機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 皮帶運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置

1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)2計(jì)算說明書設(shè)計(jì)題目：皮帶運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)2任務(wù)書編號(hào)231（舉例）設(shè)計(jì)題目：皮帶運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置原始數(shù)據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案1234運(yùn)輸帶曳引力P（牛頓）3200300028002600運(yùn)輸帶速度v（米/秒）滾筒直徑D（毫米）450450450450每日工作時(shí)數(shù)T（小時(shí)）16161616傳動(dòng)工作年限（年）10101010注：傳動(dòng)不逆轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，起動(dòng)載荷為名義載荷的倍，運(yùn)輸帶轉(zhuǎn)速允許誤差為±5%。設(shè)計(jì)工作量：設(shè)計(jì)說明書 1份，減速器裝配圖 1張，減速器零件圖 1 張目錄1、 傳動(dòng)方案擬定.42、 電動(dòng)機(jī)的選擇.43、 計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比.54

2、、 運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算.55、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算.66、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算.127、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算.178、鍵聯(lián)接的選擇及計(jì)算.179、其他附件的設(shè)計(jì) .1810、箱體其他結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) .18參考文獻(xiàn).19計(jì)算過程及計(jì)算說明結(jié)果1、傳動(dòng)方案擬定231：設(shè)計(jì)單級(jí)圓柱齒輪減速器和一級(jí)鏈傳動(dòng)工作條件：使用年限10年，傳動(dòng)不逆轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)。原始數(shù)據(jù)：滾筒圓周力F=3200N；帶速；滾筒直徑D=450mm。傳動(dòng)簡(jiǎn)圖（上圖）2、電動(dòng)機(jī)選擇電動(dòng)機(jī)類型的選擇： Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)功率選擇：傳動(dòng)裝置的總功率：總=聯(lián)×2軸承×齒輪×鏈×工作

3、機(jī)9×92××1×5=0.814電機(jī)所需的工作功率：P工作=FV/1000總=3200××=KW確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：計(jì)算滾筒工作轉(zhuǎn)速：n筒=60×1000V/D=60×1000×1.7/×450r/min按手冊(cè)P7表1推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比范圍Ia=35。取鏈傳動(dòng)比I1=25，則總傳動(dòng)比理時(shí)范圍為Ia=625。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd=Ia×n筒=（625）×r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000、和1500r/min。根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速

4、，由有關(guān)手冊(cè)查出有三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)：綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，可見第2方案比較適合，則選n=1500r/min 。確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)根據(jù)以上選用的電動(dòng)機(jī)類型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M-4。其主要性能：額定功率：，滿載轉(zhuǎn)速1440r/min，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩=2.2。3計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比總傳動(dòng)比：i總=n電動(dòng)/n筒分配各級(jí)傳動(dòng)比據(jù)教材P7表1，取i齒輪（單級(jí)減速器i=36合理）i總=i齒輪×I鏈i齒輪=i總/ i鏈/=4運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速（r/min）n1=n電機(jī)=1440r/mi

5、nn2=n1/i齒輪=288(r/min)n小鏈輪= nII/i鏈輪計(jì)算各軸的功率（KW）P1=P電動(dòng)機(jī)×聯(lián)× KWP2=P1×軸承×齒輪××7=KWP3=P2×軸承×工作機(jī)×× KW計(jì)算各軸扭矩（N·mm）T1×106P1/n1×106×/1440=42510N·mmT2×106P2/n2×106×/288=204260N·mmT3×106P3/n3×106×/=742250

