帶式輸送機蝸桿傳動裝置設(shè)計說明書

1、 課程設(shè)計說明書題目：帶式運輸機傳動裝置設(shè)計系另lj:機電學(xué)院專業(yè)：機械電子工程姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師：答辯日期：課程設(shè)計說明書目錄錯誤！未定義書簽1機械零件課程設(shè)計任務(wù)書傳動方案要求如下圖所示錯誤！未定義書簽。設(shè)計內(nèi)容：選擇合適的電動機、聯(lián)軸器型號，設(shè)計減速器。錯誤！未定義書簽。工作條件：單向運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，空載起動，兩班制工作，輸送帶速度容許誤差為5%。錯誤！未定義書簽。使用年限：8年錯誤！未定義書簽。生產(chǎn)批量：小批量生產(chǎn)錯誤！未定義書簽。TOC o 1-5 h z2傳動方案的分析43電動機選擇，傳動系統(tǒng)運動和動力參數(shù)計算錯誤！未定義書簽。4傳動零件的設(shè)計計算錯誤！未定義書簽。 HYPERL

2、INK l bookmark80 o Current Document 5軸的設(shè)計計算11 HYPERLINK l bookmark165 o Current Document 6軸承的選擇和校核15 HYPERLINK l bookmark227 o Current Document 7減速器箱體設(shè)計及附件的選擇和說明188聯(lián)軸器的選擇錯誤！未定義書簽。9減速器的潤滑、密封和潤滑牌號的選擇錯誤！未定義書簽。 HYPERLINK l bookmark251 o Current Document 10鍵聯(lián)接的選擇和校核20 HYPERLINK l bookmark263 o Current Do

3、cument 11設(shè)計小結(jié)21 HYPERLINK l bookmark265 o Current Document 12參考資料22機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計任務(wù)書姓名：專業(yè)：機電班級：學(xué)號：題號(六)題目帶式輸送機蝸桿傳動裝置設(shè)計設(shè)計條件及要求設(shè)計內(nèi)容：選擇合適的電動機、聯(lián)軸器型號；設(shè)計蝸桿減速器。工作條件：單向運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，空載起動，兩班制工作，輸送帶速度容許誤差為5%。使用年限：8年生產(chǎn)批量：小批量生產(chǎn)原始數(shù)據(jù)編號：1輸送帶拉力F(N)輸送帶速度v(m/s)20000.8滾筒直徑D(mm)350設(shè)計工作量設(shè)計說明書1份減速器裝配圖1張減速器零件工程圖(1)減速器箱蓋|(2)第一軸的齒輪|(

4、3)輸出軸2傳動方案的分析傳動裝置是將原動機的運動和動力傳遞給工作機的中間裝置。它常具備減速、改變運動形式或運動方向以及將動力和運動進行傳遞與分配的作用。傳動裝置是機器的重要組成部分。傳動裝置的質(zhì)量和成本在整部機器中占有很大的比重，整部機器的工作性能、成本費用以及整體尺寸在很大程度上取決于傳動裝置設(shè)計的狀況。因此，合理地設(shè)計傳動裝置是機械設(shè)計工作的一個重要組成部分。合理的傳動方案首先應(yīng)滿足工作機的性能要求。另外，還要與工作條件相適應(yīng)。同時還要求工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊，傳動效率高，使用維護方便，工藝性和經(jīng)濟性好。若要同時滿足上述各方面要求往往是比較困難的。因此，要分清主次，首先滿足重要要求

5、，同時要分析比較多種傳動方案，選擇其中既能保證重點，又能兼顧其他要求的合理傳動方案作為最終確定的傳動方案。運輸帶工作速度Vm=0.8m/s，運輸帶滾筒直徑D=350mm滾筒轉(zhuǎn)速n=60v/nD=60X0.8X/(3.14X350)=43.7r/minw若選用同步轉(zhuǎn)速為960或720r/min的電動機，則可估算出，總傳動比約為22,蝸桿傳動的傳動比常用值為1040,本傳動由一級蝸輪蝸桿或一級帶傳動圖2.1帶式輸送機傳動方案記n、n、n、n分別為聯(lián)軸器、滾動軸承(3對)、蝸輪蝸桿、工作機1234的效率，P為電動機的輸出總功率,P為工作機卷筒上的輸入功率。dw3電動機選擇，傳動系統(tǒng)運動和動力參數(shù)計算

