天津理工大學(xué)專業(yè)課程設(shè)計(jì)樣本(共79頁)

1、天津理工大學(xué)專業(yè)課程設(shè)計(jì)天津理工大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置學(xué) 院：機(jī)械工程學(xué)院班 級：2012級機(jī)電一班姓 名：學(xué) 號：指導(dǎo)老師：一 設(shè)計(jì)目的二 設(shè)計(jì)題目三 傳動(dòng)裝置簡圖四 原始數(shù)據(jù)五 技術(shù)條件六 設(shè)計(jì)計(jì)算步驟 ，P，T 七 設(shè)計(jì)總結(jié)八 參考資料一 設(shè)計(jì)目的： 1綜合運(yùn)用先修課理論，培養(yǎng)分析和解決工程實(shí)際問題的能力。 2、學(xué)習(xí)簡單機(jī)械傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)原理和過程。 3、進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能訓(xùn)練。（設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖、使用技術(shù)資料）。二 設(shè)計(jì)題目：帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置三 傳動(dòng)裝置簡圖四 原始數(shù)據(jù) 已知輸送帶拉力F（N）輸送帶速度v（m/s）卷筒直 徑D（mm）五 技術(shù)條件1、 工

2、作有輕微振動(dòng)，空載起動(dòng)，工作時(shí)經(jīng)常滿載，單向運(yùn)轉(zhuǎn)。2、 單班制工作，減速器使用壽命為5年，小批量生產(chǎn)。3、 輸送帶速度誤差為5%。4、 起動(dòng)載荷/。項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果1. 選擇電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速選定電動(dòng)機(jī)2.分配各級傳動(dòng)比電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算P工作機(jī)效率 Pw=FV/1000=/1000=kw查手冊：卷筒軸承效率：卷筒軸承=卷筒效率：卷筒=低速級聯(lián)軸器效率：聯(lián)軸器 =軸軸承效率：軸承=低速級齒輪嚙和效率：齒輪=軸軸承效率：軸承=高速級齒輪嚙和效率：齒輪=軸軸承效率：軸承=帶傳動(dòng)效率：帶=傳動(dòng)裝置的總效率:總=卷筒軸承*卷筒*帶=（0.820.83）電動(dòng)機(jī)需要功率：Pd=Pw/總=1=kw工作機(jī)

3、轉(zhuǎn)速nw=V*60*1000/D=r/min根據(jù)所需功率與轉(zhuǎn)速選定電動(dòng)機(jī)型號：Y數(shù)據(jù)如下：同步轉(zhuǎn)速n;r/min滿載轉(zhuǎn)速nm;r/min額定功率P;kw軸的中心高;電動(dòng)機(jī)軸經(jīng);最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩;取電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為滿載轉(zhuǎn)速nm=r/mini總=nm/nw=i帶=i減=i總/i帶=i總= i帶* i減= i帶* i高*i低i高=1.3i低i減= 1.3 i低i高= i低=Pw=總=Pd=kwnw=r/minn=r/minnm=r/minP=kwi高=i低=項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果3. 計(jì)算各軸的N，P，T高速軸（I軸）中間軸（II軸）低速軸（III軸）滾筒軸（ IV軸）電機(jī)軸（0軸）輸入功率:P0

4、=Pw/總= Pd=kw 轉(zhuǎn)速: n0 =nm=r/min輸入扭矩:T0=9550*P0/n0=9550*=Nm高速軸（I軸）輸入功率:PI入=P0 帶=kw輸出功率:PI出=PI入 軸承=kw轉(zhuǎn)速: n1=n0/ i帶=r/min輸入扭矩:TI入=9550*P I入/n1=Nm輸出扭矩:TI出= TI入 軸承=Nm中間軸（II軸）輸入功率:PII入=PI出 齒輪=kw輸出功率:PII出=PII入 軸承=kw轉(zhuǎn)速: n2=n1/i高=r/min輸入扭矩:TII入=9550*PII入/n2=Nm輸出扭矩:TII出=TII入 軸承=Nm低速軸（III軸）輸入功率:PIII入=PII出 齒輪=kw輸

