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設(shè)計(jì)用于帶式運(yùn)輸機(jī)的展開式二級圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)機(jī)的圓柱齒輪減速器帶式運(yùn)輸機(jī)圓柱齒輪

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《設(shè)計(jì)用于帶式運(yùn)輸機(jī)的展開式二級圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)機(jī)的圓柱齒輪減速器帶式運(yùn)輸機(jī)圓柱齒輪》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《設(shè)計(jì)用于帶式運(yùn)輸機(jī)的展開式二級圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)機(jī)的圓柱齒輪減速器帶式運(yùn)輸機(jī)圓柱齒輪(39頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、、刖百 、電動(dòng)機(jī)的選擇及傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 ,,,,,,,,4 .傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 ..8 四、箱體的設(shè)計(jì)及說明 14 五、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 16 28 七、滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算 25 八、聯(lián)軸器的選擇 27 九、潤滑與密封的選擇 十、減速器附件設(shè)計(jì) 35 37 參考資料 29 29 一、前言 1.1 題目分析 題目: 設(shè)計(jì)

2、用于帶式運(yùn)輸機(jī)的展開式二級圓柱齒輪減速器 要求 :擬定傳動(dòng)關(guān)系:有電動(dòng)機(jī)、 V 帶、減速器、聯(lián)軸器、工作機(jī)構(gòu)成 工作條件: 連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn),工作時(shí)載荷平穩(wěn),空載啟動(dòng),使用期限 10 年,小批 量生產(chǎn),單班制工作,運(yùn)輸帶速度允許誤差 5%。 已知條件: 運(yùn)輸帶的拉力 F=2550N 運(yùn)輸帶工作速度 V = 1.40m/s 卷筒直徑 D = 300mm 1.1.1 本傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) 該減速器結(jié)構(gòu)簡單、效率高、容易制造、使用壽命長、維護(hù)方便。但齒輪相對軸 承的位置不對稱,因此軸應(yīng)具有較大剛度。高速級齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端, 這樣, 軸在轉(zhuǎn)矩的作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形將能減緩軸在彎矩作

3、用下產(chǎn)生彎曲變形 所引起的載荷沿齒寬分布不均勻的現(xiàn)象。 斜齒輪的特點(diǎn):是傳動(dòng)的平穩(wěn)性較直齒輪傳動(dòng)好,且結(jié)構(gòu)緊湊,承載能力高,常 用于速度高、載荷大或要求傳動(dòng)緊湊的場合。 1.1.2 本傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用 齒輪減速器介于機(jī)械中原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)之間, 主要將原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給工 作機(jī),在此起減速作用,并降低轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的增大轉(zhuǎn)矩。 1.2 傳動(dòng)方案擬定: 此方案選用了 V 帶傳動(dòng)和閉式齒輪傳動(dòng) V帶傳動(dòng)布置高于高速級,能發(fā)揮它的傳動(dòng)平穩(wěn)、緩沖吸振和過載保護(hù)的優(yōu)點(diǎn) 帶傳動(dòng)的特點(diǎn): 是主、 從動(dòng)輪的軸間距范圍大。 工作平穩(wěn), 噪聲小。 能緩和沖擊, 吸收報(bào)動(dòng)。摩擦型帶傳動(dòng)有過載保護(hù)作

4、用。結(jié)構(gòu)簡單、成本低、安裝方便.但外 形輪廓較大。摩擦型帶有滑動(dòng),不能用于分度系統(tǒng)。軸壓力大,帶的壽命較短。 不同的帶型和材料適用的功率、帶速、傳動(dòng)比及壽命范圍各不相同。 二、電動(dòng)機(jī)的選擇及傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 2.1 選擇電動(dòng)機(jī)的容量: 2.1.1 電動(dòng)機(jī)的類型: 按工作要求選用Y系列(IP44)三相異步電動(dòng)機(jī),電壓為380V。 2.1.2 選擇電動(dòng)機(jī)容量: 選擇電動(dòng)機(jī)所需功率 P w Pd 二——二 4.327 kW 選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)應(yīng)保證電動(dòng)機(jī)的額定功率 Ped略大于工作機(jī)所需的電 動(dòng)機(jī)的功率Pd即可,即Ped >Pd 工作機(jī)所需功率為 Fv 2550 1

5、.40 kW = =3.57kW 1000 1000 傳動(dòng)裝置總效率:刈=州帶乂^^2X“聯(lián)”卷 “帶一V帶傳動(dòng)效率:0.96 “承一每對滾動(dòng)軸承的傳動(dòng)效率:0.99 ”齒一閉式齒輪的傳動(dòng)效率:0.97 ”聯(lián)一聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率:0.99 “卷一傳動(dòng)卷筒的傳動(dòng)效率:0.99 帶入得 =帚 : 2 聯(lián) 卷=0.96 0.994 0.972 0.99 0.96 =0.825 市 承 出 聯(lián) 卷 Pw Pd = 3.57 ~ 0.825 = 4.327kW 因載荷平穩(wěn),電動(dòng)機(jī)額定功率 Ped略大于Pd即可。由表17-1 , Y系列 電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù),選電動(dòng)機(jī)的額

6、定功率 Ped為3kW 2.1.3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速: 滾筒工作轉(zhuǎn)速: 60 1000v 60 1000 1.40 = =89.12 r/min -:D 二 300 通常取V帶傳動(dòng)比常用范圍i1=2~4,二級圓柱齒輪減速器i2=8? 40,則總傳動(dòng)比的范圍為i=16?160。所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍是: nd =i nw = 16~ 160 89.12 = 1426.02 ~ 14260.27 r/min 根據(jù)電動(dòng)機(jī)所需功率和轉(zhuǎn)速手冊有一種適用的電動(dòng)機(jī)型號,傳動(dòng)比 方案如下: 力殺 電動(dòng)機(jī)型 號 額定功率 Ped/kW 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min ) 同步轉(zhuǎn)速 滿

