機械設計基礎課程設計說明書

1、機械設計基礎課程設計說明設計題目：帶式輸送機傳動裝置設計 專業(yè)班級:裝控2015-02學生姓名:曹夢菲指導教師:河北工程大學材料工程學院2017年6月10日成績:學 號:150640214姚貴英(3)滾筒直徑:D= 350 mm、機械設計基礎課程設計任務書、設計題目：膠帶輸送機傳動系統(tǒng)設計1、機器得功能要求膠帶輸送機就是機械廠流水作業(yè)線上運送物料常用設備之一1 輸送帶；2 滾筒;3 聯(lián)軸器;4 減速器；5 V 帶傳動；6 電動機2、機器工作條件3、工作裝置技術數(shù)據(jù)班級:裝控 2015 02 班學號：150640214學生姓名：曹夢菲，其主要功能就是由輸送帶完成運送機器零、部件得工作。其傳動示意

2、圖參見圖1 1。(1)載荷性質(zhì)單向運輸，載荷較平穩(wěn);(2)工作環(huán)境(3)運動要求室內(nèi)工作,有粉塵，環(huán)境溫度不超過 35 C;輸送帶運動速度誤差不超過5%;滾筒傳動效率為0、96;(4)使用壽命8 年，每年 350 天，每天 16 小時;(5)動力來源電力拖動，三相交流，電壓380/220V ;(6 )檢修周期半年小修，二年中修，四年大修;(7 )生產(chǎn)條件中型機械廠，批量生產(chǎn)。(3)滾筒直徑:D= 350 mm、(1)輸送帶工作拉力：F=220 0 kN;(2)輸送帶工作速度：V= 2、4 m / s；、設計任務1、設計工作內(nèi)容（1）膠帶輸送機傳動系統(tǒng)方案設計（包括方案構思、比選、決策（2）選擇

3、電動機型號及規(guī)格 ;（3）傳動裝置得運動與動力參數(shù)計算;4）減速器設計 （包括傳動零件、 軸得設計計算， 軸承、連接件、 潤滑與密封方式選擇，機體結構及其附件得設計）5）V 帶傳動選型設計；（6）聯(lián)軸器選型設計;7）繪制減速器裝配圖與零件工作圖（8）編寫設計說明書;（9）設計答辯。2、提交設計成品需要提交得設計成品：紙質(zhì)版、電子版 （以班級學號中文姓名作為文件名 ）各1份。內(nèi) 容包括：（1）減速器裝配圖一張;（2）零件圖 2 張 （完成得傳動零件、軸與箱體得名稱）（3）設計計算說明書一份 .三、設計中應注意事項1、計算與繪圖應交替進行 , 并注意隨時整理結果，列表保存。2、 設計中要貫徹標準。

4、 （標準件與標準尺寸）3、全面考慮問題 : 強度、結構、加工工藝等。4、 設計應有創(chuàng)造性 , 多方案比較，擇優(yōu)選用。5、 設計過程中注意培養(yǎng)獨立工作能力。6、提交得設計成品應符合指導教師給出得格式要求。四、完成時間要求在 2017年 6 月10 日之前完成全部設計任務。指導教師：姚貴英2017 年 4 月2 1日目錄緒論?錯誤!未定義書簽。 總設計方案 .1傳動方案特點 ?錯誤 !未定義書簽。2 計算傳動裝置總效率 ?錯誤 !未定義書簽。電動機得選擇 .第一章第二章2、2、第三章3、1 選擇電動機類型：？錯誤!未定義書簽。.錯. 誤 ! 未定義書簽。錯. 誤 ! 未定義書簽。）；3、 2 選擇

5、電動機得功率 :1?3、 3 確定電動機轉(zhuǎn)速 : .第四章.錯. 誤 ! 未定義書簽?？倐鲃颖扰c分配傳動比?錯誤!未定義書簽。1總傳動比？錯誤!未定義書簽。 2 分配傳動比： .運動與動力參數(shù)得計算 ?錯誤!未定義書簽。4、4、第五章5、1 各軸轉(zhuǎn)速 : .5、2各軸功率：.5、3 各軸轉(zhuǎn)矩： ?錯誤!未定義書簽。第六章 帶傳動得設計 .6、1 求計算功率 .6、 2 選 V 帶型號：?錯誤!未定義書簽。6、 3 求大小帶輪基準直徑： .6、4 驗算帶速：？昔誤!未定義書簽。6、5求 V 帶基長與中心距 a： ?錯誤!未定義書簽。6、 6 驗算小輪包角： .錯. 誤!未定義書簽。6、7 求 V

