帶式運輸機(jī)傳動裝置設(shè)計III

1、 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計設(shè)計題目：帶式運輸機(jī)傳動裝置設(shè)計iii航空科學(xué)與工程學(xué)院 100513班 設(shè)計者： 莊淇凱 指導(dǎo)老師： 楊洋 前言本設(shè)計為機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計的內(nèi)容，是先后學(xué)習(xí)過畫法幾何、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計、工程材料、加工工藝學(xué)等課程之后的一次綜合的練習(xí)和應(yīng)用。本設(shè)計說明書是對帶式運輸機(jī)減速器傳動裝置設(shè)計的說明，減速器是降低軸轉(zhuǎn)速、提升扭矩機(jī)器，使用廣泛，本次設(shè)計是使用已知的使用和安裝參數(shù)自行設(shè)計機(jī)構(gòu)形式以及具體尺寸、選擇材料、校核強(qiáng)度，并最終確定形成圖紙的過程。通過設(shè)計，我們回顧了之前關(guān)于機(jī)械設(shè)計的課程，并加深了對很多概念的理解，并對設(shè)計的一些基本思路和方法有了初步的了解和掌握。目錄前

2、言2第一章 設(shè)計任務(wù)書11.1課題題目11.2傳動方案分析及原始數(shù)據(jù)：1第二章 傳動方案的擬定22.1整體方案22.2 減速器說明2第三章 電動機(jī)的選擇33.1類型和結(jié)構(gòu)形式的選擇：33.2 確定電機(jī)的額定功率：3第四章 傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)4第五章 傳動零件的設(shè)計計算和校核65.1 閉式齒輪傳動設(shè)計65.2減速器外部零件的設(shè)計計算-普通v形帶傳動9第六章 軸的設(shè)計計算和校核116.1高速軸的設(shè)計與校核：116.2低速軸的設(shè)計與校核13第七章 滾動軸承的選擇和壽命計算167.1高速軸軸承的選擇167.2低速軸軸承的選擇16第八章 鍵和聯(lián)軸器的選擇188.1 鍵的選擇188.2 聯(lián)軸器的選擇

3、18第九章 潤滑的選擇199.1閉式減速齒輪的潤滑199.2滾動軸承的潤滑19第十章 密封形式的選擇20第十一章 減速器機(jī)體各部分結(jié)構(gòu)尺寸其它技術(shù)說明2111.1 減速器集體各部分尺寸2111.2其它技術(shù)說明：21參考文獻(xiàn)22第一章 設(shè)計任務(wù)書1.1課題題目u 帶式運輸機(jī)傳動裝置設(shè)計iii1.2傳動方案分析及原始數(shù)據(jù)：u 設(shè)計要求：1帶式輸送機(jī)在常溫下連續(xù)工作、單向運轉(zhuǎn)，空載起動，工作載荷較平穩(wěn)，帶速允許誤差5%。2.兩班制（每班工作8小時），要求減速器設(shè)計壽命為10年，大修期為3年，小批量生產(chǎn)。u 主要技術(shù)參數(shù)：輸送帶的最大有效拉力f=1450n，輸送帶的工作速度v=1.55m/s，輸送機(jī)滾

4、筒直徑d=250 mm。u 設(shè)計任務(wù)：1) 減速器裝配圖1張（a0或a1圖紙）；2) 零件工作圖2張（大齒輪、低速軸，a3圖紙）；3) 設(shè)計計算說明書1份，60008000字。說明書內(nèi)容應(yīng)包括：擬定機(jī)械系統(tǒng)方案，進(jìn)行機(jī)構(gòu)運動和動力分析，選擇電動機(jī)，進(jìn)行傳動裝置運動動力學(xué)參數(shù)計算，傳動零件設(shè)計，軸承壽命計算、軸（許用應(yīng)力法和安全系數(shù)法）、鍵的強(qiáng)度校核，聯(lián)軸器的選擇、設(shè)計總結(jié)、參考文獻(xiàn)、設(shè)計小結(jié)等內(nèi)容。第二章 傳動方案的擬定2.1整體方案根據(jù)設(shè)計任務(wù)書，該方案的設(shè)計分成減速器（傳動部分）和工作機(jī)（執(zhí)行部分）兩部分，如圖 2- 1 帶式運輸機(jī)傳動裝置設(shè)計參考圖所示。圖 2- 1 帶式運輸機(jī)傳動裝置設(shè)

