研究設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置機(jī)械研究設(shè)計(jì)說明書

1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書設(shè)計(jì)題目 帶式運(yùn)輸機(jī)上的單級(jí)圓柱齒輪減速器系機(jī)電工程系 專業(yè) _班級(jí)設(shè)計(jì)者指導(dǎo)教師20112011年 0707月 1212日目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)書 .0.二、帶式運(yùn)輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) .1.三、普通 V 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 5四、直齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 6五、低速軸系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和校核 .9.六、高速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16七、低速軸軸承的選擇計(jì)算 18八、低速軸鍵的設(shè)計(jì) 19九、聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 20十、潤滑和密封 20十一、設(shè)計(jì)小結(jié)21參考資料 .2.2.亠設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置二工作條件及設(shè)計(jì)要求1. 設(shè)計(jì)用于帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)裝置。2該機(jī)室內(nèi)工作，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷

2、較平穩(wěn)，空載啟動(dòng)。運(yùn)輸帶速 允許誤差為-5%o3.在中小型機(jī)械廠小批量生產(chǎn)，兩班制工作。要求試用期為十年，大 修期為3年。三原始數(shù)據(jù)第三組選用原始數(shù)據(jù)：運(yùn)輸帶工作拉力F=1250N運(yùn)輸帶工作速度V=1.5m/s卷筒直徑 D=240mm四設(shè)計(jì)任務(wù)1完成傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。2. 完成減速器裝備草圖一張（A1 ）。3. 完成設(shè)計(jì)說明書一份。二.帶式運(yùn)輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)的選擇1電動(dòng)機(jī)類型的選擇：按已知的工作要求和條件，選用丫型全封閉籠 型三相異步電動(dòng)機(jī)2. 電動(dòng)機(jī)功率的選擇：PE 二Fv/1000=1250*1.5/1000=1.875kw3.確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速：卷筒工作的轉(zhuǎn)速n W =60*10

3、00/( nD)=60*1000*1.5/(3.14*240)=119.43r/min4初步估算傳動(dòng)比：i總二n電動(dòng)機(jī)/ n卷筒=nd / nw = 10%19.43或1500119.43=8-3712-55因?yàn)楦鶕?jù)帶式運(yùn)輸機(jī)的工作要求可知，電動(dòng)機(jī)選1000r/min或1500r/min的比較合適。5.分析傳動(dòng)比，并確定傳動(dòng)方案(1)機(jī)器一般是由原動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)裝置和工作裝置組成。傳動(dòng)裝置是 用來傳遞原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，變換其運(yùn)動(dòng)形式以滿足工作裝置的需 要，是機(jī)器的重要組成部分。傳動(dòng)裝置是否合理將直接影響機(jī)器的工 作的性能、重量和成本。合理的傳動(dòng)方案除滿足工作裝置的功能外， IX方案簡圖ill還要

4、結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，成本低廉，傳動(dòng)效率高和使用維護(hù)方便。本設(shè)計(jì)中原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)、工作機(jī)為皮帶輸送機(jī)。傳動(dòng)方案采用 兩級(jí)傳動(dòng)，第一級(jí)傳動(dòng)為帶傳動(dòng)，第二級(jí)傳動(dòng)為單級(jí)直齒圓柱齒輪減 速器（由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表 2.2V帶傳動(dòng)比在24 比較合適，圓柱齒輪傳動(dòng)比在35比較合適，=620在8.3712.55范 圍內(nèi)）選用V帶傳動(dòng)是V帶傳動(dòng)承載能力較低，在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時(shí)， 結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大，但有過載保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，還可以緩和和沖擊振 動(dòng)。齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率高，使用的功率和速度范圍廣、使用壽命較 長。由于本運(yùn)輸送機(jī)是在室內(nèi)，考慮工作的背景和安全問題，固在齒 輪區(qū)采用封閉式，可達(dá)到更好的效果。故其方案

5、示意圖如下圖所示:6傳動(dòng)裝置的總功率n . n-H4-帶Pdn 滿960nw 119.438.049602.01477.6r / m i n= 門滿 二軸n，=門齒9602.01*4二 119.4r/min由表9-3可知。初選彈性聯(lián)軸器、球軸承、8級(jí)齒輪精度查表可知總=096*099*0.97*0.99*099*0.99*096 ： 0.867電動(dòng)機(jī)所需的工作功率PE總PE 1.875 廠FdE2.2KW總 0.86查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 附錄8可知。符合同步轉(zhuǎn)速1000r/min Y132S-6 和 1500r/min Y100L2-4 適合，考慮電動(dòng)機(jī)和傳 動(dòng)裝置尺寸、重量、價(jià)格比較

