膠帶運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)

1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)（姓名）（學(xué)校）學(xué)院系專業(yè)日期:1.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程設(shè)計(jì)題目：膠帶運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容：單級(jí)圓柱直齒輪減速器設(shè)計(jì)題號(hào)：學(xué)號(hào)：已知條件（見分配給每個(gè)學(xué)號(hào)的數(shù)據(jù)表）：1 . 輸送帶工作拉力 F = kN ;2. 輸送帶工作速度：= m/s ；（允許輸送帶速度誤差為 ±5%）；3. 滾筒直徑D = 320 mm;4. 工作條件：見下表；工作條件工作期限10年（每年300天）檢修期間隔3年工作條件兩班工作載荷性質(zhì)空載啟動(dòng)、單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、載荷平穩(wěn)生產(chǎn)批量小批量生產(chǎn)動(dòng)力來源三相交流電、電壓220/380V設(shè)計(jì)工作量：設(shè)計(jì)工作量: 減速器裝配圖一張（手

2、繪 A0 號(hào)圖幅 1 張，繪三視圖；注意圖面布置，使其飽滿均勻。技 術(shù)特性、技術(shù)條件、標(biāo)題攔書寫必須規(guī)范）； 零件工作圖一張（ A3 圖幅高速軸或齒輪，圖中必需有齒輪參數(shù)表）； 設(shè)計(jì)說明一份（正文 5000 字，約 15 頁）。2. 電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算結(jié)果滾筒的轉(zhuǎn)速為：nwr/min傳動(dòng)總效率為：計(jì)算過程選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速計(jì)算滾筒的轉(zhuǎn)速帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)方案示意圖見設(shè)計(jì)任務(wù)書。滾筒的直徑和工作帶的帶速已知滾筒轉(zhuǎn)速計(jì)算如下：60 1000 vnw r/minD選擇電動(dòng)機(jī)的類型及同步轉(zhuǎn)速因考慮帶式輸送機(jī)需要較大的轉(zhuǎn)矩，而對(duì)轉(zhuǎn)速要求不高，故選擇電動(dòng)機(jī)的步驟如下： 選擇電動(dòng)機(jī)的類型因考慮工作條件為空

3、載啟動(dòng)、單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、載荷平穩(wěn)，所以選擇三相異步電動(dòng)機(jī)，圭寸閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，380 V ,Y系列，同步轉(zhuǎn)速確定為n01000 r/min 。 計(jì)算傳動(dòng)裝置的總效率（參考教材第58頁）傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)簡圖如設(shè)計(jì)任務(wù)書圖?？傂实挠?jì)算如下：_ 2 _=V b g c W =其中： V V帶的傳動(dòng)的效率；=b對(duì)滾動(dòng)軸承的效率；=g閉式齒輪傳動(dòng)效率；=c 聯(lián)軸器的效率；=W 滾筒的效率。=項(xiàng)目計(jì)算過程計(jì)算結(jié)果 確定所需電機(jī)的功率1.確定電機(jī)的型號(hào)滾筒功率 Pw=FV/ n w= KW電機(jī)功率 Pe=P w / nB= KW因?yàn)闈L筒的轉(zhuǎn)速nw= r/min。擬選擇同步轉(zhuǎn)速n01000 r/mi n系列的電

4、動(dòng)機(jī)，由表選擇丫系列三相電動(dòng)機(jī)丫 132 M 2 6型，其額定功率為Pe = kW，滿載轉(zhuǎn)速 nm 960 r/min3. 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算電機(jī)型號(hào)為：丫 132 M 2 6 型;額定功率為：Fe =kW;滿載轉(zhuǎn)速：nm960 r/min總傳動(dòng)比i :i =各級(jí)傳動(dòng)比分配:iv =3I =總傳動(dòng)比i的計(jì)算i = n m/n w=各級(jí)傳動(dòng)比的分配根據(jù)表和各級(jí)傳動(dòng)間的尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)均勻，滿足iV < ig，所以V帶和減速器分配如下：vyiv =3； ig =傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 各軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算根據(jù)總的傳動(dòng)比及各級(jí)傳動(dòng)比的分配，計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速如下:電機(jī)：nm 960 r/

