機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動裝置說明書

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動裝置說明書單級圓柱齒輪減速器 輸送帶工作拉力為2800N 輸送帶工作速度為1.4（M/S)滾筒直徑350MM一、傳動方案擬定第二組第三個數(shù)據(jù)：設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動裝置中的一級圓柱齒輪減速器（1） 工作條件：使用年限10年，每年按300天計(jì)算，兩班制工作，載荷平穩(wěn)。（2） 原始數(shù)據(jù)：滾筒圓周力F=1.7KN；帶速V=1.4m/s；滾筒直徑D=220mm。 運(yùn)動簡圖二、電動機(jī)的選擇1、電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式的選擇：按已知的工作要求和 條件，選用 Y系列三相異步電動機(jī)。2、確定電動機(jī)的功率：（1）傳動裝置的總效率：總=帶×2軸承×齒輪×聯(lián)軸器&

2、#215;滾筒=0.96×0.992×0.97×0.99×0.95=0.86(2)電機(jī)所需的工作功率：Pd=FV/1000總=1700×1.4/1000×0.86 =2.76KW3、確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速：滾筒軸的工作轉(zhuǎn)速：Nw=60×1000V/D=60×1000×1.4/×220=121.5r/min根據(jù)【2】表2.2中推薦的合理傳動比范圍，取V帶傳動比Iv=24，單級圓柱齒輪傳動比范圍Ic=35，則合理總傳動比i的范圍為i=620，故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd=i×nw=（620）

3、15;121.5=7292430r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有960 r/min和1420r/min。由【2】表8.1查出有三種適用的電動機(jī)型號、如下表方案 電動機(jī)型號 額定功率 電動機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min） 傳動裝置的傳動比 KW 同轉(zhuǎn) 滿轉(zhuǎn) 總傳動比 帶 齒輪1 Y132s-6 3 1000 960 7.9 3 2.632 Y100l2-4 3 1500 1420 11.68 3 3.89綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動、減速器的傳動比，比較兩種方案可知：方案1因電動機(jī)轉(zhuǎn)速低，傳動裝置尺寸較大，價(jià)格較高。方案2適中。故選擇電動機(jī)型號Y100l2-4。4、確定電動機(jī)型號根據(jù)以

4、上選用的電動機(jī)類型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動機(jī)型號為Y100l2-4。其主要性能：額定功率：3KW，滿載轉(zhuǎn)速1420r/min，額定轉(zhuǎn)矩2.2。三、計(jì)算總傳動比及分配各級的傳動比1、總傳動比：i總=n電動/n筒=1420/121.5=11.682、分配各級傳動比（1） 取i帶=3（2） i總=i齒×i 帶i齒=i總/i帶=11.68/3=3.89四、運(yùn)動參數(shù)及動力參數(shù)計(jì)算1、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速（r/min）N1=nm/i帶=1420/3=473.33(r/min)N2=nI/i齒=473.33/3.89=121.67(r/min)滾筒nw=nII=473.33/3.89=121.

5、67(r/min)2、 計(jì)算各軸的功率（KW） P1=Pd×帶=2.76×0.96=2.64KW P2=P1×軸承×齒輪=2.64×0.99×0.97=2.53KW3、 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)矩Td=9.55Pd/nm=9550×2.76/1420=18.56N?m T1=9.55p2入/n1 =9550x2.64/473.33=53.26N?m T2=9.55p2入/n2=9550x2.53/121.67=198.58N?m 五、傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1、 皮帶輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算（1） 選擇普通V帶截型由課本1P189表10-8得：kA=1

6、.2 P=2.76KWPC=KAP=1.2×2.76=3.3KW據(jù)PC=3.3KW和n1=473.33r/min由課本1P189圖10-12得：選用A型V帶（2） 確定帶輪基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速由1課本P190表10-9，取dd1=95mm>dmin=75dd2=i帶dd1(1-)=3×95×(1-0.02)=279.30 mm由課本1P190表10-9，取dd2=280帶速V：V=dd1n1/60×1000=×95×1420/60×1000 =7.06m/s在525m/s范圍內(nèi)，帶速合適。（3） 確定帶長和中心距初定中

