電氣專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)

1、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 專業(yè)年級(jí)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 機(jī)械工程系完成時(shí)間： 2014 年 7 月 4 日機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化任務(wù)起止時(shí)間：2014年 6 月 30 日至 2014年7 月4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/mm400傳送帶運(yùn)行速度V/m/s

2、1.6運(yùn)輸帶上牽引力F/N1900四、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： 2014年 6 月 30 日目錄（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5（三）V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)6（四） 減速器（齒輪）參數(shù)的確定8（五） 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及驗(yàn)算10（六）高速軸上的軸承14（七）聯(lián)軸器的選擇14（八）鍵連接的選擇和計(jì)算14（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=（1900*

3、1.6）/1000=3.04 kwV帶效率： 滾動(dòng)軸承效率： 齒輪傳動(dòng)效率（閉式）: =0.97 × 1 (對(duì))聯(lián)軸器效率： 傳動(dòng)滾筒： 傳輸總效率= 則，電機(jī)功率= 3.04/0.859=3.539 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)= （60*1.6）/（）=76 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： 308 1528 r/min 在此范圍的電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速有：750r/min 、1000r/min 、1500 r/min 依課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書67頁Y系列三相異步電機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)（JB30 74-

4、82）選擇電機(jī)的型號(hào)為； 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 4.0 14403808.770.64 2.2 470 （二）傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 所選電機(jī)滿載時(shí)轉(zhuǎn)速nm= 1440 r/min總傳動(dòng)比：i總= 1440/76=18.947 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= 3 (由表2-1可知) 一級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比i= i總/iD=18.947/3=6.316 則高速軸I軸轉(zhuǎn)速n1= nm/iD =1440/3=480r/min則低速軸II軸的轉(zhuǎn)速n2= n1/iD =480/6

5、.136=75.997r/min2.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= Pd×=4×0.96=3.84 KW 輸出功率PI= PI × =3.84×0.99=3.802 KW則低速軸II軸的輸入功率PII= PI × =3.84×0.99×0.99 =3.764 KW，輸出功率PII= 3.726 KW3.各軸輸入轉(zhuǎn)矩: 小帶輪輸入轉(zhuǎn)矩Td= 25.6 I軸輸入轉(zhuǎn)矩TI=76.3 II軸輸入轉(zhuǎn)矩TII=TI·i1··=76.3×6.316&#

6、215;0.99×0.97= 462.3 I軸輸出轉(zhuǎn)矩TI=TI·=76.3×0.99=75.5 II軸輸出轉(zhuǎn)矩TII=TII·=462.9×0.99= 458.3 （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 13- 8 ，取KA=1.2,故Pc=KA·P= 4.8 KW 2. 選擇普通V帶型號(hào)已知Pc，nm，結(jié)合教材機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，由圖 13-5 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13-9 取d1= 90 mm ，帶傳動(dòng)比iD已知，則d2=iD

7、3;d1= 270 mm 4.驗(yàn)算帶速v = 6.786m/s 5.求V帶基準(zhǔn)長度和中心距（L0，a） ,選a0= 269mm 帶長 = 1119.68mm 由表 13-2 ，對(duì) A 型帶進(jìn)行選用，Ld= 1120mm 則實(shí)際中心距：269.15mm 6.驗(yàn)算小帶輪包角=159.7 >120°合格。7.求V帶根數(shù)Z已知n1，d1 ，查表 13-3 得P0= 1.07 km 已知傳動(dòng)比iD，查表 13-5 得P0= 0.17 km 已知1，查表 13-7 得K= 0.95 ，查表 13-2 得KL= 1 則V帶根數(shù)Z= 4.07 8.求作用在帶輪上的壓力FQ 由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表13

8、-1 ，可知 A 型帶每米質(zhì)量q=0.1kg/m單根V帶的拉力: F0= 148.8N 作用在軸上的壓力FQ=2ZF0 sin=2×4×148.8×sin(159.7°/2)=1171.7N（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11-1 得：小齒輪用： 40Cr鋼 ，熱處理方式： 調(diào)質(zhì) ，齒面硬度為 280HBS 大齒輪用： 45號(hào)鋼 ，熱處理方式： 調(diào)質(zhì) ，齒面硬度為 240HBS 由表 11-5 ，取安全系數(shù)SH= 1.0 ，SF= 1.25 。則許用應(yīng)力為：【H1】=Hlim1/SH=560/1=560MP

