帶式輸送機(jī)課程設(shè)計(jì)

1、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書設(shè)計(jì)題目：帶式輸送機(jī)班級：11級機(jī)化1班學(xué)號：201130500114設(shè)計(jì)者：梁強(qiáng)指導(dǎo)教師：夏紅梅目錄1. 題目及總體分析32. 電動(dòng)機(jī)選擇43. 分配傳動(dòng)比54. 傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算65. 設(shè)計(jì)高速級齒輪76. 設(shè)計(jì)低速級齒輪97. 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)128. 減速器軸及軸承裝置、鍵的設(shè)計(jì)15軸（輸入軸）及其軸承裝置、鍵的設(shè)計(jì)15軸（中間軸）及其軸承裝置、鍵的設(shè)計(jì)21軸（輸出軸）及其軸承裝置、鍵的設(shè)計(jì)279. 潤滑與密封3310. 箱體結(jié)構(gòu)尺寸3311. 設(shè)計(jì)總結(jié)3512. 參考文獻(xiàn)36一.題目及總體分析設(shè)計(jì)題目：帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)參數(shù)：

2、傳動(dòng)方案輸送帶的牽引力F，(KN)輸送帶的速度v，（m/s）提升機(jī)鼓輪的直徑D,（mm）(2)60.42290傳動(dòng)方案（2）電機(jī) 兩級圓柱齒輪（斜齒或直齒）減速器 鏈傳動(dòng) 工作機(jī) 1.傳送帶鼓輪 2.鏈傳動(dòng) 3.減速器 4.聯(lián)軸器 5.電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)要求：1）輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向不變，工作載荷穩(wěn)定。2）輸送帶鼓輪的傳動(dòng)效率取為0.97。3）工作壽命為8年，每年300個(gè)工作日，每日工作16小時(shí)。二 電動(dòng)機(jī)的選擇1.選擇電動(dòng)機(jī)類型 按工作要求選用Y系列全封閉自扇冷式三相異步電動(dòng)機(jī)，電壓380v。2選擇電動(dòng)機(jī)容量 聯(lián)軸器傳動(dòng)效率滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率（一對）閉式齒輪傳動(dòng)效率滾子鏈傳動(dòng)效率鼓輪的傳動(dòng)效率0.990.9

3、90.970.960.97傳動(dòng)裝置的總效率為所需電動(dòng)機(jī)功率為 因載荷平穩(wěn)，由第六章，Y系列電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)選電動(dòng)機(jī)的額定功率為4kW。3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 鼓輪工作轉(zhuǎn)速 通常鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比范圍為25，二級圓柱齒輪減速器為840，則總傳動(dòng)比范圍為，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為 由第六章相關(guān)資料查的電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)，最終選用的電動(dòng)機(jī)為：型號為Y112M4的三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率為4.0Kw,額定電流8.8A，滿載轉(zhuǎn)速1440 r/min，同步轉(zhuǎn)速1500r/min。三 分配傳動(dòng)比1.總傳動(dòng)比 2分配傳動(dòng)裝置各級傳動(dòng)比 取鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比，則減速器的傳動(dòng)比為 取兩級圓柱齒輪減速器高速級的傳動(dòng)比 則低速級的傳動(dòng)比四

4、運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力參數(shù)計(jì)算0軸（電動(dòng)機(jī)軸）：1軸（高速軸）2軸（中間軸）3軸（低速軸） 4軸（鼓輪軸）各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)軸名功率P/kW轉(zhuǎn)矩T/N·m轉(zhuǎn)速n/(r/min)傳動(dòng)比效率電動(dòng)機(jī)軸3.0421.16144010.991軸3.0119.9614404.930.962軸2.8994.49292.093.5190.963軸2.78319.878330.954軸2.64911.1727.67五 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)功率,鏈輸入軸轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比為3 1. 鏈輪齒數(shù) 由表13-12選大鏈輪齒數(shù) 實(shí)際傳動(dòng)比為 32. 鏈條節(jié)數(shù) 初定中心距。由式（13-21）可得取鏈節(jié)數(shù)為節(jié)3.計(jì)算功率 由表

5、13-13查得,故鏈條節(jié)距采用單排鏈，故 由圖13-33查得當(dāng)n=83r/min時(shí)，16A鏈條能傳動(dòng)功率為4(),故采用16A鏈條，節(jié)距p=25.40mm。 4.實(shí)際中心距將中心距設(shè)計(jì)成可調(diào)節(jié)的，不必計(jì)算實(shí)際中心距?？扇?5.計(jì)算鏈速符合原來的假定。6.作用在軸上的壓力，取六 高速級齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 高速級傳動(dòng)功比i=4.93,高速級轉(zhuǎn)速n=1440r/min,傳動(dòng)功率P=2.92Kw,1.選擇材料及確定許用應(yīng)力 采用硬齒面的組合小齒輪用20CrMnTi滲碳淬火，齒面硬度為5662HRC,，大齒輪用20Cr滲碳淬火，齒面硬度為5662HRC,，取,(表11-5)取,(表11-4)2.按輪齒彎曲強(qiáng)

