機械設(shè)計課程設(shè)計-帶式輸送機傳動裝置1.doc

鹽城紡織職業(yè)技術(shù)學院 畢業(yè)設(shè)計說明書鹽城紡織職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文）帶式輸送機傳動裝置設(shè)計 宋國良 班 級 機設(shè)911 專 業(yè) 機電一體化 所 在 系 機電工程系 指導老師 完成時間 2010 年 12月1 日至 2011 年 1月 25 日目 錄摘要 1abstract 2第一章 緒論3 1.1選題依據(jù)及意義 1.2研究內(nèi)容第二章 傳動裝置的總體設(shè)計 2.1傳動方案分析2.2電動機的選擇 2.2.1選擇電動機的類型 2.2.2選擇電動機的功率 2.2.3選擇電動機的轉(zhuǎn)速 2.3傳動比的分配 2.4傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算 第三章 傳動件的設(shè)計計算 3.1帶傳動設(shè)計 3.2齒輪傳動設(shè)計 3.2.1高速級齒輪的傳動設(shè)計 3.3.2低速級齒輪的傳動設(shè)計第四章 軸系零部件設(shè)計 4.1軸的設(shè)計與校核 4.2滾動軸承的選擇及校核 4.3鍵的選擇與校核 4.4聯(lián)軸器的選擇第五章 箱體的設(shè)計第六章 潤滑及密封的設(shè)計第七章 設(shè)計總結(jié)第八章 裝配圖及零件圖參考文獻致謝摘要機械設(shè)計課程設(shè)計是在完成機械設(shè)計課程學習后，一次重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。是高等工科院校大多數(shù)專業(yè)學生第一次較全面的設(shè)計能力訓練，也是對機械課程的全面復(fù)習和實踐。其目的是培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想，訓練綜合運用機械設(shè)計和有關(guān)選修課程的理論，結(jié)合生產(chǎn)設(shè)計分析和解決工程實際問題的能力，鞏固、加深和擴展有關(guān)機械設(shè)計方面的知識。abstract：mechanical design course design is in complete mechanical design course, an important practical teaching link. is higher engineering college students is the first time most comprehensive design ability training, but also of the mechanical course thoroughly review and practice. its purpose is to develop the theory with the practice of design thought, training comprehensive use of mechanical design and relevant elective curriculum theory, combining with the production design analysis and the ability of solving engineering problems, consolidate, deepen and expand the mechanical design knowledge.第一章 緒論1.1研究的意義隨著工業(yè)的發(fā)展，社會的進步，在這21世紀高速發(fā)展的時代，帶式輸送機是一種實現(xiàn)工程物料向上運輸?shù)臋C械，它是當代最為得力的輸送設(shè)備之一，廣泛運用于現(xiàn)代化的工業(yè)中，如礦山、碼頭、化工、糧庫、食品廠等各種場合。以便于減少人的勞動量，因此人們而設(shè)計出了提升機。皮帶提升機是在帶式輸送機的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。皮帶提升機與傳統(tǒng)的帶式輸送機一樣是以膠帶、鋼帶、鋼纖維帶、塑料帶和化纖帶等作為傳送物料和牽引工件的輸送機械。其特點是承載物料的輸送機也是傳遞動力的牽引件，這與其他輸送機械有著顯著的區(qū)別。