6、，則選 n=1000r/min。即確定Y132S-6， 其額定功率Ped = 3KW，滿載轉(zhuǎn)速為960r/min。8分配傳動(dòng)比 又 I總二I帶 T齒取I齒二4則i帶二2.019.計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速10. 計(jì)算各軸的功率P = P額帶二 2.2* 0.96 二 2.11kwP 二 P 承 齒二 2.11* 0.99* 0.97 二 2.03kwP = p承 聯(lián)二 2.03*099*099 1.99kw11.計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)9550-9550960-21 .89T 軸二 955095502.1142 .19 N m477 .69550P二 95502.03X -二 162 .37 N m955095501

7、19 .41 .99119 .43二 159 .13 N m由名參數(shù)電動(dòng)機(jī)軸I軸11軸卷筒軸轉(zhuǎn)速 n (r/min )960477.6119.4119.43輸入功率P (kw)2.22.112.031.99輸入轉(zhuǎn)矩T(N -ni)21.8942.19162.37159.13傳動(dòng)比i2.0141效率口0.960.940.94n w12.運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果列出表三.普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明書步驟計(jì)算及說明結(jié)果（1）計(jì)算功率查表10-4可知取K A =1.2KA =1.2則 PC = KA 巴=1.2* 22 = 2.64kwPC = 2.64Kw（2）選擇帶型據(jù) PC =2.64Kw和 n

8、= 960r/min 由圖 10-3 可知A型選A型帶（3）確定帶輪由表10-1可知，確定dd1 = 100d d1 = 100基準(zhǔn)直徑則 dd2idd1(1 e) 960 * 100*(1 0.02) 196.98dd2 = 200mm477.6查表取標(biāo)準(zhǔn)值dd2 = 200 mm（4）驗(yàn)算帶速V刖1八 WO * 9605 024 m/sV=5.024 因?yàn)閂 5.024 m/s60 * 1000 60 * 10005m/s v v v 25m/s 符合要 求（5）計(jì)算帶長初定中心距0.7漢（100+ 200）蘭a0蘭2漢（100+ 200）a0 = 400mm取 a0 = 400mm帶的基

9、準(zhǔn)長度 Ld0 =2a+ ( dd1+dd2)+( dd2 _dd1)24a。Ld0 = 1277mmL d 二 1250mm由表10-3選取相近的Ld = 1250mm（6）確定中心丄 Ld 一Ld。丄 1250T277a = a0 + -= 400 + -= 386.5mm0 2 2距amin = a-0.015_d =3865-0.015X250= 367.75mma=386.5 mmamax = a + 0.03Ld = 386.5+ 0.03漢 1250= 424mm(7)驗(yàn)算包角5 = 180 0 57 .30( dd2 d di) /0 200 100 / 彳 cc 0一 180

10、 0 57 30 匯-165 0 v 120 0165 0符合一386.5一a=1要求(8)確定帶的據(jù) dd1 和 n1，查表 10-5 可知 P0 =0.95kw o i=2.01和F0 = 0.95kw根數(shù)Zn1查表10-6可知也F0 = 0.11.由小輪包角查表10-7也P。二二 0.11K=0.96。查表 10-3 可知 KL =0.93. 則有取Z=3PCZ -C- 2 790.95 0.11)0.96 093 “(9)單根V帶500P c / 2.5 八2F。= -( -1) + qvZVKa的的初拉力500匯2.64/ 2.5 八丄八“/廠心八2.(-1) + 0.10 (5.0

11、24)144.N 3 x 5.024-0.96Fa =144N(10)作用在1165FQ=2ZF0S in (4= 2 x3x 144.x sin ()8562 2.6NFQ-856N軸的力四.直齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明書步驟計(jì)算及說明結(jié)果(1)選擇齒輪材料和精度小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度為217255HBS; 大齒輪選用45鋼正火，硬度為169217HBS。因?yàn)?是普通減速器，有表11-2選用8及精度。小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)處 理，硬度為217255HBS;大齒輪選用45鋼正火，硬度為 169217HBS兩齒輪均為剛質(zhì)齒輪，由式（11.6 ）可求出di值，先確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)；查表11-

12、3取K=1.1K=1.16 2 11 5 = 9.55 X 10 6 匯 N m = 4.219 x 105 N mm477.6小齒輪齒數(shù)取乙=20.則大齒輪齒數(shù)為Z2 =79,單級(jí)齒輪傳動(dòng)對(duì)稱布置，由表11-5取齒寬系數(shù) =1接觸疲 勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)載荷系K 小齒輪轉(zhuǎn) 矩Ti 齒數(shù)乙和 齒寬系數(shù)許用接觸應(yīng)力0 H】由圖 11-8 查得 0 Hlim1 = 560Mpa0 Hlim2 = 530Mpa 查表 11-7 查得安全系 SH =1.0。按預(yù)期壽命10年，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，兩班制工作，計(jì)算應(yīng)久=4.219x 105N mmZ1 = 20 Z2 =79% =10 H lim1 = 560Mpa0 H

