化工机械基础课程设计
内蒙古科技大学
化工设备机械基础课程设计说明书
题目：带液氨储罐
学生姓名：张辉
学号：1566115210
专业：化学工程与工艺
班级：化工-2班
指导教师：兰大为
设计任务书
一、课题：
液氨贮罐的机械设计
设计内容：根据给定工艺参数设计一台液氨储罐
二、已知工艺参数：
最高使用温度：T=50℃
公称直径：DN=2600mm
=3900mm
筒体长度（不含封头）：L
三、具体内容包括：
1.筒体材料的选择
2.罐的结构尺寸
3.罐的制造施工
4.零部件型号及位置、接口
5.相关校核计算
6.绘制装备图（A2图纸）
设计人：张辉
学号：1566115210
前言
化工专业课程设计室掌握化工原理和化工设备机械基础相关内容后进行的一门课程设计，也是培养学生具备基本化工设计技能的实践性教学环节。此课程设计所进行的是化工单元设备或主要辅助设备的工艺设计及选型，其性质属于技术设计范畴。
课程设计是对课程内容的应用性训练环节，是学生应用所学知识进行阶段性的单体设备或单元设计方面的专业训练过程，也是对理论教学效果的检验。通过这一环节使学生在查阅资料、理论计算、工程制图、调查研究、数据处理等方面得到基本训练，培养学生综合运用理论知识分析、解决实际问题的能力。
本设计是设计-卧式液氨储罐。液氨储罐是合成氨工业中必不可少的储存容器。为了解决容器设计中的各类问题，本设计针对这方面相关问题做了阐述。综合考虑环境条件，液体性质等因素并参考相关标准，按工艺设计，设备结构设计，设备强度计算，分别对储罐的筒体，封头，鞍座，人孔，接管进行设计，然后用强度校核标准，最终形成合理的设计方案。
通过本次课程设计得到了化工设计基本技能的训练，为毕业设计及今后从事化工技术工作奠定了基础。此次设计主要原理来自<<化工过程设备机械基础>>一书及其他参考资料。
目录
第一章液氨储罐设计参数的确定 (6)
1.1罐体和封头的材料的选择 (6)
1.2设计温度与设计压力的确定 (6)
1.3其他设计参数 (6)
第二章工艺计算 (7)
2.1壁厚的设计 (7)
2.1.1筒体壁厚的计算 (7)
2.1.2封头壁厚的计算 (7)
2.1.3筒体与封头水压强度的校核 (8)
2.2鞍座的设计 (8)
(8)
2.2.1罐体质量W
1
(9)
2.2.2液氨质量W
2
2.2.3其他附件质量W
(9)
3
2.2.4设备总质量W (9)
2.2.5鞍座的选择 (9)
2.3选择人孔并核算开孔补强 (10)
2.3.1人孔选择 (10)
2.3.2开孔补强的计算. (10)
2.4选配工艺接管 (12)
2.4.1液氨进料管 (12)
2.4.2液氨出料管 (12)
2.4.3排污管 (13)
2.4.4安全阀接口 (13)
2.4.5液面计接口管 (13)
2.4.6放空管接管口 (13)
第三章参数校核 (14)
3.1筒体轴向应力校核 (14)
3.1.1筒体轴向弯矩计算 (14)
3.3.2筒体轴向应力计算 (15)
3.2筒体和封头切向应力校核 (17)
3.2.1筒体切向应力计算 (17)
3.3.2封头切向应力计算 (17)
3.3筒体环向应力的计算和校核 (17)
3.3.1环向应力的计算 (17)
3.3.2环向应力的校核 (18)
3.4鞍座有效断面平均压力 (18)
第四章设计汇总 (20)
4.1符号汇总 (20)
4.2公式汇总 (21)
第五章小结 (23)
第六章参考文献 (24)
第七章附录 (25)
第一章液氨储罐设计参数的确定
1.1罐体和封头的材料的选择
纯液氨腐蚀性小,贮罐可选用一般钢材,但由于压力较大,可以考虑20R、16MnR.这两种钢种。如果纯粹从技术角度看，建议选用20R 类的低碳钢板， 16MnR 钢板的价格虽比20R贵，但在制造费用方面，同等重量设备的计价，16MnR 钢板为比较经济。所以在此选择16MnR 钢板作为制造筒体和封头材料。
1.2设计温度与设计压力的确定
通过查表可知，在50℃时液氨的饱和蒸汽压2.0325MPa，《压力容器安全监察规程》规定液化气体储罐必须安装安全阀，设计压力可取最大操作压力的1.05-1.10 倍。所以设计压力p = 1.10×(2.0325? 0.1) = 2.1263MPa 故取设计压力p=2.13MPa。
1.3其他设计参数
容器公称直径见技术特性表即公称直径Di=2600mm；罐体和封头的材料为16MnR，查教材可知其设计温度下的许用应力[σ ]t = 163MPa。液氨储罐封头从受力方面分析来看，球形封头是最理想的结构形式。但缺点是深度大，冲压较为困难；椭圆封头浓度比半球形封头小得多，易于冲压成型，是目前中低压容器中应用较多的封头之一。平板封头因直径各厚度都较大，加工与焊接方面都要遇到不少困难。从钢材耗用量来年：球形封头用材最少，比椭圆开封头节约，平板封头用材最多。因此，从强度、结构和制造方面综合考虑，采用椭圆形封头最为合理。液氨储罐筒体为板卷焊，焊接接头采用双面对接焊100%探伤,因此确定焊接接头系数? = 1。
第二章工艺计算
2.1壁厚的设计
2.1.1筒体壁厚的计算
取计算压力p c =p=2.13MPa ，筒体内径D i =DN=2600mm ，查表知16MnR 在设计温度为50℃时的许用应力为[σ]t =163MPa ，筒体的理论计算壁厚公式为：
p D p t i c -=
υσδ][2（2.1）
式中：δ——筒体的理论计算壁厚，mm ； p c ——筒体计算压力，MPa ； D i ——筒体内径，mm ；
[σ]t ——钢板在设计温度下的许用应力，MPa;
?——焊接接头系数，其值为1。
将数值代入公式(2.1)计算出筒体的计算厚度为：
[]mm p
D p t
i
c 02.1713
.2116322600
13.22=-???=
-=
?σδ
由于液氨对金属有一定的腐蚀，取腐蚀裕量C 2=2mm ，故筒体的设计厚度为：
mm C 02.19202.17δδ2d =+=+=
由钢板厚度负偏差表查得C 1=0.8mm ，故名义壁厚为：
mm C 82.198.002.19δδ1d n =+=++= 圆整后取δn =20mm 。
mm C C n e 2.1728.02021=--=--=δδ
2.1.2封头壁厚的计算
采用的是标准椭圆形封头，各参数与筒体相同，其厚度计算式为：
[]mm p
D p t
i
c 96.1613
.25.0116322600
2.25.02=?-???=
-=
?σδ
设计厚度为：
mm C 96.18296.16δδ2d =+=+=
名义厚度为：
mm C 76.198.096.18δδ1d n =+=+=
mm C C n e 2.1728.02021=--=--=δδ
圆整后取δn =20mm 。
查表(132页)标准椭圆形封头的直边高度(JB/T4737-95)为h 0=50mm 。 2.1.3筒体与封头水压强度的校核 确定水压试验的试验压力值
已知p=2.13MPa ，[σ] =[σ]t =163MPa
试验压力：p P t
T ][][25.1σσ= 式中：P T ——试验压力，MPa; p ——设计压力，MPa;
[σ] 、[σ]t ——分别为液压试验温度和设计温度下壳壁材料的许用应力，MPa 。 带入数据得：
MPa p P t
T 67.213.216316325.1]
[][25.1=??==
σσ 计算水压试验时的器壁应力值 实验时器壁的应力：
MPa D P e e i T T 6.2011
2.172)2.172600(67.22)(=??+?=+=
?δδσ
查表（125页）可知20mm 的16MnR 钢板的常温强度指标σs =325MPa 。所以
MPa s 5.29213259..09.0=??=?σ
?σσs T 9.0≤，故所设计的器壁厚度满足设计要求。2.2鞍座的设计 2.2.1罐体质量W 1
