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文檔簡介

1、課程設(shè)計報告課程名稱: 機(jī)械設(shè)計綜合課程設(shè)計 設(shè)計題目:帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置設(shè)計 學(xué) 院: 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)年級:機(jī)電09-1班 姓 名: 宋開勇 班級學(xué)號:09-1-16指導(dǎo)教師:呂相艷二一一年十一月十六日目 錄一、 課程設(shè)計任務(wù)書-1二、 傳動方案的擬定與分析-2三、 電動機(jī)的選擇-3四、 計算總傳動比及分配各級傳動比-4五、 動力學(xué)參數(shù)計算-5六、 傳動零件的設(shè)計計算-6七、 軸的設(shè)計計算-17八、 滾動軸承的選擇及校核計算-26九、 鍵連接的選擇及校核計算-28十、 聯(lián)軸器的選擇及校核計算-29十一、減速器的潤滑與密封-30十二、箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計-32設(shè)計小結(jié)-33參考文獻(xiàn)- 34

2、一、課程設(shè)計任務(wù)書題目:帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置設(shè)計1. 工作條件連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn),工作時有輕微振動,空載起動;使用期10年,每年300個工作日,小批量生產(chǎn),單班制工作,運(yùn)輸帶速度允許誤差為±5%。1-電動機(jī);2-V帶傳動;3-同軸式二級圓柱齒輪減速器;4-聯(lián)軸器;5-運(yùn)輸帶題目C圖 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動示意圖2. 設(shè)計數(shù)據(jù)學(xué)號數(shù)據(jù)編號15-116-217-318-419-520-621-722-823-924-10運(yùn)輸機(jī)工作軸轉(zhuǎn)矩()1200125013001350140014501500125013001350運(yùn)輸帶工作速度()卷筒直徑()4304204504804904204504404204

3、703. 設(shè)計任務(wù)1)選擇電動機(jī),進(jìn)行傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)計算。2)進(jìn)行傳動裝置中的傳動零件設(shè)計計算。3)繪制傳動裝置中減速器裝配圖和箱體、齒輪及軸的零件工作圖。4)編寫設(shè)計計算說明書。二、傳動方案的擬定與分析方案一:高速齒輪和低速齒輪都采用圓柱斜齒輪優(yōu)點(diǎn):傳動平穩(wěn)。缺點(diǎn):斜齒輪成本高。方案二:高速齒輪和低速齒輪都采用圓柱直齒輪優(yōu)點(diǎn):成本低。缺點(diǎn):高速此輪采用圓柱直齒輪傳動不平穩(wěn),噪聲大。方案三:高速齒輪采用圓柱斜齒輪,低速齒輪采用圓柱直齒輪優(yōu)點(diǎn):成本相對低,傳動平穩(wěn)。缺點(diǎn):中間軸軸向力不能抵消。三、電動機(jī)的選擇1、電動機(jī)類型的選擇選擇Y系列三相異步電動機(jī)。2、電動機(jī)功率選擇(1)傳動裝置

4、的總效率:94×7246(2)電機(jī)所需的功率:3、確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速計算滾筒工作轉(zhuǎn)速:按機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書P7表1推薦的傳動比合理范圍,取圓柱齒輪傳動二級減速器傳動比范圍,取V帶傳動比,則總傳動比合理范圍為I總=840。故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為:。符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有1500和3000r/min。根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速,由有關(guān)手冊查出有三種適用的電動機(jī)型號,因此有三種傳動比方案,綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比,可見第1方案比較適合,則選n=1500r/min。4、確定電動機(jī)型號根據(jù)以上選用的電動機(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Y160M

5、-4。其主要性能:額定功率11KW;滿載轉(zhuǎn)速1460r/min;額定轉(zhuǎn)矩2.3;質(zhì)量123kg。四、計算總傳動比及分配各級的傳動比1、總傳動比2、分配各級傳動比(1) 取減速器的傳動比,則V帶傳動的傳動比(二級減速器,合理)(2) 取兩級圓柱齒輪減速器高速級的傳動比 則低速級的傳動比五、動力學(xué)參數(shù)計算設(shè):從電動機(jī)到輸送機(jī)滾筒軸分別為0軸、1軸、2軸、3軸、4軸;對應(yīng)于各軸的轉(zhuǎn)速分別為、;對應(yīng)于0軸的輸出功率和其余各軸的輸入功率分別為、;對應(yīng)于0軸的輸出轉(zhuǎn)矩和其余名軸的輸入轉(zhuǎn)矩分別為、。六、傳動零件的設(shè)計計算Ø V帶傳動的設(shè)計計算1、選擇普通V帶截型由教材P156表8-7取kA=1.0

