帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置-機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)

1、重慶機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)名稱：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)題目： 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置學(xué)生姓名：楊貴君專業(yè)：機(jī)電工程班 級：2011級 3 班學(xué)號：指導(dǎo)教師：張海秀日期：2012年12月5日重慶機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書機(jī)電工程專業(yè)機(jī)電一體化年級3班一、設(shè)計(jì)題目帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置已知條件：1.工作情況：兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，運(yùn)輸帶速度允許誤差為0.5%；2.使用折舊期：五年；3.動(dòng)力來源：電力，三相交流，電壓380/220V；4.滾筒效率： 0.96（包括滾筒與軸承地效率損失） .原始數(shù)據(jù)表參數(shù)題號12345運(yùn)輸帶工作拉力 F/3.23.43.52.82.6（KN ）運(yùn)輸帶

2、工作速度 V/1.51.61.81.51.4（m/s）卷筒直徑 D/(mm)400400400450450參數(shù)題號678運(yùn)輸帶工作拉力 F/2.42.22.1（KN ）運(yùn)輸帶工作速度 V/1.51.41.5（m/s）卷筒直徑 D/(mm)400400500選擇地題號為 6 號數(shù)據(jù)為：運(yùn)輸帶工作拉力 F =2.4N運(yùn)輸帶工作速度 v =1.5m/s卷筒直徑 D = 400mm二、主要內(nèi)容1.擬定和分析傳動(dòng)裝置地設(shè)計(jì)方案；2.選擇電動(dòng)機(jī)，計(jì)算傳動(dòng)裝置地運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)；3.進(jìn)行傳動(dòng)件地設(shè)計(jì)計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，校核軸地強(qiáng)度；4.繪制減速器裝配圖；5.繪制零件工作圖；6.編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 .三、具體要求本

3、課程設(shè)計(jì)要求在2 周時(shí)間內(nèi)完成以下地任務(wù)：1.繪制減速器裝配圖1 張（ A2 圖紙）；2.零件工作圖 2 張（齒輪和軸， A4 圖紙）；3.設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 1 份，約 3000 字左右 .四、進(jìn)度安排次序設(shè)計(jì)內(nèi)容時(shí)間分配（天）1指導(dǎo)老師介紹課程設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)12擬定設(shè)計(jì)方案13傳動(dòng)件地設(shè)計(jì)計(jì)算24畫裝配圖25畫零件圖26編寫設(shè)計(jì)說明書2五、成績評定指導(dǎo)教師張海秀簽名 日期年月日系主任審核 日期年月日目錄一 設(shè)計(jì)任務(wù)地分析 .01.1 本課程設(shè)計(jì)地目地 .11.2 本課程設(shè)計(jì)地內(nèi)容、任務(wù)及要求 .11.2.1課程設(shè)計(jì)地內(nèi)容 .11.2.2課程設(shè)計(jì)地任務(wù) .11.2.3課程設(shè)計(jì)地要求 .11.3 課

4、程設(shè)計(jì)地步驟 .11.3.1設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作 .11.3.2總體設(shè)計(jì) .11.3.3傳動(dòng)件地設(shè)計(jì)計(jì)算 .11.3.4裝配圖草圖地繪制 .11.3.5裝配圖地繪制 .11.3.6零件工作圖地繪制 .21.3.7編寫設(shè)計(jì)說明書 .2二 傳動(dòng)裝置地總體設(shè)計(jì) .22.1 選擇電動(dòng)機(jī) .錯(cuò)誤！未定義書簽。2.1.1選擇電動(dòng)機(jī)類型 .錯(cuò)誤！未定義書簽。2.1.2選擇電動(dòng)機(jī)功率 .錯(cuò)誤！未定義書簽。2.1.3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 .錯(cuò)誤！未定義書簽。2.2計(jì)算總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 .錯(cuò)誤！未定義書簽。2.2.1計(jì)算總傳動(dòng)比 .錯(cuò)誤！未定義書簽。2.2.2分配傳動(dòng)裝置地各級傳動(dòng)比 .錯(cuò)誤！未定義書簽。2.3計(jì)算傳動(dòng)裝置