7、心距a0=500mmLd=2a0+(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)2/4a0=2×500+3.14(95+280)+(280-95)2/4×450=1605.8mm根據(jù)課本1表（10-6）選取相近的Ld=1600mm確定中心距aa0+(Ld-Ld0)/2=500+(1600-1605.8)/2=497mm (4) 驗(yàn)算小帶輪包角1=1800-57.30 ×(dd2-dd1)/a=1800-57.30×(280-95)/497=158.670>1200（適用） （5） 確定帶的根數(shù)單根V帶傳遞的額定功率.據(jù)dd1和n1，查課本圖10-9得

8、P1=1.4KWi1時(shí)單根V帶的額定功率增量.據(jù)帶型及i查1表10-2得 P1=0.17KW查1表10-3，得K=0.94；查1表10-4得 KL=0.99Z= PC/(P1+P1)KKL=3.3/(1.4+0.17) ×0.94×0.99=2.26 (取3根) (6) 計(jì)算軸上壓力由課本1表10-5查得q=0.1kg/m，由課本式（10-20）單根V帶的初拉力：F0=500PC/ZV（2.5/K）-1+qV2=500x3.3/3x7.06(2.5/0.94-1)+0.10x7.062 =134.3kN則作用在軸承的壓力FQFQ=2ZF0sin(1/2)=2×3&

9、#215;134.3sin(158.67o/2)=791.9N2、齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）選擇齒輪材料與熱處理：所設(shè)計(jì)齒輪傳動屬于閉式傳動，通常齒輪采用軟齒面。查閱表1 表6-8，選用價(jià)格便宜便于制造的材料，小齒輪材料為45鋼，調(diào)質(zhì)，齒面硬度260HBS；大齒輪材料也為45鋼，正火處理，硬度為215HBS；精度等級：運(yùn)輸機(jī)是一般機(jī)器，速度不高，故選8級精度。(2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由d1 (6712×kT1(u+1)/duH2)1/3確定有關(guān)參數(shù)如下：傳動比i齒=3.89取小齒輪齒數(shù)Z1=20。則大齒輪齒數(shù)：Z2=iZ1= ×20=77.8取z2=78 由課本表6-12

10、取d=1.1(3)轉(zhuǎn)矩T1T1=9.55×106×P1/n1=9.55×106×2.61/473.33=52660N?mm(4)載荷系數(shù)k : 取k=1.2(5)許用接觸應(yīng)力HH= Hlim ZN/SHmin 由課本1圖6-37查得：Hlim1=610Mpa Hlim2=500Mpa接觸疲勞壽命系數(shù)Zn：按一年300個工作日，每天16h計(jì)算，由公式N=60njtn 計(jì)算N1=60×473.33×10×300×18=1.36x109N2=N/i=1.36x109 /3.89=3.4×108查1課本圖6-38

11、中曲線1，得 ZN1=1 ZN2=1.05按一般可靠度要求選取安全系數(shù)SHmin=1.0H1=Hlim1ZN1/SHmin=610x1/1=610 MpaH2=Hlim2ZN2/SHmin=500x1.05/1=525Mpa故得：d1 (6712×kT1(u+1)/duH2)1/3=49.04mm 模數(shù)：m=d1/Z1=49.04/20=2.45mm取課本1P79標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)第一數(shù)列上的值，m=2.5(6)校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 bb=2KT1YFS/bmd1確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)分度圓直徑：d1=mZ1=2.5×20mm=50mm d2=mZ2=2.5×78mm=195m

12、m齒寬：b=dd1=1.1×50mm=55mm取b2=55mm b1=60mm(7)復(fù)合齒形因數(shù)YFs 由課本1圖6-40得：YFS1=4.35,YFS2=3.95 (8)許用彎曲應(yīng)力bb根據(jù)課本1P116：bb= bblim YN/SFmin由課本1圖6-41得彎曲疲勞極限bblim應(yīng)為： bblim1=490Mpa bblim2 =410Mpa由課本1圖6-42得彎曲疲勞壽命系數(shù)YN：YN1=1 YN2=1彎曲疲勞的最小安全系數(shù)SFmin ：按一般可靠性要求，取SFmin =1計(jì)算得彎曲疲勞許用應(yīng)力為bb1=bblim1 YN1/SFmin=490×1/1=490Mpa

