帶式運(yùn)輸機(jī)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置

1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)裝訂線計(jì)算說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目： 設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置 工程學(xué) 院 工程 系 101 班設(shè)計(jì)者 指導(dǎo)教師 2012 年 1 月9日 目錄械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)3一、傳動(dòng)方案 .4二、選擇電動(dòng)機(jī) .4三、計(jì)算傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 .5四、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) .5五、普通v帶傳動(dòng) .6六、齒輪傳動(dòng) .8七、軸的設(shè)計(jì) .11（一、）從動(dòng)軸的設(shè)計(jì) .11（二、）主動(dòng)軸的設(shè)計(jì) .15八、軸承 .17(一、)主動(dòng)軸軸承 .17 (二、)從動(dòng)軸軸承 .17九、鍵的選擇 .18十、聯(lián)軸器的選擇 .18十一、潤(rùn)滑方式、潤(rùn)滑油牌號(hào)及密封裝置的選擇 . .19參考資料.19械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程

2、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、 設(shè)計(jì)題目 : 設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置。dfv動(dòng)力及傳動(dòng)裝置二、 原始數(shù)據(jù)分組序號(hào)1234567輸送帶工作拉力f /kn3.53.33.02.82.62.52.4輸送帶工作速度v / m/s1.11.21.31.41.51.61.7滾筒直徑 d /mm250250250250250250250三、 已知條件1. 輸送帶工作拉力f= 3.5 kn2. 輸送帶工作速度v= 1.1 m/s（允許輸送帶速度誤差為5%）3. 滾筒直徑 d=250 mm4. 滾筒效率：j = 0.96（包括滾筒與軸承的效率損失）；5. 工作情況：每年300個(gè)工作日，兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)；6.

3、使用折舊期：10年；7. 動(dòng)力來(lái)源：電力，三相交流，電壓380/220v；8. 制造條件及生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)。四、 設(shè)計(jì)內(nèi)容擬定傳動(dòng)方案，選擇電動(dòng)機(jī)，計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)（包括：確定總傳動(dòng)比，分配各級(jí)傳動(dòng)比，計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩等），齒輪、軸、軸承、鍵、聯(lián)軸器等零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算和選擇；減速器裝配圖和齒輪軸零件圖的設(shè)計(jì)；編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。五、 設(shè)計(jì)工作量1 減速器裝配圖a1一張；2 齒輪或軸零件圖a2二張； 3 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)1份（a4）；計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果一、 傳動(dòng)方案dfv二、選擇電動(dòng)機(jī)1.選擇電動(dòng)機(jī)類(lèi)型 按已知的工作要求格條件,選用y型全封閉籠型三相型電動(dòng)機(jī)2

4、.選擇電動(dòng)機(jī)功率 工作機(jī)所需的電動(dòng)機(jī)輸出功率為 = 故由電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間的總效率(包括工作機(jī)效率)為 式中的效率為：（帶傳動(dòng)），（齒輪傳動(dòng)的軸承），（齒輪傳動(dòng)），（聯(lián)軸器），（滾筒）所以 3.確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速為 按推薦的合理傳動(dòng)比范圍,取v帶傳動(dòng)比i1=24,單級(jí)齒輪傳動(dòng)比i2=35,則合理總傳動(dòng)比的范圍為i=620,故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd=i * nw=(615)84.03r/minnd=504.181680.6 r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750r/min、1000r/min、1500r/min，再根據(jù)計(jì)算出的容量有三種適用的電動(dòng)型號(hào)，其技術(shù)參數(shù)以及傳動(dòng)比的比

5、較情況見(jiàn)下表方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速/(r/min)傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比ped/kw同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速傳動(dòng)比帶齒輪1y160m2-85.57507208.9332.982y132m2-65.5100096011.422.54.5683y132s -45.51500144017.143.54.897綜合考濾電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)方案裝置的尺寸、重量以及帶傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比，比較三個(gè)方案可知：方案1電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低，外廓尺寸及重量較大，價(jià)格較高，雖然總傳比不大，但因電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低，導(dǎo)致傳動(dòng)裝置尺寸較大。方案3電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較大, 但總傳比大, 傳動(dòng)裝置尺寸較大。方案2適中，比較適合。因此選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為y132m