6、度設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)齒輪按8級精度制造。取載荷系數(shù)K=1.3(表11-3)，齒寬系數(shù)（表11-6）小齒輪上的轉(zhuǎn)矩初選螺旋角 。齒數(shù) 取,則,取，實(shí)際傳動(dòng)比i=124/25=4.96。齒形系數(shù) 。查圖11-8得，。由圖11-9得， 因 故應(yīng)對小齒輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算法向模數(shù)由表4-1取。中心距 取。 確定螺旋角 齒輪分度圓直徑 齒寬 取 ，。3. 驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度安全。4. 齒輪的圓周轉(zhuǎn)速對照表11-2，選8級制造精度是合宜的。5.高速級齒輪各項(xiàng)參數(shù)名稱計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果法向模數(shù)1.5mm齒數(shù)，25,124壓力角20°螺旋角15.56°分度圓直徑，39mm,193mm齒頂高1.5mm齒根

7、高1.875mm全齒高3.375mm頂隙0.375mm齒頂圓直徑，42mm,196mm齒根圓直徑，35.25mm,189.25mm中心距116mm齒寬，30mm,24mm七 低速級齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)低速級傳動(dòng)功比i=3.519,低速級轉(zhuǎn)速n=292.09r/min,傳動(dòng)功率P=2.80Kw,1.選擇材料及確定許用應(yīng)力 采用軟齒面的組合小齒輪用40MnB調(diào)質(zhì)，齒面硬度為241286HBS,，大齒輪用ZG35SiMn調(diào)質(zhì)，齒面硬度為241269HBS,，取,(表11-5)取,(表11-4)2.按輪齒接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)齒輪按8級精度制造。取載荷系數(shù)K=1.3(表11-3)，齒寬系數(shù)（表11-6）小齒輪上

8、的轉(zhuǎn)矩齒數(shù) 取,則,取，實(shí)際傳動(dòng)比i=106/30=3.53。模數(shù)齒寬 ，取 ，取模數(shù)m=2mm,實(shí)際的，中心距 3.驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度查圖11-8得，。由圖11-9得， 由式（11-5）,安全。4. 齒輪的圓周轉(zhuǎn)速對照表11-2，選8級制造精度是合宜的。5.低速級齒輪各項(xiàng)參數(shù)名稱計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果模數(shù)2mm齒數(shù)，30,106壓力角20°分度圓直徑，60mm,212mm齒頂高2mm齒根高2.5mm全齒高4.5mm頂隙0.5mm齒頂圓直徑，64mm,216mm齒根圓直徑，55mm,207mm中心距136mm齒寬，55mm,50mm八.減速器軸及軸承裝置、鍵的設(shè)計(jì)1軸（輸入軸）及其軸承裝置、

9、鍵的設(shè)計(jì)輸入軸上的功,轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩求作用在齒輪上的力初定軸的最小直徑選軸的材料為20CrMnTi鋼，滲碳淬火。根據(jù)表14-2，取，于是由式14-2初步估算軸的最小直徑輸入軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑.為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng),故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號.聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca=KAT1,查表14-1,考慮到轉(zhuǎn)矩的變化很小,故取KA=1.3,則，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，選用HL型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為160000N·。半聯(lián)軸器的孔徑，故取半聯(lián)軸器長度L42，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （）為滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，軸段右端需制處一軸肩，軸肩高度,故取段的

10、直徑。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度=30mm.，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故的長度應(yīng)該比略短一點(diǎn)，現(xiàn)取 （2）初步選擇滾動(dòng)軸承 參照工作要求并根據(jù)，初選型號6205軸承，其尺寸為，基本額定動(dòng)載荷基本額定靜載荷，故,軸段7的長度與軸承寬度相同,故取(3)取齒輪左端面與箱體內(nèi)壁間留有足夠間距，取。為減小應(yīng)力集中,并考慮右軸承的拆卸,軸段4的直徑應(yīng)根據(jù)6205的深溝球軸承的定位軸肩直徑確定（4）軸段5上直接做成齒輪,=39mm,已知齒寬b=30mm,故取。（5）取齒輪齒寬中間為力作用點(diǎn),則可得 ，詳細(xì)情況如輸入軸結(jié)構(gòu)設(shè)置圖(6)參考表152，取軸端為，各軸肩處的圓角半徑見CA

