皖西學(xué)院機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計(帶式輸送機(jī)傳動裝置設(shè)計).doc

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 目 錄一 、 總體方案設(shè)計. . 2二 、設(shè)計要求 . 2三 、 設(shè)計步驟 .1. 傳動裝置總體設(shè)計方案 . .22. 電動機(jī)的選擇. .33. 計算傳動裝置的傳動比及各軸參數(shù)的確定. .44. 齒輪的設(shè)計 . .65. 滾動軸承和傳動軸的設(shè)計. .8 附：兩根軸的裝配草圖. .166.鍵聯(lián)接設(shè)計. .187. 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計. .198.潤滑密封設(shè)計 . .20四 、 設(shè)計小結(jié) . .20五 、 參考資料 . .21一 、總體方案設(shè)計課程設(shè)計題目：帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置設(shè)計（簡圖如下1V帶傳動2電動機(jī)3-圓柱齒輪減速器4聯(lián)軸器5輸送帶6滾筒1.設(shè)計課題：設(shè)計一用于帶式運(yùn)輸上的單級圓柱齒輪減速器。運(yùn)輸機(jī)連續(xù)工作，使用壽命 5年，每年365天，每天24小時，傳動不逆轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，起動載荷為名義載荷的1.25倍，輸送帶速度允許誤差為+_5%。2.原始數(shù)據(jù)：題號3第一組運(yùn)送帶工作拉力F/KN運(yùn)輸帶工作速度v/(m/s)滾筒直徑D/mm1.91.6400二、設(shè)計要求1減速器裝配圖1張(三視圖，A1圖紙)；2.零件圖兩張（A3圖紙，齒輪，軸，箱體）；3.設(shè)計計算說明書1份(8000字左右）。三、設(shè)計步驟1. 傳動裝置總體設(shè)計方案1）外傳動機(jī)構(gòu)為V帶傳動。2）減速器為一級展開式圓柱齒輪減速器。3) 方案簡圖如下圖： 1V帶傳動；2電動機(jī)；3圓柱齒輪減速器； 4聯(lián)軸器；5輸送帶；6滾筒一傳動方案擬定：采用V帶傳動與齒輪傳動的組合，即可滿足傳動比需求，同時由于帶傳動具有良好的緩沖，吸振性能。適應(yīng)大起動轉(zhuǎn)矩工況要求，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，使用維護(hù)方便。2、電動機(jī)的選擇1）選擇電動機(jī)的類型按工作要求和工作條件選用Y系列三相籠型異步電動機(jī)，全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓380V。2）選擇電動機(jī)的容量工作機(jī)的有效功率為從電動機(jī)到工作機(jī)傳送帶間的總效率為 由機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書表2-3可知：1：帶傳動 0.96（球軸承）2：齒輪傳動的軸承 0.99 （8級精度一般齒輪傳動）3：齒輪傳動 0.97（彈性聯(lián)軸器）4：聯(lián)軸器 0.975：卷筒軸的軸承 0.986：卷筒的效率 0.96所以電動機(jī)所需工作功率為 3）確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速 V帶傳動的傳動比i1=(2-4)，單級齒輪傳動比 i2 =(3-5)，一級圓柱齒輪減速器傳動比范圍為i=（6-20），而工作機(jī)卷筒軸的轉(zhuǎn)速為 所以電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為： 根據(jù)電動機(jī)類型、容量和轉(zhuǎn)速，由機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書附錄8，附表8-1選定電動機(jī)型號為Y132M1-6。其主要性能如下表：電動機(jī)型號額定功率/kw滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)Y1600M1-84720 2.0 2.0Y132M1-6 4 960 2.0 2.0 綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、質(zhì)量及價格等因素，為使傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用同步轉(zhuǎn)速為1000的電動機(jī)，所以電動機(jī)的類型為Y132M1-6。3.計算傳動裝置的傳動比及各軸參數(shù)的確定(1)傳動比為 （ 為電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速，單位：r/min ） 分配各級傳動比時由機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書表22圓柱直齒輪傳動比范圍i1=（35）V帶傳動范圍（24）取值i0=3所以i=131).各軸的轉(zhuǎn)速 I軸 n1 = II軸 卷筒軸 nm為電動機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速r/min；n1n2為I軸II軸 （I軸高速軸II軸為低速軸）的轉(zhuǎn)速，i0電動機(jī)至I軸的傳動比，i1為I軸至II軸的傳動比。 