6、2-6，額定功率ped=5.5kw，滿載轉(zhuǎn)速nm=960r/min?？倐鲃?dòng)比較適中，傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)較緊湊。所選電動(dòng)機(jī)的主要外形尺寸和安裝尺寸如下所示：中心高h(yuǎn)外形尺寸l(ac/2+ad)hd底腳安裝尺寸ab地腳螺栓孔直徑d軸伸尺寸de裝鍵部位尺寸fgd1325153453152161801838801041三、計(jì)算傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比由選定電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速nw，可得傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為：i=取帶傳動(dòng)比i0=2.5 齒輪傳動(dòng)比i1=4.57四、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1、各軸轉(zhuǎn)速軸 ii軸 卷筒軸 2、各軸的輸入功率軸 ii軸 卷筒軸 3、各軸輸入轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩t

7、d軸 ii軸 卷筒軸 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算結(jié)果列于下表：參數(shù) 軸名電動(dòng)機(jī)軸軸軸卷筒軸轉(zhuǎn)速n/(r/min)96038484.0384.03輸入功率p/kw4.534.3494.1764.011輸入轉(zhuǎn)矩t/(n.m)45.06108.15474.64455.80傳運(yùn)比i2.54.571效率0.960.960.96五、普通v帶傳動(dòng)1、確定計(jì)算功率pc,查表8.21，查得ka=1.2 則pc=kap=1.25.5kw=6.6kw2、選取普通v帶型號(hào) 根據(jù)pc =6.6kw, n1 =960r/min,由圖8.13選用a型普通v帶3、確定帶輪基準(zhǔn)直徑dd1 ，dd2 根據(jù)表8.6和圖8.13選取dd1

8、=100mm,且dd1=140mmddmin=75mm 大輪基準(zhǔn)直徑為 （符合標(biāo)準(zhǔn)值）4、驗(yàn)算帶速v 帶速在525m/s范圍內(nèi)。5、確定帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度ld和實(shí)際中心距a 由式（8.14）初步確定中心距的范圍 取中心距a0=400由式（8.15）得 =1597.25mm 由表8.4選取基準(zhǔn)長(zhǎng)度ld=1600mm 由式（8.16）得實(shí)際中心距a為 中心距a的變動(dòng)范圍為 6、校驗(yàn)小帶輪包角 由式（8.17）得 7、確定v帶根數(shù)z 由式（8.18）得 根據(jù)，查表8.9用內(nèi)插法得： 取=1.63kw 由式（8.11）得功率增量p0為 由表8.18查得 根據(jù)傳動(dòng)比i=2.5,查表8.19得ki=1.1373

9、，則 由表8.4查得帶長(zhǎng)度修正系數(shù)kl=0.99，由圖8.11查得包角系數(shù)ka=0.94，得普通v帶根數(shù)： =4.05根 圓整取得4根。8、帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)9、設(shè)計(jì)結(jié)果選用4根普通a型帶，中心距401mm，帶輪直徑dd1=140mm,dd2=350mm六、齒輪傳動(dòng)1、選擇齒輪材料及精度等級(jí) 小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度220250hbs，在大齒輪選用45鋼正火，硬度值為170210hbs，由表10.21選8級(jí)精度，要求表面粗糙度2、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 1）查表10.12得彈性系數(shù) 2）載荷系數(shù)k，查表10.11取k=1.1 3) 4)齒寬系數(shù),查表10.20得=1 5)許用接觸應(yīng)力,由圖10.

