帶式輸送機傳動裝置課程設(shè)計報告書

1、機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計說明書設(shè)計名稱： 機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計 題 目： 帶式輸送機傳動裝置 機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書 機電一體化技術(shù) 專 業(yè) 2011年級 3 班一、設(shè)計題目帶式輸送機傳動裝置已知條件：1.工作情況：兩班制，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，運輸帶速度允許誤差為±0.5%；2.使用折舊期：五年；3.動力來源：電力，三相交流，電壓380/220V；4.滾筒效率：0.96（包括滾筒與軸承的效率損失）。原始數(shù)據(jù)表參數(shù)題號12345運輸帶工作拉力F/（KN）3.23.43.52.82.6運輸帶工作速度V/（m/s）1.51.61.81.51.4卷筒直徑D/(mm)400400

2、400450450參數(shù)題號678運輸帶工作拉力F/（KN）2.42.22.1運輸帶工作速度V/（m/s）1.51.41.5卷筒直徑D/(mm)400400500選擇的題號為 8 號數(shù)據(jù)為：運輸帶工作拉力F = 2.1 N運輸帶工作速度v = 1.5 m/s卷筒直徑D = 500 mm二、主要容1.擬定和分析傳動裝置的設(shè)計方案；2.選擇電動機，計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)；3.進行傳動件的設(shè)計計算與結(jié)構(gòu)設(shè)計，校核軸的強度；4.繪制減速器裝配圖；5.繪制零件工作圖；6.編寫設(shè)計計算說明書。三、具體要求本課程設(shè)計要求在2周時間完成以下的任務(wù)：1.繪制減速器裝配圖1（A2圖紙）；2.零件工作圖2（齒輪

3、和軸，A4圖紙）；3.設(shè)計計算說明書1份，約3000字左右。四、進度安排次序設(shè)計容時間分配（天）1指導(dǎo)老師介紹課程設(shè)計注意事項12擬定設(shè)計方案13傳動件的設(shè)計計算24畫裝配圖25畫零件圖26編寫設(shè)計說明書2五、成績評定指導(dǎo)教師 海秀 簽名 日期年月日系主任 審核 日期年月日18 / 21目錄一設(shè)計任務(wù)的分析21.1本課程設(shè)計的目的21.2 本課程設(shè)計的容、任務(wù)與要求21.2.1課程設(shè)計的容21.2.2課程設(shè)計的任務(wù)21.2.3 課程設(shè)計的要求21.3 課程設(shè)計的步驟21.3.1設(shè)計準(zhǔn)備工作21.3.2 總體設(shè)計21.3.3傳動件的設(shè)計計算21.3.4裝配圖草圖的繪制21.3.5裝配圖的繪制31

4、.3.6 零件工作圖的繪制31.3.7 編寫設(shè)計說明書3二傳動裝置的總體設(shè)計42.1選擇電動機42.1.1選擇電動機類型42.1.2選擇電動機功率42.1.3 確定電動機轉(zhuǎn)速42.2 計算總傳動比和分配傳動比42.2.1計算總傳動比42.2.2 分配傳動裝置的各級傳動比42.3 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)52.3.1各軸轉(zhuǎn)速52.3.2 各軸的輸入功率52.3.3 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩52.4 傳動零件的設(shè)計計算52.4.1箱外傳動件的設(shè)計52.4.2箱傳動件的設(shè)計52.5 減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計6參考文獻7一 設(shè)計任務(wù)的分析1.1本課程設(shè)計的目的機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計是相關(guān)工科專業(yè)第一次較全面的機械設(shè)計