罐体质量m 1：公称直径DN=2600mm ，壁厚δ=20mm 的筒体，查表（陈国恩主编312页），得每米质量是q 1=1290kg/m ，所以kg L q m 50319.31290011=?== 封头质量m 2：公称直径DN=2600mm ，壁厚δ=20mm ，直边高度h 0=50mm 的标准
椭圆形封头，查表（313页）得其质量kg m 1230'
2=，所以
kg m m 2460123022'
22=?==
W 1=m 1+m 2=5031+2460=7491kg
2.2.2液氨质量W 2
ρV W =2
式中:V ——贮罐容积，m 3；
ρ——液氨的密度，在0℃时液氨的密度为640kg/m 3。小于水的密度，故充液氮质量按水考虑
筒体公称直径DN=2600mm ，筒体长度L 0=4.0m ，查（312页），得封头容积为V h =2.56m 3，则贮罐总容积为
3202825.259.36.24
14
.356.224
2m L D V V h =??+
?=+
=π
于是
kg V W 258251000825.252=?==ρ
2.2.3其他附件质量W 3
人孔约重200kg ，其它接口管的总重约300kg 。于是W 3=500kg 。 2.2.4设备总质量W
W=W 1+W 2+W 3=7491+28525+550=33316kg
2.2.5鞍座的选择
每个鞍座承受的负荷为
kN Wg
F 34.1632
81
.9333162
=?=
=
根据鞍座承受的负荷，查表(《化工设备机械基础》，大连理工大学出版社，附录16可知，选择轻型(A)带垫板，包角为120°的鞍座。即JB/T4712-1992 鞍座A2600-F ，JB/T4712-1992 鞍座A2600-S 。其标准尺寸如下： 安放位置：
筒体长度
102L A L +=
式中A ——鞍座与封头切线之间的距离，mm ；
L 1——两鞍座间距，mm 。
由于筒体L/D 较大，且鞍座所在平面又无加强圈，取
mm D A 650260025.025.0=?==
mm A L L 260065023900201=?-=-=
2.3选择人孔并核算开孔补强 2.
3.1人孔选择
压力容器人孔是为了检查设备的内部空间以及安装和拆卸设备的内部构件。人孔主要由筒节、法兰、盖板和手柄组成。一般人孔有两个手柄。根据储罐是在常温下及设计压力为 2.13MPa 的条件下工作,人孔的标准按公称压力为 2.5MPa 等级选取。考虑到人孔盖直径较大较重,故选用水平吊盖带颈对焊法兰人孔(HG 21524-95)，公称直径为450mm ，突面法兰密封面(RF 型)。该人孔结构中有吊钩和销轴，在检修时只需松开螺栓将盖板绕销轴旋转，即可轻松进入，而不必将其取下以节约维修时间。查得该人孔的有关数据如下: 该水平吊盖带颈对焊法兰人孔的标记为：HG21523-95 人孔RF Ⅴ（A?G）450-2.5 其中RF 指突面密封，Ⅴ指接管与法兰的材料为16MnR ，A?G 是指用普通石棉橡胶板垫片，450-2.5是指公称直径为450mm 、公称压力为2.5 Mpa 。 2.3.2开孔补强的计算.
由于人孔的筒节不是采用无缝钢管，故不能直接选用补强圈标准。由表4.1知本设计所选用的人孔筒节内径d i ＝450mm ，壁厚δnt ＝12mm 。据此差得补强圈尺寸(JB/T 4736-2002)为：外径D 2=760mm ，内径D 1=450+2×12+14=488mm 。
开孔补强的有关计算参数如下： (1) 开孔所需补强面积A
对于圆筒，壳体开口出的计算厚度为：
[]mm p
pD t
i
02.1713
.2116322600
13.22=-???=
-=
?σδ。
开孔直径
mm C d d i 6.455)28.0(24502=+?+=+=。
由于接管材料与壳体材料都为16MnR ，故f r =1，内压容器的圆筒开孔强面积为：
)1(2r et f d A -+=δδδ mm 2
(4.1)
式中 d ——开孔直径，圆形孔取接管内直径加两倍壁厚附加量，mm ；
δ——壳体开孔处的计算厚度，mm ； δet ——接管有效厚度，mm ；
f r ——强度削弱系数，等于设计温度下接管材料与壳体材料许用应力之比值。
代入数据得：开孔所需补强面积
2312.775402.176.455mm A =?=
(2) 有效宽度B
mm d B 2.9116.45522=?==
mm d B nt n 6.5191222026.45522=?+?+=++=δδ
二者中取较大值B=911.2mm 。 (3) 有效高度
①外侧高度h 1
mm d h nt 94.73126.4551=?==δ mm h 2741==接管实际外伸高度
二者中取较小值h 1=73.94mm
②内侧高度h 2
mm d h nt 94.73126.4552=?==δ 0mm 2==接管实际外内伸高度h
二者中取较小值h 2=0mm 。 (4) 补强面积A e
在有效补强范围内，可作为补强的截面积按下式计算
321A A A A e ++=
式中 A e ——补强面积，mm 2；
A 1——壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积，mm 2; A 2——接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积，mm 2； A 3——焊缝金属截面积，mm 2。 计算如下：
)1)((2))((1r e et e f d B A -----=δδδδδ
其中接管有效厚度为
mm C C nt et 2.928.01221=--=--=δδ
故
2
1008.82)11)(02.172.17(2.92)02.172.17)(6.4552.911(mm A =--?---=
r et t et f C h h A )(2)(22212-+-=δδδ (4.4)
其中接管计算厚度为
[]mm p
d
p t
c t 996.22
.2116326
.45513.22=-???=
-=
?σδ
故 2244752.91701)996.22.9(94.732mm A =+?-??=
焊缝金属截面积
2314412122
1
2mm A =???=
故补强面积A e 为
2321456.1142144448.917008.82mm A A A A e =++=++=
由于A A e <，故开孔需另加补强，其另加补强面积为
24856.6610456.1142312.7754mm A A A e =-=-=
(5) 补强圈厚度δ
mm D D A 30.24488
760856
.6610'1
24=-=
-≥
δ
圆整后取mm 26'=δ，补强材料与壳体材料相同为16MnR 。
2.4选配工艺接管 2.4.1液氨进料管
采用φ57×3.5mm 无缝钢管。管的一端切成45°，伸入储罐内少许。配用突面板式平焊管法兰：HG20592-97 法兰 PL50-2.5 RF-16MnR 2.4.2液氨出料管
在化工生产中，需要将液体介质运送到与容器平行的或较高的设备中去，并且获得纯净无杂质的物料。故采用可拆的压出管mm 325?φ，将它用法兰固定在接口管mm 5.357?φ内。
罐体的接口管法兰采用HG20592-97法兰 WN50-2.5 RF-16MnR。与该法兰相配并焊接在压出管的法兰上，其连接尺寸和厚度与HG20592-97 法兰SO32-2.5 RF-16-MnR相同，但其内径为25mm。
液氨压出管的端部法兰采用HG20592-97 法兰SO32-2.5 RF-16-MnR。这些小管都不必补强。压出管伸入贮罐2.5m
2.4.3排污管
φ，管端焊有一与贮罐右端最底部安设一个排污管，管子规格：mm
5.3
57?