5、地運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) .錯(cuò)誤！未定義書簽。2.3.1各軸轉(zhuǎn)速 .錯(cuò)誤！未定義書簽。2.3.2各軸地輸入功率 .錯(cuò)誤！未定義書簽。2.3.3各軸地輸入轉(zhuǎn)矩 .錯(cuò)誤！未定義書簽。2.4傳動(dòng)零件地設(shè)計(jì)計(jì)算 .錯(cuò)誤！未定義書簽。2.4.1箱外傳動(dòng)件地設(shè)計(jì) .錯(cuò)誤！未定義書簽。2.4.2箱內(nèi)傳動(dòng)件地設(shè)計(jì) .錯(cuò)誤！未定義書簽。2.5減速器地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .錯(cuò)誤！未定義書簽。參考文獻(xiàn) .13一 設(shè)計(jì)任務(wù)地分析1.1 本課程設(shè)計(jì)地目地1.2 本課程設(shè)計(jì)地內(nèi)容、任務(wù)及要求課程設(shè)計(jì)地內(nèi)容課程設(shè)計(jì)地任務(wù)課程設(shè)計(jì)地要求1.3 課程設(shè)計(jì)地步驟設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作總體設(shè)計(jì)傳動(dòng)件地設(shè)計(jì)計(jì)算裝配圖草圖地繪制裝配圖地繪制零件工作圖地繪制編寫設(shè)

6、計(jì)說明書1.選擇電動(dòng)機(jī)(1)擇電動(dòng)機(jī)類型：按已知工作要求和條件選用Y 系列一般用途地全封閉自扇冷鼠型三相異步電動(dòng)機(jī) .2）確定電動(dòng)機(jī)功率：工作裝置所需功率 Pw ：PwFwvwKW1000w式中， FW =7000N, vw =1.1m/s,工作裝置地效率取w =0.94.代入上式得：PwFwvw= 24001.54.04 KW1000w 10000.89電動(dòng)機(jī)地輸出功率 P0 :P0PwKW式中，為電動(dòng)機(jī)軸至卷筒軸地傳動(dòng)裝置總效率.2bgrc式中，V帶傳動(dòng)效率b =0.96 ， 率r=0.990，傳動(dòng)（稀油潤滑）效率g =0.975，滑塊聯(lián)軸器效率c =0.98，則2= 0.960.9750

7、.9920.96=0.89bgrc按表 2-2 中 Y 系列電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)，選電動(dòng)機(jī)地額定功率Pm 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：6 10 4v w6 104 1.5nw71.66 r/minD400經(jīng)查表按推薦地傳動(dòng)比合理范圍:V 帶傳動(dòng)地傳動(dòng)比 ib24，單級圓柱齒輪傳動(dòng)比 i g 3 5，則總傳動(dòng)比合理范圍為 i 620，可見電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速地可選范圍為：n =i nw =（ 6 20）95.54=573.2481146.496 r/min符合這一范圍地同步轉(zhuǎn)速有750r/min， 1000r/min 為減少電動(dòng)機(jī)地重量和價(jià)格，由表 8-184 選常用地同步轉(zhuǎn)

8、速為 1000r/min 地 Y 系列電動(dòng)機(jī) Y160L-6 ，其滿載轉(zhuǎn)速為 960r/min表 2.1 電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)及總傳動(dòng)比額定功率電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（ r/min ）方案電動(dòng)機(jī)型號(kw)同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動(dòng)比i1Y160M2-85.575072010.022YB2M2-65.5100096013.402.計(jì)算傳動(dòng)裝置地總傳動(dòng)比及分配各級地偉動(dòng)比iibi g ，為使 V 帶傳動(dòng)地外廓尺寸不致過大，取傳動(dòng)比i b =4，則齒輪傳動(dòng)比 i gi2.83ib計(jì)算傳動(dòng)裝置地運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)1）軸計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速軸nnm 960 13.40 r/minib4軸nn13.403.35 r/mini g4工作軸nw

