機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)-課程設(shè)計帶式運輸機(jī)傳動裝置

PAGEPAGE19機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計設(shè)計計算說明書題目:帶式運輸機(jī)傳動裝置學(xué)院：班級：設(shè)計者：學(xué)號：指導(dǎo)老師：目錄一、電動機(jī)的選擇與計算3二、帶傳動的設(shè)計與計算6三、齒輪的設(shè)計與計算7四、軸的設(shè)計與計算9五、滾動軸承的選擇與計算15六、鍵的選擇與計算16七、聯(lián)軸器的選擇與計算16八、潤滑方式、潤滑油牌號及密封裝置的選擇17九、箱體尺寸設(shè)計17十、參考資料19一、電動機(jī)的選擇電動機(jī)的選擇： 據(jù)已知條件和實際工作需求，選擇常用的Y系列三相異步電動機(jī)。選擇電動機(jī)功率負(fù)載功率電動機(jī)所需功率式中η—由電動機(jī)至輸送帶的傳動總效率η1—帶傳動傳動效率η2—滾動軸承的效率η3—圓柱齒輪傳動效率η4—聯(lián)軸器效率η5—傳動卷筒的傳動比所以選取電動機(jī)的額定功率選擇電動機(jī)的轉(zhuǎn)速根據(jù)《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》P120可知，帶的轉(zhuǎn)速為v=,故傳動卷筒轉(zhuǎn) 速查《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊》表13-2，得：V帶傳動的單級傳動比，一級圓柱齒輪傳動比，則總傳動比合理范圍為：電動機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍符合這一范圍的電動機(jī)同步轉(zhuǎn)速有750r/min，1000r/min，1500r/min，現(xiàn)選用1000r/min的電動機(jī)。因而,可得到電動機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)（根據(jù)設(shè)計手冊p167）為：表1待選電動機(jī)電動機(jī)型號同步轉(zhuǎn)速（r/min）額定功率（kW）滿載轉(zhuǎn)速（r/min）堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩質(zhì)量（kg）額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y132M1-61000,6極49602.02.073表2待選電動機(jī)外形尺寸機(jī)座號極數(shù)ABCDEFGHKABACADHDBBL132M62161788938+0.01880103313212280270210315238515表3待選電動機(jī)安裝尺寸(mm)中心高H外形尺寸L×(AC/2+AD)×HD底角安裝尺寸A×B地腳螺栓直徑孔K軸伸尺寸D×E裝鍵部位尺寸F×G132515×(270/2+210)×315216×1781238×8010×45確定傳動裝置的總傳動比及分配總傳動比取V帶傳動的單級傳動比則一級圓柱齒輪傳動比計算傳動裝置的運動參數(shù)和動力參數(shù)（1）各軸的輸入輸出功率輸入功率主動軸：從動軸：卷筒軸：輸出功率電動機(jī)軸：主動軸：從動軸：卷筒軸：（2）各軸的轉(zhuǎn)速電動機(jī)軸：主動軸：從動軸：卷筒軸：（3）各軸的輸入輸出轉(zhuǎn)矩輸入轉(zhuǎn)矩主動軸：從動軸：卷筒軸：輸出轉(zhuǎn)矩電動機(jī)軸：主動軸：從動軸：卷筒軸：表4各軸轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩軸名轉(zhuǎn)速n(r/min)功率P(kW)轉(zhuǎn)矩T(N·m)輸入輸出輸入輸出電動機(jī)軸9603.3333.15主動軸355.563.203.1685.9585.09從動軸95.503.043.01304.09301.09卷筒軸95.502.982.86297.99286.09二、帶傳動的設(shè)計與計算確定計算功率考慮到載荷性質(zhì)和運轉(zhuǎn)時間長短等因素，由《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表8-4得，工況系數(shù)計算功率選定帶型根據(jù)計算功率和小帶輪轉(zhuǎn)速，由《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》中p120的圖8-9選定帶的型號為A型V帶。