燕山大学机械设计课程设计
传热学数值计算大作业2014011673
数值计算大作业 一、用数值方法求解尺度为100mm×100mm 的二维矩形物体的稳态导热问题。物体的导热系数λ为1.0w/m·K。边界条件分别为： 1、上壁恒热流q=1000w/m2; 2、下壁温度t1=100℃； 3、右侧壁温度t2=0℃; 4、左侧壁与流体对流换热，流体温度tf=0℃，表面传热系数 h 分别为1w/m2·K、10 w/m2·K、100w/m2·K 和1000 w/m2·K; 要求： 1、写出问题的数学描述； 2、写出内部节点和边界节点的差分方程； 3、给出求解方法； 4、编写计算程序(自选程序语言)； 5、画出4个工况下的温度分布图及左、右、下三个边界的热流密度分布图； 6、就一个工况下（自选）对不同网格数下的计算结果进行讨论； 7、就一个工况下（自选）分别采用高斯迭代、高斯——赛德尔迭代及松弛法（亚松弛和超松弛）求解的收敛性（cpu 时间，迭代次数）进行讨论； 8、对4个不同表面传热系数的计算结果进行分析和讨论。 9、自选一种商业软件（fluent 、ansys 等）对问题进行分析，并与自己编程计算结果进行比较验证（一个工况）。（自选项） 1、写出问题的数学描述 设H=0.1m 微分方程 22220t t x y ??+=?? x=0，0 y=H ，0 传热学 二维稳态导热问题的数值解法 杨达文2011151419 赵树明2011151427 杨文晓2011151421 吴鸿毅2011151416 第一题： a=linspace(0,0.6,121); t1=[60+20*sin(pi*a/0.6)]; t2=repmat(60,[80 121]); s=[t1;t2]; %构造矩阵 for k=1:10000000 %理论最大迭代次数，想多大就设置多大S=s; for j=2:120 for i=2:80 S(i,j)=0.25*(S(i-1,j)+S(i+1,j)+S(i,j-1)+S(i,j+1)); end end if norm(S-s)<0.0001 break; %如果符合精度要求，提前结束迭代else s=S; end end S %输出数值解 数值解数据量太大，这里就不打印出来，只画出温度分布。 画出温度分布： figure(1) xx=linspace(0,0.6,121); yy=linspace(0.4,0,81); [x,y]=meshgrid(xx,yy); surf(x,y,S) axis([0 0.6 0 0.4 60 80]) grid on xlabel('L1') ylabel('L2') zlabel('t（温度）') .60.66666777778L 1 L 2t （温度） A0=[S(:,61)]; for k=1:81 B1(k)=A0(81-k+1); end B1 %x=L1/2时y方向的温度 A1=[S(41,:)] %y=L2/2时x方向的温度 x=0:0.005:0.6; y=0:0.005:0.4; A2=60+20*sin(pi*x/0.6)*((exp(pi*0.2/0.6)-exp(-pi*0.2/0.6))/2)/((exp(pi*0.4/0.6)-exp(-pi*0.4/0.6) )/2) %计算y=L2/2时x方向的解析温度 B2=60+20*sin(pi*0.3/0.6)*((exp(pi*y/0.6)-exp(-pi*y/0.6))/2)/((exp(pi*0.4/0.6)-exp(-pi*0.4/0.6))/ 2) %计算x=L1/2时y方向的解析温度 figure(2) subplot(2,2,1); plot(x,A1,'g-.',x,A2,'k:x'); %画出x=L1/2时y方向的温度场、画出x=L1/2时y方向的解析温度场曲线 xlabel('L1');ylabel('t温度'); title('y=L2/2'); legend('数值解','解析解'); subplot(2,2,2); plot(x,A1-A2); %画出具体温度场与解析温度场的差值曲线 xlabel('L1');ylabel('差值'); title('y=L2/2时，比较=数值解-解析解'); subplot(2,2,3); plot(y,B1,'g-.',y,B2,'k:x'); %画出y=L2/2时x方向的温度场、画出y=L2/2时x方向的解析温度场曲线 xlabel('L2');ylabel('t温度'); title('x=L1/2'); legend('数值解','解析解'); subplot(2,2,4); plot(y,B1-B2); %画出具体温度场与解析温度场的差值曲线 xlabel('L2');ylabel('差值'); title('x=L1/2时，比较=数值解-解析解'); y=L2/2时x方向的温度： 60 60.1635347276130 60.3269574318083 60.4901561107239 60.6530189159961 60.8154342294146 60.9772907394204 