5、出功率:PIII出=PIII入 軸承=kw轉(zhuǎn)速: n3=n2/i低=r/min輸入扭矩:TIII入=9550*PIII入/n3=9550*Nm輸出扭矩:TIII出=TIII入 軸承=Nm滾筒軸（ IV軸）輸入功率:PIV入=PIII出 聯(lián)軸器=kw輸出功率:PIV出=PIV入 軸承kw轉(zhuǎn)速: n4=n3=r/min輸入扭矩:TIV入=9550*PIV入/n4=Nm輸出扭矩:TIV出= TIV入 軸承=Nm將以上數(shù)據(jù)整理后列入下表P0=kwn0 =r/minT0=NmPI入= kwPI出=kwn1=r/minTI入=NmTI出=NmPII入=kwPII出=kwn2=r/minTII入=NmTII

6、出=NmPIII入=kwPIII出=kwn3=r/minTIII入=NmTIII出=NmPIV入=kwPIV出=kwn4=r/minTIV入=NmTIV出=Nm項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果4. V帶傳動(dòng)的計(jì)算計(jì)算功率Pc選帶型號驗(yàn)算帶速求Ld和中心距a軸號功率P kw扭矩T Nm轉(zhuǎn)速n r/min傳動(dòng)比i電動(dòng)機(jī)軸i=I軸i12=5I23=3I34=1II軸III軸IV軸 主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速n0 =nm=r/min從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速n1=r/min傳遞的功率Pd=kw 根據(jù)工作條件 單班制工作每天工作8小時(shí) 查表13-8得KA=1.1 Pc=KA*Pd=kw根據(jù)Pc=kw n0=r/min查圖13-15選型帶

7、查表13-9 d1=, 取 d1=mm 取=0.01d2=n1d1(1-)/n2=mm查表13-9取d2=mmV=d1n1/60*1000=m/s帶速在525m/s范圍內(nèi)，合適初選中心距a0=1.5(d1+d2)=)=mm取a0=mm 符合0.7*(d1+d2)ao2(d1+d2)L0=2a0+/2(d1+d2)+(d1-d2)/4a0 = =mm查表13-2 取Ld=mm Kl=實(shí)際中心距a=a0+ (LdL0)/2 =(mma=mmPc=kwd1=mmd2=mmV=m/sLd=mma=mm項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果驗(yàn)算小帶輪的包角求帶根數(shù)求作用在軸上的壓力5. 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算（1）

8、高速級齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算確定許用應(yīng)力驗(yàn)算小帶輪的包角118057.3（d2d1）/a=120合適 求帶的根數(shù)zn0 =r/mind1=mm查表13-3 P0=kw傳動(dòng)比i=d2/d1(1-)=查表13-5得Po=kw1=查表13-7 K= 查表13-2 KL=求帶根數(shù)Z=Pc/（Po+Po）KKL=Z取5根求作用在帶輪上的壓力查表13-1得q=kg/mFo= 500*Pc(2.5/K-1)/zv + qv2 =N作用在軸上的壓力FQ=2zFosin 1=N已知：TI出=Nmn1=r/min i高=選材：小齒輪用40MnB調(diào)質(zhì)，大齒輪用45鋼調(diào)質(zhì)精度等級：8級齒寬系數(shù)：d=0.8初選=15按閉式

9、軟齒面?zhèn)鲃?dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算查表11-5取SH=1.0 SF=1.25小齒輪Him=MPa FE=Pa大齒輪Him=MPa FE=PaH1=Him/SH=MPaF1=F1/SH=MPaH2=Him/SH=MPaF2=F2/SH=MPa1=Z=FQ=NH1=MPaF1=MPaH2=MPaF2=MPa項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)驗(yàn)算齒輪的彎曲強(qiáng)度齒輪圓周速度查表得ZE= u= ZH= K=1.1 Z=cos=0.983 d=0.8 初算小齒輪直徑=30.02mm初估小齒輪齒數(shù) 取Z1=25 Z2=i*Z1=i實(shí)=誤差=i實(shí)-i/i=%5%端面模數(shù)mt=d1/Z1= 法面模數(shù)mn=mtcos=