5、練習(xí),是機械設(shè)計基礎(chǔ)課程的最后一個教學(xué)環(huán)節(jié)。其目是:(1)培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的機械系統(tǒng)課程的知識去解決機械工程問題的能力并使所學(xué)知識得到鞏固和發(fā)展；(2) 學(xué)習(xí)機械設(shè)計的一般方法和簡單機械傳動裝置的設(shè)計步驟；(3) 進行機械設(shè)計基本技能訓(xùn)練的同時能提高學(xué)生機械設(shè)計的基本能力，如計算能力、繪圖能力以與計算機輔助設(shè)計(CAD)能力等，使學(xué)生具有查閱設(shè)計資料（標(biāo)準(zhǔn)手冊、圖冊等）的能力，掌握經(jīng)驗估算等機械設(shè)計的基本技能，學(xué)會編寫一般的設(shè)計計算說明書。1.2 本課程設(shè)計的容、任務(wù)與要求1.2.1課程設(shè)計的容（1）傳動方案的分析與擬定；（2）電動機的選擇與傳裝置運動和動力參數(shù)的計算；（3）傳動件(如齒輪

6、、帶傳動等)的設(shè)計；（4）軸的設(shè)計；（5）軸承與其組合部件設(shè)計；（6）鍵聯(lián)接和聯(lián)軸器的選擇與校核；（7）潤滑設(shè)計；（8）箱體、機架與附件的設(shè)計；（9）裝配圖和零件圖的設(shè)計與繪制；（10）編寫設(shè)計計算說明書1.2.2課程設(shè)計的任務(wù)（1）繪制減速器裝配圖1用A2圖紙繪制；（2）繪制零件圖2用A4圖紙繪制（齒輪、軸）；（3）編寫設(shè)計計算說明書一份。1.2.3 課程設(shè)計的要求在課程設(shè)計前，應(yīng)認(rèn)真閱讀任務(wù)書，了解設(shè)計題目與設(shè)計容，搞清楚所要設(shè)計的傳動裝置包含哪些機構(gòu)與傳動路線。如果任務(wù)書中沒有給出傳動簡圖，則應(yīng)首先了解設(shè)計的已知數(shù)據(jù)與工作類型，并對所學(xué)的有關(guān)傳動機構(gòu)的運動特點、總體傳動性能與某些傳動數(shù)據(jù)

7、的常用圍進行復(fù)習(xí)，然后根據(jù)工作的要求將有關(guān)機構(gòu)進行不同的組合，畫出不同的傳動簡圖，依據(jù)先算出的數(shù)據(jù)，選出12種較合理的傳動方案，在進行設(shè)計時要選擇較為合理的一組數(shù)據(jù)進行設(shè)計，在畫圖與設(shè)計的過程中如有發(fā)現(xiàn)在裝配時不對時應(yīng)反復(fù)修改數(shù)據(jù)和改進，然后在進行后續(xù)的設(shè)計。上述工作完成之后，應(yīng)認(rèn)真閱讀課程設(shè)計指導(dǎo)書有關(guān)總體與傳動設(shè)計計算的章節(jié)，開始設(shè)計計算。1.3 課程設(shè)計的步驟1.3.1設(shè)計準(zhǔn)備工作（1）熟悉任務(wù)書，明確設(shè)計的容和要求；（2）熟悉機械設(shè)計基礎(chǔ)和機械設(shè)計基礎(chǔ)實訓(xùn)指導(dǎo)這兩本書有關(guān)一級減速器的資料和相關(guān)表格、圖紙等；（3）觀看錄像、實物、模型等，了解減速器的結(jié)構(gòu)特點與制造過程。1.3.2 總體設(shè)

8、計（1）確定傳動方案；（2）選擇電動機；（3）計算傳動裝置的總傳動比，分配各級傳動比（4）計算各軸的轉(zhuǎn)速和功率以與轉(zhuǎn)矩。1.3.3傳動件的設(shè)計計算（1）計算齒輪傳動、帶傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸；（2）計算各傳動件上的作用力。1.3.4裝配圖草圖的繪制（1）確定減速器的結(jié)構(gòu)方案；（2）繪制裝配圖的草圖，進行軸以與軸上零件和軸承組合的結(jié)構(gòu)設(shè)計；（3）校核軸的強度、鍵連接的強度；（4）繪制減速器箱體結(jié)構(gòu)；（5）繪制減速器附件。1.3.5裝配圖的繪制（1）畫底線圖，畫剖面線；（2）選擇配合，標(biāo)注尺寸；（3）編寫零件序號，列出明細(xì)欄；（4）加深線條，整理圖面；（5）書寫技術(shù)條件、減速器特性等。1.3.6

