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文档简介
青岛理工大学琴岛学院青岛理工大学琴岛学院 课程设计说明书课程设计说明书 课题名称 带式输送机传动装置设计课题名称 带式输送机传动装置设计 学学 院 机电工程系院 机电工程系 专业班级 专业班级 学学 号 号 学学 生 生 指导老师 指导老师 青岛理工大学琴岛学院教务处青岛理工大学琴岛学院教务处 2011 年年 7 月月 1 日日 机械设计课程设计 评阅书 题目带式输送机减速系统设计带式输送机减速系统设计 学生姓名学号 指导教师评语及成绩 指导教师签名 年 月 日 答辩评语及成绩 答辩教师签名 年 月 日 教研室意见 总成绩 室主任签名 年 月 日 摘摘 要要 本次课程设计是设计一个二级减速器 根据设计要求确定传动方案 通过比较所 给的四种方案 选择 c 方案 做为设计方案 设计过程根据所给输出机的驱动卷筒的 圆周力 带速 卷筒直径和传动效率 确定所选电动机的功率 再确定电动机的转速 范围 进而选出所需要的最佳电动机 计算总传动比并分配各级传动比 计算各轴的 转速 转矩和各轴的输入功率 对传动件的设计 先设计齿轮 从高速机齿轮设计开 始 根据功率要求 转速 传动比 及其其他要求 按齿轮的设计步骤设计 最后确 定齿轮的齿数 模数 螺旋角等一系列参数 本次课程设计我采用的是斜齿轮 斜齿 轮的优点是 能提高齿轮啮合的重合度 使齿轮传动平稳 降低噪音 提高齿根的弯 曲强度 齿面的接触疲劳强度 但是斜齿轮会产生轴向力 可采用推力轴承进行消除 之后设计齿轮的结构 按 机械设计 所讲的那样设计 按同样的方法对低速级进行 设计 接下来对箱体进行大体设计 设计轴的过程中将完成对箱体的总体设计 设计 轴主要确定轴的各段轴径及其长度 在此设计过程中完成了对一些附加件的设计包括 对轴承的初选 主要是根据轴的轴向及周向定位要求来选定 然后对轴进行强度校核 主要针对危险截面 这个过程包括一般强度校核和精密校核 并对轴承进行寿命计算 对键进行校核 设计过程中主要依据 课程设计 对一些标准件和其他的一些部件进行选择查取 依 据数学公式和经验进行对数据的具体确定 关键字关键字 减速器 齿轮 轴 轴承 键 箱体 目目 录录 摘摘 要要 I 1 设计任务书设计任务书 1 1 1 课程设计的目的 1 1 2 课程设计要求 1 1 3 课程设计的数据 1 1 4 设计方案拟定及说明 1 2 选择电动机选择电动机 3 2 1 选择电动机的类型 3 2 2 选择电动机容量 3 2 3 电动机的转速 3 2 4 传动装置的总传动比及其分配 3 2 5 计算传动装置的运动和动力参数 3 3 齿轮的设计齿轮的设计 5 3 1 高速级齿轮传动的设计计算 5 3 2 几何尺寸计算 8 3 3 低速级齿轮传动的设计计算 9 4 轴与滚动轴承的设计 校核计算轴与滚动轴承的设计 校核计算 14 4 1 低速轴的设计 14 4 2 低速轴的校核 15 4 3 轴承寿命校核的计算 16 4 4 中间轴的设计 17 4 5 高速轴的设计 18 5 键的设计计算及校核键的设计计算及校核 20 5 1 选择键联接的类型和尺寸 20 5 2 键的校核 20 6 箱体结构的设计箱体结构的设计 21 结结 论论 23 参考文献参考文献 25 1 设计任务书设计任务书 1 1 课程设计的目的课程设计的目的 该课程设计是继 机械设计 课程后的一个重要实践环节 其主要目的是 1 综合运用机械设计课程和其他先修课程的知识 分析和解决机械设计问题 进一步巩固和拓展所学的知识 2 通过设计实践 逐步树立正确的设计思想 增强创新意识和竞争意识 熟悉 掌握机械设计的一般规律 培养分析问题和解决问题的能力 3 通过设计计算 绘图以及运用技术标准 规范 设计手册等有关设计资料 进行全面的机械设计基本技能的能力的训练 1 2 课程设计要求课程设计要求 两级减速器装配图一张 A1 零件工作图两张 A3 设计说明书一份 1 3 课程设计的数据课程设计的数据 课程设计的题目是 带式输送机减速系统设计 工作条件 运输机连续单向运转 有轻微振动 经常满载 空载起动 两班制工作 使用期限 3 年 机器每天工作 24 小时 原始数据 输送带有效拉力 F 2500N 输送机滚筒转速 v 1 45m s 输送机滚筒直径 D 340mm 1 4 设计方案拟定及说明设计方案拟定及说明 1 4 1 组成 传动装置由电机 减速器 工作机组成 1 4 2 特点 齿轮相对于轴承不对称分布 故沿轴向载荷分布不均匀 要求轴有较大的刚度 1 4 3 确定传动方案 综合比较带式输送机的四种传动方案 下图的传动方案工作可靠 传动效率高 维护方便 环境适应性好 选择二级圆柱斜齿轮减速器 展开式 其传动方案如下 图 1 1 减速箱的二级传动 2 选择电动机选择电动机 2 1 选择电动机的类型选择电动机的类型 