機(jī)械設(shè)計(jì)課程說明說帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：李同福學(xué) 號(hào)：1003310215班 級(jí)：汽修2班院 系： 機(jī)械工程專 業(yè)： 高級(jí)轎車診斷與維修指導(dǎo)教師：田素玲完成日期： 2012年7月 1日哈 爾 濱 劍 橋 學(xué) 院課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容設(shè)計(jì)題目：帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)一、傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖 二、已知條件：1、帶式輸送機(jī)的有關(guān)原始數(shù)據(jù)： 減速器齒輪類型： 直齒圓柱齒輪 ； 輸送帶工作拉力：f= 2800 n； 輸送帶工作速度：v= 1.30 m/s； 滾筒直徑：d= 300 mm.2、滾筒效率：=0.96（包括滾筒與軸承的效率損失）；3、工作情況：使用期限12年，兩班制（每年按300天計(jì)算

2、），單向運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速誤差不得超過5%，載荷有輕微振動(dòng)；4、工作環(huán)境：運(yùn)送砂、石等，室內(nèi)常溫，灰塵較大；5、檢修間隔期：四年一次大修，兩年一次中修，半年一次小修；6、制造條件及生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)；7、動(dòng)力來源：電力，三相交流，電壓380220v。三、設(shè)計(jì)任務(wù)：1、傳動(dòng)方案的分析和擬定2、設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容1) 運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算，電動(dòng)機(jī)的選擇； 2) v帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算；3) 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算； 4) 軸的設(shè)計(jì)與強(qiáng)度計(jì)算；5) 滾動(dòng)軸承的選擇與校核； 6) 鍵的選擇與強(qiáng)度校核；7) 聯(lián)軸器的選擇。3、設(shè)計(jì)繪圖：1）減速器裝配圖一張（a0或a1圖紙）；2）零件工作圖2張（低速級(jí)齒輪、低速軸

3、，a2或a3圖紙）；3）設(shè)計(jì)計(jì)算說明書1份（6000字）；4）減速器三維爆炸圖（此項(xiàng)選做）。注：提交cad圖的同學(xué)在提交圖紙和說明書打印稿的同時(shí)必需提交相應(yīng)電子版文件、手工繪制的裝配圖草圖和手寫計(jì)算說明書草稿。四、主要參考書目 1李育錫.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)m.北京：高等教育出版社，2008. 2濮良貴.機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）m.北京：高等教育出版社，2006. 3成大仙.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第5版）m.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.目 錄機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(1)一、傳動(dòng)方案的擬定及說明( 2)二、電動(dòng)機(jī)的選擇.(2)三、v帶的設(shè)計(jì)計(jì)算.(3)四、齒輪的設(shè)計(jì).(4)五、軸的設(shè)計(jì)及校核（8）六、軸承

4、的壽命校核.(13)七、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算.(15)八、鑄件減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算表及附件的選擇.(16)九、潤(rùn)滑與密封方式的選擇、潤(rùn)滑劑的選擇.(17)十、設(shè)計(jì)小結(jié)(17)十一、(17)設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié) 果1. 傳動(dòng)方案的擬定及說明 傳動(dòng)方案初步確定為兩級(jí)減速器（包含帶輪減速和一級(jí)圓柱齒輪輪廓傳動(dòng)減速），說明如下： 為了估計(jì)傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比范圍，以便選擇合適的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)擬定傳動(dòng)方案，可先由已知條件計(jì)算其驅(qū)動(dòng)卷筒的轉(zhuǎn)速，即 一般常選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)比約在1315左右，可選用任務(wù)書中的傳動(dòng)方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。2. 電機(jī)的選擇1、電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式 按工作要求

5、和工作條件，選用一般用途的y系列（ip44）三向異步電動(dòng)機(jī)。它為臥式全封閉結(jié)構(gòu)，具有防止灰塵等其他雜物侵入電機(jī)內(nèi)部的特點(diǎn)。2、電動(dòng)機(jī)容量1)、 電機(jī)所需功率 2)、 電動(dòng)機(jī)輸出功率 傳動(dòng)裝置的總效率 式中，為從電動(dòng)機(jī)至滾筒軸之間的各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和軸承的效率。由參考書【1】表2-4查得：普通v帶的效率為，一對(duì)滾動(dòng)軸承的效率為（初選球軸承），閉式齒輪傳動(dòng)效率為（初定8級(jí)精度），滑動(dòng)聯(lián)軸器的效率。卷筒傳動(dòng)的效率則故 確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速滾筒軸的轉(zhuǎn)速為 3、 電動(dòng)機(jī)額定功率由【1】表17-7選取電動(dòng)機(jī)額定功率4、電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 為了便于選擇電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，先推算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍。由任務(wù)書中推薦減速裝置傳動(dòng)比范圍

