機(jī)械設(shè)計(jì) 帶式輸送機(jī) 一級(jí)齒輪減速器裝配圖 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、湖 南 涉 外 經(jīng) 濟(jì) 學(xué) 院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書題目 ： 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： XX學(xué)院： 機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)： 材料成型及其控制工程指導(dǎo)教師： XX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)圖注：上圖中的帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)請(qǐng)根據(jù)自己的原始數(shù)據(jù)計(jì)算后合理取舍，變速器亦有多種方案（單級(jí)直齒輪、單級(jí)斜齒輪、雙級(jí)直齒輪、雙級(jí)斜齒輪、圓錐-圓柱齒輪、蝸桿傳動(dòng)等）供選擇。二、已知條件：1、帶式輸送機(jī)的有關(guān)原始數(shù)據(jù)：輸送帶工作拉力：kN；輸送帶工作速度：m/s；滾筒直徑：mm.2、滾筒效率：w =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)

2、算），單向運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速誤差不得超過(guò)±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(lái)源：電力，三相交流，電壓380220V。三、設(shè)計(jì)任務(wù)：1、設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容1) 傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)； 2) 運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算，電動(dòng)機(jī)的選擇；3) V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算； 4) 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算；5) 軸的設(shè)計(jì)與強(qiáng)度計(jì)算； 6) 滾動(dòng)軸承的選擇與校核；7) 鍵的選擇與強(qiáng)度校核； 8）聯(lián)軸器的選擇。2、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

3、輪、低速軸，A3或A4圖紙）；3）設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書1份（>6000字）。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王昆.機(jī)械設(shè)計(jì)/機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)M.高等教育出版社，19953楊可楨，程光蘊(yùn).機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）M.北京：高等教育出版社，2006.4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)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì) . 51.1電動(dòng)機(jī)的選擇. 51.2各級(jí)傳動(dòng)比的分配. 71.3傳動(dòng)參數(shù)的計(jì)算. 7二 、傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì) . 82.1 V帶設(shè)計(jì). 82.2 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) . 10三、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算

4、. 123.1高速軸設(shè)計(jì)計(jì)算. 123.2低速軸設(shè)計(jì)計(jì)算. 16四、滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算 . 124.1高速軸軸承選擇與計(jì)算. 174.2低速軸軸承選擇與計(jì)算. 18 4五、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算 . 185.1 鍵的選擇 . 185.2鍵的強(qiáng)度計(jì)算. 18六、聯(lián)軸器選擇 . 19七、潤(rùn)滑與密封方式的選擇、潤(rùn)滑劑的選擇 . 19一、傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)1.1電動(dòng)機(jī)的選擇1、類型和結(jié)構(gòu)型式的選擇：三相交流異步電動(dòng)機(jī) Y系列2、功率的確定：（1）工作機(jī)所需功率PW（kw）(2.2´1.4)(1000´0.867)Pw=FwVw(1000hw)=3.08KwFw為工作機(jī)的阻力，單位N

5、；Vw為工作機(jī)的線速度，m/s；hw為工作機(jī)的效率；帶式輸送機(jī)可取hw=0.96(2)電動(dòng)機(jī)h=h1h2h3h4h5=0.96´0.992´0.97´0.96´0.99=0.86h1：V帶傳動(dòng)效率 0.96 h2：圓柱齒輪效率 0.98h3：滾動(dòng)軸承效率0.99 h4：聯(lián)軸器效率 0.99h5：滾筒效率0.95（3）電動(dòng)機(jī)的額定功率 Pm按Pm³Pd來(lái)選取電動(dòng)機(jī)型號(hào)，參考機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)選取電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y112M-4 D/U3、轉(zhuǎn)速的確定V帶的傳動(dòng)比：2-4 （查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)P14）圓柱齒輪傳動(dòng)：3-5 總傳動(dòng)比為i=6-20 之間60&#