10、1.198 取1.5中心距a=mn(Z1+Z2)/2cos=118.8 a取120 確定=arc cosmn(Z1+Z2)/2a=分度圓直徑d1=mnZ1/cos=1.5x25/0.9563=mmd2=mnZ2/cos=1.5x128/0.9563=200.77mmb=dxd1= b2= b1=計(jì)算齒形系數(shù)Zv1=Z1/cos=Zv2=Z2/cos查圖11-8 11-9Ysa1= YFa2=Ysa1= YFa2= F1=2KTYsa1YFa1/b1mZ1=F1F2=2KTYsa2YFa2/b2mZ2=F2校核結(jié)果安全齒輪圓周速度V=d1n1/60x1000=m/sZE=K=1 ZH= Z=0.

11、983 d=0.8d1=mmZ1 Z2=i實(shí)=mt=mn=a=mm=d1=mmd2=mmb1=b2=Zv1=Zv2Ysa1= YFa2=Ysa1= YFa2=校核結(jié)果安全項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果高速級主要尺寸參數(shù)（二）低速級齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算確定許用應(yīng)力按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)高速級主要尺寸參數(shù)d1=mm d2=mmha=mn=mmhf=1.25mn=mmh=ha+hf=mmc=hf-ha=mmda1=d1+2ha=mmda2=d2+2ha=mmdf1=d1-2hf=mmdf2=d2-2hf=mm已知：T出=Nmn1=r/min i低=選材：小齒輪用40MnB調(diào)質(zhì)，大齒輪用45鋼調(diào)質(zhì)精度等級：8級

12、齒寬系數(shù)：d=0.8初選=15按閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算查表11-5取SH=1.0 SF=1.25小齒輪Him=MPa FE=Pa大齒輪Him=MPa FE=PaH1=Him/SH=MPaF1=F1/SH=MPaH2=Him/SH=MPaF2=F2/SH=MPa查表得ZE=188 u=53.93 ZH= K=1.1 Z=cos=0.983初算小齒輪直徑=mmZE=188K=1.1 ZH= Z=0.983 d=0.8d1=mm項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果驗(yàn)算齒輪的彎曲強(qiáng)度齒輪圓周速度低速級主要尺寸參數(shù)初估小齒輪齒數(shù) 取Z3= Z4=i*Z1=i實(shí)=118/30=3誤差=i實(shí)-i/i=%5%端面模數(shù)m

13、t=d1/Z1= 法面模數(shù)mn=mtcos= mn取中心距a=mn(Z3+Z4)/2cos= a取mm 確定=arc cosmn(Z1+Z2)/2a=分度圓直徑d3=mnZ3/cos=mmd4=mnZ4/cos=mmb=dxd3= b4=mm b3=mm計(jì)算齒形系數(shù)Zv1=Z1/cos=Zv2=Z2/cos=查圖11-8 11-9Ysa1= YFa2=Ysa1= YFa2= F1=2KTYsa1YFa1/b1mZ1=F1F2=2KTYsa2YFa2/b2mZ2=F2校核結(jié)果安全齒輪圓周速度V=d1n1/60x1000=m/s低速級主要尺寸系數(shù)d3=mm d2=mmha=mn=mmhf=1.25

14、mn=mmh=ha+hf=4mmc=hf-ha=mmda1=d1+2ha=mmda2=d2+2ha=mmdf1=d1-2hf=mmdf2=d2-2hf=mmZ3= Z4=i實(shí)=mt= mn=a=mm=d3=mmd4=mmb3=mmb4=mmZv1Zv2=Ysa1= YFa2=Ysa1= YFa2=校核結(jié)果安全V=m/s項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果檢查浸油深度6.驗(yàn)算系統(tǒng)速度誤差7軸的設(shè)計(jì)和計(jì)算初估軸的最小最小直徑當(dāng)高速級大齒輪浸油1個(gè)齒高時(shí)，低速級大齒輪浸油深度小于其分度圓半徑的六分之一到三分之一由于工作機(jī)的轉(zhuǎn)速n4=n3=r/minVw=n3D/60x1000=m/s誤差=V-Vw/V=0%5

