機械設(shè)計基礎(chǔ)說明書封面講解

1、機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書設(shè)計題目： 帶式輸送機的傳動裝置設(shè)計（第 8 組）工程學(xué)院建環(huán) 1112 班設(shè)計者洪木榮指導(dǎo)教師溫堅廣東海洋大學(xué)目錄一、設(shè)計任務(wù)書 2二、傳動方案的擬定 2三、電動機的選擇 3四、傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù) 4五、傳動零件的設(shè)計計算和校核 6六、軸的設(shè)計計算和校核 6七、滾動軸承的選擇和壽命計算 10八、鍵和聯(lián)軸器的選擇 10九、潤滑和密封形式的選擇 11十、減速器機體各部分結(jié)構(gòu)尺寸其他技術(shù)說明 11十一、參考文獻 12第八組：帶式輸送機的傳動裝置設(shè)計一、設(shè)計任務(wù)書1.1 工作條件 連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，空載啟動，使用期 8 年；小批量生產(chǎn)，兩班 制工作，運輸帶速度允

2、許誤差 5%。1.2 原始數(shù)據(jù) 滾筒圓周力 F=1450N； 帶速 V=1.6m/s； 滾筒直徑 D=260mm1.3 運動簡圖二、傳動方案的擬定2.1 整體方案根據(jù)設(shè)計任務(wù)書，該方案的設(shè)計分成減速器（傳動部分）和工作機（執(zhí)行 部分）兩部分。2.2 減速器說明機器一般是由原動機、傳動裝置和工作裝置組成。傳動裝置是用來傳遞原 動機的運動和動力、變換其運動形式以滿足工作裝置的需要，是機器的重要組 成部分。傳動裝置是否合理將直接影響機器的工作性能、重量和成本。合理的 傳動方案除滿足工作裝置的功能外，還要求結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、成本低廉、 傳動效率高和使用維護方便。本設(shè)計中原動機為電動機，工作機為皮帶輸

3、送機。傳動方案采用了兩級傳 動，第一級傳動為帶傳動，第二級傳動為單級直齒圓柱齒輪減速器。帶傳動承載能力較低，在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時，結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大，但有 過載保護的優(yōu)點，還可緩和沖擊和振動，故布置在傳動的高速級，以降低傳遞 的轉(zhuǎn)矩，減小帶傳動的結(jié)構(gòu)尺寸。齒輪傳動的傳動效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命較長，是現(xiàn) 代機器中應(yīng)用最為廣泛的機構(gòu)之一。本設(shè)計采用的是單級直齒輪傳動。 減速器的箱體采用水平剖分式結(jié)構(gòu)，用 HT200灰鑄鐵鑄造而成。三、電動機的選擇計算項 目計算過程及說明計算結(jié)果1、選擇 電動機1、選擇電動機類型按已知的工作要求條件，選用 Y 系列全封閉籠型三相異 步電動機w 0.8

4、5Pd 2.7kw2、選擇電動機功率工作機所需功率為： PW 100F0vw 電動機輸入功率為： Pd PWFv1000 w 由電動機至工作之間的總效率1 22 3 4 5式中： 1、 2、 3 、 4 、 5分別為帶傳動、齒輪傳動的 軸承( 2 對)、齒輪傳動、聯(lián)軸器、及滾筒的軸承效率。 查表 2-3 可取1=0.96 、 2 =0.99 、 3=0.98、 4 =0.98、 5 =0.98 、w =0.96則 w 0.96 0.992 0.98 0.98 0.98 0.96 0.851450 1.6所以 Pd2.7kw1000 0.853. 確定電動機轉(zhuǎn)速滾筒的工作轉(zhuǎn)速為60 1000v

5、60 1000 1.6nw117 53r / minD 260因為由表 2-2 知，帶傳動的傳動比 i1 2 4 ，單級齒輪 傳動的傳動比 i2 3 5 ，則總傳動比 i的合理范圍 i i1i2 6 20因此，電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd inw (6 20) 117.53kw (705.18 2350.6)r /minnw 117.53r /i 6 20nd(705.18 2350.6) r/min4. 確定電動機型號符合這一范圍的電動機同步轉(zhuǎn)速有 750r/min 、 1000r/min 、1500r/min 。根據(jù)工作機所需要的電動機輸 出功率 Pd 和電動機的同步轉(zhuǎn)速，由附錄 B可查出適