61.1384775173935 61.2988840936779 61.4584005332920 61.6169175112734 61.7743263876045 61.9305192816696 62.0853891461909 62.2388298405943 62.3907362037523 62.5410041260577 62.6895306207746 62.8362138946214 62.9809534175351 63.1236499915702 63.2642058188844 63.4025245687647 63.5385114436490 63.6720732440951 63.8031184326565 63.9315571966177 64.0573015095482 64.1802651916318 64.3003639687311 64.4175155301449 64.5316395850212 64.6426579173846 64.7504944397430 64.8550752452343 64.9563286582797 65.0541852837075 传热学大作业报告二维稳态计算 院系：能源与环境学院 专业：核工程与核技术 姓名：杨予琪 学号：03311507 一、原始题目及要求 计算要求： 1. 写出各未知温度节点的代数方程 2. 分别给出G-S 迭代和Jacobi 迭代程序 3. 程序中给出两种自动判定收敛的方法 4. 考察三种不同初值时的收敛快慢 5. 上下边界的热流量（λ=1W/(m ℃）） 6. 绘出最终结果的等值线 报告要求： 1. 原始题目及要求 2. 各节点的离散化的代数方程 3. 源程序 4. 不同初值时的收敛快慢 5. 上下边界的热流量（λ=1W/(m ℃）） 6. 计算结果的等温线图 7. 计算小结 二、各节点的离散化的代数方程 左上角节点 )(21 1,22,11,1t t t += 右上角节点 )(2 15,24,15,1t t t += 左下角节点 C t ?=1001,5 右下角节点 )2(211,24,55,5λ λ x h t t x h t ?++?+= 左边界节点 C t i ?=1001,，42≤≤i 上边界节点 C t j ?=200,1，42≤≤j 右边界节点 )2(415,15,14,5,+-++= i i i i t t t t ，42≤≤i 下边界节点 )42()2(211,51,5,4,5∞+-?+++?+=t x h t t t x h t j j j j λλ ，42≤≤j 内部节点 )(2 1,1,11,1,,j i j i j i j i j i t t t t t +-+-+++= ，4,2≤≤j i 三、源程序 1、G-S 迭代法 t=zeros(5,5); t0=zeros(5,5); dteps=0.0001; for i=2:5 %左边界节点 t(i,1)=100; end for j=2:4 %上边界节点 t(1,j)=200; end t(1,1)=(t(1,2)+t(2,1))/2; t for k=1:100 for i=2:4 %内部节点 for j=2:4 t(i,j)=(t(i-1,j)+t(i+1,j)+t(i,j-1)+t(i,j+1))/4; end end t(1,5)=(t(1,4)+t(2,5))/2;%右上角节点 for i=2:4;%右边界节点 t(i,5)=(2*t(i,4)+t(i-1,5)+t(i+1,5))/4; end for j=2:4; %下边界节点 取步长δx=0.02。已知x=0,Φ=0;x=1,Φ=1.令k=ρｕ/Γ计算结果图表： 程序及数据结果： 追赶法： #include a[i]=2+0.02*k; b[i]=4; c[i]=2-0.02*k; f[i]=0; } tdma(a,b,c,f,x); for(i=0;i 机械设计制造及其自动化专业 业务培养目标: 业务培养目标:本专业培养具备机械设计制造基础知识与应用能力,能在工业生产第一线从事机械制造领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的高级工程技术人才。 业务培养要求:本专业学生主要学习机械设计与制造的基础理论,学习微电子技术、计算机技术和信息处理技术的基本知识,受到现代机械工程师的基本训练,具有进行机械产品设计、制造及设备控制、生产组织管理的基本能力。 毕业生应获得以下几方面的知识和能力: 1.具有较扎实的自然科学基础、较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力; 2.较系统地掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识,主要包括力学、机械学、电工与电子技术、机械工程材料、机械设计工程学、机械制造基础、自动化基础、市场经济及企业管理等基础知识; 3.具有本专业必需的制图、计算、实验、测试、文献检索和基本工艺操作等基本技能; 4.