6、 帶根數(shù)Z： .錯誤!未定義書簽。6、 8 求作用在帶輪軸上得壓力： ?錯誤!未定義書簽。6、 9V 帶輪寬度得確定： . 錯. 誤!未定義書簽。 第七章 齒輪傳動得設計計算 ?錯誤!未定義書簽。7、1 選擇材料及確定許用應力： ?錯誤!未定義書簽。7、 2 按齒面接觸強度設計 ： .錯. 誤!未定義書簽。7、3 驗算齒輪彎曲強度：.錯誤!未定義書簽。7、 4 齒輪得圓周速度 ： . 錯. 誤!未定義書簽。 第八章 軸得設計?錯誤!未定義書簽。8、1 選擇高速軸得材料、熱處理方式 ：?錯誤!未定義書簽。8、2初步估算高速軸最小直徑： .8、 3 高速軸得結構設計 ： .(1)徑向尺寸： .(2

7、)軸向尺寸： ?錯誤!未定義書簽。錯. 誤 ! 未定義書簽。.錯. 誤!未定義書簽。.2.錯. 誤!未定義書簽。.3.錯. 誤 ! 未定義書簽。.6.錯. 誤!未定義書簽。 .錯. 誤!未定義書簽。8、 4 對高速軸進行彎扭強度校核： .錯. 誤!未定義書簽。8、5選擇低速軸得材料、熱處理方式： ?錯誤!未定義書簽。 8、6初步估算低速軸最小直徑： ?錯誤!未定義書簽。7 低速軸得結構設計： .錯. 誤!未定義書簽。(1)徑向尺寸： .錯. 誤! 未定義書簽。(2)軸向尺寸：?錯誤!未定義書簽。聯(lián)軸器及箱體得選擇 .對軸承得校核 ?錯誤!未定義書簽。8、第九章第十章.錯.誤!未定義書簽。10、

8、 1 對軸承 6208 得壽命計算： ?錯誤!未定義書簽。10、2 對軸承 6212 得壽命計算： ?錯誤!未定義書簽。第十一章 普通平鍵得選擇及校核 ?錯誤!未定義書簽。11、1 帶輪處鍵連接 ： .11、2小齒輪處鍵連接： .11、 3 大齒輪處鍵連接 ： .錯.誤!未定義書簽。.錯.誤!未定義書簽。.錯.誤!未定義書簽。11、4聯(lián)軸器處鍵連接：？錯誤!未定義書簽。第十二章 潤滑方式與密封形式得選擇 .12、1潤滑方式：.12、2密封方式：.參考資料 .錯. 誤!未定義書簽。.錯. 誤!未定義書簽。.1.5.第一章 緒論機械設計課程就是培養(yǎng)學生具有機械設計能力得技術基礎課。就是機械設計課程

9、得實踐性教學環(huán)節(jié)， 同時也就是高等工科院校大多數(shù)專業(yè)學生 第一次全面得設計能力訓練 , 其目得就是：1）通過課程設計實踐，樹立正確得設計思想 ,增強創(chuàng)新意識 , 培養(yǎng)綜合運用機械設計課程與其她先修課程得得理論與實際知識去分析與解決機 械設計問題得能力。2）學習機械設計得一般方法，掌握機械設計得一般規(guī)律。3）通過制定設計方案 ,合理選擇傳動機構與零件類型 , 正確計算零件得工作能力，確定尺寸及掌握機械零件，以較全面得考慮制造工藝 , 使用與 維護要求， 之后進行結構設計， 達到了解與掌握機械零件， 機械傳動裝置或簡單 機械得設計過程與方法 .（4）學習進行機械設計基礎技能得訓練，例如：計算、繪圖