7、載轉(zhuǎn)速 1 Y132S-41 5.5 1500 1440 2.2 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比: 總傳動(dòng)比:ia =nm =144 =16.156 nw 89.13 ia 分配傳動(dòng)比:取i帶=2則減速器的傳動(dòng)比i為: 16.156 =8.078 2 取二級圓柱斜齒輪減速器高速級的傳動(dòng)比 1.4 8.078 =3.336 則低速極的傳動(dòng)比i2 曳=8.078 = 2.402 Ii 3.363 2.3 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù): 將傳動(dòng)裝置各軸由高速軸到低速軸依次編號,定為 0軸(電動(dòng)機(jī)軸)、1 軸(高速軸)、2軸(中間軸)、3軸(低速軸)

8、、4軸(滾筒軸);相鄰兩軸 間的傳動(dòng)比表示為i01、i12、i23、i34; "01、"12、"23、”34 -依次是電動(dòng)機(jī) 與1軸,軸1與軸2,軸2與軸3,軸3與軸4之間的傳動(dòng)效率;各軸的 轉(zhuǎn)速為ni、h、n3、,;各軸輸入轉(zhuǎn)矩為工、T2> T3、T4 則各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)為: Pd =4.11kW 0 軸(電機(jī)軸)p0 = pd =4.327kW n0 = nm =1440r/min Pc 4 327 T0 -9550- —9550 = 28.696N m n0 1440 1 軸(高速軸)p1=p011=p0Tl 帶=4.327 x 0.96 = 4.154k

9、W n1 n i01 1440 720r/min 2 d1 =80 d2 = 235.2 T1 P 9 9550— = 9550 n1 4.154 — 82.64N m 480 v = 6.02m/s 2軸(中間軸) p2 =p1 E12 =p1 耳承耳齒=4.154M0.99M0.97 = 3.989kW n1 480 a0 = 530mm n2 142.73r / min i12 3.363 P2 3.989 T2 =9550上=9550 — 266.9N m n2 142.79 Ld = 1600mm 3軸

10、(低速軸) p3 = pj23 = pj承”齒=3.989 x 0.99 x 0.97 = 3.83 kW n3 i23 142.73 88.81r / min 1.60 T3 =9550— =9550 % 3.831 =429.21N m 88.81 a = 611.21mm 二二165.38 二 (滾筒軸) p4 = p3"34 = Pb"承"聯(lián) = 3.831 0.99 0.99 = 3.755kW n3 88.81 n4 =- = =88.81r/min i34 1 F4 3.75

11、3 T4 =95502=9550 = 403.78N m n4 88.81 軸名 功率P/kW 轉(zhuǎn)矩T/ ( N m) 轉(zhuǎn)速 n/(r/min ) 傳動(dòng) 比 i 效率 n 輸入 輸出 輸入 輸出 電動(dòng)機(jī)軸 / 4.32 / 28.67 1440 2.5 3 2.32 1.00 0.96 0.96 0.96 0.98 1軸 4.15 4.11 82.6 81.82 480 2軸 3.99 3.95 266.4 264.9 142.73 3軸 3.83 3.79 320.03 429.2 88.81

12、4軸 3.75 3.72 403.1 438.9 88.81 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)如下表: .傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 Z = 5 FQ -128.8N 3.1 設(shè)計(jì)V帶和帶輪: 3.1.1 設(shè)計(jì)計(jì)算普通V帶傳動(dòng) PC =Pd =4.521kW (1)計(jì)算功率(P=4.11kW,n=1440r/min) (2)選V帶型號 選用普通V帶 根據(jù) Pc=Pd =4.521kW, nm =1440r/min ,由課本 219頁圖 13-15, 選才$ Z型普通V帶。 (3)求大、小帶輪基準(zhǔn)直徑取d1, d2 由課本219頁查表13-9得,應(yīng)不小于75mm現(xiàn)取d1 =80mm

13、 n1 1440 由式 13-9 得~2 = —d1(1 -z) = x80x(1-0,02) = 235.2mm n2 480 允許) 由表13-9取dd2 = 265mm(雖然使n2略有減小,但其誤差小于 5% (4)驗(yàn)算帶速:v = ^d^J: 80 1440 =6.02m/s 60 1000 60 1000 帶速在5?25m/s范圍內(nèi),合適 (5)取V帶基準(zhǔn)長度Ld和中心距a: i =3.368 m1 = 2.5 d1 = 50mm d2 = 170mm b1 = 35mm b2 = 30mm (6) 由于 0.7 ( ddi +dd2) 取

14、 a0 = 480mm, 由式13-2得帶長 JI LO =2a0 2(d1 d2) wa0 M2 ( dd1+dd2)即 280mmwa0 M800mm , a1=110 2 (d2 -d1)2 4a0 二 (300-100)F1 =55.43MPa 式2 480 — (80 235.2) ]mm 2 4 600= F2 =48.29MPa =1468.79mm 查課本212頁表13-2取Ld = 1600mm, Ld -L0 1600 -1468.79 a= a。+ =480 + 驗(yàn)算小帶輪包角 : 由式13-16計(jì)算實(shí)際中心距: v = 3.795m/s

15、 =611.21mm d2 -d1 o 236 -80 。 1=180 ——1 57.3 =180 57.3 =165.38 120o a 611.21 主動(dòng)輪上的包角合適。 (7) 計(jì)算V帶根數(shù)Z:由式13-15得Z= Pc (P0 :P0)K:Kl d1 = 88.97mm Z1 =32 Z2 =77 m2 = 3mm b2 = 75mm 由 n0 =1440/ min , d1 =80mm 由式 13-9 得傳動(dòng)比 i = 一d^一= 236——=3.0>2 , d1(1-;) 80 (1 -0.02) 查表

