搖擺式輸送機(jī)設(shè)計(jì)

PAGE19目錄TOC\o"1-3"\u緒論 4一方案設(shè)計(jì) 4二.電動(dòng)機(jī)的選擇與計(jì)算 61.電動(dòng)機(jī)類型的選擇 62.電動(dòng)機(jī)功率的選擇 6三.傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)的選擇及計(jì)算 61.傳動(dòng)比 62.各個(gè)軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算 73.各軸的輸入功率計(jì)算 7四.V帶的設(shè)計(jì)計(jì)算 71.計(jì)算功率PC 72.選取V帶型號(hào) 73.驗(yàn)算帶速 74.從動(dòng)帶輪直徑 75.傳動(dòng)比 86.從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速 87.確定中心距和帶長(zhǎng) 88.驗(yàn)算小帶輪包角α1 89.確定V帶根數(shù)Z 810.計(jì)算單根V帶初拉力F 911．計(jì)算對(duì)軸的壓力FQ 912．確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸 9五.齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 91、高速級(jí)減速齒輪設(shè)計(jì)（直齒圓柱齒輪） 91、低速級(jí)減速齒輪設(shè)計(jì)（直齒圓柱齒輪） 11六.軸的直徑計(jì)算及校核 131.高速軸的設(shè)計(jì) 132.中間軸的設(shè)計(jì) 193.低速軸的設(shè)計(jì) 20七.鍵連接的選擇及計(jì)算 211.高速軸 212.中間軸 213.低速軸 22八.滾動(dòng)軸承的計(jì)算 22九.潤(rùn)滑和密封方式的選擇 23十.箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選擇 231.箱體的選擇 232.箱體的結(jié)構(gòu)尺寸 23十一.擺桿分析 27十二.致謝 29十三.參考文獻(xiàn)： 29十四.設(shè)計(jì)心得 30如需要完整文檔及cad圖等其他文件，請(qǐng)加球球：一九八五六三九七五五緒論1課題設(shè)計(jì)的目的機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生具有機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)能力的技術(shù)基礎(chǔ)，它是機(jī)械原理課程的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，其目的在于系統(tǒng)地學(xué)習(xí)課本理論后，通過(guò)設(shè)計(jì)進(jìn)一步鞏固和加深學(xué)生的基本概念和基本知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決有關(guān)的具體機(jī)械所涉及的實(shí)際問(wèn)題的能力，使學(xué)生對(duì)于機(jī)械的選型，運(yùn)動(dòng)方案的確定，運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的分析和設(shè)計(jì)有一個(gè)較完整的概念，并進(jìn)一步提高計(jì)算，分析，繪圖以及查閱和使用資料的綜合能力。一方案設(shè)計(jì)1、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介搖擺式輸送機(jī)是一種傳送材料用的礦山運(yùn)輸機(jī)械，其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖。電動(dòng)機(jī)通過(guò)二級(jí)圓錐圓柱齒輪減速器使曲柄回轉(zhuǎn)，再經(jīng)過(guò)六連桿機(jī)構(gòu)使輸料車作往復(fù)移動(dòng)，放置在車上的物料借助摩擦力隨輸料槽一起運(yùn)動(dòng)。