5、min ；減速器高速軸：nmng1320 r/min ；iv減速器低速軸：ng2r/min ；滾筒的轉(zhuǎn)速：nWr/min 。 各軸的輸入功率和轉(zhuǎn)矩表3-1各軸的輸入功率和轉(zhuǎn)矩9550*P/N功率（KW ）轉(zhuǎn)矩(N M)電機(jī)高速軸低速軸滾筒4. 傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算減速器以外傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 電機(jī)傳動(dòng)形式的選擇從傳動(dòng)的形式和經(jīng)濟(jì)效性考慮，確定由電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)V帶，所以V帶輪的小帶輪轉(zhuǎn)速nV1nm 960 r/min。 確定V帶的截型計(jì)算功率巳玄=KAP根據(jù)工況確定工況系數(shù)工作班制為2班制工作時(shí)間16小時(shí)載荷平穩(wěn)根據(jù)表83（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）/.Ka =所以 PCa KaP KW又小帶輪的轉(zhuǎn)速為960 r/

6、mi n查圖 8-10 可知V帶的帶型為 B 型 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑與帶速驗(yàn)算根據(jù)所選電機(jī)的型號(hào)可知，電機(jī)中心高H為132 mm,又傳動(dòng)比確定為iV =3 ，所以小帶輪的直徑 dd1取為 140mm選擇由電動(dòng) 機(jī)傳動(dòng)V帶 確定V帶 的截型：V帶的帶 型為B型 確定小帶輪 直徑：dd1 140mm大帶輪直徑：dd2 414mm140 mm。P127 （機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）ni大帶輪的直徑dd2 1 ddi(1) 1mm。 dd2 413.7 mm。按照表13-4 1把大齒輪的直徑 dd2圓整為 414 驗(yàn)算帶速：dd1 n1根據(jù)公式：v1 =160 X1000140 960V1 7.03 m/s60

7、1000符合設(shè)計(jì)要求：5m/ s 7.03m/s25m/s 確定中心距及選擇合適的 V帶數(shù)目根據(jù)公式：07(dd1 + dd2)W2(dd1 + dd2)2 a° 取為 500。根據(jù)相應(yīng)的公式，計(jì)算。L01907.318 mmP138 (機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))根據(jù) V 帶的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，確定 V 帶的長度Ld=2000mma 心 546.35 mm中心距的變動(dòng)范圍為：amin?amax a °.03Ld = 560 mm計(jì)算小帶輪的包角：> 120 °能滿足要求單根 V帶傳遞的功率，可查表8-2a (機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)) 查表可知:P0 =根據(jù)表 8-2b （機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）可

8、知:V帶傳功率的增量厶P0= KWV帶根數(shù)可按下式計(jì)算：Ka= Kl=PZ >Ca（P°+巳）心心z =確定V帶的根數(shù)為 3 根。計(jì)算過程計(jì)算結(jié)果確定帶的初拉力m=0.17根據(jù)公式:2 5PF0500(1) caKazv2mV （式中m-V帶每米的重量，可查表）,kg/m)8-8 （機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）Fo2 5500 (1)0.976.053 7.030.177.032Fe=2Z*F 0*sin( a/2)=帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)小帶輪的尺寸，基準(zhǔn)直徑為140 mm參照表 12-3 以及表 12-5電機(jī)的外型及安裝尺寸可知:Y132M2-6型電機(jī)的基本尺寸為：0.018軸伸直徑：3

