機(jī)械設(shè)計說明書(完整版)

.z.機(jī)械課程設(shè)計說明書課程設(shè)計題目：帶式輸送機(jī)傳動裝置專業(yè)：機(jī)電一體化技術(shù)年級：2021級設(shè)計人**：設(shè)計日期：2021年7月指導(dǎo)教師：**師范大學(xué)〔白云〕職業(yè)技術(shù)學(xué)院-.z.目錄設(shè)計任務(wù)書……………………2傳動系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計…………3傳動零件的設(shè)計計算…………4齒輪傳動的設(shè)計計算…………6軸的設(shè)計計算…………………7滾動軸承的選擇………………12鍵聯(lián)接的選擇…………………12箱體、箱蓋主要尺寸計算……12聯(lián)軸器的選擇…………………13潤滑與密封……………………14減速器的附件的設(shè)計…………14設(shè)計小結(jié)………14設(shè)計參考文獻(xiàn)目錄……………151機(jī)械課程設(shè)計說明書一、前言(一)設(shè)計任務(wù)設(shè)計題目：帶式輸送機(jī)傳動裝置的設(shè)計原始數(shù)據(jù)及工作要求組別滾筒直徑D(mm)輸送帶帶速V(m/s)輸送帶拉力F(N)壽命(年)82800.87500101〕工作情況：三班工作制，載荷有輕微振動。2〕工作環(huán)境：室外，灰塵較大，最高環(huán)境溫度40℃3〕動力來源：電力，三相交流，電壓380V/220V。4〕制造條件：一般機(jī)械制造廠，批量生產(chǎn)；5〕齒輪減速器浸油潤滑；取大齒輪的攪油效率0.98；取滾筒-輸送帶效率0.96。6〕輸送帶速度允許誤差±5%三、設(shè)計工作量設(shè)計說明書1份；減速器裝配圖，零號圖1*；零件工作圖2*〔箱體或箱蓋，1號圖；中間軸或大齒輪，1號或2號圖〕。四、參考文獻(xiàn)1."機(jī)械設(shè)計"教材2．"機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書"3．"機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計圖冊"4."機(jī)械零件手冊"5.其他相關(guān)書籍·〔二〕設(shè)計內(nèi)容電動機(jī)的選擇與運(yùn)動參數(shù)計算；斜齒輪傳動設(shè)計計算軸的設(shè)計滾動軸承的選擇鍵和連軸器的選擇與校核；裝配圖、零件圖的繪制設(shè)計計算說明書的編寫8.減速器總裝配圖一*9.齒輪、軸零件圖各一*設(shè)計說明書一份〔三〕計目的通過本課程設(shè)計將學(xué)過的根底理論知識進(jìn)展綜合應(yīng)用，培養(yǎng)構(gòu)造設(shè)計，計算能力，熟悉一般的機(jī)械裝置設(shè)計過程。(四)傳動方案的分析機(jī)器一般是由原動機(jī)、傳動裝置和工作裝置組成。傳動裝置是用來傳遞原動機(jī)的運(yùn)動和動力、變換其運(yùn)動形式以滿足工作裝置的需要，是機(jī)器的重要組成局部。傳動裝置是否合理將直接影響機(jī)器的工作性能、重量和本錢。合理的傳動方案除滿足工作裝置的功能外，還要求構(gòu)造簡單、制造方便、本錢低廉、傳動效率高和使用維護(hù)方便。本設(shè)計中原動機(jī)為電動機(jī)，工作機(jī)為皮帶輸送機(jī)。傳動方案采用了兩級傳動，第一級傳動為帶傳動，第二級傳動為單級直齒圓柱齒輪減速器。帶傳動承載能力較低，在傳遞一樣轉(zhuǎn)矩時，構(gòu)造尺寸較其他形式大，但有過載保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，還可緩和沖擊和振動，故布置在傳動的高速級，以降低傳遞的轉(zhuǎn)矩，減小帶傳動的構(gòu)造尺寸。