帶式輸送機(jī)課程設(shè)計(jì)--帶式輸送機(jī)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)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目： 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 專(zhuān)業(yè)班級(jí)：過(guò)控1201 2014年 6月 10 日目錄一.設(shè)計(jì)任務(wù)···························2二.電動(dòng)機(jī)選擇···········

2、;··············3三.傳動(dòng)比分配·························3四.各軸的轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)矩 功率·······&

3、#183;·······4五.三角帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)·····················5六.齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)··················

4、;···6七.軸的設(shè)計(jì)···························10八. 滾動(dòng)軸承的選擇與計(jì)算··············17九. 平鍵聯(lián)接的選用和

5、計(jì)算··············19十.聯(lián)軸器的選擇計(jì)算···················19十一.參考文獻(xiàn)·············&

6、#183;···········19一：設(shè)計(jì)任務(wù)1：傳動(dòng)方案如下圖所示。2.工作裝置技術(shù)數(shù)據(jù)（1）輸送帶工作拉力: F= 3 kN；（2）輸送帶工作速度: V= 1.2 m/s；（3）滾筒直徑： D=200 mm.3.條件（1）機(jī)器功用 由輸送帶傳送機(jī)器的零、部件；（2）工作情況 單向運(yùn)輸，載荷較平穩(wěn)，室內(nèi)工作，有粉塵，環(huán)境溫度不超過(guò)35°C；（3）運(yùn)動(dòng)要求 輸送帶運(yùn)動(dòng)速度誤差不超過(guò)5%；滾筒傳動(dòng)效率為0.96；（4）使用壽命 8年，每年350天，每天16小時(shí)；（5）動(dòng)力來(lái)源

7、 電力拖動(dòng)，三相交流，電壓380/220V；（6）檢修周期 半年小修，二年中修，四年大修；（7）生產(chǎn)規(guī)模 中型機(jī)械廠(chǎng)，小批量生產(chǎn)。二：電動(dòng)機(jī)的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)的要求和內(nèi)容，可選用三相異步電動(dòng)機(jī)的Y系列電動(dòng)機(jī)1：電動(dòng)機(jī)功率的確定各個(gè)機(jī)構(gòu)的效率選擇如下表機(jī)構(gòu)V帶傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)（倆對(duì)）滾動(dòng)軸承（三對(duì)）聯(lián)軸器卷筒傳動(dòng)效率0.90.980.980.990.96符號(hào)=0.90.990.96=0.82=（為工作實(shí)際需要的電動(dòng)機(jī)輸出功率，為工作需要的輸入功率）=（F為工作機(jī)阻力，v位工作機(jī)速度，為工作機(jī)效率） =3.75kw =4.57kw2:電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的確定V帶傳動(dòng)比： 一級(jí)齒輪傳動(dòng)比： 二級(jí)齒輪傳動(dòng)比：取傳動(dòng)比

8、范圍：36 ：23.5 ：35總傳動(dòng)比i= =18105由v=1.2m/s D=200mm 可知卷筒的轉(zhuǎn)速=114.64r/min所以電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n=i=2063.5212037.2由課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表12-1可知同步轉(zhuǎn)速符合這一范圍的只有3000r/min所以選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y112M-2 滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速n=2890r/min 額定功率p=4kw三：傳動(dòng)比的分配V帶傳動(dòng)比： 一級(jí)齒輪傳動(dòng)比： 二級(jí)齒輪傳動(dòng)比：由上可知總傳動(dòng)比i=25.20初選=3.4 則=7.411可取=（1.21.4） 則得=2.32.45取=2.4 所以=3 總之=3.4 =2.4 =3四：各軸的轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)矩 功率從電動(dòng)機(jī)軸到工作機(jī)軸

9、依次為0軸（電動(dòng)機(jī)軸）1軸（高速軸）2軸（中間軸）3軸（低俗軸）4軸（滾筒軸）1:各個(gè)軸的功率0軸=4kw1軸=40.9=3.6kw2軸=40.90.980.98=3.46kw3軸=3.25kw4軸=3.09kw2:各個(gè)軸的轉(zhuǎn)速0軸=2890r/min1軸=850r/min2軸=354r/min3軸=118r/min4軸=118r/min3：各個(gè)軸的轉(zhuǎn)矩0軸=132181軸=404472軸=933413軸=2630294軸=250081五：三角帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)（注：無(wú)標(biāo)識(shí)的表和式均為課本上）1：確定功率由課表13-8得工作情況系數(shù)=1.2 得=1. 24=4.8kw2:選取窄v帶類(lèi)型根據(jù) 由課表13