6、，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為可見同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的電動(dòng)機(jī)均符合。由【1】表17-7選定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為y132s-4。主要性能如下表:電機(jī)型號(hào)額定功率滿載轉(zhuǎn)速堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩y132s-45.5kw1440r/min2.22.25、計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配傳動(dòng)比1）、總傳動(dòng)比（復(fù)核620）2)、分配傳動(dòng)比 假設(shè)v帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比，則減速器傳動(dòng)的傳動(dòng)比三、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1各軸轉(zhuǎn)速 減速器傳動(dòng)裝置各軸從高速軸至低速軸依次編號(hào)為：軸、軸，滾筒軸為軸。各軸的轉(zhuǎn)速為（r/min）高速軸的轉(zhuǎn)速 低速軸的轉(zhuǎn)速 滾筒軸的轉(zhuǎn)速 2.各軸輸入功率為()高速軸的輸入功率 低速軸的輸入功率 滾筒

7、軸的輸入功率 3.各軸輸入轉(zhuǎn)矩（nm）1）、電機(jī)軸的轉(zhuǎn)矩 2）、軸的轉(zhuǎn)矩為 3）、軸的轉(zhuǎn)矩為 4）、軸的轉(zhuǎn)矩為 將各數(shù)據(jù)匯總?cè)缦?表1 傳動(dòng)參數(shù)的數(shù)據(jù)表 電機(jī)軸軸軸軸功率pkw5.54.1283.9643.806轉(zhuǎn)矩t(nm)36.4882.13457.42439.19轉(zhuǎn)速n(rmin)144048082.7682.76傳動(dòng)比i17.3935.80效率0.960.990.97 四、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算1、設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)的主要參數(shù)1）、 已知帶傳動(dòng)的工作條件：兩班制（共16h），連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷變動(dòng)小，所需傳遞的額定功率p=5.5kw，小帶輪轉(zhuǎn)速, 大帶輪轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比i=3。2）、設(shè)計(jì)內(nèi)容包括選擇帶的

8、型號(hào)、確定基準(zhǔn)長(zhǎng)度、根數(shù)、中心距、帶的材料、基準(zhǔn)直徑以及結(jié)構(gòu)尺寸、初拉力和壓軸力等等。3）、確定計(jì)算工率由【2】表8-7查得工作情況系數(shù) ，故選擇v帶的帶型根據(jù) 由圖13-15選用a型。4）、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速v(1)、初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑 。由表13-9，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑=125mm。(2)、驗(yàn)算帶速v。因?yàn)?m/sv25m/s，故帶速合適。(3)、計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。=i1=mm 根據(jù)表13-16，圓整為。5)、確定v帶的中心距a和基準(zhǔn)直徑。(1)、根據(jù)式 即 初定中心距(2)、由由【2】表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度。(3)、計(jì)算實(shí)際中心距a。 中心距的變化范圍為350mm-100

9、0mm。6)、驗(yàn)算小帶輪上的包角 4)、計(jì)算單根v帶的額定功率 。由=125mm和 ，查表13-4得kw。根據(jù),i1=3查表13-5得。查表13-7得，2表13-2得，于是7)、計(jì)算v帶的根數(shù)z。 取z=3根。8）、計(jì)算單根v帶的初拉力的最小值由表13-15得a型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q=0.kg/m,所以應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力9）、計(jì)算壓軸力壓軸力的最小值為10） 、帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(略)2、 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)1）、選定齒輪的類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)(1)、按圖所示的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。(2)、帶式機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度（gb1009588）。(3)、材料選擇。由表10-1選

10、擇小齒輪材料45（調(diào)質(zhì)），硬度197286hbs,大齒輪材料為45（正火），硬度為156217hbs。二者硬度差為40hbs左右。(4)、選小齒輪齒數(shù)，齒輪傳動(dòng)比為i2=5.8，則大齒輪齒數(shù)，取。2）、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，即 進(jìn)行計(jì)算。3）、確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值(1)、由表11-3選載荷系數(shù)(2)、計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。(3)、由表11-6選取齒寬系數(shù)。(4)、由表11-4差得材料的彈性影響系數(shù)(5)、由圖10-21d按齒面硬度差得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。取失效概率為1%，安全系數(shù)s=1,則5）、計(jì)算(1)、試算小齒

