機械設計基礎課程設計

1、 *1彳滇If Z 尊*蒂啟參區(qū) FLUPFINI IMIII .- -agiTV OF SCIENCE .A.rJD T ECHNOLOQV RoHGagiTV OF SCIENCE .A.rJD T ECHNOLOQV RoHG二 TEN .(.IP oTEN .(.IP o 機械設計基礎 課程設計計算說明 設計帶式輸送機中的傳動裝置 學生姓名: 指導教師: 專業(yè)年級: 電氣工程系15級 學 號: 11111111111 機械工程系 完成時間2017年7 月 _J_日 機械設計基礎課程設計任務書 學號：11111111111111 專業(yè)：電氣工程系 任務起止時間：2017年7月3日至201

2、7年7月7日 設計題目：設計帶式輸送機中的傳動裝置 -、傳動方案如圖1所示： 機械設計 機械設計基礎 課程設計指導書 機械設計手冊 工程力學 機械制圖 圖1帶式輸送機減速裝置方案圖 三、設計任務: 滾筒直徑d /mm 400 傳送帶運行速度v /(m/s) 1.6 運輸帶上牽引力F /N 2100 每日工作時數T /h 24 傳動工作年限 5 、原始數據 2.設計說明書1份。 在1周內完成并通過答辯 單向連續(xù)平穩(wěn)轉動， 常溫空載啟動。 參考資料： 1.低速軸系結構圖1張(A2圖紙)； 學生姓名: 指導教師簽字: 2017年7月7日 電機的選擇 傳動裝置的運動和動力參數計算 V 帶傳動設計 軸承

3、根據 聯(lián)軸器的選擇 五） 軸的結構設計及驗算 鍵連接的選擇和計算 12 九） 心得體會 14 12 12 （一）電機的選擇 1. 選擇電機的類型和結構形式: 依工作條件的要求，選擇三相異步電機 封閉式結構 u=380v 2. 電機容量的選擇 工作機的功率P工作機=F牽*V運輸帶/1000= 3.36 kW V帶效率： 0.96 滾動軸承效率：0.99 齒輪傳動效率（閉式）：0.97 x 1 （ 傳輸總效率n = 0.859 3. 電機轉速確定 V帶傳動比范圍：24 級圓柱齒輪減速器傳動比范圍：36 總傳動比范圍：624工作機主動軸轉速 n工作機=6 6ww10001000 nd 76.43 r

4、/min 聯(lián)軸器效率： 0.99 傳動滾筒效率：0.96 則，電機功率 P工作機 Pd = - 3.91 kW 電動機轉速的可選范圍為：458.58 - 1834.32 r/min 在此范圍的電機的同步轉速有： 1500r/mi n,1000r/mi n,750r/min 依課程設計指導書丫系列三相異步電機技術數據(JB30 74-82 )選擇 電機的型號為； Y132M1-6性能如下表: 電機型號 功率 KWKW 滿載時 額定轉 矩 質量 kg 轉速n n r/minr/min 電壓V V 電流A A 功率因 數 Y132M1-6 4 960 380 9.4 0.8 2.0 75 (二)傳動

5、裝置的運動和動力參數計算 所選電機滿載時轉速nm二960 r/min 1. 分配傳動比及計算各軸轉速 i 總=i DX i 帶傳動的傳動比iD二3 一級圓柱齒輪減速器傳動比i二4.19 則高速軸I軸轉速ni二320r/min 則低速軸II軸的轉速n2= 76.37r/min總傳動比：i總=- n工作機 12.56 2. 各軸輸入功率，輸出功率 P輸出h P輸入, 效率如前述。 3.各軸輸入轉矩: （三）V V帶傳動設計 1. 確定計算功率Pc 已知電機輸出功率，依教材機械設計基礎表13-9 ，取&=1.2, 故 Pc= 4.7kW。 2. 選擇普通V帶型號 已知Pc, nm,結合教材機

6、械設計基礎，由圖13-15 確定所使用 的V帶為_A型。則高速軸 I軸的輸入功率P二 3.75 kW 輸出功率 3.71 kW 則低速軸 II軸的輸入功率 Pi= 3.60 kW 輸出功率 PI / 3.56 kW 小帶輪輸入轉矩Td= 38.9N?m I軸輸入轉矩T = 111.9N?m II軸輸入轉矩Tii = 450.2N?m 3. 確定大小帶輪基準直徑 d1 , d2。 由機械設計基礎表13-10取d仁125mm帶傳動比i。已知，則 d2=i D- d1= 375mm ，取 d2= 375mm 5.求V帶基準長度和中心距（L0，a） 初定中心距 ao=1.5 ( d1+d2)= 750