截止阀J41W-16相配的管法兰HG20592-97 法兰SO20-1.6RF-16-MnR。排污管一罐题连接处焊有一厚度为10mm的补强圈
2.4.4安全阀接口
φ的无缝钢管，安全阀接管尺寸由安全阀泄放量决定。本贮罐选用mm
3
32?
5
.
法兰为HG20592-97 法兰SO25-1.6 RF-16MnR（尺寸由安全阀泄露放量决定）2.4.5液面计接口管
本贮罐采用透光式玻璃板液面计AT 2.5-W-1450V 两支。与液面计相配的接φ，管法兰为HG20592-97 法兰SO15-1.6RF-16MnR
管尺寸为mm
3
18?
2.4.6放空管接管口
为了在注入液体时，将容器内的空气排到罐体外以便能顺利快速地注入，需安设φ无缝钢管，法兰为HG20592-97 法兰SO25-1.6 一放空管。采用mm
5
.
32?
3
RF-16MnR。
第三章参数校核
3.1筒体轴向应力校核
3.1.1筒体轴向弯矩计算
筒体中间处截面的弯矩用下式计算
()
?????
???????-
+-+=L A L h L h R FL M i i m 43412142221(8-1) 式中 F —鞍座反力，N ； R m —筒体的平均直径，mm ； L —筒体长度，mm ；
A —支座中心线至封头的距离，mm ； h i —封头内壁的曲面高度，mm 。
其中，
mm DN R n
m 13202
2
2026002
2=?+=
+=
δ所以
()
mm N M ??=?????
???
?????-
??+-?+??=82221
10992.0534065045340365041534065013202145340163340
支座处截面上的弯矩
????
?
?
??????+-+
--
-=L h AL h R L A FA M i
i m 3412112
22所以 mm N M ??-=????
?
?
????????+
??-+--
??=7222
10733.05340365041534065026501320534065011650163340-
3.3.2筒体轴向应力计算
由《化工机械工程手册》（上卷，P11~99）得K 1=K 2=1.0。因为︱M 1︱＞＞︱M 2︱，且A ＜R m /2=660mm ，故最大轴向应力出现在跨中面，校核跨中面应力。
（1）由弯矩引起的轴向应力 筒体中间截面上最高点处
e
m R M δσ2
1114.3'-
=
MPa 054.12
.17132014.310992.0'2
8
1-=???-=σ 最低点处：
Pa 054.1''12=-=σσ。
鞍座截面处最高处：
MPa R K M e
m 079.02
.1713200.114.310773.014.32
7
2
12
3=????--=-
=δσ 最低点处：
MPa R K M e
m 079.02
.1713200.114.310733.014.327
2
12
4-=????-=?=
δσ （2）由设计压力引起的轴向应力 由
e
m
p pR δσ2=
所以
MPa p 73.812
.1721320
13.2=??=
σ
（3）轴向应力组合与校核
最大轴向拉应力出现在筒体中间截面最低处，所以
MPa p 784.82054.173.81'22=+=+=σσσ
许用轴向拉压应力[σ]t =163MPa ，而σ2＜[σ]t 合格。 最大轴向压应力出现在充满水时，在筒体中间截面最高处，
MPa 054.1'11=-=σσ
轴向许用应力
MPa R A i
e
001244.01300
2
.17094.0094.0=?=
=
δ
根据A 值查外压容器设计的材料温度线图得B=130MPa ，取许用压缩应力[σ]ac =130MPa ，︱σ1︱＜[σ]ac ，合格。
3.2筒体和封头切向应力校核
因筒体被封头加强，筒体和封头中的切向剪应力分别按下列计算。 3.2.1筒体切向应力计算
由《化工机械工程手册》（上卷，P11-100）查得K 3=0.880，K 4=0.401。所以
MPa R F K e m 33.62.171320163340880.03=??=??=δτ
3.3.2封头切向应力计算
MPa R F K e m h 88.22
.171320163340
401.04=??=??=
δτ
[][]MPa
DN P K e t
h t
76.422
.1722600
13.2116325.1225.125.1=???-?=??-
?=-δσσσ因τh ＜1.25[σ]t -σh ,所以合格。
3.3筒体环向应力的计算和校核
3.3.1环向应力的计算
设垫片不起作用 （1）在鞍座处横截面最低点
2
55b F
K k e ???-
=δσ (8-5)
式中 b 2——筒体的有效宽度，mm 。
由《化工机械工程手册》（上卷，P11-101）查得，K 5=0.7603，K 6=0.0132。式中k=0.1，考虑容器焊在鞍座上
e m R b b δ?+=56.12 (8-6)
式中 b —鞍座轴向宽度，mm 。
所以
mm b 06.5952.17132056.13602=??+=
所以
MPa 21.106
.5952.17163340
7603.01.05-=???-
=σ
（2）鞍座边角处轴向应力
因为L/Rm=3900/1320=2.95＜8,且
2
626234e
e F K b F
δδσ--= (8-7) 所以
MPa 92.142
.172163340
0132.032.1706.59541633402
6-=???-??-
=σ 3.3.2环向应力的校核
︱σ5︱＜[σ]t =163MPa ，合格。
︱σ︱＜1.25[σ]t =1.25×163=203.75MPa，合格。
3.4鞍座有效断面平均压力
鞍座承受的水平分力
F K F s ?=9 (8-8)
由《化工机械工程手册》（上卷，P11-103）查得，K 9=0.204。 所以
N F s 36.33321163340204.0=?=。
鞍座有效断面平均应力
9b H F s s
?=
σ (8-9) 式中 H s ——鞍座的计算高度，mm ； b 0——鞍座的腹板厚度，mm 。
其中H s 取鞍座实际高度（H=250mm ）和R m /3=1320/3=440mm 中的最小值，即H s =250mm 。腹板厚度
b 0=δ2-C 1=10-0.8=9.2mm 。所以
MPa 488.142
.925036
.333219=?=
σ
应力校核
[]MPa sa 33.931403
2
329=?=
?σσ 式中[σ]sa =140MPa ，鞍座材料Q235—AF 的许用应力。
第四章设计汇总4.1符号汇总
中南大学机械设计机械设计基础课程设计_doc
机械设计 课程设计说明书（机械设计基础） 设计题目电动绞车传动装置的设计 学院专业班级：学号： 设计人： 指导老师： 完成日期： 中南大学
目录 一、设计任务书 (1) 二、机械传动装置的总体设计 (4) 1电机的选择 (4) 2传动装置的总传动比和分配各级传动比 (5) 3传动装置的运动学和动力学计算 (6) 三、传动装置主要零件的设计、润滑选择 (7) 1闭式齿轮传动 (7) 2开式齿轮传动 (9) 3开式齿轮传动 (11) 4轴的设计 (12) 5轴承的选择 (16) 6键的选择 (18) 7联轴器的选择 (19) 8附件选择 (19) 9润滑与密封 (21) 10箱体各部分的尺寸 (21) 四、设计总结 (23) 五、参考文献 (24)
设计计算及说明结果及依据 一、设计任务书 1 题目 电动绞车传动装置的设计 2 传动简图 3 原始数据： 表一原始数据 项目数据 运输带曳引力 F（KN）30 运输带速度 v(m/s) 0.25 滚筒直径 D（mm）350 4设计目的 （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、规范、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。 5设计内容 （1） 传动装置的总体设计； （2） 传动装置主要零件的设计、润滑选择； （3） 减速器装配图的设计； （4） 零件工作图的设计； （5）设计计算说明书的编写。 二 机械传动装置的总体设计 1 电机的选择 1.1 电机类型的选择 选择Y 系列三相异步电动机。 1.2 额定功率的确定 电动机所需功率为 η w d P P = KW P w ：工作机构所需功率； η：从电动机到工作机的传动总效率； KW 5.71000 Fv P w == F ：工作机牵引力，30kN ； V ：工作机的线速度，0.25m/s ； η=η联×η3轴承×η闭式齿轮×η2开式齿轮 ×η滚筒 =0.992×0.993×0.97×0.952×0.98 =0.826 从课程设计书p7表2-4查得联轴器、轴承、齿轮、链和滚筒的效率值。则 KW 082.9826 .05 .7P d == 额定功率值d ed P P ≥。 w P =KW 5.7 课程设计 表2-4 KW 082.9P d =
化工机械基础试题及答案