齒輪傳動的傳動效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命較長，是現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用最為廣泛的機(jī)構(gòu)之一。本設(shè)計采用的是單級直齒輪傳動。減速器的箱體采用水平剖分式構(gòu)造，用HT200灰鑄鐵鑄造而成。二、傳動系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(一)電動機(jī)選擇1、電動機(jī)類型的選擇：Y系列三相異步電動機(jī)2、電動機(jī)功率選擇：①傳動裝置的總效率η：查表1取皮帶傳動效率0.96，軸承傳動效率0.99，齒輪傳動效率0.97，聯(lián)軸器效率0.99。η=0.96××0.97×0.99=0.903②工作機(jī)所需的輸入功率Pw：Pw=(FwVw)/(1000ηw)式中，F(xiàn)w=2KN=7500N，Vw=0.8m/s，ηwPw=(7500×2)/(1000×0.96)=6.38KW③電動機(jī)的輸出功率：PO=Pw/η=6.38÷0.49=7.06KW選取電動機(jī)額定功率Pm，由查表8—2得電動機(jī)的額定功率P＝7.5KW。3、確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速：計算滾筒工作轉(zhuǎn)速：nw=60×1000V/〔πD〕=60×1000×0.8/〔π×280〕=54.6r/min由推薦的傳動比合理范圍，取圓柱齒輪傳動一級減速器傳動比范圍i1=3~6。取V帶傳動比i2=2~4，則總傳動比理時范圍為i=6~24。故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為n=〔6~24〕×96=576~2304r/min。4、確定電動機(jī)型號根據(jù)以上計算，符合這一轉(zhuǎn)速范圍的電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速有750r/min、1000r/min和1500r/min，綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、構(gòu)造和帶傳動及減速機(jī)的傳動比，最終確定同步轉(zhuǎn)速為750r/min，根據(jù)所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速確定電動機(jī)的型號為Y160L—8，滿載轉(zhuǎn)速720主要參數(shù)：額定功率7.5KW，滿載轉(zhuǎn)速720r/min.(二)計算傳動裝置的總傳動比及分配各級傳動比1、總傳動比：i=720÷54.6=132、分配各級傳動比：因i=i1*i2，根據(jù)有關(guān)資料，單級減速器i=3~6合理，這里取i1=4，i2=13÷4=3.25(三)運(yùn)動參數(shù)及動力參數(shù)計算1、各軸轉(zhuǎn)速〔r/min〕Ⅰ軸n1=nm/i2=720÷3.5=221.5r/minⅡ軸n2=n1/i1=221.5÷4=55.375r/min2、計算各軸的功率〔KW〕電動機(jī)的輸出功率PO=7.06KWⅠ軸PI=7.06×0.96=6.7776KWⅡ軸PⅡ=PⅠη1η2=6.7776×0.99×0.97=6.508KW〔η1為軸承傳動效率，η2為齒輪傳動效率，η3聯(lián)軸器傳動效率〕卷筒軸Pj=PⅡη1η3=6.508×.099×0.99=6.378KW3、計算各軸扭矩〔N·mm〕Ⅰ軸TI=9550×PI/nI=9550×6.7776/221.5=292.217N·mⅡ軸TⅡ=9550×PⅡ/nⅡ=9550×6.508/55.375=1122.372N·m卷筒軸Tj=9550