確定帶輪的基準(zhǔn)直徑和根據(jù)V帶截型，參考《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表8-5選取小帶輪的基準(zhǔn)直徑驗算帶速度大帶輪基準(zhǔn)直徑參考《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》中p120的表8-5，取標(biāo)準(zhǔn)值確定中心距和帶的基準(zhǔn)長度根據(jù)傳動的結(jié)構(gòu)需要：即：單位：mm取根據(jù)帶傳動的幾何關(guān)系，帶的基準(zhǔn)長度根據(jù)由《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表8-6選取與之接近的V帶的基準(zhǔn)長度傳動中心距中心距的變動范圍驗算小帶輪的包角確定帶的根數(shù)式中—考慮包角不同時的影響系數(shù)，簡稱包角系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表8-7，—考慮帶的長度不同時的影響系數(shù)，簡稱長度系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表8-6，—單根V帶的基本額定功率，查《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表8-3，—就傳動比的影響時，單根V帶額定功率的增量，查《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表8-3，取確定帶的初拉力計算帶作用于軸上的力選定帶輪結(jié)構(gòu)小帶輪為實心式結(jié)構(gòu)大帶輪為輪輻式結(jié)構(gòu)三、齒輪的設(shè)計與計算齒輪傳動材料選擇小齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)齒面硬度許用接觸應(yīng)力許用彎曲應(yīng)力大齒輪選用45鋼，正火齒面硬度許用接觸應(yīng)力許用彎曲應(yīng)力齒面接觸疲勞度強(qiáng)度設(shè)計（1）選擇齒數(shù)通常，取，取小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩選擇齒寬系數(shù)由于齒輪為對稱布置，且為軟齒面，所以取。此時，齒寬b=74mm；大輪齒寬b2=b=74mm，小齒輪齒寬b1=b+(5~10)mm,取b1=80mm。確定載荷系數(shù)載荷系數(shù)為，由于齒輪為對稱布置，所以取計算分度圓直徑確定齒輪的模數(shù)按《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表9-2，圓整為,此時齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗算齒形系數(shù)由和，查《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表9-8得和驗算齒根彎曲應(yīng)力齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠齒輪精度等級根據(jù)查《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表9-6，選用9級精度計算齒輪的幾何尺寸齒寬高齒根高全齒高齒頂圓直徑小齒輪：大齒輪：齒根圓直徑小齒輪：大齒輪：基圓直徑小齒輪：大齒輪：齒距齒厚齒模寬中心距表5大、小齒輪尺寸（單位：mm）名稱代號小齒輪大齒輪模數(shù)2分度圓直徑74248齒頂高2齒根高2.5全齒高4.5齒頂圓直徑78252齒根圓直徑69243基圓直徑69.537229.13齒距6.283齒厚3.142齒模寬3.142中心距175四、軸的設(shè)計與計算主動軸選擇軸的材料采用45號鋼，調(diào)制處理硬度許用彎曲應(yīng)力按轉(zhuǎn)矩估算軸的最小直徑由《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》中p226的表13-2取考慮鍵槽對軸強(qiáng)度的影響，取軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)軸系結(jié)構(gòu)分析要點，結(jié)合后述尺寸確定，考慮到圓柱齒輪傳動，選用深溝球軸承，采用凸緣式軸承蓋，依靠普通平鍵聯(lián)接實現(xiàn)周向固定。利用軸肩結(jié)構(gòu)實現(xiàn)軸與軸承的軸向固定?？紤]到小齒輪分度圓直徑與軸的直徑差距不大的情況，采用齒輪軸的結(jié)構(gòu)方案。軸與其它零部件相配合的具體情況見后裝配圖。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要有三項內(nèi)容：1.各軸段徑向尺寸的確定；2.各軸段軸向長度的確定；3.其他尺寸（如鍵槽、圓角、倒角、退刀槽等）的確定。（1）軸段徑向尺寸的確定1）如圖所示，查設(shè)計手冊中p17的表1-29可知軸段d1=25mm開始，逐段取相鄰軸段的直徑。