一、名词解释(10分) 1、无力矩理论:在旋转薄壳的受力分析中忽略了弯矩的作用,该情况下的应力状态与承受内压 的薄膜相似,又称薄膜理论。 2、法兰的公称压力:以16MnR 在200℃时的力学性能为基础,其最大操作压力即为具有该尺 寸法兰的公称压力。 3、泊松比:弹性阶段杆件的横向应变与轴向应变之比的绝对值,称为横向变形系数或泊松比。 就是一无量纲的量,其数值随材料而异,也就是通过试验测定的。 ε εν' = 4、同素异构转变:在固态下晶体构造随温度发生变化的现象,称同素异构转变。 5、热脆:硫以FeS 的形态存在于钢中,FeS 与Fe 形成低熔点(9850 C)化合物,而钢材的热加工 温度一般在11500C-12000 C 以上,当钢材热加工时由于FeS 化合物的过早熔化而导致工件开裂,称为“热脆”。作图题(共10分) 根据受力图画出剪力图与弯矩图(10分) 三、问答题(共26分) 1、 Q235-A ●F 代表 普通碳素钢 (钢种),其中Q 为 屈服强度的头一个拼音字母 ,235为 屈服强度值 ,A 表示 质量等级 ,F 表示 沸腾钢 ;0Cr18Ni9 代表 铬镍不锈钢 (钢种),18 表示 含铬18% , 9 表示 含镍9% ;ZL7代表 铸铝 (钢种); H80 代表 黄铜 (钢种),80 表示平均含铜80% 。(5分) 2.埋弧自动焊的优缺点就是什么？不锈钢焊接采用何种方法及其特点就是什么？(5分) 埋弧自动焊的优点:1)生产效率高;2)焊缝质量高;3)劳动条件好 缺点:不及手工电弧焊灵活,工件边缘准备与装配质量要求高、费工时,必须严格控制焊接规范。
不锈钢焊接可采用氩弧焊,用氩气为保护介质,就是惰性气体,既不与金属起化学反应也不溶于液态金属,可避免焊接缺陷,获得高质量的焊缝。 3.什么就是外压容器的失稳？简述外压容器侧向失稳的形式并说明如何通过失稳形势判断 外压容器的类型？(8分) 容器强度足够,却突然失去原有的形状,筒壁被压瘪或发生褶皱,筒壁的圆环截面一瞬间变成了曲波形,这种现象称为弹性失稳。其实质就是容器筒壁内的应力状态有单纯的压应力平衡跃变为主要受弯曲应力的新平衡。 侧向失稳时壳体断面由原来的圆形被压瘪而呈现波形,产生的波形数n=2时,为长圆筒;n>2时,为短圆筒;如只发生强度破坏,无失稳则为刚性筒。 4、下列容器属一、二、三类容器的哪一类？(8分) （1） 直径为2000mm,设计压力为10Mpa 的废热锅炉 （2） 设计压力为0、6Mpa 的氟化氢气体储罐 （3） 设计压力为1、0Mpa 的搪玻璃压力容器 （4） p 为4Mpa 的剧毒介质容器 （1） 为三类容器;(2)为二类容器;(3)为二类容器;(4)为三类容器。 四、计算题(共54分) 1、 一个低合金钢内压反应釜,内径mm D i 1000=,工作压力MPa 0.2(装有安全阀),工作 温度C 0 300,釜体采用单面手工电弧焊(有垫板),全部无损探伤,内部介质有轻微腐蚀性,试设计反应釜筒体壁厚,并校核水压试验强度。([]MPa t 144=σ []MPa 170=σ MPa s 345=σ,() s e e i T T D p ?σδδσ9.02≤+= )(10分) 表 钢板负偏差C l (mm) 解:设壁厚mm 11,mm C 8.01=,mm C 12= []mm C p pD t i d 97.98.105 .129.014421000 05.122=+?-????= +-= ?σδ 圆整为规格钢板,取mm n 10=δ厚。 水压试验校核:() ()MPa D p e e i T T 5.1902 .822.81000144170 05.1225.12=?+? ??= += δδσ
机械原理课程设计报告-模板
山东大学机械原理课程设计 学院机械工程学院 班级 成员 指导教师 目录
任务与要求 .............................................................................................................. - 3 -方案一 ...................................................................................................................... - 3 -设计要求 ............................................................................................................................. - 3 - 机构类型 ..................................................................................................................... - 3 - 结构特点 ..................................................................................................................... - 3 - 尺寸特征 ................................................................................................................... - 11 - 分析条件 ................................................................................................................... - 12 - ADAMS软件建模.............................................................................................................. - 4 - ADAMS软件仿真.............................................................................................................. - 5 - 最终输出构件的压力角............................................................................ 错误!未定义书签。方案二 ...................................................................................................................... - 6 -设计要求 ........................................................................................................................... - 11 - 机构类型 ........................................................................................... 错误!未定义书签。 结构特点 ................................................................................................................... - 11 - 尺寸特征 ........................................................................................... 错误!未定义书签。 质量属性 ........................................................................................... 错误!未定义书签。 