工业炉设计 4章(44-50)
第四章 炉子热平衡和燃料消耗量的计算
炉子热平衡是分析和评价炉子的热工作和炉子设计时的热工指标先进与否的重要依据
之一。另外，通过炉子热平衡可以算出炉子燃料消耗量（炉子设计生产率时），燃料有效利用率以及热量消耗的分配情况。在已知L n 和V n 情况下，可以算出助燃空气消耗量，废气总生成量，可以依据此数据设计计算供风系统和排烟系统。 炉子热平衡的计算对于连续工作的炉子，通常是以单位时间（小时）为基准计算热平衡，其热量单位是千焦/小时。对于周期工作的炉子，通常是以一个工作周期为基准编制热平衡，其热量单位是千焦/周期。
炉子热平衡可以是炉子整个系统各部分热平衡的总和，也可以是某一部分，如换热器、燃烧室、炉膛等。对于工业炉而言，炉膛热平衡是主要的，是计算的中心。本章所述的热平衡即指炉膛热平衡，基准温度是车间的环境温度。
4.1 连续加热炉炉膛热平衡
4.1.1炉膛总的热平衡
（1）热收入项
① 燃料燃烧的化学热（完全燃烧）
Q 烧=BQ 低 kJ/h （4-1） 式中：B —燃料消耗量，kg/h 或标m 3/h ；
Q 低—燃料的低发热量值，kJ/kg 或kJ/标m 3。 ② 预热空气带入的物理热
)(环空空空空t C t C BL Q n '-''= kJ/h （4-2） 式中：L n —空气消耗系数为n 时的实际空气需要量，标m 3/kg 或标m 3/标m 3； t 空、t 环—分别为进入烧嘴时的空气预热温度和环境温度，℃；
空空
、C C '''—分别为空气在0～t 空℃和0～t 环℃的平均比热，kJ/(标m 3
·℃)，见表1-5。 ③ 预热燃料带入的物理热
)(环燃燃燃燃t C t C B Q '-''= kJ/h （4-3） 式中：t 燃、t 环—分别为进入烧嘴时的燃料预热温度和环境温度，℃；
燃燃
、C C '''—分别为燃料在0～t 燃℃和0～t 环℃的平均比热，kJ/(kg ·℃)或kJ/(标m 3·℃)，见表1-6。
④ 铁氧化放热
Q 放=5588P ·a kJ/h （4-4） 式中：5588—1千克铁氧化时的放热量，kJ/kg ； P —炉子的生产率，kg/h ；
a —铁在炉中的氧化烧损率，kg/kg ，一般取a =0.01～0.02。
所以：Q 入= Q 烧+Q 空+Q 燃+Q 放 （2）热支出项
① 产品带出的物理热（有效热） Q 产=P （C 产t 产-C 料t 料） kJ/h （4-5） 式中：P —炉子的生产率，kg/h ；
t 产、t 料—分别为产品出炉和物料入炉的平均温度，℃；
C 产、C 料—分别为产品在0～t 产℃和物料在0～t 料℃的平均比热，kJ/(kg ·℃)，见表3-3或表
3-4。
② 出炉膛废气带出的物理热损失
)(环废膛废膛废膛废膛t C t C BV Q n '-''= kJ/h （4-6） 式中：V n —空气消耗系数为n 时，燃料燃烧产物实际生成量，标m 3/标m 3(kg)
t 废膛—出炉膛的废气温度（设计时由工艺决定），℃； 废膛废膛、C C '''—分别为废气在0～t 废膛℃和0～t 环℃的平均比热，kJ/(标m 3·℃)，见表1-5。 ③ 炉内水冷件的冷却水带出的物理热损失 在设计炉子的热工计算中，炉内水冷件的冷却水带出的物理热应在水冷件无绝热的条件下计算。通过此数据计算出的炉子燃料消耗量可以保证水冷件绝热包扎完全脱落情况下实际生产要求。
(a) 理论计算法
Q 水=KF Δt kJ/h （4-7）
式中：k —炉子与冷却水间的总传热系数，kJ/（m 2
·h ·℃）； F —水冷却件的受热面积，m 2； Δt —炉气与冷却水的温度差，℃。 Δt 值的计算：
纵水管（逆流）： 水入
废膛水出水入废膛水出t t t t t t t t t g g -----=
?ln )()( ℃ （4-8）
式中：t g —炉内纵水管所处位置炉气的最高温度，℃；
t 废膛—出炉膛的废气温度（由工艺决定），℃； t 水入—进水温度，℃，一般取30～40℃； t 水出—出水温度，℃，一般取50～60℃。 横水管（含立柱水管等）： Δt =t g - (t 水入+t 水出)/2 ℃ （4-9） 式中：t g —横水管所处位置的炉气温度，℃。 k 值的计算：
壁
壁T T T T C
k g g -????
??-???? ??=4
4
100100 kJ/（m 2·h ·℃） （4-10）
式中：C —炉气向水冷却件表面的导来辐射系数，kJ/(m 2·h ·K 4)，可按式（2-2）计算；
T g —炉气的平均温度，K ；
T 壁—水冷却件壁的平均温度，K ，一般取比冷却水平均温度值高50℃。 (b) 经验公式算法
加热段（含均热段）： 加
加水F T Q g 4
10010???
?
??= kJ/h （4-11） 式中：T g 加—加热段炉气平均温度，K ；
F 加—加热段水管的表面积（含横水管和纵水管），米2。
预热段： 预预水F T Q g 54
.310046?
??
? ??= kJ/h （4-12）
式中：T g 预—预热段炉气的平均温度，K ；
F 预—预热段水管表面积（含横水管和纵水管），米2。
按上述方法分别计算出的水冷损失，相加可得水冷总热损失。 ④ 燃料机械不完全燃烧热损失
机械不完全燃烧热损失主要是指使用固体燃料(块煤)时产生的，一般表现在灰渣中残余
未燃尽的碳分。其量值大小与燃烧方法、煤块的粒度等有关。
Q 机=kBQ 低 kJ/h （4-13） 式中：k —系数，一般取k =0.03～0.05；
注：燃气或燃油时，这一项热损失可以忽略不计。
⑤ 炉壁导热损失
壁
环
壁壁F S
t t Q ∑+-=
014
.0λ
kJ/h （4-14）
式中：t 壁—炉壁内表面温度，℃，可按式（2-41）或（2-42）计算；
t 环—炉子周围环境温度，℃； S —各层耐火材料砌筑厚度，m ；
λ—各层耐火材料的导热系数，kJ/(m 2·h ·℃)；
0.014—炉墙外表面向周围大气传热热阻，(m 2·h ·℃)/kJ ； F 壁—炉壁外表面积，m 2。
炉子砌体通常由2～3层不同的耐火材料砌成。因此在按式（4-14）计算Q 壁值时，关键的问题是正确地确定各层砌体的导热系数λ。因为λ值与各层砌体材质和平均温度有关。 由于各层砌体的平均温度是未知数，可采用渐近法求算。在第一次渐进求算中，各层的温度可采用下列各值： 设炉墙为两层，则：
两层交界处的温度：2环壁壁交t
t t +=
内层的平均温度： 2壁交壁内均t
t t +=
外层的平均温度：2
环壁交外均t
t t +=
根据假设的各层砌体的平均温度和所用的材料，计算各层导热系数，然后按式（4-14）求出Q 壁值。则各层砌体的平均温度为：
内
内壁壁壁
内均λS F Q t t ?-=2
）（外外内内壁壁壁外均λλS S F Q t t +-
=22 将计算出的温度与所设各层砌体的平均温度进行比较，若误差>20%，则再根据计算出的温度重新计算，直至误差≤20%为止。 在连续加热炉中，由于炉内各段温度不同，同一段内炉顶、炉墙的耐火材料层数、材质、尺寸不同，所以Q 壁不同。因此，必须先分别计算，然后相加，求出整个炉体的总导热损失。 ⑥ 经炉门的散热损失
连续加热炉的进出料炉门，在炉子正常生产时均开启，炉内的热量将以辐射和炉气溢出的形式造成热损失。
(a) 经炉门的辐射热损失
h
kJ F T Q g /10043.204
?φ?????