10、-15確定選用spz型3：確定帶輪基準(zhǔn)直徑根據(jù)課表13-4和13-9取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑=80mm 從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑=272mm 由表13-9取=280mm帶速v=12m/s帶速在525m/s范圍內(nèi)，合適4：確定v帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距根據(jù)0.7（+）<<2（+） 初步選=1.5（+）=540mm由式13-2計(jì)算得帶長(zhǎng)=2+=1647.2mm由表取=1800mm再由式13-16計(jì)算實(shí)際中心矩=616.4mm5:驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角由式13-1得=主動(dòng)輪上的包角合適6：計(jì)算v帶的根數(shù)z由式13-15得z=由=2890r/min =80mm i=3.4 查表得=2.27kw查表13-6得=0

11、.45kw由=查表13-7得=0.95 查表13-2得=1.01則z=1.8 取z=2根7：計(jì)算預(yù)緊力由式13-17得= 查表13-1得q=0.06kg/m故=171.64N8：計(jì)算作用在軸上的壓軸力=22171.64=677.77N六：齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)Mpa根據(jù)式子直齒圓柱齒輪具有不產(chǎn)生軸向力的優(yōu)點(diǎn)，但傳動(dòng)平穩(wěn)性較差，在減速器中圓周速度不大的情況下采用直齒輪一：高速傳動(dòng)的倆齒輪1：選擇材料及確定許用應(yīng)力小齒輪選擇材料為40(調(diào)質(zhì)) 硬度為280HBS 大齒輪選擇材料為45剛（調(diào)質(zhì)） 硬度為240HBS由表11-1可知小齒輪=700Mpa =600Mpa大齒輪=600Mpa =450Mpa由表1

12、1-5取=1.1 =1.25=636 Mpa=545 Mpa=480 Mpa=360 Mpa2:按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)表11-3取載荷系數(shù)K=1.3 根據(jù)表11-6取齒寬系數(shù)=1 根據(jù)表 11-4取=189.8 高速齒輪傳動(dòng)比u=2.4 小齒輪上的轉(zhuǎn)矩=93341Nm所以87.9mm取小齒輪齒數(shù)= 24 則大齒輪齒數(shù)=2.42457 實(shí)際傳動(dòng)比i=2.375 模數(shù)m=2.7齒寬b=163.8=63.8mm 所以取=65 =70 按表4-1取m=3 則實(shí)際分度圓直徑=m=72mm 分度圓直徑=m=171mm 齒高=2.25m=6.75中心矩a=2253：驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度由圖11-5得 =1.58

13、 =2.37 由圖11-6得 =1.58 =1.74由式子=78.04=480 Mpa Mpa所以安全4：齒輪圓周速度=3.20m/s齒對(duì)照表可知用8級(jí)精度是適宜的5：齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與齒輪的幾何尺寸 毛坯 材料 加工方法 使用要求及經(jīng)濟(jì)等因素有關(guān)。小齒輪做成實(shí)心結(jié)構(gòu)齒輪，大齒輪做成腹板式結(jié)構(gòu)齒輪二：低速傳動(dòng)的倆齒輪1：選擇材料及確定許用應(yīng)力小齒輪選擇材料為40(調(diào)質(zhì)) 硬度為280HBS 大齒輪選擇材料為45剛（調(diào)質(zhì)） 硬度為240HBS由表11-1可知小齒輪=700Mpa =600Mpa大齒輪=600Mpa =450Mpa由表11-5取=1.1 =1.25=636 Mpa=545

14、 Mpa=480 Mpa=360 Mpa2:按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)表11-3取載荷系數(shù)K=1.3 根據(jù)表11-6取齒寬系數(shù)=1 根據(jù)表 11-4取=189.8 Mpa根據(jù)式子 低速齒輪傳動(dòng)比u=3 小齒輪上的轉(zhuǎn)矩=263029Nm所以87.9mm取小齒輪齒數(shù)=16 則大齒輪齒數(shù)=163 =48 實(shí)際傳動(dòng)比i=3 模數(shù)m=5.5齒寬b=187.9=87.9mm 所以取=90 =95按表4-1取m=6 則實(shí)際分度圓直徑=m=96mm 分度圓直徑=m=288mm 齒高=2.25m=13.50中心矩a=1923：驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度由圖11-5得 =3.16 =2.37 由圖11-6得 =1.52 =1.