ADAMS软件建模............................................................................................................ - 12 - ADAMS软件仿真............................................................................................................ - 13 - 输出构件压力角 ............................................................................................................... - 20 - 方案三 .................................................................................................................... - 21 -设计要求 ........................................................................................................................... - 21 - 机构类型 ................................................................................................................... - 21 - 结构特点 ................................................................................................................... - 21 - 尺寸特征 ................................................................................................................... - 21 - 质量属性 ................................................................................................................... - 22 - ADAMS软件建模............................................................................................................ - 22 - ADAMS软件仿真............................................................................................................ - 23 - 输出构件压力角 ....................................................................................... 错误!未定义书签。总结分析 ................................................................................................................ - 38 -小组总结 ................................................................................................................ - 38 -参考文献 ................................................................................................................ - 38 -致谢 ........................................................................................................................ - 39 - - 2 -
机械设计基础课程设计ZDL3B
1、设计任务书 1.1 设计题目 1.2 工作条件 1.3 技术条件 2、传动装置总体设计 2.1 电动机选择 2.2 分配传动比 2.3 传动装置的运动和动力参数计算 3、传动零件设计计算以及校核 3.1 减速器以外的传动零件设计计算 3.2 减速器内部传动零件设计计算 4、轴的计算 4.1 初步确定轴的直径 4.2 轴的强度校核 5、滚动轴承的选择及其寿命验算 5.1 初选滚动轴承的型号 5.2 滚动轴承寿命的胶合计算 6、键连接选择和验算 7、连轴器的选择和验算 8、减速器的润滑以及密封形式选择 9、参考文献
1.1设计题目 设计胶带传输机的传动装置 1.2工作条件 1.3技术数据 2.传动装置总体设计 2.1电动机的选择 2.1.1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，封闭自扇冷式结构，电压380伏，丫系列电动机 2.1.2选择电动机的功率 (1) 卷筒所需有效功率 0 .7901FV P w 1000 1600 1.6 1000 2 .56 kw P w 2.56kw (2) 传动总效率 根据表4.2-9确定各部分的效率： 弹性联轴器效率 一对滚动轴承效率 闭式齿轮的传动效率开式滚子链传动效率一对滑动轴承的效传动滚筒的效率n 1=0.99 n 2=0.98 n 3=0.97 (8 级) n 4=0.92 n 5=0.97 n 6=0.96 0.99 0.99 20.97 0.90 0.97 0.96 0.7901
(3) 所需的电动机的功率 按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭自扇冷式 结构，电压380V, 丫系列。 查表2.9-1可选的丫系列三相异步电动机 Y160M1-8型，额定 F 0 4kw ，或选 Y132M2-6型，额定 P 0 4kw 。 满足P 。 P r 2.1.3确定电动机转速 传动滚筒转速 现以同步转速为 丫132S-4型(1500r/min ) 及丫132M2-6 型(1000r/min )两种方案比较，查得电动机数据 万案 号 电动机型 号 额定功 率(kW) 同步转 速 (r/mi n) 满载转 速 (r/mi n) 电动机 质量/kg 总传动 比 1 Y160M1-8 4 750 720 73 7.54 2 Y132M2-6 4 1 .05 比较两种方案，方案2选用的电动机使总传动比较大。为使传 动装置结构紧凑，选用方案1。电动机型号为丫160M1-&由表 2.9-2查得其主要性能数据列于下表 电动机额定功率P o /kW 4 电动机满载转速n 0/(r/min) 720 电动机轴伸直径D/mm 42 电动机轴伸长度E/mm 110 电动机中心高H/mm 160 堵转转矩/额定转矩 2.0 P r P w 2.56 0.7901 3.24Kw Pr=3.24kw 60v D 60 1.6 95.5r / min
机械设计课程设计说明书模板.
燕山大学 机械设计课程设计说明书题目：带式输送机传动装置 学院（系）：机械工程学院 年级专业： 09级机械设计及理论 学号： 0901******** 学生姓名：乔旋 指导教师：许立忠 教师职称：教授
目录 一、设计任务书.................................................................. 二、传动方案分析................................... .......................... 三、电动机的选择和参数计算........................................ 四、传动零件的设计计算................................................. 五、轴的设计...................................................................... 六、键的选择校核............................................................ 七、轴承的校核................................................................... 八、联轴器的选择及校核................................................ 九、密封与润滑的选择.................................................... 十、减速器附件及说明................................................... 十一、装配三维图........................................................ 十二、设计小结............................................................. 参考资料...................................................................