6、PC=KAP=1.0×=KW由教材P157圖8-11選用B型V帶2、確定帶輪基準(zhǔn)直徑,并驗算帶速由教材教材P157圖8-11推薦的小帶輪基準(zhǔn)直徑為:125140mm,則取dd1=140mm>dmin=75 mmdd2=n1/n2·dd1=×140=mm由教材P157表8-8,取dd2=250mm帶速V:V=在525m/s范圍內(nèi),帶速合適3、確定帶長和中心矩根據(jù)教材P152式(8-20)(dd1+dd2)a02(dd1+dd2)得:(140+250)a02×(140+250)所以有:273mma0780mm,取a0=550由教材P158式(8-22)

7、L d0=2a0+1.57(dd1+dd2)+(dd2-dd1)2/4a0得:L d0=2×550+1.57(140+250)+(250-140)2/4×550=mm根據(jù)教材P146表(8-2)取Ld=1800mm根據(jù)教材P158式(8-23)得:aa0+(Ld-L0)/2=550+(1800-1)/2=591mm4、驗算小帶輪包角1=1800-(dd2-dd1)/a×0 =1800-(250-140)/591×0=1690>1200(適用)5、確定帶的根數(shù)根據(jù)教材P152表(8-4a)查得:P0=KW根據(jù)教材P153表(8-4b)查得:P0=0.

8、40KW根據(jù)教材P155表(8-5)查得:K=0.98根據(jù)教材P146表(8-2)查得:KL5由教材P158式(8-26)得:Z=PC/Pr=PC/(P0+P0) KKL=/(+0.40)×8×5=取Z=4Ø 高速齒輪傳動的設(shè)計計算1、選擇齒輪材料及精度等級1)選用斜齒圓柱齒輪傳2)選用級精度3)材料選擇。小齒輪材料為(調(diào)質(zhì)),硬度為,大齒輪材料為鋼(調(diào)質(zhì)),硬度為HBS,二者材料硬度差為HBS。4)選小齒輪齒數(shù)124,大齒輪齒數(shù)21·×24=100.8,取Z2=100。選取螺旋角。初選螺旋角2、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計按式(1021)試算,即

9、1)確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值(1)試選(2)由圖10-30,選取區(qū)域系數(shù)(3)由圖10-26差得(4)計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩(5)由表10-7選取齒寬系數(shù)(6)由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)(7)由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限,大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限(8)由式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)(9)由圖10-19查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)(10)計算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力取失效概率為,安全系數(shù)為S=1,由式10-12得2)計算(1)試算小齒輪分度圓直徑,由計算公式得(2)計算圓周速度(3)計算齒寬及模數(shù)(4)計算縱向重合度(5)計算載荷系數(shù)K已知使用系數(shù)根據(jù),級精度,由圖10-8

10、查得動載荷系數(shù)由表10-4查得由圖10-13查得假定,由表10-3查得故載荷系數(shù)(6)按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑,由式10-10a得(7)計算模數(shù)3、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度由式10-17確定計算參數(shù)(1)計算載荷系數(shù)(2)根據(jù)縱向重合度,從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)(3)計算當(dāng)量齒數(shù)(4)查取齒形系數(shù)由表10-5查得(5)查取應(yīng)力校正系數(shù)由表10-5查得(6)由圖10-20c查得,小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限(7)由圖10-18查得彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)(8)計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S1.4,由式10-12得(9)計算大小齒輪的大齒輪的數(shù)據(jù)大設(shè)計計

11、算對比計算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的法面模數(shù),取,已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時滿足接觸疲勞強(qiáng)度,須按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑來計算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由取,則1)計算中心距將中心距圓整為161mm由于低速齒輪中心距252mm為了保證同軸,所以該中心距也應(yīng)該為2522)調(diào)整一下參數(shù): m=3mm Z1=33 Z2=130 按調(diào)整之后計算因值改變不多,故參數(shù)、等不必修正1)計算大、小齒輪的分度圓直徑2)計算大、小齒輪的齒根圓直徑3)計算齒輪寬度圓整后??; 驗算:合適Ø 低速齒輪傳動的設(shè)計計算1、選擇齒輪材料及精度等級1)選用7級精度2)由表10-1

12、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。3)選小齒輪齒數(shù),大齒輪齒數(shù)取2、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計由設(shè)計計算公式10-9a進(jìn)行試算,即確定公式各計算數(shù)值(1)試選載荷系數(shù)(2)計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩(3)由表10-7選取齒寬系數(shù)(4)由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)(5)由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限(6)由式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)(7)由圖10-19查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)(8)計算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力取失效概率為,安全系數(shù)為S=1,由式10-12得1)計算(1)試算小齒輪分度圓直