本次設(shè)計中的減速器就是在皮帶提升機中使用的，它是一種小型的運輸機械的傳動裝置，其承載能力要求較小，設(shè)計結(jié)構(gòu)緊湊。1.2研究的內(nèi)容1、原始數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)編號1運輸機工作轉(zhuǎn)矩t/(n.m)690運輸機帶速v/(m/s)0.8卷筒直徑d/mm320 2、工作條件：連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，工作時有輕微振動，使用期限為10年，小批量生產(chǎn)，單班制工作（8小時/天）。運輸速度允許誤差為本設(shè)計的題目為二級直齒圓柱齒輪減速器，設(shè)計的主要內(nèi)容包括以下幾方面：（1）擬定、分析傳動裝置的運動和動力參數(shù)；（2）選擇電動機，計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)；（3）進行傳動件的設(shè)計計算，校核軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵等；（4）繪制減速器裝配圖及典型零件圖；（5）編寫設(shè)計計算說明書。第二章 傳動裝置的總體設(shè)計2.1 擬定傳動方案（1）外傳動為v帶傳動。（2）減速器為兩級展開式圓柱齒輪減速器。（3）方案簡圖如下： 2.12 該方案的優(yōu)缺點： 該工作機有輕微振動，由于v帶有緩沖吸振能力，采用v帶傳動能減小振動帶來的影響，并且該工作機屬于小功率、載荷變化不大，可以采用v帶這種簡單的結(jié)構(gòu)，并且價格便宜，標準化程度高，大幅降低了成本。減速器部分兩級展開式圓柱齒輪減速，這是兩級減速器中應(yīng)用最廣泛的一種。齒輪相對于軸承不對稱，要求軸具有較大的剛度。高速級齒輪常布置在遠離扭矩輸入端的一邊，以減小因彎曲變形所引起的載荷沿齒寬分布不均現(xiàn)象。原動機部分為y系列三相交流異步電動機。 總體來講，該傳動方案滿足工作機的性能要求，適應(yīng)工作條件、工作可靠，此外還結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、成本低傳動效率高。2.2電動機的選擇2.2.1選擇電動機的類型電動機的類型和結(jié)構(gòu)形式，按工作要求和工作條件，選用一般用途的y系列三相異步交流電動機。2.2.2 選擇電動機的功率工作機所需功率： =0.96 (見課設(shè)p9) 傳動裝置總效率：（見課設(shè)式2-4） （見課設(shè)表12-8）電動機的輸出功率： （見課設(shè)式2-1） 取選擇電動機為y132m1-6型 （見課設(shè)表19-1）技術(shù)數(shù)據(jù)：額定功率（） 4 滿載轉(zhuǎn)矩（） 960 額定轉(zhuǎn)矩（） 2.0 最大轉(zhuǎn)矩（） 2.0 2.2.3選擇電動機的轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速：960r/min2.3傳動比的分配總傳動比： （見課設(shè)式2-6）各級傳動比分配：（見課設(shè)式2-7） 初定 i1=2.5 i2=2.62 i3=3.072.4傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算各軸轉(zhuǎn)速: 電動機軸 =960r/min 減速箱輸入軸 =960/3=320 r/min 高速軸 =320/2=160 r/min 低速軸 =160/4=40 r/min各軸輸入功率: =4kw =*0.95=3.8kw=*0.98*0.97*0.98=3.54kw=*0.98*0.97*0.98=3.29kw各軸轉(zhuǎn)矩:t0=9550*/=39.8n*m t1=9550*/=119.4 n*m t2=9550*/= 196.4n*m t3=9550*/=1493.1 n*m第三章 傳動件的設(shè)計計算3.1帶傳動設(shè)計外傳動帶選為 普通v帶傳動 1、 確定計算功率：1）、由表5-9查得工作情況系數(shù) 2）、由式5-23（機設(shè)） 2、選擇v帶型號 查圖5-12a(機設(shè))選a型v帶。3.確定帶輪直徑 （1）、參考圖5-12a（機設(shè)）及表5-3（機設(shè)）選取小帶輪直徑 （電機中心高符合要求）（2）、驗算帶速 由式5-7（機設(shè)） （3）、從動帶輪直徑 查表5-4（機設(shè)） ?。?）