×Pj/nj=9550×6.378/55.375=1099.95N·m將運(yùn)動和動力參數(shù)計算結(jié)果整理后列于下表：表3運(yùn)動和動力參數(shù)表參數(shù)軸名電動機(jī)軸Ⅰ軸Ⅱ軸卷筒軸轉(zhuǎn)速n/r?min-1720221.555.37555.375功率P/kw7.066.77766.5086.500轉(zhuǎn)矩T/N?m28.09292.2171122.3721099.95傳動比i3.2541三、傳動零件的設(shè)計計算〔一〕Ｖ帶傳動的設(shè)計1、確定計算功率工作情況系數(shù)查文獻(xiàn)[1]表11.5知：=1.1。=1.1×7.06=7.766kw2、選擇帶型號根據(jù)Pc=7.766kw，nm＝720r/min，查8—2，初步選用普通B型帶。3、選取帶輪基準(zhǔn)直徑查文獻(xiàn)[1]表11.6選取小帶輪基準(zhǔn)直徑=140mm，則大帶輪基準(zhǔn)直徑=3.25×〔1-0.01〕×140=450.45mm。式中，為帶的滑動率，通常取〔1%～2%〕，查表后取=500mm。大帶輪轉(zhuǎn)速=r/min4、驗(yàn)算帶速v5.2752m/s在5～25m/s范圍內(nèi)，Ｖ帶充分發(fā)揮。5、V帶基準(zhǔn)長度和中心距求根據(jù)文獻(xiàn)[1]中式11.20，初定=1.5×〔140×500〕=960mm取a=960mm。由文獻(xiàn)[1]中式11.2帶長由文獻(xiàn)[1]中圖11.4定相近的基準(zhǔn)長度Ld=1600mm，再由式〔11.3〕計算實(shí)際中心距=634.0945mm6、驗(yàn)算包角，由式〔11.4〕得=，適宜7、確定v帶根數(shù)z帶速實(shí)際傳動比查表11.8單根v帶功率=0.59KW；查表11.7包角系數(shù)=0.91；查表11.12帶長度系數(shù)=1.07，查表11.10，，由表8-10查得，由表8-11查得，所以,則由公式得=12.52應(yīng)選13根帶。8、確定帶的*緊力F0〔單根帶〕查表8-13得q=0.17kg/m，故可由式〔11.21〕得單根V帶的*緊力=103.661N軸上載荷=〔二〕齒輪傳動的設(shè)計計算根據(jù)選精度等級、材料及齒數(shù)材料及熱處理；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，二者材料硬度差為40HBS。精度等級選用8級精度；試選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)的；選取螺旋角。初選螺旋角β＝14°2、確定許用應(yīng)力小齒輪的齒面平均硬度為280HBS，由圖6-11查得，由圖6-21查得，并取得最小平安系數(shù)、許用應(yīng)力分別為：。大齒輪的齒面平均硬度為240HBS,由圖6-21查得MPa,由圖6-23查得，并取平安系數(shù)為，許用應(yīng)力分別為[3、計算小齒輪的轉(zhuǎn)矩：4、按齒面的接觸疲勞強(qiáng)度計算：取小齒輪的許用應(yīng)力接觸應(yīng)力為代入下式中得小齒輪的分度圓直徑為：=107.25、計算圓周度：v==6、計算重合度：εβ==0.318×30×tan14=2.387、計算載荷系數(shù)K載荷平穩(wěn)，所以取KA=1.25根據(jù)v=0.31m/s,8級精度，由圖10—8查得動載系數(shù)KV=1.11；由表10—4查的KHβ的計算公式和直齒輪的一樣，故KHβ=1.12+0.18(1+0.6×1)1×1+0.23×1067.85=1.42由表8-7查得由表8-22查得。