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东北大学机械设计ZDD6资料

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一、设计任务书1） 设计题目 ：设计胶带输送机的传动装置 2） 工作条件：工作年限 工作班制 工作环境 载荷性质 生产批量10 2 多灰尘 稍有波动 小批 3） 技术数据 题号 滚筒圆周力F(N) 带速 v(m/s) 滚筒直径D(mm)滚筒长度 L(mm) ZDD-6 1100 2.0 320600二、电动机的选择计算1）、选择电动机系列根据工作要求及工作条件应选用三相异步电动机，封闭式结构，电压380伏，Y 系列电动机 2）、滚筒转动所需要的有效功率kw FV p w 2.21000.211001000=⨯==根据表2-11-1确定各部分的效率:V 带传动效率 η1 =0.95 一对滚动球轴承效率 η2 =0.98 闭式齿轮的传动效率 η3 =0.97 弹性联轴器效率 η4 =0.99 滑动轴承传动效率 η5 =0.97 传动滚筒效率 η6=0.96则总的传动总效率η = η1×η22×η3×η4×η5×η6= 0.95×0.98×0.98×0.97×0.99×0.97×0.96 = 0.83263)、电机的转速min /4.11932.00.26060r D v n w =⨯⨯==ππ 所需的电动机的功率kw p p w r 64.28326.02.2===η 查表2-18-1，选用Y 系列三相异步Y132S-6，额定功率P 0 =3.0kw>2.64kw,满载转速n 0=960r/min ，总传动比04.84.1199600===w n n i 同时，由表2-18-2查得电动机中心高 H=132mm ，外伸轴段 D ×E=38mm ×80mm 。

三、传动装置的运动及动力参数计算（一） 分配传动比总传动比04.80==wn n i ；由表2-11-1得，V 带传动的i 12=2.5，则齿轮传动的传动比为：i 23=i/i 12=8.04/2.5=3.216此分配的传动比只是初步的，实际的要在传动零件的和尺寸确定后才能确定。

并且允许有（3-5%）的误差。

（二） 各轴功率、转速和转矩的计算0轴：（电动机轴） P 1=Pr=2.64kwn 1=960r/minT 1 =9550*P 1/ n 1=9550*2.64/960=26.2625Nm 1轴：（减速器高速轴）P 2=P 1*η1= 2.64*0.95=2.508kw n 2=n 1/i 12=960/2.5=384r/minT 2=9550*P 2/n 2=9550*2.508/384=62.37Nm 2轴：（减速器低速轴）P 3=P 2*η23=2.508*0.99*0.97=2.408kw n 3=n 2/i 23=384/3.216=119.4r/min T 3=9550*2.408/119.4=192.6Nm 3轴：（传动滚筒轴）n 4=n 3/i 34=119.4/1=119.4r/minP 4=P 3*η2*η4=2.408*0.99*0.99=2.36kwT 4=9550*2.36/119.4=188.8Nm各轴运动及动力参数轴序号 功率(kw) 转速(r/min) 转矩(Nm) 传动形式 传动比 效率η四、传动零件的设计计算1.选择V 带的型号因为小轮的转速是960r/min ，班制2年，载荷变动小，取Ka=1.2；Pc=Ka*P 1=1.2*2.64=3.168kw查课本表10-4和课本图10-7，选用A 型号带，d d1min =75mm ； 由表10-5，取标准直径 即d d1=100mm 2.验算带速V=3.14* d d1 *n 1 /（60*1000）=5.024； 满足5m/s ≤ V ≤25-30m/s ； 3.确定大带轮的标准直径:d d2=n 1/n 2*d d1=960/384*100=250mm ； 查表10-5，取其标准值250mm ； 4.确定中心距a 和带长L d :V 带的中心距过长会使结构不紧凑，会减低带传动的工作能力； 初定中心距a 0=(0.7～2.0)*( d d1 +d d1)=245～700 mm 取a 0 =350mm 相应a 0的带基准长度Ld 0:L d0=2*a 0 +3.14/2 *( d d1 +d d1)+(d d2 –d d1)2/（4* a 0 ）=1265.57 mm ； 查表10-2可得，取L d =1250mm ； 由 L d 反过来求实际的中心距a,a =a 0 +(L d –L d0)/2 =342.5mm （取a=343mm ） 5.验算小轮包角a 1由式a 1 =180°-57.3°*（d d2-d d1）/a=154.9°>120° 6.计算带的根数；Z = Pc / [(P 0 +ΔP 0)*Ka*Kl]查图10-7可得，P 0 =1.0kw, ΔP 0 =0.13kw查表10-6可得，Ka =0.93,查表10-2，Kl = 0.93 代入得，Z =3.168/[(0.13+1.0)*0.93*0.93] = 3.24 取4根；0 2.64 960 26.2625 带传动 2.5 0.9512.50838462.37齿轮传动3.216 0.97*0.9922.408119.4192.6弹性联轴器1.0 0.97*0.9932.36119.4188.87.计算作用在轴上的载荷Fr 和初拉力 F 0 查表10-1可得，q =0.10kg/mF 0 = 500* Pc/(v*z) *(2.5/Ka -1) +qv 2 =135.59N Fr = 2F 0*z*sin （a 1/2）=1058.8N验算带的实际传动比，i 实 =d d2/d d2 =250/100 =2.5 8.小带轮d d1在2.5D ～3.0D 内，D 为电动机轴直径故小带轮采用实心式，材料选用HT150。