6、N·mm5傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）選擇齒輪材料及精度等級(jí)考慮減速器傳遞功率不在，所以齒輪采用軟齒面。小齒輪選用45#調(diào)質(zhì)鋼，齒面硬度為250HBW。大齒輪選用45#正火鋼，齒面硬度200HBW；預(yù)選8級(jí)精度。(2) 按照接觸強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)查得, =; 由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)查得 KHN1 = 0.88,KHN2 = 0.90 KFN1 =0.81, KFN2 由（一）小齒輪的轉(zhuǎn)矩（二） 選載荷系數(shù)K由原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，工作機(jī)為帶式輸送機(jī)，載荷平穩(wěn)，齒輪在兩軸承間對(duì)稱布置。查機(jī)械原理與機(jī)械零件教材中表得，取K（三） 計(jì)算尺數(shù)比（四） 選擇齒寬系數(shù)

7、根據(jù)齒輪為軟齒輪在兩軸承間為對(duì)稱布置。查機(jī)械原理與機(jī)械零件教材中表得，取1 ;彈性系數(shù)；（五） 計(jì)算小齒輪分度圓直徑 = 48.513( mm)（六） 確定齒輪模數(shù)mm7)×取m=2（七） 確定齒輪的齒數(shù)和取 Z1 = 27（八）實(shí)際齒數(shù)比齒數(shù)比相對(duì)誤差<±2.5% 允許（九） 計(jì)算齒輪的主要尺寸中心距齒輪寬度 B1 = B2 + (510) = 5964(mm)取B1 =62 (mm)（十）計(jì)算圓周轉(zhuǎn)速v并選擇齒輪精度查表應(yīng)取齒輪等級(jí)為8級(jí)，（3）齒輪彎曲強(qiáng)度校核（一）由（2）中的式子知兩齒輪的許用彎曲應(yīng)力（二） 計(jì)算兩齒輪齒根的彎曲應(yīng)力由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)得；齒輪的

8、彎曲強(qiáng)度足夠4.2.3 齒輪幾何尺寸的確定齒頂圓直徑由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)得 h*a =1 c*齒距 P = 2×3.14=6.28(mm)齒根高齒頂高齒根圓直徑4.3 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小齒輪采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，大齒輪采用鍛造毛坯的腹板式結(jié)構(gòu)大齒輪的關(guān)尺寸計(jì)算如下：軸孔直徑 d=55輪轂直徑×55=88輪轂長(zhǎng)度輪緣厚度0 = (34)m 取=10mm輪緣內(nèi)徑取D2 = 170(mm) 腹板厚度=16.2 mm 取c=16(mm)腹板中心孔直徑=171(mm)腹板孔直徑=41(mm) 鏈輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算已知鏈條傳遞功率P=6.16KW, 小鏈輪n1=288r/min,大鏈輪 n2=72

9、.2r/min, 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，載荷平穩(wěn)。1)選擇鏈輪齒數(shù)Z1，Z2傳動(dòng)比 i=n1/n2估計(jì)鏈速 V=0.6-3m/s,根據(jù)表選取小鏈齒輪數(shù)Z1=21，則大鏈輪齒數(shù)Z2=iz1=3.99*21=682)確定鏈節(jié)數(shù)初定中心距 a0=10p，由式Lp=2a0/p+(Z1+Z2)/2+P(Z1-Z2)/39.5*a0取Lp=703根據(jù)額定功率曲線確定鏈型號(hào)由表查得KA=1； KZ；采用單排鏈查得Kpt=1.由式 P0KAP/Kzkpt由圖選取鏈號(hào)為12A，節(jié)距潤(rùn)滑方式為滴油或者油浴潤(rùn)滑,飛濺潤(rùn)滑.4）驗(yàn)算鏈速V鏈速度在3m/s范圍內(nèi)，與估計(jì)相符。5）計(jì)算實(shí)際中心由式中心距可調(diào)，實(shí)際中心距a=a-a=