15、68由式子=114=480 Mpa Mpa所以安全4：齒輪圓周速度=0.59m/s對(duì)照表可知用9級(jí)精度是適宜的5：齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與齒輪的幾何尺寸 毛坯 材料 加工方法 使用要求及經(jīng)濟(jì)等因素有關(guān)。小齒輪做成實(shí)心結(jié)構(gòu)齒輪，大齒輪做成腹板式結(jié)構(gòu)齒輪6：相關(guān)數(shù)據(jù)齒輪齒數(shù)/n模數(shù)齒寬mm分度圓直徑mm高速傳動(dòng)大齒輪57365171小齒輪247072低塑傳動(dòng)大齒輪48690288小齒輪169596七：軸的設(shè)計(jì)（一）：高速軸的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速（r/min）高速軸功率（kw）轉(zhuǎn)矩T（N,M）8503.6404471：軸的材料與齒輪1的材料相同為40 調(diào)質(zhì)2：按切應(yīng)力估算軸徑由表14-2查的C（是由軸的材

16、料和承載情況確定的常熟）=106由式14-2得軸伸出段直徑 17.172mm 取=20mm3：軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）各軸段徑向尺寸的確定如上草圖所示，從軸段=20mm開(kāi)始，逐段選取相鄰軸段的直徑 。起定位固定作用，定位軸肩高度h可在（23）c范圍內(nèi)經(jīng)驗(yàn)選?。ㄈ=2mm），故=+2h20+32=26mm，與軸承內(nèi)徑相配合，考慮安裝方便，結(jié)合軸的標(biāo)準(zhǔn)直徑系列并符合軸承內(nèi)徑系列，取=50mm，選定軸承代號(hào)為6208，即為小齒輪部分，將作為分度圓直徑，即=72mm. =26mm =50mm（2）軸向尺寸的確定小齒輪齒寬=70mm，則取=72mm，與帶輪相配合，因從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑為280mm，所以取=282

17、mm，考慮按裝方便蓋至帶輪距離取=45mm，與軸承相配合，查軸承安裝尺寸寬度最小為57mm，所以可取=60mm =45mm =60mm軸段編號(hào)長(zhǎng)度直徑配合說(shuō)明1220282與V帶輪鍵連接配合232645定位軸肩345060與滾動(dòng)軸承配合，套筒定位457242與小齒輪鍵連接配合562645定位軸環(huán)675060與滾動(dòng)軸承配合4：軸的強(qiáng)度校核（1）計(jì)算齒輪受力轉(zhuǎn)矩=40447齒輪切向力=4044.7n徑向力=4044.7=1472.1n軸向力=4349.1n(2)畫(huà)軸的受力簡(jiǎn)圖（1）計(jì)算支承反力軸的支撐跨距+=124.5+52.5=177MM 則=357mm在水平面上=2022.35N在垂直面上=0

18、 =216.5n故=1255.6n總支承反力=2030N=2370N(2)畫(huà)彎矩圖=2022.35124.5=251782.5MM=216.5124.5=26954.25MM=156332.2MM故=283400N.M=367420N.M載荷水平面H垂直面V支反力F=2022.35N=216.5N =1255.6N C截面彎矩M=251782.5MM=26954.25MM總彎矩M=306720N.M扭矩T=40447N.M5:按彎矩合成力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)式及表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，取=0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力=107Mpa已選用軸的材料40調(diào)質(zhì)處理，查表14-1得=350 Mpa

19、<故安全6：計(jì)算危險(xiǎn)呢截面的軸直徑=26mm 故安全（二）中速軸設(shè)計(jì)(1) 中速軸上的功率 轉(zhuǎn)矩 和轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速（r/min）中速軸功率（kw）轉(zhuǎn)矩T（N,M）3543.4693341（2）作用在軸上的力已知高速級(jí)齒輪的分度圓直徑=171mm 則=1091.8n=1091.8=397.4n=1161.5n（3）初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為45剛，調(diào)質(zhì)處理。據(jù)表取=112 于是的=23.52（4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)各軸徑向尺寸和軸向尺寸的確定考慮到主要承受徑向力，軸也可能承受小的軸向載荷。當(dāng)量摩擦系數(shù)最少，在高速轉(zhuǎn)時(shí)也可承受純的軸向力，工作中容許的內(nèi)外圈軸線(xiàn)偏斜量（816）大量生產(chǎn)價(jià)格最低，故

20、選用深溝球軸，并選用單列圓錐子軸承，參照工作要求并根據(jù)= =45mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列深溝軸承6208，其尺寸為d D B=40 80 180，故= =18+20=38倆端滾動(dòng)軸承采用套筒進(jìn)行軸向定位。由書(shū)上查的6208型軸承的定位軸肩高度h=4mm，因此，左邊套筒左側(cè)和右邊套筒右側(cè)的高度為4mm。取安裝大齒輪的軸段45的直徑=46mm，齒輪的左端與左端軸承之間采用套筒定位。為了使大齒輪軸向定位，取=52mm，又由于考慮到與高低速軸的配合，取=65mm軸段編號(hào)長(zhǎng)度直徑配合說(shuō)明123640236552定位軸環(huán)344538與深溝球軸承6208配合，套筒配合456346與大齒

