搖擺式輸送機(jī)設(shè)計(jì)

1、目 錄緒 論4一方案設(shè)計(jì)4二.電動機(jī)的選擇與計(jì)算61.電動機(jī)類型的選擇62.電動機(jī)功率的選擇6三.傳動裝置的運(yùn)動及動力參數(shù)的選擇及計(jì)算61.傳動比62.各個(gè)軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算73. 各軸的輸入功率計(jì)算7四.V 帶的設(shè)計(jì)計(jì)算71.計(jì)算功率PC72.選取V帶型號73.驗(yàn)算帶速74.從動帶輪直徑 75.傳動比86.從動輪轉(zhuǎn)速87.確定中心距和帶長88.驗(yàn)算小帶輪包角189.確定V帶根數(shù)Z810.計(jì)算單根V帶初拉力F911計(jì)算對軸的壓力FQ912確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸9五.齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算91、高速級減速齒輪設(shè)計(jì)（直齒圓柱齒輪）91、低速級減速齒輪設(shè)計(jì)（直齒圓柱齒輪）11六.軸的直徑計(jì)算及校核131.高速軸的設(shè)計(jì)

2、132.中間軸的設(shè)計(jì)193.低速軸的設(shè)計(jì)20七.鍵連接的選擇及計(jì)算211.高速軸212.中間軸213.低速軸22八.滾動軸承的計(jì)算22九.潤滑和密封方式的選擇23十.箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選擇231.箱體的選擇232.箱體的結(jié)構(gòu)尺寸23十一.擺桿分析27十二.致謝29十三.參考文獻(xiàn)：29十四.設(shè)計(jì)心得30如需要完整文檔及cad圖等其他文件，請加球球：一九八五六三九七五五緒 論1課題設(shè)計(jì)的目的 機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生具有機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動方案設(shè)計(jì)能力的技術(shù)基礎(chǔ)，它是機(jī)械原理課程的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，其目的在于系統(tǒng)地學(xué)習(xí)課本理論后，通過設(shè)計(jì)進(jìn)一步鞏固和加深學(xué)生的基本概念和基本知識，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決有關(guān)的具體

3、機(jī)械所涉及的實(shí)際問題的能力，使學(xué)生對于機(jī)械的選型，運(yùn)動方案的確定，運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)的分析和設(shè)計(jì)有一個(gè)較完整的概念，并進(jìn)一步提高計(jì)算，分析，繪圖以及查閱和使用資料的綜合能力。一方案設(shè)計(jì)1、機(jī)構(gòu)簡介 搖擺式輸送機(jī)是一種傳送材料用的礦山運(yùn)輸機(jī)械，其機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖如圖。電動機(jī)通過二級圓錐圓柱齒輪減速器使曲柄回轉(zhuǎn)，再經(jīng)過六連桿機(jī)構(gòu)使輸料車作往復(fù)移動，放置在車上的物料借助摩擦力隨輸料槽一起運(yùn)動。物料的輸送是利用機(jī)構(gòu)在某些位置輸料車8有相當(dāng)大的加速度，使物料在慣性力的作用下克服摩擦力而發(fā)生滑動，滑動的方向恒自左往右，從而達(dá)到輸送物料的目的搖擺式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖根據(jù)要求礦石重量G（滑塊5的重量都可忽略不計(jì)），及

4、其繞重心的轉(zhuǎn)動慣量Jsi與輸?shù)V槽、礦物的重量G6 、G7；托滾8的半徑及其滾動摩擦系數(shù)f，和每小時(shí)運(yùn)輸?shù)V石540噸的數(shù)據(jù)經(jīng)初步的計(jì)算和分析。確定各運(yùn)動副中反作用力及曲柄上所需的平衡力矩，和一些桿件的基本參數(shù)。參考機(jī)械原理電算程序設(shè)計(jì)（哈工大出版）第二章有關(guān)內(nèi)容。初定的一些數(shù)據(jù)為減速器的輸出轉(zhuǎn)速：48轉(zhuǎn)/分鐘桿Lo1A長為：90毫米桿LAB長為：302毫米桿Lo2B長為：160毫米桿Lo2C長為：270毫米初定設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方案為下圖：搖擺式輸送機(jī)由電動機(jī)，減速器，絞鏈機(jī)構(gòu)，和拖扳組成，其中電動機(jī)與減速器之間由皮帶輪聯(lián)結(jié)傳動。電動機(jī)輸出軸上再加裝飛輪裝置使其工作平穩(wěn)。二.電動機(jī)的選擇與計(jì)算1.電動機(jī)類