、傳動比 i （5）、從動輪轉(zhuǎn)速4.確定中心距和帶長（1）、按式（5-23機設(shè)）初選中心距 ?。?）、按式(5-24機設(shè))求帶的計算基礎(chǔ)準長度l0查圖.5-7(機設(shè))取帶的基準長度ld=2000mm(3)、按式(5-25機設(shè))計算中心距:a (4)、按式（5-26機設(shè)）確定中心距調(diào)整范圍 5.驗算小帶輪包角1 由式(5-11機設(shè)) 6.確定v帶根數(shù)z (1)、由表（5-7機設(shè)）查得dd1=112 n1=800r/min及n1=980r/min時，單根v帶的額定功率分呷為1.00kw和1.18kw，用線性插值法求n1=980r/min時的額定功率p0值。 (2)、由表（5-10機設(shè)）查得p0=0.11kw (3)、由表查得（5-12機設(shè)）查得包角系數(shù) (4)、由表(5-13機設(shè))查得長度系數(shù)kl=1.03 (5)、計算v帶根數(shù)z，由式（5-28機設(shè)） 取z=5根 7計算單根v帶初拉力f0，由式（5-29）機設(shè)。 q由表5-5機設(shè)查得 8計算對軸的壓力fq，由式（5-30機設(shè)）得 9確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸，給制帶輪工作圖 小帶輪基準直徑dd1=112mm采用實心式結(jié)構(gòu)。大帶輪基準直徑dd2=280mm，采用孔板式結(jié)構(gòu)，基準圖見零件工作圖。3.2齒輪傳動設(shè)計3.2.1高速級減速齒輪設(shè)計（直齒圓柱齒輪）1.齒輪的材料，精度和齒數(shù)選擇，因傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高，材料按表7-1選取，都采用45號鋼，鍛選項毛坯，大齒輪、正火處理，小齒輪調(diào)質(zhì)，均用軟齒面。齒輪精度用8級，輪齒表面精糙度為ra1.6，軟齒面閉式傳動，失效形式為占蝕，考慮傳動平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多些，取z1=34 則z2=z1i=342.62=89 2.設(shè)計計算。（1）設(shè)計準則，按齒面接觸疲勞強度計算，再按齒根彎曲疲勞強度校核。（2）按齒面接觸疲勞強度設(shè)計，由式（7-9） t1=9.55106p/n=9.551065.42/384=134794 nmm由圖（7-6）選取材料的接觸疲勞，極限應(yīng)力為 hilim=580 hilin=560由圖 7-7選取材料彎曲疲勞極陰應(yīng)力 hilim=230 hilin=210應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n由式（7-3）計算 n1=60n, at=60(836010)=6.64109 n2= n1/u=6.64109/2.62=2.53109 由圖7-8查得接觸疲勞壽命系數(shù)；zn1=1.1 zn2=1.04 由圖7-9查得彎曲 ；yn1=1 yn2=1 由圖7-2查得接觸疲勞安全系數(shù)：sfmin=1.4 又yst=2.0 試選kt=1.3 由式(7-1)(7-2)求許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力 將有關(guān)值代入式(7-9)得 則v1=(d1tn1/601000)=1.3m/s ( z1 v1/100)=1.3(34/100)m/s=0.44m/s查圖7-10得kv=1.05 由表7-3查和得k a=1.25.由表7-4查得k=1.08.取k=1.05.則kh=kakvkk=1.42 ,修正 m=d1/z1=1.96mm 由表7-6取標準模數(shù)：m=2mm(3) 計算幾何尺寸d1=mz1=234=68mm d2=mz2=289=178mm a=m(z1z2)/2=123mm b=ddt=168=68mm 取b2=65mm b1=b2+10=753.校核齒根彎曲疲勞強度由圖7-18查得，yfs1=4.1，yfs2=4.0 取y=0.7由式(7-12)校核大小齒輪的彎曲強度. 3.2.2低速級減速齒輪設(shè)計（直齒圓柱齒輪）1.齒輪的材料，精度和齒數(shù)選擇，因傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高，材料按表7-1選取，都采用45號鋼，鍛選項毛坯，大齒輪、正火處理，小齒輪調(diào)質(zhì)，均用軟齒面。