电动机选择包括选择类型 结构形式 容量 功率 和转速 并确定型号 按工作 要求和条件 选用三相异步电动机 卧式封闭型结构 驱动转筒的转速 2 1 min 45 81 26014 3 5 41100060100060 r D v nw 2 2 选择电动机容量 选择电动机容量 卷筒轴的输出功率为 2 2 KW F P25 63 1000 5 412500 1000 w 电动机输出功率 2 3 KW P P2 24 96 0 99 0 97 0 99 0 25 63 223 w d 2 3 电动机的转速电动机的转速 选电动机型号为 Y132M2 6 同步转速 1000r min 满载转速 960r min 额定功 率 7 5KW 质量为 84 2 4 传动装置的总传动比及其分配传动装置的总传动比及其分配 由表 20 1 表 20 2 查处型电动机的主要技术数据和外形 安装尺寸 2 4 9 711 5 481 960 w m n n i总 故 取ii3 1 总 又iii 91 3 i01 3 i 2 5 计算传动装置的运动和动力参数计算传动装置的运动和动力参数 1 各轴转速各轴转速 n r min min 960rin d 2 5 min 2 5245 1 93 960 r i n n 2 6 min 7 581 01 3 2 5245 r i n n 2 各轴输入功率各轴输入功率 P kw 电动机 Pd 4 22kW 电动机额定功率 Wk5 5PP ed0 高速轴 5 5 0 99 5 45kW 2 7 联轴器 d1 PP 中间轴 kW 2 8 23 597 0 99 0 45 5 PP 12 齿轮轴承 低速轴 kW 02 5 97 0 99 023 5 PP 13 齿轮轴承 3 各轴输入转矩各轴输入转矩 T N m 2 9 7 54 960 5 59550 n P9550 T 0 0 0 mN n P 17 54 960 445 5 95509550T mN n P 43 203 52 245 23 5 95509550T mN n P 73 587 57 81 02 5 95509550T 将各轴的运动和动力参数列于下表之内 表 2 1 轴的运动和动力参数 电动机轴 轴 轴 轴 转速 n r min 960960245 5281 57 功率 P kW 5 505 455 235 02 扭矩 T N m 54 7054 17203 43587 73 传动比 i13 913 011 3 齿轮的设计齿轮的设计 图 3 1 齿轮的分配图 3 1 高速级齿轮传动的设计计算高速级齿轮传动的设计计算 1 选择齿轮材料级精度等级 按 机械设计 表 11 8 选择齿轮的材料 为小齿轮选用 45 钢调质 硬度为 280HBS 大齿轮选用 45 钢调质 硬度为 240HBS 初选 23 则 1 z 取 90 式中 大齿轮数 高速级齿轮传3 989231 93 12 ziz 2 z 2 z i 动比 2 按齿面接触强度设计 由设计计算公式进行计算 即 3 1 3 2 1 1 d H E d ZKT 参数选择 试选载荷系数 Kt 1 6 由 机械设计 图 10 30 选取区域系数43 42ZH 由 机械设计 图 10 26 查得齿轮端面重合度 73 0 1 88 0 2 则61 1 88 0 73 0 小齿轮传递的转矩 T1 54 17N m 54170 N mm 齿数 z1和齿宽系数 根据教材表 10 7 选取齿宽系数 d 1 d 许用接触应力 H 由 机械设计 图 11 23 查得 a550a600 2lim1lim MPMP HH 由 机械设计 表 10 6 查得取 189 8MPa E Z 60 960 1 2 8 300 3 8 29 3 2 h njL60N1 8 10 3 3 88 12 102 121 93 1029 8N1 iN2 实际 根据 机械设计 图 10 19 读出接触疲劳寿命系数 KHN1 0 93 KHN2 0 98 3 计算齿面接触疲劳许用应力 3 4 MPa558MPa 1 6003 90 1lim1 1H S KHN MPa539MPa 1 5508 90 2lim2 2H S KHN 故 46 29 3 2 2 1 1 1 Hd HE u ZZuKT d 3 2 2 5391 931 611 33 42 8189 11 93 612 计算圆周速度 3 5 sm nd v 7 322 100060 9609 24614 3 100060 11 计算齿宽 b 和模数 nt m 计算齿宽 b b 1 46 29mm 46 29mm 3 6 td d1 计算摸数 m n 3 7 nt mmmmm Z d t 95 1 23 14cos9 246cos 1 1 计算齿宽与高之比 h b 齿高 h h 2 25 2 25 1 95mm 4 388 