帶式輸送機機械設(shè)計課程設(shè)計(帶式輸送機)

機械設(shè)計工程學課程設(shè)計說明書題目：帶式輸送機傳動設(shè)計（L10）學院：機電工程學院專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化班級：學號：姓名：指導教師：機電工程學院2010年3月日機電工程學院課程設(shè)計任務(wù)書專業(yè)機械設(shè)計制造及其自動化課程設(shè)計名稱機械設(shè)計工程學課程設(shè)計一、設(shè)計題目：帶式運輸機傳動裝置（減速器）設(shè)計（直齒、斜齒、同側(cè)、兩側(cè)、臥式、立式）二、設(shè)計數(shù)據(jù)與要求如圖1所示。膠帶運輸機由電動機通過減速器減速后，再通過鏈條傳動（傳動比1：2，傳動效率0.88），連續(xù)單向運轉(zhuǎn)輸送谷物類散粒物料，工作載荷較平穩(wěn)，設(shè)計壽命10年，每天工作8小時，每年300個工作日，運輸帶速允許誤差為5%。已知條件如表1所示。圖1帶式輸送機傳動方案圖表1帶式輸送機設(shè)計條件數(shù)據(jù)編號L1L2L3L4L5L6L7L8L9L10運輸帶工作拉力F/(N)1600180020002200240025002500290030002300運輸帶工作速度v/(ms-1)1.01.10.90.91.21.01.61.51.41.5卷筒直徑D/mm400350380300300300450400400320L10為本次設(shè)計所使用的數(shù)據(jù)。設(shè)計內(nèi)容及任務(wù)1、傳動裝置原理方案設(shè)計對比分析各種傳動方案，確定本次設(shè)計的方案；選擇并計算電動機；確定各級傳動比；計算其他相關(guān)運動參數(shù)；繪制包括電動機、聯(lián)軸器、減速器、鏈傳動和膠帶主卷筒部分的傳動原理方案圖。2、減速器結(jié)構(gòu)方案設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算（包括健、軸承、齒輪、軸、密封等裝置），繪制出總裝配圖1張（1號圖紙）。3、繪制出箱體、齒輪、軸等主要零件工作圖２～３張（3、4號圖紙）。4、設(shè)計計算說明書1份。要求用計算機繪制圖紙，計算機打印說明書。四、計劃與時間安排2009.6.8:布置課程設(shè)計任務(wù)；2009.6.9~2009.6.12:總體方案設(shè)計、運動及結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計計算；2009.6.13~2009.6.22：繪制裝配圖、零件圖；2009.6.22~2009.6.27：撰寫設(shè)計說明書。班級學號學生姓名日期指導教師日期2009.6.8目錄一、前言……………………2二、設(shè)計方案………………32.1、電動機的選擇………32.2、傳動裝置傳動比及各級傳動比分配……32.3、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)………3三、結(jié)構(gòu)設(shè)計………………53.1、齒輪設(shè)計計算………53.2、軸的設(shè)計計算………83.3、軸承和鍵的選擇……11四、附件設(shè)計………………134.1、軸及軸承的潤滑……134.2、箱體的設(shè)計和密封…………………13五、參考文獻………………14六、設(shè)計小結(jié)………………15一、前言為便于整臺機器的設(shè)計、制造、裝配、運輸和維修等，常將其中的減速傳動部分設(shè)計和制造成獨立部件的閉式傳動裝置，稱為減速器。由于減速器的應(yīng)用十分廣泛，為降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，簡化構(gòu)造形式及尺寸，我國機械、化工、航空等一些機器制造部門專門制訂并生產(chǎn)了系列化的邊準通用減速器。常用的標準減速器有：漸開式圓柱齒輪減速器；圓錐齒輪減速器；阿基米德圓柱蝸桿減速器；圓錐齒輪圓柱蝸桿減速器；型行星齒輪減速器；擺線針輪減速器；XB星皆波齒輪減速器等。這些標準減速器廣泛用于其重、運輸、冶金、礦山、水泥、建筑、化工、紡織等機械的減速傳動。有關(guān)標準減速器的主要參數(shù)、技術(shù)指標及其選用方法，可參閱機械工程手冊或機械設(shè)計手冊中的有關(guān)部分。