? ??=辐
（4-17） 式中：T g —炉门处的炉气温度，K ；
F —炉门的开启面积，m 2；
?—炉门在单位时间内的开启时间（?≤1）；
（4-16）
（4-15）
φ—炉门的遮蔽系数，一般取φ=0.5～0.8。 (b) 经开启炉门的溢出炉气热损失 )(0环气气气溢t C C t V Q '-''=? kJ/h （4-18） 式中：V 0—单位时间内的炉气溢出量，标m 3/h ； t 气—溢出的炉气温度，℃；
气气
、C C '''—分别为炉气在0～t 气℃和0～t 环℃的平均比热，kJ/(标m 3
·℃)，见表1-5。 V 0的计算：
设炉门槛处为零压面（△p =0），则： 气
气气空t gh Hb V βρρρμ+?-=13600)(23
20
标m 3/h （4-19）
式中：H —炉门的开启高度，m ； b —炉门的宽度，m ；
ρ空、ρ气—空气和炉气在各自温度下的密度，kg/标m 3； μ—流量系数，μ=0.62～0.82； t 气—溢出的炉气温度，℃； β—气体膨胀系数，β=1/273； g —重力加速度，g=9.81。 所以，经炉门的总热损失：
Q 门=Q 辐+Q 溢 kJ/h （4-20） ⑦ 其它热损失
包括炉底散热损失、炉子钢结构的散热损失等。这项热损失一般小于热收入量的5%，可直接取热收入量的2%～3%，即Q 它=（2%～3%）Q 入。 所以：Q 出= Q 产+ Q 废膛+ Q 水+ Q 机+ Q 壁+Q 门+Q 它
因此：炉膛热平衡方程式为：
Q 烧+Q 空+Q 燃+Q 放
它门壁低水环废废膛废
产放环燃燃燃环空空空
低Q Q Q kBQ Q t C t C BV Q Q t C t C B t C t C BL BQ n n +++++'-''+=+'-''+'-''+=)( )()( （4-21）
4.1.2 燃料消耗量及主要热工指标值的计算 （1）燃料消耗量
由炉膛热平衡式（4-21），可得燃料消耗量：
)()()()1(环废废膛废环燃燃燃环空空空
低放
它门壁水产t C t C V t C t C t C t C L Q k Q Q Q Q Q Q B n n '-''-'-''+'-''+--++++=
（4-22）
为给炉子生产率的进一步提高留有余地，将式(4-22)计算得到的燃料消耗量再增加20%
作为实际操作的燃料消耗量，即：
B 实=1.2B 标m 3(kg)/h （4-23）
B 实为确定燃烧装置的数量、烟囱内径或引风机能力以及空气鼓风机能力的依据。 （2）单耗
① 单位燃耗：
P
B
b 1000=' 标m 3（kg ）/t （4-24）
② 单位热耗：
P
BQ b 低
1000='' kJ/t （4-25）
③ 单位标准热耗： P
Q B b b 29308100029308低=
'=
'' kgce/t （4-26） （3）炉子热效率：
%1001
?=低
产BQ Q η （4-27）
（4）炉膛热效率： %1002
?++=
燃
空低产
Q Q BQ Q η （4-28）
各种炉子热效率变化范围列于表4-1，便于比较所设计炉子的水平。
表4-1 各类炉子的热效率
4.1.3 炉膛热平衡表
4.2炉子区段热平衡
将炉子总热平衡与各区段热平衡联系起来，对分析和研究连续加热炉的温热制度有着重要意义，也是金属加热计算中的必需的内容。
连续加热炉炉膛通常按自然段（均热段、加热段、预热段等）进行划分。炉膛热平衡式（4-21）可简化表示如下（设Q 放=0）： Q 烧+Q 预=P ·Δi 总+ΣQ 失膛+Q 废膛 （4-29）
也可表示为： P ·Δi 总+ΣQ 失膛=（Q 烧+Q 预）η4 （4-30） 式中：P —炉子生产率，kg/h ；
Δi 总—产品在炉膛中的总热焓增量，kJ/kg ； ΣQ 失膛—炉膛各项热损失之和，（ΣQ 失膛=Q 水+Q 机+Q 门+Q 它），kJ/h ； Q 烧—燃料燃烧化学热，kJ/h ；
Q 预—预热空气和燃料带入炉膛的物理热，kJ/h ； η4—炉膛热量利用系数，%，由下式计算： 预
烧废膛
预烧预
烧失膛
总供给炉膛的热量
遗留在炉膛的热量Q Q Q Q Q Q Q Q i P +-+=
++??=
=∑4η （4-31）
同理，加热段热平衡式为：
P Δi 加+ΣQ 失加+Q 辐=（Q 烧+Q 预）η4加 kJ/h （4-32） 式中：Δi 加—金属在加热段的热焓增量，kJ/h ；
ΣQ 失加—加热段各项热损失之和，kJ/h ；
Q 辐—加热段向预热段直接辐射的热量 ，kJ/h ； η4加—加热段热量利用系数，%，可按下式计算：
预
烧废加预烧加
Q Q Q Q Q +-+=4η （4-33）
式中：Q 废加—出加热段废气带走的热损失，kJ/h 。 由式（4-32）可得：
P
Q P
Q Q Q i 辐
失加加预烧加-
-+=?∑4)(η （4-34） 由式（4-30）可得： 总
失膛
预烧i Q Q Q P ?-+=
∑4)(η （4-35）
将式（4-35）代入到式（4-34）可得：
P
Q Q Q Q Q Q Q
i P
Q Q Q Q Q Q Q i i 辐预
烧失膛预烧失加
加总
辐失膛
预烧失加加预烧总
加-
+-
+-
?=--+-+?=?∑∑∑∑4444)()(ηηηη （4-36）
分析表明，炉膛各项固定热损失的相对值ΣQ 失加/(Q 烧+Q 预) 和ΣQ 失膛/(Q 烧+Q 预) 对Δi 加的影响很小，而且炉膛各段各项热损失ΣQ 失膛和ΣQ 失加与其热量系数η4加和η4成正比，所以有：
4
444ηηηη加预
烧失膛
预
烧失加
加≈
+-
+-∑∑Q Q Q
Q Q Q
（4-37）
则式（4-36）可以表示为
P
Q i i 辐加总加
-?=?44ηη kJ/h （4-38）
因为 Δi 总=Δi 加+Δi 预
所以 P
Q i i i i 辐加总加
总预+-?=?-?=?)1(44ηη kJ/h （4-39）
根据塔依次资料，
Q 辐=q 辐F kJ/h （4-40） 式中：q 辐—加热段向预热段的直接辐射热流密度，约等于42×104～54×104kJ/(m 2·h)； F —加热段与预热段交界处的炉膛横断面积，m 2。
式（4-38）和式（4-39）可用于分析连续加热炉的热工工作，也是金属加热计算中所用的主要公式。
4.3 周期加热炉炉膛热平衡
周期工作的炉子的温热制度是随时间而变化的，所以周期工作炉子的热平衡是对每一工作周期来说的。
在引用连续式工作炉子热平衡中的各收入项和支出项的计算公式时，其燃料燃烧化学热（BQ 低）、空气消耗量（BL n ）和废气生成量（BV n ）等项中的（B ）值必须代入整个周期的燃料消耗量；炉子生产率应代入炉子的装料量；而炉膛内各项热损失（ΣQ 失膛）应乘以物料的整个加热时间。同时由于炉子是周期工作的，炉子砌体的温度是变化的，所以在热平衡支
出项中应考虑到炉子砌体的蓄热损失。
由于周期工作炉子的燃料消耗量在每一个工作周期内是随时间而变化的，所以通过炉子热平衡的编制应确定对炉子热工作有代表性的三个燃料消耗量指标，即最大值（相当于加热开始时），最小值（相当于加热终了时）和平均燃料消耗量。它们的计算分别如下：
最大值： 低
失膛料Q Q F q B ?'