6、一、電動機的選擇確定電動機類型按工作要求和條件,選用y系列三相交流異步電動機。確定電動機的容量工作機卷筒上所需功率PWP=Fv/1000ww電動機所需的輸出功率為了計算電動機的所需的輸出功率pd,先要確定從電動機到工作機之間的總效率n查得n=0.98，n=0.99，n=0.8，n=0.97，則傳動裝置的總效率為234n=nn22nn3=0.98x0.992x0.8x0.973=0.70總1234Pw總2000 x0.81000 x0.70=2.29kw選擇電動機轉(zhuǎn)速蝸輪蝸桿傳動比常用值i帶=1040帶所以總二蝸桿二1040電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為n=i、Xn=(1040)x43.7=437174

7、8r/mind總w根據(jù)電動機所需功率和同步轉(zhuǎn)速，查1附表8.1，符合這一范圍的常用同步加速有1500rmin、960rmin。選用同步轉(zhuǎn)速為960r/min選定電動機型號為Y132S-6二、傳動裝置總傳動比的確定及各級傳動比的分配傳動裝置總傳動比i=n/n=22總mw式中nm電動機滿載轉(zhuǎn)速，960r/min;mn工作機的轉(zhuǎn)速，43.7r/min。w三、運動參數(shù)和動力參數(shù)計算各軸轉(zhuǎn)速計算n=n=960r/min0mn=n=960r/minTOC o 1-5 h zImn=n/i=43.7r/minI齒1n=n/i=43.7r/minII齒2各軸輸入功率p=p=2.29kw0dp=pn=2.24k

8、wId1p=pnn=1.76kwTOC o 1-5 h zII23p=pnn=1.70kwII21各軸輸入轉(zhuǎn)矩T=9550P/n=24.87N-m0d0T=9550P/n=24.37N-miiiT=9550P/n=382.12N-m2IIIIT=9550P/n=371.5N-m3IIIIII表1傳動裝置各軸運動參數(shù)和動力參數(shù)表項目軸號功率（kw）轉(zhuǎn)速n(r/min)轉(zhuǎn)矩T(N-m)0軸（電動機軸）2.2996024.87I軸（蝸桿軸）2.2496024.37II軸（蝸輪軸）1.7643.7382.12III軸（卷筒軸）1.7043.7371.54傳動零件的設(shè)計計算選擇蝸桿傳動類型根據(jù)GB/T1

9、0085-1988的推薦，采用漸開線蝸桿（ZI）。選擇材料根據(jù)庫存材料的情況，并考慮到蝸桿傳動傳遞的功率不大，速度只是中等，故蝸桿用45號鋼；因希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為4555HRC。蝸輪用鑄錫磷青銅ZCuSnlOPl，金屬模鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵HT100制造。按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計根據(jù)閉式蝸桿傳動的設(shè)計準則，先按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計，在校核齒根彎曲強度。由式：（機械設(shè)計第八版）公式（11-2），得傳動中心距：IzZaAKT（）23h1、確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩T2（機械設(shè)計第2版推薦）按Z1=2估取效率耳二0.8

10、，貝V：PT2=9.55x106x芬=400940.8N.mn22、確定載荷系數(shù)K因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均勻系數(shù)Kp=1；查表12-8（第2版)去工作情況系數(shù)K=1.0;由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動載荷系數(shù)為AK=1.05。V則：k=KKK=1.05AFB3、確定彈性影響的系數(shù)ZE因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配，故Z=160MP12E4、確定接觸系數(shù)ZP根據(jù)機械設(shè)計第八版課本，先假設(shè)蝸桿分度圓直徑d和傳動中心距a的比值1d/a=0.35,從圖11-18可查得Z2.915、確定許用接觸應(yīng)力c金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬H根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅ZCuSn10P1度45HRC，查表

