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>  畢 業(yè) 設 計</b></p><p>  課  題:帶式輸送機傳動系統(tǒng)中的減速器</p><p>  完成日期:2011年4月20日</p><p><b>  目錄</b></p><p><b>  一、前言2</b></p>

2、<p><b>  1.作用及意義2</b></p><p>  2.傳動方案介紹2</p><p>  二、電動機的選擇及主要性能的參數計算3</p><p>  1.電動機的選擇3</p><p>  2.各級傳動比的分配4</p><p>  3.傳動系統(tǒng)的運動和動力參

3、數計算4</p><p>  三、傳動零件的設計7</p><p>  1.普通V帶傳動7</p><p>  2.圓柱直齒輪傳動9</p><p> ?。ㄒ唬┑谝粚X輪的確定9</p><p>  (二)第二對齒輪的確定10</p><p>  3.軸與軸承的選擇和計算12<

4、;/p><p> ?。ㄒ唬┲虚g軸即2軸的設計計算12</p><p> ?。ǘ┑退佥S即3軸的設計計算12</p><p> ?。ㄈ└咚佥S即1軸的設計計算13</p><p>  4.按彎曲組合強度條件校核軸的直徑13</p><p> ?。ㄒ唬┲虚g軸(2軸)的校核13</p><p>

5、<b>  一、前言</b></p><p><b>  1.作用及意義</b></p><p>  機器一般是由原動機、傳動裝置和工作裝置組成。傳動裝置是用來傳遞原動機的運動和動力、變換其運動形式以滿足工作裝置的需要,是機器的重要組成部分。傳動裝置是否合理將直接影響機器的工作性能、重量和成本。合理的傳動方案除了要滿足工作裝置的功能外,還要求結構

6、簡單、制造方便、成本低廉、傳動效率搞和使用維護方便。</p><p>  本設計中的原動機是電動機,工作機是帶式輸送機。傳動方案采用二級傳動,第一級傳動為V帶傳動,第二級傳動為二級圓柱直齒輪減速器傳動。齒輪傳動的傳動效率搞,適用的功率和速度范圍廣,使用壽命長,是現(xiàn)代機器中應用最為廣泛的傳動機構之一。說明減速器的結構特點、材料選用和應用場合。</p><p>  綜合的運用機械設計基礎、機械

7、制造基礎和繪圖技能,完成傳動裝置的測繪、計算與分析,通過這一系列的過程全面的了解一個機械產品所涉及的結構、強度、制造、裝配以及表達等方面的只是,培養(yǎng)綜合分析、實際解決工程問題和團隊合作的能力。</p><p><b>  2.傳動方案介紹</b></p><p><b>  傳動系統(tǒng)方案圖</b></p><p>  原始

8、條件:電動機1通過V帶將動力2輸入二級圓柱齒輪減速器3,再通過聯(lián)軸器4,將動力傳至卷筒5,帶動運輸帶6工作。共奏條件為常溫、連續(xù)單向運轉,工作時有輕微沖擊,兩班制工作,設計壽命10年,輸送帶速度v允許誤差為±5%,工作機效率為0.94~0.96。(設電動機軸為0軸,二級減速器的高速軸、中間軸、低速軸分別為:1軸、2軸、3軸,聯(lián)軸器與滾筒連接軸為4軸)</p><p><b>  原始數據:&l

9、t;/b></p><p>  二、電動機的選擇及主要性能的參數計算</p><p><b>  1.電動機的選擇</b></p><p> ?。?)根據動力源和工作條件,選用一般用途Y系列三相交流異步電動機,臥式封閉結構,電源電壓為380V。</p><p>  (2)電動機容量設計</p><

10、;p>  根據設計已知條件,工作機所需要的有效功率為</p><p>  確定各個部分的傳動效率為:帶傳動效率 ,一對滾動軸承傳動效率 ,閉式圓柱齒輪效率 ,聯(lián)軸器傳動效率 ,輸送帶滾筒效率 ,(以上數值均參考【1】表3-3得出),計算得出輸送機滾筒軸至輸送帶之間的傳動效率 。</p><p><b>  估算傳動系統(tǒng)總效率</b></p><

11、;p><b>  式中,</b></p><p>  則傳動系統(tǒng)的總效率為</p><p>  工作時,電動機所需的功率為</p><p>  由【1】表12-1可知,滿足 條件的Y系列三相交流異步電動機額定功率應該為4kW。</p><p> ?。?)電動機轉速的選擇</p><p>  