5、型的選擇電動機(jī)類型根據(jù)動力源和工作條件，選用 Y系列三相異步電動機(jī)2.電動機(jī)功率的選擇F=38300X0.35=13405N 取拖動板和寬為0.3m，礦石高為0.15m根跟要求每小時(shí)540噸計(jì)算出礦石的平均速度為0.7m/s工作機(jī)所需要的有效功率： Pw=F·v/1000=13405X0.7=3.24（KW）傳動裝置總效率：（見課設(shè)式2-4）， Pd=Pw/ =3.24/0.76=4.23(KW) 根據(jù)JB3074-82 查選電動機(jī)。選用Y160M2-6，其額定功率為 5.5KW，滿載轉(zhuǎn)速nm=960r/min同步轉(zhuǎn)速V=1000r/min。再經(jīng)查表得：電動機(jī)的中心高H=198mm，

6、外伸軸頸圍 42mm，軸外伸長度為 110mm。三.傳動裝置的運(yùn)動及動力參數(shù)的選擇及計(jì)算1.傳動比 總傳動比：i總=n/ n12=960/48=20各級傳動比分配： 初定 2.各個(gè)軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算 n1=nm/i1=366.4r/min n2=n1/i2=119.3 r/min n3=n2/i3=47.7 r/min3. 各軸的輸入功率計(jì)算 P1=pd87 =5.5×0.95×0.99=5.42P2=p165=5.42×0.97×0.99=5.20P3=p243=5.20×0.97×0.99=5.00 P4=p321=5.00×

7、0.99×0.99=4.90 四.V 帶的設(shè)計(jì)計(jì)算(本節(jié)所查表均出自機(jī)械設(shè)計(jì)華中理工大學(xué)出版社 2000版) 1.計(jì)算功率PC：據(jù)（表 410）取工況系數(shù)KA=1.1，則PC=KA·P=5.68（KW） 2.選取V帶型號：根據(jù)PC=5.65KW和nm=970r/min 查圖5-12a(機(jī)設(shè))選A型V帶。確定帶輪直徑 參考圖5-12a（機(jī)設(shè)）及表5-3（機(jī)設(shè)）選取小帶輪直徑 （電機(jī)中心高符合要求）3.驗(yàn)算帶速 由式5-7（機(jī)設(shè)） 4.從動帶輪直徑 查表5-4（機(jī)設(shè)） 取5.傳動比 i 6.從動輪轉(zhuǎn)速7.確定中心距和帶長（1）、按式（5-23機(jī)設(shè)）初選中心距 ?。?）、按式(5

8、-24機(jī)設(shè))求帶的計(jì)算基礎(chǔ)準(zhǔn)長度L0查圖.5-7(機(jī)設(shè))取帶的基準(zhǔn)長度Ld=2000mm(3)、按式(5-25機(jī)設(shè))計(jì)算中心距:a (4)、按式（5-26機(jī)設(shè)）確定中心距調(diào)整范圍 8.驗(yàn)算小帶輪包角1 由式(5-11機(jī)設(shè)) 9.確定V帶根數(shù)Z (1)、由表（5-7機(jī)設(shè)）查得dd1=112 n1=800r/min及n1=980r/min時(shí)，單根V帶的額定功率分呷為1.00Kw和1.18Kw，用線性插值法求n1=980r/min時(shí)的額定功率P0值。 (2)、由表（5-10機(jī)設(shè)）查得P0=0.11Kw (3)、由表查得（5-12機(jī)設(shè)）查得包角系數(shù) (4)、由表(5-13機(jī)設(shè))查得長度系數(shù)KL=1.0

9、3 (5)、計(jì)算V帶根數(shù)Z，由式（5-28機(jī)設(shè)） 取Z=5根 10.計(jì)算單根V帶初拉力F0，由式（5-29）機(jī)設(shè)。 q由表5-5機(jī)設(shè)查得11計(jì)算對軸的壓力FQ，由式（5-30機(jī)設(shè)）得 12確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸，給制帶輪工作圖 小帶輪基準(zhǔn)直徑d1=112mm采用實(shí)心式結(jié)構(gòu)。大帶輪基準(zhǔn)直徑d2=280mm，采用孔板式結(jié)構(gòu)，基準(zhǔn)圖見零件工作圖。五.齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算1、高速級減速齒輪設(shè)計(jì)（直齒圓柱齒輪）(1).齒輪的材料，精度和齒數(shù)選擇，因傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高，材料按表7-1選取，都采用45號鋼，鍛選項(xiàng)毛坯，大齒輪、正火處理，小齒輪調(diào)質(zhì)，均用軟齒面。齒輪精度用8級，輪齒表面精糙度為Ra1.6，軟齒面閉式