11、12.6可得到接觸應(yīng)力c=220MPaH6計算中心距11f160 x2.911.05x400940.8x220丿a2二123.26mm取中心距a=125mm,因i=22，取模數(shù)m=5mm蝸桿分度圓直徑:d=50mm。1這時d/a=0.4,查第八版圖11-18得接觸系數(shù)Z/=2.74，因為Z/Z，因此1PPP計算結(jié)果可用。4.4蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸(根據(jù)第八版表11-3和11-9公式)1、蝸桿主要參數(shù)齒頂高：h=h*m=1x5=5mma1a齒根高：h=(h*+C*)=(1+0.25)x5=6.25mmTOC o 1-5 h zf1a1全齒高：h=h+h=5+6.25=11.25mm1a

12、1f1分度圓直徑：d1=mq=5x10=50mm齒頂圓直徑：d=d+2h=50+2x5=60mma1a1齒根圓直徑：d二d-2h二50-2x1.2x5二38mmf11f1蝸桿分度圓導(dǎo)程角：11.180蝸桿軸向齒距：p=mm-3.14x5=15.7mm蝸桿導(dǎo)程:p-20.1mm22、蝸輪主要參數(shù)查表第八版11-2得：蝸輪齒數(shù)：Z-41，變位系數(shù)：X=0.52z41驗算傳動比i-扌-20.5，這時傳動比誤差為5%，在允許范圍內(nèi)。z21蝸輪齒頂高：h-(h*+x)m-(10.5)x5-2.5mma2a蝸輪齒根高：h-(h*+c*一x)m-(2.5+0.2+0.5)x5-16mmf2a全齒高：h-h+

13、h-2.5+16-18.5mm2a2f2分度圓直徑：d-mz-5x41-205mm22齒頂圓直徑：d-d+2h-205+2x5-215mmTOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark215 o Current Document a22a齒根圓直徑：d-d-2h-205-2x16-173mmf2a2f2 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 咽喉半徑:r-a1/2d-1251x215-17.5mmg2a22蝸輪分度圓螺旋角：p-九-11.18024.5蝸輪齒根彎曲疲勞強度校核由經(jīng)驗可知對閉式蝸桿傳動通常只作蝸輪齒根彎曲疲勞強度

14、的校核計算。查得蝸輪齒根彎曲疲勞強度計算公式為C=17.7421.03根據(jù)與聯(lián)軸器連接尺寸取d1=25mm3n1d2C/jPi二29.3336.35mm考慮到鍵等影響，增大5%,取d2=35mm3n1二、校核蝸桿軸如軸的結(jié)構(gòu)草圖所示，蝸桿總長為445mm,兩軸承間的支承距離為148mm,取直徑為50mm和40mm的兩個截面進行校核。蝸桿的受力分析：圓周力卩壯2T=i=1218.5Nd1徑向力J2Ttana2=1370.2Nd2軸向力Fa12T2=2779.5Nd21求支反力、繪彎矩、扭矩圖（1）垂直平面支反力，如圖bF*Lab-F*diF=一2a1一I=450.3NivLMf*=33322.2

15、Nmm1V1v2MF*148=59940Nmm2V2v2ABF=F-F=810N2vr11v（2）垂直平面彎矩如圖b1、直徑50mm截面2、直徑40mm截面M=810 x103=83430NmmV40FF=F=609.25N1H2H2M=M=F148*45084.75N.mm1H2H1H2（3）水平平面支反力,水平平面彎矩，如圖c1、直徑50mm截面2、直徑40mm截面Nmm45 M二609.25x103二62752.75NmmH40(5)合成彎矩，如圖d1、直徑50mm截面M=、:M2+M2=61246.3NmmTOC o 1-5 h z11V1HM2=M2+M2=75002.8Nmm2V2