6、180;1000V60´1000´1.4´220滾筒的轉(zhuǎn)速 nw=pD=122r/min總轉(zhuǎn)速=總傳動(dòng)比´滾筒的轉(zhuǎn)速n=i´nw=6´122-20´122 r/min=7322440r/min參考1中選取Y112M-4型號(hào)電動(dòng)機(jī)，參數(shù)如下：1.2各級(jí)傳動(dòng)比的分配電動(dòng)機(jī)選定后，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)的轉(zhuǎn)速nm可確定系統(tǒng)的總傳動(dòng)比i，i=nmnw=1440122=11.8傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比i是各串聯(lián)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比的連乘積，即i=i1i2(i1為v帶的傳動(dòng)比；i2代表圓柱齒輪傳動(dòng)比) i=i2=ii1=11.83.4=3.4

7、7帶傳動(dòng)于一級(jí)齒輪減速器一般取i帶<i齒，以便使整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的尺寸較小，結(jié)構(gòu)緊湊。 i1=3.4< i2=3.47 所以分配合理1.3傳動(dòng)參數(shù)的計(jì)算1 、各軸的轉(zhuǎn)速 n (r/min)高速軸I的轉(zhuǎn)速 nI=nm/i帶=1440/3.4=424r/min 低速軸P的轉(zhuǎn)速 nP=nIi2=4243.47=122r/min2、各軸的輸入功率P（kw）帶傳動(dòng)小帶輪輸入功率 pv=pcd=4kw變速箱高速軸I的輸入功率 pI=pmh1=4´0.96=3.84kw變速箱低速軸P的輸入功率 pP=pIh2h3=3.84´0.99´0.97=3.69kw 3、各軸的輸

8、入轉(zhuǎn)矩T（N.m） 高速軸I的輸入轉(zhuǎn)矩 TI=9550pInI=9550´424=86.49(N.m)低速軸P的輸入轉(zhuǎn)矩 TP=9550´pPnP=9550´3.69106=332.49(N.m)二 、傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)2.1 V帶設(shè)計(jì)1 求計(jì)算功率pc已知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速nm=1440r/min；高速軸I的轉(zhuǎn)速nI=424r/min 高速軸I的輸入功率pI=3.84kw 查表13-8得kA=1.2,pc=kApI=4.608kw2 由pc=4.608kw，nm=1440r/min，查教材P219，圖13-15.得出此標(biāo)點(diǎn)位于A型區(qū)，因此選普通A型V帶3 求大小帶輪基準(zhǔn)直

9、徑 d1，d2查書P219表13-9得，dmin為75mm，取d1=90mm，由公式13-9得nmnI1440424d2=d1(1-V)=´90´(1-0.02)=300mmV帶的滑動(dòng)率e=0.02 ，所以d2取315mm4 驗(yàn)算帶速 V pd1nm60´1000 V=p´90´144060´1000=6.8m/s 帶速在525m/s范圍內(nèi)，合適5 求V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld和中心距a，初步選取中心距 a0=1.5(d1+d2)=607.5mm 8L0=2a0+p2(d1+d2)+(d1-d2)4a02=1877mm 取Ld=2000mm查P

10、205表13-2，A型帶選用1800mm，由公式（13-16）計(jì)算實(shí)際中心距Ld-L02a=a0+=610+2000-18772=672mm6 驗(yàn)算小帶輪包角a1，由P205公式13-1得d1-d2a1=180-a´57.3=16000>1207 求V帶的根數(shù)，由公式13-15得Z=pcp0=pc(p0+Dp0)kakl令nm=1440r/min，d1=90mm，由書機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表13-3得 ：p0=1.07 kwd2d1(1-e)30090´(1-0.02)由公式13-9得傳動(dòng)比i=3.40查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表13-5得：Dp0=0.17KW 由a1=1600查表13-

11、7得k¶1=0.954.608(1.07+0.17)´0.95´1.03查表13-2得KL=1.03，得Z=3.8因?yàn)閆<=10 所以取4根，合適 8 求作用在帶輪軸上的壓力Fa查書P123 13-1得q=0.1kg/m,由公式13-17得單根普通v帶合宜的初拉力公式：500pcZn2.50.9592F0=(-1)+qn=500´4.6084×6.8´(2.50.95-1)+0.1´(6.8)=143N2作用在軸上的壓力FQ=2ZF0sina12=2´4´143sin1602=1127N2.2 齒輪

