課程設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)000002

1、哈爾濱理工大學(xué)榮成學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)題 目： 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 專業(yè)年級(jí)： 焊接技術(shù)及自動(dòng)化11-1班 學(xué)生姓名： 左 云 飛 學(xué) 號(hào)： 1130340132 指導(dǎo)教師： 劉 新 娜 材料工程系完成時(shí)間： 2012 年 8 月 31 日機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名：左 云 飛 學(xué)號(hào)：1130340132 專業(yè)：焊接技術(shù)及自動(dòng)化任務(wù)起止時(shí)間： 2012年 8 月 20 日至 2012年8 月31日設(shè)計(jì)題目：帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)工作內(nèi)容：一傳動(dòng)方案如下圖1所示：1電動(dòng)機(jī)；2V帶傳動(dòng)； 3單級(jí)圓柱齒輪減速器4聯(lián)軸器；5帶式輸送機(jī)；6鼓輪；7滾動(dòng)軸承圖1 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置方案

2、圖二、工作條件單向連續(xù)平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng)，常溫下兩班制工作，空載啟動(dòng)，裝置壽命為7年。三、原始數(shù)據(jù)鼓輪直徑d/mm450傳送帶運(yùn)行速度V/m/s1.8運(yùn)輸帶上牽引力F/N2000四、設(shè)計(jì)任務(wù)：1.低速零部件組裝圖一張（A2圖紙）2.設(shè)計(jì)說明書一份在一周內(nèi)完成并通過答辯。資料：機(jī)械原理工程力學(xué)機(jī)械制圖指導(dǎo)教師簽字： 2012年 月 日目錄（可以自動(dòng)生成）（一）電機(jī)的選擇3（二）傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算4（三）V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)5（四） 減速器（齒輪）參數(shù)的確定7（五） 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及驗(yàn)算8（六）聯(lián)軸器的選擇10（七）鍵連接的選擇和計(jì)算11（一）電機(jī)的選擇1.選擇電機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式：依工作條件的要求，選擇三

3、相異步電機(jī)封閉式結(jié)構(gòu)u=380vY型2.電機(jī)容量的選擇工作機(jī)的功率P工作機(jī)=F牽*V運(yùn)輸帶/1000= 3.6kwV帶效率： 0.96 滾動(dòng)軸承效率： 0.98 齒輪傳動(dòng)效率（閉式）:0.97 x 1 (對(duì))聯(lián)軸器效率： 0.99 傳輸總效率= 0.84 則，電機(jī)功率= 4.1 kw3.電機(jī)轉(zhuǎn)速確定工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n工作機(jī)= 76.43 r/minV帶傳動(dòng)比范圍：24 一級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比范圍：36 總傳動(dòng)比范圍：420電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為： 305.7 1528.7 r/min 在此范圍的電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速有: 750r/min 1000r/min 1500r/min 依課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書67

4、頁Y系列三相異步電機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)（JB30 74-82）選擇電機(jī)的型號(hào)為； Y112M-4 性能如下表：電機(jī)型號(hào)功率KW滿載時(shí)額定轉(zhuǎn) 矩質(zhì)量轉(zhuǎn)速nr/min電壓V電流A功率因數(shù)Y112M-4 4 1440380 2.0 470N 4電機(jī)主要外形和安裝尺寸： 基本安裝尺寸，B3的安裝形式，中心高在80280之間 BB （二）傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 L 所選電機(jī)滿載時(shí)轉(zhuǎn)速nm=1440 r/min總傳動(dòng)比：i總= 18.84 1.分配傳動(dòng)比及計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速i總=iD×i帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比iD= 4 一級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比i= 4.72 則高速軸I軸轉(zhuǎn)速n1= 360r/min 則低速軸II

5、軸的轉(zhuǎn)速n2= 76.43r/min 2.各軸輸入功率，輸出功率P輸出=P輸入，效率如前述。則高速軸I軸的輸入功率PI= 3.6 KW 輸出功率PI= 3.456 KW則低速軸II軸的輸入功率PII= 3.456 KW，輸出功率PII= 3.187 KW3.各軸輸入轉(zhuǎn)矩: 小帶輪輸入轉(zhuǎn)矩Td= 23.875N·mI 軸輸入轉(zhuǎn)矩TI= 91.68N·m II軸輸入轉(zhuǎn)矩TII= 398.22N·m （三）V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)1. 確定計(jì)算功率Pc已知電機(jī)輸出功率，依教材機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 11-5 ，取KA=1.2,故Pc= 4.32Kw 2. 選擇普通V帶型號(hào)已知Pc，nm，結(jié)