16、13-5 得 Ap0 =0.168kW 由% =163 =查表 13-7 得:Q =0.95 查表 13-2 得 kL =0.99 T1 = 266N m 貝 U Z = =4.86 (0.81 0.168) 0.95 0.99 取Z=5根。 (8)求作用在帶輪上的壓力Fq 查表13-1 ,得q=0.1kg/m。得單根V帶的初拉力 __ 500P/2.5 八 2 500 4.521,2.5 八 … … 八2 F0= -( 1) +qv = ( -1) +0.1 X 1.40 =648N Zv K. 5 1.40 0.95 作用在軸上的壓力 Fc=2ZEsin —1=2X5

17、X648Xsin 163-=128.8N 2 2 bi =80 3.2.1高速級齒輪設(shè)計(jì): 3.2.1.1選定齒輪類型,精度等級,材料及齒數(shù): 1)按題目傳動(dòng)方案選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) 2)運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器,速度不變,所以選用 8級精度 3)材料選擇由表10-1選擇 小齒輪用滲碳淬火,齒面硬度為 305HBs二lim1 =1500MPa;二吒1 =850MPa; 大齒輪用球墨鑄鐵,齒面硬度為305HBS %m2 =1550MPa ;仃fe2 =850MPa ; 由表 11-5 取 S=2.0; Sh=1.5; 二 FE1 850 [二 F1]—Mpa =425MPa

18、[二 F 2 ] :-FE2 = 850MPa =425MPa Sf 2 [二 H1 ] (J.. d lim 1 SH 1500 MPa =1000MPa 1.5 [二 H 2 ] =150 MPa =1000MPa SH 1.50 4)按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算按輪齒彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 由表11-3取載荷系數(shù)K =1由表11-6取齒寬系數(shù)*d =0.5 小齒輪上的轉(zhuǎn)矩T1 -8.26 104N mm 初選螺旋角6=15 齒數(shù)取 z1=19,則 Z2 = 2.363M19=63.89,取 z2 = 64 實(shí)際傳動(dòng)比為i =64 =3.368 19 齒形系數(shù) Zv1

19、 =-19一; =21.08 , Zv2 =一64一; =71.032 cos15 cos15 查圖 11-8 得YFa1 =2.89; YFa2=2.26;由圖 11-9 得 Ysh=1.57; Ysa2 =1.74; d〔 = 96mm d2 = 112mm a = 160mm 二 F1 =55.998MPa 二 F2 =53.91MPa v = 2.34m/ s 3.2 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算: YFalYsal F1 2.26 1.74 二0.0106) 425 Y Fa2Y Sa2 2.26 1.74 二 0.004 1000 故應(yīng)對小齒

20、輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算 5)法向模數(shù) 2KT1 YFaH 2: 3 1 ―2 L 】Cosp =3! 產(chǎn) Z1 F1 4 2」 2 1 8.26 10 15 m1 _3 Cos =2.084mm 0.5 19 M mn = 2.5mm 6) 中心距 a1 =mn(z1 +j2)= mn(19+64) =107.51mm;取 a1 =110mm 2cos : 2 cos15 確定螺旋角 a =arccosmn z1-z^- =arccos2.5(19__64) =19口4333 "(19.43 口) 2a 2 110 齒輪分度圓直徑 二皿二 2.5 19 : 5

21、0.37mm cos - cos19 43 83 d2 =169.31mm 7) 齒寬 b2 =%d1 =0.5 m 50.37 = 25.185mm;故取 b2 = 30mm ; b1 =35mm 8) 驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度 ^h =ZeZh ZP :%9 =773.2MP

22、n Ft 二 Fr : 38MPa =23.1mm 3524N 1356N 1)按題目傳動(dòng)方案選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) 2)運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器,速度不變,所以選用 8級精度 3)材料選擇由表11-1選擇 小齒輪用45號鋼調(diào)質(zhì),齒面強(qiáng)度為260HBs 5im1=670MPa; cFE1 =240MPa 大齒輪用45號鋼調(diào)質(zhì),齒面強(qiáng)度為200HBS olim2 =570MPa ; 二 fe2 =250MPa 由表 11-5 取 Sh=1; Sh =1.25 [二 H1]=』1 =670 =670MPa Sh 1 二 FE1 240 [;:F1]= 192MPa

23、 Sf 1.25 4)按輪齒彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 由表11-3取載荷系數(shù)K =1.1 小齒輪上的轉(zhuǎn)矩T1 -266N m 570 [入2]=——=570 MPa 1 250 [二 F2]=——=200MPa 1.25 由表11-6取齒寬系數(shù)0.8 F1v =77.56N F2v =1278.44N F1h = 791.91N F2H =2718.89N Fif =112.59N F2F =241.39N M av = 38350 N m m M aH =81960 N mm 根據(jù) 11-4, ZE=1880, ZH=2.5 ,、i.2KTi u

24、+1 ZeZhx2 /2X 1.1X26.6X104 3.402 彳880乂2.5、2 d1 >3——1 (^-Hr)2 =;, x. x ? =88.97mm \ Gd u 1H 】 V 1 2.402 1 570 ) 選小齒輪齒數(shù)為z1 =32 ,則z2=iz1 = 32父2.402 = 76.4 取z2 =77,則實(shí)際傳 動(dòng)比 i = —— =2.4 ; 32 5)模數(shù) m2 =5 =88.97 =278 ;故取 m2 =3mm z1 32 6)齒寬齒寬 b2 =%d1 =0.8M88.97 = 71.176mm;故取 b2=75mm; b1 =80mm 7)分度圓

25、直徑,d1 =m2z1 =96mm d2 =m2z2 = 231mm 』、口匚 d1d 2 96 231 中心距 a2 = - = = 163 .5mm ;取 a = 160mm ; 2 2 驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度 查圖 11-8 得YFa1 =2.67 ; YFa2 =2.25;由圖 11-9 得YSa1 =2.25; YSa2 sa2 = 1.72 M aF = 3377 二F1 2KTi bZimln 2Ys可Yf,1 2 1.1 12.66 105 75 9 232 2.67 1.64 = 11863 二!「F 】二192MPa 1 a = 48480