故載荷系數(shù)K=8、按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由下式得：d1==9、計算模數(shù)m：m=410、幾何尺寸計算：由機(jī)械設(shè)計根底的有關(guān)齒輪設(shè)計知道，中心距a=266,按圓整后的中心距修正螺旋角β=arcos=1355’50計算大、小齒輪的分度圓直徑分別為‘齒輪寬度所以b=128，B1=12011、構(gòu)造設(shè)計以大齒輪為例。因齒輪齒頂圓直徑大于160mm，而又小于500mm〔三〕軸的設(shè)計計算高速軸：1、求作用在齒輪上的受力2、選用45鋼，調(diào)作用在齒輪上的力3、初步確定軸的最小直徑軸的構(gòu)造設(shè)計確定軸上零件的裝配方案2〕根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度，從右往左得d)該段軸要安裝軸承，直徑定為50mme〕軸肩固定軸承，直徑為60mmf)為了齒輪軸向定位可靠，定位軸肩高度應(yīng)達(dá)5mm，所以該段直徑選為55mm。g)該段軸要安裝齒輪，考慮到軸肩要有2mm的圓角，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，定為52mm。h)該段軸要安裝軸承，考慮到軸肩要有2mm的圓角，則軸承選用30207型，即該段直徑定為50mm。i)考慮到聯(lián)軸器的軸向定位可靠，定位軸肩高度應(yīng)達(dá)2.5mm，所以該段直徑選為47。j)由于聯(lián)軸器一端連接電動機(jī)，另一端連接輸入軸，所以該段直徑尺寸受到電動機(jī)外伸軸直徑尺寸的限制，選為42mm。3)各段長度確實(shí)定各段長度確實(shí)定從左到右分述如下：該段軸安裝軸承和擋油盤，軸承寬42.5mm，該段長度定為42.5mm。該段為軸環(huán)，寬度不小于7mm，定為11mm。該段安裝齒輪，要求長度要比輪轂短2mm，齒輪寬為128mm，定為126mm。該段綜合考慮齒輪與箱體內(nèi)壁的距離取13.5mm、軸承與箱體內(nèi)壁距離取4mm〔采用油潤滑〕，軸承寬42.5mm，定為65mm。該段綜合考慮箱體突緣厚度、調(diào)整墊片厚度、端蓋厚度及聯(lián)軸器安裝尺寸，定為57mm。該段由聯(lián)軸器孔長決定為160mm5、軸的強(qiáng)度校核(1)軸的受力分析：a)畫軸的受力圖軸的受力圖如下列圖所示b)支承反力在水平面上為式中負(fù)號表示與圖中受力的方向相反，以下一樣在垂直平面上為軸承A的總支撐反力為軸承B的總支撐反力為c)彎矩計算在垂直平面上為合成彎矩，有(2)畫出彎矩圖(3)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩圖畫出彎矩圖如下圖(4)校核軸的強(qiáng)度齒輪軸與A點(diǎn)處彎矩最大，且軸頸較小，故點(diǎn)A剖面為危險剖面。其抗彎截面系數(shù)為抗扭截面系數(shù)為最大彎曲應(yīng)力為扭剪應(yīng)力為按彎鈕合成強(qiáng)度進(jìn)展校核計算，對于單向轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)動按脈動循環(huán)處理，故取折合系數(shù)則當(dāng)量應(yīng)力為有表8-26查得45號鋼調(diào)質(zhì)處理抗拉強(qiáng)度極限有表8-32用插值法查得軸的許用彎曲應(yīng)力強(qiáng)度滿足需求。校核鍵連接的強(qiáng)度帶輪處鍵連接的擠壓切應(yīng)力為取鍵、軸及帶輪的材料都為鋼，有表8-33查得，強(qiáng)度滿足校核軸的壽命當(dāng)量動載荷有表8-28查得6207軸承得C=25500N，,軸承的受力圖如下圖，因?yàn)檩S承不受軸向力，軸承A、B當(dāng)量動載荷為軸承壽命因故只需校核軸承A，.軸承在100以下工作，由表8-35查得載荷系數(shù).減速器預(yù)期壽命為故軸承壽命足夠。