13、bb2= bblim2 YN2/SFmin =410×1/1=410Mpa校核計(jì)算bb1=2kT1YFS1/ b1md1=71.86pa< bb1bb2=2kT1YFS2/ b2md1=72.61Mpa< bb2故輪齒齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠(9)計(jì)算齒輪傳動的中心矩aa=(d1+d2)/2= (50+195)/2=122.5mm(10)計(jì)算齒輪的圓周速度V計(jì)算圓周速度V=n1d1/60×1000=3.14×473.33×50/60×1000=1.23m/s因?yàn)閂6m/s，故取8級精度合適 六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 從動軸設(shè)計(jì) 1、選擇軸的材料

14、 確定許用應(yīng)力 選軸的材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。查2表13-1可知： b=650Mpa,s=360Mpa,查2表13-6可知：b+1bb=215Mpa 0bb=102Mpa,-1bb=60Mpa 2、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑 單級齒輪減速器的低速軸為轉(zhuǎn)軸，輸出端與聯(lián)軸器相接，從結(jié)構(gòu)要求考慮，輸出端軸徑應(yīng)最小，最小直徑為： dC 查2表13-5可得，45鋼取C=118 則d118×(2.53/121.67)1/3mm=32.44mm 考慮鍵槽的影響以及聯(lián)軸器孔徑系列標(biāo)準(zhǔn)，取d=35mm 3、齒輪上作用力的計(jì)算 齒輪所受的轉(zhuǎn)矩：T=9.55×106P/n=9.55×

15、106×2.53/121.67=198582 N 齒輪作用力： 圓周力：Ft=2T/d=2×198582/195N=2036N 徑向力：Fr=Fttan200=2036×tan200=741N 4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮軸系中相配零件的尺寸以及軸上零件的固定方式，按比例繪制軸系結(jié)構(gòu)草圖。 （1）、聯(lián)軸器的選擇 可采用彈性柱銷聯(lián)軸器，查2表9.4可得聯(lián)軸器的型號為HL3聯(lián)軸器：35×82 GB5014-85（2）、確定軸上零件的位置與固定方式單級減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，軸承對稱布置在齒輪兩邊。軸外伸端安裝聯(lián)軸器，齒輪靠油環(huán)和套筒實(shí)

16、現(xiàn)軸向定位和固定，靠平鍵和過盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定，兩端軸承靠套筒實(shí)現(xiàn)軸向定位，靠過盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定 ，軸通過兩端軸承蓋實(shí)現(xiàn)軸向定位，聯(lián)軸器靠軸肩平鍵和過盈配合分別實(shí)現(xiàn)軸向定位和周向定位 （3）、確定各段軸的直徑將估算軸d=35mm作為外伸端直徑d1與聯(lián)軸器相配（如圖），考慮聯(lián)軸器用軸肩實(shí)現(xiàn)軸向定位，取第二段直徑為d2=40mm齒輪和左端軸承從左側(cè)裝入，考慮裝拆方便以及零件固定的要求，裝軸處d3應(yīng)大于d2，取d3=4 5mm，為便于齒輪裝拆與齒輪配合處軸徑d4應(yīng)大于d3，取d4=50mm。齒輪左端用用套筒固定,右端用軸環(huán)定位,軸環(huán)直徑d5滿足齒輪定位的同時(shí),還應(yīng)滿足右側(cè)軸承的安裝要求,根據(jù)選定軸

17、承型號確定.右端軸承型號與左端軸承相同,取d6=45mm.(4) 選擇軸承型號.由1P270初選深溝球軸承,代號為6209,查手冊可得:軸承寬度B=19,安裝尺寸D=52,故軸環(huán)直徑d5=52mm.(5）確定軸各段直徑和長度段：d1=35mm 長度取L1=50mmII段:d2=40mm 初選用6209深溝球軸承，其內(nèi)徑為45mm,寬度為19mm.考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。取套筒長為20mm，通過密封蓋軸段長應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度，并考慮聯(lián)軸器和箱體外壁應(yīng)有一定矩離而定，為此，取該段長為55mm，安裝齒輪段長度應(yīng)比輪轂寬度小2mm,故II段長：L2=（2+20+19+5