大带轮选用腹板式，材料选用HT150。

五、减速器内传动零件的设计计算；1.选择材料小齿轮 40Cr 钢 调质处理 齿面硬度 250-280HBS 大齿轮 zg310-570钢 正火处理 齿面硬度 162-185HBS 计算应力循环次数9211011.1)2830010(13846060⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==h jL n N 8923121045.3216.31011.1⨯=⨯==i NN查图11-14，Z N1=1.0 Z N2=1.1（允许一定点蚀） 由图11-15，Z X1=Z X2=1.0 ，取S Hmin =1.0 由图11-13（b ）得MPa H 6901lim =σ，MPa H 4402lim =σ 由式[]X N H H H Z Z S minlimσσ=计算许用接触应力 []MPa Z Z SX N H H H 69011min1lim 1==σσ[]MPa Z Z S X N H H H48422min2lim 2==σσ 因[][]12H Hσσ<，故取[][]MPa H H4842==σσ2.按齿面接触强度确定中心距初定螺旋角β=12°，由图11-20，Z β=0.99小轮转矩T 1=9550*103*p 2/n 2=62373.4N ·mm 初取0.12=t t Z K ε，取4.0=a φ 由表11-5得MPa Z E .9.188=由图11-7可得，H Z =2.45； 减速传动，216.3==i u ； 由式（11-32）计算中心距a[]m mZ Z Z u KT u a HE H a t 6.11748499.09.18845.2216.34.024.623730.1)1216.3(2)1(32321=⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯⨯+=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯+≥σφε由表2-11-2,取中心距a=118mm估算模数m n =(0.007～0.02)a=0.826～2.36mm 取标准模数m n =2mm 小齿轮齿数：()38.271cos 21=+=u m a z n β大齿轮齿数：z 2=uz 1=88.05取z 1=27，z 2=88 实际传动比2188 3.25927z i z ===实 传动比误差3.216 3.259100%100% 1.35%5%3.216i i i i --∆=⨯=⨯=<理实理，允许修正螺旋角︒=+=95.122)(arccos 21a z z m n β与初选β=12°相近，Z H 、Z β可不修正 齿轮分度圆直径mm z m d n 409.55cos 11==βmm z m d n 593.180cos 22==β圆周速度s m n d v /11.1106384409.5510604311=⨯⨯⨯=⨯=ππ由表11-6,取齿轮精度为8级，所以之前计算时取的传动效率η=0.97成立。

3.验算齿面接触疲劳强度按电机驱动,载荷稍有波动,由表11-3,取K A =1.25由图11-2（b ），按8级精度和s m vz /2997.0100/2711.1100/1=⨯=，得K v =1.02齿宽mm a b a 2.471184.0=⨯==φ。

由图11-3（a ），按b/d 1=47.2/55.409=0.852,考虑轴的刚度较大和齿轮相对轴承为非对称布置，得K β=1.07。

由表11-4，得K α=1.2载荷系数64.12.107.104.125.1=⨯⨯⨯==αβK K K K K v A由图11-4，按Z v1=Z 1/cos 3β=29.2，Z v2=Z 2/cos 3β=95.1856.01.95009.0788.02.29027.021=⨯==⨯=a a εε644.121=+=a a a εεε 68.1sin ==nm b πβεβ 由图11-6可得，775.0=εZ 由式（11-31）计算齿面接触应力[]MPa MPa u u bd KT Z Z Z Z H E H H 4843.482259.31259.3409.552.474.6237364.1299.0775.09.18845.2122211=<=+⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=+=σσβε故安全。