2).各軸的輸入功率 電動機(jī)軸 w軸I 滾筒軸 3）.各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電動機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩為： I軸 II軸 滾筒軸 將上述計算結(jié)果匯總?cè)缦卤硭荆狠S名功率P/kw轉(zhuǎn)矩T/(Nm)轉(zhuǎn)速n/(r/min)傳動比效率I軸3.552 106.0132030.97II軸3.2 40076.441180.90卷筒軸3.01 376.2576.4電動機(jī)3.736.89604.齒輪的設(shè)計1） 選擇齒輪材料及精度等級小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為220-250HBS；大齒輪選用45鋼正火，硬度為170-210HBS。因為是普通減速器，由表10.21選9級精度，要求齒面粗糙度 R3.26.3.（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計 因兩齒輪均為鋼質(zhì)齒輪，可應(yīng)用式（10.22）求出d1值。確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)：1）、轉(zhuǎn)矩T1 2）、載荷系數(shù)K查表10.11取K=1.1 3）、齒數(shù)z1齒寬系數(shù)小齒輪的齒數(shù)z1取為25，則大齒輪齒數(shù)z2=100.因單級齒輪傳動為對稱布置，而齒輪齒面又為軟齒面，由表10.20選取。 4）、許用接觸應(yīng)力 由圖10.24查得 由表10.10查得SH=1。 查圖10.27得 由式（10.13）可得 故 由表10.3取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2.5。 （3）計算主要尺寸 經(jīng)圓整后取b2=65。 （4）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 由式（10.24）得出，如則校核合格。 確定有關(guān)系數(shù)與參數(shù)：1） 齒形系數(shù)YF查表10.13得 YF1=2.65，YF2=2.18。2） 應(yīng)力修正系數(shù)YS查表10.14得YS1=1.59， YS2=1.80。3） 許用彎曲應(yīng)力 由圖10.25查得 。由表10.10查得 。由圖10.26查得 。由式（10.14）可得 故齒輪彎曲強(qiáng)度校核合格。（5）驗算齒輪的圓周速度v 由表10.22可知，選9級精度是合適的。（6）計算幾何尺寸及繪制齒輪零件工作圖。 略。將上述計算結(jié)果整理如下表所示：名稱小齒輪(mm)大齒輪(mm)分度圓直徑d62.，5250齒頂高2.52.5齒根高3.753.75齒全高h(yuǎn)6.256.25齒頂圓直徑64.5252齒根圓直徑55242.5基圓直徑58.73234.92中心距a156.25傳動比i45 V帶的設(shè)計 （1）確定計算功率Pc 由表8.21查得KA=1.3，由式（8.12）得 （2）選取普通V帶型號根據(jù)Pc=7.15kW、n1=960r/min， 由圖8.12選用B型普通V帶。 （3）確定帶輪基準(zhǔn)直徑dd1、dd2根據(jù)表8.6和圖8.12選取dd1=140mm，且dd2=140mmddmin=125mm。大帶輪基準(zhǔn)直徑為 按表8.3選取標(biāo)準(zhǔn)值dd2=500mm，則實際傳動比i、從動輪的實際轉(zhuǎn)速分別為 從動輪的轉(zhuǎn)速誤差率為 在 以內(nèi)為允許值。（4）驗算帶速v 帶速在525m/s范圍內(nèi)。（5）確定帶的基準(zhǔn)長度Ld和實際中心距a 按結(jié)構(gòu)設(shè)計要求初定中心距a0=1500mm。由式（8.15）得由表8.4選取基準(zhǔn)長度Ld=4000mm。由式（8.16）的實際中心距a為 中心距a的變化范圍為 （6）校驗小帶輪包角 由式（8.17）得 （7）確定V帶根數(shù)z由式（8.18）得根據(jù)dd1=140mm，n1=960r/min，查表8.10，根據(jù)內(nèi)插法可得取P0=2.82kW。由式（8.11）得功率增量為由表8.18查得Kb=根據(jù)傳動比i=3.35，查表8.19得Ki=960r/min則由表8.4查得帶長度修正系數(shù)Kl=1.13，由圖8.11查得包角系數(shù)Ka=0.95，得普通V帶根數(shù)圓整得z=4。（8）求初拉力F0級帶輪軸上的壓力FQ由表8.6查得B型普通V帶的每米長質(zhì)量q=0.17kg/m，根據(jù)式（8.19）得單根V帶的初拉力為由式（8.20）可得作用在軸上的壓力FQ為（9）帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計按本章8.2.2進(jìn)行設(shè)計（設(shè)計過程及帶輪零件圖略）。（10）設(shè)計結(jié)果選用3根B-3150GB/T 115441997的V帶，中心距a=968mm，帶輪直徑dd1=140mm，dd2=469.0mm，軸上壓力FQ=2067.4N。6.傳動軸的設(shè)計齒輪軸的設(shè)計 (1) 確定輸入軸上各部位的尺寸（如圖） (2)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的直徑 選用45并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，硬度217255HBS軸的輸入功率為PI= 4.03 KW 轉(zhuǎn)速為n=286.57 r/min根據(jù)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)P265表14.1得C=107118.