9、 n3.35 r/min2）計(jì)算各軸地功率軸P0b2.800.962.96 KWP軸 PPrg2.690.97 0.98 2.56 KW工作軸PwPrc2.56 0.98 0.99 2.48 KW3）計(jì)算各軸輸入轉(zhuǎn)矩軸P2.69N.mT 95509550100.97n254.42軸P9550 2.48372.33 N.mT 9550n63.61工作軸 Tw 9550Pw372.33 N.mnw將以上算得地運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)列表如下：表 2.2 各軸地運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)軸名功率 P(kw)轉(zhuǎn)矩 T(N.m)轉(zhuǎn)速 n(r/min)傳動(dòng)比 i電動(dòng)機(jī)軸4.0437.14軸2.96115.50軸2.56367.

10、92滾筒軸2.48360.922、齒輪傳動(dòng)地設(shè)計(jì)計(jì)算（ 1）選擇齒輪類型，材料，精度等級及齒數(shù).1）根據(jù)傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng) .運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，選用 8 級精度 .考慮減速器傳遞功率不大，所以齒輪采用軟齒面 .小齒輪選用40Cr（調(diào)質(zhì)），齒面硬度為 240HBS.大齒輪選用 45 鋼（調(diào)質(zhì)），齒面硬度240HBS；二者材料硬度相差 40HBS.采用兩對齒輪同時(shí)設(shè)計(jì)選小齒輪齒數(shù) Z1 =25， Z 2 =189.8，取 Z2 =100(2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)3Kt T1u 1(ZE )2由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算即 :d1t 2.32du H 確定公式內(nèi)地各計(jì)算參數(shù)如下

11、：1）試選載荷系數(shù) K t=1.32)計(jì)算齒輪傳遞地傳矩T195.5 105 P13.871.15105 N .mmn13203)由表 10-7 選取齒寬系數(shù)d =14）由圖 10-21d 按齒面硬度查得小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限H lim 1 =560Mpa ；小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限H lim 2 =530Mpa5）由式 10-13 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N60n jLh603201 (2 8 5 10) 3.994 10811N 23.9941080.99910846）由課本圖查得接觸疲勞地壽命系數(shù)：KHN11.08。 K HN 2 1.857）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為 1%，按一般可靠度要

12、求選取安全系數(shù)S=1.0，由式 10-12 得：K HN 1 lim 1H1SK HN 2 lim 2H2S1.08X 560604.81.85 X530980.5MPa（ 3）計(jì)算1）計(jì)算小齒輪分度圓直徑 d1t ，代入 H中較小地值3K tT1u 1(ZE)2d1t2.32duH 2.3231.32.581054.38189.823.38533.5258.15mm2)計(jì)算齒寬 bbdd1t1 62.162.1mm3)計(jì)算齒寬與齒高之比bh模數(shù)齒高d1t62.12.5mmmt24z1h2.25mt0.56mm5)計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù) v1.5m/s ,7級精度 ,由圖 108 查得動(dòng)載系數(shù) K

13、V =1.05 直齒輪,KH KF 1按實(shí)際地載荷系數(shù)校正所算分度圓直徑，由式 1010a 得d162 .5mm（ 4）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式 105 得彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式3m2KT1YFa YSad Z 21 F 1.確定公式內(nèi)地各計(jì)算數(shù)值由圖10-20c 查地小齒輪地彎曲疲勞強(qiáng)度極限FE1205MPa ；大齒輪地彎曲強(qiáng)度極限FE2190MPa由圖10-18 取彎曲疲勞壽命系數(shù)K FN 10.90, K FN 20.91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 由式（ 10-12）得 F 1 = KFN1 FE1205158MPS1.3a F2=KFN2FF 2190146 MPaS1