11、D圖。輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)置5受力分析、彎距的計(jì)算）計(jì)算支承反力（1）在水平面上（）在垂直面上,故總支承反力）計(jì)算彎矩并作彎矩圖（）水平面彎矩圖（）垂直面彎矩圖（）合成彎矩圖3）計(jì)算轉(zhuǎn)矩并作轉(zhuǎn)矩圖6作受力、彎距和扭距圖7選用鍵校核鍵連接：聯(lián)軸器：選單圓頭平鍵（C型）聯(lián)軸器:由式，查表，得，鍵校核安全8按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度由合成彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖知，C處左側(cè)承受最大彎矩和扭矩，并且有較多的應(yīng)力集中，故c截面為危險(xiǎn)截面。根據(jù)式，并取，軸的計(jì)算應(yīng)力由表查得，故安全9校核軸承和計(jì)算壽命校核軸承A和計(jì)算壽命徑向載荷軸向載荷由，在表1611取X0.56。相對軸向載荷為，在表中介于0.0280.056之間，對應(yīng)

12、的e值為0.220.26之間，對應(yīng)Y值為1.991.71，于是，用插值法求得，故X=0.56，Y=1.904。A軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷，校核安全該軸承壽命該軸承壽命校核軸承B和計(jì)算壽命徑向載荷當(dāng)量動(dòng)載荷，校核安全該軸承壽命該軸承壽命2軸（中間軸）及其軸承裝置、鍵的設(shè)計(jì)1. 中間軸上的功率，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩求作用在齒輪上的力高速大齒輪:低速小齒輪: 初定軸的最小直徑選軸的材料為鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表14-2，取C=112，于是由式14-2初步估算軸的最小直徑這是安裝軸承處軸的最小直徑4根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度（ 1 ）初選型號6206的深溝球軸承參數(shù)如下基本額定動(dòng)載荷基本額定靜載荷 故。軸段1和

13、7的長度與軸承寬度相同,故取，( 2 )軸段3上安裝低速級小齒輪,為便于齒輪的安裝,應(yīng)略大與,可取。齒輪左端用套筒固定,為使套筒端面頂在齒輪左端面上,即靠緊,軸段3的長度應(yīng)比齒輪轂長略短,若轂長與齒寬略長,已知齒寬，取。小齒輪右端用軸肩固定,由此可確定軸段4的直徑, 軸肩高度,取,故取( 3)軸段5上安裝高速級大齒輪,為便于齒輪的安裝,應(yīng)略大與,可取。齒輪右端用套筒固定,為使套筒端面頂在齒輪右端面上,即靠緊,軸段5的長度應(yīng)比齒輪轂長略短,若轂長與齒寬略長,已知齒寬，取。取齒輪齒寬中間為力作用點(diǎn),則可得,，（4）參考表152，取軸端為，各軸肩處的圓角半徑見CAD圖。中間軸的結(jié)構(gòu)布置5.軸的受力分

14、析、彎距的計(jì)算1）計(jì)算支承反力：在水平面上在垂直面上：,故總支承反力：2)計(jì)算彎矩在水平面上：在垂直面上故3)計(jì)算轉(zhuǎn)矩并作轉(zhuǎn)矩圖6作受力、彎距和扭距圖7選用校核鍵）低速級小齒輪的鍵由表11-9選用圓頭平鍵（A型），L=50mm由式，查表，得，鍵校核安全2）高速級大齒輪的鍵由表選用圓頭平鍵（A型）由式，查表，得，鍵校核安全8按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度由合成彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖知，2處當(dāng)量彎矩最大，并且有較多的應(yīng)力集中，為危險(xiǎn)截面根據(jù)式，并取由表查得，校核安全。9校核軸承和計(jì)算壽命）校核軸承A和計(jì)算壽命徑向載荷軸向載荷,查表16-11得X=1,Y=0,因?yàn)椋：税踩?。該軸承壽命）校核軸承B和計(jì)算壽命徑向

15、載荷當(dāng)量動(dòng)載荷，校核安全該軸承壽命該軸承壽命3.軸（輸出軸）及其軸承裝置、鍵的設(shè)計(jì)輸入功率轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩2第三軸上齒輪受力3初定軸的直徑軸的材料選45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由式14-2，初步估算軸的最小直徑這是安裝鏈輪處軸的最小直徑，取，查機(jī)械手冊可得到安裝在鏈輪孔的軸的長度：，為保證鏈輪與箱體的距離，取4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）擬定軸的結(jié)構(gòu)和尺寸（見下圖）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度（1）軸段2和軸段7用來安裝軸承，根據(jù)，初選型號6309的深溝球軸承，參數(shù)基本：基本額定動(dòng)載荷基本額定靜載荷。由此可以確定：（2）為減小應(yīng)力集中,并考慮左右軸承的拆卸,軸段3和6的直徑應(yīng)根據(jù)6309的深溝球軸承的定位軸肩直徑