10、傳動，失效形式為占蝕，考慮傳動平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多些，取Z1=34 則Z2=Z1× i=34×2.62=89 (2).設(shè)計(jì)計(jì)算。1)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，由式（7-9） T1=9.55×106×P/n=9.55×106×5.42/384=134794 N·mm由圖（7-6）選取材料的接觸疲勞，極限應(yīng)力為 HILim=580 HILin=560由圖 7-7選取材料彎曲疲勞極陰應(yīng)力 HILim=230 HILin=210應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N由式（7-3）計(jì)算 N1=60n

11、, at=60×(8×360×10)=6.64×109 N2= N1/u=6.64×109/2.62=2.53×109 由圖7-8查得接觸疲勞壽命系數(shù)；ZN1=1.1 ZN2=1.04 由圖7-9查得彎曲 ；YN1=1 YN2=1 由圖7-2查得接觸疲勞安全系數(shù)：SFmin=1.4 又YST=2.0 試選Kt=1.3 由式(7-1)(7-2)求許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力 將有關(guān)值代入式(7-9)得 則V1=(d1tn1/60×1000)=1.3m/s ( Z1 V1/100)=1.3×(34/100)m/s=0.4

12、4m/s查圖7-10得Kv=1.05 由表7-3查和得K A=1.25.由表7-4查得K=1.08.取K=1.05.則KH=KAKVKK=1.42 ,修正 M=d1/Z1=1.96mm 由表7-6取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m=2mm3) 計(jì)算幾何尺寸d1=mz1=2×34=68mm d2=mz2=2×89=178mm a=m(z1z2)/2=123mm b=ddt=1×68=68mm 取b2=65mm b1=b2+10=754).校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度由圖7-18查得，YFS1=4.1，YFS2=4.0 取Y=0.7由式(7-12)校核大小齒輪的彎曲強(qiáng)度. 1、低速級減速齒輪設(shè)計(jì)

13、（直齒圓柱齒輪）(1).齒輪的材料，精度和齒數(shù)選擇，因傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高，材料按表7-1選取，都采用45號鋼，鍛選項(xiàng)毛坯，大齒輪、正火處理，小齒輪調(diào)質(zhì)，均用軟齒面。齒輪精度用8級，輪齒表面精糙度為Ra1.6，軟齒面閉式傳動，失效形式為占蝕，考慮傳動平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多些，取Z1=34 則Z2=Z1×i=34×3.7=104(2).設(shè)計(jì)計(jì)算。設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，由式（7-9）T1=9.55×106×P/n=9.55×106×5.20/148=335540 N·m

14、m由圖（7-6）選取材料的接觸疲勞，極限應(yīng)力為 HILim=580 HILin=560由圖 7-7選取材料彎曲疲勞極陰應(yīng)力 HILim=230 HILin=210應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N由式（7-3）計(jì)算 N1=60n at=60×148×(8×360×10)=2.55×109 N2= N1/u=2.55×109/3.07=8.33×108 由圖7-8查得接觸疲勞壽命系數(shù)；ZN1=1.1 ZN2=1.04 由圖7-9查得彎曲 ；YN1=1 YN2=1 由圖7-2查得接觸疲勞安全系數(shù)：SFmin=1.4 又YST=2.0 試選Kt=1.

15、3 由式(7-1)(7-2)求許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力 將有關(guān)值代入式(7-9)得 則V1=(d1tn1/60×1000)=0.55m/s ( Z1 V1/100)=0.55×(34/100)m/s=0.19m/s 查圖7-10得Kv=1.05 由表7-3查和得K A=1.25.由表7-4查得K=1.08.取K=1.05.則KH=KAKVKK=1.377 ,修正 M=d1/Z1=2.11mm 由表7-6取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m=2.5mm(3) 計(jì)算幾何尺寸d1=mz1=2.5×34=85mm d2=mz2=2.5×104=260mm a=m(z1z2)/2=1

16、72.5mm b=dt=1×85=85mm取b2=85mm b1=b2+10=95(4).校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度由圖7-18查得，YFS1=4.1，YFS2=4.0 取Y=0.7由式(7-12)校核大小齒輪的彎曲強(qiáng)度.總結(jié)：高速級 z1=34 z2=89 m=2 低速級 z1=34 z2=104 m=2.5六.軸的直徑計(jì)算及校核1.高速軸的設(shè)計(jì)(1).選擇軸的材料及熱處理由于減速器傳遞的功率不大，對其重量和尺寸也無特殊要求故選擇常用材料45鋼,調(diào)質(zhì)處理.(2).初估軸徑按扭矩初估軸的直徑,查表10-2,得c=106至117,考慮到安裝聯(lián)軸器的軸段僅受扭矩作用.取c=110則:D1min