12、傳動(dòng)的設(shè)計(jì)已知 i2=3.47 pd=3.84kw TI=86.49N.m nI=424r/min 1 選擇材料及確定許用應(yīng)力1）查P166表11-1 小齒輪選用40MnB,硬度241-286HBSdHLim1取730MPa dFE1取600MPa2)大齒輪選用ZG35siMn 硬度241-269MPadHLim2取620MPa dFE2取510MPa查P171表11-5取sH=1.1,sF=1.25dHLimsH7301.1dH1=1=664MPadH2=dHLimsHdFE1SF2=6201.1=564MPadF1=dFE1SF=6001.25=480MPadF2=5101.25=408M

13、Pa1 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)假設(shè)齒輪按8級(jí)精度制造，查P169表11-3取載荷系數(shù)K=1.4，查表11-6齒寬系數(shù)Od=0.8 彈性系數(shù)ZE=188,ZH=2.52KT1u±1ZEZH2()mm=OduZsHd1³2´1.4´860000.83´3.4+13.4´(188´2.5564)2=64.7mm 齒輪取Z1=32，則Z2=Z1i2=32´3.4=10910932空隙傳動(dòng)比ni=3.406 模數(shù)m=d1Z1=64.732=2.02齒寬b=Odd1=0.8´64.7=51.8mm 取b1=55mm b2

14、=60mm 查書P57 4-1取m=2.5,空隙：d1=mZ1=2.5´32=80mmd2=mZ2=2.5´109=272.5mma=d1+d22=80+272.52=176.25mm中心距3驗(yàn)算輪齒強(qiáng)度查書P173圖11-8，11-9，YFa1=2.56,YFa2=2.25 YSa1=1.63,Ysa2=1.81 由sF1公=2KT1YFa1Ysa1bmZ12式311-5=91.35MPa<sF1=2´1.4´86´2.56´1.63´1055´4´322sF2=sF1Ysa2Ysa2YFa1YF

15、sa1=89MPa sF1<sF2 所以齒輪是安全的2 齒輪的圓周速度 V=pd1nI60´1000=3.14´20´4´42460´1000=1.78m/s查書P168表11-2，該速度符合8級(jí)精度要求 5 齒輪輪齒上的作用力 圓周力Ft=2TId1=2´8649080=2162.25N徑向力 Fr=Ft.tan200=2162.25tan200=786.99N 軸向力 FR=0N6 齒輪其他結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算 按正常齒制 ha=1 c=0.25 a=20d1=Z1m=32´2.5=80mm d2=Z2m=109

16、0;2.5=272.5mmha1=ha2=ha*m=1´2.5=2.5mm*hf1=hf2=1.25m=1.25´2.5=3.125mmda1=m(Z1+2)=2.5´34=85mm df1=m(Z1-2.5)=2.5´29.5=73.75mmh1=h2=ha+hf1=2.5+3.125=5.625mms1=e1=s2=e2=pm2=2.5´3.142=3.925mmp1=p2=pm=3.14´2.5=7.85mmdf2da2=m(Z2+2)=2.5´111=277.5mm=m(Z2-2.5)=2.5´106.5=

17、266.25mm0 db1=d1cos20=80´cos200=75.1754mmdb2=d2cos200=272.5´cos200=256.066mm小齒輪采用實(shí)心式結(jié)構(gòu)，大齒輪采用鍛造毛胚的腹板式結(jié)構(gòu)。三、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1高速軸設(shè)計(jì)計(jì)算1 高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸上小齒輪的齒頂圓直徑為da1=85，比較小，因此采用齒輪軸結(jié)構(gòu)2 按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算軸的最小直徑dmin 查書P245表14-2得C=115pInI3.84424PI=3.84kwnI=424r/min dmin=c=115´3=24.5mm1）考慮要開(kāi)一個(gè)鍵槽，所以dmin=（1+3%）24.5=24.5

18、26.95mm 圓整取d1=25mm半聯(lián)軸器的長(zhǎng)度l=48mm，為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上，而不壓在軸的端面上，故地一段的長(zhǎng)度應(yīng)比l略短一些，取L1=46mm。左起第二段d2=d1+2h h=(0.070.1)d1mmd2=25+2´(1.96-2.8)=27.92-29.6mm 取d2=30mm L2=30mm 左起第三、四、五、六、七段d3=d2+(1-5)mm 取d3=35mm L3=35mm d4=44mm L4=14mm D5=85 L5=60 D6=2´(0.07-0.1)d4 +d4 取d5=6=44mm L6=20 d7=35mm L7=21mm3 強(qiáng)度