7、mm , 選 a。二 800mm + ”2 ”2 d d = 2405mm 帶長 |_0 = 2a0 + (d1 +d2) 由表13-2 ，對_A 型帶進行選用，Ld= 2480mm 6.驗算小帶輪包角 a =180 -d2d2 一 X57.30 = 163 120 合格。 7.求V帶根數Z 已知 n1, d1 ,查表 13-4 ，得 P0= 1.37kW 已知傳動比iD,查表13-6 , 得 P0= 0.11kW 冋nij 4.驗算帶速v “60咒1000 =6.3m/s 4a0 則實際中心距：as + S0 2 837.5mm 已知 CM,查表 13-8 得 KG 二 0.96 ，查表 1

8、3.2 得 KL二 1.09 Pc 則 V帶根數 Z=（p0+Ap0）KaKL = 3.03 則許用應力為: 7 H1= 7 Hiim1/SH二 720MPa . 7 F1= 7 FE1/SF二 476MPa . 2.按齒面接觸強度設計 設齒輪按_9級精度制造，按齒面接觸強度設計。 由表11-3 得載荷系數K= 1.5，由表11-6得齒寬系數 d= 0.8。 小齒輪輸入功率P二3.75kW , 轉矩 T1=9.55 X 106X P= 1.12 X 105N?mm 由表11-4可得彈性系數ZE二188.9加花8.求作用在帶輪上的壓力 FQ 由機械設計基礎表13-1 ,可知A_型帶每米質量q=

9、0.105kg/m 單根 V帶的拉力 F0=500Pc（：_1qv2= 155N Zv Ka 作用在軸上的壓力FQ=2ZF sin -二 2 1226N （四）減速器（齒輪）參數的確定 1.選擇材料及確定許用應力 由機械設計基礎表11-1 得: 小齒輪用: 40MnB，熱處理方式：調質，齒面硬度為 241286HBS 大齒輪用: ZG35SiMn，熱處理方式：調質，齒面硬度為241269HBS 由表11-5 ,取安全系數 S二1.0 , S二1.25。 (7 H2= (7 Hlim2/S H= 615Mpa CT F2= 7 FE2/S F=_408MPa 則小齒輪直徑d1 3四二匸作H丫 %

10、 U I IcH 丿 齒數取 Z1= 24 , Z2=iZ1= 101 模數 m二d/ Z1= 2.81 按表4-1 ，標準模數m= 3 ，實際傳動比i=Z2/Z1二4.21 齒根頂圓直徑 d2a=d2+2ha=309mm齒根圓直徑 d2f=d2-2hf=295.5mm 實際標準中心距離a= 187.5mm 為補償安裝誤差，取小齒輪齒寬 b1=b+5= 60mm 3. 驗算輪齒彎曲強度 由圖 11-8 ，取齒形系數 YFa1= 2.76 , Y Fa2= 2.24 . 由圖11-9 ，取外齒輪齒根修正系數 Yai= 1.59 ，伽二1.82 LF 丄 2KT1 YFa1 Ysa1 bm2Z1

11、滿足條件合適 4. 齒輪的圓周速度 n d1n1 v = - 60 x1000 傳動比誤差 0.02 ,是符合要求。d2=m Z2=303mm, 齒寬b =血di = 56mm （圓整） 122 MPa 判斷：kF2=叱空= 113MPa YFa1YSa1 1.2m/s 對照表11-2可知，選著_9級精度是合適的。 (五) 軸的結構設計及驗算 1.高速軸及低速軸的材料選擇 根據表上丄得，高速軸材料為：45鋼，熱處理方式: 調質 高速軸極限強度(T B1= 650MPa，低速軸極限強度(7 B2= 650MPa 根據表14-3得，高速軸的許用彎曲應力T-1b= 60MPa 低速軸的許用彎曲應力T

12、 -1b= 60MPa 2 .軸頸初估 初選小輪軸頸，根據扭轉強度計算初估軸頸。由表14-2得常數C110 整后暫取d1= 25mm 4 大輪軸頸d2C3 一 = 39.7mm，結合聯(lián)軸器內徑，圓整后暫取 d2= 40 mm C3 佇二 V n1 24.9mm ,結合大帶輪輪轂內徑，圓 高速軸：（帶尺寸的草圖） 各尺寸確定的依據: di =CJP(1+3%) =25.6mm Yn (有鍵槽加大 3% ,取di=28mm d2=di+2h,車由肩高 h=2C=4mm則 d2=36mm d 3=d2+2mm=38m取標準值 d3=40mm d 4=d3+2mm=42mm d 5=d4+2h,車由肩