13、徑,代入中的較小值(2)計算圓周速度v(3)計算齒寬(4)計算齒寬與齒高之比b/h模數(shù)齒高(5)計算載荷系數(shù)K根據(jù),7級精度,由圖10-8查得動載荷系數(shù)假設(shè),由表10-3查得由表10-2查得使用系數(shù)由表10-4查得由圖10-23查得故載荷系數(shù)(6)按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑,由式10-10a得(7)計算模數(shù)3、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度由式10-5得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計公式為1)確定公式內(nèi)的計算數(shù)值(1)由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限(2)由圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)(3)計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取失效概率為,安全系數(shù)為S=1.4,由式10-12得(4)

14、計算載荷系數(shù)(5)查取齒形系數(shù)由表10-5查得(6)查取應(yīng)力校正系數(shù)由表10-5查得(7)計算大小齒輪的,并比較大齒輪的數(shù)據(jù)大2)設(shè)計計算對比計算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù),可取有彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù),并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=4mm按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑算出小齒輪齒數(shù)取大齒輪齒數(shù)取驗算帶速:實際的傳動比為:(1)計算分度圓直徑(2)計算齒根圓直徑(3)計算中心距(4)計算齒寬取驗算:合適七、軸的設(shè)計計算Ø 輸入軸的設(shè)計計算輸入軸上的功率2.求作用在車輪上的力3.初定軸的最小直徑選軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3取于是由式15-2初步估

15、算軸的最小直徑這是安裝帶輪處軸的最小直徑,由于此處開鍵槽,校正值4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計在水平面上在垂直面上 故 總支承反力1) 畫彎矩圖故 2)畫轉(zhuǎn)矩圖 6 校核軸的強(qiáng)度 C剖面左側(cè),因彎矩大,有轉(zhuǎn)矩,還有鍵槽引起的應(yīng)力集中,故C剖面左側(cè)為危險剖面 軸的材料為45剛 , 調(diào)質(zhì)處理. 由 表 15-1 查得 故強(qiáng)度足夠Ø 中間軸的設(shè)計計算1.中間軸上的功率轉(zhuǎn)矩2.求作用在車輪上的力高速大齒輪:低速小齒輪: 3.初定軸的最小直徑選軸的材料為鋼,調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3,取于是由式1-2初步估算軸的最小直徑4軸的受力分析1)畫軸的受力簡圖2)計算支承反力在水平面上 在垂直面上 故 總支承反力3 )

16、 畫彎矩圖故查表15-1得=60mpa,因此,故安全.Ø 輸出軸的設(shè)計計算轉(zhuǎn)矩選軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3,取于是由式5-2初步估算軸的最小直徑,由于此處開鍵槽,取1 )畫軸的受力簡圖2)計算支承反力在水平面上 在垂直面上 總支承反力 3)畫彎矩圖 故 4)畫轉(zhuǎn)矩圖 6 校核軸的強(qiáng)度MPa查表15-1得=60mpa,因此,故安全.八、滾動軸承的選擇及校核計算-圓錐滾子軸承30207軸承載荷 徑向: 軸向:故 2.中間軸軸承-圓錐滾子軸承30209軸承載荷 徑向: 軸向:故 3.輸出軸軸承圓-深溝球軸承6014軸承載荷 徑向:故 九、鍵連接的選擇及校核計算1. 校核輸入

17、軸鍵連接強(qiáng)度皮帶輪:普通平鍵查表得.故強(qiáng)度足夠.齒輪: 圓頭平鍵 查表得.故強(qiáng)度足夠.2. 校核中間軸軸鍵連接強(qiáng)度高速齒輪:圓頭平鍵(與低速齒輪相同)查表得.故強(qiáng)度足夠.3. 校核輸出軸軸鍵連接強(qiáng)度齒輪:圓頭平鍵查表得.故強(qiáng)度足夠.聯(lián)軸器:圓頭平鍵查表得.故強(qiáng)度足夠.十、聯(lián)軸器的選擇及校核計算查機(jī)械設(shè)計手冊(軟件版),選用GB5014-1985中的HX4型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為2500N·。許用轉(zhuǎn)數(shù)3870.運(yùn)輸機(jī)工作軸轉(zhuǎn)矩1250,轉(zhuǎn)數(shù)66r/min,強(qiáng)度足夠十一、減速器的潤滑與密封1潤滑方式的選擇因為潤滑脂承受的負(fù)荷能力較大、粘附性較好、不易流失,齒輪靠機(jī)體油的飛濺潤滑。I