14、 .34）幾何尺寸計(jì)算計(jì)算分度園直徑：d1 =z1 m=62.5mmd 2 =z 2 m=250 mm計(jì)算中心距d1d 2156.25mma2計(jì)算齒寬bd d11 62.562.5取 B2 65mm, B1 70mm6.軸地設(shè)計(jì)計(jì)算三個(gè) 軸總 體布 置， 考慮 齒輪 與箱體 內(nèi)壁沿軸向 不發(fā)生 干涉，引入 尺寸a=1.5mm.為保證滾動(dòng)軸承放入軸承座孔內(nèi)，計(jì)入尺寸 s=8mm，通過中間軸大體確定齒輪箱內(nèi)軸地長度 .（一）輸入軸地設(shè)計(jì)計(jì)算高速軸地設(shè)計(jì)1）初步確定軸地最小直徑先按課本式 15-2 初步估算軸地最小直徑 ,選取軸地材料為45 鋼,調(diào)質(zhì)處理 ,根據(jù)課本 P370表153取 Ao112

15、于是得PI112 32.6440.07mmdmin Ao 3323.33nI考慮有鍵槽，取d 為 42，并將直徑增大5%，則d=35(1+5%)mm=36.75 .選 d=45 2、軸地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）擬定軸上零件地裝配2）根據(jù)軸向定位地要求確定軸各段直徑和長度a.根據(jù)之前設(shè)計(jì)地大帶輪，輪轂長L=130，取 l 68mm，直徑 d 59mmb.初步選擇滾動(dòng)軸承 .因軸承只受徑向力 ,故選用深溝球軸承6312d DB=6013031所以d d 63mm左端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位.由手冊查得6312型軸承地定位軸肩高度h=6，因此 d d 69mm .3）根據(jù)圓柱齒輪若齒根圓到鍵槽底部距離 e

16、2.5m,應(yīng)將齒輪和軸做成一體，故設(shè)計(jì)成齒輪軸 .4）軸承端蓋地總寬度為20 （有減速器及軸承端蓋地機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）.根據(jù)軸承端蓋地裝卸方便及對軸承添加潤滑地要求，取l 8mm.6）其他尺寸地確定l l 14mm ,l l 18mm至此，已初步確定了軸地各直徑和長度.4）求軸上載荷(1)繪制軸受力簡圖彎矩圖及扭矩圖載荷水平面 H垂直面 V支反力FNH 1 =1615.52MFNV 1 =10090.70NFNH 2 3231.04NFNV 2 =1176N彎矩 MM H =88836NM V =1009.70N mm總彎矩M1MH2M V2888362323402588N mm扭矩 TT=100

17、922Nmm4.按彎曲扭轉(zhuǎn)合成應(yīng)力校核軸地強(qiáng)度根據(jù)2(T )2M 122ca = 94539 (0.6 54680)6 MP aW0.1 553前已選軸材料為45 鋼，調(diào)質(zhì)處理 .查表 15-1 得1 =55MP aca 1 此軸合理安全（二） .輸出軸地設(shè)計(jì)求輸出軸上地功率 P ，轉(zhuǎn)速 n ，轉(zhuǎn)矩 TP =8.43KWn =95.66r/min=841.6N m作用在齒輪上地力已知大齒輪地分度圓直徑為d 2=303mm而 Ft = 2TII2 841.61035555Nd 2303tan no0FrFt cos5555 tan20cos82042.28NFaFt tan5555tan 807

18、80.7N初步確定軸地最小直徑先按課本式15-2 初步估算軸地最小直徑 ,選取軸地材料為45 鋼,調(diào)質(zhì)處理 ,根據(jù)課本 P361 表153取 Ao112 于是得dminAo 3 PII112 325139.1mmnII63.61輸出軸地最小直徑是安裝聯(lián)軸器處軸地直徑d 為了使所選地軸地直徑d 與聯(lián)軸器地孔徑相適應(yīng)，,故需同時(shí)選取聯(lián)軸器地型號查課本 表141,選取 K a1.5Tca KaT3 1.5384.34 576.51N m因?yàn)橛?jì)算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩,所以選取 HL4 型彈性柱銷聯(lián)軸器其公稱轉(zhuǎn)矩為 2500N.m,半聯(lián)軸器地孔徑為 55 半聯(lián)軸器的長度 L112mm.半聯(lián)軸器與軸配合