9、8 0.002 mm;kg/m小帶輪的基本尺寸：見 表4-1、圖4-1。大帶輪的基本尺寸:軸伸長度：80 mm4-2 、圖4-2。中心高： 132 mm;所以小帶輪的軸孔直徑38，轂長應(yīng)小于 80。根據(jù)以上參數(shù)及表圖8-12，確定小帶輪的結(jié)構(gòu)為輻板輪，輪槽尺寸及輪寬按表8-7計(jì)算，其中小帶輪的各尺寸如表4-1。表4-1 :小帶輪的基本尺寸Bd=14mm； h a min = 取 ha=7;H=15; f=e=19;Smin =; 算得S =29; B=(z-1)e+2f=96D e=d d+2h a=154;=34 °大帶輪的尺寸計(jì)算方法同小帶輪：大帶輪的基準(zhǔn)直徑276mm大帶輪的各

10、尺寸如表4-2。表4-2 :大帶輪的基本尺寸Bd=14mmh a min =取_ h a=7H=15; f=計(jì)算結(jié)果和1988機(jī)械工業(yè)工藝標(biāo)準(zhǔn)e=19;Smin =; 算得S =29; B=(z-1)e+2f=96De=d d+2h a=428;=38 °計(jì)算過程減速器內(nèi)的零件設(shè)計(jì)'齒輪材料及其熱處理方法的選擇根據(jù)減速器的使用條件及其性能，參照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊確定齒輪的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。齒寬系數(shù)及應(yīng)力計(jì)算P189 (機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))由于減速器是閉式傳動(dòng)，選軟齒面，直齒圓柱齒輪，取齒寬系數(shù)$d =根據(jù)工況，由所選材料和熱處理確定許用接觸應(yīng)力，查表求岀齒輪的許用應(yīng)力 根據(jù)工況，

11、采用齒面硬度三 350HBS小齒輪采用45鋼、調(diào)質(zhì)、硬度為 260HBS大齒輪采用45鋼、調(diào)質(zhì)、硬度為 220HBS由表9-5公式【2】，可確定許用接觸應(yīng)力為和小齒輪dHi=380+=(380+*260)=562MPa大齒輪砧2=380+=(380+*220)=534MPa小齒輪所受轉(zhuǎn)矩 T iTi=955*10 4P/n i=*10 4N mm選擇齒系數(shù)，取$ a=，載荷系數(shù)取K=中心距a= 48 iH 22 mm=177.76 mm選擇齒數(shù)，并確定模數(shù)取 Z1 =24貝U Z2=iz 1=*21= 取 Z2=94M=2a/(z1+z 2)=2*(24+94)=由表9-1，取模數(shù) m=3 m

12、m齒輪幾何計(jì)算：小齒輪分度圓直徑及齒頂圓直徑d 1=mz 1=3*24=72 mmdai=d i+2m=72+2*3=78 mm大齒輪分度圓直徑及齒頂圓直徑d2=mz 2=3*94=282 mmda2=d 2 +2m=282+2*3=288 mm驗(yàn)算中心距 a=(d1+d2)/2=(72+282)/2=177 mm大齒輪寬度 b 2= )a a=*180=72 mm小齒輪寬度由于小齒輪面硬度較高，為補(bǔ)償裝配誤差，避免工作時(shí)在大齒輪上造成壓痕,般bi應(yīng)比b2寬些取 b i =b 2+5=72+5=77 mm確定齒輪精度等級(jí)，齒輪圓周速度 v= ndi ni/60000= n *72*320/60

13、000=1.21 m/s根據(jù)工況和圓周速度，由表9-3，選用8級(jí)精度。輪齒彎曲強(qiáng)度由表9-7可得0F1=140+ =140+*260=192 MPaof2=140+=140+*220=184 MPa查齒形系數(shù)Yf小齒輪Z1=24 由表9-6可得，Yf1 =大齒輪Z2=94 由表9-6可得，Yf2 =9-19 式中 oF1=2K 訂1 YF1/bz 1m 2= MPa(5F2= (TF1 Yf2/Yf1= MPa0F1 < 薩1(TF2 < 薩2滿足設(shè)計(jì)要求4-3軸的設(shè)計(jì)計(jì)算(1)減速器高速軸的設(shè)計(jì) 選取軸的材料因?yàn)樵撦S無特殊要求且精度要求較，所以選取45#鋼，調(diào)質(zhì)處理。 估算最小軸

