帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)_課程設(shè)計(jì)課件

1、 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)1. 工作條件連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷有輕微沖擊，空載起動(dòng)；使用期5年，每年300個(gè)工作日，小批量生產(chǎn)，單班制工作，運(yùn)輸帶速度允許誤差為5%。1-電動(dòng)機(jī)；2-聯(lián)軸器；3-展開(kāi)式二級(jí)圓柱齒輪減速器；4-卷筒；5-運(yùn)輸帶題目B圖 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)示意圖2. 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)學(xué)號(hào)數(shù)據(jù)編號(hào)11-112-213-314-415-5運(yùn)輸帶工作拉力（）3.84.04.24.45.0運(yùn)輸帶工作速度（）1.100.950.900.850.80卷筒直徑（）3803603403203003. 設(shè)計(jì)任務(wù)1）選擇電動(dòng)機(jī)，進(jìn)行傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算。2）進(jìn)行傳動(dòng)裝置中的傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算。3

2、）繪制傳動(dòng)裝置中減速器裝配圖和箱體、齒輪及軸的零件工作圖。4）編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。二、電動(dòng)機(jī)的選擇1、動(dòng)力機(jī)類(lèi)型選擇 因?yàn)檩d荷有輕微沖擊，單班制工作，所以選擇Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。2、電動(dòng)機(jī)功率選擇 （1）傳動(dòng)裝置的總效率： （2）電機(jī)所需的功率： 3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算滾筒工作轉(zhuǎn)速： 因?yàn)?所以符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000、和1500r/min。根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊(cè)查出有三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，因此有三種傳動(dòng)比方案，綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，可見(jiàn)第2方案比較適合，則選n=1000r/min。4、確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)根據(jù)以上選用的電動(dòng)機(jī)類(lèi)型，所

3、需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M2-6。其主要性能：額定功率5.5KW；滿載轉(zhuǎn)速960r/min；額定轉(zhuǎn)矩2.0；質(zhì)量63kg。三、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比1、總傳動(dòng)比2、分配各級(jí)傳動(dòng)比 查表可知 所以 四、動(dòng)力學(xué)參數(shù)計(jì)算1、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速2、計(jì)算各軸的功率 Po= P電機(jī)=4.4KWPI=P電機(jī)1=4.40.99=4.36 KWPII=PI2=4.360.990.97=4.19 KWPIII=PII3=4.190.990.97=4.02KWP=4.020.990.99=3.94KW3、計(jì)算各軸扭矩T零=9550P/n=4377 NmmTI=9.55106PI/nI=43

4、33 NmmTII=9.55106PII/nII= 21500NmmTIII=9.55106PIII/nIII=75520 NmmT=9550106 P/n=74025 Nmm五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1 選精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1） 材料及熱處理；選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。2） 精度等級(jí)選用7級(jí)精度；3） 試選小齒輪齒數(shù)z124，大齒輪齒數(shù)z2124的；2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)因?yàn)榈退偌?jí)的載荷大于高速級(jí)的載荷，所以通過(guò)低速級(jí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。按式（1021）試算，即 dt2.32* 選定載荷 計(jì)算扭

5、矩 7級(jí)精度；z120 z2963 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值（1） 試選Kt1.3（2） 由1表107選取尺寬系數(shù)d1（3） 由1表106查得材料的彈性影響系數(shù)ZE189.8Mpa（4） 由1圖1021d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極Hlim1600MPa；大齒輪的解除疲勞強(qiáng)度極限Hlim2550MPa；（5） 由1式1013計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N160n1jLh609601（183005） N2N1/5.161.3410e8 N3=1.3410e8 N4=N3/3.66=3.6610e8此式中j為每轉(zhuǎn)一圈同一齒面的嚙合次數(shù)。Ln為齒輪的工作壽命，單位小時(shí)（6） 由1圖1019查得接觸疲勞壽命

6、系數(shù)KHN10.92KHN20.94KHN30.94KHN40.98計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1，安全系數(shù)S1，由式（1012）得 H10.92600MPa552MPa H20.94550MPa517MPaH30.94600MPa564MPaH40.98550MPa539MPa計(jì)算高速軸試算小齒輪分度圓直徑d1td1t=50.092mm計(jì)算圓周速度v=2.52m/s計(jì)算齒寬b及模數(shù)mb=dd1t=150.029mm=50.029mmm=2.09h=2.25mnt=2.252.09mm=4.7mmb/h=50.029/4.7=10.66計(jì)算載荷系數(shù)K 由1表102 已知載荷平穩(wěn)，所以取KA