9、 零件工作圖的繪制（1）繪制齒輪類零件工作圖；（2）繪制高速軸和低速軸的零件工作圖；（3）繪制其他零件工作圖。1.3.7 編寫設(shè)計說明書（1）編寫設(shè)計說明書，容包括所有的計算，并附有必要的簡圖；(2)寫出設(shè)計總結(jié)，一方面總結(jié)設(shè)計課題的完成情況，另一方面總結(jié)個人所作設(shè)計的收獲、體會與不足之處。二 傳動裝置的總體設(shè)計2.1選擇電動機2.1.1選擇電動機類按已知的工作要求和條件，選用Y型全封閉式籠型三相異步電動機。2.1.2選擇電動機功率（一）所需電動機的輸出功率為：Pd=Pw/ 工作機所需的工作功率為：Pw=FV/1000 由以上兩個公式可知：Pd= FV/1000 =2.1×103&#

10、215;1.5/1000×0.89 =3.54kw（二）電動機至運輸帶之間的總效率： （1）V帶傳動1=0.96 (2) 一級齒輪減速器2=0.975 (3) 聯(lián)軸器3=0.99 (4) 傳動滾筒4=0.96 則:=1×2×3×4=0.96×0.975×0.99×0.96=0.892.1.3 確定電動機轉(zhuǎn)速（一）滾筒軸的工作轉(zhuǎn)速為： Nw=60×1000×1.5/×D=60×1000×1.5/3.14×500 =57.32r/min（二）為了方便選擇電動機的轉(zhuǎn)速，先

11、推算電動機轉(zhuǎn)速的可選圍。由機械設(shè)計課程設(shè)計基礎(chǔ)實訓(xùn)指導(dǎo)表2-2查得V帶傳動常用的傳動比圍i0=24，單極圓柱直齒輪傳動比圍ia=35 ，則總傳動比的合理圍為i=6-20，故電動機轉(zhuǎn)速的可選圍為： Nd=iNw=（6-20）×57.32=343.921146.4r/min由電動機Pd=3.54kw可知只能選電動機的額定功率為P=4kw的，所以可見同步轉(zhuǎn)速為750 r/min和1000r/min的電動機均符合。經(jīng)比較，根據(jù)功率和轉(zhuǎn)速查機械設(shè)計課程設(shè)計基礎(chǔ)實訓(xùn)指導(dǎo)附錄5得到電動機的相關(guān)參數(shù)，并將計算出的縱傳動比例與下表中。表2.1 電動機數(shù)據(jù)與總傳動比方案電動機型號額定功率(kw)電動機轉(zhuǎn)

12、速（r/min）總傳動比i同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速1Y160M1-8475072012.562Y132M1-64100096016.75（三）計算總的傳動比： 750r/min: i=Nm/Nw=720/57.32=12.56 1000r/min: i=Nm/Nw=960/57.32=16.75 由以上的數(shù)據(jù)可知選用Y160M1-8型電動機2.2 計算總傳動比和分配傳動比2.2.1計算總傳動比i=Nm/Nw=720/57.32=12.562.2.2 分配傳動裝置的各級傳動比由機械設(shè)計課程設(shè)計基礎(chǔ)實訓(xùn)指導(dǎo)表2-2可知直齒輪減速器的傳動比ia=4 則V帶的傳動比i0為：I0=iia=12.5643.14（

13、取3.2）2.3 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)2.3.1各軸轉(zhuǎn)速電動機軸為0軸：則 N0=N滿=720r/min高速軸為軸：則 N=Nm/i0=720/3.2=225r/min低速軸為軸：則 N= N/ia=225/4=56.28r/min滾筒軸的轉(zhuǎn)速為: Nw=N=56.28r/min2.3.2 各軸的輸入功率高速軸：P=Pd1=3.54×0.96=3.40kw低速軸：P= P一對齒·軸承=3.40×0.97×0.98=3.23kw滾筒軸: Pw= P軸承·聯(lián)軸器=3.23×0.98×0.99=3.13kw2.3.3 各軸