18、5）=96mmIII段直徑d3=45mmL3=L1-L=50-2=48mm段直徑d4=50mm長度與右面的套筒相同，即L4=20mm段直徑d5=52mm. 長度L5=19mm由上述軸各段長度可算得軸支承跨距L=96mm(6)按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算求分度圓直徑：已知d1=195mm求轉(zhuǎn)矩：已知T2=198.58N?m求圓周力：Ft根據(jù)課本P127（6-34）式得Ft=2T2/d2=2×198.58/195=2.03N求徑向力Fr根據(jù)課本P127（6-35）式得Fr=Ft?tan=2.03×tan200=0.741N因?yàn)樵撦S兩軸承對稱，所以：LA=LB=48mm(1)繪制軸受力簡圖

19、（2）繪制垂直面彎矩圖軸承支反力：FAY=FBY=Fr/2=0.74/2=0.37NFAZ=FBZ=Ft/2=2.03/2=1.01N由兩邊對稱，知截面C的彎矩也對稱。截面C在垂直面彎矩為MC1=FAyL/2=0.37×96÷2=17.76N?m截面C在水平面上彎矩為：MC2=FAZL/2=1.01×96÷2=48.48N?m(4)繪制合彎矩圖MC=(MC12+MC22)1/2=（17.762+48.482)1/2=51.63N?m(5)繪制扭矩圖轉(zhuǎn)矩：T=9.55×（P2/n2）×106=198.58N?m(6)繪制當(dāng)量彎矩圖轉(zhuǎn)矩產(chǎn)

20、生的扭剪文治武功力按脈動循環(huán)變化，取=0.2，截面C處的當(dāng)量彎矩：Mec=MC2+(T)21/2=51.632+(0.2×198.58)21/2=65.13N?m(7)校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度由式（6-3） e=65.13/0.1d33=65.13x1000/0.1×453=7.14MPa< -1b=60MPa該軸強(qiáng)度足夠。 主動軸的設(shè)計(jì)1、選擇軸的材料 確定許用應(yīng)力選軸的材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。查2表13-1可知：b=650Mpa,s=360Mpa,查2表13-6可知：b+1bb=215Mpa0bb=102Mpa,-1bb=60Mpa2、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑單級

21、齒輪減速器的低速軸為轉(zhuǎn)軸，輸出端與聯(lián)軸器相接，從結(jié)構(gòu)要求考慮，輸出端軸徑應(yīng)最小，最小直徑為：dC 查2表13-5可得，45鋼取C=118則d118×(2.64/473.33)1/3mm=20.92mm 考慮鍵槽的影響以系列標(biāo)準(zhǔn)，取d=22mm3、齒輪上作用力的計(jì)算齒輪所受的轉(zhuǎn)矩：T=9.55×106P/n=9.55×106×2.64/473.33=53265 N齒輪作用力： 圓周力：Ft=2T/d=2×53265/50N=2130N徑向力：Fr=Fttan200=2130×tan200=775N 確定軸上零件的位置與固定方式單級減速器

22、中，可以將齒輪安排在箱體中央，軸承對稱布置在齒輪兩邊。齒輪靠油環(huán)和套筒實(shí)現(xiàn) 軸向定位和固定，靠平鍵和過盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定，兩端軸承靠套筒實(shí)現(xiàn)軸向定位，靠過盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定 ，軸通過兩端軸承蓋實(shí)現(xiàn)軸向定位，4.確定軸的各段直徑和長度初選用6206深溝球軸承，其內(nèi)徑為30mm,寬度為16mm.?？紤]齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定矩離，則取套筒長為20mm，則該段長36mm，安裝齒輪段長度為輪轂寬度為2mm。(2)按彎扭復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算求分度圓直徑：已知d2=50mm求轉(zhuǎn)矩：已知T=53.26N?m求圓周力Ft：根據(jù)課本P127（6-34）式得Ft=2T3/d2=2×53.2

