巩固、深化和扩展。
(2) 学习机械设计的一般方法,掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的设计原理和过程。
(3) 进行机械设计基本技能的训练,如计算、绘图、熟悉和运用设计资料(手册、图册、标准和规范等)以及使用经验数据,进行经验估算和数据处理等。
1.2 机械设计课程的内容
选择作为机械设计课程的题目,通常是一般机械的传动装置或简单机械。
课程设计的内容通常包括:确定传动装置的总体设计方案;选择电动机;计算传动装置的运动和动力参数;传动零件、轴的设计计算;轴承、联轴器、润滑、密封和联接件的选择及校核计算;箱体结构及其附件的设计;绘制装配工作图及零件工作图;编写设计计算说明书。
在设计中完成了以下工作:
① 减速器装配图1张(A0或A1图纸);
② 零件工作图2~3张(传动零件、轴、箱体等);
③ 设计计算说明书1份,6000~8000字。
1.3 机械设计课程设计的步骤
机械设计课程设计的步骤通常是根据设计任务书,拟定若干方案并进行分析比较,然后确定一个正确、合理的设计方案,进行必要的计算和结构设计,最后用图纸表达设计结果,用设计计算说明书表示设计依据。
机械设计课程设计一般可按照以下所述的几个阶段进行:
1.设计准备
① 分析设计计划任务书,明确工作条件、设计要求、内容和步骤。
② 了解设计对象,阅读有关资料、图纸、观察事物或模型以进行减速器装拆试验等。
③ 浮系课程有关内容,熟悉机械零件的设计方法和步骤。
④ 准备好设计需要的图书、资料和用具,并拟定设计计划等。
2.传动装置总体设计
① 确定传动方案——圆柱齿轮传动,画出传动装置简图。
② 计算电动机的功率、转速、选择电动机的型号。
③ 确定总传动比和分配各级传动比。
④ 计算各轴的功率、转速和转矩。
3.各级传动零件设计
① 减速器内的传动零件设计(齿轮传动)。
4.减速器装配草图设计
① 选择比例尺,合理布置试图,确定减速器各零件的相对位置。
② 选择联轴器,初步计算轴径,初选轴承型号,进行轴的结构设计。
③ 确定轴上力作用点及支点距离,进行轴、轴承及键的校核计算。
④ 分别进行轴系部件、传动零件、减速器箱体及其附件的结构设计。
5.减速器装配图设计
① 标注尺寸、配合及零件序号。
② 编写明细表、标题栏、减速器技术特性及技术要求。
③ 完成装配图。
6.零件工作图设计
① 轴类零件工作图。
② 齿轮类零件工作图。
③ 箱体类零件工作图。
第一部分 题目及要求
卷扬机传动装置的设计
1. 设计题目
设计一卷扬机的传动装置。传动装置简图如下图所示。
(1)卷扬机数据
卷扬机绳牵引力F(N)、绳牵引速度v(m/s)及卷筒直径D(mm)见附表。
(2)工作条件
用于建筑工地提升物料,空载启动,连续运转,三班制工作,工作平稳。
(3) 使用期限
工作期限为十年,每年工作300天,三班制工作,每班工作4小时,检修期间隔为三年。
(4) 产批量及加工条件
小批量生产,无铸钢设备。
2. 设计任务
1)确定传动方案;
2)选择电动机型号;
3)设计传动装置;
4)选择联轴器。
3. 具体作业
1)减速器装配图一张;
2)零件工作图二张(大齿轮,输出轴);
3)设计说明书一份。
4. 数据表
牵引力F/N 12 10 8 7
牵引速度v/(m/s) 0.3,0.4 0.3,0.4,0.5,0.6
卷筒直径D/mm 470,500 420,430,450,470,500 430,450,500 440,460,480
卷扬机传动装置的设计
5. 设计题目
设计一卷扬机的传动装置。传动装置简图如下图所示。
(1)卷扬机数据
卷扬机绳牵引力F(N)、绳牵引速度v(m/s)及卷筒直径D(mm)见附表。
(2)工作条件
用于建筑工地提升物料,空载启动,连续运转,三班制工作,工作平稳。
(5) 使用期限
工作期限为十年,每年工作300天,三班制工作,每班工作4小时,检修期间隔为三年。
(6) 产批量及加工条件
小批量生产,无铸钢设备。
6. 设计任务
1)确定传动方案;
2)选择电动机型号;
3)设计传动装置;
4)选择联轴器。
7. 具体作业
1)减速器装配图一张;
2)零件工作图二张(大齿轮,输出轴);
3)设计说明书一份。
8. 数据表
牵引力F/N 12 10 8 7
牵引速度v/(m/s) 0.3,0.4 0.3,0.4,0.5,0.6
卷筒直径D/mm 470,500 420,430,450,470,500 430,450,500 440,460,480
第二部分 传动方案的分析与拟定
确定总传动比:
由于Y系列三相异步电动机的同步转速有750,1000,1500和3000r/min四种可供选择.根据原始数据,得到卷扬机卷筒的工作转速为