5、計參考圖2.2 減速器說明機(jī)器一般是由原動機(jī)、傳動裝置和工作裝置組成。傳動裝置是用來傳遞原動機(jī)的運動和動力、變換其運動形式以滿足工作裝置的需要，是機(jī)器的重要組成部分。傳動裝置是否合理將直接影響機(jī)器的工作性能、重量和成本。合理的傳動方案除滿足工作裝置的功能外，還要求結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、成本低廉、傳動效率高和使用維護(hù)方便。本設(shè)計中原動機(jī)為電動機(jī)，工作機(jī)為皮帶輸送機(jī)。傳動方案采用了兩級傳動，第一級傳動為帶傳動，第二級傳動為單級直齒圓柱齒輪減速器。帶傳動承載能力較低，在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時，結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大，但有過載保護(hù)的優(yōu)點，還可緩和沖擊和振動，故布置在傳動的高速級，以降低傳遞的轉(zhuǎn)矩，減小帶傳動的結(jié)構(gòu)

6、尺寸。齒輪傳動的傳動效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命較長，是現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用最為廣泛的機(jī)構(gòu)之一。本設(shè)計采用的是單級直齒輪傳動。減速器的箱體采用水平剖分式結(jié)構(gòu)，用ht200灰鑄鐵鑄造而成。第三章 電動機(jī)的選擇3.1類型和結(jié)構(gòu)形式的選擇：按工作條件和要求，選用一般用途的y系列全封閉自扇冷式三相異步電動機(jī)，電壓為 380/220v；3.2 確定電機(jī)的額定功率：（一）工作機(jī)的功率pw =fv/1000=11501.6/1000=2.247kw（二）總效率 = =（三）所需電動機(jī)功率 總傳動比范圍：帶輪傳動比 齒輪傳動比總傳動比 查機(jī)械零件設(shè)計手冊電動機(jī)選用 y112m-4 得 ped = 3 k

7、w n滿 = 1420 r/min電動機(jī)選用：y100l2-4第四章 傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù) 1 計算傳動比 工作機(jī)的轉(zhuǎn)速n=601000v/（d） =6010001.55/(3.14260) =118.41r/min 取 則2 確定各軸運動和動力參數(shù)=4.00（一）轉(zhuǎn)速n=1420（r/min）=/=/=1420/3=473.333（r/min） =/=473.333/4.0=118.33（r/min） =118.33（r/min）（二） 輸入功率p （三） 輸出功率 （四） 輸入轉(zhuǎn)矩t (nm) (nm )（五） 輸出轉(zhuǎn)矩 =14.126(nm) (nm) (nm )各軸的運動和動力參數(shù)

8、列表如下：功率p/kw軸名輸入輸出電機(jī)軸2.25高速軸2.162.14低速軸2.072.05滾筒軸2.032.01轉(zhuǎn)矩t/nmm軸名輸入輸出電機(jī)軸15130高速軸4358043180低速軸167100165450滾筒軸163740162220轉(zhuǎn)速n/(r/mm)傳動比效率軸名電機(jī)軸1420高速軸473.330.96低速軸118.3340.96滾筒軸118.3310.98第五章 傳動零件的設(shè)計計算和校核5.1 閉式齒輪傳動設(shè)計考慮到主動輪的轉(zhuǎn)速不是很高,傳動尺寸無嚴(yán)格的限制，批量較小，故小齒輪用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為hb=249286，平均取為260hb，大齒輪用45號鋼，正火處理，硬度hb

9、=182267，平均取220hb，精度等級選為8級。注：表中圖表來自于機(jī)械設(shè)計計算項目計算內(nèi)容計算結(jié)果（1）初步估算小齒輪直徑轉(zhuǎn)矩t1=9550p1n1齒寬系數(shù)由圖2-14，取d=1.2d=1.2接觸疲勞極限由圖2-24得到初步計算需用接觸應(yīng)力hp1=0.9hlim1hp2=0.9hlim2ad值由表b-1，估計取ad=756ad=756動載荷系數(shù)k=1.4k=1.4計算小齒輪直徑初取 d1=45mm初步齒寬b=dd1b=65mm（2）確定基本參數(shù)圓周速度 v=1.61m/s精度等級由表2-1選擇8級精度齒數(shù)、模數(shù)和螺旋角取z1=35z2=iz1=150.5，互質(zhì)取831取z1=35mt=d1

10、/z1由表2-4取mn=1.25=acrcosmnmt（3）校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度重合度系數(shù)由表2-5得由于無變位，端面嚙合角t=t=12z1(tanat1-tant)z2(tanat2-tant)=bsinmn=3.221z=1=0.764t=20.524at1=27.47at2=22.4=1.713=3.221z=0.764使用系數(shù)載荷較平穩(wěn)ka=1動載系數(shù)由教材圖2-6kv=1.2齒間載荷分配系數(shù)ft=2t1d1由表2-8，軟齒面斜齒輪，精度等級8級kh=kf=cos2bkh=kf=1.75齒向載荷分布系數(shù)kh=1.43334區(qū)域系數(shù)由圖2-18查出zh=2.43zh=2.43彈性系數(shù)由表