10、202.17mm,取a=215mm;( a取為0.004a)6）確定潤(rùn)滑方式查圖12-14知應(yīng)選用油滴潤(rùn)滑。 7）計(jì)算對(duì)鏈輪軸的壓力F=1.2F=1.2*1000P=4769N 8 ）鏈輪的設(shè)計(jì)（詳見參考書）鏈輪齒輪應(yīng)該有足夠的接觸強(qiáng)度和耐磨性，常用45鋼，小鏈輪材料應(yīng)優(yōu)與大齒輪，并進(jìn)行熱處理。6.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算.1按扭矩初算軸徑選用Q235鋼根據(jù)課本P235頁(yè)式（15-2），表（15-3）取c=148d取d=42mm軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）軸的零件定位，固定和裝配單級(jí)減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布，齒輪左面用軸肩定位，右面用套筒軸向定位，周向定位采用鍵和過渡配

11、合，兩軸承分別以軸承肩和套筒定位，周向定位則用過渡配合或過盈配合，軸呈階狀，左軸承從左面裝入，齒輪套筒，右軸承從右面裝入。（2）確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度如圖所示，軸段（外伸端）直徑最小，=42mm；考慮到要對(duì)安裝在軸1上的鏈輪進(jìn)行定位，上應(yīng)有軸肩，同時(shí)為能很順利地在軸段2上安裝軸承，軸段2必須滿足軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)，故取軸段2的直徑d2為55mm；用相同的方法確定確定軸段5,4,3的直徑d5=69mm、d4=60mm ,d3=57mm；為了便于拆卸左軸承，可查出6411型滾動(dòng)軸承的安裝尺寸為55mm，取d5=55mm。齒輪輪轂寬度為54mm，為保證齒輪固定可靠，軸段4的長(zhǎng)度應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度，取為

12、52mm；為保證齒輪端面與箱體內(nèi)壁不相碰，齒輪端面與箱體內(nèi)壁間應(yīng)留有一定的間距，取該間距為16mm；為保證軸承安裝在箱體軸承座孔中（軸承寬度為42mm），并考慮軸承的潤(rùn)滑，取軸承端面距箱體內(nèi)壁距離為3mm，所以軸段3的長(zhǎng)度取為57mm，軸承支點(diǎn)距離2l2=114；在軸段1、4上分別加工出鍵槽，使兩鍵槽處于軸的同一圓柱母線上，鍵槽的長(zhǎng)度比相應(yīng)的輪轂寬度小約510mm，鍵槽的寬度按軸段直徑查手冊(cè)得到。輸出軸的軸向尺寸軸段D1D2D3D4D5D6D7長(zhǎng)度/mm4747495251131 (3)按彎扭復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算計(jì)算大齒輪上的作用力轉(zhuǎn)矩圓周力徑向力軸向力小鏈輪軸上的力：FQ=1.2F; F=1000*

13、P/V=1000*6.16/1.7=3623.53N;FQ=1.2*3623.53=4348.24N;（） 繪軸的受力簡(jiǎn)圖，求支座反力=110.5 =56.5 .垂直面支座反力b. 水平面支座反力得，N (2)作彎矩圖a. 垂直面彎矩MY圖C點(diǎn)，A點(diǎn)，b. 水平面彎矩MZ圖C點(diǎn)左，C點(diǎn)右, A 點(diǎn)c. 合成彎矩圖C點(diǎn)左,C點(diǎn)右,A點(diǎn),（） 作轉(zhuǎn)矩T圖（） 作計(jì)算彎矩圖該軸單向工作，轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力按靜應(yīng)力考慮，取=0.3（） 校核軸的強(qiáng)度由以上分析可見，C點(diǎn)彎矩值最大，而D點(diǎn)軸徑最小，所以該軸危險(xiǎn)斷面是C點(diǎn)和D點(diǎn)所在剖面。查表13-1得查表13-3得。C點(diǎn)軸徑：因?yàn)橛幸粋€(gè)鍵槽。該值小于原 d