12、根據已知條件,可得輸送機滾筒的工作轉速為</p><p>  初選同步轉速為1550r/min和1000r/min的電動機,由【1】表12-1可知,對應于額定功率為4kW的電動機型號分別為Y112M-4型和Y132M-6型。現(xiàn)將Y112M-4型和Y132M-6型電動機有關技術數據及相應算得的總傳動比列于下表中。</p><p><b>  方案的比較</b></

13、p><p>  通過對上述兩種方案比較可以看出:方案Ⅰ選用的雖然電動機轉速高、質量輕、價格低,但是總傳動比為56.10,這對二級減速傳動而言稍大,故選擇方案Ⅱ較為合理。</p><p>  Y132M-6型三相異步電動機的額定功率 ,滿載轉速 。由【1】表12-2差得電動機中心高H=132mm,軸伸出部分用于裝帶輪軸段的直徑和長度分別為D=38mm和E=80mm。</p><

14、;p>  2.各級傳動比的分配</p><p>  由【1】式(3-5)可知,帶式輸送機傳動系統(tǒng)的總傳動比</p><p>  由傳動系統(tǒng)方案圖知:</p><p>  按表【1】表3-4查取V帶傳動的傳動比得</p><p>  計算可得兩級圓柱齒輪減速器的總傳動比</p><p>  為了方便兩級圓柱齒輪減速

15、器采用浸油潤滑,當兩級齒輪的配對材料相同、齒面硬度 、齒寬系數相等時,考慮齒面接觸強度接近相等的條件,取高速級傳動比為</p><p><b>  低速級傳動比為</b></p><p>  傳動系統(tǒng)各級傳動比分別為</p><p><b> ??; ; ; </b></p><p>  3.傳動系統(tǒng)

16、的運動和動力參數計算</p><p>  傳動系統(tǒng)各軸的轉速、功率和轉矩計算如下:</p><p>  ①0軸(電動機軸):</p><p> ?、?軸(減速器高速軸)</p><p> ?、?軸(減速器中間軸)</p><p> ?、?軸(減速器低速軸)</p><p> ?、?軸(輸送帶卷筒

17、軸)</p><p>  將上述計算結果列于下表,以供查用。</p><p>  傳動系統(tǒng)的運動和動力參數</p><p><b>  三、結構設計</b></p><p><b>  1.普通V帶傳動</b></p><p><b> ?。ɡm(xù)表)</b>

18、;</p><p><b>  2.圓柱直齒輪傳動</b></p><p> ?。ㄒ唬┑谝粚X輪的確定</p><p>  (1)選擇齒輪材料及確定極限應力</p><p>  由于該減速器無特殊要求,為制造方便,采用軟齒面。根據【2】表9-6,小齒輪采用45鋼調質,硬度為229~280HBS;大齒輪采用45鋼正火,硬度

19、為170~220HBS。</p><p>  由【2】圖9-25查得(試驗齒輪接觸疲勞極限 )</p><p><b>  , </b></p><p>  由【2】圖9-26查得(試驗齒輪玩去疲勞極限 )</p><p><b>  , </b></p><p> ?。?)

20、按齒面接觸強度設計計算</p><p><b> ?、俎D矩</b></p><p><b> ?、谳d荷系數</b></p><p>  查表【2】9-10取K=1.1</p><p>  ③齒數z1和齒寬系數ψd</p><p>  小齒輪齒數z1取為25,則大齒輪齒數z2=

21、z1i=25×4.167=104。因單極齒輪傳動為非對稱布置,而齒輪齒面又為軟齒面,查【2】表9-19取ψd=0.8</p><p><b> ?、茉S用接觸應力</b></p><p><b>  工作循環(huán)次數</b></p><p>  N1=60n1jLh=60×343×1×(1

22、0×52×5×2×8)=0.86×109</p><p>  查【2】圖9-27取壽命系數ZN1=1.05,ZN2=1.1</p><p>  由【2】表9-7查得 SH=1ψ</p><p>  由【2】式(9-16)和式(9-17)得</p><p><b>  故</b&

23、gt;</p><p>  由【2】表9-2取標準模數m=2.5mm</p><p><b> ?。?)主要尺寸計算</b></p><p>  d1=mz1=2.5×25=63mm</p><p>  d2=mz2=2.5×104=260mm</p><p>  b=Ψdd1

24、=0.8×62.5=50mm</p><p>  經圓整后取b2=50mm</p><p>  小齒輪齒寬b1=b2+5=55mm</p><p><b>  中心距 </b></p><p> ?。?)檢驗齒根的彎曲強度</p><p> ?、冽X形系數,查【2】表9-12得,YF1=2