按四种不同电动机计算所得的总传动比分别是:
电动机同步转速
750 1000 1500 3000
系统总传动比
32.71 43.61 65.42 130.83
确定电动机转速:
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格以及总传动比,750转的低速电动机传动比虽小,但电动机极数大价格高,故不可取。3000转的电动机重量轻,价格便宜,但总传动比大,传动装置外廓尺寸大,制造成本高,结构不紧凑,也不可取。剩下两种相比,如为使传动装置结构紧凑,选用1000转的电动机较好;如考虑电动机重量和价格,则应选用1500转的电动机。现选用1500转的电动机,以节省成本。
确定传动方案:
验算:通常V带传动的传动比常用范围为 ,二级圆柱齿轮减速器为 ,则总传动比的范围为 ,因此能够满足以上总传动比为65.42的要求。
第三部分 电动机的选择计算
1、确定电动机类型
按工作要求和条件,选用Y系列笼型三相异步电动机,封闭式结构。
2、确定电动机的功率
工作机的功率
KW
效率的选择:
1. V带传动效率: η1 = 0.96
2. 7级精度圆柱齿轮传动:η2 = 0.98
3. 滚动轴承: η3 = 0.99
4. 弹性套柱销联轴器: η4 = 0.99
5. 传动滚筒效率: η5 = 0.96
传动装置总效率为
工作机所需电动机功率
kw
因载荷平稳,电动机额定功率 略大于 即可。由Y系列电动机技术数据,选电动机的额定功率 为7.5 kw,结合其同步转速,选定电动机的各项参数如下:
取同步转速: 1500r/min ——4级电动机
型号: Y132M-4
额定功率: 7.5kW
满载功率: 1440r/min
堵转转矩/额定转矩: 2.2
最大转矩/额定转矩: 2.2
第四部分 确定传动装置总传动比和分配各级传动比
1、确定总传动比
2、分配各级传动比
取V带传动的传动比 ,则减速器的传动比 为
取两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比
则低速级的传动比
第五部分 运动参数及动力参数计算
0轴(电动机轴):
P0 = Pd =7.2 kW
n0 = nm = 1440 r/min
T0 = 9550×( )= N?m
1轴(高速轴):
P1 = P0η1 = kW
n1 = = r/min
T1 = 9550×( )= N?m
2轴(中间轴):
P2 = P1η2η3 = kW
n2 = r/min
T2 = 9550×( )= N?m
3轴(低速轴):
P3 = P2η2η3 = kW
n3 = r/min
T3 = 9550×( )= N?m
4轴(输出轴):
P4 = P3η3η4 = kW
n4 = r/min
T4 = 9550×( )= N?m
输出轴功率或输出轴转矩为各轴的输入功率或输入转矩乘以轴承效率(0.99),即
P’= 0.99P
轴名 功率P(kW) 转矩T(N?m) 转速
n(r/min) 传动比
i 效率
η
输入 输出 输入 输出
电动机轴 7.20 47.75 1440
3.8 0.96
1轴 6.91 3.047 155.91 154.35 378.95
4.809 0.97
2轴 6.70 2.896 811.99 803.83 78.80
3.435 0.97
3轴 6.50 2.753 2705.97 2678.91 22.94
1 0.98
输出轴 6.37 2.590 2651.85 2625.33 22.94
第六部分 传动零件的设计计算
高速级斜齿圆柱齿轮设计
材料选择:小齿轮40Cr (调质)硬度280HBs;
大齿轮45#钢(调质)硬度240HBs;(硬度差40HBs)
七级精度,取Z1=21,Z2= =4.809×21=100.989,取Z2=101,
初选螺旋角β=14°,
按齿轮面接触强度设计:
1) 试选载荷系数 Kt=1.6
2) 由动力参数图,小齿轮传递的转矩
3) 由表10-7(机械设计)选取齿宽系数
4) 由表10-6查得材料的弹性影响系数
5) 由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 ;大齿轮的接触疲劳强度极限 ;
6) 由式10-13计算应力循环次数
7) 由图10-19查得接触疲劳寿命系数 ;
8) 计算接触疲劳许用应力
取失效概率为1%,安全系数S=1,由式(10-12)得
9)由图10-26(机械设计)得
εα1 = 0.76
εα2 = 0.86
则端面重合度
10)由图10-30选取区域系数ZH = 2.433