物料的輸送是利用機(jī)構(gòu)在某些位置輸料車8有相當(dāng)大的加速度，使物料在慣性力的作用下克服摩擦力而發(fā)生滑動(dòng)，滑動(dòng)的方向恒自左往右，從而達(dá)到輸送物料的目的搖擺式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖根據(jù)要求礦石重量G（滑塊5的重量都可忽略不計(jì)），及其繞重心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jsi與輸?shù)V槽、礦物的重量G6`、G7；托滾8的半徑及其滾動(dòng)摩擦系數(shù)f，和每小時(shí)運(yùn)輸?shù)V石540噸的數(shù)據(jù)經(jīng)初步的計(jì)算和分析。確定各運(yùn)動(dòng)副中反作用力及曲柄上所需的平衡力矩，和一些桿件的基本參數(shù)。參考《機(jī)械原理電算程序設(shè)計(jì)》（哈工大出版）第二章有關(guān)內(nèi)容。初定的一些數(shù)據(jù)為減速器的輸出轉(zhuǎn)速：48轉(zhuǎn)/分鐘桿Lo1A長(zhǎng)為：90毫米桿LAB長(zhǎng)為：302毫米桿Lo2B長(zhǎng)為：160毫米桿Lo2C長(zhǎng)為：270毫米初定設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方案為下圖：搖擺式輸送機(jī)由電動(dòng)機(jī)，減速器，絞鏈機(jī)構(gòu)，和拖扳組成，其中電動(dòng)機(jī)與減速器之間由皮帶輪聯(lián)結(jié)傳動(dòng)。電動(dòng)機(jī)輸出軸上再加裝飛輪裝置使其工作平穩(wěn)。二.電動(dòng)機(jī)的選擇與計(jì)算1.電動(dòng)機(jī)類型的選擇電動(dòng)機(jī)類型根據(jù)動(dòng)力源和工作條件，選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)2.電動(dòng)機(jī)功率的選擇F=38300X0.35=13405N取拖動(dòng)板和寬為0.3m，礦石高為0.15m根跟要求每小時(shí)540噸計(jì)算出礦石的平均速度為0.7m/s工作機(jī)所需要的有效功率：Pw=F·v/1000=13405X0.7=3.24（KW）傳動(dòng)裝置總效率：（見(jiàn)課設(shè)式2-4），

Pd=Pw/η=3.24/0.76=4.23(KW)根據(jù)JB3074-82查選電動(dòng)機(jī)。選用Y160M2-6，其額定功率為5.5KW，滿載轉(zhuǎn)速nm=96同步轉(zhuǎn)速V=1000r/min。再經(jīng)查表得：電動(dòng)機(jī)的中心高H=198mm，外伸軸頸圍42mm，軸外伸長(zhǎng)度為110mm。三.傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)的選擇及計(jì)算1.傳動(dòng)比總傳動(dòng)比：i總=n/n12=960/48=20各級(jí)傳動(dòng)比分配：初定2.各個(gè)軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算n1=nm/i1=366.4r/minn2=n1/i2=119.3r/minn3=n2/i3=47.7r/min3.各軸的輸入功率計(jì)算P1=pdη8η7=5.5×0.95×0.99=5.42P2=p1η6η5=5.42×0.97×0.99=5.20P3=p2η4η3=5.20×0.97×0.99=5.00P4=p3η2η1=5.00×0.99×0.99=4.90四.V帶的設(shè)計(jì)計(jì)算(本節(jié)所查表均出自《機(jī)械設(shè)計(jì)》華中理工大學(xué)出版社2000版)1.計(jì)算功率PC：據(jù)（表4—10）取工況系數(shù)KA=1.1，則PC=KA·P=5.68（KW）2.選取V帶型號(hào)：根據(jù)PC=5.65KW和nm=970r/min查圖5-12a(機(jī)設(shè))選A型V帶。確定帶輪直徑參考圖5-12a（機(jī)設(shè)）及表5-3（機(jī)設(shè)）選取小帶輪直徑 （電機(jī)中心高符合要求）3.驗(yàn)算帶速由式5-7（機(jī)設(shè)）4.從動(dòng)帶輪直徑查表5-4（機(jī)設(shè)）取5.傳動(dòng)比i6.從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速7.