2）d2起定位固定作用，考慮到V帶大輪的內(nèi)孔倒角，定位軸肩高度取h=2.5，故d2=d1+2h==25+2×2.5=30mm,該尺寸應(yīng)滿足密封件的直徑系列要求。3）d3與軸承內(nèi)徑相配合，考慮安裝方便，結(jié)合軸的標(biāo)準(zhǔn)直徑系列并符合軸承內(nèi)徑系列，取d3=40mm，初選定軸承代號為4）d4即為小齒輪部分，要小于小齒輪齒根圓直徑，故d4=45mm5）d5采用軸環(huán)定位取軸肩高4mm做定位面，選取最小過渡圓角半徑，r=1.5mm，取d5=55mm6）根據(jù)對稱性，d6=d3=37mm（2）軸向尺寸的確定軸段①：從L1段開始，L1段與V帶的大輪配合，由前面的計算的大帶輪的輪緣寬為B=50±2.6mm，考慮大帶輪的軸向固定要求，L1應(yīng)略小于大帶輪的寬度2~3mm，取L1=軸段②：根據(jù)箱體箱蓋的加工和安裝要求，取箱體軸承孔長度為46mm，軸承蓋和箱體之間應(yīng)有調(diào)整墊片，取其厚度位2mm，軸承端蓋厚度取10mm，端蓋和帶輪之間應(yīng)有一定的間歇，取12mm。綜合考慮，取L2=70mm。軸段③：齒輪兩側(cè)端面至箱體內(nèi)壁的距離取10mm。軸承采用脂潤滑，為使軸承和箱體內(nèi)潤滑油孤絕，應(yīng)設(shè)有擋油環(huán)（兼做定位套筒），為此取軸承端面至箱體內(nèi)壁的距離為8mm，故擋油環(huán)的總寬度為18mm。綜合考慮，取L3=37mm。軸段④：該長度應(yīng)小于齒輪寬度，故取L4=55軸段⑤：由于采用軸環(huán)定位，取軸肩高4mm作定位面，選取最小過度圓半徑r=1.5mm，取L5=8mm；軸段⑥：L6段，為了使齒輪箱對殼題對稱布置，基于和軸段3同樣的考慮，并考慮軸端的倒角大小，取L6=37兩軸承中心距L=L3+L4+L5-B–2=37+55+37-18-2=109（3）其它尺寸由d4=45mm，查《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊》可得鍵的公稱尺寸為bxh=14x9，于是e=r-H=齒根圓半徑-鍵高h(yuǎn)的一半與主動軸上的r=34.5-（4.5+22.5）=7.5》（2～2.5）m=6.25，故應(yīng)為做成齒輪加軸的結(jié)構(gòu)。此外，由d1=25mm，L1=54mm可得，主動軸軸聯(lián)器選GB/T1096鍵（4）主動軸各段尺寸（單位：mm）：編號123456直徑253040455540長度54703755837軸承跨距大帶輪與相近軸承的中心距按彎曲和扭轉(zhuǎn)復(fù)合強(qiáng)度對軸進(jìn)行強(qiáng)度計算（1）齒輪受力計算由于選用的是直齒齒輪，不存在軸向力。根據(jù)之前的計算，該軸還將受到V帶大輪帶來的的壓力FQ=（2）水平面支反力和彎矩支反力彎矩豎直面支反力和彎矩支反力彎矩（4）合成彎矩（5）當(dāng)量彎矩由于扭矩不變，取應(yīng)力校正系數(shù)（6）校驗軸的強(qiáng)度因此，該軸滿足強(qiáng)度要求。從動軸選擇軸的材料采用45號鋼，調(diào)制處理硬度許用彎曲應(yīng)力按轉(zhuǎn)矩估算軸的最小直徑由《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表10-2取考慮鍵槽對軸強(qiáng)度的影響和聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)，取軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)軸系結(jié)構(gòu)分析要點，結(jié)合后述尺寸確定，考慮到圓柱齒輪傳動，選用深溝球軸承，采用凸緣式軸承蓋，依靠普通平鍵聯(lián)接實現(xiàn)周向固定。利用軸肩結(jié)構(gòu)實現(xiàn)軸與軸承的軸向固定?？紤]到小齒輪分度圓直徑與軸的直徑差距不大的情況，采用齒輪軸的結(jié)構(gòu)方案。軸與其它零部件相配合的具體情況見后裝配圖。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要有三項內(nèi)容：1.各軸段徑向尺寸的確定；2.各軸段軸向長度的確定；3.其他尺寸（如鍵槽、圓角、倒角、退刀槽等）的確定。（1）軸段徑向尺寸的確定1）如圖所示，查設(shè)計手冊中p17的表1-29可知軸段d1=35mm2）d2起定位固定作用，考慮到V帶大輪的內(nèi)孔倒角，定位軸肩高度取h=2.5，故d2=d1+2h==35+2×2.5=40mm,該尺寸應(yīng)滿足密封件的直徑系列要求。