設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置機(jī)械設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書設(shè)計(jì)題目帶式運(yùn)輸機(jī)上的單級(jí)圓柱齒輪減速器系 機(jī)械系 專業(yè)材料成型及控制工程班級(jí)15-1設(shè)計(jì)者 新凱指導(dǎo)教師2017年 06月 12日目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)書 0二、帶式運(yùn)輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)1三、普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)4四、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 6五、滾動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 1.0六、軸鍵的設(shè)計(jì)1.8.七、聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)1.8八 、 潤(rùn)滑和密封1.9.九、設(shè)計(jì)小結(jié)2.0.十、參考資料2.0.一 .設(shè)計(jì)任務(wù)書一 .設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置。二 .工作條件及設(shè)計(jì)要求t1 .工作條件：兩班制，連續(xù)單項(xiàng)運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)室工作，有粉塵，環(huán)境最高溫度35C;2 .使用折舊期：8年；3

2、 .檢查間隔期：四年一次大修，兩年一次中修，半年一次小修；4 .動(dòng)力來(lái)源：電力，三相交流，電壓 380/220V5 .運(yùn)輸帶速允許誤差為 5%。6 .制造條件及批量生產(chǎn)：一般機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)。3 .原始數(shù)據(jù)第二組選用原始數(shù)據(jù)：運(yùn)輸帶工作拉力F=2200N運(yùn)輸帶工作速度V=1.1m/s 卷筒直徑 D=240mm4 .設(shè)計(jì)任務(wù)1 .完成傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。2 .完成減速器裝備草圖一（A1）。3 .完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份。二.帶式運(yùn)輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)的選擇1 .電動(dòng)機(jī)類型的選擇：按已知的工作要求和條件，選用Y型全封閉籠型三相異步電動(dòng)機(jī)2 .電動(dòng)機(jī)功率的選擇：PE =fv/1000=2200*

3、1.1/1000=2.42kw3 . 確 定 電 動(dòng) 機(jī) 的 轉(zhuǎn) 速 ： 卷 筒 工 作 的 轉(zhuǎn) 速n W =60*1000/(裙D)=60*1000*1.1/(3.14*240)=87.58r/min4 .初步估算傳動(dòng)比：由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表14-2，單級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比=620電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選圍；nd =iE v n w =(620)87.58=(525.481751.6) r/min因?yàn)楦鶕?jù)帶式運(yùn)輸機(jī)的工作要求可知，電動(dòng)機(jī)選1000r/min 或1500r/min 的比較合適。5 .分析傳動(dòng)比，并確定傳動(dòng)方案( 1)機(jī)器一般是由原動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)裝置和工作裝置組成。傳動(dòng)裝置是用來(lái)傳遞原動(dòng)機(jī)的運(yùn)

4、動(dòng)和動(dòng)力，變換其運(yùn)動(dòng)形式以滿足工作裝置的需要， 是機(jī)器的重要組成部分。傳動(dòng)裝置是否合理將直接影響機(jī)器的工作的性能、重量和成本。合理的傳動(dòng)方案除滿足工作裝置的功能外，還要結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，成本低廉，傳動(dòng)效率高和使用維護(hù)方便。本設(shè)計(jì)中原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)、工作機(jī)為皮帶輸送機(jī)。傳動(dòng)方案采用兩級(jí)傳動(dòng)，第一級(jí)傳動(dòng)為帶傳動(dòng)，第二級(jí)傳動(dòng)為單級(jí)圓柱齒輪減速器選用 V 帶傳動(dòng)是V 帶傳動(dòng)承載能力較低，在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時(shí)，結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大，但有過(guò)載保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，還可以緩和和沖擊振動(dòng)。齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率高，使用的功率和速度圍廣、使用壽命較長(zhǎng)。由于本運(yùn)輸送機(jī)是在室，考慮工作的背景和安全問(wèn)題，固在齒輪 區(qū)采用封閉式，可達(dá)到

5、更好的效果。故其方案示意圖如下圖所示：6 .傳動(dòng)裝置的總功率由圖1可知：總 帶 承 齒 承 聯(lián) 承 卷由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表1-5可知。初選彈性聯(lián)軸器、球軸承、8 級(jí)齒輪精度查表可知 總=096*099*0.97*0.99*099*0.99*0960.867 .電動(dòng)機(jī)所需的工作功率P 242Pd - -2.81KW總 0.86查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表 12-1可知。符合同步轉(zhuǎn)速1000r/min Y132S-6 和 1500r/min Y100L2-4 適合，考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量、價(jià)格比較，則選 n=1500r/min。即確定這里取Y100L2-4其額定功率Ped3KW ,滿載轉(zhuǎn)速為143