具有本专业领域内某个专业方向所必要的专业知识,了解其科学前沿及发展趋势; 5.具有初步的科学研究、科技开发及组织管理能力; 6.具有较强的自学能力和创新意识。 主干课程: 主干学科:力学、机械工程。 主要课程:工程力学、机械设计基础、电工与电子技术、微型计算机原理及应用、机械工程材料、制造技术基础。 主要实践性教学环节:包括军训,金工、电工、电子实习,认识实习,生产实习,社会实践,课程设计,毕业设计(论文等,一般应安排40周以上。 修业年限:四年 授予学位:工学学士 相近专业:机械设计制造及其自动化材料成型及控制工程工业设计过程装备与控制工程车辆工程机械工程及自动化机械电子工程汽车服务工程机械类车辆保险与理赔专业 ====推荐图书=== 高考专业详解与填报指南 开办院校 北京 [比较]华北电力大学(北京 [比较]中国农业大学[比较]中国地质大学[比较]北京化工大学 [比较]北京林业大学[比较]北京信息科技大学[比较]北方工业大学[比较]北京石油化工学院 [比较]北京物资学院 天津 [比较]天津大学[比较]天津工程师范学院[比较]天津城市建设学院 上海 硕士研究生《高等工程热力学与传热学》作业 查阅相关资料,回答以下问题： 1、一滴水滴到120度和400度的板上，哪个先干？试从传热学的角度分析？ 答：在大气压下发生沸腾换热时,上述两滴水的过热度分别是△ t=tw–ts=20℃和△t=300℃,由大容器饱和沸腾曲线,前者表面发生的是泡态沸腾,后者发生膜态沸腾。虽然前者传热温差小,但其表面传热系数大,从而表面热流反而大于后者。所以水滴滴在120℃的铁板上先被烧干。 2、锅铲、汤勺、漏勺、铝锅等炊具的柄用木料制成，为什么？ 答：是因为木料是热的不良导体,以便在烹任过程中不烫手。 3、滚烫的砂锅放在湿地上易破裂。为什么？ 答：这是因为砂锅是热的不良导体, 如果把烧得滚热的砂锅,突然放到潮湿或冷的地方,砂锅外壁的热就很快地被传掉，而壁的热又一下子传不出来，外壁冷却很快的收缩，壁却还很热，没什么收缩，加以瓷特别脆，所以往往裂开。 或者：烫砂锅放在湿地上时,砂锅外壁迅速放热收缩而壁温度降低慢,砂锅外收缩不均匀,故易破裂。 4、往保温瓶灌开水时，不灌满能更好地保温。为什么？ 答：因为未灌满时,瓶口有一层空气,是热的不良导体,能更好地防止热量散失。 5、煮熟后滚烫的鸡蛋放入冷水中浸一会儿，容易剥壳。为什么？ 答：因为滚烫的鸡蛋壳与蛋白遇冷会收缩,但它们收缩的程度不一样,从而使两者脱离。 6、用焊锡的铁壶烧水，壶烧不坏，若不装水，把它放在火上一会儿就烧坏了。为什么？ 答：这是因为水的沸点在1标准大气压下是100℃,锡的熔点是232℃,装水烧时,只要水不干,壶的温度不会明显超过100℃,达不到锡的熔点,更达不到铁的熔点,故壶烧不坏.若不装水在火上烧,不一会儿壶的温度就会达到锡的熔点,焊锡熔化,壶就烧坏了。 7、冬壶里的水烧开后，在离壶嘴一定距离才能看见“白气”，而紧靠壶嘴的地方看不见“白气”。这是因为紧靠壶嘴的地方温度高，壶嘴出来的水蒸气不能液化，而距壶嘴一定距离的地方温度低；壶嘴出来的水蒸气放热液化成小水滴，即“白气”。 答：这是因为紧靠壶嘴的地方温度高,壶嘴出来的水蒸气不能液化,而距壶嘴一定距离的地方温度低；壶嘴出来的水蒸气放热液化成小水滴,即“白气”。 8、某些表演者赤脚踩过炽热的木炭，从传热学角度解释为何不会烫伤？不会烫伤的基本条件是什么？ 答：因为热量的传递和温度的升高需要一个过程，而表演者赤脚接触炽热木炭的时间极短，因此在这个极短的时间传递的温度有限，不足以达到令人烫伤的温度，所以不会烫伤。 基本条件：表演者接触炽热木炭的时间必须极短，以至于在这段时间所传递的热量不至于达到灼伤人的温度 金属材料焊接专业培养计划 学制：四年起用年级：2008 培养目标： 金属材料焊接专业：本专业培养能坚持社会主义道路、德智体全面发展、适应社会主义市场经济发展需要的、高素质的复合型金属材料焊接专业的高级工程技术人才。要求学生具有良好的物理、化学基础及较高的外语水平、掌握计算机应用技术，掌握金属材料及焊接的基本知识、同时在两者的结合领域受到严格的训练。学生毕业后可到工矿企业、科研院所、大专院校等企事业单位从事现代金属材料的焊接生产、管理和开发新材料、新工艺、新产品等工作，也可以继续攻读材料科学与工程专业及相关学科的硕士、博士学位。 培养要求： 金属材料焊接专业：本专业主要学习金属材料及焊接技术方面的基本理论和基本知识，受到焊接基本方法的训练，具有分析和解决金属材料的的结构、性能和焊接生产等问题的基本能力。 毕业生应获得以下几方面的知识和能力： 1. 掌握金属材料的物理冶金、制备和焊接工艺以及相关设备的基本理论、基本知识； 2. 掌握金属材料组织和性能的研究方法； 3. 具有较强的分析和解决金属材料及其热处理质量问题的基本能力； 4. 了解本学科的理论前沿和发展动态； 5. 掌握文献检索、资料查询基本方法，具有一定的科学研究和实际工作能力。 主干学科：金属材料焊接 学位课：毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想概论、高等数学、材料近代分析测试方法、金属力学性能、金属物理性能、金属腐蚀与防护、计算机在材料科学中的应用、大型铸锻件材料及热加工工艺。 