23、6/50=2.13N求徑向力Fr根據(jù)課本P127（6-35）式得Fr=Ft?tan=2.13×0.36379=0.76N兩軸承對稱LA=LB=50mm(1)求支反力FAX、FBY、FAZ、FBZFAX=FBY=Fr/2=0.76/2=0.38NFAZ=FBZ=Ft/2=2.13/2=1.065N(2) 截面C在垂直面彎矩為MC1=FAxL/2=0.38×100/2=19N/m(3)截面C在水平面彎矩為MC2=FAZL/2=1.065×100/2=52.5N/m(4)計(jì)算合成彎矩MC=（MC12+MC22）1/2=（192+52.52）1/2=55.83N/m(5)

24、計(jì)算當(dāng)量彎矩：根據(jù)課本P235得=0.4Mec=MC2+(T)21/2=55.832+(0.4×53.26)21/2=59.74N/m(6)校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度由式（10-3）e=Mec/（0.1d3）=59.74x1000/(0.1×303)=22.12Mpa<-1b=60Mpa此軸強(qiáng)度足夠（7） 滾動軸承的選擇及校核計(jì)算 一從動軸上的軸承根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命L'h=10×300×16=48000h (1)由初選的軸承的型號為: 6209, 查1表14-19可知:d=55mm,外徑D=85mm,寬度B=19mm,基本額定動載荷C=3

25、1.5KN, 基本靜載荷CO=20.5KN, 查2表10.1可知極限轉(zhuǎn)速9000r/min （1）已知nII=121.67(r/min)兩軸承徑向反力：FR1=FR2=1083N根據(jù)課本P265（11-12）得軸承內(nèi)部軸向力FS=0.63FR 則FS1=FS2=0.63FR1=0.63x1083=682N(2) FS1+Fa=FS2 Fa=0故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端FA1=FS1=682N FA2=FS2=682N(3)求系數(shù)x、yFA1/FR1=682N/1038N =0.63FA2/FR2=682N/1038N =0.63根據(jù)課本P265表（14-14）得e=0.68FA1/

26、FR1<e x1=1 FA2/FR2<e x2=1y1=0 y2=0(4)計(jì)算當(dāng)量載荷P1、P2根據(jù)課本P264表（14-12）取f P=1.5根據(jù)課本P264（14-7）式得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×1083+0)=1624NP2=fp(x2FR1+y2FA2)= 1.5×(1×1083+0)=1624N(5)軸承壽命計(jì)算P1=P2 故取P=1624N深溝球軸承=3根據(jù)手冊得6209型的Cr=31500N由課本P264（14-5）式得LH=106(ftCr/P)/60n=106(1×31500/1624)

27、3/60X121.67=998953h>48000h 預(yù)期壽命足夠 二.主動軸上的軸承: (1)由初選的軸承的型號為:6206 查1表14-19可知:d=30mm,外徑D=62mm,寬度B=16mm,基本額定動載荷C=19.5KN,基本靜載荷CO=111.5KN, 查2表10.1可知極限轉(zhuǎn)速13000r/min 根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命L'h=10×300×16=48000h （1）已知nI=473.33(r/min)兩軸承徑向反力：FR1=FR2=1129N根據(jù)課本P265（11-12）得軸承內(nèi)部軸向力FS=0.63FR 則FS1=FS2=0.63FR1=

28、0.63x1129=711.8N(2) FS1+Fa=FS2 Fa=0故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端FA1=FS1=711.8N FA2=FS2=711.8N(3)求系數(shù)x、yFA1/FR1=711.8N/711.8N =0.63FA2/FR2=711.8N/711.8N =0.63根據(jù)課本P265表（14-14）得e=0.68FA1/FR1<e x1=1 FA2/FR2<e x2=1y1=0 y2=0(4)計(jì)算當(dāng)量載荷P1、P2根據(jù)課本P264表（14-12）取f P=1.5根據(jù)課本P264（14-7）式得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×1129+0)=1693.5NP2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5×(1×1129+0)= 1693.5N(5)軸承壽命計(jì)算P1=P2 故取P=1693.5N深溝球軸承=3根據(jù)手冊得6206型的Cr=19500N由課本P264（14-5）式得LH=106(ftCr/P)/60n=106(1×19500/1693.5)3/60X473.33=53713h>48000h 預(yù)期壽命足夠 七、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算1根據(jù)軸徑的尺寸，由1中表12-6高速軸(主動軸