16、H2、直徑40mm截面M=-M2+M2=104395.7Nmm40lVH(6)扭矩，如圖ed HYPERLINK l bookmark141 o Current Document T=Fx=24370Nmmt12(7)當(dāng)量彎矩，修正系數(shù)a=0.6M=75002.82+(0.6x24370)2=76414.8Nmm50M=.104395.72+(0.6x24370)2=105414.7Nmm40=5.9MpaMTOC o 1-5 h zb=50-500.1d50b=4=16.47Mpa HYPERLINK l bookmark151 o Current Document 400.1d40b,b都

17、小于b=40Mpa,故蝸桿軸安全。5040-1b三、校核蝸輪軸如軸的結(jié)構(gòu)草圖所示，蝸輪軸總長為366mm,兩軸承間的支承距離為L=198mm，取直徑為50mm和AB45mm的兩個截面進行校核。蝸輪軸的受力分析圓周力F=F=2779.5NTOC o 1-5 h zt2a1徑向力F=F=1370.2Nr2r1軸向力F=F=1218.5Na2t11求支反力、繪彎矩、扭矩圖垂直平面支反力，如圖bF*2bFF=_2a22=376.02NTOC o 1-5 h z1vLABF=FF=605.2N2vr21v(2)垂直平面彎矩,如圖b1、直徑50mm截面MF*=37225.98Nmm1V1v2MF*Pab5

18、9919.3Nmm2V2v22、直徑45mm截面TOC o 1-5 h zM二Fx66二55992.3Nmm452V(3)水平平面支反力,水平平面彎矩如圖cFF二F二12二1347.85N1H2H21、直徑50mm截面M二M二F*Lab二133437.2Nmm1H2H1H22、直徑45mm截面M二Fx66二88958.1Nmm451H(5)合成彎矩，圖d1、直徑50mm截面M=M2+M2=138532.5Nmm11V1HM2=(M2+M2=146271.8Nmm2V2H2、直徑45mm截面M=M2+M2=105112.7Nmm HYPERLINK l bookmark137 o Current

19、 Document 45VH(6)扭矩，如圖edT二F*二374209.4Nmmt12(7)當(dāng)量彎矩，修正系數(shù)a二0.6NmmM二Fs1a1s2所以軸2被壓緊F=F+F=2978.9Na2s1a1軸1放松F=F=199.4Na1s1計算軸承的當(dāng)量載荷P、Pr1r2FFa1ea2eFFr1r2查表13-5得：X=X=0.67Y=Y=1.91212Pr=XIF+Y1F=886.5Nr1a1Pr二X2F+Y2F二6339.1Nr2a2查2表取f=1.1,f=1，因為PrPr故選Pr端計算Pt212fpr60n得：C二(L)1/3二68.9KNrif106tCFTOC o 1-5 h zs1a2s2r

20、所以軸2被壓緊F二F+F二1741.2Na2s1a2軸1放松F=F=522.7Na1s1計算軸承的當(dāng)量載荷PP2FFa1ea2eFFr1r2X=X=0.67Y=Y=1.41212Pr=X1F+Y1F二1712.3N1r1a1Pr二X2F+Y2F二3551.2N2r2a2TOC o 1-5 h z查2表取f=1.1，f=1，因為PrPr故選Pr端計算Pt212fpr60n得：C二_2(L)1/3二15.1KNr1f106ntC88箱蓋壁厚515=0.85517箱座凸緣厚度b1.5512箱蓋凸緣厚度b11.55111箱座底凸緣厚度b22.5520地腳螺栓直徑dfd二0.036a+12f18地腳螺釘

21、數(shù)目n4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d10.75df13箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑d2(0.50.6力f9聯(lián)接螺栓d的間距l(xiāng)2150200150200軸承端蓋螺釘直徑d3(0.40.5力f8檢查孔蓋螺釘直徑d4d=(0.30.4)dr4f7定位銷直徑d(0.70.827d、d、d至外箱壁距離C1f121查1表4.2241915df、d、d2至凸緣邊緣距離C2查1表4.2221713軸承旁凸臺半徑R1R=C1222凸臺高度h52外箱壁至軸承座端面距離l1l=C+C+(510)1125156大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離A1三1.2512齒輪端面與內(nèi)箱壁距離A2510箱蓋、箱座肋厚mmm0.855m0.8551167軸