6、合教材機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，由圖 11-8 確定所使用的V帶為 A 型。 3. 確定大小帶輪基準(zhǔn)直徑d1，d2。由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 11-6 取d1= 100 ，帶傳動(dòng)比iD已知，則d2=iD·d1= 4004.驗(yàn)算帶速v 7.536m/s 5.求V帶基準(zhǔn)長度和中心距（L0，a） 初定中心距=1.5（d1+d2)= 750 ,選a0= 750 帶長 = 2315 由表 11-2 ，對(duì) A 型帶進(jìn)行選用，Ld= 2500 則實(shí)際中心距： 842.5 6.驗(yàn)算小帶輪包角 159.6º >120°合格。7.求V帶根數(shù)Z已知n1，d1 ，查表 11-3 得P0= 1.32 已

7、知傳動(dòng)比iD，查表 11-3 得P0= 0.17 已知1，查表 11-4 得K= 0.95 ，查表 11-2 得KL= 1.09 則V帶根數(shù)Z= 3 。 8.求作用在帶輪上的壓力FQ 由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 11-1 ，可知 A 型帶每米質(zhì)量q=0.10Kg/m 單根V帶的拉力F0=2= 161.56N 作用在軸上的壓力FQ=2ZF0 sin= 954.65 N.（四） 減速器（齒輪）參數(shù)的確定1. 選擇材料及確定許用應(yīng)力 由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 13-9 得：小齒輪用：40Cr，熱處理方式：表面淬火 ，齒面硬度為241286HRC 大齒輪用： 45 ，熱處理方式： 正火 ，齒面硬度為 162210HRC

8、 由表 13-3 ，取安全系數(shù)SH= 1 ，SF= 1。則許用應(yīng)力為：【H1】=Hlim1/SH= 550MPa . 【H2】= Hlim2/SH= 525MPa 【F1】=FE1/SF= 267MPa . 【F2】= FE2/SF= 233MPa 2. 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)設(shè)齒輪按 8 級(jí)精度制造，按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)。由表 13-10 得載荷系數(shù)K= 1 ，由表 13-15 得齒寬系數(shù)d= 1 。小齒輪輸入功率P= 3.456Kw，轉(zhuǎn)矩T1=9.55××= 91680N·m ，由表 13-11 可得彈性系數(shù)ZE= 189.8 則小齒輪直徑d1=69.13齒數(shù)取Z1

9、= 30 ，Z2=iZ1= 141 模數(shù)m=d1/z1= 3.33 按表 13-1 ，標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m= 3 ，實(shí)際傳動(dòng)比i=Z2/Z1= 4.7 實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)中心距離a= 256.5 齒寬 90 （圓整）為補(bǔ)償安裝誤差，取小齒輪齒寬b1=b+5= 95 3.驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度由圖 13-12 ，取齒形系數(shù)YFa1= 2.53 , YFa2= 2.15 .由圖 13-14 ，取外齒輪齒根修正系數(shù)YSa1= 0.90 ，YSa2= 1.0 判斷： 27.3 【F1】判斷： 22.6 【F2】滿足條件 合適 4.齒輪的圓周速度 1.32m/s 對(duì)照表 13-7 可知，選著 8 級(jí)精度是合適的。（五） 軸的結(jié)構(gòu)

10、設(shè)計(jì)及驗(yàn)算1.高速軸及低速軸的材料選擇根據(jù)表 16-1 得，高速軸材料為： 45 ，熱處理方式：調(diào)質(zhì) 低速軸材料為： 35 ，熱處理方式： 調(diào)質(zhì) 高速軸極限強(qiáng)度【B1】= 650MPa ，低速軸極限強(qiáng)度【B2】 560MPa 根據(jù)表 16-8 得，兩根軸的許用彎曲應(yīng)力【-1b】= 55MPa 2軸頸初估初選小輪軸頸，根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算初估軸頸。由表 16-7 得常數(shù)C 110 = 23.69 ，結(jié)合大帶輪輪轂內(nèi)徑，圓整后暫取d1= 25 大輪軸頸= 39.20 ，結(jié)合聯(lián)軸器內(nèi)徑，圓整后暫取d2= 40 3軸的徑向尺寸設(shè)計(jì) 根據(jù)軸及軸上零部件的固定，定位，安裝要求，初步確定軸的徑向尺寸。高速軸：（