25、.65,YF2=2.18 , </p><p> ?、趹π拚禂?,查【2】表9-13得,YS1=1.59,YS2=1.80</p><p><b> ?、墼S用彎曲應力</b></p><p>  彎曲疲勞安全系數,查【2】圖9-7得,SF=1.3</p><p>  彎曲疲勞壽命系數,查【2】圖9-28得,YN1=YN

26、2=1 </p><p><b>  故</b></p><p> ?。?)驗算齒輪的圓周速度</p><p> ?。ǘ┑诙X輪的確定</p><p> ?。?)第二對齒輪與第一對采用相同材料</p><p> ?。?)按齒面接觸強度設計計算</p><p><b

27、> ?、俎D矩</b></p><p><b>  ②載荷系數</b></p><p>  查表【2】9-10取K=1.1</p><p> ?、埤X數 z1和齒寬系數 Ψd</p><p>  小齒輪齒數z1取為30,則大齒輪齒數Z2=Z1i=3×3.210=96。因單極齒輪傳動為非對稱布置,而

28、齒輪齒面又為軟齒面,查【2】表9-19取Ψd =0.8</p><p><b>  ④許用接觸應力</b></p><p><b>  工作循環(huán)次數</b></p><p>  N1=60n1jLh=60×82.31×1×(10×52×5×2×8)=0.

29、21×109</p><p>  查【2】圖9-27取壽命系數ZN1=1.1,ZN2=1.2</p><p>  由【2】表9-7查得SH=1</p><p>  由【2】式(9-16)和式(9-17)得</p><p><b>  故</b></p><p>  由【2】表9-2取標準

30、模數m=4mm</p><p><b> ?。?)主要尺寸計算</b></p><p>  d1=mz1=4×30=120mm</p><p>  d2=mz2=4×96=384mm</p><p>  b=Ψdd1=0.8×120=96mm</p><p>  經圓

31、整后取b2=95mm</p><p>  小齒輪齒寬b1=b2+5=100mm</p><p><b>  中心距 </b></p><p> ?。?)檢驗齒根的彎曲強度</p><p>  ①齒形系數,查【2】表9-12得,YF1=2.54,YF2=2.19</p><p>  ②應力修正系數,

32、查【2】表9-13得,YS1=1.63,YS2=1.79</p><p><b> ?、墼S用彎曲應力</b></p><p>  彎曲疲勞安全系數,查【2】圖9-7得,SF=1.3</p><p>  彎曲疲勞壽命系數,查【2】圖9-28得,YN1=YN2=1</p><p><b>  故</b>

33、</p><p> ?。?)驗算齒輪的圓周速度</p><p>  由【2】表9-9可知,選取該齒輪傳動為9級精度。</p><p>  將上述結果列于下表,以供查用。</p><p>  3.軸與軸承的選擇和計算</p><p> ?。ㄒ唬┲虚g軸即2軸的設計計算</p><p><b&g

34、t; ?。?)選擇材料</b></p><p>  該減速器為一般機械,無特殊要求,選用45號鋼,配以調質處理。由【2】表13-1查得其強度極限σB=650Mpa,由【2】表13-4查得其許用應力[σ-1b]=60Mpa。</p><p>  (2)按扭轉強度條件初估軸徑</p><p>  由【2】表13-2查得C=107~118,帶入【2】式(13-

35、2)中,得</p><p>  軸段1要安裝滾動軸承,軸承是標準件,查【1】表15-4,取直徑40mm,初步估計使用型號為6208的軸承,由表得,6211軸承的參數:d=40mm,D=80mm,B=18mm,即軸段1直徑為40mm,由于軸段1安裝了擋油盤,軸段1的軸段長為軸承寬18mm、軸承內側到箱體內壁距離8~12mm、齒輪端面距箱體內壁距離10~15mm、軸段伸入齒輪端面2mm四段長度之和,即軸段1軸段長為4

36、0mm;軸段2的軸徑根據【1】表6-2,取標準直徑50mm,軸段2長為齒輪2齒寬減去軸伸入的2mm為48mm;軸段3軸徑為50+6=56mm,軸段3長為(0.1~0.15)D=5.6mm;軸段5也安裝了軸承,同理可得軸段5的軸徑為40mm,長度為40mm;軸段4安裝了齒輪3,同理查表得軸徑50mm,軸段長為齒輪齒寬減去軸伸入2mm,即軸段4長度為98mm。</p><p> ?。ǘ┑退佥S即3軸的設計計算<

