膠帶輸送機(jī)卷筒的傳動(dòng)裝置

1、 膠帶輸送機(jī)卷筒的傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)2010/5/4目錄題目和原始條件和數(shù)據(jù)1一、電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)比、運(yùn)動(dòng)及運(yùn)動(dòng)參數(shù)的確定2二、設(shè)計(jì)高速級(jí)齒輪傳動(dòng)5三、設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)10四、設(shè)計(jì)軸及軸承裝置、鍵12五、箱體結(jié)構(gòu)尺寸22六、潤(rùn)滑與密封24七、設(shè)計(jì)總結(jié)24八、參考文獻(xiàn)25- 26 -題目：設(shè)計(jì)一用于膠帶輸送機(jī)卷筒的傳動(dòng)裝置。原始條件和數(shù)據(jù)：由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，輸送帶的牽引力F=4.5KN，運(yùn)輸帶速度v=1m/s，運(yùn)輸機(jī)滾筒直徑為D=340mm。單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，室內(nèi)工作，有粉塵。工作壽命為十年，兩班制。一、 電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)比、運(yùn)動(dòng)及運(yùn)動(dòng)參數(shù)的確定1. 選擇電動(dòng)機(jī)類(lèi)型（1） 選擇電動(dòng)機(jī)類(lèi)型按已知工作要求和條件選用Y列一

2、般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。（2） 確定電動(dòng)機(jī)功率工作裝置所需功率： 試中，工作裝置的效率考慮膠帶卷筒及其軸承的效率取。帶入上式得： 電動(dòng)機(jī)的輸出功率： 式中，為電動(dòng)機(jī)至卷筒軸的傳動(dòng)裝置總效率。由，取滑塊聯(lián)軸器效率，滾動(dòng)軸承效率，8級(jí)精度齒輪傳動(dòng)（稀油潤(rùn)滑）效率，滾子鏈傳動(dòng)效率，則 故 因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)額定功率只需略大于即可，按表8-169中Y系列電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)選電動(dòng)機(jī)的額定功率為5.5kW。（3） 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速卷筒軸作為工作軸，其轉(zhuǎn)速為. 按機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表2-1推薦的各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比范圍：?jiǎn)渭?jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍，滾子鏈傳動(dòng)比范圍。則總傳動(dòng)比應(yīng)為，可見(jiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍： 符

3、合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750r/min和1000r/min兩種，為減少電動(dòng)機(jī)的重量和價(jià)格，表8-169選常用的同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的Y系列電動(dòng)機(jī)Y132M2-6,其滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)的中心高，外形尺寸，軸伸尺寸等由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表8-170中查到。2. 計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比（1） 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 （2） 分配傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比由式，取滾子鏈傳動(dòng)比，則齒輪傳動(dòng)比。3. 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)（1） 各軸轉(zhuǎn)速軸 軸 工作軸 （2） 各軸輸入功率軸 軸 工作軸 （3） 各軸輸入轉(zhuǎn)矩軸 軸 工作軸 電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩將以上算得的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)列表如下：參數(shù) 軸名 電動(dòng)機(jī)軸

4、軸軸工作軸轉(zhuǎn)速n（r/min）960960224.8256.2功率（kW）5.325.215.034.79轉(zhuǎn)矩（N·m）52.9251.83213.67813.96傳動(dòng)比i1.004.274效率 0.980.9650.955 表1.運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)列表二、 設(shè)計(jì)高速級(jí)齒輪傳動(dòng)1. 選定齒輪類(lèi)型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù)（1） 按圖1所示傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。（2） 選用8級(jí)精度。（3） 材料選擇。由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，兩者材料的硬度差為40HBS。（4） 選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，取

5、。2. 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即： （1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1) 試選載荷系數(shù)。2) 計(jì)算小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩： 3) 由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-7選取齒寬系數(shù)。4) 由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)。5) 由機(jī)械設(shè)計(jì)表圖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) 由機(jī)械設(shè)計(jì)式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 7) 由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)；。8) 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由機(jī)械設(shè)計(jì)式10-12得：（2） 計(jì)算1) 試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值： 2) 計(jì)算圓周速度v。 3) 計(jì)算齒