14、的輸入轉(zhuǎn)矩電動機：Td=9550· Pd/Nm=9550×3.54/720=46.95N.m：高速軸：T1=9550·P1/N1=9550×3.40/225=144.31N.m: 低速軸: T2=9550·P2/N2=9550×3.23/56.25=548.38N.m滾筒軸: Tw=9550·Pw/Nw=9550×3.13/56.25=531.40 N.m表2.2 各軸的運動和動力參數(shù)軸名功率P(kw)轉(zhuǎn)矩T(N.m)轉(zhuǎn)速n(r/min)傳動比i電動機軸3.5446.957203.2軸3.40144.312254軸

15、3.23548.3856.251滾筒軸3.13531.4056.252.4 傳動零件的設(shè)計計算2.4.1箱外傳動件的設(shè)計2.4.1.1帶傳動（1）大帶輪輪廓寬度的確定2.4.2箱傳動件的設(shè)計2.4.2.1圓柱齒輪傳動（1）選擇齒輪的材料與精度等級:小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為220250HBS，大齒輪選用45鋼正火，硬度為170210HBS，因為是普通減速器，由機械設(shè)計基礎(chǔ)書上表7-7可知選擇8級精度，要求齒面粗糙度Ra3.26.3m（2）按齒面接觸疲勞強度設(shè)計因為兩齒輪均為鋼質(zhì)齒輪，由機械設(shè)計基礎(chǔ)書上式（7-20）可求出d1的值，確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)、轉(zhuǎn)矩T1: T1=9.55×10

16、6 ×3.40/225=1.4×105N.m、載荷系數(shù)K與材料的彈性系數(shù)ZE 由機械設(shè)計基礎(chǔ)書查表7-10可知取K=1.1，查表7-11取ZE=189.8 MPa1/2、齒數(shù)z1和齒寬系數(shù)d通常Z=2040則取小齒輪的齒數(shù)z1=25，則大齒輪的齒數(shù)z2=z1×i=25×3.2=80，取80，因為單級齒輪傳動對稱布置、軟齒面，故由機械設(shè)計基礎(chǔ)書查表7-14取d=1、許用接觸應(yīng)力由圖7-25查得lim1=560Mpa，lim2=530Mpa N1=60njLh=60×2250×1×(5×52×5×1

17、6)=2.81×108 N2= N1/i=2.81×108/3.2=8.78×107由機械設(shè)計基礎(chǔ)書圖7-24查得ZN1=1.1 ,ZN2=1.2(允許有一定的點蝕)由機械設(shè)計基礎(chǔ)書表7-9查得SH=1根據(jù)以下公式可得 1=( ZN1·lim1)/ SH=(1.1×560)/1=616Mpa 2=( ZN2·lim2)/ SH=(1.2×530)/1=636Mpa則：d1=61.78mm（備注u=Z2/Z1=80/25=3.2） 則 m=d1/z1=61.78/25=2.47mm由機械設(shè)計基礎(chǔ)表7-2取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2.5mm

18、（3）主要尺寸計算:d1=mz1=2.5×25=62.5mmd2=mz2=2.5×80=200mmb=d d1=1×62.5=62.5mm經(jīng)圓整后取b2=65mm，b1=b2+5=70mmda1=d1+2ha=（25+2）×2.5=67.5mmda2=d2+2ha=(80+2)×2.5=205mmdf1=d1-2hf=(25-2×1-2×0.25)×2.5=56.25mmdf2=d2-2hf=(80-2×1-2×0.25)×2.5=193.75mma=0.5m(z1+ z2)=0.5&