金属材料焊接专业：金属学与热处理、焊接冶金学、金属焊接性、弧焊方法及工艺、焊接结构、压力焊与钎焊。 集中实践教学环节：国防教育与军事训练、课程设计、金工实习、专业调研、材料专业实验、生产实习、毕业设计。 授予学位：工学学士 二维导热物体温度场的数值模拟 一、物理问题 有一个用砖砌成的长方形截面的冷空气通道，其截面尺寸如下图1-1所示，假设在垂直于纸面方向上用冷空气及砖墙的温度变化很小，可以近似地予以忽略。在下列两种情况下试计算： 砖墙横截面上的温度分布；垂直于纸面方向的每米长度上通过砖墙的导热量。 第一种情况：内外壁分别均匀维持在0℃及30℃； 第二种情况：内外壁均为第三类边界条件，且已知： K m K m W h C t K m W h C t ?=?=?=?=?=∞∞/35.0/93.3,10/35.10,302 22211λ砖墙导热系数 二、数学描写 由对称的界面必是绝热面，可取左上方的四分之一墙角为研究对象，该问题为二维、稳态、无内热源的导热问题。 控制方程： 02 222=??+??y t x t 边界条件： 第一种情况： 由对称性知边界1绝热： 0=w q ； 边界2为等温边界，满足第一类边界条件： C t w ?=0； 边界3为等温边界，满足第一类边界条件： C t w ?=30。 第一种情况： 由对称性知边界1绝热： 0=w q ； 边界2为对流边界，满足第三类边界条件： )()( 2f w w w t t h n t q -=??-=λ； 边界3为对流边界，满足第三类边界条件： )()(2f w w w t t h n t q -=??-=λ。 1 -1图2 -1图 三、方程离散 用一系列与坐标轴平行的间隔0.1m 的二维网格线将温度区域划分为若干子区域，如图1-3所示。 采用热平衡法，利用傅里叶导热定律和能量守恒定律，按照以导入元体（m,n ）方向的热流量为正，列写每个节点代表的元体的代数方程， 第一种情况： 边界点： 边界1（绝热边界）： 5~2)2(4 1 1,11,12,1,m =++= +-m t t t t m m m ， 11~8)2(4 1 1,161,16,15,16=++=+-n t t t t n n n n ， 边界2（等温内边界）： 7,16~7;7~1,6,0,=====n m n m t n m 边界3（等温外边界）： 12,16~2;12~1,1,30,=====n m n m t n m 内节点： 11 ~8,15~6;11~2,5~2)(41 1,1,,1,1,====+++= -+-+n m n m t t t t t n m n m n m n m n m 第二种情况 边界点： 边界1（绝热边界）： 5~2)2(4 1 1,11,12,1 ,m =++=+-m t t t t m m m ， 11~8)2(4 1 1,161,16,15,16=++=+-n t t t t n n n n ， 边界2（内对流边界）： 6~1) 2(2221 11,61,6,5,6=++++= ??-+n Bi t Bi t t t t n n n n ， 3 -1图 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： 13级锻压2班 学号： 130101020076 学生姓名：张建雷 指导教师：周玉林 目录 一、机械设计课程设计任务书 (1) 二传动方案的拟定 (1) 三、电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算 (1) 四、传动零件的设计计算 (3) 4.1第一级直齿圆锥齿轮的设计 (3) 4.2第二级斜齿圆柱齿轮的设计 (6) 五、轴的设计及校核 (10) 5.1轴的机构设计 (10) 5.2输出轴的校核 (13) 六、轴承的选择和寿命计算 (17) 七、键的选择和校核 (19) 八、联轴器的选择 (20) 九、箱体的结构尺寸 (20) 十、传动装置的附件及说明 (21) 十一、润滑和密封说明 (22) 十二、三维设计 (23) 十三、设计小结 (24) 十四、参考文献 (25) 计算及说明结果一、机械设计课程设计任务书 一、设计题目：带式输送机传动装置 二、传动装置简图： v F D 图1-1传动装置简图 三、原始数据及要求 F=1611N D=0.27m v=1.28m/s 四、其他条件： 使用地点：室外生产批量：小批 载荷性质：微振使用年限：八年一班 二、传动方案的拟定 圆锥齿轮减速器相对于其他减速器机构可以改变力矩方向，可以把横向传动转为竖直传动，用于输入轴与输出轴垂直方向布置的传动装置。而且承载能力高，噪音低，传动相对平稳，箱体体积小，节省空间，重量轻，传动效率高，可靠耐用，使用寿命长。针对本题目的设计要求，决定采用圆锥—圆柱齿轮的设计方案。 三、电动机的选择及传动装置的运动和动力参数的计算。 1、电动机类型和结构方式，选择Y系列IP44 2、选择电动机功率，所选电动机的额定功率稍大于工作功率P d，即P ed≥P d. 