6、0r/min。8 .分配傳動(dòng)比i 總科 4 16.33nw 87.58 又i總 i帶i齒考慮潤(rùn)滑條件為使兩級(jí)大齒輪直徑相近取i帶=4貝U i齒=4.19 .計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速軸 ni=nm=1430r/minH 軸 nn=ni/ii=1430/4=357.5r/min田軸 nm= nn/in=357.5/4.1=87.2r/min卷筒軸 nw= nm=87.2r/min10 .計(jì)算各軸的功率軸 p1=pd=2.81kwH 軸 p322.67X 0.99X0.97=2.56kw田軸 pm =pn 刀 3 刀 2=2.67X 0.99X 0.97=2.56kwP卷=pm Y 4T 2=2.56X0.9

7、9X0.99=2.51kw11 .計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)Td=9.55 x 106XPd/nn=1.88 乂 104N/mmT1=Td=1.88 x 104N/mmTn =9.55 x 106X Pn/n n=7.13 乂 104N/mm5, 丁皿軸=/ t 3X n 2X i n=2.82 x 10 N/mm卷筒軸 T 卷=Tw Y 4 Y 2=2.76 x 105N/mm12.運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果列出表軸名一I軸H軸田軸卷筒軸參數(shù)轉(zhuǎn)速 n (r/min )1430357.587.287.2輸入功率P (kw)2.812.672.562.51輸入轉(zhuǎn)矩T()1.88 X_410 N/mm7.13 X_

8、410N/mm2.82 X_ 510N/mm2.76 X_ 510 N/mm傳動(dòng)比i44.11效率0.950.960.98三.普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書步驟計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果(1)計(jì)算功率查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表7-8可知取K a 1.2則 PC KA 巳 1.2*2.81 3.37kwK A 1.2PC 3.37Kw(2)選擇帶型據(jù) pc 3.37Kw 和 n11430r/min 由圖 10-3 可知選A型帶A型(3)確定帶輪基準(zhǔn)直徑由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表7-9可知，確定d d1 90 mm貝(Jdd2 id d1 4*90 360 mm查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表取標(biāo)準(zhǔn)值dd2 355 mmdd1 90 mmd d2

9、 355 mm(4)驗(yàn)舁帶速dm* 90 * 1430/V 6.74 m/s60 * 100060 * 1000V=6.74 因?yàn)?m/s < v < 25m/s 符合要 求(5)計(jì)算帶長(zhǎng)初定中心距0.7 (90 355) a0 2 (90 355)初選V帶中心距a0=750mm取 a0 750mm帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld0 2a0 (dd1 dd2)(dd2 dd1) 24a°Ld0 2222mm由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表7-3選取相近的Ld 2240 mma0 750mmL d 2240 mm(6)確定中心距a a0759mm2amin a 0.015Ld 725mmamax a 0

10、.03Ld 826mma=759 mm(7)驗(yàn)算包角1180 057.3 0( d d2 dd1) / =160O>90Oa1160 0符合要求(8)確定帶的根數(shù)Z據(jù)dd1和n1 ,查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表7-5可知P0=1.07查表7-6可知P0 0.17.由小輪包角查表7-7K 0.95。查表7-3可知Kl 1.06. 則有Z、3.9(1.07 0.17) 0.95 1.06P0 1.07kwPo0.17取Z=4(9)單,M V帶的的初拉力由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)查表7-2得A型V帶的單位質(zhì)量F0125N長(zhǎng)度 q=0.1kg/m 所以 f0500PC (空-1) qv2125 NZV K(10)作用在

11、軸的力Fq2 ZF°sin ( y) 985 NFq 985N小帶輪采用實(shí)心式ddi=75mm大帶輪為輪輻式dd2=300mnrt機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表7-2取單根帶寬為13mn®_帶輪寬為52mnmfe轂寬度48mm四.圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書步驟計(jì)算及說(shuō)明(1)選 選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度為擇齒輪齒輪類型材料和精度217 255HBS;大齒輪選用45鋼正火，硬度為169217HBS。因?yàn)槭瞧胀p速器，有機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 9-1選用8級(jí)精度。結(jié)果小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)處: 度為230HBs大齒輪選用 正火，硬度為190HBs(2)接觸 兩齒輪均為剛質(zhì)齒輪