16、確定,即，取( 3)軸段5上安裝低速級大齒輪,為便于齒輪的安裝,應(yīng)略大與,可取。齒輪左端用套筒固定,為使套筒端面頂在齒輪右端面上,即靠緊,軸段5的長度應(yīng)比齒輪轂長略短,若轂長比齒寬略長,已知齒寬，取。大齒輪右端用軸肩固定,由此可確定軸段4的直徑, 軸肩高度,取,故取。(4)取齒輪左端面與箱體內(nèi)壁間留有足夠間距，?。?）取齒輪齒寬中間為力作用點(diǎn),則可得，,（6）參考表152，取軸端為，各軸肩處的圓角半徑見CAD圖。輸出軸的結(jié)構(gòu)布置5.軸的受力分析、彎距的計(jì)算（）計(jì)算支承反力在水平面上在垂直面上,故（2）計(jì)算彎矩）水平面彎矩在C處，在B處，）垂直面彎矩在C處（）合成彎矩圖在C處在B處，（4）計(jì)算轉(zhuǎn)

17、矩，并作轉(zhuǎn)矩圖(CD段)6作受力、彎距和扭距圖7選用校核鍵）低速級大齒輪的鍵由表10-9，選用圓頭平鍵（A型）由式，查表，得，鍵校核安全2）高速級鏈輪的鍵由表選用圓頭平鍵（A型）由式，查表，得，鍵校核安全8按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度由合成彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖知，B處當(dāng)量彎矩最大，并且有較多的應(yīng)力集中，為危險(xiǎn)截面根據(jù)式，并取由表查得，校核安全。9校核軸承和計(jì)算壽命）校核軸承A和計(jì)算壽命徑向載荷當(dāng)量動(dòng)載荷因?yàn)?，校核安全。該軸承壽命該軸承壽命）校核軸承B和計(jì)算壽命徑向載荷當(dāng)量動(dòng)載荷，校核安全該軸承壽命該軸承壽命九.潤滑與密封1潤滑方式的選擇因?yàn)榇俗兯倨鳛殚]式齒輪傳動(dòng)，又因?yàn)辇X輪的圓周速度，所以采用將大齒輪

18、的輪齒浸入油池中進(jìn)行浸油潤滑?？紤]到高速級大齒輪可能浸不到油，所以在大齒輪下安裝一小油輪進(jìn)行潤滑。軸承利用大齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)把油濺到箱壁的油槽里輸送到軸承機(jī)型潤滑。2密封方式的選擇由于I，II，III軸與軸承接觸處的線速度，所以采用氈圈密封。3潤滑油的選擇因?yàn)樵摐p速器屬于一般減速器，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊可選用工業(yè)齒輪油N200（SH0357-92）。十.箱體結(jié)構(gòu)尺寸機(jī)座壁厚=0.025a+58mm機(jī)蓋壁厚11=0.025a+58mm機(jī)座凸緣壁厚b=1.512mm機(jī)蓋凸緣壁厚b1=1.5112mm機(jī)座底凸緣壁厚b2=2.520mm地腳螺釘直徑df =0.036a+1216.9mm地腳螺釘數(shù)目a<250

19、,n=66軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d1=0.75 df12.7mm機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑d2d2=(0.50.6) df10mm聯(lián)接螺栓d2間距L=150200160mm軸承蓋螺釘直徑d3=(0.40.5) df7mm窺視孔螺釘直徑d4=(0.30.4) df6mm定位銷直徑d=(0.70.8) d27mm軸承旁凸臺(tái)半徑R10 mm軸承蓋螺釘分布圓直徑D1= D+2.5d3(D為軸承孔直徑)D11=42.5mmD12=42.5mmD13=57.5mm軸承座凸起部分端面直徑D2= D1+2.5d3D21=59.5mmD22=59.5mmD23=74.5mm大齒頂圓與箱體內(nèi)壁距離11>1.210mm齒輪端面與箱體內(nèi)壁距離22>9 mm兩齒輪端面距離4=55 mmdf,d1,d2至外機(jī)壁距離C1=1.2d+(58)C1f=26mmC11=21mmC12=18mmdf,d1,d2至凸臺(tái)邊緣距離C2C2f=22mmC21=17mmC22=15mm機(jī)殼上部（下部）凸緣寬度K= C1+ C2Kf=48mmK1=38mmK2=33mm軸承孔邊緣到螺釘d1中心線距離e=(11.2)d113mm軸承座凸起部分寬度L1C1f+