卷筒的输出功率P w=FV/1000ηw=2.148KW 其中卷筒的工作效率ηw=0.96 则电动机的输出功率P d=P w/ηa=2.148KW/0.85=2.527KW 其中传动总效率ηa=η12η22η34=0.85 η1为联轴器效率0.99， η2为齿轮传动啮合效率（弹性联轴器）0.97 η3为滚动轴承传动效率0.98. 3、电动机转速的确定 卷筒转速n w=60V/πD=90.6r/min 传输带牵引力：F=1611N 传输带工作速度： v=1.28m/s 滚筒直径：D=0.271m P d=2.527 KW 《传热学》上机大作业 二维导热物体温度场的数值模拟 学校：西安交通大学 姓名：张晓璐 学号:10031133 班级：能动A06 一．问题（4-23） 有一个用砖砌成的长方形截面的冷空气通道，形状和截面尺寸如下图所示，假设在垂直纸面方向冷空气和砖墙的温度变化很小，差别可以近似的予以忽略。在下列两种情况下计算：砖墙横截面上的温度分布；垂直于纸面方向上的每米长度上通过墙砖上的导热量。 第一种情况：内外壁分别维持在10C ?和30C ? 第二种情况：内外壁与流体发生对流传热，且有C t f ?=101， )/(2021k m W h ?=，C t f ?=302，)/(422k m W h ?=，K m W ?=/53.0λ 二．问题分析 1.控制方程 02222=??+??y t x t 2.边界条件 所研究物体关于横轴和纵轴对称，所以只研究四分之一即可，如下图： 对上图所示各边界： 边界1：由对称性可知：此边界绝热，0=w q 。 边界2：情况一：第一类边界条件 C t w ?=10 情况二：第三类边界条件 )()( 11f w w w t t h n t q -=??-=λ 边界3：情况一：第一类边界条件 C t w ?=30 情况二：第三类边界条件 )()( 22f w w w t t h n t q -=??-=λ 三：区域离散化及公式推导 如下图所示，用一系列和坐标抽平行的相互间隔cm 10的网格线将所示区域离散化，每个交点可以看做节点，该节点的温度近似看做节点所在区域的平均温度。利用热平衡法列出各个节点温度的代数方程。 第一种情况： 内部角点： 燕山大学里仁学院专业介绍 机械设计制造及其自动化专业 本专业培养具备机械设计、制造及其自动化基础知识和专业知识，能在工业生产第一线从事机械工程及其自动化领域内的技术、经营和管理的，具有综合素质，创新精神和专业技术能力的应用型高级专门人才。本专业的学生按机械设计制造及其自动化的宽口径专业培养、并设有现代冶金机械工程、流体传动及控制工程、机电一体化工程、现代制造工程、现代设计工程等特色专业方向的课程模块供学生修读。 本专业的主要课程有：高等数学、理论力学、材料力学、工程制图、机械原理、机械设计、控制工程基础、电工与电子技术、微机原理与数控技术、液压与气压传动、计算机文化基础、基础英语等课程。 学生毕业后，可在高等院校、科研单位及工矿企业等部门从事相关的教学、科研、开发、生产与管理等工作。 材料成型及控制工程专业 本专业属于机械、材料和计算机交叉渗透的综合性工程技术学科，主要培养具备现代设计方法、计算机辅助设计（CAE/CAD/CAM）及材料加工方面知识与应用能力、能从事技术开发、材料成型质量控制、相关设备及模具设计于制造、企业管理与经营销售等方面工作，具有综合素质，创新精神和专业技术能力的应用型高级专门人才。 本专业的主要课程有：高等数学、理论力学、材料力学、工程制图、机械原理、机械设计、控制工程基础、塑性成形原理、机械CAD/CAM、冲压工艺及模具设计、塑性成形工艺及模具设计、现代成形设备、现代材料成形技术等。 学生毕业后，可在高等院校、科研单位及工矿企业等部门从事相关的教学、科研、开发、生产与管理等工作。 建筑环境与设备工程专业 本专业培养从事采暖供热、通风除尘、空气调节、制冷技术及锅炉房工艺设计、施工、运行调节、技术经济管理工作的应用型高级技术人才。 本专业的专业课程有：传热学、流体力学、工程热力学、建筑环境学、流体输配管网、供热工程、空调工程、工业通风、空调用制冷技术、锅炉与锅炉房设备、安装工程概预算、自动控制理论、建筑环境测量、建筑给排水等。 学生毕业后，可在设计单位、建筑安装工程公司、工程监理公司、物业管理公司等单位从事室内环境设备系统及建筑公共设施系统的设计、安装调试、运行管理等工作。 土木工程专业 本专业培养掌握坚实土木工程基本理论，熟悉全面土木工程知识结构，具有基本人文科学素养，具备从事土木工程项目规划、设计、研究开发、施工及管理的能力，能在土木工程的设计、研究、施工、教育、管理、投资、开发部门从事技术和管理工作的应用型高级工程技术人才。本专业设有建筑工程、工程管理和道路桥梁工程三个专业方向。 本专业的主要课程有：工程力学、结构力学、建筑材料、工程测量、工程制图、地基基础、混凝土结构、钢结构、房屋建筑工程、道桥工程、工程管理、施工技术等。 学生毕业后可从事建筑工程、市政工程和房地产等部门的设计、规划、开发及管理。也可在高等院校、科研单位从事教学与科研工作。 