確定中心距和帶長(zhǎng)（1）、按式（5-23機(jī)設(shè)）初選中心距?。?）、按式(5-24機(jī)設(shè))求帶的計(jì)算基礎(chǔ)準(zhǔn)長(zhǎng)度L0查圖.5-7(機(jī)設(shè))取帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld=2000mm(3)、按式(5-25機(jī)設(shè))計(jì)算中心距:a(4)、按式（5-26機(jī)設(shè)）確定中心距調(diào)整范圍8.驗(yàn)算小帶輪包角α1由式(5-11機(jī)設(shè))9.確定V帶根數(shù)Z(1)、由表（5-7機(jī)設(shè)）查得dd1=112n1=800r/min及n1=980r/min時(shí)，單根V帶的額定功率分呷為1.00Kw和1.18Kw，用線性插值法求n1=980r/min時(shí)的額定功率P0值。(2)、由表（5-10機(jī)設(shè)）查得△P0=0.11Kw(3)、由表查得（5-12機(jī)設(shè)）查得包角系數(shù)(4)、由表(5-13機(jī)設(shè))查得長(zhǎng)度系數(shù)KL=1.03(5)、計(jì)算V帶根數(shù)Z，由式（5-28機(jī)設(shè)）取Z=5根10.計(jì)算單根V帶初拉力F0，由式（5-29）機(jī)設(shè)。q由表5-5機(jī)設(shè)查得11．計(jì)算對(duì)軸的壓力FQ，由式（5-30機(jī)設(shè)）得12．確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸，給制帶輪工作圖小帶輪基準(zhǔn)直徑d1=112mm采用實(shí)心式結(jié)構(gòu)。大帶輪基準(zhǔn)直徑d2=280mm，采用孔板式結(jié)構(gòu)，基準(zhǔn)圖見(jiàn)零件工作圖。五.齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算1、高速級(jí)減速齒輪設(shè)計(jì)（直齒圓柱齒輪）(1).齒輪的材料，精度和齒數(shù)選擇，因傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高，材料按表7-1選取，都采用45號(hào)鋼，鍛選項(xiàng)毛坯，大齒輪、正火處理，小齒輪調(diào)質(zhì)，均用軟齒面。齒輪精度用8級(jí)，輪齒表面精糙度為Ra1.6，軟齒面閉式傳動(dòng)，失效形式為占蝕，考慮傳動(dòng)平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多些，取Z1=34則Z2=Z1×i=34×2.62=89(2).設(shè)計(jì)計(jì)算。1)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，由式（7-9）T1=9.55×106×P/n=9.55×106×5.42/384=134794N·mm由圖（7-6）選取材料的接觸疲勞，極限應(yīng)力為бHILim=580бHILin=560由圖7-7選取材料彎曲疲勞極陰應(yīng)力бHILim=230бHILin=210應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N由式（7-3）計(jì)算N1=60n,at=60×(8×360×10)=6.64×109N2=N1/u=6.64×109/2.62=2.53×109由圖7-8查得接觸疲勞壽命系數(shù)；ZN1=1.1ZN2=1.04由圖7-9查得彎曲；YN1=1YN2=1由圖7-2查得接觸疲勞安全系數(shù)：SFmin=1.4又YST=2.0試選Kt=1.3由式(7-1)(7-2)求許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力將有關(guān)值代入式(7-9)得則V1=(πd1tn1/60×1000)=1.3m/s(Z1V1/100)=1.3×(34/100)m/s=0.44m/s查圖7-10得Kv=1.05由表7-3查和得KA=1.25.由表7-4查得Kβ=1.08.取Kα=1.05.