13、Hm2 = 530MpaSH = 1.0許用接觸應(yīng)力0 H】力循環(huán)次數(shù)N1、N2.則M =60njg =60汽4776沢1咒10525咒16=1.19109N11.1曠1098“2= =- -=2.9810 由圖 11-11i4得 ZN1 =1ZN2 =1.07,由式（11.9 ）有0 H 1 = 0 H 衍1 送 N1 = 560 X 1 Mpa = 560MpaSH10 H 2 -lim2 N2 Mpa - 567.1MpaSH10 H V 560Mpa0H, 567.1Mpa分度圓直徑=76.43 31.14.21910* 5 * *5214(560)mm二 47 .12 mm(3)幾何

14、尺寸計(jì)算d1Z147 .1220二2.36查表4-3.取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2.5mmd mz 2.5 20 二 50mmd2 二 mz2 二 2.5 79 二 197.5mmb = dd廠 1 50 二 50mm(3)幾何尺寸計(jì)算則 b2 二 50mm b廠 b2 10 = 50 10 二 60mma = m ( Z1 Z2)2 = 2.5 (2079) ? mm = 123.75mmm = 2.5mmd 50 mmd 197.5mm b廠 60 mm b 2 = 50 mma = 123 .75 mm由式(11.6 )得d ii (u 1) u “ Hl2彎曲疲勞強(qiáng)度校核許用彎曲應(yīng)力齒形系數(shù)0 F

15、 “ 338MpaGF315Mpa及應(yīng)力修正系數(shù)由表 11-6 查得 YF1 =2.81 Y F22.25強(qiáng)度校核齒輪圓周速度丫“ =1.56 Ys2 =1.77由式 11.7 得l2K 、/ 、/2 x 1.1 x 4.219 x105 o(T F1 - Y F1YS1 _-2-x 2.81 X 1.56bm2Z150X2.52X2063 . 7 Mpa T F 1 = 338MpaYF2YS22 25177r iT F2 = T R F2 S2 =63.7 乂=57.87Mpa T FYF1YS12.81X1.56315Mpa可見彎曲疲勞強(qiáng)度足夠 。江 dj13.14 x 50 父 477

16、 .6,v =-= -m/s = 1.25m/s60 x 100060 如000可知選8級(jí)精度合適T F = 63.7Mpa* T FT F2 = 57 .87 Mpa C=110疋2.03= 28 .28 mmY n2V119 .4考慮軸外伸端和聯(lián)軸器用一個(gè)鍵連接，故將軸徑放大5%查機(jī) 械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書附表 9.3可知聯(lián)軸器選HL2軸徑放大 5%即取=30mm合適。2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)軸上零件的定位，固定和裝配單級(jí)減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布，齒輪左面，右面用套筒軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分 別以套筒定位，則采用過渡配合固定(2)確定軸各段直徑

17、和長度I段：聯(lián)軸器取D=30,L=82則di =30mm 長度取 L 78h=2c c=2mmII 段:d2 = 2h = 302 2 = 38mm /. d2 二 38mm初選用6008型深溝球軸承，其內(nèi)徑為40mm,寬度為15mm.考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。 取套 筒長為20mm，通過密封蓋軸段長應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度， 并考慮聯(lián)軸 器和箱體外壁應(yīng)有一定矩離而定， 為此，取該段長為42mm，安裝齒 輪段長度應(yīng)比輪轂寬度小2mm,故II段長：L2 二 42mmIII 段直徑 d3 二 40mm L3 二 37mm w段直徑 d4 二 46mm長度取 L4 = 50-

18、2 二 48mm但此段左面的套筒的定位軸肩考慮， 應(yīng)便于軸承的拆卸，因此將v段直徑為55mm由手冊(cè)得：c=2.25 h=2c=2 X2.25=4.5mmd5 二 d4 2h = 46 2 4.5 二 55mm v 段直徑 d5 二 55mm .長度L5 = 8 m mw段直徑 d6 二 40mm .長度 L 37 - 29mm由上述軸各段長度可算得軸支承跨距 L=107mm二.低速軸的校核 按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算求分度圓直徑：已知d 197.5mm求轉(zhuǎn)矩：已知T2=162370N/mm求圓周力：F t根據(jù)課本式得2T22162370Ft =1644.25 N 求徑向力 Fr根據(jù)課本式得Fr = F