又由式（14.2）得：d(3)確定軸各段直徑和長度 從大帶輪開始右起第一段，由于帶輪與軸通過鍵聯(lián)接，則軸應(yīng)該增加3%5%，取D1=30mm，又帶輪的寬度 B=（Z-1）e+2f =（3-1）18+28=52 mm 則第一段長度L1=60mm右起第二段直徑取D2=38mm根據(jù)軸承端蓋的裝拆以及對軸承添加潤滑脂的要求和箱體的厚度，取端蓋的外端面與帶輪的左端面間的距離為30mm，則取第二段的長度L2=70mm 右起第三段，該段裝有滾動軸承，選用深溝球軸承，則軸承有徑向力，而軸向力為零，選用6208型軸承，其尺寸為dDB=408018，那么該段的直徑為D3=40mm，長度為L3=20mm（因為軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，所以采用基孔制，軸與軸承間為過盈配合P7/h6）右起第四段，為滾動軸承的定位軸肩,其直徑應(yīng)小于滾動軸承的內(nèi)圈外徑，取D4=48mm，長度取L4= 10mm 右起第五段，該段為齒輪軸段，由于齒輪的齒頂圓直徑為d5=67.5mm，分度圓直徑為62.5mm，齒輪的寬度為70mm，則，此段的直徑為D5=67.5mm，長度為L5=70mm右起第六段，為滾動軸承的定位軸肩,其直徑應(yīng)小于滾動軸承的內(nèi)圈外徑，取D6=48mm長度取L6= 10mm（因為軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，所以采用基孔制，軸與軸承間為過盈配合P7/h6） 右起第七段，該段為滾動軸承安裝出處，取軸徑為D7=40mm，長度L7=18mm (4)求齒輪上作用力的大小、方向： 小齒輪分度圓直徑：d1=62.5mm作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為：T= 9.55106P/n=134300Nmm 求圓周力：FtFt=2T2/d2=2134300/250=1074.40N 求徑向力FrFr=Fttan=1074.40tan200=391.05NFt，F(xiàn)r的方向如下圖所示 （5）軸上支反力根據(jù)軸承支反力的作用點(diǎn)以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立力學(xué)模型。 水平面的支反力：FA=FB=Ft/2 =537.2N 垂直面的支反力：由于選用深溝球軸承則Fa=0那么FA=FB =Fr/2=195.525 N（6）畫彎矩圖 右起第四段剖面C處的彎矩： 水平面的彎矩：MC=PA24=53.352 Nm 垂直面的彎矩：MC1= MC2=RA24=19.2 Nm 合成彎矩： （7）畫轉(zhuǎn)矩圖：T1 =138.952Nm （8）畫當(dāng)量彎矩圖 因為是單向回轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán)，=0.6 可得右起第四段剖面C處的當(dāng)量彎矩： （9）判斷危險截面并驗算強(qiáng)度右起第四段剖面C處當(dāng)量彎矩最大，而其直徑與相鄰段相差不大，所以剖面C為危險截面。已知MeC2=100.825 Nm ,由課本表13-1有:-1=60Mpa 則：e= MeC2/W= MeC2/(0.1D43)=100825/(0.1483)=9.11 Mpa -1右起第一段D處雖僅受轉(zhuǎn)矩但其直徑較小，故該面也為危險截面： e= MD/W= MD/(0.1D13)=83.371/(0.1403)=13 Nm d2，故也應(yīng)對截面進(jìn)行校核。截面：eI=MeI/W=322200/(0.1603)=14.9Mpa截面：eII=MeII/W=320181/(0.1553)=19.2Mpa查表得-1b=60Mpa,滿足e-1b的條件，故設(shè)計的軸有足夠強(qiáng)度，并有一定余量。其受力圖如下7滾動軸承設(shè)計根據(jù)條件，軸承預(yù)計壽命Lh536524=43800小時1.輸入軸的軸承設(shè)計計算（1）初步計算當(dāng)量動載荷P 因該軸承在此工作條件下只受到Fr徑向力作用，所以P=Fr=391.05NP=fp Fr=1.1391.05=430.155N（2）求軸承應(yīng)有的徑向基本額定載荷值 （3）選擇軸承型號查課本P284頁，選擇6208 軸承 Cr=29.5KN根據(jù)課本式15-5有算得Lh=187589.7743800預(yù)期壽命足夠此軸承合格其草圖如下：2.輸出軸的軸承設(shè)計計算（1）初步計算當(dāng)量動載荷P因該軸承在此工作條件下只受到Fr徑向力作用，所以P=Fr=391.05N（2）求軸承應(yīng)有的徑向基本額定載荷值（3）選擇軸承型號查課本P154頁，選擇6011軸承 Cr=30.2KN由課本式11-3有預(yù)期壽命足夠此軸承合格8、鍵的設(shè)計1）聯(lián)軸器的健a、選擇鍵的型號：C型鍵 由軸徑d1=45mm，在表14.8查得鍵寬b=14mm，鍵高h(yuǎn)=9mm，L=36160mm。 L=54mm（1.61.8）d=7281mm l1=L-0.5b=54-7=47mm由式14.7得jy1=4T/(dhl1) =4525.871000/（45947）=110.47MPa【jy】=120MPa(輕微沖擊，由表14.9查得)b、寫出鍵的型號：選鍵為C1470GB/T1096-19792）齒輪鍵的選擇a、選擇鍵的型號：A型鍵軸徑d4=60mm，為了使加工方便應(yīng)盡量選取相同的鍵高和鍵寬。