陳樹偉機(jī)械設(shè)計(jì)說明書

1、機(jī)械工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)裝訂線計(jì)算說明書設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)一帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置工程學(xué)院機(jī)械系機(jī)制1085班設(shè)計(jì)者 陳樹偉 指導(dǎo)教師譚光宇 2011 年 1 月日廣東海洋大學(xué)設(shè)計(jì)說明書目錄 HYPERLINK l 一 一、設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1題目1.2任務(wù)1.3傳動(dòng)方案1.4設(shè)計(jì)參數(shù)1.5其它條件 HYPERLINK l 二 二、傳動(dòng)方案簡述2.1傳動(dòng)方案說明2.2電動(dòng)機(jī)的選擇2.3總傳動(dòng)比的確定及各級傳動(dòng)比的分配2.4各軸轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩與輸入功率 HYPERLINK l 三 三、傳動(dòng)設(shè)計(jì)3.1 V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)3.2齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)3.3齒輪受力分析 HYPERLINK l 四 四、軸及輪轂連接4.1 高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)

2、計(jì)4.2 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.3 中間軸的強(qiáng)度校核4.4 鍵聯(lián)接強(qiáng)度校核 HYPERLINK l 五 五、軸承選擇計(jì)算5.1 減速器各軸所用軸承代號選擇5.2 高速軸軸承壽命計(jì)算5.3 中間軸軸承壽命計(jì)算5.4 低速軸軸承壽命計(jì)算 HYPERLINK l 六 六、減速器的潤滑與密封6.1 齒輪傳動(dòng)的潤滑6.2 潤滑油牌號及油量計(jì)算6.3 軸承的潤滑6.4 減速器的密封 HYPERLINK l 七 七、聯(lián)軸器選擇7.1 聯(lián)軸器型號選擇7.2 聯(lián)軸器的計(jì)算 HYPERLINK l 八 八、減速器箱體及其附件8.1 箱體結(jié)構(gòu)形式及材料8.2 箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸表8.3 主要附件作用及形式 HYPERL

3、INK l 九 九、個(gè)人小結(jié)一、設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1題目 題目：設(shè)計(jì)一帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置1.2任務(wù) 設(shè)計(jì)主要任務(wù)：傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)；傳動(dòng)零件、軸、軸承、聯(lián)軸器等的設(shè)計(jì)計(jì)算和選擇；裝配圖和零件圖設(shè)計(jì)；編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。1.3傳動(dòng)方案 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)簡圖：1.4設(shè)計(jì)參數(shù) 帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)：題 號6-A輸送帶的牽引力 F / kN5.4輸送帶的速度 v / (m/s)0.8輸送帶滾筒的直徑 D / mm4201.5其它條件 工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有輕微震動(dòng)，使用期10年（每年300個(gè)工作日），小批量生產(chǎn)，兩班制工作，輸送機(jī)工作軸轉(zhuǎn)速允許誤差為5%。帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)效率為0.96。二、傳動(dòng)

4、方案簡述2.1傳動(dòng)方案說明根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，該傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)分成原動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置兩部分：（1）原動(dòng)機(jī)的選擇設(shè)計(jì)要求：動(dòng)力源為三相交流電380/220v，故原動(dòng)機(jī)選用電動(dòng)機(jī)。（2）傳動(dòng)裝置的選擇（3）減速器由任務(wù)書可以看出，采用二級圓柱斜齒輪傳動(dòng)，是展開式的。改進(jìn)意見：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，本設(shè)計(jì)在電動(dòng)機(jī)和帶傳動(dòng)的連接添加了聯(lián)軸器，方便電動(dòng)機(jī)和帶傳動(dòng)的連接。2.2電動(dòng)機(jī)的選擇 2.2.1 類型和結(jié)構(gòu)式的選擇三相交流異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、維護(hù)方便，可直接接于三相交流電網(wǎng)中，因此在工業(yè)應(yīng)用最為廣泛，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用。Y系列的電動(dòng)機(jī)是一般用途的全封閉自扇冷式三相異步電動(dòng)機(jī)，具有效率高、性能好、噪音低

5、、振動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，使用于不易燃、不易爆、無腐蝕性氣體和無特殊要求的機(jī)械上。按本傳動(dòng)的工作狀況是：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有輕微震動(dòng)。所以選用常用的封閉式Y(jié)系列電動(dòng)機(jī)。 2.2.2 功率的確定（1）工作機(jī)所需功率Pw（kW）（2）電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)的總效率（串聯(lián)時(shí)） 式中，為從電動(dòng)機(jī)至卷筒軸之間的各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和軸承的效率。由設(shè)計(jì)書表2-1查得：彈性聯(lián)軸器，滾子軸承，圓柱齒輪傳動(dòng)，V帶傳動(dòng)=0.96。則（3）所需電機(jī)的功率（4）電動(dòng)機(jī)額定功率按 ，由表17-7選取電動(dòng)機(jī)額定功率2.2.3 轉(zhuǎn)速的確定 由已知條件計(jì)算其驅(qū)動(dòng)卷筒的轉(zhuǎn)速，即為了便于選擇電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，先推算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍。通常，V帶的傳動(dòng)范圍，減