3 8 nt mmm 10 55 h b 388 4 9 246 计算纵向重合度 0 318 1 824 3 9 1 d 14tan231318 0 tan 计算载荷系数 K a 查 机械设计 表 10 2 查得使用系数 1 25 193 P A K b 根据 7 级精度 互换性 表 10 10 查 机械设计 由smv 3763 3 193 P 图 10 8 得动载系数 K 1 1 查 机械设计 由表 10 4 得接触疲劳 194 P V197 P 强度计算用的齿向载荷分布系数 K 1 418 H c 查 机械设计 由表 10 13 得 K 1 35 195 P F 查 机械设计 由表 10 3 得 K 1 4 193 P H F K 故载荷系数 K K K K 1 1 1 1 4 1 418 2 184 3 A K V H F 10 按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 d d 44 78 51 35 3 1t 1 t k k 3 6 1 184 2 3 mm 11 计算模数 n m 3 n mmm Z d 17 2 23 14cos35 51cos 1 1 12 3 1 1 按齿根弯曲疲劳强度设计按齿根弯曲疲劳强度设计 由弯曲强度的设计公式 3 n m cos2 2 1 2 1 3 F SaFa d YY Z YKT 13 定公式内各计算数值定公式内各计算数值 1 计算载荷系数 K K KK 1 1 1 1 4 1 35 2 079 A K V F K F 2 螺旋角系数Y 根据纵向重合度 1 8236 从 机械设计 图 10 28 查得螺旋角影响系数 217 P 0 88Y 3 计算当量齿数 3 14 18 25 14cos 23 cos 33 1 1 Z ZV 3 15 52 98 14cos 90 cos 33 2 2 Z ZV 4 查取齿形系数和应力校正系数 Fa Y Sa Y 查 机械设计 由表 10 5 得 200 P 齿形系数 2 624 2 1829 Fa1 Y Fa1 Y 应力校正系数 1 59 1 789 Sa1 Y Sa2 Y 5 工作寿命两班制 3 年 每年工作 300 天 查 机械设计 由表 10 20c 得到弯曲疲劳强度极限 208 P 小齿轮 大齿轮 aFF MP500 1 aFF MP380 2 6 查 机械设计 由图 10 18 得弯曲疲劳寿命系数 K 0 9 K 0 92 206 P 1FN2FN 7 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 S 1 4 3 16 F 1 MPaMPa S K FFFN 43 321 4 1 5009 0 11 3 17 F 2 MPaMPa S K FFFN 71 249 4 1 38092 0 22 8 计算大 小齿轮的并加以比较 F SF FY 3 18 01298 0 43 321 589 1 616 2 1 1 1 F SaF FY 3 19 01564 0 72 249 59 1 6236 2 2 2 2 F SaF FY 大齿轮的数值大 所以选用大齿轮 设计计算设计计算 模数计算 mmmmmn53 1 61 1 231 14cos88 0 17 54184 2 2 2 2 3 对比计算结果 由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 m 大于由齿根弯曲疲劳强度 n 计算的法面模数 按 GB T1357 1987 圆整为标准模数 取 m 2mm 已可满足弯曲疲劳 n 但为了同时满足接触疲劳强度 需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径 51 35来计mm 算应有的齿数 于是由 z 24 9 3 20 1 2 14cos35 51cos 1 n m d 取 z 25 那么 z 3 91 25 98 12 3 2 几何尺寸计算几何尺寸计算 1计算中心距 a 126 77 3 21 cos2 21n mzz 14cos2 2 9825 mm 将中心距圆整为 126mm 2按圆整后的中心距修正螺旋角 arccos 3 22 122514 1272 2 9825 arccos 2 21 a mn 因值改变不多 故参数 等不必修正 k h Z 3大 小齿轮的分度圆直径计算 d 51 63 3 23 1 42 14cos 225 cos 1 n mz mm d 202 37 3 24 2 42 14cos 298 cos 2 n mz mm 4计算齿轮宽度 B 3 25 mmmmd d 63 5163 511 1 圆整后取 52 2 Bmm57 1 Bmm 3 3 低速级齿轮传动的设计计算低速级齿轮传动的设计计算 3 3 1 