+=∑max 4max max
ητ （4-41）
最小值： 低失膛料Q Q F q B ?'
'+=∑min 4min min
ητ （4-42）
平均值： τ
min
max B B B +=均 （4-43） 式中：F 料—炉内物料的受热面积，m 2
； τ—物料的加热时间，h 。 q max 、q min —在加热开始和加热终了时传向金属的热流，kJ/(m 2·h)，（由金属加热计算确定）； ΣQ'失膛、ΣQ"失膛—分别为加热开始和终了时的炉膛各项热损失，kJ/周期。 炉膛热量利用系数的计算：
炉子的温度制度在加热计算时已经确定，所以出炉膛废气温度随时间变化的规律是已知的。因此，按式：
Q 产=P Δi
计算确定炉子热量利用系数η4随时间的变化规律，进而可以求出η4max 和η4min 的值。 周期工作的炉子，对空气和煤气进行预热时，计算η4还应该考虑到预热空气和燃料带入的物理热（Q 预）随时间的变化（Q 预）取决于出炉膛的废气量和温度）。
计算时，首先根据最高的出炉膛废气温度，通过换热器或蓄热室的热工计算求得空气和煤气的预热温度t 预和热量Q 预，然后确定R 值。
R =Q 预 / (V n C 废膛t 废膛)
在其它出炉膛废气温度条件下，空气和煤气的预热温度t 预和热量Q 预，可以根据出炉膛废弃的热焓值（C 废膛t 废膛）和已经确定的R 值求得。
机械设计课程设计4章
第4章传动零件的设计计算 传动装置包括各种类型的零、部件，其中决定其工作性能、结构布置和尺寸大小的主要是传动零件。支承零件和联接零件都要根据传动零件的要求来设计，因此一般应先设计计算传动零件，确定其尺寸、参数、材料和结构。减速器是独立、完整的传动部件。为了使设计减速器时的原始条件比较准确，通常应先设计减速器外的传动零件，例如v带传动、链传动和开式齿轮传动等。 传动零件的设计计算方法均按教材所述，本书不再重复，仅就应注意的问题作简要提示。 4.1 减速器外的传动零件设计计算 4.1.1带传动 (1) 设计所需的原始数据主要是：工作条件及对外廓尺寸、传动位置的要求；原动机的种类和所需的传动功率；主动轮和从动轮的转速(或传动比)等。 (2) 设计计算需确定的内容主要是：确定v带的型号、长度和根数；中心距、安装要求(初拉力、张紧装置)和对轴的作用力；带轮直径、材料、结构尺寸和加工要求等。 图4-1 (3) 设计时应注意检查带轮尺寸与传动装置外廓尺寸的相互关系。例如装在电动机轴上的小带轮直径与电动机中心高是否相称、带轮轴孔直径长度与电动机轴径、长度是否相对应(如图4-1中带轮的D和B均过大)、大带轮是否过大而与机架相碰等(如图2-2)。
机械设计课程设计 ·28· (4) 带轮结构型式主要由带轮直径大小而定。其具体结构及尺寸可查手册，并画出结构草图，标明主要尺寸备用。带轮轮毂长度l与带轮轮缘宽度B不一定相同。一般轮毂长度l按轴孔直径d的大小确定，常取l=(1.5～2)d，而轮缘宽度则取决于带的型号和根数。 (6) 根据带传动的滑动率计算出带传动的实际传动比和从动带轮的转速，并以此修正设计减速器所要求的传动比和输入转矩。 4.1.2 链传动 一般常用滚子链传动，其设计计算要点是： (1) 设计所需的已知条件主要有：载荷特性和工作情况，传递功率，主动链轮和从动链轮的转速，外廓尺寸、传动布置方式以及润滑条件等。 (2) 设计计算的主要内容是：根据工作要求选出链条的型号(链节距)、排数和链节数；确定传动参数和尺寸(中心距、链轮齿数等)；设计链轮(材料、尺寸和结构)；确定润滑方式、张紧装置等。 (3) 与前述带传动设计中应注意的问题类似，应检查链轮直径尺寸、轴孔尺寸、轮毅尺寸等是否与减速器、工作机协调；由所选链轮齿数计算出链传动实际传动比，并考虑是否需要修正减速器所要求的传动比。 (4) 设计时还应注意，当选用的单列链尺寸过大时，应改选双列或多列链，以尽量减小节距；大、小链轮的齿数最好选择奇数或不能整除链节数的数，而为了避免使用过渡链节，链节数最好取为偶数。 4.1.3 开式齿轮传动 (1) 设计需要的已知条件主要有：传递功率(或转矩)、转速、传动比、工作条件和尺寸限制等。 (2) 设计计算内容主要是：选择材料，确定齿轮传动的参数(中心距、齿数、模数、螺旋角、变位系数和齿宽等)、齿轮的其它几何尺寸和结构以及作用在轴上力的大小和方向等。 (3) 开式齿轮一般只需计算轮齿弯曲强度，考虑齿面磨损，应将强度计算求得的模数加大10％～20％。 (4) 开式齿轮传动一般用于低速，为使支承结构简单，常采用直齿。由于润滑和密封条件差，灰尘大，要注意材料配对，使轮齿具有较好的减摩和耐磨性能。 (5) 开式齿轮支承刚度较小，齿宽系数应取小些，以减轻轮齿偏载。 (6) 检查齿轮尺寸与传动装置和工作机是否相称．并按大、小齿轮的齿数计算实际传动比，考虑是否需要修改传动装置中减速器的传动比要求。
工业炉设计 6章(66-92)
66 第六章 低压气体流动阻力损失计算 6.1 气体流动的性质和阻力损失计算原则 6.1.1气体流动的性质 气体流动的阻力损失与它的流动性质有关，决定气体流动性质的参数有：气体的流速W （m/s ），流动通道的水力直径（当量直径）d D （m ），气体的密度ρ（kg/m 3），气体的动力粘 度μ（kg 2s/m 2）或运动粘度ν（ν=μ/ρ，m 2 /s ）。这些参数的组合作用可用一个无因次的准则数，即雷诺数Re 来表示： ν μρD D Wd Wd ==Re （6-1） 其中，流动通道的水力直径（当量直径）d D 按如下原则计算： ① 圆形管道： d D =d 内； ② 矩形管道： S L S L U F d D +?==)()(24宽长 （6-1a ） ③ 管群（直排或顺排）：外 外d d x x U F d D π)785.0(442 21-?== （6-1b ） 实验研究表明： 当Re<2300时，气体流动为层流。层流时，平均速度为流股轴线流速的一半，即： 最大均W W 2 1 = （6-2a ） 当Re>2300时，气体流动为紊流。紊流时，平均流速W 均与紊流程度有关。在工业炉应用范围内，气体流动通常为紊流状态，一般平均流速： W 均=(0.82~0.86)W 最大 （6-2b ） 式中：W 最大—管道中心轴线处流速，m/s 。 通常所说的管道流速，在无特别说明时，均指平均流速，用W （m/s ）表示。 6.1.2 阻力损失计算原则 （1）一条总流路系统若有两条或两条以上的分支时，该流路总的阻力损失应以其中气体流动阻力损失最大的串联流路计算。 （2）被确定的计算串联流路中，管径、气体流量、温度等发生变化时，其阻力损失须分段进行计算。分段的原则是流路中遇到下列情况之一时，则分为一段。 ① 流路断面改变； ② 流量发生变化； ③ 温度陡然而显著地发生变化（如气体流经换热器）。 同一段中，若气流方向发生变化（如90°拐弯），那么直管段部分与拐弯部分应分别计算。 6.2 计算数据的确定 6.2.1计算流量的确定 （1）流路只有一座或多座炉子同时工作时，应采用其最大小时流量作为计算流量。 （2）当流路中炉子数量较多，又不同时工作时，那么计算流量为各炉子最大流量之和乘以同时利用系数K （由实际工作状态决定）。