6、寬b。 4) 計(jì)算齒寬與齒高比。模數(shù)： 齒高： 5) 計(jì)算載荷系數(shù)。根據(jù)，8級(jí)精度，由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-8查得；直齒輪，。由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-2查得使用系數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-4用插值法查得8級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支承對(duì)稱(chēng)布置時(shí)，。 由，查機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-13得，。 故載荷系數(shù)： 6) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑由機(jī)械設(shè)計(jì)式10-10a得： 7) 計(jì)算模數(shù)m： 3. 按齒根彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式由機(jī)械設(shè)計(jì)式10-5得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 （1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值。1) 由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限。2) 由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-18去彎曲疲勞壽命系數(shù)，

7、。3) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由機(jī)械設(shè)計(jì)式10-12得 4) 計(jì)算載荷系數(shù)K。 5) 查取齒形系數(shù)。由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-5查得；。6) 查取應(yīng)力校正系數(shù)。由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-5查得；。7) 計(jì)算大、小齒輪的并加以校正。 大齒輪的數(shù)值大。（2） 設(shè)計(jì)計(jì)算 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)1.78并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2mm，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算出： 大齒輪齒數(shù) ，取4. 幾何尺寸計(jì)算（

8、1） 計(jì)算分度圓直徑 （2） 計(jì)算中心距 （3） 計(jì)算齒輪寬度 取，。名稱(chēng)代號(hào)小齒輪大齒輪模數(shù)壓力角分度圓直徑齒頂高齒根高齒全高齒頂圓直徑齒根圓直徑中心距齒寬表2.齒輪幾何尺寸三、 設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)1. 選擇鏈輪齒數(shù)取小鏈輪齒數(shù)，大鏈輪的齒數(shù)2. 確定計(jì)算功率由機(jī)械設(shè)計(jì)表9-6查得，由圖9-13查得，單排鏈，則計(jì)算功率為 3. 選擇鏈條型號(hào)和節(jié)距根據(jù)及，查機(jī)械設(shè)計(jì)圖9-11，可選16A-1。查表9-1，鏈條節(jié)距。4. 計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距初選中心距： 取。相應(yīng)鏈節(jié)數(shù)： 取鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù)節(jié)。查機(jī)械設(shè)計(jì)表9-7得到中心距計(jì)算系數(shù)。則鏈傳動(dòng)的最大中心距為 5. 計(jì)算鏈速v，確定潤(rùn)滑方式 由和鏈號(hào)16A-1。查機(jī)械

9、設(shè)計(jì)圖9-14可知應(yīng)采用油池潤(rùn)滑。6. 計(jì)算軸壓力有效圓周力為 鏈輪水平布置時(shí)的壓軸力系數(shù)，則壓軸力為 名稱(chēng)符號(hào)計(jì)算公式小鏈輪大鏈輪分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑齒高確定的最大軸凸緣直徑表3.鏈輪幾何尺寸四、 設(shè)計(jì)軸及軸承裝置、鍵a) 軸（輸入軸）及其軸承裝置、鍵1. 求輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩由上面的計(jì)算可知；2. 求作用在齒輪上的力 3. 初定軸的直徑選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表15-3，取，于是得 輸入軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑，為使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器類(lèi)型。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查表14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩的變化很小，故取則 查機(jī)械

10、設(shè)計(jì)手冊(cè)。選用LH1型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為,聯(lián)軸器的孔徑，故取，聯(lián)軸器長(zhǎng)度，聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度。4. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1） 擬定軸上的零件裝配方案（2） 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度4) 為滿(mǎn)足聯(lián)軸器的軸向定位要求，1-2軸段右端右端需制出一軸肩，故取2-3段；聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度，段長(zhǎng)度應(yīng)比略短以保證正確配合，取。5) 初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承只承受徑向力作用，故選用深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù)。選軸承型號(hào)6206軸承，其尺寸為?；绢~定動(dòng)載荷，基本額定靜載荷，故。6) 已知齒輪輪轂寬度，分度圓直徑，因此可以將此軸與齒輪做成一體，做一個(gè)齒輪軸。齒輪與兩軸承之間采