选齿轮类型 材料 精度等级及齿数 选齿轮类型 材料 精度等级及齿数 1 选择齿轮类型 考虑此减速器的功率及现场安装的限制 故大小齿轮都选用硬 齿面渐开线斜齿轮 2 选择齿轮材料及热处理 高速级小齿轮选用 45 钢调质后表面高频淬火 小齿 轮齿面硬度为 280HBS 大齿轮选用 45 钢调制 齿面硬度为 240HBS 3 选择齿轮精度等级 按 GB T10095 1998 选择 7 级 4 选择齿轮齿数 Z1 Z2互为质数 相啮合齿对磨损均匀 传动平稳 闭式 Z1 20 40 硬齿面故取小齿轮齿数 Z1 24 大齿轮齿数 Z2 Z1 i1 24 3 01 72 24 取 73 2 Z 5 选取螺旋角 初选螺旋角 14 3 3 2 齿面接触强度设计计算齿面接触强度设计计算 3 26 21 3 1 12 H EH d t t ZZ u uTK d 1各参数值的确定 选载荷系数 1 6 t K 查 机械设计 图 10 30 选取区域系数 Z 2 433 217 P H 由 机械设计 图 10 26 查得齿轮端面重合度 215 P775 0 1 86 0 2 则635 1 86 0 775 0 由 机械设计 公式 10 13 计算应力值环数 206 P N 60n j 60 245 52 1 2 8 300 3 h 2 12 108h 3 27 11h L 3 28 78 12 1004 7 01 3 1012 2 N1 iN2 实际 由 机械设计 图 10 19 查得接触疲劳寿命系数 K 0 98 207 P 1 K 0 995 2 由 机械设计 表 10 7 查的齿轮的齿宽系数 1 205 P d 由 机械设计 表 10 6 查得弹性影响系数 189 8 201 P E Z 1 2 MP 由 机械设计 图 10 21 查得小齿轮的接触疲劳强度极限 600MPa 209 P lim1H 大齿轮的接触疲劳强度极限 550MPa lim2H 2计算接触疲劳许用应力 取失效概率为 1 安全系数 S 1 应用 机械设计 公式 10 12 得 205 P 0 98 600MPa 588 3 H 1 S K HHN1lim1 MPa 29 0 995 550 547 25 3 H 2 S K HHN2lim2 MPa 30 许用接触应力 3 31 MPaMPa HH H 625 567 2 25 547588 2 21 T 95 5 10 2 03 10 5 I I n P N m 4 N m 齿轮设计计算 齿轮的分度圆直径 d 计算 t 1 21 3 1 12 H EH d t t ZZ u uTK d 70 6mm 3 32 mm 2 3 625 567 8 189433 2 01 3 01 4 635 1 1 43 2036 12 算圆周速度 0 91m s 3 100060 52 245 6 70 100060 11 nd t 33 算齿宽 b 和模数 nt m 计算齿宽 b b 1 70 6mm 70 6mm td d1 计算摸数 m n nt mmmmm Z d t 85 2 24 14cos 6 70cos 1 1 1 计算齿宽与高之比 h b 齿高 h h 2 25 2 25 2 85mm 6 42 nt mmm 11 0 h b 42 6 6 70 纵向重合度 0 318 1 903 1 d 14tan241318 0 tan 算载荷系数 K 1 查 机械设计 表 10 2 查得使用系数 1 193 P A K 2 根据 7 级精度 互换性 表 10 10 查 机械设计 由smv 3763 3 193 P 图 10 8 得动载系数 K 1 11 查 机械设计 由表 10 4 得接触疲劳 194 P V197 P 强度计算用的齿向载荷分布系数 K 1 424 H 3 查 机械设计 由表 10 13 得 K 1 35 195 P F 查 机械设计 由表 10 3 得 K 1 4 193 P H F K 故载荷系数 K K K K 1 1 11 1 4 1 424 2 213 A K V H F 4 实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 d d 70 6 78 66 1t 1 t k k 3 6 1 213 2 3 mm 5 计算模数 n m n mmm Z d 18 3 24 14cos66 78cos 1 1 齿根弯曲疲劳强度设计 由弯曲强度的设计公式 n m cos2 2 1 2 1 3 F SaFa d YY Z YKT 1 计算载荷系数 K K KK 1 1 11 1 4 1 35 2 10 A K V F K F 2 螺旋角系数Y 根据纵向重合度 1 8236 从课本图 10 28 查得螺旋角影响系数 0 88 217 PY 3 计算当量齿数 27 26 14cos 24 cos 33 