14、徑按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度式估算最小軸徑C=118107d C3d 2730 mm n由于V帶輪配合段直徑處有一鍵槽，應(yīng)增大3%按軸的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整到2831 mm高速軸的受力分析及強(qiáng)度校驗(yàn)P64根據(jù)V 帶輪的大小，初選軸承為6008型，則高速軸基本尺寸如圖4-3所示:按照以上的軸的結(jié)構(gòu)，畫岀軸的計(jì)算簡化式：圓周力 Ft=2T/d=2*157575/72= N徑向力 Fr=F t*tan a=*tan20°支承反力Fe=2Z*F 0*sin( a/2)= NFzf(a+b+c)-Frbh *(b+c)- F t*b=0Frbh = NFe+F rch -F rbh -F t=0Frch = N由齒輪徑向

15、力 Fr和V帶壓軸力F引起的垂直面彎矩圖MvMv=Fr*b=*56= N mmMh 由齒輪圓周力引起的水平面彎矩圖M hi =Fe *a= N mmM h2 =f rbh *a+(F e-F rbh)*b= N/mm 軸的扭矩圖TT= *104 N mm合成彎矩圖M MV2 Mh2M 1= M H1 = N mmM2=2 2V M h2 N mm當(dāng)量彎矩圖 Me - M 2( T)2Me=寸M 2( T)2 = N mm確定危險(xiǎn)截面，根據(jù)當(dāng)量彎矩圖，彎矩的危險(xiǎn)截面位于圖中彎矩最大處。根據(jù)當(dāng)量彎矩，計(jì)算軸最大處直徑d'由于軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表12-1 可得，b b= 700

16、MPa。根據(jù)表 12-3 可得, 0b =110 MPa -1b =65 MPaa =-1b /0b=mm Me3 ： = 31.7865 mm ，滿足要求。0.1-1b根據(jù)高速軸的結(jié)構(gòu)簡圖可知，該齒輪軸中齒輪的齒根圓直徑為項(xiàng)目低速軸的受力分析及強(qiáng)度校驗(yàn)計(jì)算過程計(jì)算結(jié)果經(jīng)過有關(guān)計(jì)算，高估算最小軸徑按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度式估算最小軸徑低速軸的受力分析及強(qiáng)度校驗(yàn)根據(jù)低速軸的轉(zhuǎn)速和功率，初選軸承為6012型，則低速軸基本尺寸如圖4-3所示:按照以上的軸的結(jié)構(gòu)，畫岀軸的計(jì)算簡化式：圓周力 Ft=2T/d=24127 N徑向力Fr2= F r= N 由齒輪徑向力 Fr和V帶壓軸力F引起的垂直面彎矩圖 MvM v=F

17、 r*b=95586 N mm 由齒輪圓周力引起的水平面彎矩圖M HM h =F t*b=1447620 N mm 軸的扭矩圖TT=579048 N mm合成彎矩圖M = ,M2 2V +Mh速軸滿足要求。低速齒輪 鍵的選 擇：A型圓頭 普通平 鍵，聯(lián)軸器的選擇：HL3型彈 性柱銷聯(lián) 軸器，當(dāng)量彎矩圖Me = M2+( T)2軸取45鋼，調(diào)質(zhì)，故a取Me1=T= 579048 N mmMe 2= . M 2V M H = N mm( T)2 = N - mm確定危險(xiǎn)截面，根據(jù)當(dāng)量彎矩圖，彎矩的危險(xiǎn)截面位于圖中彎矩最大處。根據(jù)當(dāng)量彎矩，計(jì)算軸最大處直徑d'查表得-1b =65< diI Me2 盯；0.1 -ib3.0.1 -ib274.5 mm，滿足要求。根據(jù)高速軸的結(jié)構(gòu)簡圖可知，該齒輪軸中齒輪的齒根圓直徑為4-4滾動(dòng)軸承的選擇由于載荷平穩(wěn)，無軸向力選用深溝球軸承4-5鍵的選擇與校核/軸無特殊