37、/p><p>  根據中間軸的計算過程,確定低速軸的軸徑應該</p><p>  由于低速軸裝有聯(lián)軸器,查【1】表16-1選取型號為YL11聯(lián)軸器,其軸孔直徑為50mm,軸孔長度為56mm,即軸段1軸徑為50mm,軸段長56mm;軸段2根據經驗公式計算得軸徑為55mm,軸段長根據不妨礙軸承端蓋上連接螺栓裝卸的原則,取長度為50mm;軸段3安裝軸承,查【1】表15-4選取6212軸承,由表得,6

38、212軸承的參數:d=60mm,D=110mm,B=22mm,即軸徑為60mm,軸段長為22mm;軸段7安裝軸承,軸徑為60mm,軸段長為22+(8~12)+(10~15)+2,取45mm;軸段6安裝齒輪4,根據經驗公式計算軸徑為65mm,軸段長為齒輪4的齒寬減軸伸入2mm,為93mm;軸段5根據經驗公式計算得軸徑為70mm,軸段長為7mm。軸段4根據經驗公式計算得軸徑為65mm,軸段長根據箱體內壁距離以及5、6、7段軸的長度確定軸段長

39、為195.2-20-95-7+(8~12)取75mm。</p><p>  (三)高速軸即1軸的設計計算</p><p>  同理確定高速軸的軸徑應該</p><p>  軸段1安裝聯(lián)軸器,查【1】表16-1選取型號為YL6的聯(lián)軸器,即軸段1軸徑為25mm,軸段長為62mm;軸段2軸徑根據經驗公式得30mm,軸段長根據不妨礙軸承端蓋上連接螺栓裝卸的原則,取長度為

40、90mm;軸段3安裝軸承,查【1】表15-4選取6207軸承,6207軸承的參數:d=35mm,D=72mm,B=17mm,即軸徑為35mm,軸段長為17mm;軸段7安裝軸承,即軸徑為35mm軸段長為17mm;軸段6根據經驗公式得其軸徑為40mm,軸段長為4mm;軸段5設計成齒輪軸形式,軸徑為63,軸段長為55mm;軸段4根據經驗公式可得軸徑為40mm,軸段長根據箱體內壁距離和5、6段軸長可確定為195.2-(8~12)-55-(10~

41、15),取120mm。</p><p>  4.按彎曲組合強度條件校核軸的直徑</p><p> ?。ㄒ唬┲虚g軸(2軸)的校核</p><p> ?、倮L制軸的受力及簡化模型圖,如圖a所示。</p><p> ?、谒矫鎯鹊氖芰皬澗貓D,如圖b、c所示。</p><p><b>  求齒輪2圓周力</b&

42、gt;</p><p><b>  求齒輪3圓周力</b></p><p>  支反力,選取E點作為研究對象</p><p>  RHA+RHB=Fct+ Fdt</p><p>  RHA×31+RHB×151.2= Fct×24+ Fdt×102.2</p>&l

43、t;p>  解得, RHA=6825N, RHB=4774N</p><p>  H面內C截面處的彎矩為 </p><p>  H面內D截面處的彎矩為 </p><p>  H面內E截面處的彎矩為 </p><p>  H面內F截面處的彎矩為 </p><p>  ③豎直面內的受力及彎矩圖,如圖d、e所示。<

44、;/p><p><b>  由ΣMB=0得,</b></p><p>  求得,RVA=1406N,方向見圖d。</p><p>  由ΣF=0得, RVA+RVB-FCr-Fdr =0</p><p>  求得, RVB=2770N</p><p>  V面內C截面處左側的彎矩為 </p>

45、;<p>  V面內C截面處右側的彎矩為 </p><p>  V面內D截面處左側的彎矩為 </p><p>  V面內D截面處右側的彎矩為 </p><p>  V面內E截面處的彎矩為 </p><p>  V面內F截面處的彎矩為 </p><p> ?、苡霉?計算C、D、E、F截面的合成彎矩并作圖,

46、如圖f所示。</p><p><b>  C截面左側: </b></p><p><b>  C截面右側: </b></p><p><b>  D截面左側: </b></p><p><b>  D截面右側: </b></p><p&

47、gt;<b>  E截面: </b></p><p><b>  F截面: </b></p><p> ?、葑髋ぞ貓D,如圖f所示。</p><p><b>  ⑥求當量扭矩</b></p><p>  單向運轉的減速器,扭矩產生的剪應力應當是脈動循環(huán),取α=0.6,將以上數據帶