化工设备机械基础试卷
化工机械基础复习卷 一、选择题 1.以下各组中，压力容器与代号对应错误的一组是：( ) A 反应设备——R B 换热器——E C 分离设备——S D 储存容器——B 2. 在化工厂中，换热器的投资约占到了整个投资的40%，其中列管式换热器使用最为普遍。以下各项中不属于列管式换热器的是：( ) A 固定管板式换热器B 填料函式换热器C U 形管式换热器D 翅片式换热器 3. 下列各项中，不属于填料塔的部件的是：( ) A 溢流堰B 喷淋装置C 液体在分布器D 填料支承结构 4. 下列属于填料塔内部部件的是：( ) A 折流板B 联轴器C 液体喷淋装置D 溢流堰 5. 化工生产常用的反应器中，用于固体与气体直接反应的反应设备是：( ) A 流化床反应器B 流动床反应器C 固定床反应器D 鼓泡反应器 6. 适用于大规模气象反应，尤其是气象催化反应的反应设备是：( ) A 流化床反应器B 流动床反应器C 固定床反应器D 鼓泡反应器 7. 以下化工用管中，属于非金属管的是：( ) A 硅铁管B 玻璃钢管C 紫铜管D 铸铁管 8. 在常用阀门中，用于防止超压保护设备的阀门是：( ) A 节流阀B 截止阀C 安全阀D 旋塞阀 9. 用于控制流体方向，防止流体逆流的阀门是：( ) A 截止阀B 闸阀C 节流阀D 止回阀 10. 常见机械传动中，能够自动防止过载的是：( ) A 皮带传动B 齿轮传动C 链传动D 蜗杆传动 11. 以下那种设备是用来分离非均相混合物的：( ) A 泵 B 压缩机 C 输送机 D 离心机 12. 以下设备中不属于动设备的是： A 泵 B 蒸发器 C 压缩机 D 离心机 13. 不是利用阀芯的垂直升降实现阀门启闭的是：( ) A 球阀 B 节流阀 C 截止阀 D 闸阀 14. 管件中用于连接两端直径不同的管子，起到节流升压作用的是：( ) A 异径管 B 三通 C 四通 D 弯头 15. 阀门泄露是化工厂常见的设备故障，以下哪个不是常见阀门故障：( )
机械原理课程设计参考答辩题
. 机械原理课程设计答辩参考选题 1.机构选型？ 2.何谓何谓机构尺度综合？ 3.平面连杆机构的主要性能和特点是什么？ 4.何谓机构运动循环图？ 5.机构运动循环图有哪几种类型？ 6.在机构组合中什么是串联式组合？ 7.在机构组合中什么是并联式组合？ 8.在机构组合中什么是反馈式组合？ 9.平面机构的构件常见的运动形式有哪几种？ 10.举例说明有哪些机构可以实现将转动变成直线移动。 11.举例说明有哪些机构可以实现将转动变成摆动。 12.举例说明有哪些机构能满足机构的急回运动特性？ 13.对于外凸凸轮,为了保证有正常的实际轮廓,其滚子半径选取有什么要求？ 14.要求一对外啮合直齿圆柱齿轮传动的中心距略
小于标准中心距,并保持无侧隙啮合,此时应采用什么传动？ 15.在凸轮机构中,从动件按等加速、等减速运动规律运动时,有何冲击？ .. . 16.蜗杆的标准参数在何处,蜗轮的标准参数在何处？ 17.平面四杆机构共有几个瞬心,其中有几个绝对瞬心、几个相对瞬心？ 18.在平面机构中,每个高副引入几个约束、每个低副引入几个约束？； 19.当两构件组成转动副时,其瞬心位于何处？当构件组成移动副时,其瞬心位于何处？ 20.机械效率可以表达为什么值的比值？ 21.标准渐开线斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件是什么？ 22.标准渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数是哪几个？ 23.从机械效率的观点看,机械的自锁条件是什么？
24.试叙机构与运动链的区别？ 25.试计算所设计机构的自由度。 26.试说明所设计机构的工作原理。 27.四杆机构同样可以将旋转运动的输入变为直线运动的输出，为什么有的摇摆式输送机要采用6杆机构？ 28.机械原理课程设计的任务一般可分为几个部分？ 29.机械原理课程设计的方法原则上可分为几类？ 30.机械运动方案设计主要包括哪些内容？ 31.执行机构按运动方式及功能可分为几类？ .. . 32.做匀速转动的机构常用的有哪几种？ 33.做非匀速转动的机构常用的有哪几种？ 34.分析凸轮机构在本设计中所起的作用。 35.做往复移动的机构常用的有哪几种？ 36.平面连杆机构的主要性能和特点是什么？ 37.凸轮机构的主要性能和特点是什么？ 38齿轮机构的主要性能和特点是什么？ 39.分析影响行程速比系数K值大小的几何尺寸。
机械设计基础课程设计说明书
《机械设计基础》 课程设计 船舶与海洋工程2013级1班第3组 组长:xxx 组员:xxx xxx xxx 二〇一五年六月二十七日
《机械设计基础》课程设计 说明书 设计题目: 单级蜗轮蜗杆减速器 学院:航运与船舶工程学院 专业班级: 船舶与海洋工程专业一班 学生姓名: xxx 指导老师: xxx 设计时间: 2015-6-27 重庆交通大学航运与船舶工程学院2013级船舶与海洋工程 《机械设计基础》课程设计任务书 1、设计任务 设计某船舶锚传动系统中的蜗杆减速器及相关传动。 2、传动系统参考方案(见下图) 锚链输送机由电动机驱动。电动机1通过联轴器2将动力传入单级蜗杆减速器3,再通过联轴器4,将动力传至输送锚机滚筒5,带动锚链6工作。
锚链输送机传动系统简图 1——电动机;2——联轴器;3——单级蜗杆减速器; 4——联轴器;5——锚机滚筒;６——锚链 3、原始数据 设锚链最大有效拉力为F(N)=3000 N,锚链工作速度为v=0、6 m/s,锚链滚筒直径为d=280 mm。 4、工作条件 锚传动减速器在常温下连续工作、单向运动;空载起动,工作时有中等冲击;锚链工 作速度v的允许误差为5%;单班制(每班工作8h),要求减速器设计寿命8年,大修期为3年,小批量生产;三相交流电源的电压为380/220V。 5、每个学生拟完成以下内容 (1)减速器装配图1张(A1号或A0号图纸)。 （2）零件工作图2~3张(如齿轮、轴或蜗杆等)。 (3)设计计算说明书1份(约6000~8000字)。
目录 1、运动学与动力学的计算 0 2、传动件的设计计算 (4) 3、蜗杆副上作用力的计算 (7) 4、减速器箱体的主要结构尺寸 (8) 5、蜗杆轴的设计计算 (9) 6 、键连接的设计 (13) 7、轴及键连接校核计算 (13) 8、滚动轴承的寿命校核 (17) 9、低速轴的设计与计算 (17) 10、键连接的设计 (20) 11、润滑油的选择 (21) 12、附件设计 (21) 13、减速器附件的选择 (22) 参考文献: (23)
机械基础课程设计模板
机械基础课程设计设计说明书 设计题目：仿生水母 机电学院：08-713班 小组成员：2008071315张** 2008071329刘 ** 2008071302高 ** 专业：机械设计制造及其自动化 指导老师：孔凡凯 2010年7月10日 哈尔滨工程大学