19、校核 圓周力Ft=2TId1=2´8649080=2162.25N徑向力Fr=Ft.tan200=2162.25tan200=786.99N 由于為直齒制，則軸向力Fa=04 計(jì)算支點(diǎn)反作用力及彎曲力矩Ft2水平面RHA=RHB=2162.252=1017.125MHC=RHAL2=1017.125´2142´1000=108.84N.m 垂直面RVA=RVB=Fr2=786.992=393.495N MVC=RVAL2=393.495´2142´1000=42.104N.m合成彎矩 MVC=MHC2+MVC2=.84+42.10422=125

20、.405N.m1）垂直面上支承 Fe=RV1+RV2 RV1=RV2 所以RV1=RV2=393.495N水平面上支承反力 Ft=RH1+RH2 RH1=RH2 所以RH1=RH2=1017.125NMVC=RV1´54.5´10-3=393.495´54.5´10-3=21.445N.mMHC=RHV´54.5´10-3=1017.125´54.5´10-3=55.433N.m2）合成彎矩M=3）TI=Ft´d12=2162.25´802´10-3MVC2+M2HC=42.89+11

21、7.84222=125.405N.m =86.49N.m4）從軸的結(jié)構(gòu)看出，C是危險(xiǎn)截面 MH=117.842N.m MV=42.89N.m M合=Mc=125.405 N,m TP=TI=86.49N.m 按合成彎矩校核強(qiáng)度取a=0.6 w=0.1´109MC+(aTP)22sc=w=125.4052+(0.6´86.49)320.1´35´109=31.57Mpa<s-1b因?yàn)椴牧蠟?0MnB, s-1b=65MPa 所以強(qiáng)度足夠，安全3.2低速軸設(shè)計(jì)計(jì)算1） pP=3.69kw nP=122r/min2）作用在輪齒上的力圓周力 Ft=2TPd

22、2=2´332490272.5=2440.29N TP=332.49N.m徑向力 Fr=Fttan200=2440.29´0.364=888.19N2）軸承材料選用45鋼，則C=1153）d.69min=cpPn=115´3 考慮要開(kāi)一個(gè)鍵槽，d=55mm P122=35.34段部分為軸入開(kāi)式齒輪的長(zhǎng)度 因?yàn)锽小齒輪=38mm，所以取L1=60mm 左起第二段d2=d1+2h h=(0.070.1)d1mm d1=2.874.1 取d2=45mm L2=73mm左起第三段 d3=d2+(1-5)mm 取d3=55mm L3=51mm d4=d3+5=60mm L4

23、=53mmd5=2´ (0.07-0.1)d4 +d4 取d5=64mmL5 取20mmd6=55mm L6=29mm四、滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算4.1高速軸軸承選擇與計(jì)算Lh=12´300´16=57600hF2r1=RH1+R2V1=.1252+273.412=1054.2N17 L11fpp60nIe計(jì)算所需的徑向基本額定動(dòng)載荷值 cr=(Lh) 查書P276表16-8，6ft10fp=1.2 ft=1 則cr=2895.29N查書P150 15-22選用深溝球軸承6311，cr=71.5KN>2895.29N 所以適用4.2低速軸軸承選擇與計(jì)算確定軸承查

24、書P150 15-22 選用深溝球軸承6212 D=110 B=22 d=60 壽命校核同高速軸校核過(guò)程，借此省略，經(jīng)核實(shí)，其壽命合格。五、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算5.1 鍵的選擇由于鍵是用來(lái)實(shí)現(xiàn)軸與輪轂之間的周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩，而兩軸不受軸向力，故只需選擇普通平鍵即可，這樣既滿足了周向固定的要求，又容易實(shí)現(xiàn)加工，節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本。選取B型平頭鍵，材料為鋼，查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)P【143】表14-26，選取鍵的主要尺寸。1低速級(jí)齒輪與軸處的鍵：2.低速級(jí)聯(lián)軸器與軸處的鍵：3.高速級(jí)與軸與皮帶輪處的鍵：5.2鍵的強(qiáng)度計(jì)算查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)P158公式10-26，得 sp=4Tdhl£sp由于鍵的材