10、、查閱 設計資料與手冊、運用標準與規(guī)范等。第二章 總設計方案2、1傳動方案特點1、組成：傳動裝置由電機、 V 帶、減速器、工作機組成 .2、特點 ： 齒輪相對于軸承對稱分布 .3、確定傳動方案：考慮到電機轉(zhuǎn)速高， V 帶具有緩沖吸振能力，將 V 帶設置在 高速級.選擇V帶傳動與一級直齒圓柱齒輪減速器2、2計算傳動裝置總效率工作機所需電動機輸出功率 ：（為傳動總機械效率） 由任務書中得運動簡圖分析可知 ：課程設計則V 帶傳動效率； 齒輪傳動得軸承效率； -聯(lián)軸器得效率 ;查【 2】表 1-7 得：（初選齒輪為八級精度 ）則有：1 223 4 5 60.96 0.9920.97 0.97 0.98

11、 0.96 0.83（減速器 內(nèi)部有 2 對軸承，其機械效率相同，均為 ）第三章 電動機得選擇3、1選擇電動機類型:根據(jù)任務書要求可知 :本次設計得機械屬于恒功率負載特性機械 ,且其負載較 小,故采用Y型三相異步電動機（全封閉結構）即可達到所需要求。另外，根據(jù)此 處工況 ,采用臥式安裝 .3、2選擇電動機得功率:工作機功率 :工作機所需電動機輸出功率： （為傳動總機械效率）3、3確定電動機轉(zhuǎn)速：滾筒轉(zhuǎn)速為：取 V 帶傳動得傳動比范圍為 :取單級齒輪傳動得傳動比范圍為 :（工程經(jīng)驗） 則可得合理總傳動比得范圍為： 故電動機轉(zhuǎn)速可選得范圍為 :查【2】表 12-1,得滿足要求得可選用電動機轉(zhuǎn)速為：

12、970 r/min、1440 r/min。為了使得電動機與傳動裝置得性能均要求不就是過高，故擇中選用1440 r/min得轉(zhuǎn)速。其初定總傳動比為 :綜上,可選定電動機型號為：丫132M4。其相應參數(shù)列于表 3-1:表 3-1 、電動機得相關參數(shù)。電動機型號額定功率同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動比Y132Mk47、5KW1500 r /min （4 級）1440 r/min10、99-滾筒軸承得效率；- 滾筒效率 .第四章總傳動比與分配傳動比4、1總傳動比:由上一步算得知4、2分配傳動比：由工程經(jīng)驗知頂分配傳動比除了滿足、外，還應滿足。故?。篤帶傳動比為，齒輪 傳動比為.第五章運動與動力參數(shù)得計算5、1

13、各軸轉(zhuǎn)速:I軸：；n軸：。5、2各軸功率:I軸：；n軸：。5、3各軸轉(zhuǎn)矩:I軸：；n軸：。表5 1、初步計算傳動參數(shù)功率(kW)初算轉(zhuǎn)速(r/min) 初算轉(zhuǎn)矩(N * m)I軸6、11516、 13113、05II 軸5、8713 1、87425、10帶輪傳動比齒輪傳動比2、793、914第六章 帶傳動得設計6、1求計算功率帶輪（小 ）輸入功率 :,根據(jù)任務書所述要求及所選電動機（三相一步電動機 ,工作于 16 小時內(nèi)，載荷變動?。◣捷斔蜋C ）查【 1】表 13-8,得工況系數(shù)：。故有。6、2選V帶型號:由于此處傳動功率適中 ,考慮到成本,故選用普通 V 帶。根據(jù)、查【1】圖1315，可得

14、該交點位于 A 型區(qū)域，故選用 A 型 V 帶.6、3求大小帶輪基準直徑：查【1】表 139 可知（帶輪直徑不可過小 ,否則會使帶得彎曲應力過大，降低 其壽命）。查【2】表12-4 得（小輪下端不可超過電動機底座，否則于地面相干涉, 設計不合理）。查【1】表 13-9 下方推薦值，稍比其最小值大即可，故取。由【1】式 139得，其中為滑動率（見【1】得 211頁，此取0、02）。查【1】表 13-9下方帶輪直徑推薦值，尋其最近值得。雖實際取之較原定值小， 但實際傳動比 ,其誤差，故滿足誤差范圍。6、4驗算帶速:，在內(nèi)，適合。（功率恒定時，速度越大則受力越??；但根據(jù)公式知 ,速度越大會 使帶得安