1 1 Z ZV 91 79 14cos 73 cos 33 2 2 Z ZV 查取齿形系数和应力校正系数 Fa Y Sa Y 查 机械设计 表 10 5 得 200 P 4 齿形系数 2 592 2 22 Fa1 Y Fa1 Y 应力校正系数 1 594 1 780 Sa1 Y Sa2 Y 5 工作寿命两班制 3 年 每年工作 300 天 小齿轮应力循环次数 N 60n j 60 960 1 2 8 300 3 8 29 108h 11h L 大齿轮应力循环次数 h 78 12 1012 2 01 3 1029 8 N1 iN2 实际 查 机械设计 由表 10 20c 得到弯曲疲劳强度极限 208 P 小齿轮 大齿轮 aFF MP500 1 aFF MP380 2 6 查 机械设计 由图 10 18 得弯曲疲劳寿命系数 K 0 92 206 P 1FN K 0 95 2FN 7 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 S 1 4 F 1 MPaMPa S K FFFN 571 328 4 1 50095 0 11 F 2 MPaMPa S K FFFN 86 257 4 1 38095 0 22 8 计算大 小齿轮的并加以比较 F SF FY 01257 0 571 303 595 1 592 2 1 1 1 F SaF FY 015238 0 86 257 780 1 22 2 2 2 2 F SaF FY 大齿轮的数值大 所以选用大齿轮 1 计算 计算 计算模数 mmmmmn39 2 635 1 241 14cos1043 20321 2 2 2 23 3 对比计算结果 由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 m 大于由齿根弯曲疲劳强度 n 计算的法面模数 按 GB T1357 1987 圆整为标准模数 取 m 3mm 已可满足弯曲疲劳 n 但为了同时满足接触疲劳强度 需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径 78 66来计mm 算应有的齿数 得 z 25 44 1 3 14cos66 78cos 1 n m d 取 z 26 那么 z 3 01 26 79 12 2 几何尺寸计算 几何尺寸计算 中心距计算 a 162 32 cos2 21n mzz 14cos2 3 7926 mm 将中心距圆整为 126 mm 修正螺旋角 arccos 125514 32 1622 3 7926 arccos 2 21 n m 因值改变不多 故参数 等不必修正 k h Z 大 小齿轮的分度圆直径计算 d 80 72 1 92 14cos 326 cos 1 n mz mm d 245 27 2 92 14cos 379 cos 2 n mz mm 齿轮宽度计算 B mmmmd d 72 8072 801 1 圆整后取 81 2 Bmm86 1 Bmm 4 轴与滚动轴承的设计 校核计算轴与滚动轴承的设计 校核计算 4 1 低速轴的设计低速轴的设计 已知 502kw 81 57r min 587 73N m 选取轴的材料为 45 钢 调制P n T 处理 轴的最小直径是联轴器的直径 所以低速轴的最小直径确定为 55mm 求作用在齿轮上的力 已知低速级大齿轮的分度圆直径为 249 61 a dmm 而 F 4 1 t a d T 2 NN 5 4792 1027 245 73 5872 3 F F 4 2 rt N o n 2 1805 92 14cos 20tan 5 4792 cos tan F F tan 4792 5 tan14 92 N 683 14N 4 3 at 4 1 1 轴的结构设计 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1 为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求 轴段右端需要制出一轴肩 故取 的直径 左端用轴端挡圈定位 按轴端直径取挡圈直径半联mmd70 mmD55 轴器与 为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴端上 轴配合的轮毂孔长度 故 的长度应比 略短一些 现取mml82 2 因轴承同时受有径向力和轴向力的作用 故选用单列角接触球轴承 参照工作要 求并根据 由轴承产品目录中初步选取 0 基本游隙组 标准精度级的圆锥mmd70 滚子轴承 30313 型 其尺寸为 故mmmmmmBDd3314065 而 mmdd65 mml46 3 右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位 