26、 YFa2Ysa1 F1 YFa1Ysa1 2.25 1.72 , 118.63 = 104.84 ” F2 ? = 200MPa 2.67 1.64 T =88100 齒輪的圓周速度v 二 dm 二 93.14 480 60 1000 60000 =2.34m/ s ; 選8級制造精度是合宜的 Me = 50915.43 N mm d _ 23.1mm d = 23.5mm 四、箱體的設(shè)

27、計(jì)及說明: 減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸(mm) 名稱 符號 計(jì)算公式 結(jié)果 箱座厚度 d 0 =0.025 a +3 = 6.625 <8 8 箱蓋厚度 a 孰=0.02a + 3=5.60<8 8 箱蓋凸緣厚度 b1 b =1.51=12 12 箱座凸緣厚度 b b =15=12 12 箱座底凸緣厚 面..——— b2 b2 =2.56 =20 2020 她腳螺栓直徑 df df =0.03a + 12=16374 M 16 地腳螺釘數(shù)目 n a 250則取4 4 軸承旁聯(lián)接螺 栓直徑 di di =0.75df =

28、12.285 M i2 箱蓋與箱座聯(lián) 接螺栓直徑 d2 d2 =(0.5~0.6) df =8.i87~98244 M i0 軸承端蓋螺釘 直徑 da da =(0.4~0.5)df =6.55~8.8i7 M 8 窺視孔蓋螺釘 直徑 d4 d4 = (0.3 ~ 0.4) df =4.9i~6.55 M 5 d 之 33mm 定位銷直徑 d d = (0.7 ~ 0.8)d2 = 85.73i ~ 7.86 M 6 Ft2 =3096.76N 連接螺栓的問 距 l l =i50 ~ 200 80 Fr2=iii7.3N df ,

29、di, d2 至 Ci 查手冊表4-i 27 30 外箱壁的跑離 20 df , di , d2 至 C2 查手冊表4-i 24 20 Ft3 =8800N 凸緣邊緣跑離 i4 F.3 =3202.9N 1 外箱壁至軸承 座端面距離 li li =C1十C2 十(5~i0) 50 大四中匕」貝圓與 內(nèi)箱壁距離 4 >i.26 =9.6 i0 齒輪端面與內(nèi) 箱壁距離 △2 △ 2 >6 =8 i0 箱蓋,箱座肋 mi ,m m^ 為 0.85昌,m 定 0.856 6.8,6.8 -4S

30、 M承端蓋外徑 D2 D2 = D+(5~5.5)da 85(i軸) 85(2軸) ii5(3 軸) 軸承旁聯(lián)結(jié)螺 S S血 85 (i 軸) 栓距離 85 (2 軸) ii5 (3軸) 五、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核: 5.1高速軸: Fiv =109.32N F2v = 2266.98N 5.1.1初步確定軸的最小直徑: 選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表14-2,取[p]=38MPa,C =110 , FiH -3640.06N F2H -2701.7N 于是 3 3 d >C JP

31、=110 J&11 = 22 mm#慮到軸上有鍵槽,所 以 n .1440 d min =22 (1 5%) = 23.1mm M av = 4210 N mm 5.1.2求作用在齒輪上的受力 M aH =140140 N mm 圓周力R =2T1 d1 2 8.18 104 50 =3524N M a =196880 N m m 徑向力 Fr Ft tan 工 cos : 3524 tan 20 cos : = 1356N

32、 M e = 214698 N mm d 一 34.6mm d = 32 .95 mm 5.1.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì): 5.1.3.1 擬定軸上零件的裝配方案 1 .輸出軸的最小直徑顯然是安裝 V帶的直徑& (如上圖),根據(jù)軸最小直 徑的計(jì)算,和查閱書籍,故 6段b1為60mm,d為20mm 2 .根據(jù)v帶的軸向定位要求d5取為28mm由箱體結(jié)構(gòu)和軸承段、端蓋裝配 關(guān)系等確定,b2為50mm. 3 .角觸軸承段,d3取為30mm,由承型號為6006,裝配關(guān)系等確定,b3為24mm 4 .過渡軸段,考慮軸肩定位,故取 d4為35mm由裝配關(guān)系,確定該段的 區(qū) 為 79m

33、m 5 . 5為高速級齒輪軸段,b5為45mm 6 .角接觸軸承段與3相同,d7為35mm b7為33mm 5.1.4求軸上的載荷: 1 .求垂直面的支承反力 Fiv Fr 12 1TH7 1356 30 30 103.5 = 77.56N F1H dmin -36.17mm d = 37mm Ft -5460N Fr -1987.37N F2v =Fr—F” =1356-77.56 =1278.44N 2 .求水平面的支承反力 Ft 12 3524 30 t -———=791.91N 11 12 30 103.5 F1H . F2H =

34、Ft F2H =2718.89N 3 .F力在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力 F 底 116.7 F F1f 一 112.59N l1 l2 30 103.5 F2F =F1f F =112.59 128.8 =241.39N 4,繪垂直面的彎矩圖 Mav = F1v l1 = 38350N mm M av =F〔v l2 = 2326N mm 5 .繪水平面的彎矩圖 MaH =F1H l1 =23750N mm MaH = F1H l1 =81960N mm 6 .F力產(chǎn)生彎矩 a - a截面F力產(chǎn)生的彎矩為 M aF =F1F l〔 二128.8 116.7-15030N m