机械设计课程设计题目
附录I： 机械零件课程设计题目 题目A 设计一用于带式运输机上的圆锥园柱齿轮减速器。工作经常载，空载起动，工作有轻震，不反转。单班制工作。运输机卷筒直径Ｄ=320ｍｍ,运输带容许速度误差为5％。减速器为小批生产，使用期限10年。 附表1 原始数据 题号 Ａ１Ａ２Ａ３Ａ４Ａ５Ａ６ 运输带工 作拉力Ｆ （Ｎ） 2×103 2.1×103 2.2×103 2.3×103 2.4×103 2.5×103 运输带工 作速度Ｖ （ｍ/ｓ） 1.2 1.3 1.4 1.5 1.55 1.6 １．电动机２．联轴器３．圆锥齿轮减速器４．带式运输机 附图1
题目B 设计一用于带式运输机上的同轴式两级圆柱齿轮减速器。工作平稳。单向运转，两班制工作。运输带容许速度误差为5％。减速器成批生产，使用期限１０年。 附表2 原始数据 题号 B1B2B3B4B5B6B7 运输机工 作轴扭矩 Ｔ（Ｎ。 ｍ） 1300135014001450150015501600 运输带工 作速度Ｖ （ｍ/ｓ） 0.650.700.750.800.850.900.80 卷筒直径 Ｄ（ｍｍ） 300320350350350400350 １．带传动２．电动机３．同轴式两级圆柱齿轮减速器４．带式运输机５．卷筒 附图2
题目C 设计一用于链式运输机上的圆锥圆柱齿轮减速器。工作平稳，经常满载，两班制工作，引链容许速度误差为5％。减速器小批生产，使用期限５年。
附表3 １．电动机２．联轴器３．圆锥齿轮减速器４．链传动５．链式运输机 附图3 题目D 设计一斗式提升机传动用的二级斜齿圆柱齿轮同轴式减速器。传动简图如下，设计参数列于附表4。 附表４斗式提升机的设计参数 题号参数 题号 D1D2D3D4 生产率Ｑ（ｔ/ｈ）15162024提升带速度Ｖ（ｍ/ｓ） 1.82 2.3 2.5ｍ）
工业炉设计 4章(44-50)
第四章 炉子热平衡和燃料消耗量的计算 炉子热平衡是分析和评价炉子的热工作和炉子设计时的热工指标先进与否的重要依据 之一。另外，通过炉子热平衡可以算出炉子燃料消耗量（炉子设计生产率时），燃料有效利用率以及热量消耗的分配情况。在已知L n 和V n 情况下，可以算出助燃空气消耗量，废气总生成量，可以依据此数据设计计算供风系统和排烟系统。 炉子热平衡的计算对于连续工作的炉子，通常是以单位时间（小时）为基准计算热平衡，其热量单位是千焦/小时。对于周期工作的炉子，通常是以一个工作周期为基准编制热平衡，其热量单位是千焦/周期。 炉子热平衡可以是炉子整个系统各部分热平衡的总和，也可以是某一部分，如换热器、燃烧室、炉膛等。对于工业炉而言，炉膛热平衡是主要的，是计算的中心。本章所述的热平衡即指炉膛热平衡，基准温度是车间的环境温度。 4.1 连续加热炉炉膛热平衡 4.1.1炉膛总的热平衡 （1）热收入项 ① 燃料燃烧的化学热（完全燃烧） Q 烧=BQ 低 kJ/h （4-1） 式中：B —燃料消耗量，kg/h 或标m 3/h ； Q 低—燃料的低发热量值，kJ/kg 或kJ/标m 3。 ② 预热空气带入的物理热 )(环空空空空t C t C BL Q n '-''= kJ/h （4-2） 式中：L n —空气消耗系数为n 时的实际空气需要量，标m 3/kg 或标m 3/标m 3； t 空、t 环—分别为进入烧嘴时的空气预热温度和环境温度，℃； 空空 、C C '''—分别为空气在0～t 空℃和0～t 环℃的平均比热，kJ/(标m 3 ·℃)，见表1-5。 ③ 预热燃料带入的物理热 )(环燃燃燃燃t C t C B Q '-''= kJ/h （4-3） 式中：t 燃、t 环—分别为进入烧嘴时的燃料预热温度和环境温度，℃； 燃燃 、C C '''—分别为燃料在0～t 燃℃和0～t 环℃的平均比热，kJ/(kg ·℃)或kJ/(标m 3·℃)，见表1-6。 ④ 铁氧化放热 Q 放=5588P ·a kJ/h （4-4） 式中：5588—1千克铁氧化时的放热量，kJ/kg ； P —炉子的生产率，kg/h ； a —铁在炉中的氧化烧损率，kg/kg ，一般取a =0.01～0.02。 所以：Q 入= Q 烧+Q 空+Q 燃+Q 放 （2）热支出项 ① 产品带出的物理热（有效热） Q 产=P （C 产t 产-C 料t 料） kJ/h （4-5） 式中：P —炉子的生产率，kg/h ； t 产、t 料—分别为产品出炉和物料入炉的平均温度，℃； C 产、C 料—分别为产品在0～t 产℃和物料在0～t 料℃的平均比热，kJ/(kg ·℃)，见表3-3或表 3-4。
机械设计课程设计题目5
中北大学
课 程 设 计 说 明 书
学生姓名： 学 专 题 院： 业：
学 号：
目： 设计同轴线式二级斜齿圆柱齿轮减速器，该减速
器用于汽车发动机装配车间的皮带运输机的传 动系统中
指导教师： 指导教师：苗鸿宾 程志刚
职称: 职称: 副教授 高工
2011 年 5 月
27 日
中北大学
课程设计任务书
2010/2011 学年第 二 学期
学 专
院： 业： 学 号：
学 生 姓 名：
课程设计题目：设计同轴线式二级斜齿圆柱齿轮减速器，
该减速器用于汽车发动机装配车间的皮带 运输机的传动系统中
起 迄 日 期： 课程设计地点： 指 导 教 师： 系 主 任： 苗鸿宾 暴建岗 程志刚
下达任务书日期:
2011 年 5 月 27 日
课 程 设 计 任 务 书
1．设计目的：
1)、综合运用本课程的理论和生产实际知识进行设计训练，使所学的知识得到进一 步的巩固和发展； 2)、学习机械设计的一般方法和步骤，初步培养学生分析和解决工程实际问题的能 力，树立正确的设计思想，为今后毕业设计设计和工作打下良好的基础； 3)、进行方案设计、结构设计、机械制图和运用设计手册、标准及规范等技能的训 练，使学生具有初步机械设计的能力。
2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等） ：
技术要求： 技术要求 该运输机两班制工作，单向回转，工作平稳，传送带运行速度允许误差为±5％，使 用期限为 10 年。 原始数据 滚筒直径： 传动带运行速度： 传动带主轴所需扭矩：
mm
m/s
N·m
1－电动机 4－联轴器
2－带传动 5－滚筒