13、高 h=2G=4mm則 d5=50mm 取 d6=32mm 比軸承內圈外徑小，砂輪越程槽。 d 7=d3=40mm.高速軸：（帶尺寸的草圖） 各尺寸確定的依據: di =C;/P(1+3%) =41mm Vn (有鍵槽加大 3% ,取di=42mm d 2=di+2h,車由肩高 h=2G =4mn則 d2=50mm d 3=d2+2mm=52m取標準值 d3=55mm d 4=d3+2mm=57mm d 5=d4+2h,車由肩高 h=2C=4mm則 d5=65mm 取 d6=47mm 比軸承內圈外徑小，砂輪越程槽。 d 7=d3=55mm 5. 軸的軸向尺寸設計 根據軸及軸上零部件的固定，定位

14、，安裝要求，初步確定軸的軸向尺 寸。 高速軸：（帶尺寸的草圖） 各尺寸確定的依據: I i=2f+3e-3mm,其中 A型帶 f=9mm,e=15mm貝j I i=60mm l 4二b-2mm=58mr軸段長度應比齒輪輪轂短 2-3mm I 5=1.4h,軸肩高 h=2G=4mm則 I 5=5.6mm取 15=6mm I 7二B+擋油環(huán)寬度-4mm=18+19-4=33mm 高速軸：（帶尺寸的草圖） Q ,C eK 取 H=10mma =15mm軸承座寬 度 C二G+G+ S +10mm取 G=22mm,G=20mm, S =0.025a+1=5.7mm取 S =8mm則 C=60mm 軸承蓋

15、 厚度 e=1.2d3,螺釘直徑取 d3=8mm貝j e=9.6mm取 e=10mm 聯(lián)軸器至U 軸承蓋的距離取 K=20mm I 2二K+e+（C-B）=57mm I 3二B+ +H+2mm=45mm 取 I 6=4mm高速軸：（帶尺寸的草圖） 各尺寸確定的依據: I i=112-2=110mm車由段長度應比聯(lián)軸器軸孔長度短 1-2mm I 4二b-2mm=54mr軸段長度應比齒輪輪轂短 2-3mm I 5=1.4h,軸肩高 h=2G=4mm則 I 5=5.6mm取 15=6mm I 7二B+擋油環(huán)寬度-4mm=21+19-4=36mm 高速軸：（帶尺寸的草圖） Q,C eK 取 H=10m

16、m卩=15m m軸承 座寬度 C二G+G+ S +5mm 取 G=22mm.G=20mm, S =0.025a+1=5.7mm取 S =8mm則 C=60mm 軸承蓋 厚度 e=1.2d3,螺釘直徑取 d3=8mm貝j e=9.6mm取 e=10mm 聯(lián)軸器至j 道軸承蓋的距離取K=20mm I 2二K+e+（C-B）=54mm I 3二B+ +H+2mm=48mm 取 16=4mm （六）軸承的選擇 高速軸承的主要參數 軸承代號 軸承內徑mmmm 軸承外徑mmmm 軸承寬度mmmm 徑向基本額定動載荷 CrCr 6208 40 80 18 29.5 低速軸承的主要參數 軸承代號 軸承內徑mm

17、mm 軸承外徑mmmm 軸承寬度mmmm 徑向基本額定動載荷 CrCr 6211 55 100 21 43.2 （七）聯(lián)軸器的選擇 根據軸孔直徑d2= 42mm輸出轉矩T= 445N?m 依據課程設計指導書，選定聯(lián)軸器型號：TL7 聯(lián)軸器選擇表 公稱扭矩 /N?m 許用轉數 / （r/mi n） D D /mm D1D1 /mm D2D2 /mm 轉動慣量 /kg?m 質量 /kg 500500 36003600 190190 4242 0.060.06 15.615.6 （八）鍵連接的選擇和計算 軸名 安裝直徑 d / mm 類型 h / mm b /mm 輪轂長度 L* (1.5 2)d

18、鍵長L /mm 高速軸 28 A 7 8 63 55 42 A 8 12 60 50 低速軸 42 A 8 12 112 90 57 A 10 16 56 45 名稱 符號 尺寸 機座壁厚 5 8 機蓋壁厚 5 1 8 機座凸緣厚度 b 12.5 機蓋凸緣厚度 b1 12.5 機座底凸緣厚度 b2 20 地腳螺釘直徑 df 20 地腳螺釘數目 n 4 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 d1 16 蓋與座聯(lián)接螺栓直徑 d2 12 連接螺栓d2的間距 l 180 軸承端蓋螺釘直徑 d3 8 窺視孔蓋螺釘直徑 d4 8 定位銷直徑 d 10 df,d1,d2至外機壁距離 C1 26,22,18 df,d2至土兀邊緣距離 C2 24,16 軸承旁凸臺半徑 R 20 凸臺高度 h 35 外機壁與軸承座端面距離 I1 47 大齒輪端面圓與內機壁距離 1 10 齒輪端面與內機壁距離 2 9 機蓋，機座筋