35、m 7 .合成彎矩圖 a = . M;v M;h M aF = 383502 23750 2 23770.13 = 48480N mm F 2 2 a = M av M aH M aF = 93640 N mm = 8,軸的轉(zhuǎn)矩 T =88100 N mm 9 .求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩 從圖中可以看出,低速的齒輪中心線處最危險(xiǎn),其當(dāng)量彎矩為a =0.6 M e ~/M2 (: T)2 484802 (0.6 88100)2 =71720N.mm 10 .計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑 軸的材料為45號鋼,調(diào)治質(zhì)處理。由表14-1查得% =650MPa 3 . 3 M

36、 e 71720 d 之 =J = 22.86 mm 0.g4] ,0.1M60 考慮到鍵槽對軸的削弱,將d增加大5% 故 d =1.05 x 22.86 = 24mm < 28mm 所以高速軸安全合理 載荷 水平向H 垂直面V 支承反力F F1H =791.91N F2H =2718.89N F1V =77.56N F2V =1278.84N 彎矩M MaH =81960N mm M av = 38350N mm 總彎矩 Ma =15030N mm 扭矩T T =88.1N m 由表14-3查得?!筨 =60MPa則 F2v = 830.38N

37、 Fiv = 1156.99 N F2H =2281.33N F1h =3178.67N M av = 86770 N m m MaH =22236.56 N mm Ma -41986.52 N mm Me = 164.56N m , 30.15mm -31.66mm 彎矩圖如上圖所示 5.2 中間軸: 5.2.1 初步確定軸的最小直徑: 選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3,取C=110,于是得 3 d -C Pn=110\MI2fr33.304mm 5.2.2求作用在齒輪上的受力: 1.作用在大齒輪: 圓周力Ft2

38、 2T2 2 26.4 104 … —= =3069.76N d2 172 = 425.88N 二75mm L2 = 104.5mm 徑向力 Fr2 =Ft tan: =1117.3N 2.作用在小齒輪: …… 2T2 2 M 26.4父 104 圓周力 Ft3 = = = 8800N d3 60 徑向力 Fr3 =Ft3 tan : =3202.9N I 5.2.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì): 5.2.3.1擬定軸上零件的裝配方案 11 = 49mm 12 = 47mm 二 p1 = 53.45MP

39、a 二 p2 = 39.60MPa 1 .角接觸軸承段處,d1取為30mm,由承型號為6006, b1為33mm 2 .低速級小齒輪軸段,按與齒輪的裝配關(guān)系定 d2為35mm2為65mm 3 .軸環(huán),根據(jù)齒輪的軸向定位要求取 d3為4mm囪按照要求取為7.5mm 4 .高速級大齒輪軸段,按與齒輪的裝配關(guān)系定 d4為35mm b4為40mm. 11=60mm 5 .角接觸軸承段同1相同,d5為30mm b5為35mm I2 =36mm 5.2.4求軸上的載荷: 二 D1 = 24.48MPa p I 二 p2 = 56.50MPa 1.求垂直面的支承反力 F” (L1 L

40、2 L3) FM (L2 L3) =F12 L3 Fr 38.5 67 61 - Fa 85 Fr 61 r a r =109.32N F” 38.5 67 61 = 109.32N F1v F2v F2v Fr1 = Fr2 =2266.98 l = 7.27mm L = 32mm 2 .求水平面的支承反力 Ft2 I3 -Ft1 (I2 I3) … F =^-^——t1 2-- =3640.06N I1 I2 I3

41、 F2H =% -Fih F =2701.7N 3.繪垂直面的彎矩圖 Mav =F1v l3 =4210N mm l = 24mm c-d =30.29MPa p M av =F2v I3 =13828.5N mm 4.繪水平面的彎矩圖 MaH =F1H l3 =3640.06 38.5-140.14N m M aH =F2H 61 =164.8N m 5.合成彎矩圖 Ma=.M2v M;h = . 13828.52 140142 =196880N mm Fr1 =908..2

42、8N Fr2 =1520.13N 6.軸的轉(zhuǎn)矩 T =142.729 N m 9.求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩 從圖中可以看出,低速的齒輪中心線處最危險(xiǎn),其當(dāng)量彎矩為a =0.6 Me=jM2 (二 T)2 =\;196.882 (0.6 142.729)2 =214.698N.m 10.計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑 軸的材料為45號鋼,調(diào)治質(zhì)處理。由表14-1查得% = 650MPa C r = 20928 .4 N 由表14-3查得=60MPa則 3 3 M e 214.698 103 d :, 0.1[二4b] 0.1 60 二 32.95mm 載荷 水平向H

43、 垂直面V Fr1 =3641.7N Fr2 = 3526.8N 支承反力F Fih =3640.06N F2H =2701.7N Fiv =109.32N F2v =2266.89.N 彎矩M MaH =140.14N mm M av = 164.8N mm 總彎矩 Ma =196880N mm 扭矩T T =142.729N m C「=19500N 考慮到鍵槽對軸的削弱,將d增加大5% 故 d =1.05 32.95 = 34.6mm < 35mm 所以中間軸安全合理

44、 Fr1 = 3382.68N Fr2 = 2427.7N Cr = 25800N 彎矩圖如上圖所示 5.3 低速軸: 5.3.1 初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為45號鋼,調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3,取C=11Q于是得 % = 354N m ca d工 JP=110戶.793

45、 =38.4m mW慮到軸上有鍵槽, ,n . 88.1 d min =38.4 (1 5%) =40.32mm 所以,取最短直徑為40mm 5.3.2 求作用在齒輪上的受力 5 圓周力 u5460N 2T3 _ 2 4,249 105 一 d 一 156 徑向力 Fr=Ft tan: =1987.37N 5.3.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì): 5.3,3.1擬定軸上零件的裝配方案 — - -1 1,輸出軸