3－减速器 6－传动带
3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、 实物样品等〕 ：
1) 完成传动系统或执行系统的结构设计，画出传动系统或执行系统的装配图。 2) 设计主要零件，完成 3 张零件工作图。 3) 编写设计说明书。
完整版机械设计课程设计步骤减速器的设计
目录第一章传动装置的总体设计 一、电动机选择 1. 选择电动机的类型 2. 选择电动机的功率 3. 选择电动机的转速 4. 选择电动机的型号 二、计算总传动比和分配各级传动比 三、计算传动装置的运动和动力参数 1. 各轴转速 2. 各轴功率 3. 各轴转矩 4. 运动和动力参数列表 第二章传动零件的设计 一、减速器箱体外传动零件设计 1. 带传动设计 二、减速器箱体内传动零件设计 1. 高速级齿轮传动设计 2. 低速级齿轮传动设计 三、选择联轴器类型和型号 1. 选择联轴器类型 2. 选择联轴器型号 第三章装配图设计 一、装配图设计的第一阶段 1. 装配图的设计准备 2. 减速器的结构尺寸 3. 减速器装配草图设计第一阶段 二、装配图设计的第二阶段 1.中间轴的设计 2. 高速轴的设计 3. 低速轴的设计 三、装配图设计的第三阶段 1.传动零件的结构设计
2.滚动轴承的润滑与密封 四、装配图设计的第四阶段 1. 箱体的结构设计 2.减速器附件的设计 3. 画正式装配图 第四章零件工作图设计 一、零件工作图的内容 二、轴零件工作图设计 三、齿轮零件工作图设计 第五章注意事项 一、设计时注意事项 二、使用时注意事项 第六章设计计算说明书编写
第一章传动装置总体设计 、电动机选择 1. 选择电动机的类型 电动机有直流电动机和交流电动机。直流电动机需要直流电源，结构复杂，价格较高；当交流电动机能满足工作要求时，一般不采用直流电动机，工程上大都采用三相交流电源，如无特殊要求应采用三相交流电动机。交流电动机又分为异步电动机和同步电动机，异步电动机又分为笼型和绕线型，一般常用的是Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，它具有防止灰尘、铁屑或其他杂物侵入电动机内部的特点，适用于没有特殊要求的机械上，如机床、运输机、搅拌机等。所以选择Y系列三相异步电动机。 2. 选择电动机的功率 电动机的功率用额定功率P ed表示，所选电动机的额定功率应等于或稍大于工作机所需的电动机输出 功率P d。功率小于工作要求则不能保证工作机正常工作，或使电动机长期过载，发热大而过早损坏；功率 过大，则增加成本，且由于电动机不能满载运行，功率因素和效率较低，能量不能充分利用而造成浪费。 工作机所需电动机输出功率应根据工作机所需功率和中间传动装置的效率等确定。 工作机所需功率为：P w, n w――工作机(卷筒)的效率，查吴宗泽P5表1-7。 1000 n 工作机所需电动机输出功率为：F d P w—, n i ——带传动效率；n 2——滚动轴承效率; n n n n n n 3 ――齿轮传动效率；n 4――联轴器效率，查吴宗泽P5表1-7。 电动机的额定功率：P ed=(启动载荷/名义载荷)X P d ,查吴宗泽P167表12-1选择电动机的额定功率。 3. 选择电动机的转速 具有相同额定功率的同类型电动机有几种不同的同步转速。低转速电动机级数多，外廓尺寸较大，质 量较重，价格较高，但可使总传动比及传动装置的尺寸减小，高转速电动机则相反，应综合考虑各种因素 选取适当的电动机转速。Y系列三相异步电动机常用的冋步转速有3000r/min、1500r/min、1000r/min和750r/min，—般多选同步转速为1500r/min和1000r/min的电动机。为使传动装置设计合理，可根据工作机 的转速要求和各级传动机构的合理传动比范围，推算出电动机转速的可选范围，即 n d=(i1i2…i n)n w, n d为电动机可选转速范围，h, i2,…，i n为各级传动机构的合理传动比范围，n w为工作机转速。 工作机转速：n w 60 1000 v d D 查吴宗泽P188表13-2知：i v带传动=2~4 , i单级圆柱齿轮传动=2~5，则电动机转速的可选范围为n d=(2~4) X (3~5) X (3~5) X n 电动机转速推荐选择1500r/mi n 4. 选择电动机的型号
中南大学机械设计课程设计说明书
带轮输送机传动装置 设计计算说明书设计课题: 带轮输送机传动装置中的 一级圆柱齿轮减速器的设计 冶金院 班级冶金1101 姓名张宏 学号 0709110129 指导教师邓晓红老师 2013年 9月
机械设计课程设计计算说明书 目录 前言 第一章传动方案拟定 第二章电动机的选择 2.1 电动机类型及结构的选择 (6) 2.2 电动机选择 (6) 2.3 确定电动机转速 (7) 第三章确定传动装置总传动比及分配各级的传动比 3.1 计算总传动比 (8) 3.2 分配传动比 (9) 第四章传动装置的运动和动力设计 4.1轴的转速计算 (10) 4.2轴的功率设计计算 (10) 4.3轴的转矩设计计算 (10) 第五章齿轮传动的设计 第六章传动轴的设计 6.1高速轴的设计计算 (14) 6.2低速轴的设计计算 (17)
第七章箱体的设计 第八章键连接的设计 8.1输入轴的键设计 (21) 8.2输出轴的键设计 (21) 第九章滚动轴承的设计 9.1当量动载荷计算 (22) 9.2输入轴的轴承设计 (22) 9.3输出轴的轴承设计 (22) 第十章联轴器的设计 第十一章润滑和密封的设计 10.1密封的设计 (22) 10.2 润滑的设计 (23) 第十二章参考资料 第十三章设计小结
前言 课程设计在机械设计当中占有非常重要的地位。因为机械课程设计就是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。 本课程设计采用单机齿轮减速器，这是因为齿轮减速器广泛应用于机械制造，纺织，轻工机械，冶金，船舶，航空等领域中是生产中具有典型性，代表性的通用部件，运用极其广泛。 齿轮减速器具有轮、轴、滚动轴承、螺纹连接等通用零件和箱体等专用件，充分的反应了机械设计基础课程的相关教学内容，使我们受到本课程内外比较全面的基础训练。而且在画装配图以及零件图的时候，也应用到了以前制图的相关知识和内容，使相关内容得以巩固、加强和提高。 在设计的过程中我仔细的精读了机械设计基础课本和设计书，并查阅了相关资料，依据前面设计着的设计对实际设计中的每个环节加以分析、概括和完善。 只有不断地对机械设备进行改造充分发挥其应用能力，才能在各个方面将工业生产逐步转变为机械化、自动化、现代化。
机械设计课程设计蜗轮蜗杆传动..