国际经济与贸易专业 本专业以经济学、管理学、国际金融、国际经济贸易理论为基础，掌握进口业务、国际商法、基本理论、基本知识与基本技能，培养具有国际市场营销、国际投资与技术转让、商务谈判技巧以及跨国公司经营等业务知识，熟悉通行的国际交易规则和国际惯例，以及中国对外贸易的政策法规，并能熟练地运用外语从事对外经济贸易工作的应用型高级专门人才。 燕山大学 机械设计课程设计说明 书题蜗杆- 齿轮二级减速 目录错误！未找到引用源。 电动机选择计算 1．原始数据 ① 运输链牵引力 F=2252N ② 运输链工作速度 V=0.37m/s ③ 滚筒直径 D=0.36m 2 ．电动机型号选择 ⑴运输链所需功率，取 FV 1000ηw 2252 0.37 1000 0.96 0.87kW P w =0.87kW 取 η1=0.99 （联轴器 轮）, η4=0.98（轴承） ）, η2=0.97（齿轮 ） , η3=0.8 （蜗 ηa =0.7 则传动装置总效率 ηa =η1 2 ×η2 × 3η× 4η4 =0.7 ⑵电动机功率 P d =P w / ηa =0.87/0.70=1.24kW ⑶卷筒轮转速 60V 60 0.37 蜗杆—齿轮减速器推荐传动比为 i ' =15~60 故电动机转速可选范围 n 'd =i ' ×n=（15~60） ×19.6=294~1176 r / min 则符合这一范围的同步转速为 综合考虑选电动机型号为 Y100L-6 ，主要性能如下表： P d =1.24kW n=19.6r/m 电动机型号 Y100L-6 n d =1000r/m i n n m =940r/mi n p 2 p 1× 12=p 1 2 3 1.23 ×0.8 ×0.98=0.96kW P 4= 0.88kW p 3 p 2 23 p 2 2 3 =0.96 ×0.97 ×0.98=0.91kW p 4 p 3 34 p 3 1 3=0.91 ×0.99 ×0.98=0.88kW 3.各轴输入转距： T d =9550 ×P d /n m =9550×1.24/940=12.6N ·m T 1=T d ×η01=T d 1 12.6 ×0.99=12.47 N·m T 2=T 1×i 1×η12=12.47 ×20×0.98 ×0.8=195.5N· m T 3=T 2×i 2× 23 =195.5 ×2.5 ×0.97 ×0.98=464.6 N ·m T 4=T 3× 34 =464.6 ×0.98 ×0.99=450.75 N ·m 运动和动力参数计算结果整理于下 1.0 0 20 2.5 1.00 传动 比i 效率 η 0.99 0.784 0.95 0.97 T d =12.6 N ·m T 1=12.47 N ·m T 2 195.5N T 3 464.6N T 4 450.75N 课程设计说明书 学生姓名：赵志远杨新宇吕林猛赵帅任江周 王晓峰翟文朔孙亚光 专业班级：轧钢二班 指导教师：黄华贵、许石民、于凤琴、陈雷 得分： 答辩时间：2014.12.12 燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：机械工程学院基层教学单位：冶金机械系 目录 第一章矫直机下矫直辊系装配及原理 (4) 1.1 矫直机下矫直辊系结构组成 (4) 第二章零件设计过程 (4) 2.1 辊系零件创建 (4) 2.2部分零件图 (5) 第三章矫直机下矫直辊系装配 (6) 3.1 辊系装配 (6) 3.2装配图 (6) 第四章矫直机下矫直辊系工程图创建 (7) 4.1创建过程 (7) 4.2工程图 (7) 第五章设计心得体会 (8) 参考文献 (9) 第一章矫直机下矫直辊系装配 1.1 矫直机下矫直辊系结构组成 电机、键、联轴器、挡圈、轴向调整蜗杆、定距环、套、唇形密封圈、轴向调整透盖、螺栓、螺母、垫圈、接近开关信号板、接近开关托架、螺柱、薄螺母、固定螺母、辊片固定螺母、固定环、销、固定垫圈、辊片套、螺钉、矫直辊、衬套、透盖、杯形套、外定距环、内定距环、轴承、操作侧止动垫片、操作侧锁紧螺母下矫直辊轴、定距套、杯形套、轴承、锁紧螺母、止动垫片、螺钉、下套筒、蜗轮箱箱体、蜗轮箱上盖、轴向调整蜗轮、轴向调整环、油封 第二章零件设计过程 2.1 辊系零件创建 利用SolidWorks画出各零件图。 创建过程： 1、画出草图； 2、对草图进行拉伸、旋转； 3、对多余部分切除、钻孔； 4、进一步加工； 5、保存。 2.2 部分零件图下套筒 涡轮箱上盖 下矫直滚轴 001 机械工程学院 发布日期:2011-8-24 13:48:35新闻来自:本站原创 080201 机械制造及其自动化 本学科是国家重点学科，具有博士学位授予权，是研究机械制造系统、机械制造过程及制造手段的学科。 本学科主要研究方向：超精密加工与微纳米制造、数字化设计制造及企业信息化、并联机器人设计理论与应用、数控装备与生产自动化、特种加工、复杂刀具设计及制造。 本学科目前承担教学科研项目20余项，其中国家科技重大专项2项，国家自然科学基金3项，省部级项目8项；近年来在国内外重要学术期刊上发表科技论文300余篇，出版专著3部；获教学科研奖励20余项，其中国家级2项，省部级10余项。 