设计说明书至少要包含以下部分内容 一、机构运动简图（要求符号规范并标注参数） 二，机构照片（复印件） 三．机构有__________个活动构件。有__________个低副，其中转动副__________个，移动副__________个。有_________个高副，其中齿轮副_________个，蜗杆蜗轮副_________个，凸轮副_________个。有_________个复合铰链，在___________处。有_________个局部自由度，在___________处。有_________个虚约束，在___________处。 四．机构自由度数数目为 F＝ 3n － 2P L － P H ＝ 3×－2×－＝ 五．机构_________个原动件。在___________处用___________驱动，模拟___________的运动；在___________处用___________驱动，模拟___________的运动；在___________处用___________驱动，模拟___________的运动。 六．针对原设计要求，按照实验结果简述机构的有关杆、副是否运动到位、曲柄是否存在、是否实现急回、最小传动角数值、是否有“憋劲”现象。（原设计题无要求的项目可以不涉及） 七．指出在机构中自己有所创新之处。 八．指出机构的不足之处，简述进一步改进的设想。
《东北大学机械基础课程设计》设计说明书
机械设计基础课程设计计算说明书 题目：设计胶带输送机的传动装置 班级：冶金工程1103 姓名：马林林 学号：20110075 指导教师： 成绩： 2013 年07 月07 日
1、设计内容 1.1设计题目 1.2工作条件 1.3技术条件 2、传动装置总体设计 2.1电动机选择 2.2分配传动比 2.3传动装置的运动和动力参数计算 3、传动零件设计计算以及校核3.1减速器以外的传动零件设计计算 3.2减速器内部传动零件设计计算 4、轴的计算 4.1初步确定轴的直径 4.2轴的强度校核 5、滚动轴承的选择及其寿命验算5.1初选滚动轴承的型号 5.2滚动轴承寿命的胶合计算 6、键连接选择和验算 7、连轴器的选择和验算
kw w 30.3=
一对滚动轴承效率 η2=0.99 闭式齿轮的传动效率 η3=0.97（8级） 开式滚子链传动效率 η4=0.92 一对滑动轴承的效率 η5=0.97 传动滚筒的效率 η6=0.96 8063 .096.097.092.097.099.099.026 5432 21=?????=?????=ηηηηηηη 8063.0=η （3）所需的电动机的功率 Kw p p w r 09.48063 .030.3=== η Kw p r 09.4= 即Pr=4.09kw 查表2-18-1可选的Y 系列三相异步电动机Y132M2-6型， 额定kw P 5.50=。满足r P P >0，其主要性能见表。 2.1.3确定电动机转速 传动滚筒转速 min /4.102280 1000 5.16060w r D v n =???==ππ 现以同步转速为Y132S-4型（1500r/min ） 及Y132M2-6 型（1000r/min ）两种方案比较，查得电动机数据 使传动装置结构紧凑，选用方案2。电动机型号为Y132M2-6。 由表2-18-1和表2-18-2查得其主要性能技术数和安装尺寸 数据列于下表
化工机械基础试题.doc
2003.6《化工机械基础》试题答案（48学时） —、名词解释（10分） 1、无力矩理论：在旋转薄壳的受力分析中忽略了弯矩的作用，该情况下的应力状态和承受 内压的薄膜相似，又称薄膜理论。 2、法兰的公称压力：以16MnR在200°C时的力学性能为基础，其最大操作压力即为具有 该尺寸法兰的公称压力。 3、泊松比：弹性阶段杆件的横I何应变与轴向应变之比的绝对值，称为横l，J变形系数或泊松 比。是一无量纲的量，其数值随材料而异，也是通过试验测定的。1/ = 4、同素异构转变：在固态下晶体构造随温度发生变化的现象，称同素异构转变。 5、热脆：硫以FeS的形态存在于钢中,FeS和Fe形成低熔点（985%）化合物，而钢材的热 加工温度一般在1150°C-1200°C以上，当钢材热加工时由于FeS化合物的过早焰化而导致工件开裂，称为“热脆”。 %1.作图题（共10分） 根据受力图画出勇力图和弯矩图（10分） qa2q 三、问答题（共26分） 1.Q235.A,F代表普通碳素钢（钢种）,其中0为屈服强度的头一个拼音字母，235 为 屈服强度值，A表示质量等级，F表示沸腾钢；0Crl8Ni9代表为竦不锈钢（钢种,18表示含铭18% , 9表示含锲9% ；ZL7代表铸铝（钢种）；H80代表茧铜（钢种），80表示平均含铜80%。（5分） 2.埋弧自动焊的优缺点是什么？不锈钢焊接采用何种方法及其特点是什么？（5分）
埋弧自动焊的优点：1）生产效率高；2）焊缝质量高；3）劳动条件好 缺点：不及手工电弧焊灵活，工件边缘准备和装配质量要求高、费工时，必须严格控制焊接规范。 不锈钢焊接可采用叙弧焊，用氧气为保护介质，是惰性气体，既不与金属起化学反应也不溶于液态金属，可避免焊接缺陷，获得高质量的焊缝。 3.什么是外压容器的失稳？简述外压容器侧向失稳的形式并说明如何通过失稳形势判断外 压容器的类型？（8分） 容器强度足够，却突然失去原有的形状，筒壁被压瘪或发生褶皱，筒壁的圆环截面一?瞬间变成了曲波形，这种现象称为弹性失稳。其实质是容器筒壁内的应力状态有单纯的压应力平衡跃变为主要受弯曲应力的新平衡。 侧向失稳时壳体断面由原来的圆形被压瘪而呈现波形，产生的波形数n=2时，为长圆筒; n>2时，为短圆筒；如只发生强度破坏，无失稳则为刚性筒。 4、下列容器属一、二、三类容器的哪一类？（8分） （1）直径为2000mm,设计压力为lOMpa的废热锅炉 （2）设计压力为0. 6Mpa的氟化氢气体储罐 （3）设计压力为1. OMpa的据玻璃压力容器 （4）p为4Mpa的剧毒介质容器 （1）为三类容器；（2）为二类容器；（3）为二类容器；（4）为三类容器。 四、计算题（共54分） 1、一个低合金钢内压反应釜,内径D t = 1000/n/??, I .作压力2.0MPa（装有安全阀），T. 作 温度300°C ,釜体采用单面手工电弧焊（有垫板），全部无损探伤，内部介质有轻微腐蚀性，试设计反应釜筒体壁厚，并校核水压试验强度。（[b]'=144MPo [b] =1 lOMPa = 345"。，％, =相'」卷 < 0.9冲）（10 分） 表钢板负偏差Ci （mm） 解：设壁厚 1 \mm , C l = ().8mm , C9 = \mm =「. +C= 2U05XI。。。+18 = 9.97〃而 5l 2[o-]z(p-p2x144x0.9-2x1.05
机械设计基础课程设计说明书
<<机械设计基础课程设计>> 说明书 机械制造及自动化专业 Jixie zhizao ji zidonghua zhuanye 机械设计基础课程设计任务书2 Jixie sheji jichu kecheng sheji renwu shu 2 姓名:x x x 学号: 班级:09级机电1班 指导教师:x x x 完成日期:2010/12/12
机械制造及自动化专业 机械设计基础课程设计任务书2 学生姓名：班级：学号： 一、设计题目：设计一用于带式运输机上的单级圆锥齿轮减速器 给定数据及要求 已知条件：运输带工作拉力F=4kN；运输带工作速度v=1.2m/s（允许运输带速度误差为±5%）；滚筒直径D=400mm；两班制，连续单向运转，载荷较平稳。环境最高温度350C；小批量生产。 二、应完成的工作 1.减速器装配图1张； 2.零件工作图1张（从动轴）； 3.设计说明书1份。 系主任：科室负责人：指导教师：