46、的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑 d1 (如上圖),為了 使所選的軸直徑d1與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng),故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的 型號。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tch = KaT3,查表14-1,考慮到轉(zhuǎn)矩變化很 小,故取 Ka=1.5,貝U 轉(zhuǎn)矩 Tca =1.5M42490N m = 63735N m。按 照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件,查手冊 144頁,選用凸 緣聯(lián)軸器GY5其公稱轉(zhuǎn)矩為400Nm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長 度L〔 二60mm,軸孔直徑為38mm故1段b1為60mm,d為38mm 2,密封處軸段,根據(jù)聯(lián)軸器的軸向定位要求,以及密封圈的標(biāo)準(zhǔn)(采 取氈圈油封)故d2取為43mm由

47、箱體結(jié)構(gòu)和軸承段、端蓋裝配關(guān)系 等確定,卜為60mm. 3 .滾動(dòng)軸承處段,d3取為45mm,由承型號為6009, d父D父B =45mm父75mmM 16mm由滾動(dòng)軸承,檔油環(huán)及裝配關(guān)系等確 定,b3 為 27mm 4 .過渡軸段,考慮擋油環(huán)的軸向定位,故取 d4為50mm由裝配關(guān)系, 箱體結(jié)構(gòu)等確定該段的b4為49.5mm 5 .軸環(huán),根據(jù)齒輪的軸向定位要求取d5為58mmib5按照要求取為12mm 6 .低速級大齒輪軸段,按與齒輪的裝配關(guān)系定 d6為48mm b6為62mm. 7 .滾動(dòng)軸承段同3相同,d7為45mm b7為37.5mm 5.3.4求軸上的載荷: 1

48、.求垂直面的支承反力 Fr 12 M F1v = ――2 =1156.99N 1 2 l3 F2v =Fr-F2v =1987.37-1156.99 =830.38N 2 .求水平面的支承反力 Ft l2 m F2H = ―- =2281.33N l2 l 3 Fih =Ft4 -F2H =5460-2281.33 =3178.67N 3,繪垂直面的彎矩圖 Mav =Fiv l2 =1156.99 75-86770N mm 4 .繪水平面的彎矩圖 MaH =F2H l3 =3178.67 75 = 238400N mm aH 2 H 3 5 .合成彎矩圖 M a =

49、 , M 2v M 2 = ?867702 238400 2 = 253690 N mm 6,軸的轉(zhuǎn)矩 T -425880N m 9 .求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩 從圖中可以看出,低速的齒輪中心線處最危險(xiǎn),其當(dāng)量彎矩為"=0.6 Me =::M2 (1 T)2 —J253.692 (0.6 425.88)2 =360.07 N.m 10 .計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑 軸的材料為45號鋼,調(diào)治質(zhì)處理。由表14-1查得。B=650MPa 由表14-3查得。小=60MPa則 =39.15mm d Me ?360.07 103 0.1[二為],0.1 60 考慮到鍵槽對軸的削弱,將d增加

50、大5% 故 d=1.05 39.15 = 41.10mm :二 48mm 所以低速軸安全合理 載荷 水平向H 垂直面V 支承反力 F F1H =3178.67N F2 H =2281.33N F1v =1156.99N F2v =830.38N 彎矩M MaH =2384001 mm 1 Mav=8677N mm 總彎矩 Ma = 253690N mm a 扭矩T T= 425880 N m 彎矩圖如上圖所示 六、鍵的選擇 6.1低速軸鍵選擇: 低速軸轉(zhuǎn)矩T =424.9N m 查表10-10查得許用應(yīng)力 bp】=125~150Mpa,取kp]

51、=100Mpa 4 265200 - =26.19m m Li d1h1[-p] 45 9 100 -li b1 =26.19 14 =40.19mn< L〔 =70mm 4 265200 =18.61mm d2h2[0 p] 57 10 100 L2 — I2 b2 =18.61 16 =34.61mmW L2 =63mm 與聯(lián)軸器聯(lián)接處鍵為鍵 A12 M 70 b m h m L =12mm m 8mmM 70 mm 與齒輪接處鍵為鍵 A14 x 63 bxhML=14 mm x 9mm x 63 mm 6.2中間軸鍵選擇: 中間軸轉(zhuǎn)矩T =264 .2N m

52、 查表10-10查得許用應(yīng)力 1/=100?120MPa,取&p】=100MPa, 4T 4 108700 =14.69mm dh[\] 37 8 100 L -l b =14.69 10 = 24.69mm 取 Li =70mm,L2 =36mm 1 2499.8 33 與小齒輪聯(lián)接處鍵為鍵 A12M 22 bxhxL =12 mm x 8 mm x 22 mm 與大齒輪聯(lián)接處鍵為鍵

53、A28 m 70 b父h m L = 28mm x 16 mm x 70mm 6.3高速軸鍵選擇: 中間軸轉(zhuǎn)矩T =424 .9N m 查表10-10查得許用應(yīng)力 gp】=100?120Mpa,取bpLlOOMpa, 4T > dh[二 p] 4 31800 25 7 100 =7.27mm L _l b =7.27 8 =15.27mm 取 L = 32mm 與帶輪聯(lián)接處鍵為鍵 A 8 M 3 b x h x L =8mm x 6mm x 70 mm 七、滾動(dòng)軸承的選擇 7.1高速軸軸承: 取 6009 , d =30 mm D =55 mm B =13mm

54、 0 1 .先計(jì)算軸承載荷、內(nèi)部軸向力 F「1 = Fi2 FiH Fif = 77.562 791 .912 112.59 = 908.28N Fr2 =JF2v F22H F2F =』278.442 2718.892 241.39 =1520.13 N 2 .計(jì)算軸承壽命為Lh 丁軸兩端所選為同尺寸軸承,今Fr2〉F「1故應(yīng)以軸承2的徑向當(dāng)量動(dòng)載荷Pi 為計(jì)算依據(jù) 受中等沖擊載荷 查表16-9得fp =1/=3工作溫度正常 查表16-8得ft =1 Lh1 =3 300 8 =7200 h 3 .查得:軸承徑向基本額定動(dòng)載荷 fpP 60n p ( ft 106