12、，由式9-3可求出或值，先確定有關(guān)參數(shù)疲勞強(qiáng)與系數(shù)；查表9-4取K=1.2度設(shè)計(jì)載荷輪轉(zhuǎn)矩K=1.262,674T19.5510N m 7.13 10 N mm357.5小齒輪齒數(shù)取Z1 24,則大齒輪齒數(shù)為Z2 98,單級(jí)齒輪傳動(dòng)對(duì)稱布置，由表9-8取齒寬系數(shù)d 1一一 4T17.13 10 N mmZ124 Z298 d 1Ti由圖 9-6 查得 ° H lim1 580Mpa齒數(shù)b H后2 390Mpa查表9-7查得安全系Sh 1.0。按預(yù)期壽命 乙和齒10年，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，兩班制工作，計(jì)算應(yīng)寬系數(shù)d許用 接觸應(yīng)力(T H初選螺旋角B=13o 般在8o25o許用接觸應(yīng)6 H 1ml

13、 5801g H 1-Mpa 580Mpa力SH1（T H由式（9-3）得 bH2 £-Hjim 390-Mpa 390 Mpa d 2KT/ 少Sh 1d*u-1/u（Z eZh乙）21/357.22mmb H lim1 580Mpa° Hlim2 390MpaSh 1.0a H 1 580Mp<aH 2 390Mpa分度圓直徑m=2.5何尺寸d1=61.86mmm d7 "21 2 3查表82取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2.5mm.d2=252.58mmb2=65mmb 1=70mm1 Z92 157.21 取 a=157mma 157 mm何尺寸計(jì)算(4)按根據(jù)式，

14、如。F （T F ,查得F“m1433.5Mpa齒根彎(T Flm 2324 .6Mpa曲疲勞強(qiáng)度校由表 9-7 查得 Xs1=4.15Yfs2=3.94a F 1 433.5MpaF 2 3246Mp重合度系數(shù)K按式（9-8）計(jì)算得Y, =0.25+0.75/1.66=0.7計(jì)算d i=mZi/cos B =2.5 乂 24/0.97=61.86mmd2= mnZ2/cos B =2.5 乂 98/0.97=252.58mmb2=少 dX d2=1 x 61.86=61.86mmbi=b2+(5 10)=66.86 71.86mm圓取整 bi=70mrnb2=65mmM許用 彎曲應(yīng) 力齒形

15、系數(shù)及 應(yīng)力修 正系數(shù)強(qiáng)度 校核螺旋角系數(shù) 丫產(chǎn)1- & b* 8/1200=1-1*14.07 o/120o=0.88計(jì)算大小齒輪的Yfs/ 5，并加以比較Yfs1/ Yf1 =4.15/433.5=0.0096Yfs2/ S F2 =3.94/324.6=0.0121由表可知小齒輪較弱故代入大齒輪數(shù)據(jù)進(jìn)行校核有S F1=2KT/bd 1m* YfsJYY, =2*1.2*7.13*10 4*4.15*0.7*0.88/70*61.86*2.5=43.52< S fa F143. 52M(T F 1V 4.62 m/d1n1 v 6010003. 1461 . 86143060

16、1000m/s4.62m/s可知選8級(jí)精度合適齒輪圓周速度五.滾動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì).軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2故彎曲強(qiáng)度足夠1. 輸出軸P 皿=2.56kwnm=87.2r/minT =2.82*10 5N*mm2 求作用在齒輪上的力低速大齒輪的分度圓直徑d2=mZ/cos B =2*98/cos14.07 o=252.28mm而切向力 Ft=2%/d 2=2.82*10 5*2/252.58=2232.96N% =20o徑向力 Fr=Fttan % /cos B =2232.96*0.36/0.97=828.73N軸向力 Fa=Fttan B =2232.96*0.25=558.24N3 . 初步確定

17、軸的最小直徑材料 45 號(hào)鋼 正火處理查表12-1取抗拉極限S b=590MPa查表12-5取對(duì)稱循環(huán)許用彎曲應(yīng)力S -1b=55MPa查表12-3取C=110代入下式Dnin=c(Prn/n rn)1/3=33.93mmd=1.05dmin所以 d=35.63mm輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑d廠口為了使所選軸直徑di與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。4 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩：Tca=KT查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表10-1 13-1 取K=1.5 則Tca=KTi =423000N mm計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件且結(jié)合 dz-n查查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表8-7選LX3型彈性柱