15、%所以系統(tǒng)速度誤差合適考慮到鍵槽對軸的削弱作用 當(dāng)該軸有一個(gè)鍵槽時(shí)，d值增大5% 有兩個(gè)鍵槽時(shí) d值增大8%高速級IdImm有一個(gè)鍵槽dImm取dI=mm中間軸II dIImm有一個(gè)鍵槽dI(1+0.05)xmm取dII=mm系統(tǒng)速度誤差合適dI=mmdII=mm項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)低速級III dIIImm有二個(gè)鍵槽dI(1+0.08)xmm取dIII=mm傳遞軸IVdIV=mmdIV取mm初選軸承（使用深溝球軸承）軸承620 d=mm D=mm B=mm軸的相關(guān)數(shù)據(jù)軸全長 L=內(nèi)壁厚l=壁厚 S=箱體壁=受力中心計(jì)算L1=L2=L3=L1+L2+L3=dIII=mmd

16、IV=mmL=l=S=L1=L2=L3=項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果中間軸的校核 確定齒輪旋向計(jì)算齒輪2,3所受各力的大小求軸承的支反力并畫出彎矩圖水平面上支反力H垂直面上支反力V根據(jù)設(shè)計(jì)要求，中間軸上的齒輪2,3的軸向力應(yīng)該相反，因此規(guī)定Fa2和Fa3相向，通過主動(dòng)輪即高速軸的轉(zhuǎn)向和軸向力方向，判斷1輪為右旋，2輪為左旋，3輪為左旋，4為右旋齒輪2所受各力的大小TII入= d2= 取n=20 =tan20=0.3640 圓周力 Ft2=2TII入/d2=徑向力 Fr2=Ft2*tann/cos=軸向力 Fa2=Ft2*tan=齒輪3所受各力的大小TIII入= d3= 取n=20 =tan20=

17、0.3640 圓周力 Ft3=2TII入/d3=徑向力 Fr3=Ft3*tann/cos=軸向力 Fa3=Ft3*tan=軸的受力簡圖如a水平面上的受力簡圖如b對右側(cè)支點(diǎn)取力矩為0M右=0R1H(L1+L2+L3)+Fr3(L2+L3)-Fr2L3-Fa3*d3/2-Fa2*d2/2=0所以R1H=R2H=Fr2-R1H-Fr3=注 結(jié)果所帶負(fù)號表示力的方向與受力圖所示的方向相反垂直面上支反力V垂直面受力圖如圖d對右側(cè)取力矩為0M右=0R1V(L1+L2+L3)+Ft3(L2+L3)-Ft2L3=0R1V=R2V=-R1V+Ft3+Ft2=1，4輪為右旋，2，3輪為左旋Ft2=Fr2=Fa2=

18、Ft3=Fr3=Fa3=R1H=R2H=R1V=R2V=-項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果總支反力求彎矩圖水平面內(nèi)彎矩圖垂直面內(nèi)彎矩圖合成彎矩求當(dāng)量彎矩MeR1=（R1H+R1V）=R2=（R2H+R2V）=A左側(cè)有MAH左=R1H*L1=A右側(cè)有MAH右=R1H*L1-Fa3*d2/2=B右側(cè)有MBH右=R2H*L3=B左側(cè)有MBH左=R2H*L+Fa2*d2/2= 水平面的彎矩圖見圖c根據(jù)受力關(guān)系可知MAV左=MAV右=MAV MBV左=MBV右=MBVMAV=R1V*L1=MBV=R2V*L3=垂直面的彎矩圖見圖eMA合左=（MAH左+MAV）=MA合右=（MAH右+MAV）=MB合右=（MB