除標準減速器外，工業(yè)中還廣泛設(shè)計、制造和使用非標準減速器。在這對非標準減速器的設(shè)計要點將予介紹。圖1帶式輸送機傳動方案圖二、設(shè)計方案2.1電動機的選擇運輸機工作所需功率Pw=鏈條的傳動效率η1=0.88電動機的輸出功率P=電動機的輸出功率應(yīng)該略大于工作裝置功率查【1】表8-184選Y132M1-6電動機，其主要參數(shù)如下：電動機額定功率P4.5KW電動機滿載轉(zhuǎn)速1000r/min2.2傳動裝置傳動比及各級傳動比的分配傳動裝置的總傳動比i滾筒的轉(zhuǎn)速nw=6×10電動機的轉(zhuǎn)速nm=1000r/mini=nm選鏈條的傳動比i1=3減速器的傳動比i2=i減速器傳動比較小可采用一級傳動。2.3計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)各軸的轉(zhuǎn)速輸入軸轉(zhuǎn)速n1=1000r/min輸出軸轉(zhuǎn)速n2=n各軸的輸入功率P1=P2=4.0KW各軸的轉(zhuǎn)矩輸入軸的轉(zhuǎn)矩：T1=9550p輸出軸的轉(zhuǎn)矩：T2=9550p三、結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算3.1齒輪設(shè)計計算齒輪精度類型材料選擇選用7級精度的直齒圓柱齒輪，小齒輪選用40Cr(調(diào)質(zhì))，硬度280HBS；大齒輪選用45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度240HBS齒輪的齒數(shù)選小齒輪齒數(shù)24，大齒輪齒數(shù)為24×3.72=89.2889按齒面接觸疲勞強度求齒輪的分度圓直徑由【2】設(shè)計計算公式（10-9a）即d1t≥2.32確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值試選載荷系數(shù)KT=1.3小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1=38.2×104N/mm由【2】表10-7選取齒寬系數(shù)φd=1由【2】表10-6差得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8MPa0.5由【2】表10-21d查得齒面硬度差得小齒輪的接觸疲勞強度極限σHLim1=600MPa，大齒輪的接觸疲勞強度極限σHLim2=550MPa由【2】10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1=60n1JLH=60×960×1×（2×8×300×15）=4.147×109N2=1.296×109由【2】圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1=0.90；KHN2=0.93。計算接觸疲勞需用應(yīng)力取失效率為1%，安全系數(shù)S=1，由【2】公式（10-12）得[σH]1=KHN1σlim1s=[σH]2=KHN2σlim2s0.93(2)、計算分度圓直徑d1td=2.32=47.67mm2)圓周速度vv=πd3)齒寬bb=φdd1t=47.67mm4)模數(shù)m齒高hm=dh=2.25m=4.5mmbh5)計算動載系數(shù)根據(jù)v=2.49m/s,7級精度，由【2】圖10-8查得動載系數(shù)Kv=1.08直齒輪，KHα=KFα=1由【2】表10-2查得使用系數(shù)KA=1由【2】表10-4用插值法查得7級精度，小齒輪相對于支撐非對稱布置時，KHΒ=1.309。由bh=10.6,KHKFΒ=1.35;故載荷系數(shù)K=KAKVKHαKHβ=1×1.08×1×1.309=1.4146）按實際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由【2】（10-10a）得d1=d1t37)計算模數(shù)mm=d1z=按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計計算由【2】式（10-5）得彎曲強度的設(shè)計公式為m≥確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值由【2】圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