則KH=KAKVKβKα=1.42,修正M=d1/Z1=1.96mm由表7-6取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m=2mm3)計(jì)算幾何尺寸d1=mz1=2×34=68mmd2=mz2=2×89=178mma=m(z1＋z2)/2=123mmb=φddt=1×68=68mm取b2=65mmb1=b2+10=754).校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度由圖7-18查得，YFS1=4.1，YFS2=4.0取Yε=0.7由式(7-12)校核大小齒輪的彎曲強(qiáng)度.1、低速級(jí)減速齒輪設(shè)計(jì)（直齒圓柱齒輪）(1).齒輪的材料，精度和齒數(shù)選擇，因傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高，材料按表7-1選取，都采用45號(hào)鋼，鍛選項(xiàng)毛坯，大齒輪、正火處理，小齒輪調(diào)質(zhì)，均用軟齒面。齒輪精度用8級(jí)，輪齒表面精糙度為Ra1.6，軟齒面閉式傳動(dòng)，失效形式為占蝕，考慮傳動(dòng)平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多些，取Z1=34則Z2=Z1×i=34×3.7=104(2).設(shè)計(jì)計(jì)算。設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，由式（7-9）T1=9.55×106×P/n=9.55×106×5.20/148=335540N·mm由圖（7-6）選取材料的接觸疲勞，極限應(yīng)力為бHILim=580бHILin=560由圖7-7選取材料彎曲疲勞極陰應(yīng)力бHILim=230бHILin=210應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N由式（7-3）計(jì)算N1=60nat=60×148×(8×360×10)=2.55×109N2=N1/u=2.55×109/3.07=8.33×108由圖7-8查得接觸疲勞壽命系數(shù)；ZN1=1.1ZN2=1.04由圖7-9查得彎曲；YN1=1YN2=1由圖7-2查得接觸疲勞安全系數(shù)：SFmin=1.4又YST=2.0試選Kt=1.3由式(7-1)(7-2)求許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力將有關(guān)值代入式(7-9)得則V1=(πd1tn1/60×1000)=0.55m/s(Z1V1/100)=0.55×(34/100)m/s=0.19m/s查圖7-10得Kv=1.05由表7-3查和得KA=1.25.由表7-4查得Kβ=1.08.取Kα=1.05.則KH=KAKVKβKα=1.377,修正M=d1/Z1=2.11mm由表7-6取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m=2.5mm(3)計(jì)算幾何尺寸d1=mz1=2.5×34=85mmd2=mz2=2.5×104=260mma=m(z1＋z2)/2=172.5mmb=φdt=1×85=85mm取b2=85mmb1=b2+10=95(4).校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度由圖7-18查得，YFS1=4.1，YFS2=4.0取Yε=0.7由式(7-12)校核大小齒輪的彎曲強(qiáng)度.總結(jié)：高速級(jí)z1=34z2=89m=2低速級(jí)z1=34z2=104m=2.5六.軸的直徑計(jì)算及校核1.高速軸的設(shè)計(jì)(1).選擇軸的材料及熱處理由于減速器傳遞的功率不大，對(duì)其重量和尺寸也無(wú)特殊要求故選擇常用材料45鋼,調(diào)質(zhì)處理.(2).初估軸徑按扭矩初估軸的直徑,查表10-2,得c=106至117,考慮到安裝聯(lián)軸器的軸段僅受扭矩作用.取c=110則:D1min=D2min=D3min=(3).初選軸承1)軸選軸承為62082)軸選軸承為62093)軸選軸承為6212根據(jù)軸承確定各軸安裝軸承的直徑為:D1=40mmD2=45mmD3=60mm(4).結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(現(xiàn)只對(duì)高速軸作設(shè)計(jì),其它兩軸設(shè)計(jì)略,結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)圖)為了拆裝方便,減速器殼體用剖分式,軸的結(jié)構(gòu)形狀如圖所示..