4.验算齿根弯曲疲劳强度 按Zv 1=29.2，Zv 2=95.1由图11-10得Y 1Fa =2.55，Y 2Fa =2.20 由图11-11得Y 1Sa =1.62，Y 2Sa =1.80 由图11-12得Y ε=0.69 （εa=1.644） 由图11-21得Y β=0.89由式（11-13）计算齿根弯曲应力MPa Y Y Y Y m bd KT Sa Fa n F 2.9989.069.062.155.22409.552.474.6237364.12211111=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==βεσMPa Y Y Y Y Sa Fa Sa Fa F F 1.9562.155.280.120.22.99112212=⨯⨯⨯==σσ由图11-16（b ），得21lim /290mm N F =σ，22lim /152mm N F =σ由图11-17，得Y 1N =Y 2N =1.0由图11-18，得Y 1X =Y 2X =1.0 取Y ST =2.0，S min F =1.4由式（11-25）计算许用弯曲应力： []lim1111min 29021.01.04141.4F ST F N X F Y Y Y MPa S σσ⋅⨯==⨯⨯=[]lim2222min 15221.01.02171.4F ST F N X F Y Y Y MPa S σσ⋅⨯==⨯⨯= 因为σF1<[σF ]1，σF2<[σF ]2 ，所以安全。

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东北大学22春“机械工程”《机械设计》期末考试高频考点版(带答案)试卷号：3

东北大学22春“机械工程”《机械设计》期末考试高频考点版(带答案)试卷号：3

东北大学22春“机械工程”《机械设计》期末考试高频考点版（带答案）一.综合考核(共50题)1.受轴向工作载荷的紧螺栓联接的剩余预紧力必须大于0。

()A、错误B、正确参考答案：B2.链条由于静强度不够而被拉断的现象，多发生在()情况下。

A、低速重载B、高速重载C、高速轻载D、低速轻载参考答案：A3.一般带传动包角越大，其所能传递的功率就越大。

()A.错误B.正确参考答案：B4.选择齿轮精度主要取决于齿轮的圆周速度。

()A、错误B、正确参考答案：B5.螺栓联接中螺栓承受横向载荷时，只需计算剪切强度和挤压强度。

()A、错误参考答案：A6.带传动在工作中产生弹性滑动的原因是()。

A、带与带轮之间的摩擦系数较小B、带绕过带轮产生了离心力C、带的弹性与紧边和松边存在拉力差D、带传递的中心距大参考答案：C7.两轴线垂直的直齿锥齿轮传动，两轮的径向力大小相等方向相反，两轮的轴向力大小相等方向相反。

()A.错误B.正确参考答案：A8.两接触的金属表面存在相对运动时，就会由于摩擦而产生磨损，因此磨损总是有害的。

()A、错误B、正确参考答案：A9.为了提高齿轮传动的接触强度，可采用()的方法。

A、采用闭式传动B、增大传动中心距C、减少齿数D、增大模数参考答案：BA、错误B、正确参考答案：B11.蜗轮的转动方向完全取决于蜗杆的转动方向。

()A、错误B、正确参考答案：A12.链轮的齿数越大，链条磨损后节距增量就越小，越不容易发生跳齿和脱链现象。

()A、错误B、正确参考答案：A13.下列叙述中，不符合弹性柱销联轴器特点的是()。

A、具有良好的耐高温性能B、耐久性好，维护方便C、允许两轴有较小的相对偏移D、传递扭矩较大，适用于正反转、启动频繁的传动参考答案：A14.在其它条件相同的情况下，普通V带传动比平带传动能传递更大的功率，这是因为()。

A、带与带轮的材料组合具有较高的摩擦系数B、带的质量轻，离心力小C、带与带轮槽之间的摩擦是楔面摩擦D、带无接头参考答案：C15.在带的线速度一定时，增加带的长度可以提高带的疲劳寿命。

东北大学机械设计电子教案第一章机械设计基础

东北大学机械设计电子教案第一章机械设计基础


fP—激振频率； f0—固有频率
第14页，共59页。
§1.4 静应力下零件的零件的强度计算
(Strength calculation of machine parts under static stress )
一、载荷与应力 (Load and stress)
F
1、载荷分类
（1）载荷性质
静载荷：
t F 周期
③敏感性: 对材料、几何形状敏感
④突发性: 突然断裂
第19页，共59页。
§ 1 . 5 对称循环变应力下零件强度计算
一、疲劳曲线与疲劳极限
( Strengthcalculation of machinepartsundervariablestressin an alternatingsymmetricalcycle )
一、极限应力线图(Curve of fatigue limit)
1、材料的极限应力线图
同种材料、 r不同时，σr在σm– σa 坐标系下的关系曲线
A: σm=0, r=-1
a
A
-1 0/2
C: σm=σa , r=0
CE
σr =σm+ σa
(-1≤ r ≤+1)
O
ACB —实验线图 ACED—简化线图
第3页，共59页。
§1.1 绪论（Introduction）
二、机械的组成
抽象： 原动机
二、机械的组成
传动装置 控制系统
工作机
工作机
原动机
传动装置
皮带运输机传动简图
第4页，共59页。
§ 1.1 绪论（Introduction）
二、机械的组成
运动分析 具体：
制造分析
东北大学历年专业课真题机械设计【简答题】要点