18、,II,III軸的速度因子,查機(jī)械設(shè)計手冊可選用鈉基潤滑劑2號 2密封方式的選擇由于I,II,III軸與軸承接觸處的線速度,所以采用氈圈密封3潤滑油的選擇因為該減速器屬于一般減速器,查機(jī)械手冊可選用中負(fù)載工業(yè)齒輪油N200號潤滑,軸承選用ZGN2潤滑脂十二、箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計12.1、箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計箱體采用剖分式結(jié)構(gòu),剖分面通過軸心。下面對箱體進(jìn)行具體設(shè)計。、確定箱體的尺寸與形狀箱體的尺寸直接影響它的剛度,首先確定合理的箱體壁厚。為了保證結(jié)合面連接處的局部剛度與接觸剛度,箱蓋與箱座連接部分都有較厚的連接壁緣,箱座底面凸緣厚度設(shè)計得更厚些。、合理設(shè)計肋板;在軸承座孔與箱底接合面處設(shè)置加強(qiáng)肋,減

19、少了側(cè)壁的彎曲變形。、合理選擇材料;因為鑄鐵易切削,抗壓性能好,并具有一定的吸振性,且減速器的受載不大,所以箱體可用灰鑄鐵制成。、由2表6-5設(shè)計減速器的具體結(jié)構(gòu)尺寸見下頁表格。、檢查孔和視孔蓋檢查孔用于檢查傳動件的嚙合情況、潤滑情況、接觸斑點(diǎn)及齒側(cè)間隙,還可用來注入潤滑油,檢查要開在便于觀察傳動件嚙合區(qū)的位置,其尺寸大小應(yīng)便于檢查操作。視孔蓋用鑄鐵制成,它和箱體之間加密封墊。、放油螺塞放油孔設(shè)在箱座底面最低處,其附近留有足夠的空間,以便于放容器,箱體底面向放油孔方向傾斜一點(diǎn),并在其附近形成凹坑,以便于油污的匯集和排放。放油螺塞為六角頭細(xì)牙螺紋,在六角頭與放油孔的接觸面處加封油圈密封。、油標(biāo)油

20、標(biāo)用來指示油面高度,將它設(shè)置在便于檢查及油面較穩(wěn)定之處。、通氣器通氣器用于通氣,使箱內(nèi)外氣壓一致,以避免由于運(yùn)轉(zhuǎn)時箱內(nèi)溫度升高,內(nèi)壓增大,而引起減速器潤滑油的滲漏。將通氣器設(shè)置在檢查孔上,其里面還有過濾網(wǎng)可減少灰塵進(jìn)入。、起吊裝置起吊裝置用于拆卸及搬運(yùn)減速器。減速器箱蓋上設(shè)有吊孔,箱座凸緣下面設(shè)有吊耳,它們就組成了起吊裝置。、起蓋螺釘為便于起蓋,在箱蓋凸緣上裝設(shè)2個起蓋螺釘。拆卸箱蓋時,可先擰動此螺釘頂起箱蓋。、定位銷在箱體連接凸緣上相距較遠(yuǎn)處安置兩個圓錐銷,保證箱體軸承孔的加工度與裝配精度。表減速器鑄造箱體的結(jié)構(gòu)尺寸名稱公式數(shù)值(mm)箱座壁厚=+3813箱蓋壁厚1=+3811箱體凸緣厚度箱

21、座20箱蓋b1117箱座底b233加強(qiáng)肋厚箱座m12箱蓋m112地腳螺栓直徑和數(shù)目df=+12M24n=6軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d1fM16箱蓋和箱座聯(lián)接螺栓直徑d2fM12聯(lián)接螺栓的間距l(xiāng)175軸承蓋螺釘直徑和數(shù)目高速軸d3fM8n=6中間軸M8低速軸M8軸承蓋外徑D2高速軸D2=D+5d3160中間軸140低速軸180觀察孔蓋螺釘直徑d4fM8df、d1、d2至箱外壁距離dfC134d122d218df、d1、d2至凸緣邊緣的距離dfC228d120d216大齒輪齒頂圓與內(nèi)壁距離116齒輪端面與內(nèi)壁距離2>14外壁至軸承座端面的距離高速軸l1=C2+C1+(58)67中間軸47低速軸39Z=4124Z2=100Z1=33Z2=130合適m=4mm合適強(qiáng)度足夠故安全故安全普通平鍵強(qiáng)度足夠圓頭平鍵強(qiáng)度足夠圓頭平鍵強(qiáng)度足夠圓頭平鍵圓頭平鍵強(qiáng)度足夠GB5014-1985HX4設(shè)計小結(jié)通過這幾周的課程設(shè)計,雖然挺

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