19、#215;2.5(25+80)=131.25mm（4）按齒根彎曲疲勞強度校核齒形系數(shù)YF由表7-12查得YF1=2.65，YF2=2.25應(yīng)力修正系數(shù)YS由表7-13查得YS1=1.59，YS2=1.77許用彎曲應(yīng)力F由圖7-26查得Flim1=205MPa，F(xiàn)lim2=190 MPa由表7-9查得SF=1.3由圖7-23查得YN1=0.89 YN2=1則由機械設(shè)計基礎(chǔ)書式（7-16）得F1= YN1·Flim1/SF=1×205/1.3=158MpaF2= YN2·Flim2/SF=1×190/1.3=146Mpa故：F1= YF1·YS1（

20、2KT1）/（bm2z1）=2×1.1×1.4×105/65×2.52×25×(2.65×1.59)=127.78MpaF1= 158MpaF2=F1·YF2·YS2/ YF1·YS1=127.78×2.25×1.77/2.65×1.59=120.77MpaF1= 146Mpa（5）驗算齒輪的圓周速度um/s由機械設(shè)計基礎(chǔ)書表7-7可知，選8級精度是合適的（6）幾何尺寸計算與繪制齒輪零件工作圖圖2.1大齒輪的零件圖2.4.2.2 軸的設(shè)計高速軸：（1）選擇軸材料因為

21、特殊要求，故選45鋼正火，由機械設(shè)計基礎(chǔ)書查表11-1得-1=55Mpa,去A=115（2）估算軸的最小直徑高速軸（軸）：dmin= A=28.75mm此處有鍵槽用于配套V帶輪，所以可將其軸徑加大5%，即d=28.75×105%=28.98mmTc=KT1=1.5×144.31=216.47N.m即由扭矩可查機械設(shè)計技術(shù)實訓(xùn)指導(dǎo)書上表4-11可知：選用HL2型聯(lián)軸器d=32mm（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)軸上零件的定位、裝拆方便的需要，同時考慮到強度的原則，主動軸和從動軸均設(shè)計為階梯軸。1、軸的各段直徑的確定:由扭矩可查機械設(shè)計技術(shù)實訓(xùn)指導(dǎo)書上表4-11可知:與聯(lián)軸器相連的軸段是

22、最小直徑d6=30mm則：聯(lián)軸器定位軸的高度h =（0.070.1）×d6 =（0.070.1）×32 =2.243.2故：軸肩的高度h=3d5= d6 +2h=38mm 所以由d5=38查機械設(shè)計基礎(chǔ)實訓(xùn)指導(dǎo)書表6-1可知：選6008型滾動軸承則：d1=40然后依次可計算出d4=48、 d2=45 、d3=422、軸上零件的軸向尺寸與其位置：由機械設(shè)計技術(shù)實訓(xùn)指導(dǎo)書上表4-11可知：選用HL2型聯(lián)軸器則軸承寬度b=15mm，齒輪寬度B1=70mm，聯(lián)軸器寬度B2=82mm，軸承端蓋寬度為20mm，箱體側(cè)與軸承端面間隙取1=2mm，齒輪與箱體側(cè)的距離2=3=20mm，聯(lián)軸器

23、與箱體之間的間隙4=50mm與之對應(yīng)的軸的各段長度分別為：L1=1+2+b=2+20+15=37mm，L2=62mm，軸肩寬度L3=8mm，L4=2-L3+3=14mmL5=20mm，L6=4+20=70mm，L7=b2=82mm 則軸承跨度為L=L1+L2+L3+L4=127mm軸的結(jié)構(gòu)如圖所示：圖2.2 高速軸（4）驗算軸的疲勞強度：1、畫輸出軸的受力簡圖，確定軸承的支點的位置時，在這里取軸的跨度為127mm則取中點為對稱的，所以受力簡圖如下：2、畫彎矩圖，通過列受力平衡方程可知：由機械設(shè)計基礎(chǔ)書式7-18可知： Ft=2T1/d1=2×144.31/62.5=4617.92N(