11) 计算许用接触应力
=
12)计算:
试算小齿轮分度圆直径 ,由计算公式得
计算圆周速度
计算齿宽b及模数
= 1×60.59 = 60.59 mm
mnt = = mm
h = 2.25 mnt = mm
计算纵向重合度
纵向重合度 =0.318×φdZ1tanβ =
计算载荷系数K
已知,KA=1,取Kv=1.05(由图10-8查得),由表10-4查得的计算公式
∴KHβ = 1.15+0.18(1+0.6φd2)+0.23×10-3×60.59 = 1.45
由图10-13,得KFβ = 1.4
由表10-3,得
∴K = KA?Kv?KHα?KHβ = 1×1.05×1.3×1.45 = 1.98
按实际得载荷系数校正所算得德分度圆直径,由试(10-10a)得
计算模数
mn= =
13) 按齿根弯曲强度设计
由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 ;大齿轮的弯曲疲劳强度极限 ;
由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数 ;
计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳安全系数S=1.4,由式10-12得
计算载荷系数
K = KA?Kv?KFα?KFβ = 1×1.05×1.3×1.4= 1.91
根据纵向重合度εβ=1.6650,由图10-28,查得螺旋角影响系数Yβ=0.88
计算当量齿数
= 22.9883
查取齿形系数
由表10-5查得 YFα1=2.69,YFα2=2.20,
查取应力校正系数
由表10-5查得 YSα1=1.56,YSα2=1.79
计算大、小齿轮的 并加以比较
大齿轮的数值较大。
设计计算
经园整,mn=2 mm
∵ ,∴mn=2.5 mm
Z1 = = ,取Z1=25,Z2=120
几何尺寸计算:
中心距 a =
经园整,a = 187 mm
修正螺旋角, =
∵β变动不大,
∴εα、εβ、ZH无需修正。
计算大、小齿轮的分度直径
mm
mm
计算齿轮宽度
b = φdd1 = mm
园整后,B2=65mm,B1=70mm
da1 = d1+2ha1 =69.48
da2 = d2+2ha2 = 315.08
df1 = d1-2hf1 = 49.48
df2 = d2-2hf2 =305.08
第九部分 轴的设计
1) 高速轴:
初定最小直径,选用材料45#钢,调质处理。取A0=112(下同)
则dmin = A0 = mm
∵最小轴径处有键槽
∴dmin’ = 1.07 dmin = 17.72mm
∵最小直径为安装联轴器外半径,取KA=1.7,同上所述已选用TL4弹性套柱联轴器,轴孔半径d=20mm
∴取高速轴的最小轴径为20mm。
由于轴承同时受径向和轴向载荷,故选用单列圆锥滚子轴承按国标T297-94选取30206。
D×d×T=17.25mm
∴轴承处轴径d=30mm
高速轴简图如下:
2)
取l1=38+46=84mm,l3=72mm,取挡圈直径D=28mm,取d2=d4=25mm,d3=30mm,l2=l4=26.5mm,d1=d5=20mm。
齿轮轮毂宽度为46mm,取l5=28mm。
联轴器用键:园头普通平键。
b×h=6×6,长l=26mm
齿轮用键:同上。b×h=6×6,长l=10mm,倒角为2×45°
3) 中间轴:
中间轴简图如下:
初定最小直径dmin= =22.1mm
选用30305轴承,
d×D×T = 25×62×18.25mm
∴d1=d6=25mm,取l1=27mm,l6=52mm
l2=l4=10mm,d2=d4=35mm,l3=53mm
d3=50mm,d5=30mm,l5=1.2×d5=36mm
齿轮用键:园头普通键:b×h=12×8,长l=20mm
4) 低速轴:
低速轴简图如下: 初定最小直径:
dmin = = 34.5mm
∵最小轴径处有键槽
∴dmin’=1.07dmin=36.915mm
取d1=45mm,d2=55mm,d3=60mm,d4=d2=55mm
d5=50mm,d6=45mm,d7=40mm;
l1=45mm,l2=44mm,l3=6mm,l4=60mm,l5=38mm,l6=40mm,l7=60mm
齿轮用键:园头普通键:b×h=16×6,长l=36mm
选用30309轴承:d×D×T = 40×90×25.25mm;B=23mm;C=20mm
我可以帮你
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