本学科现有教师18人，其中教授8人（含博士生导师3人），副教授6人，中青年教师均具有博士学位。 欢迎机械、自动控制、力学类等相关专业的本科毕业生报考。080202 机械电子工程 本学科是国家重点学科，具有博士学位授予权，是将机械学、电子学、流体传动及控制、信息化技术、计算机技术等有机融合而形成的一门综合性学科。 本学科主要研究方向：并联机器人机构学理论与应用、并联机械与数控加工机床、微操作机器人系统、新型传感器技术及应用、嵌入式仿真机器人系统、医用机电一体化系统、机电一体化 综合应用技术、CAD/CAM技术、重型机械电液伺服控制系统与比例控制系统、液压系统控制策略和智能故障诊断预报、新型电液控制元件的开发与应用、流体力学基础理论与应用研究、工程机械液压系统控制技术及主动安全保障技术的研究、机械工况监测及故障诊断技术。 本学科目前承担国家重大专项项目、国家863项目、国家自然科学基金等项目21项，省部级和其他科研项目70余项；近年来在各类学术期刊发表论文570余篇，其中SCI、EI、ISTP收录250余篇，公开出版学术专著和教材17部；获国家发明专利9项、实用新型专利9项；荣获国家科技进步二等奖2项、省部级科技进步奖25项。 本学科现有教师52人，其中教授23人（含博士生导师13人），副教授11人，高级工程师3人，具有博士学位者27人，具有在国外学习经历者14人。现有国家级教学团队2个。 欢迎机械、自动控制、力学类等相关专业的本科毕业生报考。080203 机械设计及理论 本学科是国家重点学科，具有博士学位授予权。下设冶金机械系、机械设计系、机械工学部、工程图学部、国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心、河北省高精度轧制技术装备工程研究中心和轧制设备及成套技术教育部工程研究中心。 本学科主要研究方向：轧制工程技术理论、现代机械设计理论与方法、加工过程质量控制与计算机仿真技术、现代机械传动 CHENG 土木学院期末考试基础工程课程试卷答案和评分标准（B）卷 2012——2013学年第一学期第 1页共 3页 CHENG 土木交通学院期末考试 基础工程 课程试卷答案和评分标准（B ）卷 2010——2011 学年第 一 学期 第 3 页 共 3 页 解：1）o o tg 4093.145.14.0max 1==?? ? ??=-αα （3分） ，所以该基础为刚性扩大基础。（1分） 2）答案见表2。（共2分） 3）恒载+双孔活载（汽车＋人群）+制动力控制设计时： 基底压应力：kPa kPa W M A N 79.3069.2504.296 1950 94.230402min max =??±?=±=σ（3分） 恒载+单孔活载（汽车＋人群）+制动力控制设计时： 基底压应力：kPa kPa W M A N 89.1337.2454.296 11000 94.228002min max =??±?=±=σ（3分） [][]()kPa kPa h K b K 69.250265)35.3(0.100.3250)3(2max 22110==-??+=-+-+=σγγσσ （3分），所以地基承载力满足要求 （1分）。 4）抗滑性验算（计入浮力） 抗滑稳定系数：3.1690 1800 3.0>=?= = ∑H N K c μ（3分），所以抗滑满足要求（1分）。 得分 阅卷人 五、推导题（共15分） 根据所给图示，试推导摩擦桩桩顶刚度系数ρ1的公式。（15分） 解:在桩顶轴向力P 的作用下，桩顶轴向位移k c i b δδ+=（1分） 摩擦桩桩侧摩阻力沿入土深度按三角形分布，桩身周长为U ，桩 底平面A 0摩阻力Uh P h ) 1(2/γτ-=，（2分） 则位于地面以下z 处桩身轴力：)1(/ 22γ--=P h z P P z ，（2分） 则桩身的弹性压缩变形为： )()]21(32[10/ 000h l EA P h l EA P d P EA EA Pl z h z c ξγδ+=++=+=?（3分） 桩底地基土的沉降量为： 0A C P k = δ（2分） 所以:0 00)(A C P EA h l P b k c i ++= +=ξδδ（3分） 令b i =1，可得0 0011 )(1 A C EA h l ++= ξρ（2分） 试卷适用班级 班级 姓名 学号 … … … ………………密……………………封……………………线………… 燕山大学机械设计考研专业课复习大纲 燕山大学机械设计考研专业课复习大纲 一、课程的性质、目的与任务： 本课程是一门培养学生机械设计能力的技术基础课。是机械类各专业的主要课程。教学的主要目的是使学生掌握有关机械设计的基础知识、基本理论和基本方法，训练 学生的设计构思(创新构思)和设计技能(实践技能)。 课程教学的主要任务是培养学生： 1、掌握通用机械零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，具有设计机械传动装置和简单机械的实践能力以及初步的设计构思及创新能力2、具有运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力。