6、用的 電動機型號分別為 Y132M-8、Y132S-6和 Y100L2-4。相 應(yīng)的技術(shù)參數(shù)比較情況見下表：電動機型 號： Y132S-6電動機型 號額定功 率電動機轉(zhuǎn)速 （r/min ）總傳 動比Pd /kw同步轉(zhuǎn) 速滿載轉(zhuǎn) 速Y132M-837507106.04Y132S-63100096012.17Y100L2-43150014308.17綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、質(zhì)量以及帶傳動和 齒輪傳動的傳動比， 選擇 Y132S-6型號電動機比較合適， 即電動機的額定功率 Ped =4kw，滿載轉(zhuǎn)速 nw =960r/ min ， 總傳動比適中，傳動裝置結(jié)構(gòu)比較緊湊。Y132S-6 型電動機

7、的主要尺寸和安裝尺寸見表 2-4表 2-4 Y132S-6 型電動機的主要尺寸和安裝尺寸列表中心高 H外形尺寸L (AC / 2 AD) HD地腳安 裝尺寸AB地腳螺栓 孔直徑 k軸伸尺寸 DE裝鍵部位 尺寸 FG132475 345 315216 1401238 8010 33四、傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)由已確定的電動機的型號可知：i 8.17;1、計算總傳 動比和分配 各級傳動比總傳動比 i 8.17;取帶傳動比的傳動比 i0 2.5 ；則齒輪轉(zhuǎn)動的傳動比 i1 i總 /i0 3.24 。i 0 2.5i1 3.242、計算轉(zhuǎn)動 裝置各軸的 運動和動力 參數(shù)1. 各軸的轉(zhuǎn)速軸 n nm 9

8、60 r / min 384r / min i0 2.5軸 n n 384 r / min 118.52r / min i1 3.24滾筒軸 nw n 118.52r / minn 384r / minn 118.52 r / min nw 118.52 r / min2. 各軸的輸入功率軸 P Pd 01 2.7 0.96kw 2.592kw軸P P 12 P 2 3 2.592 0.99 0.98 2.51kw滾筒軸Pw =P 23 P 2 3 2.51 0.99 0.98 2.44kwP 2.592kwP 2.51kwPw= 2.44kww=3. 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 電動機軸Pd2.7Td

9、=9550 d 9550 N m 26.86N mnd960軸P2.592T 9550 9550 N m 64.46 N mn384軸P2.51T 9550 9550 N m 202.25N m n 118.52滾筒軸P 2.44P 9550 9550 N m 196.61N m n 118.52Td=26.86 N mT 64.46 N mT 202.25N mP 196.61 N m表 2-5 運動和動力參數(shù)的計算結(jié)果列表參數(shù)軸名電動機軸軸軸滾筒軸轉(zhuǎn)速 n(r/min )960384118.52118.52輸入功率 P/kw2.72.5922.512.44輸入轉(zhuǎn)矩 T/(N m)26.86

10、64.46202.25196.61傳動比 i2.53.241效率0.960.970.97五、傳動零件的設(shè)計計算和校核1. 確定 V 帶型 號1. 確定計算功率 PC 根據(jù)教材表 8-7 得： kA=1.2PC=KAPd=1.22.7=3.24KW2. 選擇 v 帶型號根據(jù) PC、n1由教材圖 8-9 得：選用 A型 V帶3. 確定帶輪的基準直徑由教材圖 8-9 得，推薦的小帶輪基準直徑為 80100mm取 d1=80mm=dmin=75mm4. 驗算帶速 vPC=3.24KWdd2=(n m/n1) d1(1- )= (970/285.29 ) 125 ( 1-0.2 )=416.5mm取 d

11、2=450mmdd2=416.5mm六、軸的設(shè)計計算和校核輸出軸上的功率 P 、轉(zhuǎn)速 n 和轉(zhuǎn)矩 T由 上 可 知 P 2.51kw ， n 118.51r min ， T 202.25N m. 求作用在齒輪上的力因已知高速小齒輪的分度圓直徑d1 mz1 2.5*32 80mm 而2T 2 202.25 105Ft5056.25Nt d 80Fr Ft tan1840.32NFa 0. 初步確定軸的最小直徑材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機械設(shè)計 表 15-3 ，取 A0 115，于是dm in A0 3 P 31.82mmn由于鍵槽的影響，故 dmin 1.04dm in 33.08 mm輸

12、出軸的最小直徑顯然是安裝帶輪處的直 徑d ，取 d 33mm ，根據(jù)帶輪結(jié)構(gòu)和尺寸， 取 l 60mm 。. 齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(1). 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑 和長度1). 為了滿足帶輪的軸向定位要求， - 段右 端需制出一軸肩，故取-段的直徑 d 39mm ；2). 初步選擇深溝球軸承。因軸承同時受有 徑向力和軸向力的作用，故選用深溝球球軸承。 按照工作要求并根據(jù) d 42mm ，查手冊選 取 單 列 深 溝 軸 承 6209 ， 其 尺 寸 為 d D B 45mm 85mm 19mm ， 故 d dVII -VIII 45mm ；而lI VIII 19mm。Ft 5056.2