19、H右+MBV）=MB合左=（MBH左+MBV）=合成彎矩圖見圖f根據(jù)中間軸的載荷特點(diǎn)，取系數(shù)=0.6扭矩T=TII=扭矩合成得當(dāng)量彎矩MeMeA左=（MA合左+0）=MeA右=（MA合右+T）=MeB左=（MB合左+T）=MeB右=（MB合右+0）= 當(dāng)量彎矩圖見圖h，扭矩圖見圖gR1=R2=MAH左=MAH右=MBH右=MBH左=MAV=MBV=MA合左=MA合右=MB合右=MB合左=MeA左=MeA右=MeB左=MeB右=項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果計(jì)算危險(xiǎn)截面處的直徑由當(dāng)量彎矩圖知軸的危險(xiǎn)截面位于A處軸的材料選用45鋼調(diào)制處理查手冊知B= -16=Me max=所以 d =考慮到鍵槽的削弱

20、作用d（1+0.05）x =已知初估軸為30mm,所以符合要求d所以合適項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果a中間軸的受力圖b水平面受力簡圖Hc水平面彎矩圖MHd垂直面受力簡圖Ve垂直面彎矩圖MVf合成彎矩圖M合g扭矩圖Th當(dāng)量彎矩圖Me項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果8. 滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算選擇軸承軸承校核根據(jù)設(shè)計(jì)要求的需要，軸承選用6類軸承，即深溝球軸承I軸根據(jù)帶輪處的軸的直徑為d= mm為軸的最小直徑選取I軸軸承為深溝球軸承62軸承的相關(guān)數(shù)據(jù)為d= D= B=合成支反力Fr1=R1= N Fr2=R2= N查手冊知Cor= Cr=軸的軸向力FAFA=Fa1=Fa/Cor=查手冊知e= X= Y=FA/

21、Fr1=FA/Fr2=求當(dāng)量動(dòng)載荷PP1=XFr1+YFa1=P1=XFr1+YFa1=P=maxP1,P2=查手冊取載荷系數(shù)fp= 溫度系數(shù)ft=根據(jù)選用深溝球軸承知=3使用壽命Lh=5x365x8=14600h nI=C= Cr壽命符合要求 即選用62 合適I軸620Fr1= N Fr2= NFA=e= X= Y=Pmax=Lh=C= Cr項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果選擇軸承軸承校核II軸根據(jù)帶輪處的軸的直徑為d= mm為軸的最小直徑選取I軸軸承為深溝球軸承62軸承的相關(guān)數(shù)據(jù)為d= D= B=合成支反力Fr1=R1= N Fr2=R2= N查手冊知Cor= Cr=軸的軸向力FAFA=Fa3-

22、Fa2=Fa/Cor=查手冊知e= X= Y=FA/Fr1=FA/Fr2=求當(dāng)量動(dòng)載荷PP1=XFr1+YFa1=P1=XFr1+YFa1=P=maxP1,P2=查手冊取載荷系數(shù)fp= 溫度系數(shù)ft=根據(jù)選用深溝球軸承知=3使用壽命Lh=5x365x8=14600h nII=C= Cr壽命符合要求 即選用62 合適I軸620Fr1= N Fr2= NFA=e= X= Y=Pmax=Lh=C= Cr項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果選擇軸承軸承校核III軸根據(jù)帶輪處的軸的直徑為d= mm為軸的最小直徑選取I軸軸承為深溝球軸承62軸承的相關(guān)數(shù)據(jù)為d= D= B=合成支反力Fr1=R1= N Fr2=R2=

23、 N查手冊知Cor= Cr=軸的軸向力FAFA=Fa4=Fa/Cor=查手冊知e= X= Y=FA/Fr1=FA/Fr2=求當(dāng)量動(dòng)載荷PP1=XFr1+YFa1=P1=XFr1+YFa1=P=maxP1,P2=查手冊取載荷系數(shù)fp= 溫度系數(shù)ft=根據(jù)選用深溝球軸承知=3使用壽命Lh=5x365x8=14600h nII=C= Cr壽命符合要求 即選用62 合適III軸620Fr1= N Fr2= NFA=e= X= Y=Pmax=Lh=C= Cr項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果9.鍵連接的選擇和計(jì)算鍵的選擇I軸高速級小齒輪做成齒輪軸，I軸僅在軸與帶輪配合處使用鍵材料 型號 dI= Ld=查手冊bxh= L=II軸高速級大齒輪與II軸配合處使用鍵，低速級小齒輪做成齒輪