55、Lh) 60 480 ( 106 7200)3 = 14796 .08 N < 15200 N 故可用7006C /P5 故所選7006C/P5軸承適合 4 .2中間軸軸承: 取 7007C/P5, d =35mm D =62mm B=14mm 0 1 .先計(jì)算軸承載荷、內(nèi)部軸向力 2 2— 2 2 Fri =.:/Fiv Fih = 109.32 3640.06 =3641.7N F「2 =JF2v F2V = J2266.982 2701.7 2 =3526.8N 2 .計(jì)算軸承壽命為Lh 軸兩端所選為同尺寸軸承,今P1 > P2故應(yīng)以軸承1的徑向當(dāng)量動(dòng)載荷

56、P2為 計(jì)算依據(jù)。受中等沖擊載荷 查表16-9得fp=1,8=3工作溫度正常 查表 p 16-8 得 ft =1 Lh1 =3 300 8 = 7200 h 3 .查得:軸承徑向基本額定動(dòng)載荷 Cr fpP 60n p ( ft 106 Lh) 1 . _ _ - 1 4559.49 60 142.729 106 7200)3 =18012.8N < 19500 N 故可用7007C /P5 故所選7007C0/P5軸承適合 4 .3低速軸軸承: 取 7009AC/P0 d =45 mm D =75 mm B =29 mm 0 1 .先計(jì)算

57、軸承載荷、內(nèi)部軸向力 Fr1 = .F; FiH = 1156.992 3178 .672 = 3382 .68 N Fr2 = . F2v F22H = ? 830.382 2281 .33 2 =2427.7N 2 .計(jì)算軸承壽命為Lh 今P2 >Pi故應(yīng)以軸承2的徑向當(dāng)量動(dòng)載荷P2為計(jì)算依據(jù) 受中等沖擊載荷 查表16-9得fp =1 ,8=3工作溫度正常 查表16-8得ft =1 3 .查得:軸承徑向基本額定動(dòng)載荷 fpP 60n (10r ft 1 - 4 1 1 3382.68 60 88.81 3 Lh) ; = ( 6— 7200)3 =1408 .87

58、 N M 25800 N 1 106 故可用7009AC /P5 故所選7009AC /P5軸承適合 八、連軸器的選擇 由于凸緣聯(lián)軸器德結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,可傳遞的轉(zhuǎn)矩較大,等優(yōu)點(diǎn),且常 用于載荷較平穩(wěn)的兩軸連接首先考慮此聯(lián)軸器 聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算 由于裝置用于V帶傳動(dòng),原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī),所以工作情況系數(shù)為 Ka =1.5, 計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 Tca =1.5 236.48N m=354.72N m 查手冊選用凸緣聯(lián)軸器GY-5 其主要參數(shù)如下: 公稱轉(zhuǎn)矩Tn = 400N m 軸孔直徑d〔 =38mm 半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 L=70mm. 九、潤滑與密封 9.1

59、 齒輪的潤滑 采用浸油潤滑,浸油高度約為低速級大齒輪的一個(gè)齒高,取為 10mm 9.2 滾動(dòng)軸承的潤滑 由于軸承周向速度為均大于2m/s,所以采用油潤滑。 9.3 潤滑油的選擇 考慮到該裝置用于小型設(shè)備,選用全消耗系統(tǒng)用油 L-AN15潤滑油。 9.4 密封方法的選取 在軸和軸承配合處內(nèi)端鑲?cè)霌跤铜h(huán),軸承用脂潤滑確定擋油環(huán)的尺寸以 達(dá)到最好的密封效果,軸承端蓋內(nèi)加墊。型密封圈。 軸承端蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì): 材料HT150 高中軸承 7006 D=55,d3=6,n=4 d0 = d3 1 = 7mm D0 = D 2.5d3 = 72.5mm D2 = D0 2.5d3 =9

60、0mm e =1.2d3 =8.4mm e1 _ e =12mm D4 = D -(10~15) =45mm D5 =D0 -3d3 = 51.5mm D6 = D - (2 ~ 4) -52mm 低軸承 7009 D=75, d3=8, n=4 d0 = d3 1 =9mm D0 = D 2.5d3 =95mm D2 =D0 2.5d3 = 115mm e =1.2d3 = 9.6mm D4 =D -(10~15) -67mm D5 = D0 -3d3 =71mm D6 uD -(2~4) -75mm 十、減速器附件設(shè)計(jì) (1)窺視孔及其視孔蓋 為了檢查傳動(dòng)零件

61、的嚙合情況、接觸斑點(diǎn)、側(cè)隙,并向箱體內(nèi)注 入潤滑油,應(yīng)在箱體的適當(dāng)位置設(shè)置窺視孔。窺視孔設(shè)在上箱頂蓋能夠直接 觀察到齒輪嚙合部位的地方。平時(shí),窺視孔的視孔蓋用螺釘固定在箱座上。 窺視孔為長方形,其大小應(yīng)適當(dāng)(以手能伸入箱內(nèi)為宜),以便檢查齒輪嚙 合情況。 (2)通氣器 減速器工作時(shí),箱體內(nèi)溫度升高,氣體膨脹,壓力增大,為使箱 內(nèi)受熱膨脹的空氣能自由排除,以保持箱體內(nèi)外壓力平衡,不致使?jié)櫥脱?分箱面或軸伸密封件等縫隙滲漏,在箱體頂部裝設(shè)通氣器。 (3)軸承蓋 為了固定軸系部件的軸向位置并承受軸向載荷, 軸承座孔兩端用軸 承蓋封閉。軸承蓋有凸緣式和嵌入式兩種,圖中采用的是凸緣式軸承蓋,利