15、裝初拉力及其對軸壓力增大，故應適中 ;根據(jù)工程實踐，得此范圍 5 到 25 間）6、5求V帶基長與中心距a：初步估算中心距 :,為圓整計算,取（滿足,工程經(jīng)驗）。由【1】式 13-2 得帶長：，查【1】表 13- 2,對于 A 型帶選用帶長。 再由【 1】式1316反求實際中心距 :.6、6驗算小輪包角:【1】式 13-1得：，合適。1】式13-15 得:。此處查【1】表 133 得；根據(jù),查【1】表13-5 得；由查6、7求V帶根數(shù)z：【1】表 13 7 得査【1】表 13-2 得。故,取整根.6、8求作用在帶輪軸上得壓力:查【1】表13- 1 得.由【1】式 1317 得為其安裝初拉力。

16、作用在軸上得壓力為：。6、9V帶輪寬度得確定:查【1】表13 10得 A 型帶輪，故有帶輪寬度，故取.表6 1、帶傳動中基本參數(shù)帶型號長度根數(shù)A 型140 0mm7 根中心距帶輪直徑寬度450mmd1=80，d2=21248mm安裝初拉力對軸壓力實際傳動比317、27N4392、92N2、7047、1選擇材料及確定許用應力:小齒輪:初選45 鋼，調(diào)制處理。查【1】表 11-1 得知其力學性能如下：硬度,接觸疲勞極限（取585 計算，試其為線性變化取均值），彎曲疲勞極限（取 445 計算）。大齒輪:初選 45 鋼，正火處理.查【1】表 11 1 得知其力學性能如下： 硬度，接觸疲勞極限（取 37

17、 5計算），彎曲疲勞極限（取 310計算）. 由表【1】11-5 得：（一般可靠度,取值稍偏高用于安全計算）.由此得：，;，。7、2按齒面接觸強度設計:根據(jù)前計算可得齒輪傳動所需傳動比為，I軸實際轉(zhuǎn)速為.設齒輪按 8 級精度制造 査【1】表 11-3 得（電動機，中等沖擊），此取1、3計 算.查【1】表 116得齒寬系數(shù)為（軟齒面，對稱分布），此取 1 計算.則小齒輪上轉(zhuǎn) 矩為：。齒數(shù)?。ㄜ淉X面，硬齒面），則有，取整得（滿足傳動比得前提下，盡可能使兩齒數(shù) 互質(zhì)）。端面壓力角:第七章齒輪傳動得設計計算a1= arccosz1cos /(z1+2ha) =arccos2OXcos20 /(20+2

18、X1)= 31、331*2=arccosz2cos /(z2+2ha)= arccos9 3Xcos20/(93+2X1) =23、09 端面重合度:=z1(tana1-tan )+z2(tana2tan )/2n20X(tan31、331-tan20 )+93x(tan23、09 -tan20 ):/2n1、702 重合度系數(shù):Z 錯誤！錯誤!查【1】表 11-4 ?。ㄥ戜摚钊?，故有：上公式中所代就是為了安全計算，使得兩齒輪均適用。齒數(shù)取（軟齒面，硬齒面）,則有，取整得（滿足傳動比得前提下，盡可能使兩齒數(shù) 互質(zhì)）.故實際傳動比；其誤差為；故滿足誤差范圍。初估模數(shù)為，查【1】表4-1 得標

19、準模數(shù)為，故實際分度圓直徑為：.中心距為：. 初估齒寬為：，圓整?。ūＷC嚙合，故取小齒輪比大齒輪寬 5 到 10 毫米）。7、3驗算齒輪彎曲強度:查【1】圖11 8,可得齒形系數(shù)；齒根修正系數(shù). 由【1】式1 5 知:,。安全。7、4齒輪得圓周速度:,對照【1】表 112 知即可，故選取 8 級便可達到要求。 表 7-1、齒輪傳動設計得基本參數(shù)材料熱處理齒數(shù)分度圓直徑齒寬齒頂咼齒根高小齒輪45 鋼調(diào)制27819033、7 5大齒輪45鋼正火1053158533、75模數(shù)齒形角中心距320 198第八章軸得設計& 1選擇高速軸得材料、熱處理方式:由于無特殊要求，選擇最常用材料 45鋼，調(diào)