9、. 【H2】= Hlim2/SH=660/1=660MP 【F1】=FE1/SF=420/1.25=336MP . 【F2】= FE2/SF=570/1.25=456MP 2. 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)設(shè)齒輪按 7 級(jí)精度制造，按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)。由表 13-3 得載荷系數(shù)K= 1.1 ，由表 11-6 得齒寬系數(shù)d= 0.8 。小齒輪輸入功率P= 3.84km ，轉(zhuǎn)矩T1=9.55××=9.55××=76400N·m ，由表 11-4 可得彈性系數(shù)ZE= 189.8 則小齒輪直徑齒數(shù)取Z1= 24 ，Z2=iZ1= 144 模數(shù)m=d1/z1= 2

10、.45mm 按表 4-1 ，標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m= 2.5mm ，實(shí)際傳動(dòng)比i=Z2/Z1= 6 實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)中心距離a= 210 mm 齒寬63.72×0.8=52mm（圓整）為補(bǔ)償安裝誤差，取小齒輪齒寬b1=b+5= 57 mm 3.驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度由圖 11-8 ，取齒形系數(shù)YFa1= 2.65 , YFa2= 2.16 .由圖 11-9 ，取外齒輪齒根修正系數(shù)YSa1= 1.58 ，YSa2= 1.81 判斷： 123.3 【F1】判斷： 84.21 【F2】滿足條件 合適 4.齒輪的圓周速度 1.482m/s 對(duì)照表 11-2 可知，選著 7 級(jí)精度是合適的。（五） 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及驗(yàn)算1

11、.高速軸及低速軸的材料選擇根據(jù)表 14-1 得，高速軸材料為： 45號(hào)鋼 ，熱處理方式： 調(diào)質(zhì) 低速軸材料為： 45號(hào)鋼 ，熱處理方式： 調(diào)質(zhì) 高速軸極限強(qiáng)度【B1】= 650Mp ，低速軸極限強(qiáng)度【B2】 650Mp 根據(jù)表 14-3 得，兩根軸的許用彎曲應(yīng)力【-1b】= 55Mp 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 14-2 得常數(shù)C= 110 = 22 mm，結(jié)合大帶輪輪轂內(nèi)徑，圓整后暫取d1= 24 mm 大輪軸頸= 40.39 mm ，結(jié)合聯(lián)軸器內(nèi)徑，圓整后暫取d2= 45 mm 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

12、。高速軸：（帶尺寸的草圖） d1d2d3d4d5d6d724mm35mm40mm42mm50mm46mm40mm各尺寸確定的依據(jù)： 低速軸：（帶尺寸的草圖）d1d2d3d4d5d6d745mm55mm60mm63mm70mm67mm70mm各尺寸確定的依據(jù)： 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）l1l2l3l4l5l6l758mm45.6mm35mm55mm5.6mm13mm15mm 各尺寸確定的依據(jù)：低速軸：（帶尺寸的草圖）l1l2l3l4l5l6l7110mm52.2mm38mm50mm5.6mm16.4mm18mm各

13、尺寸確定的依據(jù)： （六）高速軸上的軸承 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Cr600840681517.0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Cr601260951831.2（七）聯(lián)軸器的選擇根據(jù)軸孔直徑d2= 45mm 輸出轉(zhuǎn)矩T= 468.21N·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)D轉(zhuǎn)動(dòng)慣量質(zhì)量 5003600 1900.0615.6（八）鍵連接的選擇和計(jì)算本設(shè)計(jì)減速器共需鍵：4 個(gè)1.高速軸上鍵安裝軸段直徑為：=

14、24 mm查表選擇普通圓頭平鍵為：h= 7 ，b= 8 ，根據(jù)對(duì)應(yīng)軸段長度，確定鍵長L= 50 mm 2.小齒輪軸上鍵安裝軸段直徑為：= 42 mm查表選擇普通圓頭平鍵為：h= 12 ，b= 8 ，根據(jù)對(duì)應(yīng)軸段長度，確定鍵長L= 45 mm 3.大齒輪軸上所需鍵安裝軸段直徑為：= 37 mm，查表選擇普通圓頭平鍵為：h= 8 ，b= 10 ，根據(jù)對(duì)應(yīng)軸段長度，確定鍵長L= 40 mm 4.大軸上聯(lián)軸器所需鍵,其安裝段直徑為：= 45 mm，查表選擇普通圓頭平鍵為：h= 9 ，b= 14 ，根據(jù)對(duì)應(yīng)軸段長度，確定鍵長L= 90 mm （九）心 得 體 會(huì) 通過這次機(jī)械課程設(shè)計(jì)，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)這門課程有了更加深入的理解體會(huì)，體會(huì)到了機(jī)械設(shè)計(jì)對(duì)計(jì)算能力的要求非常高，從而提高了自己的計(jì)算能力。而且培養(yǎng)了自