由手册上查得 30313 型轴承定位轴肩高度 mm 77 5 3 07 0 因此取dmmhdh 4 取安装齿轮处的轴段 齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位 已mmd71 知齿轮的宽度为 81mm 为了使套筒端面可靠地压紧齿轮 此轴段应略短于轮毂宽度 毂 故取 齿轮的右端采用轴肩定位 轴肩高 5 5 取 mml77 mmd12 5 轴承端盖的总宽度为 12mm 由减速器及轴承端盖的结构设计而定 根据轴承端 盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求 故取 mml50 6 取齿轮距箱体内壁之距离 a 16 已知滚动轴承宽度 B 36 mmmm 高速齿轮轮毂长 L 82 则 mmmml46 mml101 图 4 1 低速轴的示意图 4 2 低速轴的校核低速轴的校核 已知低速级大齿轮的分度圆直径为 245 27 a dmm 而 F 4 4 t a d T 2 NN 5 4792 1027 245 73 5872 3 F 4 5 t N o n 2 1805 92 14cos 20tan 5 4792 cos tan F F tan 4792 5 tan14 92 N 683 14N 4 6 at 从轴的载荷分析图可以判断 危险截面在 B 处 现将计算出的截面 B 处的 M V M 的值列于下表 H M 表 4 2 轴的载荷分析对照表 载荷水平面 H垂直面 V 支反力 F N 3287 2 1505 3 1NH F 2NH F 116 48 566 66 1NV F 2NV F 弯矩 M N m 352 249 H M 132 249 27 26 1V M 2V M 总弯矩 N m M1 376 4085 M2 353 3022 扭矩 T N m 587 73 按弯曲扭转合成应力校核轴的强度 根据 MPa 4 7 ca W TM 2 2 1 5 19 711 0 5877306 0 5 376408 2 22 前已选轴材料为 45 钢 调质处理 查课本表 15 1 得 60MP 362 P 1 a ca 1 此轴合理安全 低速轴的载荷分析如下图 图 4 2 低速轴的载荷分析图 4 3 轴承寿命校核的计算轴承寿命校核的计算 竖直方向 NF vr 113 1 NF vr 2016 2 水平方向 轴承 NF Hr 56 1684 1 2 NFFF HrtHr 44 339556 16845080 112 轴承 1 的总支撑反力 NFr6 23289 1 轴承 2 的总支撑反力 NFr3 41608 2 查表 13 7 圆锥滚子轴承 查表得 e 0 35 Y 1 7 Cr 162000N Y F F r d 2 4 8 N Y F F r d 4 21151 7 12 1688 2 1 1 4 9 N Y F F r d 5 9562 2 2 2 NFa9 01246 1 NFa5 9562 2 4 10 35 0 37 0 26 3289 09 1246 1 1 Fr Fa 4 11 e Fr Fa 35 0 34 0 43 1608 95 562 2 2 1 X1 0 40 Y1 1 7 轴承 2 X2 1 Y2 0 查 机械设计手册 取 fp 1 2 4 12 NFYFXfP arp 12 13947 11111 NFXFXfP rp 50 1156 222r22 hh P C n L r h 14401086 1 112 3947 242000 5 8160 10 60 10 8 3 10 6 1 6 1 故轴承符合寿命要求 4 4 中间轴的设计中间轴的设计 1已知 P 5 23kw n 245 52r min T 203 43N m 选取轴的材料为 45 钢 调制 处理 轴的最小直径是联轴器的直径 所以中速轴的最小直径确定为 35mm 2求作用在齿轮上的力 已知中速级大齿轮的分度圆直径为 202 37 a d mm 3轴的结构设计 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 因轴承同时受有径向力和轴向力的作用 故选用圆锥滚子轴承 由轴承产品目录中初步 选取 0 基本游隙组 标准精度级的圆锥滚子轴承 30307 型 其尺寸为 故 d d 35 mmmmmmBDd218035 右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位 由手册上查得 30307 型轴承定位轴肩高度 mm d 43 4 07 0 dmmhdh因此取 取齿轮距箱体内壁之距离 a1 16 a2 13 5 已知滚动轴承宽度 B 22 75故 mmmm mml5 250 mm75 52l 高速齿轮轮毂长 L1 86 L2 52 为了使套筒端面可靠地压紧齿轮 