齒輪精度用8級，輪齒表面精糙度為ra1.6，軟齒面閉式傳動，失效形式為占蝕，考慮傳動平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多些，取z1=34 則z2=z1i=343.7=1042.設(shè)計計算。（1）設(shè)計準則，按齒面接觸疲勞強度計算，再按齒根彎曲疲勞強度校核。（2）按齒面接觸疲勞強度設(shè)計，由式（7-9） t1=9.55106p/n=9.551065.20/148=335540 nmm由圖（7-6）選取材料的接觸疲勞，極限應(yīng)力為 hilim=580 hilin=560由圖 7-7選取材料彎曲疲勞極陰應(yīng)力 hilim=230 hilin=210應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n由式（7-3）計算 n1=60n at=60148(836010)=2.55109 n2= n1/u=2.55109/3.07=8.33108 由圖7-8查得接觸疲勞壽命系數(shù)；zn1=1.1 zn2=1.04 由圖7-9查得彎曲 ；yn1=1 yn2=1 由圖7-2查得接觸疲勞安全系數(shù)：sfmin=1.4 又yst=2.0 試選kt=1.3 由式(7-1)(7-2)求許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力 將有關(guān)值代入式(7-9)得 則v1=(d1tn1/601000)=0.55m/s ( z1 v1/100)=0.55(34/100)m/s=0.19m/s 查圖7-10得kv=1.05 由表7-3查和得k a=1.25.由表7-4查得k=1.08.取k=1.05.則kh=kakvkk=1.377 ,修正 m=d1/z1=2.11mm 由表7-6取標準模數(shù)：m=2.5mm(3) 計算幾何尺寸d1=mz1=2.534=85mm d2=mz2=2.5104=260mm a=m(z1z2)/2=172.5mm b=ddt=185=85mm取b2=85mm b1=b2+10=953.校核齒根彎曲疲勞強度由圖7-18查得，yfs1=4.1，yfs2=4.0 取y=0.7由式(7-12)校核大小齒輪的彎曲強度.總結(jié)：高速級 z1=34 z2=89 m=2 低速級 z1=34 z2=104 m=2.5第四章 軸系零部件設(shè)計4.1軸的設(shè)計與校核高速軸的設(shè)計1.選擇軸的材料及熱處理由于減速器傳遞的功率不大，對其重量和尺寸也無特殊要求故選擇常用材料45鋼,調(diào)質(zhì)處理.2.初估軸徑按扭矩初估軸的直徑,查表10-2,得c=106至117,考慮到安裝聯(lián)軸器的軸段僅受扭矩作用.取c=110則: d1min= d2min=d3min=3初選軸承1軸選軸承為60082軸選軸承為60093軸選軸承為6012根據(jù)軸承確定各軸安裝軸承的直徑為:d1=40mmd2=45mmd3=60mm(1).各軸直徑的確定初估軸徑后,句可按軸上零件的安裝順序,從左端開始確定直徑.該軸軸段1安裝軸承6008,故該段直徑為40mm。2段裝齒輪，為了便于安裝，取2段為44mm。齒輪右端用軸肩固定，計算得軸肩的高度為4.5mm，取3段為53mm。5段裝軸承，直徑和1段一樣為40mm。4段不裝任何零件，但考慮到軸承的軸向定位，及軸承的安裝，取4段為42mm。6段應(yīng)與密封毛氈的尺寸同時確定，查機械設(shè)計手冊，選用jb/zq4606-1986中d=36mm的毛氈圈，故取6段36mm。7段裝大帶輪，取為32mmdmin 。（2）各軸段長度的確定軸段1的長度為軸承6008的寬度和軸承到箱體內(nèi)壁的距離加上箱體內(nèi)壁到齒輪端面的距離加上2mm，l1=32mm。2段應(yīng)比齒輪寬略小2mm，為l2=73mm。3段的長度按軸肩寬度公式計算l3=1.4h；去l3=6mm，4段：l4=109mm。l5和軸承6008同寬取l5=15mm。l6=55mm，7段同大帶輪同寬，取l7=90mm。其中l(wèi)4，l6是在確定其它段長度和箱體內(nèi)壁寬后確定的。于是，可得軸的支點上受力點間的跨距l(xiāng)1=52.5mm，l2=159mm，l3=107.5mm。（3）.軸上零件的周向固定為了保證良好的對中性，齒輪與軸選用過盈配合h7/r6。