7、=1根據(jù)v=2.52m/s,7級(jí)精度，由1圖108查得動(dòng)載系數(shù)KV=1.1；由1表104查得7級(jí)精度小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱(chēng)布置時(shí)KHB的計(jì)算公式和直齒輪的相同使用系數(shù) KA=1 由b/h=8.89，KHB=1.41652查1表1013查得KFB =1.35由1表103查得KH=KH=1。故載荷系數(shù) K=KAKVKHKH=1.251.111.432=1.79按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由1式（1010a）得 d1=mm=55.73mm計(jì)算模數(shù)m m=mm=2.32由1圖10-20c查得小齒輪得彎曲疲勞強(qiáng)度極限 F1=500Mpa；大齒輪得彎曲疲勞極限強(qiáng)度F2=380MPa由110-18查

8、得彎曲壽命系數(shù)KFN1=0.85 KFN2=0.9計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取安全系數(shù)S=1.4 見(jiàn)1表10-12得F1=（KFN1*F1）/S=303.57MpaF2= （KFN2*F2）/S=244.29Mpa計(jì)算載荷系數(shù)K=KAKVKFKF=11.1241.35=1.512查取應(yīng)力校正系數(shù)由表105查得Ysa1=1.58；Ysa2=1.81、查取齒形系數(shù) =2.65 =2.16計(jì)算大、小齒輪的并加以比較=0.01379=0.01600設(shè)計(jì)計(jì)算m=1.557對(duì)結(jié)果進(jìn)行處理取m=2Z1=d1/m=50.0927/226 Z2=u* Z1=5.16*26135幾何尺寸計(jì)算計(jì)算分度圓直徑 中心距d1=

9、z1m=26*2=52mm d2=z1m=135*2 =270mma=(d1+d2)/2=(270+52)/2=161計(jì)算齒輪寬度 b=dd1 =52mm計(jì)算低速軸試算小齒輪分度圓直徑d1tD2t=82.82mm計(jì)算圓周速度v=0.81m/s計(jì)算齒寬b及模數(shù)mb=dd1t=182.82mm=82.82mmm=3.45h=2.25mt=2.253.45mm=7.76mmb/h=82.82/7.76=10.67計(jì)算載荷系數(shù)K 由1表102 已知載荷平穩(wěn)，所以取KA=1根據(jù)v=2.52m/s,7級(jí)精度，由1圖108查得動(dòng)載系數(shù)KV=1.1；由1表104查得7級(jí)精度小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱(chēng)布置時(shí)KHB的計(jì)

10、算公式和直齒輪的相同使用系數(shù) KA=1 由b/h=10.67，KHB=1.432查1表1013查得KFB =1.35由1表103查得KH=KH=1。故載荷系數(shù) K=KAKVKHKH=1.250.511.432=0.9按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由1式（1010a）得 d1=mm=71.32mm計(jì)算模數(shù)m m=mm=2.97由1圖10-20c查得小齒輪得彎曲疲勞強(qiáng)度極限 F1=500Mpa；大齒輪得彎曲疲勞極限強(qiáng)度F2=380MPa由110-18查得彎曲壽命系數(shù)KFN3=0.9 KFN4=0.95計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取安全系數(shù)S=1.4 見(jiàn)1表10-12得F1=（KFN1*F1）/S=

11、321.43MpaF2= （KFN2*F2）/S=257.86Mpa計(jì)算載荷系數(shù)K=KAKVKFKF=11.1211.35=1.512查取應(yīng)力校正系數(shù)由表105查得Ysa3=1.58；Ysa4=1.78、查取齒形系數(shù) =2.65 =2.20計(jì)算大、小齒輪的并加以比較=0.013026=0.015186設(shè)計(jì)計(jì)算m=4.67對(duì)結(jié)果進(jìn)行處理取m=2.97 取3Z1=d1/m=82.82/327.61=28 Z2=u* Z1=3.66*28102幾何尺寸計(jì)算計(jì)算分度圓直徑 中心距d1=z1m=28*3=84mm d2=z1m=102*3 =306mma=(d1+d2)/2=(306+84)/2=195

12、計(jì)算齒輪寬度 b=dd1 =84mm六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1總結(jié)以上的數(shù)據(jù)。功率轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速齒輪分度圓直徑壓力角2.94Kw19.634Nm1430r/min42mm20L=189mmD1-2=25mmL1-2=12mmD2-3=30mm2求作用在齒輪上的力Fr=Ft*tan=2358.17*tan20=340.29N3 初步確定軸的直徑先按式115-2初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45號(hào)鋼。根據(jù)表115-3選取A0=112。于是有4 聯(lián)軸器的型號(hào)的選取查表114-1,取Ka=1.5則；Tca=Ka*T3=1.5*19.634=29.451NmTca=Ka*T3=1.5*19.634=29.451