此轴段应略短于 mm 轮毂宽度 故取 mml82 mml48 图 4 3 中间轴结构 4 5 高速轴的高速轴的设计设计 已知 P 5 445kw n 960r min T 54 17N mm 选取轴的材料为 45 钢 调制处理 轴的最小直径是联轴器的直径 所以高速轴的最小直径确定为 30mm 轴的结构设计 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1 为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求 轴段右端需要制出一轴肩 故取 的直径 左端用轴端挡圈定位 按轴端直径取挡圈直径半联mmd26 mmD26 轴器与 为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴端轴配合的轮毂孔长度 上 故 的长度应比 略短一些 现取mml 538 2 初步选择滚动轴承 因轴承同时受有径向力和轴向力的作用 故选用圆锥滚子轴承 参 照工作要求并根据 由轴承产品目录中初步选取 0 基本游隙组 标准mmd26 精度级的圆锥滚子轴承轴承 30306 型 其尺寸为 mmmmmmBDd197230 故 而 mmdd30 mml75 20 右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位 由手册上查得 30306 型轴承定位轴肩高度 mm 535 3 07 0 因此取dmmhdh 3 取安装齿轮处的轴段 齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位 已知齿mmd36 轮的宽度为 57mm 为了使套筒端面可靠地压紧齿轮 此轴段应略短于轮毂宽度 故毂 取 齿轮的左端采用轴肩定位 轴肩高 3 75 取 mml 5 123 mmd16 4 轴承端盖的总宽度为 9 6mm 由减速器及轴承端盖的结构设计而定 根据轴承端盖 的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求 取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距 离 故取 mml59 mml68 60 5 取齿轮距箱体内壁之距离 a 13 5 已知滚动轴承宽度 B 31 mmmm 高速齿轮轮毂长 L 63 则mm mml5 258 至此 已初步确定了轴的各端直径和长度 图 4 4 高速轴结构 5 键的设计计算及校核键的设计计算及校核 5 1 选择键联接的类型和尺寸选择键联接的类型和尺寸 一般 8 级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求 应用平键 根据 中间轴 d 43mm d 43mm 12 低速轴 d 55mm d 71mm 12 高速轴 d 22mm d 35 5mm 12 查 机械设计机械设计基础课程设计 表 6 1 取 106 P 中间轴 14X9X70 14X9X40 低速轴 16X10X70 20X12X63 高速轴 6X6X28 10X8X45 5 2 键的校核键的校核 低速轴上 20X12X63 的键的校核 app MPMP kld T 100 6 061 5570105 0 1073 5872102 a 33 1 6 箱体结构的设计箱体结构的设计 减速器的箱体采用铸造 HT200 制成 采用剖分式结构 机体有足够的刚度 1 在机体为加肋 外轮廓为长方形 增强了轴承座刚度 2 考虑到机体内零件的润滑 密封散热 因其传动件速度小于 12m s 故采用侵油润油 同时为了避免油搅得沉渣溅起 齿 顶到油池底面的距离 H 为 40mm 3 为保证机盖与机座连接处密封 联接凸缘应有足够的宽度 联接表面应精创 其表面粗糙度为 3 6 4 机体结构有良好的工艺性 铸件壁厚为 8 机体外型简单 拔模方便 5 对附件设计 1 视孔盖和窥视孔 在机盖顶部开有窥视孔 能看到 传动零件齿合区的位置 并有足够的空间 以便 于能伸入进行操作 窥视孔有盖板 机体上开窥视孔与凸缘一块 有便于机械加工出 支承盖板的表面并用垫片加强密封 盖板用铸铁制成 2 油螺塞 放油孔位于油池最底处 并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧 以便放油 放油孔用螺塞堵住 因此油孔处的机体外壁应凸起一块 由机械加工成螺塞头部的支 承面 并加封油圈加以密封 3 油标 油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处 油尺安置的部位不能太低 以防油进入油尺座孔而溢出 4 通气孔 由于减速器运转时 机体内温度升高 气压增大 为便于排气 在机盖顶部的窥视 