但強(qiáng)度不夠。查表14.8得鍵寬b=18mm， h=11mm，L=50200mm,取L=56mm l2=L-18=56-18=38mmjy2=4T/(dhl2)=4525.871000/（451138）=111.79MPa【jy】=120MPa(輕微沖擊，由表14.9查得)b、寫出鍵的型號：取鍵A1880GB/T1096-19793）輸入端與帶輪鍵選軸徑d4=30mm，查表14.8取鍵108。即b=10，h=8，L=50l2=L-10=60-10=50mmjy2=4T/(dhl2)=4138.951000/（30850）=46.317【jy】9、聯(lián)軸器的選擇1）、計算聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩由表16.1查得工作情況系數(shù)K=1.3由式16.1得主動端 TC1=KT2 =1.3400=520Nm 從動端TC2=KTW =1.3376=488.8NmTm=1250Nm（附表.）由前面可知： dC =40.2344.37mm又因為d=C（1+0.05） =（40.2344.37）（1+0.05） =42.2446.59mmn2=76.r/minn=4000r/min由附表9.4可確定聯(lián)軸器的型號為彈性柱銷聯(lián)軸器2）確定聯(lián)軸器的型號HL4 GB5014-。 由其結(jié)構(gòu)取 L=11.5 d=55 D=6410.箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計減速器的箱體采用鑄造（HT200）制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證齒輪佳合質(zhì)量，大端蓋分機(jī)體采用配合。1）.機(jī)體有足夠的剛度在機(jī)體為加肋，外輪廓為長方形，增強(qiáng)了軸承座剛度。2）.考慮到機(jī)體內(nèi)零件的潤滑，密封散熱因其傳動件速度小于12m/s，故采用侵油潤油，同時為了避免油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH大于40mm。為保證機(jī)蓋與機(jī)座連接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗糙度為。3）.機(jī)體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性鑄件壁厚為8mm，圓角半徑為R=5。機(jī)體外型簡單，拔模方便。4.）對附件設(shè)計 A 視孔蓋和窺視孔：在機(jī)蓋頂部開有窺視孔，能看到 傳動零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進(jìn)行操作，窺視孔有蓋板，機(jī)體上開窺視孔與凸緣一塊，有便于機(jī)械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強(qiáng)密封，蓋板用鑄鐵制成，用M8緊固。 B 油螺塞：放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊，由機(jī)械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。 C 油標(biāo)：油標(biāo)位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。油尺安置的部位不能太低，以防油進(jìn)入油尺座孔而溢出。 D通氣孔：由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時，機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機(jī)蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達(dá)到體內(nèi)為壓力平衡。 E位銷：為保證剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機(jī)體聯(lián)結(jié)凸緣的長度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度。 F吊鉤：在機(jī)蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運(yùn)較重的物體。11. 潤滑密封設(shè)計 對于單級圓柱齒輪減速器，因為傳動裝置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于，所以采用脂潤滑，箱體內(nèi)選用SH0357-92中的50號潤滑，裝至規(guī)定高度。油的深度為H+，H=30 =34。所以H+=30+34=64。 從密封性來講為了保證機(jī)蓋與機(jī)座連接處密封，凸緣應(yīng)有足夠的寬度，連接表面應(yīng)精刨，密封的表面要經(jīng)過刮研。而且，凸緣連接螺柱之間的距離不宜太大，并均勻布置，保證部分面處的密封性。軸承端蓋采用嵌入式端蓋，易于加工和安裝。四 、 設(shè)計小結(jié)通過這次對于帶式輸送機(jī)傳動裝置的設(shè)計，我收獲了很多知識，同時也提高了自己實踐和創(chuàng)造的能力。這次課程設(shè)計是我們第一次真正的去理論聯(lián)系實際，在設(shè)計中我初步的了解到了課程設(shè)計的內(nèi)涵和做設(shè)計時應(yīng)具備的能力。設(shè)計過程的實踐考驗，對于提高我們機(jī)械設(shè)計的綜合素質(zhì)有很大用處。通過