3）d3與軸承內(nèi)徑相配合，考慮安裝方便，結(jié)合軸的標(biāo)準(zhǔn)直徑系列并符合軸承內(nèi)徑系列，取d3=45mm，初選定軸承代號為4）d4與大齒輪配合，由于大齒輪為腹板式結(jié)構(gòu)，考慮到齒輪裝拆方便，d4應(yīng)比d3略大，故d4=50mm5）d5采用軸環(huán)定位取軸肩高4mm做定位面，選取最小過渡圓角半徑，r=1.5mm，取d5=606）根據(jù)對稱性，d6=d3=45（2）軸向尺寸的確定軸段①：從L1段開始，L1段與軸聯(lián)器配合，根據(jù)該軸的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，初步選擇型號為GY6的彈性套柱銷聯(lián)軸器。經(jīng)查設(shè)計手冊p94的表8—2，其Y型軸孔長度為82mm,而L1應(yīng)略小于其軸孔長度2~3mm，故L1=80mm。軸段②：長度L2：根據(jù)箱體箱蓋的加工和安裝要求，取箱體軸承孔長度為46mm，軸承蓋和箱體之間應(yīng)有調(diào)整墊片，取其厚度位2mm，軸承端蓋厚度取10mm，端蓋和聯(lián)軸器之間應(yīng)有一定的間歇，取12mm。綜合考慮，取L2=70mm。軸段③：齒輪兩側(cè)對稱安裝一對軸承，選擇6211，測得寬度為21mm，取d3=45mm。左軸承用軸套定位，根據(jù)軸承對安裝尺寸的要求，軸承定位直徑64mm。該軸段長度L3的確定如下：齒輪兩側(cè)端面至箱體內(nèi)壁的距離取10mm。軸承采用脂潤滑，為使軸承和箱體內(nèi)潤滑油孤絕，應(yīng)設(shè)有擋油環(huán)（兼做定位套筒），為此取軸承端面至箱體內(nèi)壁的距離為10mm，故擋油環(huán)的總寬度為20mm。綜合考慮，取L3=42mm軸段④：該長度應(yīng)小于齒輪寬度，故取L4=70mm。軸段⑤：由于采用軸環(huán)定位，取軸肩高4mm作定位面，選取最小過度圓半徑r=1.5mm，取L5=8mm；軸段⑥：L6段，為了使齒輪箱對殼題對稱布置，基于和軸段3同樣的考慮，并考慮軸端的倒角大小，取L6=34mm。兩軸承中心距L=L3+L4+L5+L6-18（軸承厚度）-1（倒角）=1363．其他尺寸聯(lián)軸器與軸的周向固定采用A型普通平鍵，查設(shè)計手冊中p53關(guān)于鍵連接，由d1=35mm，L1=80由d4=50mm，L4=70mm（4）從動軸各段尺寸（單位：mm）編號123456直徑354045506045長度80704270834軸承跨距4、按彎曲和扭轉(zhuǎn)復(fù)合強(qiáng)度對軸進(jìn)行強(qiáng)度計算齒輪受力計算水平面支反力和彎矩支反力彎矩豎直面支反力和彎矩支反力彎矩合成彎矩當(dāng)量彎矩由于扭矩不變，取應(yīng)力校正系數(shù)檢驗軸的強(qiáng)度因此，該軸也滿足強(qiáng)度要求。五、滾動軸承的選擇與計算主動軸上的軸承采用：滾動軸承6207GB/T276—1994查《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊》中P65的表6-1得，該軸承基本額定動荷載當(dāng)量動荷載根據(jù)該軸承工作環(huán)境，取溫度系數(shù)，荷載系數(shù)，壽命指數(shù)按每天兩班制的工作時間，每年工作360天，折舊期8年計算折舊小時該軸承滿足壽命要求。從動軸上的軸承采用：滾動軸承6210GB/T276—1994查《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊》得，該軸承基本額定動荷載當(dāng)量動荷載根據(jù)該軸承工作環(huán)境，取溫度系數(shù)，荷載系數(shù)，壽命指數(shù)按每天兩班制的工作時間，每年工作360天，折舊期8年計算折舊小時該軸承滿足壽命要求。六、鍵的選擇與計算選擇鍵的類型，材料和確定鍵的尺寸選擇鍵的材料為鋼，查《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表7-8得，按靜載荷連接選?。烘I的許用擠壓應(yīng)力表8各初選鍵（GB/T1096）序號鍵的位置型號傳遞的轉(zhuǎn)矩所在的軸徑mm1主動輪聯(lián)軸器平鍵鍵AN·mm252主動軸齒輪平鍵鍵AN·mm43從動輪聯(lián)軸器平鍵鍵A304000N·mm704從動軸齒輪平鍵鍵A304000N·mm42對靜連接校驗擠壓強(qiáng)度以上四平鍵均符合強(qiáng)度要求七、聯(lián)軸器的選擇與計算由于工作條件為連續(xù)單向工作，載荷較平穩(wěn)，且工作最高溫度為35根據(jù)該軸工作時的名義轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速取工作系數(shù)軸的計算轉(zhuǎn)矩查《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊》表8-7，選用：LX2聯(lián)軸器GB/T504—2003八、潤滑方式、潤滑油牌號及密封裝置的選擇本設(shè)計中，需要使用潤滑的部分為兩對軸承和一對齒輪表9各相應(yīng)位置軸承參數(shù)轉(zhuǎn)速內(nèi)徑潤滑方式主動軸軸承355.564014