18、銷聯(lián)軸器其工稱轉(zhuǎn)矩為1250000Nmm半聯(lián)軸器孔徑di=38取半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=82mmW軸配合的轂孔長(zhǎng)度 Li=60mm5 . 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);徑向尺寸的設(shè)計(jì)：d1=38mm h=0.071d2=d1+2hA38X (1+2 乂 0.07)=43.32mm所以cb處將安裝密封氈圈，標(biāo)準(zhǔn)直徑應(yīng)取 d2=45mmd3與軸承徑配合，取d3=50,選軸承型號(hào)T210cd4與齒輪孔徑配合按標(biāo)準(zhǔn)直徑系列取&=53mm d5=60mm6 .軸的強(qiáng)度校核1 .齒輪受力大齒輪 d2=252.58mm 轉(zhuǎn)矩 T3=9.55*106*Pw/n w=280366.97N 切向力 Ft=2T3/d 2=2220

19、N徑向力 Fr=823.92N軸向力Fa=555N2.軸的受力簡(jiǎn)圖3.計(jì)算支撐反力水平面：F H1*100+Fa*d2/2 + Fr*55 =0H2+Fh1 = FT得 Fhi=1154N Fh2=-330N4.繪制彎矩圖:F r b 截面（Mi） ma=FHi*45=51930N mm（M2） ma=-MHb+Fa*d2/2=51930+555*126.29=18161N mmFt 垂直方向F Z=0 F t-F v2-Fv1=0 M b=0 55F v2=45Fv1Fv1=1221NFv2=999N（ Mv1） max=45Fv1=1221*45=54945（ Mv2） max=55Fv2

20、=999*55=549455. 大齒輪軸軸承壽命校核1. 軸承徑向載荷F H1=1154N F H2=-330N齒輪軸向力Fa=-555N2. 派生軸向力大小選軸承代號(hào)為7010c由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-9額定靜載為 22000NF a/cor=555/22000=0.253 取 e=0.4Fda=0.4*F H1=0.4*1154=461.6N 向右Fdc=0.4*F H2=0.4*330=132N向左因齒輪軸向力向左且FatFDC>fda ,所以A軸承壓緊C放松 則軸向力 為;Fa1=555+132=687N 向左F a2=461.6N 向右因 F a1/cor=687/22000=0

21、.031Fa2/cor=461.6/22000=0.021查表e 1=0.43 e 2=0.40所以 Fda'=ei . Fh=0.43*1154=496.22N當(dāng)量動(dòng)載荷的求解Fa1/FH1=687/1154=0.595>e1 徑向 x=0.44 軸向 Y=1.3Fa1/F H1=461.6/330=1.398>e 2x=0.44Y=1.4P=f p (xFr+YE)由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 11-8取f p=1.2Pra=1.2*(0.44*1154+1.3*687)=1681.032Prc=1.2*(0.44*330+1.4*461.6)=949.28故只需對(duì)A軸承進(jìn)行校核檢

22、驗(yàn)A軸承的壽命基本額定動(dòng)載26.5kw 由Lh=(106/60n)*(c/P ra)3 =(106/60*87.2)*(26500/1681.032)3=748171.06弋128年8年六 . 軸鍵的設(shè)計(jì)1. 帶輪與輸入軸間鍵軸徑 d=25 輪轂長(zhǎng)度L=35mm 查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表4-1選擇A型平鍵b=8 h=7 L=28 (GB/T/1095-2003)3. 輸出軸與齒輪間鍵的選擇軸徑 d=63輪轂長(zhǎng)度L=70mm小型平鍵;b=18 h=11 L=56 (GB/T/1096-2003)3. 輸出軸與聯(lián)軸器間鍵的選擇d=38 L=59 A 型平鍵 b=10 h=8 L=50mm (GB/T/1096-2003)七聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)( 1)類型選擇由于兩軸相對(duì)位移很小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)緩沖要求不高，故選用彈性柱銷聯(lián)。（ 2）載荷計(jì)算由 可知其中Ka為工作情況系數(shù)，由課本表5-2得Ka 1.3計(jì)算轉(zhuǎn)矩TcKA T 1.3 162.37 211.081N m（ 3）型號(hào)選擇根據(jù)工，軸徑d,軸的轉(zhuǎn)速n, 查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5014-2003,選用HL2型彈性柱銷聯(lián)，其額定轉(zhuǎn)矩Tn 3