11、帶尺寸的草圖） 35mm 30mm 30mm28mm25mm 各尺寸確定的依據(jù)：= 23.2 ，結(jié)合大帶輪輪轂內(nèi)徑，圓整后暫取d1= 25 。 d2 軸肩高h(yuǎn)=(23)C,C為倒角，取1.0，同時(shí)還要結(jié)合密封圈的尺寸,一般d2=d1+h。d3 要便于軸承安裝，因?yàn)檫@與軸承是過盈配合，要滿足所選軸承的內(nèi)徑系列。d4設(shè)計(jì)為齒輪軸，應(yīng)便于齒輪安裝，根據(jù)齒輪軸的齒數(shù)和模數(shù)計(jì)算，需圓整。d5 與d3相同。 低速軸：（帶尺寸的草圖）48mm50mm43mm45mm47mm50mm45mm40mm 各尺寸確定的依據(jù)：大輪軸頸= 38.56 ，結(jié)合聯(lián)軸器內(nèi)徑來確定，圓整后暫取d1= 40 d2 用軸肩對(duì)聯(lián)軸器

12、作軸向固定，軸肩高h(yuǎn)=(23 )C,C為倒角，取1.0，同時(shí)還要結(jié)合密封圈的尺寸 。 d3 要便于軸承安裝，因?yàn)檫@與軸承是過盈配合，要滿足所選軸承的內(nèi)徑系列。 一般d3=d2+(34) d4 要便于齒輪安裝，d4=d3+（34），需圓整。 d5 對(duì)齒輪起定位作用，一般取d5=d4+2h。 d6 用軸肩對(duì)軸承作軸向固定。查軸承手冊。根據(jù)軸承拆卸尺寸來確定。d7 與d3相同。 5.軸的軸向尺寸設(shè)計(jì)根據(jù)軸及軸上零部件的固定，定位，安裝要求，初步確定軸的軸向尺寸。高速軸：（帶尺寸的草圖） 48mm 15.2mm 34mm 37.6mm 54mm 各尺寸確定的依據(jù)： L1 根據(jù)設(shè)計(jì)的帶的根數(shù)，然后再乘以

13、e，便得出，但為了更足夠，還要再加1020。L2=K+e+(C-B),e=7.2,K=16,B=13,C=C1+C2+(5 10)+ Ò.其中Ò為機(jī)體的壁厚，C1，C2為軸承旁連接螺栓直徑確定的扳手空間。 L3=B+（23）+H，通常H取1015 L4=b-(23)，當(dāng)然還要和你的圖的距離相配合。 L5=H+-L5+軸承寬度 4.2mm低速軸：（帶尺寸的草圖）41mm16mm15.2mm48mm 37mm 88mm 各尺寸確定的依據(jù)： 首先根據(jù)軸徑選取相應(yīng)的聯(lián)軸器，再根據(jù)聯(lián)軸器的長度確定，一般要小于聯(lián)軸器的長度一點(diǎn)。 。L2=K+e+(C-B),e=9.6,K=20,B=1

14、4,C=C1+C2+(5 10)+ Ò.其中Ò為機(jī)體的壁厚，C1，C2為軸承旁連接螺栓直徑確定的扳手空間。 L3=B+（23）+H，通常H取1015 L4=b-(23)，當(dāng)然還要和你的圖的距離相配合。 L5=1.5h L6=H+-L5+軸承寬度 L7=B B-軸承寬度 （六）高速軸上的軸承壽命校核 根據(jù) 課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書選出軸承牌號(hào)高速軸承的主要參數(shù)軸承代號(hào)軸承內(nèi)經(jīng)mm軸承外徑mm軸承寬度mm徑向基本額定動(dòng)載荷Cr7006C 30551315.2KN低速軸承的主要參數(shù)軸承代號(hào)軸承內(nèi)經(jīng)mm軸承外徑mm軸承寬度mm徑向基本額定動(dòng)載荷Cr7009C45751625.8KN根據(jù)軸的受