222.4<2潤滑脂從動軸軸承95.50454397.5<2潤滑脂由于工作環(huán)境有粉塵，環(huán)境最高溫度為35℃，為保證較好的耐熱性能，查《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊》表7-2，確定選用鋰基潤滑脂代號ZL-2GB/T7624—對于齒輪傳動部分齒輪分度圓圓周速度選用浸油潤滑，齒輪侵入油中深度為10mm查《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊》表7-1，確定選用全損耗系統(tǒng)用油代號L-AN32GB433—1989密封件的選擇主動軸軸徑圓周速度查《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊》表7-12，確定選用版粗羊毛氈圈主動軸：氈圈40從動軸：氈圈45九、箱體尺寸設(shè)計一級傳動箱座厚度應(yīng)滿足代入數(shù)據(jù)：取一級傳動箱蓋厚度應(yīng)滿足代入數(shù)據(jù)：取箱體的其他參數(shù)計算表10箱體尺寸名稱尺寸關(guān)系數(shù)值mm名稱符號尺寸關(guān)系箱座連接凸緣厚度12、、至外箱距離根據(jù)螺栓直徑由下表查得箱蓋連接凸緣厚度12箱座安裝凸緣厚度20安裝螺栓直徑17.4、、至凸緣外側(cè)距離根據(jù)螺栓直徑由下表查得軸承座連接螺栓直徑13.05連接凸緣栓直徑8.7~10.44軸承端蓋螺栓直徑6.96~8.79軸承座凸緣高度以根據(jù)低速軸承端蓋外徑，便于扳手操作為準(zhǔn)視孔蓋螺栓直徑5.22~6.96定位銷直徑12.18~13.92大、小齒輪輪端面與內(nèi)箱壁距離10箱座箱蓋肋厚910表11凸臺及凸緣尺寸（單位：mm）螺栓直徑M8M10M12M14M16M18M20M22M24C1141618202224263034C2121416182022242632沉孔直徑182226303336404353通孔直徑91113.515.517.520222430箱的定位尺寸（1）軸心相對高度應(yīng)同時滿足：a.b.取箱體內(nèi)壁距離減速器附件：查《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊》定位銷觀察孔蓋板通氣器油面指示器放油螺塞：放油螺塞和箱體結(jié)合面之間應(yīng)加防漏墊圈起吊裝置：圖中箱蓋上有兩個吊耳，用于起吊箱蓋；箱座上鑄有兩個吊鉤，用于吊運整臺減速器十、參考資料李力向敬忠主編.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)(近機(jī)、非機(jī)類).北京：高等教育出版社，2007吳宗澤羅圣國主編.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊.第3版.北京：高等教育出版社，2006目錄TOC\o"1-2"\h\z第一章項目的意義和必要性 11.1項目名稱及承辦單位 11.2項目編制的依據(jù) 11.3肺寧系列產(chǎn)品的國內(nèi)外現(xiàn)狀 21.4產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度分析 31.5項目的市場分析 4第二章項目前期的技術(shù)基礎(chǔ) 82.1成果來源及知識產(chǎn)權(quán)情況，已完成的研發(fā)工作 82.3產(chǎn)品臨床試驗的安全性和有效性 8第三章建設(shè)方案 233.1建設(shè)規(guī)模 233.2建設(shè)內(nèi)容 233.3產(chǎn)品工藝技術(shù) 233.5產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 293.6土建工程 373.7主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 39第四章建設(shè)內(nèi)容、地點 414.1建設(shè)內(nèi)容及建設(shè)規(guī)模 414.2建設(shè)地點 414.3外部配套情況 44第五章環(huán)境保護(hù)、消防、節(jié)能 465.1環(huán)境保護(hù) 465.2消防 495.3節(jié)能 50第六章原材料供應(yīng)及外部配套條件落實情況 526.1主要原輔材料、燃料、動力消耗指標(biāo) 526.2公用工程 54第七章建設(shè)工期和進(jìn)度安排 567.1建設(shè)工期和進(jìn)度安排 567.2建設(shè)期管理 56第八章項目承擔(dān)單位或項目法人所有制性質(zhì)及概況 578.1項目承擔(dān)單位概況 578.2企業(yè)財務(wù)經(jīng)濟(jì)狀況 588.3項目負(fù)責(zé)人基本情況 59第九章投資估算與資金籌措 62HYPERLINK\l"_Toc2084975