目录 第一章总论............................................. 错误!未定义书签。 一、机械设计课程设计的内容........................... 错误!未定义书签。 二、设计任务......................................... 错误!未定义书签。 三、设计要求......................................... 错误!未定义书签。第二章机械传动装置总体设计............................. 错误!未定义书签。 一、电动机的选择..................................... 错误!未定义书签。 二、传动比及其分配................................... 错误!未定义书签。 三、校核转速......................................... 错误!未定义书签。 四、传动装置各参数的计算............................. 错误!未定义书签。第三章传动零件—蜗杆蜗轮传动的设计计算................. 错误!未定义书签。 一、蜗轮蜗杆材料及类型选择........................... 错误!未定义书签。 二、设计计算......................................... 错误!未定义书签。第四章轴的结构设计及计算............................... 错误!未定义书签。 一、安装蜗轮的轴设计计算............................. 错误!未定义书签。 二、蜗杆轴设计计算................................... 错误!未定义书签。第五章滚动轴承计算..................................... 错误!未定义书签。 一、安装蜗轮的轴的轴承计算........................... 错误!未定义书签。 二、蜗杆轴轴承的校核................................. 错误!未定义书签。第六章键的选择计算..................................... 错误!未定义书签。第七章联轴器........................................... 错误!未定义书签。第八章润滑及密封说明................................... 错误!未定义书签。第九章拆装和调整的说明................................. 错误!未定义书签。第十章减速箱体的附件说明............................... 错误!未定义书签。课程设计小结............................................. 错误!未定义书签。参考文献................................................. 错误!未定义书签。
台车式热处理炉设计
摘要 台车式炉属于间断式变温炉，炉膛不分区段，炉温按规定的加热程序随时间变化。作为工业炉中颇具特色和代表性的一大类炉型，台车式炉已经被广泛应用于冶金及机械制造加工等行业。台车式炉的结构特点是：炉底为一可移动台车，加热前台车在炉外装料，加热件需放置在专用垫铁上，垫铁高度一般为200~400mm。加热时，由牵引机构将台车拉入炉内；加热后，由牵引机构将台车拉出炉外卸料。合理设计台车式热处理炉，对改善热处理炉的热效率，提高产品的质量具有重要意义。 本设计对象为20t台车式正火炉。主要由炉底，钢结构，烧嘴，炉衬，换热器，空、煤气管道，炉门，台车，台车轨道及烟囱等部分组成，用于45钢的正火处理。设计计算依据《工业炉设计手册》及《火焰炉设计计算参考资料》等参考书。主要包括：1.方案选择，2.燃料燃烧计算，3.炉内热交换计算，4.加热期炉子热平衡计算，5.保温期炉子热平衡计算，6.管路及排烟系统阻力损失计算，7.炉子重要部件选择等十几个部分。 应用3D画图软件Pro/ENGINEER建立炉子三维实体模型以及运用制图软件CAD进行炉体及各部件的工程图绘制。三维立体图能直观的反映炉子本身的构造，便于修改，利于设计讨论，在工程设计中正得到广泛的应用。该热处理炉设计特点是采用全纤维炉衬，纤维柔性密封，比普通的砖砌台车式热处理炉的热效率大大提高，达20%以上。在此基础上，利用脉冲燃烧控制技术及新型空气换热器，大量节省了能源，节约燃料，提高了工件热处理质量。 关键词：台车式正火炉，全纤维热处理炉，脉冲燃烧控制技术，换热器
Abstract Bogie hearth furnace is intermittent temperature furnace, regardless of section, the furnace temperature change over time according to the provisions of the heating process. As a distinctive and representative of a large class of furnace industrial furnace, bogie hearth furnace has been widely used in metallurgy and mechanical manufacturing and processing industries. Bogie hearth furnace structure is characterized by: the bottom of a mobile trolley, heated front car loading in the furnace, heating be placed on a dedicated horn, horn height of generally 200 ~~ 400mm. When heated by the traction trolley pulled into the furnace; heated by the traction car pull out of the furnace discharge. Rational design of the trolley heat treatment furnace, and of great significance to improve the thermal efficiency of the heat treatment furnace to improve the quality of the product. A 20t bogie hearth annealing furnace for annealing round steel made by 45 was designed in this paper. It is composed of furnace hearth, steel construction, burner,furnace liner, heat exchanger, air and coal gas pipes, furnace door,bogie, track of bogie and chimney. The calculation of designing mainly according 《Handbook of furnace designing》and 《Reference data book of flame furnace calculation of design》.It includes: 1.the selection of project, 2.the calculation of fuel combustion, 3.the calculation of heat-exchanging in furnace, 4.hear balance of the furnace as heating, 5.heat balance of the furnace during the process of thermal retardation, 6.the calculation of loss in piping and flue system, 7.the election of important components, and so