东北大学历年专业课真题机械设计【简答题】要点

东北大学历年专业课真题机械设计【简答题】要点东北大学历年第一章基础知识1.（95‘）试画出材料的疲劳极限线图，标出特殊点的坐标，并说明等效系数的意义。

2.（95‘）什么是可靠性设计准则？为什么要建立可靠性设计准则？3.（96‘）承受静载荷作用的零件，试举例说明能否在危险截面上产生变应力作用？4.（97‘）机械零件的胶合失效是如何产生的？5.（97‘）机械零件上那些位置容易产生应力集中？6.（98‘）用文字描述迈内尔理论。

7.（99‘）在进行机械零件有限寿命的疲劳强度计算时，需要将材料的疲劳曲线修正为零件的疲劳曲线，有几种修正方法？各有何有缺点？8.（99‘）机械零件的主要失效形式有那些？9.（01‘）静强度设计和疲劳强度设计主要共同点和不同点是什么？10（02‘）一承受非对称循环变应力作用的机械零件（应力循环特性r＝常数）。

试画图说明其有限寿命的疲劳强度计算方法（过程）。

11.（03‘）何谓应力集中？对零件的静强度、疲劳强度影响是否相同？12（03‘）线性疲劳损伤累积方程（Miner方程）的意义是什么？（04‘无简答题）第二章螺纹联结和轴毂联结13.（95‘）试画出铰制孔用螺栓联结的结构图。

14.（98’）螺栓组受力分析的目的是什么？15（99‘）为什么螺栓联结需要防松？放松的实质是什么？有哪几种防松措施？16（00’）花键联结有哪几种？它的定心方式如何？17（01‘）测力矩扳手和定力矩扳手是利用什么原理来测定螺纹联结预紧力的？18（02’）当螺栓联结受到轴向工作载荷F后，螺栓伸长的增量△δL和被联结件的变形量的恢复量△δF是什么关系，为什么？19.（02‘）试述花键联结的主要优点。

20（03’）平键联结设计中，键的尺寸bXhXL是怎么确定的？（04‘无简答题）第三章带传动21。

（96‘）试述带传动设计准则，并说明哪种失效形式限制了带传动的承载能力？22.（97’）V带传动中，张紧装置应该放在什么位置？为什么？23.（99‘）在设计V带传动时，为什么要限制带的根数？限制条件如何？24.（00’）在普通V带传动中，影响带疲劳破坏的主要应力是哪些，为什么？25.（01‘）画图并说明正常工作中V带与主动轮接触弧上带受拉力的变化情况。

东北大学机械设计基础课程设计作ZDD-6

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机械设计课程设计计算说明书一、传动方案拟定 (2)二、电动机的选择 (2)三、计算总传动比及分配各级的传动比 (4)四、运动参数及动力参数计算 (4)五、传动零件的设计计算 (4)六、轴的设计计算 (8)1、输出轴的设计计算----------72、输入轴的设计计算----------10七、滚动轴承的选择及校核计算 (11)八、键联接的选择及计算 (12)九．联轴器的选择 (13)十. 润滑与密封 (13)十一.参考文献 (13)3、确定电动机转速：计算滚筒工作转速：n筒=60×1000V/πD=60×1000×2.0/3.14×320=119.42r/min按手册推荐（P90,表2-11-1）的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围I’a=3~6。

取V带传动比I’1=2~4，则总传动比理时范围为I’a=6~24。

故电动机转速的可选范围为n’d=I’a×n筒n d=（6~24）×119.42=716.52~2866.08r/min 符合这一范围的同步转速有750、1000、和1500r/min。

根据容量和转速，由相关手册查出三种适用的电动机型号：（如下表）方案电动机型号额定功率电动机转速(r/min)电动机重量N功率因数同步转速满载转速1 Y100L2-4 3.0 1500 1430 38 2.22 Y 132S-6 3.0 1000 960 63 2.03 Y 132M-8 3.0 750 710 79 2.0根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号：因此有三种传支比方案。

综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第2方案比较适合，则选n=1000r/min 。

截面C在水平面上弯矩为：M H=F AZ L/2=500.2×50=25N·m(4)绘制合弯矩图（如图d）M=(M V2+M H2)1/2=(9.12+252)1/2=26.6N·m (5)绘制扭矩图（如图e）转矩：T=9.55×（P2/n2）×106=48N·m (6)绘制当量弯矩图（如图f）转矩产生的扭剪文治武功力按脉动循环变化，取α=1，截面C处的当量弯矩：Me=[M2+(αT)2]1/2=[26.62+(1×48)2]1/2=99.6N·m(7)校核危险截面C的强度由式（6-3）σe=Me/0.1d33=99.6/0.1×413=14.5MPa< [σ-1]b=60MPa∴该轴强度足够。