21、輪鍵聯(lián)接配合566552定位軸環(huán)674538與深溝球軸承6208配合（三）低速軸的設(shè)計(jì)(1) 中速軸上的功率 轉(zhuǎn)矩 和轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速（r/min）中速軸功率（kw）轉(zhuǎn)矩T（N,M）1183.25263029（2）作用在軸上的力已知高速級(jí)齒輪的分度圓直徑=288mm 則=1826.5n=1091.8=664.7n=1943n（3）初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為45剛，調(diào)質(zhì)處理。據(jù)表取=112 于是的=33.6mm（4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)各軸徑向尺寸和軸向尺寸的確定1為了滿(mǎn)足半聯(lián)軸器的軸向定位，12軸段左端需制出一軸肩，故23段的直徑=68mm。半聯(lián)軸器與軸的配合 的孔長(zhǎng)度L=107mm，為了保證軸端擋圈

22、只壓在半臉軸器上而不壓在軸的端面上，故12段的長(zhǎng)度應(yīng)比L短一些，現(xiàn)取=105mm。2初步選擇滾動(dòng)軸承，因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)=63mm，由3軸承產(chǎn)品目錄中初步選取標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐字軸承6215，其尺寸dDB=7513025 故=75mm 而=25mm =25+20=45mm左端滾動(dòng)軸承采用軸環(huán)進(jìn)行軸向定位。由表查的6215型軸承的定位高度h=8mm，因此取=83mm3取安裝齒輪出的軸段45的直徑=81mm，齒輪的右端與右端軸承之間采用套筒定位。為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短與輪寬的，故取=63mm4軸承端蓋的總寬度為30m

23、m（由減速器及軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承蓋的裝拆，取端蓋的外端面與聯(lián)軸器左端面間的距離L=30mm，故取=60mm軸段編號(hào)長(zhǎng)度直徑配合說(shuō)明1210563與聯(lián)軸器鍵連接配合234968與端蓋配合，做聯(lián)軸器的軸向定位344575與深溝球軸承6215配合，套筒配合456381與大齒輪鍵聯(lián)接配合561083軸環(huán)672575與深溝球軸承6215配合八：滾動(dòng)軸承的選擇與計(jì)算一：高速軸的選擇和計(jì)算（1）先求出當(dāng)量動(dòng)載荷P因該向心軸承受和的作用，必須求出當(dāng)量動(dòng)載荷P。計(jì)算時(shí)用到的徑向系數(shù)X 軸向系數(shù)Y要根據(jù)值查取，而是軸承的徑向額定靜載荷，假如軸承型號(hào)還未選出，所以用試算法。據(jù)表16-11，先取=0.28

24、，則e=0.22，所受軸向載荷=4349.1n 徑向載荷=1472.1n因>e,由表16-11查的X=0.56 Y=1.99 由式16-4得P=X+Y=8873N即軸承在=4349.1n和=1472.1n的使用壽命，相當(dāng)于在純徑向載荷為8873n作用下的使用壽命。（2）計(jì)算所需的徑向基本額定動(dòng)載荷值由式16-3N 由工作要求得工作壽命=835016=44800h查表16-9和16-8得上式中=1.1 =1 所以=23800n（3）選擇軸承型號(hào)由上可知選擇的軸承型號(hào)為6208型，其=29500>23800n, =18000n 故6208軸承的=0.0241，與原值接近，所以使用。二：

25、中速軸的選擇和計(jì)算（1）先求出當(dāng)量動(dòng)載荷P因該向心軸承受和的作用，必須求出當(dāng)量動(dòng)載荷P。計(jì)算時(shí)用到的徑向系數(shù)X 軸向系數(shù)Y要根據(jù)值查取，而是軸承的徑向額定靜載荷，假如軸承型號(hào)還未選出，所以用試算法。據(jù)表16-11，先取=0.28，則e=0.22，所受軸向載荷=1943n 徑向載荷=397.4n因>e,由表16-11查的X=0.56 Y=1.99 由式16-4得P=X+Y=4089.114N即軸承在=1943n和=397.4n的使用壽命，相當(dāng)于在純徑向載荷為4089.114n作用下的使用壽命。（2）計(jì)算所需的徑向基本額定動(dòng)載荷值由式16-3N 由工作要求得工作壽命=835016=44800h查表16-9和16-8得上式中=1.1 =1 所以=22900（3）選擇軸承型號(hào)由上可知選擇的軸承型號(hào)為6208型，其=29500>22900n, =18000n 故6208軸承的=0.064，與原值接近，所以使用。三：低速軸的選擇和計(jì)算（1）先求出當(dāng)量動(dòng)載荷P因該向心軸承受和的作用，必須求出