48、入【2】公式(13-4)可得</p><p> ?、叻治鑫kU截面,校核強度</p><p><b>  C: </b></p><p><b>  D: </b></p><p><b>  E: </b></p><p><b>  F: &

49、lt;/b></p><p>  查【2】表13-4,許用彎曲應力[σ-1b]=60Mpa,所有截面的均小于[σ-1b],強度合乎要求。無需再修改軸的結構。</p><p><b>  ⑧繪制軸的零件圖</b></p><p><b>  。</b></p><p> ?。ǘ┑退佥S(3軸)的

50、校核</p><p> ?、倮L制軸的受力及簡化模型圖,如圖a所示。</p><p> ?、谒矫鎯鹊氖芰皬澗貓D,如圖b、c所示。</p><p><b>  求齒輪4圓周力</b></p><p>  支反力,選取D點作為研究對象</p><p>  RHA+RHB=Ft</p>

51、<p>  RHA×196+RHB×34=Ft×46.5</p><p>  解得,RHA=1351N,RHB=5381N </p><p>  H面內C截面處的彎矩為 </p><p>  H面內D截面處的彎矩為 </p><p> ?、圬Q直面內的受力及彎矩圖,如圖d、e所示。</p>

52、<p><b>  由ΣMB=0得,</b></p><p>  求得,RVA=-5254N,方向與選定方向反向,見圖d。</p><p>  由ΣF=0得, RVA+RVB+Fr=0</p><p>  求得, RVB=7978N</p><p>  V面內C截面處左側的彎矩為 </p><

53、;p>  V面內C截面處右側的彎矩為 </p><p>  V面內D截面處的彎矩為 </p><p> ?、苡霉接嬎鉉、D截面的合成彎矩并作圖,如圖f所示。</p><p><b>  C截面左側: </b></p><p><b>  C截面右側: </b></p><

54、p><b>  D截面: </b></p><p> ?、葑髋ぞ貓D,如圖f所示。</p><p><b> ?、耷螽斄颗ぞ?lt;/b></p><p>  單向運轉的減速器,扭矩產生的剪應力應當是脈動循環(huán),取α=0.6,將以上數據帶入【2】公式(13-4)可得</p><p> ?、叻治鑫kU截面,

55、校核強度</p><p><b>  C: </b></p><p><b>  D: </b></p><p>  查【2】表13-4,許用彎曲應力[σ-1b]=60Mpa,所有截面的均小于 [σ-1b],強度合乎要求。無需再修改軸的結構。</p><p><b> ?、嗬L制軸的零件圖。

56、</b></p><p>  (三)高速軸(1軸)的校核</p><p> ?、倮L制軸的受力及簡化模型圖,如圖a所示。</p><p> ?、谒矫鎯鹊氖芰皬澗貓D,如圖b、c所示。</p><p><b>  求齒輪4圓周力</b></p><p>  支反力,選取C點作為研究對象&

57、lt;/p><p>  RHA+RHB=Ft</p><p>  RHA×196+RHB×34=Ft×46.5</p><p>  解得,RHA=624N,RHB=2701N </p><p>  H面內C截面處的彎矩為 </p><p> ?、圬Q直面內的受力及彎矩圖,如圖d、e所示。<

58、/p><p><b>  由ΣMB=0得,</b></p><p>  求得, RVA=-356N,方向與選定方向反向,見圖d。</p><p>  由ΣF=0得, RVA+RVB+Fr=0</p><p>  求得, RVB=1153N</p><p>  V面內C截面處左側的彎矩為 </p&

59、gt;<p>  V面內C截面處右側的彎矩為 </p><p>  ④用公式 計算C截面的合成彎矩并作圖,如圖f所示。</p><p><b>  C截面左側: </b></p><p><b>  C截面右側: </b></p><p> ?、葑髋ぞ貓D,如圖f所示。</p>

60、;<p><b> ?、耷螽斄颗ぞ?lt;/b></p><p>  單向運轉的減速器,扭矩產生的剪應力應當是脈動循環(huán),取α=0.6,將以上數據帶入【2】公式(13-4)可得</p><p> ?、叻治鑫kU截面,校核強度</p><p><b>  C: </b></p><p>  查【2

61、】表13-4,許用彎曲應力 [σ-1b]=60Mpa,所有截面的均小于 [σ-1b],強度合乎要求。無需再修改軸的結構。</p><p><b> ?、嗬L制軸的零件圖。</b></p><p><b>  致謝</b></p><p>  在本論文的寫作過程中,我的導師xx老師傾注了大量的心血,從選題到寫作提綱,到一遍又一

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