11、2-15查出ze=189.8mpaze=189.8mpa螺旋角系數(shù)z=cosz=0.986許用接觸應(yīng)力驗算齒面接觸應(yīng)力：h=zhzezzkakvkhkhftd1bu+1u合格（4）確定主要傳動尺寸中心距圓整取a=160mm螺旋角=arccos(z1+z2)mn2a端面模數(shù)mt=mncos分度圓直徑d=mnzcos齒寬b=dd（5）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗算齒形系數(shù)由圖2-10,查得yfayfa1=2.45yfa2=2.15應(yīng)力修正系數(shù)由圖2-21查得ysa1=1.65ysa2=1.81螺旋角系數(shù)由圖2-22查取y=0.87重合度系數(shù)y=0.25+0.75vy=0.67齒向載荷分布系數(shù)bh=19.2由

12、圖2-9查取kf=1.5許用彎曲應(yīng)力校核試驗齒輪的齒根彎曲疲勞極限flim由表2-17查最小安全系數(shù)sfmin由圖2-18確定尺寸系數(shù)yx由圖2-32確定彎曲壽命系數(shù)ynt另外取yst1=yst2=2yvrelt1=yvrelt2=1yrrelt1=yrrelt2=1f=kakvkfkfftbmnyfaysayyfp=flimystyntyvreltyrreltyxsfminflim1=300n/mm2flim2=270n/mm2sfmin=1.25yx1=yx2=1.0ynt1=0.88ynt2=0.90yst1=yst2=2yvrelt1=yvrelt2=1yrrelt1=yrrelt2=

13、1f1=172.22mpaf2=167.42mpafp1=427mpafp2=401mpaf120 小輪包角合適確定帶的根數(shù)由式確定v帶根數(shù)，查63表得0.36kw，查67表得0.03kw查62表得0.99，0.89則 z=pc/（(p0+p0)=2.71/（0.97+0.11）0.990.89 = 5.54 故要取6根z型v帶 滿足少于8根的要求。帶輪樣式選擇小帶輪：輻板式；大帶輪：孔板式草圖第六章 軸的設(shè)計計算和校核6.1高速軸的設(shè)計與校核：計算項目計算內(nèi)容計算結(jié)果材料選擇為45號鋼，正火處理，硬度hb=170217 估算軸徑=c=115=21.83mm選取直徑比d大3%d=25mm齒輪圓

14、周力ft=2t1d1齒輪徑向力fr1=ft1tanncos齒輪軸向力fa1=ft1tan豎直面反力及彎矩fav=fbv=ft2fav=fbv=748.15n水平面反力及彎矩合成彎矩mc=mvc2+mhc2mc=mvc2+mhc2應(yīng)力校正系數(shù)b=750mpa0b=130mpa=0.58計算當(dāng)量彎矩mec=mc2+(t)2截面c是危險截面受力和彎矩圖校核許用彎曲應(yīng)力為符合要求6.2低速軸的設(shè)計與校核 計算項目計算內(nèi)容計算結(jié)果材料的選擇為45號鋼，正火處理，硬度hb=170217 估算軸徑=c=115=29.86mm加大3%，d=30.75d=40mm齒輪圓周力ft=2td齒輪徑向力fr=fttan

15、ncos齒輪軸向力fa1=ft1tan豎直面反力及彎矩fv=ft2水平面反力及彎矩合成彎矩mc=mvc2+mhc2應(yīng)力校正系數(shù)b=600mpa0b=95mpa=-1b0b=0.58計算當(dāng)量彎矩mec=mc2+(t)2受力和彎矩圖校核許用彎曲應(yīng)力為 -1b=55mpa符合要求第七章 滾動軸承的選擇和壽命計算7.1高速軸軸承的選擇該軸為工作于普通溫度下的短軸，故支點采用兩端單向固定的方式選用一對圓錐滾子軸承，按軸徑初選30205。計算項目計算內(nèi)容計算結(jié)果軸承主要性能參數(shù)d=25mm，d=52mm，b=15mm，t=16.25mm軸承受力情況fr1=fah2+fav2fr2=fbh2+fbv2附加軸