孔改上安装通气器 以便达到体内为压力平衡 5 盖螺钉 启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度 钉杆端部要做成圆柱形 以免破坏螺纹 6 位销 为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度 在机体联结凸缘的长度方向各安 装一圆锥定位销 以提高定位精度 7 吊钩 在机盖上直接铸出吊钩和吊环 用以起吊或搬运较重的物体 减速器机体结构尺寸如下 表 6 1 箱体结构尺寸设计选用表格 名称符号计算公式结果 箱座壁厚 83025 0 a 8 箱盖壁厚 1 8302 0 1 a 8 箱盖凸缘厚度 1 b 11 5 1 b12 箱座凸缘厚度b 5 1 b12 箱座底凸缘厚度 2 b 5 2 2 b15 7 地脚螺钉直径 f d12036 0 ad f M24 地脚螺钉数目n查手册8 轴承旁联接螺栓直径 1 d f dd72 0 1 M16 机盖与机座联接螺栓直径 2 d 0 5 0 6 2 d f d M12 轴承端盖螺钉直径 3 d 0 4 0 5 3 d f d M9 视孔盖螺钉直径 4 d 0 3 0 4 4 d f d M6 定位销直径d 0 7 0 8 d 2 dM12 至外机壁距 f d 1 d 2 d 离 1 C 查机械课程设计指导书表 4 34 22 18 至凸缘边缘距离 f d 2 d 2 C 查机械课程设计指导书表 4 28 16 外机壁至轴承座端面距离 1 l 5 10 1 l 1 C 2 C 大齿轮顶圆与内机壁距离 1 1 2 1 15 齿轮端面与内机壁距离 2 2 10 机盖 机座肋厚m1m2 85 0 85 0 11 mm9 8 5 1 m m 轴承端盖外径 2 D 5 5 5 DD 23 d 130 150 180 轴承旁联结螺栓距离S 2 DS 130 150 180 结结 论论 这次关于带式运输机上的两级展开式圆柱斜齿轮减速器的课程设计是我们真正理 论联系实际 深入了解设计概念和设计过程的实践考验 对于提高我们机械设计的综 合素质大有用处 通过三个星期的设计实践 使我对机械设计有了更多的了解和认识 为我们以后的学习和工作打下了坚实的基础 1 机械设计是机械工业的基础 是一门综合性相当强的技术课程 它融 机械原理 机械设计 理论力学 材料力学 互换性与测量技术基础 CAD 实用软件 机械工程材料 机械设计手册 等于一体 2 这次的课程设计 对于培养我们理论联系实际的设计思想 训练综合运用机械设计和 有关先修课程的理论 结合生产实际反系和解决工程实际问题的能力 巩固 加深和 扩展有关机械设计方面的知识等方面有重要的作用 3 在这次的课程设计过程中 综合运用先修课程中所学的有关知识与技能 结合各个教 学实践环节进行机械课程的设计 一方面 逐步提高了我们的理论水平 构思能力 工程洞察力和判断力 特别是提高了分析问题和解决问题的能力 为我们以后对专业 产品和设备的设计打下了宽广而坚实的基础 4 本次设计得到了指导老师的细心帮助和支持 衷心的感谢老师的指导和帮助 5 设计中还存在不少错误和缺点 需要继续努力学习和掌握有关机械设计的知识 继 续培养设计习惯和思维从而提高设计实践操作能力 6 其他技术说明 1 装配前 全部零件用煤油清洗 箱体内不许有杂物物存在 在内壁涂两次不被 机油浸蚀的涂料 2 用涂色法检验斑点 齿高接触斑点不小于 40 齿长接触斑点不小于 50 必 要时可用研磨或刮后研磨 以便改善接触情况 3 调整轴承时所留轴向间隙如下 高速轴轴承的轴向间隙为 0 03 0 08 中间轴轴 承的轴向间隙为 0 05 0 1 低速轴轴承的轴向间隙为 0 1 0 15 4 装配时 剖分面不允许使用任何填料 可涂以密封油漆或水玻璃 表面涂灰色 油漆 5 减速器装配好后 箱座内选用机械油 N15 GB443 1984 装至规定高度 高速 轴以 600 1000 转 分作空载跑合 以检查各部件工作的灵活性与可靠性 1 各密封处 接合处不应有漏油 渗油现象 2 各联接件 紧固件 联接密封可靠 无松动现象 3 滚动轴承轴向间隙应调整正确 运转时温升不超过 20 C 4 齿轮啮合运转时平稳 正常 无冲击震动及过高噪音 5 空载试验合格的条件下 才允许进行负荷试验 参考文献参考文献 1 机械设计 第八版 濮良贵 纪名刚 主编 高等教育出版社 3 机械设计机械设计基础课程设计 王坤 何小柏 汪信远 主编 高等教 育出版社 5 机械零件设计手册 黄凯 主编 国防工业出版社 6 画图几何及机械制图 第五版 朱冬梅 主编 华中理工大学出版 袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿 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