10、24查得 由表10.10查得 查圖10.27得znt1=1.02,znt2=1.08 由式（10.13）得 故 3、確定有關(guān)系數(shù)與參數(shù)1) 模數(shù),齒數(shù) 由表10.3查取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2mm因齒輪均為軟齒面,取 2)分度圓直徑和齒寬 齒寬 傳動(dòng)的中心距為 此值與初選的值相差不大，故不必重新計(jì)算。4、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 由式（10.37）得出f,如ff則校核合格。 確定有關(guān)系數(shù)與參數(shù)： 1、齒形系數(shù)yf 查表10.13得yf1=2.65, yf2=2.18 2、應(yīng)力修正系數(shù)ys 查表10.14得ys1=1.59, ys2=1.8056 3、許彎曲應(yīng)力f 由圖10.25查得flm1=210mpa,

11、flm2=190mpa 由圖10.10查得sf=1.3 由圖10.26查得ynt1=ynt2=1 由式（10.14）可得： 故由式（10.37）可得： 齒根彎曲強(qiáng)度校核合格5、驗(yàn)算齒輪的圓周速度v 由表10.22可知，選8級(jí)精度是合適的。6、幾何尺寸計(jì)算及繪制零件圖。七、軸的設(shè)計(jì)（一、）從動(dòng)軸的設(shè)計(jì)1、選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力 因軸的材料無(wú)特殊要求，故選用45鋼，正火處理，由表14.7查得強(qiáng)度極限b=600mpa,再由表14.2得許用彎曲應(yīng)力-1b=55mpa.2、按鈕轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算直徑 根據(jù)表14.1得c=（107118），又由式（14.2）得： 由于軸的最小直徑處要安裝聯(lián)軸器，會(huì)有鍵槽存在，

12、故將計(jì)算直徑加大3%5%，取為39.9744.94mm。由設(shè)計(jì)手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)直徑d1=40mm。3、設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)并繪制結(jié)構(gòu)草圖。 由于設(shè)計(jì)的是單級(jí)減速器，可將齒輪布置在箱體內(nèi)部中央，將軸承對(duì)稱安裝在齒輪兩側(cè)，軸的外伸端安裝半聯(lián)軸器。（1）、確定軸上零件的位置和固定方式 要確定軸的結(jié)構(gòu)形狀，必須先確定軸上零件的裝配順序和固定方式。確定齒軸從軸的右端裝入，齒輪的左端用軸肩定位，右端用套筒固定。這樣齒輪在軸上的軸向位置被完全確定。齒輪的周向固定用平鍵連接。由于齒輪的圓周速度均小于2m/s，故軸承采用脂潤(rùn)滑，為了不讓箱體內(nèi)的潤(rùn)滑油濺到軸承里，故在軸承旁加擋油盤(pán)。軸承對(duì)稱安裝于齒輪的兩側(cè)，其軸向用軸肩固定，

13、周向采用過(guò)盈配合固定。（2）、確定各軸段的直徑 如圖 軸段1（外伸端）直徑最小，d1=40mm;考慮到要對(duì)安裝在軸段1上的聯(lián)軸器進(jìn)行定位，軸段1上應(yīng)有軸肩，軸段2的直徑同d2=45mm，為軸段3方便加工軸承的安裝軸段，軸段2應(yīng)有軸肩，同時(shí)為能順利的在軸段3上安裝軸承，軸段3必須滿足軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)，故取軸段3的直徑d3為50mm，軸段4由軸段3過(guò)度，取直徑d4=55mm，軸段5是用于定位齒輪，軸肩為h=r(c)+(0.5 2) 取3.5mm,故d5=62mm；軸段6的直徑d6=55mm；軸段7裝軸承與3段一樣，故d7=d3=50mm。（3）、確定各軸段的長(zhǎng)度 齒輪輪轂寬度為62mm，為保證輪固定