11、用套筒定位。則。7) 軸承端蓋的總寬度為20mm，取端蓋外端面與聯(lián)軸器右端面距離，故。8) 取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離，箱體內(nèi)壁與滾動(dòng)軸承距離取，已知軸承的寬度。則 （3） 軸上零件的軸向定位聯(lián)軸器與軸的周向定位采用平鍵，按由機(jī)械設(shè)計(jì)表6-1查得平鍵。聯(lián)軸器與軸的配合為，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)度配合來(lái)保證的，此處軸的直徑尺寸公差為。（4） 確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑見(jiàn)下圖。圖2. 軸結(jié)構(gòu)圖5. 求軸上的載荷首先根據(jù)上圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，對(duì)于6206型深溝球軸承，軸的支承跨距。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。圖3. 軸載荷分析圖從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩扭矩圖中可

12、以看出截面C是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算出的截面C處的、及的值列于下表。載荷水平面H垂直面V支反力F彎矩M總彎矩扭矩表4. C截面、及值6. 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)的。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)式15-5及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力 前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由機(jī)械設(shè)計(jì)表15-1查得。因此，故安全。7. 校核鍵聯(lián)軸器處的鍵：，。由式求得 由機(jī)械設(shè)計(jì)表6-2得。因此，故安全。8. 校核軸承和計(jì)算壽命由于兩軸承的受力情況相同，故只計(jì)算一個(gè)即可。徑向載荷： 由機(jī)械設(shè)計(jì)表13-6查得，載荷

13、系數(shù)，取。當(dāng)量動(dòng)載荷：前面已查得，因此，故安全。該軸的壽命：b) 軸（輸出軸）及其軸承裝置、鍵1. 求輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩由上面的計(jì)算可知；2. 求作用在齒輪上的力 3. 初定軸的直徑選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表15-3，取，于是得 輸入軸的最小直徑顯然是安裝鏈輪處軸的直徑，取。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可得到安裝在鏈輪孔的軸的長(zhǎng)度： 為保證軸段固定擋圈緊靠鏈輪，取。4. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1） 擬定軸上的零件裝配方案（2） 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度1) 為滿(mǎn)足聯(lián)軸器的軸向定位要求，1-2軸段右端右端需制出一軸肩，故取2-3段；右端用軸段擋圈，取，。2) 初步選擇滾動(dòng)軸承

14、。因軸承只承受徑向力作用，故選用深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù)。選軸承型號(hào)6309軸承，其尺寸為。基本額定動(dòng)載荷，基本額定靜載荷。，,由此可以確定。3) 取安裝齒輪處的軸段4-5的直徑；齒輪右端面與右軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為56mm，為使套筒斷面可靠地壓緊齒輪，取。齒輪左端采用軸肩定位，軸肩高度，取軸環(huán)處的直徑，軸環(huán)寬度，取。4) 軸承端蓋的總寬度為20mm，根據(jù)軸承端蓋的拆裝及便于軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋外端面與鏈輪左端面距離，故。5) 取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離，箱體內(nèi)壁與滾動(dòng)軸承距離取，已知軸承的寬度。則 （3） 軸上零件的周向定位齒輪、鏈輪與軸的周向定均位采用平鍵，按