17、= D2min=D3min=(3).初選軸承1)軸選軸承為62082)軸選軸承為62093)軸選軸承為6212根據(jù)軸承確定各軸安裝軸承的直徑為:D1=40mmD2=45mmD3=60mm(4).結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(現(xiàn)只對高速軸作設(shè)計(jì),其它兩軸設(shè)計(jì)略,結(jié)構(gòu)詳見圖)為了拆裝方便,減速器殼體用剖分式,軸的結(jié)構(gòu)形狀如圖所示.確定高速軸和各段直徑和長度1)初估軸徑后,句可按軸上零件的安裝順序,從左端開始確定直徑.該軸軸段1安裝軸承6008,故該段直徑為40mm。2段裝齒輪，為了便于安裝，取2段為44mm。齒輪右端用軸肩固定，計(jì)算得軸肩的高度為4.5mm，取3段為53mm。5段裝軸承，直徑和1段一樣為40mm。4段

18、不裝任何零件，但考慮到軸承的軸向定位，及軸承的安裝，取4段為42mm。6段應(yīng)與密封毛氈的尺寸同時(shí)確定，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，選用JB/ZQ4606-1986中d=36mm的毛氈圈，故取6段36mm。7段裝大帶輪，取為32mm>dmin 。2）各軸段長度的確定軸段1的長度為軸承6008的寬度和軸承到箱體內(nèi)壁的距離加上箱體內(nèi)壁到齒輪端面的距離加上2mm，l1=32mm。2段應(yīng)比齒輪寬略小2mm，為l2=73mm。3段的長度按軸肩寬度公式計(jì)算l3=1.4h；去l3=6mm，4段：l4=109mm。l5和軸承6008同寬取l5=15mm。l6=55mm，7段同大帶輪同寬，取l7=90mm。其中l(wèi)4，l

19、6是在確定其它段長度和箱體內(nèi)壁寬后確定的。于是，可得軸的支點(diǎn)上受力點(diǎn)間的跨距L1=52.5mm，L2=159mm，L3=107.5mm。3）.軸上零件的周向固定為了保證良好的對中性，齒輪與軸選用過盈配合H7/r6。與軸承內(nèi)圈配合軸勁選用k6，齒輪與大帶輪均采用A型普通平鍵聯(lián)接，分別為16*63 GB1096-19794）.軸上倒角與圓角為保證6208軸承內(nèi)圈端面緊靠定位軸肩的端面，根據(jù)軸承手冊的推薦，取軸肩圓角半徑為1mm。其他軸肩圓角半徑均為2mm。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB6403.4-1986，軸的左右端倒角均為1*45。(5).軸的受力分析畫軸的受力簡圖。計(jì)算支座反力。Ft=2T1/d1=Fr=Ft

20、tg20。=3784FQ=1588N在水平面上FR1H=FR2H=Fr-FR1H=1377-966=411N在垂直面上FR1V=Fr2V=Ft- FR1V=1377-352=1025N畫彎矩圖在水平面上，a-a剖面左側(cè) MAh=FR1Hl3=96652.5=50.715N·ma-a剖面右側(cè) MAh=FR2Hl2=411153=62.88 N·m在垂直面上 MAv=MAV=FR1Vl2=352×153=53.856 N·m合成彎矩，a-a剖面左側(cè)a-a剖面右側(cè)畫轉(zhuǎn)矩圖轉(zhuǎn)矩 3784×（68/2）=128.7N·m(6).判斷危險(xiǎn)截面顯然

21、，如圖所示，a-a剖面左側(cè)合成彎矩最大、扭矩為T，該截面左側(cè)可能是危險(xiǎn)截面；b-b截面處合成灣矩雖不是最大，但該截面左側(cè)也可能是危險(xiǎn)截面。若從疲勞強(qiáng)度考慮，a-a，b-b截面右側(cè)均有應(yīng)力集中，且b-b截面處應(yīng)力集中更嚴(yán)重，故a-a截面左側(cè)和b-b截面左、右側(cè)又均有可能是疲勞破壞危險(xiǎn)截面。(7).軸的彎扭合成強(qiáng)度校核由表10-1查得 1)a-a剖面左側(cè)3=0.1×443=8.5184m3=14.57 2）b-b截面左側(cè)3=0.1×423=7.41m3b-b截面處合成彎矩Mb:=174 N·m=27 (8).軸的安全系數(shù)校核:由表10-1查得(1)在a-a截面左側(cè)WT=0.2d3=0.2×443=17036.8mm3由附表10-1查得由附表10-4查得絕對尺寸系數(shù);軸經(jīng)磨削加工, 由附表10-5查得質(zhì)量系數(shù).則彎曲應(yīng)力 應(yīng)力幅 平均應(yīng)力 切應(yīng)力 安全系數(shù)查表10-6得許用安全系數(shù)=1.31.5,顯然S>,故a-a剖面安全.1)b-b截面右側(cè)抗彎截面系數(shù)3=0.1×533=14.887m3抗扭截面系數(shù)WT=0.2d3=0.2×533=29.