14、可靠，軸段4的長(zhǎng)度應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度，取為60mm；為保證齒輪端面與箱體內(nèi)壁不相碰，齒輪端面與箱體內(nèi)壁間應(yīng)留有一定的間距，取該間距為12mm；為保證軸承安裝在箱體軸承座孔中（軸承寬度為16mm），并考濾軸承的潤(rùn)滑方式為脂潤(rùn)滑，軸承端面距箱體內(nèi)壁的距離為10 15mm,所以軸段3的長(zhǎng)度取44mm，軸承支點(diǎn)距離l=126mm，根據(jù)箱體及聯(lián)軸器以及軸承蓋與聯(lián)軸器要有一定距離15mm，軸段2長(zhǎng)取51，軸段1長(zhǎng)取60，同樣的方法確定軸段5，6的長(zhǎng)度為5mm，7為45mm。（4）、選定軸的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，如圓角、倒角、退刀槽的尺寸。4、按彎矩扭合成強(qiáng)度校核軸徑 (1)、畫(huà)出軸的受力圖 (2)、作水平彎矩圖、支

15、點(diǎn)反力為 -載面處的彎矩為 -截面處的彎矩為 (3)、作垂直面的彎矩圖,支點(diǎn)反力 -截面左側(cè)彎矩為：-截面右側(cè)彎矩為：-截面處彎矩為：(4)、作合成彎矩圖 -截面： -截面： (5)、作轉(zhuǎn)矩圖 (6)、求當(dāng)量彎矩 因減速器單向運(yùn)轉(zhuǎn)，故可以為轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)變化，修正系數(shù)a為0.6 -截面： -截面： (7)、確定危險(xiǎn)截面及校核強(qiáng)度 由圖可以看出，截面-、-所受轉(zhuǎn)矩相同，但彎矩meme，且軸上還有鍵槽，故截面-可能為危險(xiǎn)截面。但由于軸徑d4d3,故也應(yīng)對(duì)截面-進(jìn)行校核。 -截面： -截面： 查表14.2得-1b=55mpa,滿足e-1b的條件，故設(shè)計(jì)的軸有足夠強(qiáng)度，并有一定裕量。5、繪制軸的零件圖

16、（二、）主動(dòng)軸的設(shè)計(jì)1、選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力 因軸的材料無(wú)特殊要求，故選用45鋼，正火處理，由表14.4查得強(qiáng)度極限b=600mpa,再由表14.2得許用彎曲應(yīng)力-1b=55mpa.2、按鈕轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算直徑 根據(jù)表14.1得c=（118107），又由式（14.2）得： 由于軸的最小直徑處要安裝v帶輪，會(huì)有鍵槽存在，故將計(jì)算直徑加大3%5%，取為24.6727.73mm。由設(shè)計(jì)手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)直徑d1=30mm。3、設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)并繪制結(jié)構(gòu)草圖。 由于設(shè)計(jì)的是單級(jí)減速器，可將齒輪布置在箱體內(nèi)部中央，將軸承對(duì)稱安裝在齒輪兩側(cè)。1）、確定各軸段的直徑 軸段1（外伸端）直徑最小，d1=30mm;考濾到要對(duì)

17、安裝定位，軸段2上應(yīng)有軸肩，d2=35mm;為軸段3方便加工軸承的安裝軸段，軸段2應(yīng)有軸肩，同時(shí)為能順利的在軸段3上安裝軸承，軸段3必須滿足軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)，故取軸段3的直徑d3為40mm，軸段5為齒輪軸，軸段4為軸段3到齒輪軸的過(guò)度，取d4=48mm；相同的方法確定軸段6的直徑d6=48mm；軸段7的直徑d7=40mm。2）、確定各軸段的長(zhǎng)度 軸段1的長(zhǎng)度由v帶輪轂的寬度確定取63mm,軸段5為齒輪軸的寬度65mm；為保證齒輪端面與箱體內(nèi)壁不相碰，齒輪端面與箱體內(nèi)壁間應(yīng)留有一定的間距，根據(jù)已經(jīng)定好了低速軸的軸段長(zhǎng)度情況，確定軸段3的長(zhǎng)度為31mm, 確定軸段7的長(zhǎng)度為32mm，軸段2長(zhǎng)為52m