前言 这次设计是由封闭在刚性壳内所有内容的齿轮传动是一独立完整的机构。通过这一次设计可以初步掌握一般简单机械的一套完整设计及方法，构成减速器的通用零部件。 这次设计主要介绍了减速器的类型作用及构成等，全方位的运用所学过的知识。如：机械制图，金属材料工艺学公差等已学过的理论知识。在实际生产中得以分析和解决。减速器的一般类型有：圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器、齿轮-蜗杆减速器，轴装式减速器、组装式减速器、联体式减速器。 在这次设计中进一步培养了工程设计的独立能力，树立正确的设计思想，掌握常用的机械零件，机械传动装置和简单机械设计的方法和步骤，要求综合的考虑使用经济工艺性等方面的要求。确定合理的设计方案。
机械基础课程设计要求及步骤
机械基础B 课程设计的要求及步骤 一、设计任务 根据给定工作条件，设计一级直齿圆柱齿轮减速器，完成一张装配图（A1）、一张零件图（A3 ---低速轴）和一份设计说明书。（图纸要求计算机绘图、打印，说明书必须用专用稿纸手写）。说明书封面要求统一（教务处网页内下载），档案袋统一（去教材科统一购买）。 二、传动方案的总体设计和要求 1.选择传动装置的方案； 已确定用带传动和一级直齿圆柱齿轮减速器。 题目： 设计一用于带式输送机上的一级圆柱齿轮减速器。输送机连续工作，单向传动，载荷变化不大，空载启动。减速器小批量生产，工作期限10年，两班制工作。输送带的允许速度误差在±5%以内。工作机效率为 0.96（不包含其轴上的一对轴承效率）。 1----电动机； 2----带传动； 3----减速器； 4----联轴器； 5----卷筒； 6----输送带。 2.选定电动机类型和型号； 1）确定工作机转速和功率 已知工作机卷筒带上的力、速度和滚筒直径，可以求得工作机输入功率Pw 和转速nw 。 工作机所需功率Pw ，应由机器工作阻力和运动参数计算求得： w w 1000Fv P η= kW 式中：F ——工作机的阻力，N ； v ——工作机的线速度，m/s ； ηW ——工作机的效率。 2）确定电动机的转速范围和功率要求 （1）带传动的传动比一般取2-4；齿轮传动的传动比一般取3-5；所以设计的题目要求总传动比可以在（2-4）*（3-5）=（6-20）之间，故电动机的转速n=（6-20）nw ，在此中间可以确定电动机的转速；
（2）工作机功率 / 总效率=原动机功率，选择电动机的功率大于此值即可； kW 式中：P d ——工作机实际需要的电动机输出功率， kW ； P w ——工作机实际输入功率，kW ； η ——电动机至工作机之间传动装置的总效率。 总效率η按下式计算： η=η1η2η3η2η4η2 =η1η23η3η4 其中η1、η2、η3、η4分别为传动装置中带传动、轴承、齿轮传动、联轴器效率，其概略值见表1-7。选用此表数值时，一般取中间值，如工作条件差，润滑维护不良时应取低值，反之取高值。 本设计题目的传动效率包括：一级V 带传动、一级直齿圆柱齿轮传动，三对滚动轴承（均选深沟球轴承）、联轴器（一般选弹性柱销联轴器）效率。 根据计算的转速范围和需要的功率值，由机械设计手册可查出电动机型号，并记录其型号、额定功率、满载转速n m 、中心高H 、轴伸尺寸D*E 等参数备用。 3.确定总传动比并合理分配各级传动比 已经确定了电动机的转速（满载转速n m ），又知道工作机的转速nw ，那么二者的比值就是总的传动比，将总传动比进行合理分配。 分配传动比时重点考虑以下几点： (1)要保证带传动的传动比必须在2-4中；齿轮传动的传动比必须在3-5中； (2)应使传动装置结构尺寸较小、重量较轻。在后面的计算中保证大带轮尺寸不会过大，以至于碰地（这只有在后面计算完之后才知道，当然还与小带轮的基准直径，齿轮的材料选择有关……），这时确定带传动的传动比在取值范围内稍小一点,尽量减小后面出错的可能。 传动装置的实际传动比要由选定的齿数或标准带轮直径准确计算，因而与要求传动比可能有误差。一般允许工作机实际转速与要求转速的相对误差为±(3～5)％。 4.计算各轴转速和转矩 已将总传动比进行了分配，根据传动的布置，各轴的转速就可以算出了； 如一传动装置从电动机到工作机中间有两根轴，依次为I 、Ⅱ轴，则 1）各轴转速 r/min ηw d P P =0I i n n m =
化工机械基础期末复习题及答案
化工设备机械基础复习题 选择题 1材料的刚度条件是指构件抵抗（ B ）的能力。 A .破坏 B .变形 C .稳定性 D .韧性 2、 一梁截面上剪力左上右下，弯矩左顺右逆，描述正确的是（ A ）。 A. 剪力弯矩均为正 B ?剪力弯矩均为负 C.剪力为正弯矩为负 D .剪力为负弯矩为正 3、 压容器封头直边的作用是（ B ）。 A. 制造加工容易 B .防止热应力与边缘应力叠加 4、构件的强度、刚度和稳定性（ 7、平面一般力系的平衡条件为（ 8、受外压的圆筒壳体其破坏形式为失稳的是（ 9、单元体上的主平面是指 A.剪应力为零的平面 .既有正应力又有剪应力的平面 C.正应力为零的平面 .既没有正应力又没有剪应力的平面 C.局部加强 .节约材料 A ?只与材料的力学性质有关; B .只与构件的形状尺寸有关; C .与A 和B 都有关; D.与A 和B 都无关。 5、为保证整个机器设备在外力作用下安全可靠地工作, 它们的每个构件必须满足三个基本 条件，即要有足够的（ A .强度、刚度、塑性 B. 塑性、 韧性、 稳定性 C.强度、刚度、稳定性 D. 塑性、 韧性、 强度 6、下述类型设备中，承压性能最好的是（ A )。 A.球形容器 B .圆筒形容器 .方形容器 .椭圆形容器 A F x 0, F y 0 0, F y 0, M o (F i ) 0 C. F x F x 0, M o (FJ 0 A. 长圆筒、刚性圆筒 .短圆筒、刚性圆筒 C .长圆筒、短圆筒 .长圆筒、短圆筒、刚性圆筒
10、优质非合金钢20g表示（D ） A.含碳量为千分之20的容器用钢 B.含碳量为万分之20的容器用钢 C.含碳量为千分之20的锅炉用钢 D.含碳量为万分之20的锅炉用钢 11、关于低碳钢试样拉伸至屈服时，有以下结论，正确的是（ D ） A.应力和塑性变形很快增加，因而认为材料失效； B.应力和塑性变形虽然很快增加，但不意味着材料失效； C.应力不增加，塑性变形很快增加，因而认为材料失效； D.应力不增加，塑性变形很快增加，但不意味着材料失效 12、在承受压的圆柱形容器上开椭圆孔，应使椭圆的长轴（ B ） A.与筒体轴线平行 B ?与筒体轴线垂直 C.与筒体轴线成45度角 D ?任何方向均可 13、下述材料中哪一个与其它材料不同类（C/D ）。 A.低碳钢 B ?优质钢C ?铜D ?铸铁 14、当采用无缝钢管作为筒体时，其公称直径为（ A ） A.管子的外径 B .管子的径 C.管子的平均直径 D .管子的公称直径 15、用三种不同材料制成尺寸相同的试件，在相同的试验条件下进行拉伸试验，得到的应力 —应变曲线如图示。比较三条曲线，可知拉伸强度最高、弹性模量最大、塑性最好的材 A.a、b、c B.b、c、a C.b、a、c D.c、b、a 16、化工容器就其整体而言，通常属于轴对称问题，是因为（