15、由機(jī)械設(shè)計(jì)表6-1查得平鍵，為保證良好的對(duì)中性，齒輪輪轂與軸的配合為。同樣鏈輪與軸，選用平鍵，鏈輪和軸的配合為，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)度配合來(lái)保證的，此處軸的直徑尺寸公差為。（4） 確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑見(jiàn)下圖。圖4. 軸結(jié)構(gòu)圖5. 求軸上的載荷首先根據(jù)上圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，對(duì)于6309型深溝球軸承，軸的支承跨距，。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩扭矩圖中可以看出截面C是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算出的截面C處的、及的值列于下表。載荷水平面H垂直面V支反力F，彎矩M總彎矩扭矩表5. C截面、及值圖5. 軸載荷分析圖6. 按彎扭合成應(yīng)力

16、校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)的。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)式15-5及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力 前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由機(jī)械設(shè)計(jì)表15-1查得。因此，故安全。7. 鍵校核（1） 齒輪的鍵之前已選用的鍵：，。由式求得 由機(jī)械設(shè)計(jì)表6-2得。因此，故安全。（2） 鏈輪的鍵之前已選用的鍵：，。由式求得 由機(jī)械設(shè)計(jì)表6-2得。因此，故安全。8. 校核軸承和計(jì)算壽命（1） 左端軸承1和計(jì)算壽命徑向載荷： 由機(jī)械設(shè)計(jì)表13-6查得，載荷系數(shù)，取。當(dāng)量動(dòng)載荷：前面已查得，因此，故安全。該軸承的壽命：（2）

17、 右端軸承2和計(jì)算壽命徑向載荷： 由機(jī)械設(shè)計(jì)表13-6查得，載荷系數(shù)，取。當(dāng)量動(dòng)載荷：前面已查得，因此，故安全。該軸承的壽命：五、 箱體結(jié)構(gòu)尺寸名稱(chēng)符號(hào)計(jì)算公式尺寸/mm箱座壁厚箱蓋壁厚箱座凸緣厚度箱蓋凸緣厚度箱座底凸緣厚度地腳螺栓直徑地腳螺栓數(shù)目軸承旁聯(lián)接螺栓直徑箱蓋、箱座聯(lián)接螺栓直徑聯(lián)接螺栓間距軸承蓋螺釘直徑、數(shù)量根據(jù)軸承座孔外圈直徑確定檢查孔蓋螺釘直徑單級(jí)減速器至箱外壁距離由螺栓直徑確定 ；至凸緣邊緣距離由螺栓直徑確定 ；軸承座外徑軸承旁聯(lián)接螺栓距離軸承旁凸臺(tái)半徑 ；軸承旁凸臺(tái)高度由，扳手空間確定箱外壁至軸承座斷面距離箱蓋筋厚箱座筋厚大齒輪頂圓與箱內(nèi)壁距離齒輪斷面與箱內(nèi)壁距離六、 潤(rùn)滑與

18、密封1. 潤(rùn)滑方式的選擇因?yàn)榇俗兯倨鳛殚]式齒輪傳動(dòng)，又因?yàn)辇X輪的圓周速度，所以采用將大齒輪的輪齒浸入油池中進(jìn)行浸油潤(rùn)滑。軸承利用大齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)把油濺到箱壁的油槽里輸送到軸承機(jī)型潤(rùn)滑。在上面鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算中已經(jīng)確定了鏈傳動(dòng)的潤(rùn)滑方式為油池潤(rùn)滑。2. 密封方式的選擇 由于I，II軸與軸承接觸處的線速度，所以采用氈圈密封。3. 潤(rùn)滑油的選擇 因?yàn)樵摐p速器屬于一般減速器，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可選用工業(yè)齒輪油N200（SH0357-92）。七、 設(shè)計(jì)總結(jié)之前我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)這門(mén)課的認(rèn)識(shí)是很膚淺的，實(shí)際動(dòng)手設(shè)計(jì)的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)自己學(xué)得知識(shí)太少，而且就算上課的時(shí)候再認(rèn)真聽(tīng)課，光靠課堂上學(xué)習(xí)的知識(shí)根本就無(wú)法解決實(shí)際問(wèn)題， 必須要靠自己學(xué)習(xí)。我的設(shè)計(jì)中存在很多不完美、缺憾甚至是錯(cuò)誤的地方，但