確定高速軸和各段直徑和長(zhǎng)度1)初估軸徑后,句可按軸上零件的安裝順序,從左端開(kāi)始確定直徑.該軸軸段1安裝軸承6008,故該段直徑為40mm。2段裝齒輪，為了便于安裝，取2段為44mm。齒輪右端用軸肩固定，計(jì)算得軸肩的高度為4.5mm，取3段為53mm。5段裝軸承，直徑和1段一樣為40mm。4段不裝任何零件，但考慮到軸承的軸向定位，及軸承的安裝，取4段為42mm。6段應(yīng)與密封毛氈的尺寸同時(shí)確定，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用JB/ZQ4606-1986中d=36mm的毛氈圈，故取6段36mm。7段裝大帶輪，取為32mm>dmin。2）各軸段長(zhǎng)度的確定軸段1的長(zhǎng)度為軸承6008的寬度和軸承到箱體內(nèi)壁的距離加上箱體內(nèi)壁到齒輪端面的距離加上2mm，l1=32mm。2段應(yīng)比齒輪寬略小2mm，為l2=73mm。3段的長(zhǎng)度按軸肩寬度公式計(jì)算l3=1.4h；去l3=6mm，4段：l4=109mm。l5和軸承6008同寬取l5=15mm。l6=55mm，7段同大帶輪同寬，取l7=90mm。其中l(wèi)4，l6是在確定其它段長(zhǎng)度和箱體內(nèi)壁寬后確定的。于是，可得軸的支點(diǎn)上受力點(diǎn)間的跨距L1=52.5mm，L2=159mm，L3=107.5mm。3）.軸上零件的周向固定為了保證良好的對(duì)中性，齒輪與軸選用過(guò)盈配合H7/r6。與軸承內(nèi)圈配合軸勁選用k6，齒輪與大帶輪均采用A型普通平鍵聯(lián)接，分別為16*63GB1096-19794）.軸上倒角與圓角為保證6208軸承內(nèi)圈端面緊靠定位軸肩的端面，根據(jù)軸承手冊(cè)的推薦，取軸肩圓角半徑為1mm。其他軸肩圓角半徑均為2mm。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB6403.4-1986，軸的左右端倒角均為1*45。。(5).軸的受力分析畫(huà)軸的受力簡(jiǎn)圖。計(jì)算支座反力。Ft=2T1/d1=Fr=Fttg20。=3784FQ=1588N在水平面上FR1H= FR2H=Fr-FR1H=1377-966=411N在垂直面上FR1V=Fr2V=Ft-FR1V=1377-352=1025N畫(huà)彎矩圖在水平面上，a-a剖面左側(cè)MAh=FR1Hl3=96652.5=50.715N·ma-a剖面右側(cè)M’Ah=FR2Hl2=411153=62.88N·m在垂直面上MAv=M’AV=FR1Vl2=352×153=53.856N·m合成彎矩，a-a剖面左側(cè)a-a剖面右側(cè)畫(huà)轉(zhuǎn)矩圖轉(zhuǎn)矩3784×（68/2）=128.7N·m(6).判斷危險(xiǎn)截面顯然，如圖所示，a-a剖面左側(cè)合成彎矩最大、扭矩為T(mén)，該截面左側(cè)可能是危險(xiǎn)截面；b-b截面處合成灣矩雖不是最大，但該截面左側(cè)也可能是危險(xiǎn)截面。若從疲勞強(qiáng)度考慮，a-a，b-b截面右側(cè)均有應(yīng)力集中，且b-b截面處應(yīng)力集中更嚴(yán)重，故a-a截面左側(cè)和b-b截面左、右側(cè)又均有可能是疲勞破壞危險(xiǎn)截面。(7).軸的彎扭合成強(qiáng)度校核由表10-1查得1)a-a剖面左側(cè)3=0.1×443=8.5184m3=14.572）b-b截面左側(cè)3=0.1×423=7.41m3b-b截面處合成彎矩Mb:=174N·m=27(8).軸的安全系數(shù)校核:由表10-1查得(1)在a-a截面左側(cè)WT=0.2d3=0.2×443=17036.8mm3由附表10-1查得由附表10-4查得絕對(duì)尺寸系數(shù);軸經(jīng)磨削加工,由附表10-5查得質(zhì)量系數(shù).則彎曲應(yīng)力應(yīng)力幅平均應(yīng)力切應(yīng)力安全系數(shù)查表10-6得許用安全系數(shù)=1.3～1.5,顯然S>,故a-a剖面安全.1)b-b截面右側(cè)抗彎截面系數(shù)3=0.1×533=14.887m3抗扭截面系數(shù)