22、承端蓋外徑D2D+(55.5)d3；D-軸承外徑8084軸承旁聯(lián)接螺栓距離SSqD280848聯(lián)軸器的選擇1、電機與減速器端采用彈性套聯(lián)軸器PT=9550 x=22.78Nm1n計算轉(zhuǎn)矩：n0查第2版19.1,取工作情況系數(shù)K=1.4故轉(zhuǎn)矩Ti=KTi=31-89-m查附表19.3選取LT4型彈性套柱銷聯(lián)軸器，許用轉(zhuǎn)矩為63N.m，聯(lián)軸器材料為鋼時,許用轉(zhuǎn)速為5700r/min,允許的軸孔直徑d=20282、減速器與滾筒端采用彈性柱銷聯(lián)軸器PT=9550 x十=384.6Nm2n計算轉(zhuǎn)矩：n1查第2版19.1，取工作情況系數(shù)K=1.4故轉(zhuǎn)矩：T=KT=538.5Nmc22查附表19.4選取HL

23、3型彈性柱銷聯(lián)軸器，許用轉(zhuǎn)矩為630N.m,聯(lián)軸器材料為鋼時，許用轉(zhuǎn)速為5000r/min,允許的軸孔直徑d=30429減速器的潤滑、密封和潤滑牌號的選擇一、傳動零件的潤滑1齒輪傳動潤滑因為蝸桿圓周速度v=3.36ms10ms，故選擇油池浸油潤，潤滑油選用N680。2滾動軸承的潤滑脂潤滑容易密封，結(jié)構(gòu)簡單，維護方便，滾動軸承選用脂潤滑，適用于軸承轉(zhuǎn)速不高，溫度不高的場合，在最初裝配時和每隔一定時間（通常每年1-2次）將潤滑脂填充道軸承空隙中即可。故蝸桿軸承選用脂潤滑，根據(jù)蝸輪轉(zhuǎn)速，箱體結(jié)構(gòu)等條件，蝸輪軸用潤滑油潤滑。二、減速器密封軸外伸端密封毛氈圈、密封蓋油封。軸承靠箱體內(nèi)側(cè)的密封擋油環(huán)：防止

24、油漲到或濺進軸承。箱體結(jié)合面的密封箱體結(jié)合面的密封性要求是指在箱體剖分面、各接觸面及密封處均不出現(xiàn)漏油和滲油現(xiàn)象，剖分面上不加入墊片或填料。為了保證機蓋與機座聯(lián)接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，連接表面應(yīng)精加工，其表面粗糙度應(yīng)為6.3,密封的表面要經(jīng)過刮研。10鍵聯(lián)接的選擇和校核1鍵的選擇鍵長度小于輪轂長度5mm10mm且鍵長不宜超過1.61.8d，前面算得蝸桿軸鍵槽處的直徑為d=25mm,蝸輪軸鍵槽處直徑為d=35mm，蝸輪輪轂處軸直徑d=50mm，查附123表15.14選用普通平鍵。蝸桿軸的鍵選用:鍵b=8mmh=7mml=40mm111蝸輪軸鍵選用：鍵b=10mmh=8mml=70mm222蝸輪輪轂鍵選用：鍵b=14mmh=9mml=60mm3332鍵的校核鍵與鋼制軸在輕微沖擊載荷下的許用擠壓應(yīng)力為：bp=100120MPa，貝y：蝸桿軸鍵1：二當(dāng)二3.1MPabp1dhlP蝸輪軸鍵2：=芻二30.5MPa卜p2dhlP蝸輪輪轂鍵3：=2=13.8MPa1p3dhlP所以所選用的平鍵強度均足夠。鍵標記為：鍵1：8X40GB/T1096鍵2：10X70GB/T1096鍵3：14X60GB/T1096二、附屬零件設(shè)計1窺視孔和窺視孔蓋在機蓋頂部開有窺