13、Nm按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T5843-2003（見(jiàn)表28-2），選用GY2 型凸緣聯(lián)軸器，其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為63Nm。半聯(lián)軸器的孔徑d1=16mm .固取d1-2=16mm4 聯(lián)軸器的型號(hào)的選取查表114-1,取Ka=1.5則；Tca=Ka*T3=1.5*19.634=29.451Nm按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T5843-2003（見(jiàn)表28-2），選用GY2 型凸緣聯(lián)軸器，其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為63 Nm。半聯(lián)軸器的孔徑d1=16mm .固取d1-2=16mm 見(jiàn)下表5. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)A 擬定軸上零件的裝配方案B 根據(jù)軸向定位的要求確定軸

14、的各段直徑和長(zhǎng)度a 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求1-2軸段右端要求制出一軸肩；固取2-3段的直徑d2-3=18mm;左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=20。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L1=42mm ,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，固取1-2斷的長(zhǎng)度應(yīng)比L1略短一些，現(xiàn)取L1-2=40mmb 初步選擇滾動(dòng)軸承?？紤]到主要承受徑向力，軸向也可承受小的軸向載荷。當(dāng)量摩擦系數(shù)最少。在高速轉(zhuǎn)時(shí)也可承受純的軸向力，工作中容許的內(nèi)外圈軸線偏斜量=8-16，大量生產(chǎn)價(jià)格最低固選用深溝球軸承,又根據(jù)d2-3=18mm,所以選6004號(hào)軸承。右端采用軸肩定位 查2 又根據(jù)d2-3

15、=18mm和上表取d3-4=20mmc 取安裝齒輪處的軸段4-5的直徑d4-5=25mm d 軸承端蓋的總寬度為15mm（由減速器和軸承端蓋的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）根據(jù)軸承的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋外端面與聯(lián)軸器的距離為25mm。固取L2-3=40mm ，c=15mm，考慮到箱體的制=934.95NFr =340.29NGY2 凸緣聯(lián)軸器Ka=1.5Tca=29.451Nmd1=16mm造誤差，在確定軸承的位置時(shí)，應(yīng)與箱體的內(nèi)壁有一段距離s,取s=8mm已知滾動(dòng)軸承的寬度T=12mm小齒輪的輪轂長(zhǎng)L=50mm，則L3-4 =12mm 至此已初步確定軸得長(zhǎng)度 有因?yàn)閮奢S承距離為189，含

16、齒輪寬度所以各軸段都已經(jīng)確定，各軸的倒角、圓角查表1 表15-2取1.0mm七、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算、根據(jù)要求對(duì)所選的在低速軸3上的兩滾動(dòng)軸承進(jìn)行校核 ，在前面進(jìn)行軸的計(jì)算時(shí)所選軸3上的兩滾動(dòng)軸承型號(hào)均為61809，其基本額定動(dòng)載荷，基本額定靜載荷。現(xiàn)對(duì)它們進(jìn)行校核。由前面求得的兩個(gè)軸承所受的載荷分別為FNH1=758N FNV1=330.267NFNH2=1600.2 FNV2=697.23N 由上可知軸承2所受的載荷遠(yuǎn)大于軸承2，所以只需對(duì)軸承2進(jìn)行校核，如果軸承2滿足要求，軸承1必滿足要求。1）求比值軸承所受徑向力 所受的軸向力 它們的比值為 根據(jù)1表13-5，深溝球軸承的最小e值為

17、0.19，故此時(shí)。2）計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P，根據(jù)1式（13-8a）按照1表13-5，X=1，Y=0,按照1表13-6，取。則3）驗(yàn)算軸承的壽命按要求軸承的最短壽命為 （工作時(shí)間）,根據(jù)1式（13-5）（ 對(duì)于球軸承取3） 所以所選的軸承61909滿足要求。八、鍵連接的選擇及校核計(jì)算按要求對(duì)低速軸3上的兩個(gè)鍵進(jìn)行選擇及校核。1）對(duì)連接齒輪4與軸3的鍵的計(jì)算（1）選擇鍵聯(lián)接的類(lèi)型和尺寸一般8以上的齒輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵聯(lián)接。由于齒輪不在軸端，故可選用圓頭普通平鍵（A型）。根據(jù)d=52mm從1表6-1中查得鍵的截面尺寸為：寬度b=16mm，高度h=10mm。由輪轂寬度并參照鍵的長(zhǎng)度系列，取鍵長(zhǎng)L

18、=63mm。（2）校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由1表6-2查得許用擠壓應(yīng)力，取平均值，。鍵的工作長(zhǎng)度l=L-b=63mm-16mm=47mm。，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.510=5mm。根據(jù)1式（6-1）可得所以所選的鍵滿足強(qiáng)度要求。鍵的標(biāo)記為：鍵161063 GB/T 1069-1979。2）對(duì)連接聯(lián)軸器與軸3的鍵的計(jì)算（1）選擇鍵聯(lián)接的類(lèi)型和尺寸類(lèi)似以上鍵的選擇，也可用A型普通平鍵連接。根據(jù)d=35mm從1表6-1中查得鍵的截面尺寸為：寬度b=10mm，高度h=8mm。由半聯(lián)軸器的輪轂寬度并參照鍵的長(zhǎng)度系列，取鍵長(zhǎng)L=70mm。（2）校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度鍵、軸和聯(lián)軸