on. Using AutoCAD to draw the furnace and its accessories, and drawing 3-dimension construction of furnace by Pro/ENGINEER software.The 3D model now is widely used in engineering design because it can describes the construction of the furnace directly, and easy for revising.The heat treatment furnace design features all-fiber lining, fiber flexible seal, greatly improve the thermal efficiency than the ordinary brick trolley heat treatment furnace, and more than 30%. On this basis, the use of pulse combustion control technology and neW air heat exchanger, and save a lot of energy, save fuel, improve the quality of the Workpiece heat treatment. Key Words: bogie hearth annealing furnace, all-fiber heat treatment furnace, pulse combustion control technology, heat exchanger
《机械设计课程设计》答辩题
机械设计课程设计综合答辩题 1#题： ●电动机的类型如何选择？其功率和转速如何确定？ ●联轴器的类型如何选择？你选择的联轴器有何特点？ ●圆柱齿轮的齿宽系数如何选择？闭式传动中的软齿面和硬齿面的齿宽系数有何不同，开式齿 轮呢？ ●箱体上装螺栓和螺塞处，为何要有鱼眼坑或凸台？ 2#题： ●试分析你设计的减速器中低速轴齿轮上的作用力。 ●考虑传动方案时，带传动和链传动谁布置在高速级好，谁在低速级好，为什么? ●滚动轴承部件设计时，如何考虑因温度变化而产生轴的热胀或冷缩问题？ ●为什么要设视孔盖？视孔盖的大小和位置如何确定？ 3#题： ●一对圆柱齿轮传动啮合时，大小齿轮啮合处的接触应力是否相等？接触许用应力是否相等？ 为什么？ ●圆柱齿轮在高速轴上非对称布置时，齿轮接近扭转输入端好，还是远离输入端好？为什么？ ●轴的强度不够时，应怎么办？定位销有什么功能？在箱体上应怎样布置？销的长度如何确 定？你所设计的齿轮加工及测量基准在何处？齿轮的公差一般应包括哪些内容？ 4#题： ●双级圆柱齿轮减速器的传动比分配的原则是什么？高速级的传动比尽可能选得大是否合适， 为什么？ ●滚动轴承的类型如何选择？你为什么选择这种轴承？有何特点？齿形系数与哪些因素有 关？试说明齿形系数对弯曲应力的影响？ ●以你设计的减速器为例，试说明高速轴的各段长度和跨距是如何确定的？啮合特性表中的检 验项目分别属于齿轮公差的第几公差组？各公差组分别检验齿轮的什么精度？ 5#题： ●开式圆轮应按什么强度进行计算？磨损问题如何在设计中考虑？一对相啮合的齿数不等的标 准圆柱齿轮,哪个弯曲应力大？如何两轮的弯曲强度接近相等？ ●固定式刚性凸缘联轴器和尼龙柱销联轴器在性能上有何不同？试讲述你所选联轴器的特点？ ●轴承凸缘旁螺栓孔中心位置(相对轴心距离)如何确定？它距轴承轴线距离近好还是远好？●减速器内最低和最高油面如何确定？ 6#题： ●提高圆柱齿轮传动的接触强度有哪些措施？为什么？ ●一对相啮合的大、小圆柱齿轮的齿宽是否相等？为什么？ ●设计带传动时，发现带的根数太多，怎么办？ ●旁螺栓距箱体外壁的位置如何确定？考虑哪些问题？
机械设计课程设计06186
机械设计《课程设计》 课题名称带式输送机传动装置设计 系别 专业 班级 姓名 学号 指导老师 完成日期
目录 第一章绪论 第二章课题题目及主要技术参数说明 2.1 课题题目 2.2 主要技术参数说明 2.3 传动系统工作条件 2.4 传动系统方案的选择 第三章减速器结构选择及相关性能参数计算 3.1 减速器结构 3.2 电动机选择 3.3 传动比分配 3.4 动力运动参数计算 第四章齿轮的设计计算(包括小齿轮和大齿轮) 4.1 齿轮材料和热处理的选择 4.2 齿轮几何尺寸的设计计算 4.2.1 按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸 4.2.2 齿轮弯曲强度校核 4.2.3 齿轮几何尺寸的确定 4.3 齿轮的结构设计 第五章轴的设计计算(从动轴) 5.1 轴的材料和热处理的选择
5.2 轴几何尺寸的设计计算 5.2.1 按照扭转强度初步设计轴的最小直径 5.2.2 轴的结构设计 5.2.3 轴的强度校核 第六章轴承、键和联轴器的选择 6.1 轴承的选择及校核 6.2 键的选择计算及校核 6.3 联轴器的选择 第七章减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算 7.1 润滑的选择确定 7.2 密封的选择确定 7.3减速器附件的选择确定 7.4箱体主要结构尺寸计算 第八章总结 参考文献
第一章绪论 本论文主要容是进行一级圆柱直齿轮的设计计算，在设计计算中运用到了《机械设计基础》、《机械制图》、《工程力学》、《公差与互换性》等多门课程知识，并运用《AUTOCAD》软件进行绘图，因此是一个非常重要的综合实践环节,也是一次全面的、规的实践训练。通过这次训练，使我们在众多方面得到了锻炼和培养。主要体现在如下几个方面： （1）培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。 （2）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，使我们掌握了一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。 （3）另外培养了我们查阅和使用标准、规、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理、计算机辅助设计方面的能力。 （4）加强了我们对Office软件中Word功能的认识和运用。
贵州电炉项目建议书
贵州电炉项目建议书 规划设计 / 投资分析
摘要 对于如今电炉及工业炉行业生产经营发展势头良好，获得持续发展。企业改制基本进入后期阶段，现有股份制、民营个体企业已占行业的98%以上。针对行业发展点，分会积工作，使行业产品水平价的制定、科技信息的交流、内外企业之间的技术合作沟通以及与工业电热设备标委会协手共同制修订多项际标准和标准等项工作，都取得良好成绩和进展。 该电炉项目计划总投资23387.07万元，其中：固定资产投资17365.28万元，占项目总投资的74.25%；流动资金6021.79万元，占项目总投资的25.75%。 达产年营业收入43645.00万元，总成本费用34883.53万元，税金及附加379.72万元，利润总额8761.47万元，利税总额10349.67万元，税后净利润6571.10万元，达产年纳税总额3778.57万元；达产年投资利润率37.46%，投资利税率44.25%，投资回报率28.10%，全部投资回收期 5.06年，提供就业职位699个。 坚持应用先进技术的原则。根据项目承办单位和项目建设地的实际情况，合理制定项目产品方案及工艺路线，在项目产品生产技术设计上充分体现设备的技术先进性、操作安全性。采用先进适用的项目产品生产工艺技术，努力提高项目产品生产装置自动化控制水平，以经济效益为中心，在采用先进工艺和高效设备的同时，做好项目投资费用的控制工作，以求实科学的态度进行细致的论证和比较，为投资决策提供可靠的依据。努力
提高项目承办单位的整体技术水平和装备水平，增强企业的整体经济实力，使企业完全进入可持续发展的境地。 由于中国汽车制造业、航天航空业和冶金等行业发展速度较快，这些 行业的发展对烘炉、熔炉及电炉产品的需求较大，因此不同程度的促进了 中国烘炉、熔炉及电炉行业的发展。 报告主要内容：基本信息、项目建设必要性分析、产业分析、产品规 划分析、选址方案、项目工程设计说明、工艺先进性分析、项目环境影响 分析、项目安全卫生、风险防范措施、节能分析、实施安排、项目投资方案、经营效益分析、结论等。
机械设计课程设计计算说明书1