20、制處理。查【1】表 14-1得知: 硬度：;強度極限：；屈服極限:;彎曲疲勞極限:.查【1】表 14 3 得：彎曲需用應力（靜）。& 2初步估算高速軸最小直徑:由【1】式 14-2得:,查【1】表 14 2 得（取 118 計算）。故，由于開了一個鍵 槽，故（圓整）.8、3高速軸得結構設計：根據(jù)高速軸上所需安裝得零件，可將其分為 7 段，以表示各段得直徑，以表示各 段得長度。（處安裝大帶輪，處安裝軸承端蓋，處安裝一號軸承與套筒，處安裝小齒 輪，處安裝二號軸承） （1）徑向尺寸: 根據(jù)常用結構，??；查【2】1-27 知倒角倒圓推薦值為：，故孔（大帶輪）倒角推 薦值為1mm,故取,由于查【

21、2】表 7- 12 得知氈圈系列中要求得軸徑均為 0、5圓整數(shù)，故此修正為；此先選軸承為 6208 型號軸承（無軸向力，故選深溝球 軸承，直徑系列選 2 號輕系列；為便于安裝及軸上尺寸基準，選 08號內(nèi)徑），查表 1 知所選軸承內(nèi)徑為 40mm,且軸承寬度，故?。粸榉奖慵庸y量，?。ù艘矠樾↓X 輪內(nèi)孔直徑）;查表得安裝直徑，故查表選取“,故;對齒輪內(nèi)孔倒角1、6mm， 故?。ㄈ?52mm）;由于對稱分布故，.（2）軸向尺寸: 選取脂潤滑方式;為防止箱體內(nèi)部潤滑油漸到軸承上沖走潤滑脂，將軸承與箱 體內(nèi)壁距離取大于 8mm （由于所選套筒長度25mm,故軸承斷面到箱體內(nèi)壁得 距離取15mm）,為適

22、宜齒輪傳動時散熱，取齒輪距箱體內(nèi)壁為（此取 10mm），故 有；套筒檔齒輪時，為保證精度取，故同時將修正為 ；軸環(huán)取，故?。挥捎诎惭b時 齒輪箱體軸承均對稱分布，取，（包括越程槽尺寸）；軸承到端蓋內(nèi)壁得距離，前所 選軸承端蓋螺釘知：由【2】11-10 中公式得軸承端蓋厚度，查【2】表 3-9 可取 A 級 M8 非全螺線得螺栓（即）此時取端蓋到大帶輪得扳手空間為，此時取。圖 8-1 高速軸結構示意圖8、4對高速軸進行彎扭強度校核:據(jù)【1】式 111 可求得:圓周力，徑向力（標準安裝，故壓力角為 20）;根據(jù) 前軸得結構設計可得：帶輪中心到一號軸承中得距離；一號軸承到齒輪中心得距 離；齒輪中心到二

23、號軸承中心得距離；故有兩軸承中心距為。（1）求垂直面得支承反力：根據(jù)受力分析，可列方程：（齒輪在兩軸承中心）。故可求得：。（2）求水平支撐反力：（3）帶輪對軸得作用力在指點產(chǎn)生得反力：；（外力 F 作用方向與帶傳動得布置有關，在具體布置尚未確定前，可按最不利情 況考慮）.（4）繪制垂直面得彎矩圖（如圖 b）:（5）繪制水平面得彎矩圖（如圖C）:（6）力產(chǎn)生得彎矩圖（如圖d）:(7)求合成彎矩圖(如圖 e): 考慮最不利情況，直接由公式得(其中 )。(8) 折合當量彎矩(如圖 f) ：由前算出，查【 1】中 246 面“由轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定得折合系數(shù) 知故，。(9) 作轉(zhuǎn)矩圖(如圖g)由【1】造成式:

24、V軸承da3-17 得：根據(jù)大帶輪得內(nèi)孔寬（取 1、5計算）,為防止由于加工誤差 帶輪晃動，取；確定軸承潤滑方 rt t35 516.13 18064.55mm r/min（1.2）105mm r / min，故(10)計算危險截面處軸得許用直徑：已知軸上安裝小齒輪得截面為危險截面，故由【1】式 14-6 可得：。由此可知，此 軸安全.圖 8-2高速軸彎扭強度校核圖& 5選擇低速軸得材料、熱處理方式:由于無特殊要求，選擇最常用材料45 鋼，調(diào)制處理。查【1】表 14-1 得知: 硬度:;強度極限:;屈服極限:;彎曲疲勞極限：.查【1】表14-3 得：彎曲需用應力（靜）& 6初步

25、估算低速軸最小直徑：由【1】式 14-2 得：查【1】表 14-2得（取118 計算）。由前計算可知：，故，由 于開了一個鍵槽，故。& 7低速軸得結構設計:根據(jù)低速軸上所需安裝得零件，可將其分為6段，以表示各段得直徑，以表示各 段得長度。（處安裝聯(lián)軸器，處安裝軸承端蓋，處安裝三號軸承與套筒,處安裝大齒輪, 處安裝四號軸承） （1）徑向尺寸: 聯(lián)軸器得初步選擇：根據(jù)低速軸得計算轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速查【2】表 8 2 可選用凸緣聯(lián) 軸器，型號為“”，可得其軸孔直徑為，深孔長度為。根據(jù)上所選聯(lián)軸器，??；根據(jù)密封氈圈得標準，?。桓鶕?jù)此處尺寸選擇6212 型號 軸承（查表知所選軸承內(nèi)徑為 60mm，外徑為

26、 110mm,且軸承寬度），故取;為方便 測量??；查表得安裝直徑，故查表 113 選取“”，故;查【2】127 知倒角 倒圓推薦值為：，故孔（大齒輪）倒角推薦值為 2mm,故?。粸閷ΨQ分布，故取。（2） 軸向尺寸: 確定軸承潤滑方式：v軸承d3 n； 35 516.13 18064.55 mm r / min（1.52）105mm r / min故選取脂潤滑方式。根據(jù)上定箱體兩內(nèi)壁間得寬度可算得大齒輪到箱體內(nèi)壁得距離為12、5mm，為防止箱體內(nèi)部潤滑油漸到軸承上沖走潤滑脂，將軸承與箱體內(nèi)壁距離取大于8mm（為套筒尺寸此取 27、5mm），故有；套筒檔齒輪時，為保證精度取，故同 時將修正為；由于

27、安裝時齒輪箱體軸承均對稱分布，??；（包括越程槽尺寸）；軸承 到端蓋內(nèi)壁得距離，由于軸承外徑為 110mm故，選端蓋螺釘為，由【2】11-10 中公式得軸承端蓋厚度，查【2】表 3-9 可取 A 級 M8 非全螺線得螺栓（即）此時 取端蓋到大帶輪得扳手空間為，故此取，由上選聯(lián)軸器可知。圖 83 低速軸結構設計示意圖III第九章聯(lián)軸器及箱體得選擇根據(jù)前選出得聯(lián)軸器設計得低速軸校核得知，軸滿足要求，故聯(lián)軸器定為:表 91箱體及其附件主要尺寸名稱符號公式與計算結果取值箱座壁厚0、025a+3=0、025X169、5+3=5、2取 8mm箱蓋壁厚S10、0 2a+3= 0、02 X 169、5+3=4、

28、4取 8mm箱蓋凸緣厚度b11、5S1=1、5X8=12取 12mm箱座凸緣厚度b1、521、5X8=12取 12mm箱體內(nèi)堂一亠一 !. j 箱座底凸緣厚度b22、5S=2、5X8=2 0取 20mm地腳螺釘直df0、036a+12=0、036X169、5+12=18取M20徑1地腳螺釘數(shù)na1、221、2X8=9、6取 12齒輪端面與內(nèi)箱壁距離A 8取16箱蓋、箱座肋厚ml、m0、85 =0、85X8=6 8取 7第十章 對軸承得校核10、1對軸承62 0 8得壽命計算：將任務書中得使用期限換算為小時得其使用壽命必須大于44800 小時。根據(jù)【1】式16-2知其壽命計算為，查【1】附表 1 可知其徑向基本額定動載荷為，而球軸 承取，由上軸得校核計算得知其當量動載荷為，故帶入公式得：其壽命為，滿足要求。10、2對軸承6 2