16、向力 y=1.6軸向載荷fa1=fs1+fafa2=fs2選a端軸承校核壽命a端當(dāng)量動載荷軸承壽命l=10660n(cp)即壽命大于三年壽命合格7.2低速軸軸承的選擇該軸為工作于普通溫度下的短軸，故支點采用兩端單向固定的方式選用一對圓錐滾子軸承，按軸徑初選30208。計算項目計算內(nèi)容計算結(jié)果軸承主要性能參數(shù)d=40mm，d=80mm，t=19.75mm，b=18mm軸承受力情況fr1=fah2+fav2fr2=fbh2+fbv2附加軸向力軸向載荷fa1=fs1+fafa2=fs2選b端校核軸承壽命b端當(dāng)量動載荷軸承壽命l=10660n(cp)即壽命大于三年壽命合格第八章 鍵和聯(lián)軸器的選擇8.1

17、 鍵的選擇鍵的選擇主要考慮所傳遞的扭矩的大小，軸上零件是否需要沿軸向移動，零件的對中要求等等。計算項目計算內(nèi)容計算結(jié)果（1）高速軸與帶輪連接鍵的選擇和校核鍵的選擇和參數(shù)靜聯(lián)接，選用普通平鍵a型，b*h=10*8b*h=10*8鍵長取l=60mml=60mm許用擠壓應(yīng)力校 核查表可得45號鋼的許用擠壓應(yīng)力為p=(100120)mpa=76.75pp滿足要求（2）低速軸與聯(lián)軸器連接鍵的選擇和校核鍵的選擇和參數(shù)靜聯(lián)接，選用普通平鍵a型，b*h=10*8b*h=10*8鍵長取l=60mml=60mm許用擠壓應(yīng)力校 核查表可得45號鋼的許用擠壓應(yīng)力為p=(100120)mpa=46.48pp滿足要求（3

18、）低速軸與閉式大齒輪連接鍵的選擇和校核鍵的選擇和參數(shù)靜聯(lián)接，選用普通平鍵a型，b*h=16*10b*h=16*10鍵長取l=70mml=70mm許用擠壓應(yīng)力校 核查表可得45號鋼的許用擠壓應(yīng)力為p=(100120)mpa=68.95pp滿足要求8.2 聯(lián)軸器的選擇由于減速器載荷平穩(wěn)，速度不高，無特殊要求，考慮裝拆方便及經(jīng)濟(jì)問題，根據(jù)低速軸連接聯(lián)軸器處d=32mm，選用lx1型彈性柱銷聯(lián)軸器，將各種參數(shù)列表如下：型號公稱轉(zhuǎn)矩許用轉(zhuǎn)數(shù)軸孔直徑軸孔長度外徑軸孔類型lx256063003282120y型聯(lián)軸器承受轉(zhuǎn)矩聯(lián)軸器合適第九章 潤滑的選擇9.1閉式減速齒輪的潤滑減速器中的一級閉式減速齒輪,由于齒

19、輪外緣的回轉(zhuǎn)速度小于12m/s，因此采用浸油潤滑，選用l-an68全損耗系統(tǒng)用油,浸油深度應(yīng)沒過至少1個齒高，一般不應(yīng)小于10mm。 9.2滾動軸承的潤滑經(jīng)計算，小齒輪軸dn值為4.32*104mm*r/min，大齒輪軸dn值為1.34*104mm*r/min，因此，軸承宜用油脂潤滑。第十章 密封形式的選擇為防止機(jī)體內(nèi)潤滑劑外泄和外部雜質(zhì)進(jìn)入機(jī)體內(nèi)部影響機(jī)體工作，在構(gòu)成機(jī)體的各零件間，如機(jī)蓋與機(jī)座間、及外伸軸的輸出、輸入軸與軸承蓋間，需設(shè)置不同形式的密封裝置。對于無相對運動的結(jié)合面，常用密封膠、耐油橡膠墊圈等；對于旋轉(zhuǎn)零件如外伸軸的密封，則需根據(jù)其不同的運動速度和密封要求考慮不同的密封件和結(jié)構(gòu)。本設(shè)計中：（1）由于密封界面的相對速度不是很大，采用接觸式密封，高速軸與軸承蓋間v 3m/s，采用半粗羊毛氈封油圈，低速軸與軸承蓋間也為v 3m/s，故采用半粗羊毛氈封油圈。（2）軸承內(nèi)部與機(jī)體內(nèi)部處用擋油環(huán)加以密封，防止?jié)櫥瓦M(jìn)入軸承內(nèi)部。（3）箱座與箱蓋凸緣結(jié)合面與觀察孔、油孔之間都采用靜密封方式第十一章 減速器機(jī)體各部分結(jié)構(gòu)尺寸其它技術(shù)說明11.1 減速器集體各部分尺寸名稱符號尺寸箱座壁厚=8mm箱蓋壁厚11=8mm箱蓋凸緣厚度bb=12mm箱座凸緣厚度b1b1=12mm箱座底凸緣厚度b2b2=20mm地腳螺釘直徑dfdf=16mm地腳螺釘數(shù)目nn=4軸