25、料為鋼，且輕微有點(diǎn)沖擊，查查表10-10,得sp=100MP六、聯(lián)軸器選擇1 高速軸聯(lián)軸器選用取KA=1.3 則計(jì)算轉(zhuǎn)矩TC=KATI=1.3´105.05=136.565N.m查書173表17-4，選用LT5 它的公稱轉(zhuǎn)矩為125N.m，許用轉(zhuǎn)速為4600/min 2高速軸聯(lián)軸器選用取KA=1.3 則計(jì)算轉(zhuǎn)矩TC=KATP=1.3´546.34=710.242N.m查書175表17-5，選用LX3 它的公稱轉(zhuǎn)矩為1250N.m，許用轉(zhuǎn)速為4700r/min 半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L1=52mm七、潤(rùn)滑與密封方式的選擇、潤(rùn)滑劑的選擇 1 減速器的潤(rùn)滑方式：選用脂潤(rùn)滑因?yàn)辇X輪的轉(zhuǎn)速V&

26、lt;12m/s, 齒輪選用脂潤(rùn)滑。對(duì)于軸承來(lái)說(shuō)，由于傳動(dòng)件速度不高，故選用脂潤(rùn)滑方式，這樣結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，潤(rùn)滑可靠。2 選擇潤(rùn)滑油：合成潤(rùn)滑油3 密封類型的選擇：1）箱座與箱蓋凸緣接合面的密封選用在結(jié)合處涂密封漆或水玻璃的方法。2）觀察孔和油孔等處接合面的密封在觀察孔或螺栓與機(jī)體之間加石棉橡膠紙，墊片進(jìn)行密封。3）軸承孔的密封悶蓋和透蓋用作密封與之對(duì)應(yīng)的軸承外部，軸承外伸端與透蓋的間隙。 由于選用的電動(dòng)機(jī)為低速、常溫、常壓的電動(dòng)機(jī)，故選用氈圈密封。設(shè)計(jì)總結(jié) 19通過(guò)為期半個(gè)學(xué)期的課程設(shè)計(jì)過(guò)程，反復(fù)的修改設(shè)計(jì)，終于完成了一級(jí)閉式圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)過(guò)程，現(xiàn)在寫起心得總結(jié)的時(shí)候真的是頗有感慨啊，在龔寄

27、老師剛開(kāi)始在課堂上和我們說(shuō)我們要做課程設(shè)計(jì)的時(shí)候，覺(jué)得課程設(shè)計(jì)是怎么一回事都不知道，似乎離我好遙遠(yuǎn)，我不認(rèn)識(shí)它，它更不認(rèn)識(shí)我一樣，似乎感覺(jué)這么龐大的工程我是不可能做得出來(lái)的，但是迫于考試等等原因，我們當(dāng)然很清楚這是我們必須要經(jīng)歷的一個(gè)過(guò)程。所以剛開(kāi)始時(shí)候真的可以用舉步維艱來(lái)形容了。設(shè)計(jì)計(jì)算手稿部分，大坐標(biāo)紙草圖，對(duì)最后畫大圖紙很重要！和上個(gè)學(xué)期畫的一張大圖不一樣的明顯感覺(jué)就是任務(wù)量超級(jí)多了。剛開(kāi)始就是需要手稿的一份設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書部分，其中對(duì)電動(dòng)機(jī)、齒輪、還有軸和軸承的設(shè)計(jì)不用說(shuō)了，翻看了好多教材終于稍微明白了點(diǎn)事怎么設(shè)計(jì)出來(lái)的，設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明部分真的是很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，在現(xiàn)在畫好了大圖紙之后越發(fā)覺(jué)得那份手稿的計(jì)算說(shuō)明書部分是多么的重要，在畫大圖紙的俯視圖的過(guò)程中，我就是因?yàn)楫?dāng)時(shí)的軸設(shè)計(jì)出現(xiàn)了一點(diǎn)小問(wèn)題，第四階的軸端設(shè)計(jì)的長(zhǎng)度偏小了點(diǎn)，導(dǎo)致大齒輪卡在鍵槽里面的長(zhǎng)度不夠，不得以又重新擦掉剛畫好的軸，并且重新對(duì)軸進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。坐標(biāo)紙草圖的重要性也不亞于計(jì)算手稿部分，剛開(kāi)始接到圖紙的時(shí)候都