3、掌握典型机械零件的实验方法，获得实验技能的基本训练。4、树立正确的设计思想，并对机械设计的新发展有所了解。 二、教材： 《机械设计》邱宣怀 高等教育出版杜 三、课程的教学要求： 1、要求掌握的基本知识：通用机械零件的主要类型、特点、应用、材料和标准。 2、要求掌握的基本理论和方法：机械设计的基本原则；机械零件的工作原理、受力分析、应力分析、失效形式和计算准则等。零件设计中的的一些技术处理方法；理论联系实际的一些定性分析方法。 3、要求掌握的基本技能：设计计算、结构设计、制图、实验、编制技术文件和初步的设计构思技能。 四、重点复习内容：1、螺纹联接：螺纹联接的主要类型、螺栓联接的拧紧和防松、螺栓联接的受力分析、强度计算、提高螺栓联接强度的措施。2、键、花键联接：键联接的主要类型、平键联接的计算；花键联接的分类和定心。3、带传动：带传动的特点、应用和分类；带传动的受力分析、应力分析；带传动的弹性滑动和打滑；带传动的设计。4、齿轮传动：齿轮传动的特点、应用和分类；齿轮传动的材料、失效形式和计算准则；直齿圆柱齿轮传动的强度计算；斜齿圆柱齿轮传动的强度计算；直齿圆锥齿轮传动的强度计算；参数选择和许用应力。5、蜗杆传动：蜗杆传动的特点、应用和分类；蜗杆传动的材料、失效形式和计算准则；蜗杆传动的基本参数和几何计算；蜗杆传动的载荷计算；圆柱蜗杆传动的强度计算；蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算。6、链传动：链传动的特点、应用和分类；链传动的运动特性和受力分析。7、轴：轴的功用、分类和材料；轴的结构设计；轴的强度设计。8、滚动轴承：滚动轴承的构造、分类和代号；滚动轴承的负荷分析、失效形式和计算准则；滚动轴承的设计计算；滚动轴承的组合设计。9、滑动轴承：滑动轴承的分类、结构、材料和润滑；滑动轴承的条件性计算；液体动压润滑的基本方程和油楔承载机理。10、联轴器：联轴器的分类和选择。 课程编号：13SD02010340 课程名称：传热学 上课时间：2014年春季 电子元器件散热方法研究 姓名： 学号： 班级： 所在学院： 任课教师： 摘要：随着电子器件的高频、高速以及集成电路技术的迅速发展和技术的进步，电子元器件的总功率密度大幅度增长而物理尺寸却越来越小，热流密度也随之增加，所以高温的 温度环境势必会影响电子元器件的性能，这就要求对其进行更加高效的热控制。因此，有 效解决电子元器件的散热问题已成为当前电子元器件和电子设备制造的关键技术。本文针 对电子元器件的散热与冷却问题，综述了当前应用研究中不同的散热和冷却方法，并进行 了适当的分析。 关键词热管理; 冷却; 电子器件 近些年来,电子技术的快速发展。电子器件的高频、高速以及集成电路的密集和小型化,使得单位容积电子器件的总功率密度和发热量大幅度地增长,从而使电子器件的冷却问题 变得越来越突出。如: 大型计算机的芯片热流量已达到了60 W/ cm2,到2000 年已经超过了,目前最高已达到200 W/ cm2。特别是由于MEMS技术突飞猛进,使得电子元器件的尺寸越来越小,已经从微米量级进入到了亚微米量级。尽管随着器件或系统尺寸的减小, 消耗功率也会有所减小, 但为了完成一定的任务,可减小的余地非常有限,这使得为系统内的热流密度非 常大, 据报道可达, 远远高出航天飞行器回归地球与大气摩擦时产生的惊人的高热流密度。在微系统中可能出现的高热流密度对于电子器件是致命的, 然而使用传统的冷却技术要使 如此高的热流密度在短时间内散去几乎是不现实的; 另一方面, 电子器件工作的可靠性对 温度十分敏感, 器件温度在70～80 水平上每增加1, 可靠性就会下降5%。因而电子产品的 开发、研制中必须要充分考虑到良好的散热手段, 才能保证产品的可靠性和表观。由于电 子元器件的小型化、微型化和集成化,所采用的散热和冷却手段必须要求具有紧凑性、可靠性、灵活性、高散热效率等特点。 1 电子元器件的散热或冷却方法 电子元器件的高效散热问题与传热学、流体力学等原理的应用密切相关。电子器件散 热的目的是对电子设备的运行温度进行控制,以保证其工作的稳定性和可靠性。这其中涉及了与传热有关的散热或冷却方式、材料等多方面内容。从应用的角度看,常用的方法主要有: 自然散热或冷却、强制散热或冷却、液体冷却、制冷方式、疏导方式、热隔离方式和PCM 温度控制方法等。 1.1 自然散热或冷却方法 自然散热或冷却方法是指不使用任何外部辅助能量的情况下,实现局部发热器件向周 围环境散热达到温度控制的目的,这其中通常都包含了导热、对流和辐射三种主要传热方式, 其中对流以自然对流方式为主。自然散热或冷却往往适用对温度控制要求不高、器件发热 的热流密度不大的低功耗器件和部件,以及密封或密集组装的器件不宜采用其它冷却技术 的情况下。有时,在对散热能力要求不高时也常常利用电子器件自身特点增强与邻近热沉的导热或辐射、通过结构设计强化自然对流,在一定程度上提高系统向环境散热能力。哈工程传热学数值计算大作业
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