11、輪分度圓直徑代人中較小的值。(2)、計(jì)算圓周速度（3）計(jì)算模數(shù)： 由表4-1將m轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，m=4中心距 齒寬 （4）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 由校核公式11-5得52 由圖11-8和11-9得 則：兩齒輪材料許用彎曲疲勞應(yīng)力分別為： 將上述參數(shù)分別帶入校核公式，可得兩齒輪的齒根彎曲疲勞應(yīng)力分別為所以兩齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度均足夠6）齒輪其他尺寸計(jì)算： 分度圓直徑： 齒頂圓直徑： 齒根圓直徑：齒輪的圓周速度： 對(duì)照表11-2可知選用9級(jí)精度是合宜的。取彎曲疲勞許用安全系數(shù)s=1.4，則14）、計(jì)算載荷系數(shù)k。15）、查取齒形系數(shù)。由【2】表10-5查得 。16）、查取應(yīng)力校正系數(shù)。由【2】表10

12、-5查得 。17）、計(jì)算大、小齒輪的并加以比較。大齒輪的數(shù)值大。18）、設(shè)計(jì)計(jì)算 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取彎曲疲勞強(qiáng)度算得的模數(shù)2.12mm，并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值為m=2.5mm，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算出小齒輪齒數(shù) ，取 ，取19)、幾何尺寸的計(jì)算(1)、計(jì)算分度圓直徑(2)、計(jì)算中心距20） 、計(jì)算齒輪寬度 取。 表2 設(shè)計(jì)后傳動(dòng)參數(shù)的數(shù)據(jù)表 電機(jī)軸軸軸軸功率pkw4.03.843.7263.5

13、05轉(zhuǎn)矩t(nm)39.80129.88541.93509.93轉(zhuǎn)速n(rmin)960282.3565.6665.66傳動(dòng)比i3.44.311效率0.960.970.985、 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1 選取軸的材料為45鋼調(diào)質(zhì)，查表14-1得強(qiáng)度極限為，硬度為hbs217255,屈服極限為 2 按扭矩初算軸徑 考慮軸的一端有個(gè)鍵槽，將直徑增大1.1%，則 （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，齒輪右面由軸肩定位，左面用套筒軸向固定，連接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分別以軸肩和套筒固定，則采用過渡配合固定。 為了便于軸上零件的裝拆，常將軸做成階梯形。

14、對(duì)于一般剖分式箱體中的軸，它的直徑從軸端逐漸向中間增大，可依次將齒輪，套筒，左端滾動(dòng)軸承，軸承蓋和帶輪從軸的左端拆裝，另一滾動(dòng)軸承從右端拆裝，為使軸上零件易于安裝，軸端及各軸段的端部應(yīng)有倒角。（2） 確定軸各段直徑和長(zhǎng)度 1段 又帶輪寬度可查表18-2得b=50mm,因?yàn)檩S頭長(zhǎng)度是由所裝零件的輪轂寬度決定的，其長(zhǎng)度要比輪轂寬度小23mm，所以則取第一段長(zhǎng)度2段 軸肩高度取h=2.5mm，則 該段的長(zhǎng)度要根據(jù)軸承端蓋的高度，軸承端蓋和箱體內(nèi)壁之間的距離來確定，取3段 其內(nèi)徑為40mm，所以初選6208型深溝球軸承，由表11-查得寬度b=18mm，則該段的直徑，長(zhǎng)度4段 該段為滾動(dòng)軸承的定位軸肩，

15、其直徑應(yīng)小于滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈外徑，取，長(zhǎng)度5段 該段為齒輪軸段，取，取，由于齒輪的寬度為75mm，則取此段長(zhǎng)度6段 和第4段的作用一樣，尺寸也一樣，長(zhǎng)度7段 與第3段類似取，（3） 主動(dòng)軸的強(qiáng)度校核扭矩：圓周力： 徑向力：由上述確定的個(gè)軸長(zhǎng)度尺寸得，兩支座間距離 水平面的支反力：水平面的彎矩：垂直面的支反力：垂直面的彎矩： 將水平面與垂直面上的彎矩按矢量和合成起來，其大小為：危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩： 校核軸的強(qiáng)度：軸在c處截面的彎矩與扭矩最大，故為軸的危險(xiǎn)截面，軸單向轉(zhuǎn)動(dòng)，扭矩可認(rèn)為按脈動(dòng)循環(huán)變化，固取折合系數(shù)。軸的材料為45鋼，調(diào)至處理2、低速軸的設(shè)計(jì)（1）確定軸上零件的定位和固定方式單級(jí)減速器中