24、備注d1為小圓的分度圓直徑)則:FAH=FBH=2308.96N MCH=63.5*FAH=63.5×2308.96=146618.96N.mm 彎矩圖如下:3、由圖可知Fr=Ft*tan200=4617.92×0.36397=1680.78NFAv=FBv=840.39N.mm 則: MCv=63.5·FAv=63.5×840.39=53364.90N.mm4合成彎矩圖：Mc=(McH)2+（MCV）21/2=（146618.96）2+（53364.90）21/2=65676.09N.mm5、轉(zhuǎn)矩圖： T=9.55×106×3.40

25、/225=144311.11N.mm6、因為曲的C的為軸承的中點所以轉(zhuǎn)矩按對稱循環(huán)變化的，則轉(zhuǎn)矩=1T=1×144311.11=144311.11 N.mm 則 Mec=(MC)2+（T）21/2=（156028.63）2+（144311.11）21/2=212534.03N.mm如圖所示：7、驗算軸的直徑：d=33.80mm有鍵槽擴大5%則 d=33.80×（1+5%）=35.49mm低速軸：（1）選擇軸材料因為特殊要求，故選45鋼正火，由機械設(shè)計基礎(chǔ)書查表11-1得-1=55Mpa,取A=115（2）估算軸的最小直徑低速軸（軸）：dmin= A=43.7mm此處有齒輪槽

26、，所以可將其軸徑加大5%，即d=43.7×105%=45.89mm Tc=KT1=1.5×548.38=822.57N.m即由扭矩可查機械設(shè)計技術(shù)實訓(xùn)指導(dǎo)書上表4-11可知：選用HL4型聯(lián)軸器d=48mm（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)軸上零件的定位、裝拆方便的需要，同時考慮到強度的原則，主動軸和從動軸均設(shè)計為階梯軸。1、軸的各段直徑的確定:由扭矩可查機械設(shè)計技術(shù)實訓(xùn)指導(dǎo)書上表4-11可知:與聯(lián)軸器相連的軸段是最小直徑d6=48mm則：聯(lián)軸器定位軸的高度h =（0.070.1）×d6 =（0.070.1）×48 =3.364.8故：軸肩的高度h=4d5= d6 +

27、2h=56mm 所以由d5=36查機械設(shè)計基礎(chǔ)實訓(xùn)指導(dǎo)書表6-1可知：選6012型滾動軸承則：d1=60然后依次可計算出d4=70、 d2=65 、d3=762、軸上零件的軸向尺寸與其位置：由機械設(shè)計技術(shù)實訓(xùn)指導(dǎo)書上表4-11可知：選用HL4型聯(lián)軸器則軸承寬度b=18mm，齒輪寬度B1=65mm，聯(lián)軸器寬度B2=112mm，軸承端蓋寬度為20mm，箱體側(cè)與軸承端面間隙取1=2mm，齒輪與箱體側(cè)的距離2=3=20mm，聯(lián)軸器與箱體之間的間隙4=50mm與之對應(yīng)的軸的各段長度分別為：L1=1+2+b=2+20+18=40mm，L2=68mm，軸肩寬度L3=8mm，L4=2-L3+3=14mmL5=

28、20mm，L6=4+20=70mm，L7=b2=112mm 則軸承跨度為L=L1+L2+L3+L4=130mm軸的結(jié)構(gòu)如圖所示：圖2.3 低速軸（4）驗算軸的疲勞強度：1、畫輸出軸的受力簡圖，確定軸承的支點的位置時，在這里取軸的跨度為127mm則取中點為對稱的，所以受力簡圖如下：2、畫彎矩圖，通過列受力平衡方程可知：由機械設(shè)計基礎(chǔ)書式7-18可知： Ft=2T2/d2=2×548.38/200=5483.8N(備注d2為大圓的分度圓直徑)則:FAH=FBH=2741.9N MCH=63.5*FAH=62×2741.9=169997.8N.mm 彎矩圖如下:3、由圖可知Fr=Ft·tan200=5483.8×0.3