與軸承內(nèi)圈配合軸勁選用k6，齒輪與大帶輪均采用a型普通平鍵聯(lián)接，分別為16*63 gb1096-1979及鍵10*80 gb1096-1979。（4）.軸上倒角與圓角為保證6008軸承內(nèi)圈端面緊靠定位軸肩的端面，根據(jù)軸承手冊的推薦，取軸肩圓角半徑為1mm。其他軸肩圓角半徑均為2mm。根據(jù)標準gb6403.4-1986，軸的左右端倒角均為1*45。5.軸的受力分析（1）畫軸的受力簡圖。（2）計算支座反力。ft=2t1/d1=fr=fttg20。=3784fq=1588n在水平面上fr1h=fr2h=fr-fr1h=1377-966=411n在垂直面上fr1v=fr2v=ft- fr1v=1377-352=1025n（1） 畫彎矩圖在水平面上，a-a剖面左側(cè) mah=fr1hl3=96652.5=50.715nma-a剖面右側(cè) mah=fr2hl2=411153=62.88 nm在垂直面上 mav=mav=fr1vl2=352153=53.856 nm合成彎矩，a-a剖面左側(cè)a-a剖面右側(cè)畫轉(zhuǎn)矩圖轉(zhuǎn)矩 3784（68/2）=128.7nm6.判斷危險截面顯然，如圖所示，a-a剖面左側(cè)合成彎矩最大、扭矩為t，該截面左側(cè)可能是危險截面；b-b截面處合成灣矩雖不是最大，但該截面左側(cè)也可能是危險截面。若從疲勞強度考慮，a-a，b-b截面右側(cè)均有應(yīng)力集中，且b-b截面處應(yīng)力集中更嚴重，故a-a截面左側(cè)和b-b截面左、右側(cè)又均有可能是疲勞破壞危險截面。7.軸的彎扭合成強度校核由表10-1查得 (1)a-a剖面左側(cè)3=0.1443=8.5184m3=14.57 （2）b-b截面左側(cè)3=0.1423=7.41m3b-b截面處合成彎矩mb:=174 nm=27 8.軸的安全系數(shù)校核:由表10-1查得(1)在a-a截面左側(cè)wt=0.2d3=0.2443=17036.8mm3由附表10-1查得由附表10-4查得絕對尺寸系數(shù);軸經(jīng)磨削加工, 由附表10-5查得質(zhì)量系數(shù).則彎曲應(yīng)力 應(yīng)力幅 平均應(yīng)力 切應(yīng)力 安全系數(shù)查表10-6得許用安全系數(shù)=1.31.5,顯然s,故a-a剖面安全.(2)b-b截面右側(cè)抗彎截面系數(shù)3=0.1533=14.887m3抗扭截面系數(shù)wt=0.2d3=0.2533=29.775 m3又mb=174 nm,故彎曲應(yīng)力切應(yīng)力 由附表10-1查得過盈配合引起的有效應(yīng)力集中系數(shù) 。 則顯然s,故b-b截面右側(cè)安全。（3）b-b截面左側(cè) wt=0.2d3=0.2423=14.82 m3b-b截面左右側(cè)的彎矩、扭矩相同。彎曲應(yīng)力 切應(yīng)力 （d-d）/r=1 r/d=0.05，由附表10-2查得圓角引起的有效應(yīng)力集中系數(shù)。由附表10-4查得絕對尺寸系數(shù)。又。則 顯然s,故b-b截面左側(cè)安全。4.3鍵的選擇與校核鍵的校核鍵1 108 l=80 gb1096-79 則強度條件為 查表許用擠壓應(yīng)力 所以鍵的強度足夠鍵2 128 l=63 gb1096-79 則強度條件為 查表許用擠壓應(yīng)力所以鍵的強度足夠4.4聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器選擇為tl8型彈性聯(lián)軸器 gb4323-84第五章 箱體的設(shè)計采用ht200鑄造箱體，水平剖分式箱體采用外肋式結(jié)構(gòu)。箱內(nèi)壁形狀簡單，潤滑油流動阻力小，鑄造工藝性好，但外形較復(fù)雜。箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸如下:名稱符號尺寸關(guān)系箱座壁厚箱蓋壁厚箱座凸緣厚度箱蓋凸緣厚度箱底座凸緣厚度箱座箱蓋肋厚、箱座箱蓋地腳螺釘直徑取地腳螺釘數(shù)目軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 取箱蓋、箱座聯(lián)接螺栓直徑取軸承蓋螺釘直徑和數(shù)目、觀察孔蓋螺釘直徑取、至箱壁外距離統(tǒng)一取34mm、至凸緣邊緣的距離統(tǒng)一取28mm軸承旁凸臺高度半徑外箱壁