14、c=<60mm ,故安全。D點(diǎn)軸徑因?yàn)橛幸粋€(gè)鍵槽。該值小于原設(shè)計(jì)該點(diǎn)處軸徑42mm，故安全。7滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算計(jì)算輸出軸軸承根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命10×365×16=58400小時(shí)（1）已知n2=288r/min兩軸承徑向反力：初先兩軸承為深溝球軸承6411型；根據(jù)課本P191表（12-10）??；（2）深溝球軸承=3根據(jù)手冊(cè)得6207型的Cr=19800N由課本P191（12-11）式得LH=16670/n(ftCr/P)=16670/1440×(1×100000/8709)3=87611.3h>58400h預(yù)期壽命足夠8鍵聯(lián)接的選擇

15、及校核計(jì)算1.輸出軸與齒輪2聯(lián)接用平鍵聯(lián)接軸徑d4=60mm L4=52mm T=204 N·m查手冊(cè)選用A型平鍵,p取125150Mp;鍵18×11 ， GB1096-79l=L4-b=52-18=34mm h=11mm據(jù)課本P157式（10-34）得p=4T/dhl=36.36Mpa<p故該鍵滿足壽命要求；2. 輸出軸與小鏈輪聯(lián)接用平鍵聯(lián)接軸徑d1=42mm L1=47mm T=204 N·m查手冊(cè)選用A型平鍵,p取125150Mp;鍵10×， GB1096-79l=L1-b=47-10=37mm h=7mm據(jù)課本P157式（10-34）得p=

16、4T/dhl=75.01Mpa<p故該鍵滿足壽命要求；9.其他附件設(shè)計(jì)1聯(lián)軸器選擇選用HL73彈性套柱銷聯(lián)軸器.得其許用轉(zhuǎn)速n5000r/min，n11440r/min<n ,故其滿足要求；2軸承蓋選擇（輸出軸）選用凸緣式軸承蓋，用灰鑄鐵HT200制造，用螺釘固定在箱體上。其中，軸伸端使用透蓋，非軸伸端使用悶蓋。選用的軸承是6411深溝型球軸承，其外徑D140mm，采用的軸承蓋結(jié)構(gòu)為凸緣式軸承蓋中a圖結(jié)構(gòu)。螺釘直徑d310mm，螺釘數(shù) n6  D0=D+2.5d3=165mm;D1=D0+2.5d3=190mm;D2=D-(12)=188mm

17、;D3=D-(1015)=155mm;e=1.2d3=12mm;d=d3+1=11mm;m由箱體結(jié)構(gòu)確定；對(duì)于本設(shè)計(jì)，通蓋m取17mm,悶蓋取17mm.9、箱體其他結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)（1）油溝      由于軸承采用油滑，因此在箱座凸緣的上表面開設(shè)油溝，以提高箱體剖分面處的密封性能。( 2 ) 確定軸承座孔的寬度L  L=+c1+c2+(510)mm 為箱座壁厚，c1,c2為箱座、箱蓋連接螺栓所需的扳手空間，查機(jī)械基礎(chǔ)得，取8mm，C122mm，C220mm，L=8+22+20+55

18、5mm。參考文獻(xiàn)1機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)：寇尊權(quán)王多主編，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2機(jī)械制圖：大連理工大學(xué)主編北京：高等教育出版社，3機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)：范順成主編北京：機(jī)械工業(yè)出版社，F(xiàn)=3200Nm/sD=450mmn滾筒r/min總=0.814P工作電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y132M-4i總=據(jù)手冊(cè)得I齒輪I鏈=n1 =1440r/minn2=288r/min n3=r/minKWP2=KW P3=KWT1=42510N·mmT2=204260N·mmT3=742250N·mmmK1 48.513( mm)m=2Z1 = 27a=162mmB1=62mmB2=54mmV齒輪等級(jí)為8級(jí)58mmP 2,5mm2mm49mmd=55=88mmL=54mm=10mmD2 = 170(mm)c=16 mm=171(mm)=41(mm)Z1=21Z2=68Lp=70KA=1；KZKpt=1鏈號(hào)為12Aa=2