16、可將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)于軸承對(duì)稱分布，軸肩定位齒輪右面，左面用套筒軸向固定，連接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分別以軸肩和套筒軸向定位，與軸之間采用過渡配合固定為了便于軸承上的零件安裝于拆卸，常將軸做成階梯形，對(duì)于一般剖分式箱體中的軸，它的直徑從軸端逐漸向中間增大，如圖，可依次將聯(lián)軸器，軸承蓋，右端滾動(dòng)軸承，和齒輪從軸的右端拆裝，另一滾動(dòng)軸承從左端拆裝，為使軸上零件易于安裝，軸端及各軸端的端部應(yīng)有倒角，從動(dòng)軸： 確定軸各段直徑和長(zhǎng)度尺寸：按公式初步計(jì)算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。取c=118則又因?yàn)榈退佥S有兩個(gè)鍵槽，將直徑增大10%，則則取。取半聯(lián)軸器的軸孔直徑，軸孔長(zhǎng)度

17、，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為，軸承直徑計(jì)算：1）由于聯(lián)軸器與軸通過鍵連接，則軸徑應(yīng)增加5%7%，取從動(dòng)軸，又半連軸器的軸孔直徑，故取此段軸直徑，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的斷面上，故取此段軸長(zhǎng)度2）段 軸肩高度 故取h=3.5mm，則 該段的長(zhǎng)度要根據(jù)軸承端蓋的高度，軸承端蓋和箱體內(nèi)壁之間的距離來確定，取3）段 該段裝有滾動(dòng)軸承，選用深溝球軸承，則軸承有徑向力而軸向力為零，選用6212型軸承，則d=60mm，d=110mm，b=22mm，則該段的直徑為，長(zhǎng)度4）段 該段裝有齒輪，并且齒輪與鍵連接，故軸徑要增加5%，則該段軸的直徑取，又大齒輪齒寬為68mm，則5）段 考慮齒輪的

18、軸向定位，取定位的軸間直徑，長(zhǎng)度6）段 此處為臺(tái)階，直徑，7）段 該段有滾動(dòng)軸承的安裝處，可取該段軸徑，長(zhǎng)度為 c處軸承徑向力 所以在c處軸承易受破壞。3）、軸承的校驗(yàn)(1)、軸承的當(dāng)量載荷，因深溝球軸承只受徑向載荷，故,查【2】表13-6得載荷系數(shù)。(2)、假設(shè)軸承的使用壽命為兩年，即預(yù)計(jì)使用計(jì)算壽命軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷值 ,其中，則(3)、驗(yàn)算6207軸承的壽命綜上所得6207軸承符合設(shè)計(jì)要求。2、低速軸的軸承選取及計(jì)算1）、低速軸的軸承選取深溝球軸承6012型，cr=31.5kn。2）、計(jì)算軸承的徑向載荷3）、軸承的當(dāng)量載荷，因深溝球軸承只受徑向載荷，故,查表【2】13-6得載荷系數(shù)

19、。3） 、假設(shè)軸承的使用壽命為兩年，即預(yù)計(jì)使用計(jì)算壽命軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷值 ,其中，則4）、驗(yàn)算6207軸承的壽命綜上所得6012軸承符合設(shè)計(jì)要求。七、鍵連接的選擇及校核1、高速軸的鍵連接1）、高速軸鍵的選取查【1】表14-26普通平鍵的型式和尺寸（gb/t1096-2003）選取a型鍵，bhl=8740。鍵聯(lián)接的組成零件均為鋼，鍵為靜連接并有輕微沖擊，查【2】表6-2=100120mpa。2）、強(qiáng)度校核故滿足設(shè)計(jì)要求。2、低速軸鍵的選取1）、查【1】表14-26普通平鍵的型式和尺寸（gb/t1096-2003）選取a型鍵，bhl=201256，軸的直徑為66mm。鍵聯(lián)接的組成零件均為鋼

20、，鍵為靜連接并有輕微沖擊，查【2】表6-2=100120mpa。2）、強(qiáng)度校核故也符合設(shè)計(jì)要求八、軸的疲勞強(qiáng)度校核1、高速軸的校核1）、高速軸的受力簡(jiǎn)化圖如下所示 a、c為軸承安裝位置的中心，b為小齒輪安裝位置的中心，d為大帶輪安裝的中心位置，其中ac=129.5mm,bc=191.5mm,cd=130mm.。2）、水平方向力的求取水平方向受力簡(jiǎn)圖如下對(duì)a點(diǎn)求矩 即 得 由水平方向力平衡得 解得 3)、水平方向的剪力圖和彎矩圖分別為4）、豎直方向受力簡(jiǎn)圖如下因?yàn)閍b與bc距離相等，故 5）、剪力圖和力矩圖為6）、合力矩為7）、轉(zhuǎn)矩為8）、判斷危險(xiǎn)截面 所以危險(xiǎn)截面為b截面，即為齒輪安裝的位置，該處軸的直徑為44mm,開有a型鍵槽（10856,t=