15、力情況可知，高速軸上靠近帶輪一側(cè)的軸承所受的徑向力最大，故為最危險(xiǎn)軸承。1. 徑向力計(jì)算：已知軸的各部分尺寸，帶輪的壓軸力，齒輪的受力。2.壽命計(jì)算由表 16-8 得，溫度系數(shù)ft = 1 ,由表 16-9 得，載荷系數(shù)fp= 1.0 9.03*10 7 小時(shí)設(shè)計(jì)要求壽命為 5年 ，滿足要求。（七） 高速軸軸強(qiáng)度計(jì)算已知軸的各部分尺寸，帶輪的壓軸力，齒輪的受力。 1.求垂直面的支撐反力 因?yàn)槭侵С謭A柱齒輪，所以壓力角=20°，徑向力Fr=Ft*tan20°,圓周力Ft=2T/d,T=9549P/n=157580N·m 軸向力Fa=0 則F1v=(Fr*L/2-0)

16、/L=683N F2v=Fr-F1v=683N 2.求水平面的支撐反力F1H=Ft/2=1876N=F2H 2.垂直平面的彎矩圖 F1v Mav1=Mav2 Mav1=F2v*L*10-3/2=45N·m Mav2=F1v*L*10-3/2=45N·m 4.水平面的彎矩圖 F1H MaH F2H MaH=F1H*L*10-3/2=124N·m5.由圖可知，合成彎矩按最不利的情況，即帶輪壓軸力與齒輪受力共面，則，= 299N·mMaF=FQ*K*L/(2*L)=167N FQ為前面所計(jì)算的作用在軸上的壓力，等于3441N。6. 求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩：T =150

17、N·m7.求危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩=312N·m(認(rèn)為軸的扭切應(yīng)力是脈動(dòng)循環(huán)不變應(yīng)力，所以=0.6)8. 計(jì)算危險(xiǎn)截面處的直徑=30因?yàn)樵O(shè)計(jì)的是齒輪軸，不用鍵，軸上也就沒有鍵槽，軸就不會(huì)被削弱，所以d不用加大。（八）聯(lián)軸器的選擇根據(jù)軸孔直徑d2= 40 輸出轉(zhuǎn)矩T= 482.37N·m 依據(jù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，選定聯(lián)軸器型號(hào)： TL7聯(lián)軸器選擇表公稱轉(zhuǎn)矩許用轉(zhuǎn)數(shù)DD1D2轉(zhuǎn)動(dòng)慣量質(zhì)量 500N·m 2800r/m1900.06·15.6kg（九）鍵連接的選擇和計(jì)算本設(shè)計(jì)減速器共需鍵：3 個(gè)1.高速軸上鍵安裝軸段直徑為：= 25 mm查表選擇普通圓頭平鍵為

18、：h= 8，b= 12 ，根據(jù)對(duì)應(yīng)軸段長度，確定鍵長L= 40 2.齒輪軸上所需鍵安裝軸段直徑為：= 48 mm，查表選擇普通圓頭平鍵為：h= 8 ，b= 12 ，根據(jù)對(duì)應(yīng)軸段長度，確定鍵長L= 60 3.大軸上聯(lián)軸器所需鍵,其安裝段直徑為：= 40 mm，查表選擇普通圓頭平鍵為：h= 10 ，b= 16 ，根據(jù)對(duì)應(yīng)軸段長度，確定鍵長L= 70參考文獻(xiàn)：1 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，2009年哈爾濱理工大學(xué)機(jī)械基礎(chǔ)工程系編制；2 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 第五版， 楊可楨主編 總 成 績： 指導(dǎo)教師簽字： 2012 年 月 日參考文獻(xiàn)：1 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，2009年哈爾濱理工大學(xué)機(jī)械基礎(chǔ)工程系編制；2 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 第2版， 胡家秀主編 附 表 1 機(jī) 體 各 部 分 尺 寸 （mm）名稱符號(hào)尺寸機(jī)座壁厚7.4機(jī)蓋壁厚115機(jī)座凸緣厚度b12機(jī)蓋凸緣厚度b110機(jī)座底凸緣厚度b238地腳螺釘直徑df20地腳螺釘數(shù)目n4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d115蓋與座聯(lián)接螺栓直徑d212連接螺栓d2的間距l(xiāng)170軸承端蓋螺釘直徑d310窺視孔蓋螺釘直徑d48定位銷直徑d11df,d1,d2至外機(jī)壁距離c122df,d2至土