19、器的材料也都是鋼，由1表6-2查得許用擠壓應(yīng)力，取其平均值，。鍵的工作長(zhǎng)度l=L-b=70mm-10mm=60mm。，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.58=4mm。根據(jù)1式（6-1）可得所以所選的鍵滿足強(qiáng)度要求。鍵的標(biāo)記為：鍵10870 GB/T 1069-1979。圓頭普通平鍵（A型）=43.6Mpa鍵161063=63.4Mpa九、聯(lián)軸器的選擇及校核計(jì)算本設(shè)計(jì)的聯(lián)軸器的選擇主要包括了兩個(gè)聯(lián)軸器的選擇，第一個(gè)是電動(dòng)機(jī)軸與減速器的輸入主軸的聯(lián)結(jié)，根據(jù)文獻(xiàn)2中的表12-23Y系列電動(dòng)機(jī)的外型尺寸，本設(shè)計(jì)所選用的電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y112M-4，可知電動(dòng)機(jī)的輸出主軸的外伸部分的長(zhǎng)度E和直徑D分

20、別是60和28。又本設(shè)計(jì)的蝸輪軸的直徑計(jì)算最小值為36.91mm和蝸桿的計(jì)算最小直徑為14.69mm。又軸上都裝有鍵，要將尺寸擴(kuò)大7%左右。最終確定的蝸輪軸的直徑和蝸桿軸的直徑分別是42mm和28mm，G根據(jù)文獻(xiàn)2表8-8彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器,最后確定電動(dòng)機(jī)與減速器的輸入軸間的聯(lián)軸器選擇為L(zhǎng)T4型，其標(biāo)注為L(zhǎng)T4聯(lián)軸器 YA2862。對(duì)于第二個(gè)減速器的輸出軸與工作機(jī)的輸入軸之間的聯(lián)軸器減速器選擇LT7型，其標(biāo)注為L(zhǎng)T7聯(lián)軸器JA42112。 十、減速器的潤(rùn)滑與密封1、齒輪的潤(rùn)滑因齒輪的圓周速度45%，長(zhǎng)度60%；（4）角接觸球軸承7213C、7218C、7220C的軸向游隙均為0.100.15mm

21、；用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑；（5）箱蓋與接觸面之間禁止用任何墊片，允許涂密封膠和水玻璃，各密封處不允許漏油；（6）減速器裝置內(nèi)裝CKC150工業(yè)用油至規(guī)定的油面高度范圍；（7）減速器外表面涂灰色油漆；（8）按減速器的實(shí)驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行試驗(yàn)。設(shè)計(jì)小結(jié)如梭的歲月一閃即逝，仍然的光陰更如白駒過(guò)隙，轉(zhuǎn)眼間為其三周的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，這三周讓我獲益頗多。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，使我對(duì)機(jī)械原理有了更深的理解在這次的設(shè)計(jì)中，由于是的一次作設(shè)計(jì)，缺乏經(jīng)驗(yàn)，給設(shè)計(jì)帶來(lái)了不必要的麻煩課程設(shè)計(jì)就在我們小組成員的共同努力下即將結(jié)束,回顧這幾天來(lái)的辛勤努力,再看一下我們的成果,心中充滿了喜悅和一種強(qiáng)烈的集體榮譽(yù)感.自己出題目,自己總體設(shè)計(jì),自己動(dòng)手把設(shè)計(jì)圖形化,整個(gè)過(guò)程必須節(jié)節(jié)相扣,哪個(gè)環(huán)節(jié)出了錯(cuò),會(huì)給整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程帶來(lái)意想不到的困難,因此需要每個(gè)成員慎之又慎,絲毫的麻痹大意都不允許出現(xiàn).在提交指導(dǎo)老師審核之前,每個(gè)細(xì)節(jié)都是考慮來(lái)考慮去,恐怕在某個(gè)環(huán)節(jié)上出錯(cuò)，很可惜我們的設(shè)計(jì)不夠理想，不過(guò)還好，由此可見(jiàn),在實(shí)際生產(chǎn)中,設(shè)計(jì)人員所要承擔(dān)的責(zé)任有多大.我們?cè)谠O(shè)計(jì)構(gòu)成中,用到了很多圖形軟件,這些軟件幫助我們實(shí)現(xiàn)我們的設(shè)計(jì)意圖,通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬現(xiàn)實(shí)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)想象中的運(yùn)動(dòng).因此到了現(xiàn)在也才知道,掌握一種圖形軟件會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)帶來(lái)巨大的幫助,同時(shí)也感覺(jué)到