6、速器，則總傳動(dòng)比電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為符合這一范圍的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速有：750 r/min、1000 r/min、1500 r/min三種。根據(jù)電動(dòng)機(jī)所需功率和轉(zhuǎn)速查手冊第178頁表17-7有3種適用的電動(dòng)機(jī)型號，因此有三種傳動(dòng)比方案如下：方案電動(dòng)機(jī)型號額定功率KW滿載轉(zhuǎn)速r/min質(zhì)量kg1Y130S-45.51440682Y132M2-65.5960843Y160M2-85.5720119綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，可見第1種方案比較合適，因此選用電動(dòng)機(jī)型號為Y132S-4，其主要參數(shù)如下：額定功率kW滿載轉(zhuǎn)速r/min同步轉(zhuǎn)速r/min質(zhì)量kgADEFGHLA

7、B5.51440150068216388010331324752802.3總傳動(dòng)比的確定及各級傳動(dòng)比的分配1）、總傳動(dòng)比 2)、分配傳動(dòng)比 假設(shè)V帶傳動(dòng)分配的傳動(dòng)比，則二級展開式圓柱齒輪減速器總傳動(dòng)比=二級減速器中：高速級齒輪傳動(dòng)比低速級齒輪傳動(dòng)比2.4各軸轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩與輸入功率2.4.1各軸的的轉(zhuǎn)速帶輪軸0的轉(zhuǎn)速: 高速軸I的轉(zhuǎn)速: 中間軸II：低速軸III：滾筒軸IV: 2.4.2各軸的輸入功率帶輪軸0：高速軸I： 中間軸II： 低速軸III： 滾筒軸IV：2.4.3各軸的輸入轉(zhuǎn)矩帶輪軸0：高速軸I：中間軸II：低速軸III：滾筒軸IV：綜合上述，整理成下表：電動(dòng)機(jī)高速軸中間軸低速軸滾筒軸I

8、V功率P（kW）15.455.234.974.724.58轉(zhuǎn)矩T(Nmm)10.84310.406 42.519 123.971 120.294 轉(zhuǎn)速n（r/min）1440480111.6336.3636.36傳動(dòng)比i34.303.071效率0.950.950.950.97三、傳動(dòng)設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)的主要參數(shù)已知帶傳動(dòng)的工作條件：兩班制（共16h），連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，所需傳遞的額定功率p=5.5kw，小帶輪轉(zhuǎn)速，大帶輪轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比。設(shè)計(jì)內(nèi)容：選擇帶的型號、確定基準(zhǔn)長度、根數(shù)、中心距、帶的材料、基準(zhǔn)直徑以及結(jié)構(gòu)尺寸、初拉力和壓軸力等等（因?yàn)橹耙呀?jīng)按選擇了V帶傳動(dòng)，所以帶的設(shè)計(jì)按V帶傳

9、動(dòng)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行）。1）、計(jì)算功率。由教材表8-7查得工作情況系數(shù)=1.2，故=2)、選擇V帶型。根據(jù)、由教材機(jī)械設(shè)計(jì)p157圖8-11選擇A型帶3）、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速v(1)、初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑。由（機(jī)械設(shè)計(jì)p155表8-6和p157表8-8，取小帶輪基準(zhǔn)直徑 （2）、驗(yàn)算帶速v 因?yàn)?m/s7.54m/s（）min （8）、計(jì)算帶傳動(dòng)的壓軸力（）min=2Z（）min sin=25153sin=1497N （9）、帶輪的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu) 大小帶輪的材料為:HT200，為減便加工工藝小帶輪采用實(shí)心式，大帶輪采用輪輻式，結(jié)構(gòu)圖（略）。3.2齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)3.2.1 3.2.2低速軸的齒輪計(jì)算

10、 （1）、材料選擇，熱處理方式 1）、由表10-1選擇小齒輪材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理，齒面平均硬度 280HBS，大齒輪45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面平均硬度240HBS，二者材料硬度差為40HRS。 2）、選小齒輪=20，則=61.4，取=62 3）選取螺旋角，初選螺旋角(2）、按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式（10-9a）進(jìn)行計(jì)算，即 1).確定公式中的各計(jì)算數(shù)值 a. 試選載荷系數(shù) b. 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 c.由表10-7選取齒寬系數(shù)。 d.由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)。 e.由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。 f.由式10-13計(jì)算

11、應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。 N=60nj =6036.361（2830010）=1.04710 N= g.由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)；。 h.計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。 取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由式（10-12）得 2).計(jì)算 a.計(jì)算小齒輪分度圓直徑，代入較小的值，由計(jì)算公式得 b.計(jì)算圓周速度 c.計(jì)算齒寬b b=mm=149.004mmd.計(jì)算齒寬與齒高之比=h=2.25 =2.257.27mm=16.35 = =9.11e.計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)=0.28m/s，8級精度，由圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)=1.10；由表10-2查得使用系數(shù)=1.25；由表10-4用插值法查得=1.31；由表10-

12、13查得=1.2；由表10-3查得=1.1；故載荷系數(shù)=1.64。6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式（10-10a）得d=d=53.98=54.427) 計(jì)算模數(shù)=(3) 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式計(jì)算載荷系數(shù) =1.52）根據(jù)縱向重合度=1.35，從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)=0.88。3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 4）取齒形系數(shù)由表10-5；5）查取應(yīng)力校正系數(shù)由表10-5查得；6）由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限；7）由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)，；8）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由式（10-12）得=9）計(jì)算大、小齒輪的并加以比較 大齒輪的數(shù)值大。10）設(shè)計(jì)計(jì)算對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度強(qiáng)度算得的分度圓直徑來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是有z=26.4 取z=26，則。 3.3 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.3.1高速軸的齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.3.2低速軸的齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)四、軸及輪轂連接4.1 高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核4.2 中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核4.3 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校