18、m, 軸段4和6長(zhǎng)為8.5mm；軸承支點(diǎn)距離l=125mm。3）、選定軸的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，如圓角、倒角、退刀槽的尺寸。4、按彎矩扭合成強(qiáng)度校核軸徑 1）、畫(huà)出軸的受力圖 2）、作水平彎矩圖、支點(diǎn)反力為 -截面處的彎矩為 3、求當(dāng)量彎矩 因減速器單向運(yùn)轉(zhuǎn)，故可以為轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)變化，修正系數(shù)a為0.6。 -截面： 4、確定危險(xiǎn)截面及校核強(qiáng)度 從圖中可看出截面-為危險(xiǎn)面，應(yīng)對(duì)截面-進(jìn)行校核。 -截面： 查表14.2得-1b=55mpa,滿足e-1b的條件，故設(shè)計(jì)的軸有足夠強(qiáng)度，并有一定裕量。5、繪制軸的零件圖八、軸承( 一、)主動(dòng)軸軸承選用角接觸軸承7008ac1、求當(dāng)量動(dòng)載荷p 查手冊(cè)得7008ac軸

19、承的c0r=14.5kn, 查表15.17得x0=1, y0=0.76, 由式（15.8）可得：p0=x0fr+ y0fa=(1*853.63+0.76*487.62)n=1224.22np0= fr =853.63n取兩者中較大值為計(jì)算值，即p0=1224.22n2、靜強(qiáng)度校核由表15.18，取s0=1.22.5,由式（15.11）得 所選軸承的強(qiáng)度足夠。(二、)從動(dòng)軸軸承選用角接觸軸承7009ac1、求當(dāng)量動(dòng)載荷p 查手冊(cè)得7009ac軸承的c0r=19.5kn, 查表15.17得x0=1, y0=0.76, 由式（15.8）可得：p0=x0fr+ y0fa=(1*820+0.76*468

20、.4)n=1175.98np0= fr =820n取兩者中較大值為計(jì)算值，即p0=1175.98n2、靜強(qiáng)度校核由表15.18，取s0=1.22.5,由式（15.11）得 所選軸承的強(qiáng)度足夠。九、鍵的選擇1）、大齒輪鍵的選擇，d=50mm,輪轂寬b=62mm,由軸徑d44 50 取b=14mm,h=9mm,選用普通a型鍵l=50mm故選用鍵14x502）、低速軸連接連軸器時(shí)用的鍵的選取，d=30mm,輪轂寬b=60mm,由軸徑d22 30 取b=8mm,h=7mm,選用普通b型鍵l=50mm故選用鍵b 8x502）、高速軸與皮帶輪連接時(shí)用的鍵的選取，d=30mm,輪轂寬b=63mm,由軸徑d22 30 取b=8mm,h=7mm,選用普通a型鍵l=55mm故選用鍵8x50十、聯(lián)軸器的選擇根據(jù)軸段的直徑35mm和所受轉(zhuǎn)矩，查表得k=1.3tc=kt=1.3*281.646nm=366.14nm查表9.2選取tl7聯(lián)軸器。十一、潤(rùn)滑方式、潤(rùn)滑油牌號(hào)及密封裝置的選擇潤(rùn)滑方式：因減速器內(nèi)部是齒輪傳動(dòng)，內(nèi)部密封，故選取油浴潤(rùn)滑。潤(rùn)滑脂的選擇：根據(jù)減速器屬于低速輕載機(jī)械軸承，所以選用通用鋰基潤(rùn)滑脂（gb7324-87）zl-1。密封裝置：選取氈圈油封。參考資料1. 陳立德 . 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) .第2版 .北京:高等教育出版社,20042. 陳立德 . 機(jī)