上海理工大学机械工程学院 课程设计说明书减速箱设计计算 机械四班杨浩0714000322 2010/1/22
设计题目： 设计一带式输送机的传动装置，传动简图如下： 工作条件如下： 用于输送碎料物体，工作载荷有轻微冲击（使用系数、工况系数），输送带允许速度误差±4%，二班制，使用期限10年（每年工作日300天），连续单向 一、电动机的选择 1.选用电动机 1)选择电动机类型 按工作要求和工作条件选用Y系列封闭式三相异步电动机。 2)电动机的输出功率P 电动机所需的输出功率为： P=kW 式中：P w为工作装置所需功率，kW；为由电动机至工作装置的传动装置的总效 率。 工作装置所需功率P w应由机器工作阻力和运行速度经计算求得： P w===1.76kW 式中：为工作装置的阻力，N；v w为工作装置的线速度，m/s。 由电动机至工作装置的传动装置总效率按下式计算： 查《机械设计》表2-4，得：
取0.96，取0.995，取0.97，取0.99，取0.97 则 0.96×0.9952×0.97×0.99×0.97=0.885 所以 P0==1.99kW 3)确定电动机转速 工作装置的转速为： n w=60×=95.5r/min 由于普通V带轮传动比为： i1≈2～4 圆柱齿轮传动比为： i2≈3～5 故总的传动比为： i=i1i2≈6～20 则电动机所需转速为： n=in w≈(6～20)×95.5=(573～1910)r/min 2. 1)总传动比为： i a===9.84 2)分配传动比： I a=i外i内 考虑减速器结构，故： i外=3 ；i内=3.28 3.计算传动装置的运动和动力参数 1)各轴转速 n电=n=940r/min n1==313r/min
机械设计课程设计答辩经典题目复习进程
机械设计课程设计答辩经典题目
机械设计课程设计答辩经典题目 1． 你所设计的传动装置的总传动比如何确定和分配的？ 答题要点：由选定的电动机满载转速和工作机转速，得传动装置总传动比为：i w m n n = 总传动比为各级传动比的连乘积，即 齿轮带i i i ?=，V 带传动的传动比范围在2—4 间，单级直齿轮传动的传动比范围在3—6间，一般前者要小于后者。 2． 在闭式齿轮传动中，若将齿轮设计成软齿面，一般使两齿轮齿面硬度有一 差值，为多少HBS ？，为什么有差值？ 答题要点：20—50HBS ；因为一对齿轮在同样时间，小齿轮轮齿工作次数较大齿轮的材料多，齿根弯曲疲劳强度较大齿轮低为使其强度和寿命接近，小齿轮齿面硬度应较大齿轮大。 3． 简述减速器上部的窥视孔的作用。其位置的确定应考虑什么因素？ 答题要点：在减速器上部开窥视孔，可以看到传动零件啮合处的情况，以便检查齿面接触斑点和齿侧间隙。润滑油也由此注入机体内。窥视孔开在机盖的顶部，应能看到传动零件啮合，并有足够的大小，以便于检修。 4． 轴上的传动零件（如齿轮）用普通平键作周向固定时，键的剖面尺寸b ×h 值是根据何参数从标准中查得？ 答题要点：与齿轮相配合处轴径的大小；答辩时，以从动齿轮上键联接为例，让考生实际操作。 5． 当被联接件之一不易作成通孔，且需要经常拆卸时，宜采用的螺纹联接形 式是螺栓联接、双头螺柱联接还是螺钉联接？ 答题要点：螺钉联接。 6． 在设计单级原柱齿轮减速器时，一般减速器中的最大齿轮的齿顶距箱体的 距离大于30—50mm ，简述其主要目的。 答题要点：圆柱齿轮和蜗杆蜗轮浸入油的深度以一个齿高为宜，但不应小于10mm ，为避免油搅动时沉渣泛起，齿顶到油池底面的距离不应小于30～50mm 7． 你所设计的齿轮减速器中的齿轮传动采用何种润滑方式？轴承采用何种润 滑方式？简述润滑过程。 答题要点：齿轮传动采用浸油润滑方式；轴承采用飞溅润滑或脂润滑方式。以飞溅润滑为例，当轴承利用机体内的油润滑时，可在剖分面联接凸缘上做出输油沟，使飞溅的润滑油沿着机盖经油沟通过端盖的缺口进入轴承 8． 简述减速器的油标的作用。 答题要点：检查减速器内油池油面的高度，经常保持油池内有适量的油，一般在箱体便于观察、油面较稳定的部位，装设油标。 9． 齿轮和轴满足何种条件时，应齿轮和轴一体，作成齿轮轴。
机械设计课程设计步骤
目 录
第一章 传动装置的总体设计
一、电动机选择
1.选择电动机的类型 2.选择电动机的功率 3.选择电动机的转速 4.选择电动机的型号
二、计算总传动比和分配各级传动比 三、计算传动装置的运动和动力参数
1.各轴转速 2.各轴功率 3.各轴转矩 4.运动和动力参数列表
第二章 传动零件的设计
一、减速器箱体外传动零件设计
1.带传动设计
二、减速器箱体内传动零件设计
1.高速级齿轮传动设计 2.低速级齿轮传动设计
三、选择联轴器类型和型号
1.选择联轴器类型 2.选择联轴器型号
第三章 装配图设计
一、装配图设计的第一阶段
1.装配图的设计准备 2.减速器的结构尺寸 3.减速器装配草图设计第一阶段
二、装配图设计的第二阶段
1.中间轴的设计 2.高速轴的设计 1 / 25
3.低速轴的设计
三、装配图设计的第三阶段
1.传动零件的结构设计 2.滚动轴承的润滑与密封
四、装配图设计的第四阶段
1.箱体的结构设计 2.减速器附件的设计 3.画正式装配图
第四章 零件工作图设计
一、零件工作图的内容 二、轴零件工作图设计 三、齿轮零件工作图设计
第五章 注意事项
一、设计时注意事项 二、使用时注意事项
第六章 设计计算说明书编写
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第一章 传动装置总体设计
一、电动机选择
1.选择电动机的类型 电动机有直流电动机和交流电动机。直流电动机需要直流电源，结构复杂，价格较高；当交流电动机 能满足工作要求时，一般不采用直流电动机，工程上大都采用三相交流电源，如无特殊要求应采用三相交 流电动机。交流电动机又分为异步电动机和同步电动机，异步电动机又分为笼型和绕线型，一般常用的是 Y 系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，它具有防止灰尘、铁屑或其他杂物侵入电动机内部的特点， 适用于没有特殊要求的机械上， 如机床、 运输机、 搅拌机等。 所以选择 Y 系列三相异步电动机。 b5E2RGbCAP 2.选择电动机的功率 电动机的功率用额定功率 Ped 表示，所选电动机的额定功率应等于或稍大于工作机所需的电动机输出 功率 Pd。功率小于工作要求则不能保证工作机正常工作，或使电动机长期过载，发热大而过早损坏；功率 过大，则增加成本，且由于电动机不能满载运行，功率因素和效率较低，能量不能充分利用而造成浪费。 工作机所需电动机输出功率应根据工作机所需功率和中间传动装置的效率等确定。p1EanqFDPw 工作机所需功率为： Pw ?
Fv ，η w——工作机（卷筒）的效率，查吴宗泽 P5 表 1-7。 1000ηw
工作机所需电动机输出功率为： Pd ?
Pw Pw ，η 1 ——带传动效率；η 2——滚动轴承效率； ? 3 2 η η1η2 η3 η4
η 3 ——齿轮传动效率；η 4——联轴器效率，查吴宗泽 P5 表 1-7。DXDiTa9E3d 电动机的额定功率：Ped=（启动载荷/名义载荷）×Pd，查吴宗泽 P167 表 12-1 选择电动机的额定功率。
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3.选择电动机的转速 具有相同额定功率的同类型电动机有几种不同的同步转速。低转速电动机级数多，外廓尺寸较大，质 量较重，价格较高，但可使总传动比及传动装置的尺寸减小，高转速电动机则相反，应综合考虑各种因素 选取适当的电动机转速。Y 系列三相异步电动机常用的同步转速有 3000r/min、1500r/min、1000r/min 和 750r/min，一般多选同步转速为 1500r/min 和 1000r/min 的电动机。为使传动装置设计合理，可根据工作机 的转速要求和各级传动机构的合理传动比范围，推算出电动机转速的可选范围，即 5PCzVD7HxA nd=(i1i2…in)nw，nd 为电动机可选转速范围，i1，i2，…，in 为各级传动机构的合理传动比范围，nw 为工 作机转速。jLBHrnAILg 工作机转速： nw ?
60 ?1000 ? v πD
查吴宗泽 P188 表 13-2 知：iV 带传动=2~4，i 单级圆柱齿轮传动=2~5，则电动机转速的可选范围为 xHAQX74J0X nd=(2~4)×(3~5)×(3~5)×nw 电动机转速推荐选择 1500r/min
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