13、5NFr 1840.32 Nd 33mml 60mmd 39mmd 42mml I VIII19mm合，故 lVI-VII 6.5mm 。故l 60mm 。3). 由小齒輪尺寸可知， 齒輪處的軸段 V-VI的直徑 dV-VI 85mm，lV-VI 73mm 。軸肩高度h 0.07 d III -IV ，故取 h 3.5mm ，則軸環(huán)處的直徑 d d 48mm 。軸環(huán)寬度 b 1.4h ，取l 6.5mm ，因為要使大小齒輪對齊嚙4). 軸承端蓋的總寬度為 30mm( 由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定 ) 。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與大帶輪右端面間的距離 l

14、 30mm ，5) l 19mm(2). 軸上零件的周向定位 帶輪與軸的周向定位均采用平鍵連接。按d 由 機 械 設(shè) 計 查 得 平 鍵 截 面 b h 10mm 8mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工， 長為 50mm 。滾動軸承與軸的周向定位是由過度 配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 m6 。(3). 確定軸上圓角和倒角尺寸 參考機械設(shè)計表 15-2 ，取軸端圓角2 45 。 至此，已初步確定了軸的各段和長度，簡 圖如下：. 求軸上的載荷d dVII-VIII45mmdV-VI 85mmlV-VI 73mm48mml 6.5mmlVI-VIIl 6.5mm60mm19mm輸入軸的校核：輸入 I

15、軸：（1）齒輪上作用力的計算： 由前面的計算可知 圓周力：Ft=2T/D=5056.45N徑向力：Fr= Fttan20 0=1840.32N（2） 求齒輪作用力在垂直面的支持反力。 （見圖 草稿）F1v = （Fr L/2）/L=920N;F2v = Fr - F1v =4136.09N;（3） 求齒輪作用力在水平面的支承反力 F1H = F2H = Ft/2=2528.13N（4） 求 F 力在支點產(chǎn)生的反力（見圖 3）F1F = F （L+K）/L=719.86NF1F = F2F F=1776.76N （5）繪制垂直的彎矩圖Mav= F1vL/2=262.64N m（6） 繪制水平面的

16、彎矩圖（見圖 5） MaH= F1HL/2=160.54N m（7） 求 F 力產(chǎn)生的彎矩圖（見圖 6） M1F= FK=2986.9210810-3=322.59 N m 在 a-a 截面處， F 力產(chǎn)生的彎矩為MaF= F2FL/2=45.71N m（8） 繪制合成彎矩圖因 F 方向未定，所以 F 與 H、V 共面時，產(chǎn)生的 彎矩最大。Ma= MaF+（MaV2+ MaH 2 ） 1/2=307.82 N mM1= M1F=322.59 N m（9） 繪制扭矩圖（見圖 8） 由前面的計算結(jié)果可知，輸入軸傳遞的扭矩 T=321.07Nm（10） 求危險截面的當(dāng)量彎矩（見圖 9） 由見圖 8

17、可知 Ma M1 ,故 a-a 截面最危險，其 當(dāng)量彎矩為：Me=【Ma2+（T）2】1/2 扭切應(yīng)力為脈動循環(huán)應(yīng)變力，取折合系數(shù) =0.6 ，帶入上式可得：Me=363.13 Nm （11）校核危險截面 a-a 的強度 選軸的材料為 45 鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。 查的b=650MP；a 查的【 -1b 】=60MPa 由教材公式可知，危險截面 a-a 的當(dāng)量應(yīng)力為：3e= Me/W= Me/0.1d3 3 =61.216KPa38400h 所以此軸承壽命符合要求，即合格(2)計算 II 軸受純徑向載荷： P=Fr=2472.89N 選深溝球軸承 6013,Cr=32.0KN;Lh=(106/60n

18、) (ft C/ fp p) 3=130948h38400h 所以此軸承壽命符合要求，即合格八、鍵和聯(lián)軸器的選擇（1）輸入軸與帶輪聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接 軸徑 d=32mm,L1=60mm查手冊得，選用 A 型平鍵，得： 鍵 A 10 8 GB1096-2003 l= 50mm ， T=202.25N m， h=8mm p =100-120MPa3 p =4T/dhl=4 202.25/33 10 3508 =1.2MPap =100-120MPa （2）低速軸與大齒輪聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接 軸徑 d=52mm，65mm， T=196.61 Nm， h=10mm 查課本表 11-1 得 選 A 型平鍵 鍵 16 10 GB1096-20033 p=4T/dhl=4 196.61/52 10 3