限σFE1=500MPa；大齒輪的彎曲疲勞極限σFE2=380MPa；由【2】圖10-18取彎曲疲勞的壽命系數(shù)KFN1=0.85MPa,KFN2=0.88MPa;3)計算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由【2】式（10-12）得[σF]1=KFN1σFE1S[σF]2=KFN2σFE2S=0.88×3804)計算載荷系數(shù)KK=KAKVKFαKFβ=1×1.08×1×1.35=1.4585）查取齒形系數(shù)由【2】表10-5查得YFa1=2.65;YFa2=2.206)由【2】表10-5查得YSa1=1.58;YSa2=1.787)計算大、小齒輪的YFaYFa1YSa1YFa2YSa2大齒輪的數(shù)值較大設(shè)計計算m≥3對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)m小于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強度所決的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取由齒面接觸疲勞強度算得的模數(shù)2.0。圖23.2軸的設(shè)計計算軸的材料選擇45鋼，[τT]=25MPa—40MPa軸的最小直徑d，由【2】（15-1）[τT]≥d1≥3d2≥3由于輸入軸1是齒輪軸根據(jù)齒輪輪轂的尺寸將軸的最小直徑設(shè)定為25mm,將大齒輪的最小直徑設(shè)定為32mm圖3按彎扭合成條件對軸進行校核由【2】（10-13）可以求出軸上所受的切向力Ft徑向力FrFt=2TFr=Fttanα=5.9KN×tan20°=2.1KN由力和力矩的平衡求出FNH1,FNH2,FNV1,FNV2FNH1+FNH2=Ft；FNH1×（L1+L2）-Ft×L2=0FNV1+FNV2=Fr；FNV1×(L1+L2)－FNV2×L2＝0L1=44mm，L=64mm；聯(lián)立方程可解得：FNH1=3.5KNFNH2=2.4KNFNV1=1.24KNFNV2=0.86KN作出彎扭組合圖圖4求水平方向上豎直方向上及危險面上的力矩MH=154N·MMV=54.56N·MM=2MH25）求轉(zhuǎn)矩TT=T2=142.1N·M6）已知了彎矩和扭矩的最大值都發(fā)生在齒輪的受力中心所在軸上，故該截面為危險截面?？砂吹谌龔姸壤碚撨M行校核。由【2】（15-4）σca環(huán)應(yīng)力，當扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力是，取α≈0.3對于直徑為d1t的圓軸，彎曲應(yīng)力為σ=M扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為τ=T則軸的彎扭合成強度條件為：σ即163.382+當[σ-1]取最小值25MPad2=32mm>d,則該軸是安全的。同理校核齒輪軸也是安全的。3.3軸承和鍵的選擇軸承的選擇。軸承只承受徑向力所以選擇深溝球軸承。因為輸入軸和輸出軸裝軸承部分的直徑分別為30mm，40mm?？梢赃x擇軸承類型為分別為6306和6308。鍵類型的選擇。根據(jù)鍵所在部分的軸的長度分別為60mm,48mm，查【1】表8-16查得相對應(yīng)的鍵分別為普通A型平鍵：GB/T1096-2003、鍵10×8×50GB/T1096-2003、鍵14×9×40附件設(shè)計4.1軸及軸承的潤滑軸與軸承的內(nèi)圈，軸承的內(nèi)外圈和滾動體之間都有摩擦，如果沒有潤滑軸和軸承將會在很短的時間內(nèi)損壞。在摩擦面間加入潤滑劑不僅可以降低摩擦，減輕磨損，保護零件不遭銹蝕，而且在采用循環(huán)潤滑時還能起到散熱降溫的作用。由于液體的不可壓縮性，潤滑油膜還具有緩沖、吸震得作用。根據(jù)軸和軸承的運動條件選擇潤滑油潤滑，潤滑方式采用飛濺潤滑方式。4.2箱體的設(shè)計和密封由齒輪和軸的作用尺寸來確定箱體的形狀尺寸。箱體的總長L=353mm，總寬B=225mm，總高H=252mm，箱體壁厚σ=8mm。在箱體的封蓋面上設(shè)計又環(huán)形油槽可以潤滑油進行回收重復利用。為了便于觀察箱體內(nèi)部零件的運行情況在箱體端蓋上還設(shè)有觀察窗，在箱體兩端設(shè)計有兩個掛鉤，以便于對箱體進行搬運。箱體采用的是以螺栓螺母的安裝來對箱