19、t ta= 1644.25 tan20 = 598.46N 因?yàn)樵撦S兩軸承對(duì)稱，所以：LA = LB二53.5mm(1)繪制軸受力簡圖(如圖a)(2)繪制垂直面彎矩圖(如圖b)MC 仁 16N/mEbBM C1 二 FAy軸承支反力:FrFtFAy 二 FBy 二專二 299 .21 N FAZ 二 FBZ 二才二 822 .13 N由兩邊對(duì)稱，知截面C的彎矩也對(duì)稱。截面C在垂直面彎矩為L 二 299.2153.5 二 16N/m2(3) 繪制水平面彎矩圖(如圖c)截面C在水平面上彎矩為:M C2 =43.984N/mM C2 二 FAZ L 二 822.1353.5 二 43.984N/mM

20、C 二 V(M C1)2 (MC2)2 二 10 3 (2.11/477.6) mm=18.04mm考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則d=18.04 x(1+5%)mm=18.94 選 d=20mm2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1) 軸上零件的定位，固定和裝配單級(jí)減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布，齒輪左面，右面用套筒軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分 別以套筒定位，則采用過渡配合固定(2) 確定軸各段直徑和長度I段：直接連V帶輪d 20mm 長度取 L 30mm h=2c c=2.5mmII 段:d2 = 2h = 20 2 2.5 二 30mm 二 d2 二 30mm初選用600

21、7型深溝球軸承，其內(nèi)徑為35mm,寬度為14mm.考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有 一定距離。取套筒長為18mm，通過密封蓋軸段長應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬 度，并考慮聯(lián)軸器和箱體外壁應(yīng)有一定矩離而定，為此，取該段長為 42mm，故II段長：L 2 = 42mmIII段直徑d 3 = 35 mm L3=32 m w段直徑d4 二 42mm長度取L 60mm此段為齒輪軸部分，且齒輪軸在中間左面的套筒的定位軸肩考慮，應(yīng)便于軸承的拆卸，因此將w段直徑為42mm由手冊(cè)得：c=1.75h=2c=2X 1.75=3.5mmd5 二 d4 2h = 35 2 3.5 二 42mm v段直徑 d5 二 5

22、0mm.長度L 5 二 5 5mmW段直徑 d6 二 35mm.長度 L 6 = 30mm七低速軸軸承的選擇計(jì)算(1) 已知n-一 119.4r/min 2、計(jì)算輸出軸承(2) 計(jì)算軸向載荷FAy、FAZ兩軸承徑向反力：FrFtFAy = FBy =才二 299 .21 N FAZ 二 FBZ 二才二 822 .13 N 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷PP = FAy2FAZ2 二 5251641600106/ 、ftC_16667ftC_16667 60n倚丿nJpPj119.4 -Lhl根據(jù)工作要求，查課本表19-9得:ft=1.0,表12-10得fp=1.0.八.低速軸鍵的設(shè)計(jì)由前面可知，低速軸齒輪的直

23、徑為42mm，輪寬度50mm（1）平鍵類型和尺寸選擇：選A型平鍵，根據(jù)軸徑直徑d=40mn和輪 寬度50mm從表12-6查得鍵的截面尺寸b=12 h=8 L=40mm此鍵的標(biāo)記為12 40GB/T10951990。（2）校核擠壓強(qiáng)度二 P=dhT p工作長度 l = L- b = 40-12二 28mm由 T, =1.6237 105N mm， 查表 12-6 得 * p =(100200 Mpa，則故此軸承預(yù)期壽命足夠1.0 170001.0 江 874.885丿Lh 二4 1.6237 10542 8 28Mpa 二 69Mpa 豈2TdblMpa(3)校核剪切強(qiáng)度查表 12-6 得 1

24、= 90 Mpa52 1.6237 1042 12 28故擠壓和剪切強(qiáng)度足夠。九聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)(1)類型選擇由于兩軸相對(duì)位移很小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，且結(jié)構(gòu)簡單，對(duì)緩沖要求不高, 故選用彈性柱銷聯(lián)。(2) 載荷計(jì)算 由二可知其中KA為工作情況系數(shù)，由課本表5-2得KA = 1.3計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tc = KA T =1.3 162.37 = 211.081N m(3)型號(hào)選擇根據(jù)Tc，軸徑d,軸的轉(zhuǎn)速n, 查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5014-2003，選用HL2型彈性柱銷聯(lián)，其額定轉(zhuǎn)矩 j =315N m許用轉(zhuǎn)速n=5600r/min 。因?yàn)?T 211.081N m Tn故符合要求十.潤滑和密圭寸1. 密封由于選用的電動(dòng)機(jī)為低速，常溫，常壓的電動(dòng)機(jī)則可以選用毛氈密 封。毛氈密封是在殼體圈內(nèi)填以毛氈圈以堵塞泄漏間隙，達(dá)到密封的目的。毛氈具有天然彈性，呈松孔海綿狀，可儲(chǔ)存潤滑油和遮擋灰塵。 軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，毛氈又可以將潤滑油自行刮下反復(fù)自行潤滑。2.