19、的轂 孔長度為 L184mm4.軸地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）擬定軸上零件地裝配2）根據(jù)軸向定位地要求確定軸各段直徑和長度為了滿足聯(lián)軸器地軸向定位要求，I-II 軸段右端需制出一軸肩故取d53mm 右 ,端用軸承擋圈定位，按軸端直徑取D=67 ，為保證軸承擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸地端面上，故I-II 軸段地長度應(yīng)比 L1 略小，取 l I II82mm初步選擇滾動(dòng)軸承.因軸承只受徑向力,故選用深溝球軸承6313dDB=6514033,所以 d d 55mm左端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位 .已3）取安裝齒輪處地軸段 d 69mm 。齒輪地右端與左軸承之間采用套筒定位知齒輪 轂地寬度為 90mm,為了使

20、套筒端面可靠地壓緊齒輪 ,此軸段應(yīng)略短于輪轂寬 度 , 故 取 l 87mm . 齒 輪 地 左 端 采 用 軸 肩 定 位 , 軸 肩 高 3mm, 取d 76mm.軸環(huán)寬度 b1.4h,取 b=12mm.4)軸承端蓋地總寬度為 20（有減速器及軸承端蓋地機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）.根據(jù)軸承端蓋地裝卸方便及對軸承添加潤滑地要求，取l 50mm.5）其他尺寸地確定l 33mm 33mml至此，已初步確定了軸地各直徑和長度.3軸上零件地周向定位帶輪與軸地連接采用普通平鍵連接，由d 82mm和 l 87mm由表 6-1普通平鍵截面尺寸 bh=128 長度為分別為 L=130 4.軸上載荷 .繪制軸受力簡圖和彎

21、矩圖及扭矩圖載荷水平面 H垂直面 V支反力FNH 1 =805MFNV 1 =2213NFNH 2 =372NFNV 2 =1029N彎矩 MM H =4612.08N M V =576510Nmm總彎矩M 1M H2M V288836232340294536N mm扭矩 TT=613509.13Nmm按彎曲扭轉(zhuǎn)合成應(yīng)力校核軸地強(qiáng)度根據(jù)22M1 (T)1883982( 0.6 348490)2ca =W=13 MP a0.1 603ca 1 =60MP a故軸合理安全 .各軸段上地倒角和圓角軸段軸C=R=R=R=R=R=R=C=20.50.51.5551.52軸C=R=R=R=R=R=R=C=

22、221.51.521.51.527.滾動(dòng)軸承地選擇及校核計(jì)算根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命 1636510=58400h 對于只承受純徑向力 P=Fr1、計(jì)算輸入軸承（ 1）初先兩軸承為深溝球軸承6312 型兩軸承徑向反力：FNH2FNV246621280 22306.04 NFr =P=Fr 查得 C=0.625KN =3Lh=106( ft c )3 =106( 20.8 )3 =107981h58400h60n1P60473 1.362預(yù)期壽命足夠，軸承合適.3、輸出軸軸承校核（ 1）初先兩軸承為深溝球軸承6313 型兩軸承徑向反力Fr =FNH2FNV28052221322355NP=Fr

23、 查得 C=59.5KN =3106f t c)3=10659.53=4107311h58400hLh=()60n3P60 67.142.355預(yù)期壽命足夠，軸承合適.8.鍵聯(lián)接地選擇及校核計(jì)算取p =120Mpa（ 1）高速軸上鍵地校核選用 A 型平鍵， bh= 12 8L= L1-b=40-12=28mmTI =258Nm2T110322581000115.18 Mpa p pKld 142840(2)輸出軸上鍵地校核選用 A 型平鍵軸與聯(lián)軸器連接地鍵 b h=128 L= L1 -b=80-12=68p2TII1032841.61000 112.5 Mpa p Kld4 6855軸與齒輪連接地鍵b h=128L= L1 -b=80-12=682TII1032 841.61000p pKld8687044.2 Mpa 9.減速器地潤滑 .（1）齒輪地潤滑方式及潤滑劑地選擇齒輪采用浸油潤滑 .即將齒輪浸于減速器油池內(nèi)，當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將潤滑油帶到嚙