高速軸的受力分析圖高速軸承的布置及受力圖如下列圖所示低速軸：作用在齒輪上的力FH1=FH2=4494/2=2247NFv1=Fv2=1685/2=842.5N初步確定軸的最小直徑軸的構(gòu)造設(shè)計軸上零件的裝配方案據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度I-IIII-IIIIII-IVIV-VV-VIVI-VII直徑708085909580長度210851201011.542.504、軸的強(qiáng)度校核:略。四、滾動軸承的選擇(一)計算輸入軸承選用30316型圓錐滾子軸承，其內(nèi)徑d為80mm,外徑D為170mm，寬度T為(二)計算輸出軸承選30211型圓錐滾子軸承，其內(nèi)徑d為55mm，外徑D=100mm，寬度T為22.755mm。五、鍵聯(lián)接的選擇本設(shè)計均采用：普通圓頭平鍵。普通平鍵——用于靜聯(lián)接，即軸與輪轂間無相對軸向移動。構(gòu)造：兩側(cè)面為工作面，靠鍵與槽的擠壓和鍵的剪切傳遞扭矩型式：大齒輪處選擇圓頭A型〔常用〕；為防轉(zhuǎn)、鍵〔指端銑刀加工〕與槽同形、鍵頂上面與轂不接觸有間隙，聯(lián)軸器與帶輪處均選擇C型鍵。1、輸出軸與帶輪聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接鍵的類型及其尺寸選擇：帶輪傳動要求帶輪與軸的對中性好，應(yīng)選擇C型平鍵聯(lián)接。裝配圖中該鍵零件選用GB1096-79系列的鍵12×56，查得：鍵寬b=12，鍵高h(yuǎn)=8，并根據(jù)軸長確定鍵長。六、箱體、箱蓋主要尺寸計算箱體采用水平剖分式構(gòu)造，箱體主要尺寸如下表名稱代號尺寸/mm中心距266下箱座壁厚8上箱座壁厚8下箱座剖面分處凸緣厚度b12下箱座剖面分處凸緣厚度12地腳螺栓地腳厚度p20箱座上肋厚M8箱蓋上肋厚8地腳螺栓直徑M16地腳螺栓孔直徑20地腳螺栓沉頭座直徑45地腳凸緣尺寸〔扳手空間〕2725地腳螺栓數(shù)目n4軸承旁連接螺栓〔螺釘〕直徑M12軸承旁連接螺栓通孔直徑13.5軸承旁連接螺栓通沉頭孔直徑26剖分面凸緣螺栓凸臺尺寸〔扳手空間〕2016上下箱連接螺栓〔螺釘〕直徑M10上下箱連接螺栓通孔直徑11上下箱連接螺栓沉頭孔直徑24箱緣尺寸〔扳手空間〕1814軸承蓋螺釘直徑M8檢查孔蓋連接螺栓直徑M6圓錐定位銷直徑6減速器中心高H170軸承旁凸臺高度h45軸承旁軸承半徑16軸承端蓋〔軸承座〕外徑115,113軸承旁連接螺栓距離S118,135箱體外壁至軸承座端面的距離K42軸承孔長度〔箱體內(nèi)壁至軸承端蓋的距離50大齒輪頂圓與箱體內(nèi)壁間的距離10齒輪端面與箱體內(nèi)壁間的距離10七、聯(lián)軸器的選擇由于彈性聯(lián)軸器的諸多優(yōu)點(diǎn)，所以考慮選用它。聯(lián)軸器的設(shè)計計算由于裝置用于運(yùn)輸機(jī)，原動機(jī)為電動機(jī)，所以工作情況系數(shù)為，計算轉(zhuǎn)矩為所以選用彈性柱銷聯(lián)軸器TL10〔GB4323-84〕其主要參數(shù)如下：材料HT200公稱轉(zhuǎn)矩軸孔直徑軸孔長，裝配尺寸半聯(lián)軸器厚〔[1]P163表17-3〕〔GB4323-84〕八、潤滑與密封齒輪的潤滑采用浸油潤滑，由于低速級周向速度為，所以浸油高度約為六分之一大齒輪半徑，取為60㎜。滾動軸承的潤滑由于軸承周向速度為，所以宜開設(shè)油溝、飛濺潤滑。潤滑油的選擇齒輪與軸承用同種潤滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選用L-AN15潤滑油。密封方法的選取選用凸緣式端蓋易于調(diào)整，采用悶蓋安裝骨架式旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈實(shí)現(xiàn)密封。密封圈型號按所裝配軸的直徑確定