62、 用六角螺栓固定在箱體上;在外伸軸處的軸承蓋是透蓋,透蓋中裝有密封裝 置。 (4)定位銷 為了精確地加工軸承座孔,同時(shí)為了在每次拆裝箱蓋時(shí)仍保持軸承 座孔制造加工時(shí)的位置精度,應(yīng)在精加工軸承孔前,在箱蓋與箱座的連接凸 緣上配裝定位銷。圖中采用的是兩個(gè)定位圓錐銷,安置在箱體縱向兩側(cè)連接 凸緣上。對稱箱體應(yīng)呈非對稱布置,以免錯(cuò)裝。 (5)油面指小器 為了檢查減速器內(nèi)油池油面的高度,以便經(jīng)常保持油池內(nèi)有適當(dāng)?shù)? 油量,一般在箱體便于觀察、油面較穩(wěn)定的部位,裝設(shè)油面指示器,圖中的 指示器為油標(biāo)尺。 ( 6)放油螺塞 換油時(shí),為了排放污油和清洗劑,應(yīng)在箱座底部、油池的最低位置 處開設(shè)放油

63、孔, 平時(shí)用螺塞將放油孔堵住, 放油螺塞和箱體接合面應(yīng)加防漏 用的墊圈。 ( 7)啟蓋螺釘 為了加強(qiáng)密封效果,通常在裝配時(shí)于箱體剖分面上涂以水玻璃或密 封膠, 因而在拆卸時(shí)往往因膠結(jié)緊難于開箱。 為此常在箱蓋連接凸緣的適當(dāng) 位置, 加工出 1~2 個(gè)螺孔, 旋入啟箱用的圓柱端或半圓端的啟箱螺釘。 旋動(dòng) 啟箱螺釘可將箱蓋頂起。啟箱螺釘?shù)拇笮】赏谕咕夁B接螺栓。 ( 8)起吊裝置 圖中箱蓋裝有兩個(gè)吊環(huán), 用于吊起箱蓋; 箱座兩端的凸緣下面鑄出 四個(gè)吊鉤,用于吊運(yùn)整臺減速器。 十一、設(shè)計(jì)小結(jié) 通過此次課程設(shè)計(jì), 使我更加扎實(shí)的掌握了減速器制造方面的理論知識 與實(shí)際實(shí)踐。 減速器

64、的設(shè)計(jì)過程中, 從第一周我們不斷的設(shè)計(jì)更改數(shù)據(jù)中度 過, 第二周開始便生活在不斷的畫圖與思考中度過, 而第三周則開始矛盾的 校核與檢查錯(cuò)誤當(dāng)中度過。三周當(dāng)中,我們不斷的校核,不斷的更改,但是 在這之中,我們得到鍛煉,掌握其中的知識,更重要的是在團(tuán)隊(duì)配合當(dāng)中, 我們懂得了同學(xué)之間的深厚友誼, 與團(tuán)結(jié)協(xié)作能力。 在此期間大家互相幫助, 共同探討問題, 上課的時(shí)候積極尋求老師的幫助, 發(fā)現(xiàn)自身不足, 并不斷完 善自己所學(xué)得知識。 在此次設(shè)計(jì)中, 我找到了自己所學(xué)知識的許多漏洞之處。 對一些前面學(xué)過的知識理解得不夠深刻, 掌握得不夠牢固, 這次設(shè)計(jì)真真正 正達(dá)到了溫故知新的效果。 一

65、周里,讓我感觸最多的還是團(tuán)隊(duì)協(xié)作的力量, 5 個(gè)人都積極的加入到 程序設(shè)計(jì)中,有不懂的地方提出問題,大家共同商討。團(tuán)隊(duì),永遠(yuǎn)是支撐我 走下來最大的勇氣, 為了集體共同的設(shè)計(jì), 我們每個(gè)人都盡自己最大的努力。 作為組員,我深深的被大家感動(dòng)著。 今后的學(xué)習(xí)當(dāng)中也會注重將理論相實(shí)際轉(zhuǎn)化, 不能單純的局限于課本的 知識,將“走出去”與“走進(jìn)來”相結(jié)合,另外自己對機(jī)械設(shè)計(jì)這門課程也 抱有濃厚的興趣, 興趣會驅(qū)使任何一個(gè)人進(jìn)入一種領(lǐng)域, 使自己愛這樣的一 門學(xué)科, 并不斷的去努力, 喜歡未來的自己能從事這樣的職業(yè), 學(xué)習(xí)自己所 愛總是人生中很幸福的事情,也喜歡去實(shí)踐,而不僅局限于理論。

66、學(xué)習(xí)知識的同時(shí)也豐富了自己的眼界, 更加了解自己所生活的世界。 相 信會對將來有一定的幫助。我會繼續(xù)在這門學(xué)科當(dāng)中努力的! 最后, 我要感謝實(shí)訓(xùn)老師對我的教誨與悉心的指導(dǎo), 讓我能夠熟練地掌 握考試必需的內(nèi)容, 還有周圍的同學(xué)們, 在我有不懂的地方給與我一定的鼓 勵(lì)與幫助, 大家互相促進(jìn)與努力, 取得共同的進(jìn)步是智慧的雙贏, 對同學(xué)們 自后的交往也有一定的改善, 感謝實(shí)訓(xùn)為我?guī)淼倪@一切, 感謝老師! 感謝 大家! 39 參考資料目錄 [1] 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》 , 北京工業(yè)大學(xué)出版社, 王大康, 盧頌峰主編, 2010 年 3 月第二版; [2] 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 (第五版) ,高等教育出版社,楊可楨,程光蘊(yùn),李仲 生主編, 2006年 5 月第五版; [3] 《機(jī)械制圖》 (第五版) ,高等教育出版社,何銘新,錢可強(qiáng)主編, 2004 年 1 月第五版; [4] 《互換性精度設(shè)計(jì)與檢測》 , 中國礦業(yè)大學(xué)出版社, 韓正銅 王天煜主編, 2002年 5 月第一版; [5] 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》 ,機(jī)械工業(yè)出版設(shè),陸玉主編,

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