哈工大機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書

目錄TOC\o"1-5"\h\z一課程設(shè)計任務(wù)書.．．.．.．..．．..．..．1設(shè)計要求2設(shè)計步驟．．．．．.．．．．..．．.2傳動裝置總體設(shè)計方案.．..．．.2電動機(jī)的選擇．．．．．.．..．.2確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比4齒輪的設(shè)計.．．...．...．．．5滾動軸承和傳動軸的設(shè)計．．．...76．鍵聯(lián)接設(shè)計．．...．.．．．．..．..．..．.137.箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計148?潤滑密封設(shè)計15設(shè)計小結(jié)..．．．.．．...．．．...．.．.．.16參考資料．．．.．.．．.17ItIt課程設(shè)計任務(wù)書課程設(shè)計題目：帶式輸送機(jī)傳動裝置設(shè)計設(shè)計帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置（簡圖如下）1輸送帶滾筒3聯(lián)軸器4減速器5——V帶傳動6——電動機(jī)設(shè)計條件：1）機(jī)器年產(chǎn)量：大批;2）機(jī)器工作環(huán)境：清潔;3）機(jī)器載荷特性：平穩(wěn);4）機(jī)器最短工作年限:5年2班。2.原始數(shù)據(jù):運(yùn)送帶工作拉力F/KN運(yùn)輸帶工作速度v/（m/s）卷筒直徑D/mm

1.7801.2300二.設(shè)計要求1?減速器裝配圖一張。（三視圖,A0圖紙）2?繪制軸、齒輪零件圖各一張。（A3圖紙）3.設(shè)計計算說明書一份。三.設(shè)計步驟傳動裝置總體設(shè)計方案1）外傳動機(jī)構(gòu)為V帶傳動。2）減速器為一級展開式圓柱齒輪減速器。3）方案簡圖如下圖：1――輸送帶；2――滾筒；3――聯(lián)軸器；4——減速器;5——V帶傳動；6——電動機(jī)2、電動機(jī)的選擇1）選擇電動機(jī)的類型按工作要求和工作條件選用Y系列三相籠型異步電動機(jī),全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓380V。2）選擇電動機(jī)的容量工作機(jī)的有效功率為P=Fv=2.136kww從電動機(jī)到工作機(jī)傳送帶間的總效率為3耳二耳?耳?耳?耳?耳工12345由《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》表9－1[1]可知:“1:V帶傳動效率0.96“2:滾動軸承效率0?99（球軸承）“3:齒輪傳動效率0?97（8級精度一般齒輪傳動）:聯(lián)軸器傳動效率0.99（彈性聯(lián)軸器）:卷筒傳動效率0.96所以電動機(jī)所需工作功率為PP=__=2.136/0.833=2.487kwd耳3）確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速而工作機(jī)卷筒軸的轉(zhuǎn)速為n=60x1000v/兀d=76.39r/minw所以電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為:n=i'n=（6?24）x76.39min=（458.34?1833.36）rrmindEw綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、質(zhì)量及價格等因素,為使傳動裝

置結(jié)構(gòu)緊湊,決定選用同步轉(zhuǎn)速為1000rmin的電動機(jī)。根據(jù)電動機(jī)類型、容量和轉(zhuǎn)速，由《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》表153．計算傳動裝置的總傳動比3．計算傳動裝置的總傳動比i并分配傳動比ET選定電動機(jī)型號為Y132S-6。其主要性能如下表:電動機(jī)型號額定功率/kw滿載轉(zhuǎn)速/（r/m啟動轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩in)額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y132S—639602.02.0（1）.總傳動比i為Eni=卄二960/76.39二12.57工nw(2)．分配傳動比???i=ii工iii考慮潤滑條件等因素，初定i=3i=4.19ii.各軸的轉(zhuǎn)速電機(jī)軸n=電機(jī)軸n=n=960rminmnI軸II軸卷筒軸n_m=320r/minI軸II軸卷筒軸in.n=」=76.37rminiin=n=76.37r.minwII2).各軸的輸入功率電機(jī)軸P=P=2.487kwdI軸P=Pnn=2.388kwI12II軸P=Pqq=2.293kwIII32卷筒軸P=Pqq=2.247kw卷II423)．各軸的輸入轉(zhuǎn)矩P2.487T=9.55x106x&=9.55x106x=2.474x104N-mmdn960m電機(jī)軸T=T=2.474x104N-mmd［軸T=Tqqi=7.125x104N-mmI12III軸T=T耳耳i=2.867x105N-mmIII32II卷筒軸T=Tqq=2.810x105N-mm卷II42將上述計算結(jié)果匯總與下表,以備查用軸名功率P/kw轉(zhuǎn)矩T/(N?mm)轉(zhuǎn)速n/(r/min)傳動比i效率q電機(jī)軸2.4872.474x10496030.96I軸2.3887.125x1043204.190.9611軸2.2932.867x10576.3710.98卷筒軸2.2472.810x10576.374．齒輪的設(shè)計1）選定材料及確定許用應(yīng)力（1）按簡圖所示的傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。（2）材料選擇。由《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表6.22遼］選擇齒輪材料為合金鑄鋼（調(diào)質(zhì)），小齒輪硬度為300HBS,b二720MPa，b二270MPa,TOC\o"1-5"\h\zHlim1Flim1大齒輪為合金鑄鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為260HBS,b=650MPa,b=260Hlim2Flim2MPa,二者材料硬度差為40HBS。（3）由《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表11-5[2]，取s=1,S=1.25,HFb[b]=720/S=720MPaH1SHH[b]=Hlim2=650/S=390MPaH2SHHb[b]=Fiimi=270/1.25MPa=216MPaF1SF[b]=260/1.25MPa=208MPaF2SF2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計齒數(shù)取z=26，則z=3.81xz=109121取載荷系數(shù)為K=l.1,齒寬系數(shù)①=1（《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表6.5,6.6）d[2]小齒輪上的轉(zhuǎn)矩95.5x105p=7.127X104N-mmD>75.61D>75.61=75.63瀘M=46.92mm模數(shù)m=75.63瀘M=46.92mm模數(shù)m=2=竺92=1.8

z261取m=2mm中心距a=Di+D2=52+218mm=135mm22c^―~zr—齒寬b二①D=1x52mm=52mm取b=52mm,b=60mm,D1123）驗(yàn)算齒輪彎曲強(qiáng)度齒形系數(shù)（由《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》圖11-8和圖11-912］可得）Y=2.69,Y=2.19F1F2齒形系數(shù)與需用彎曲應(yīng)力的比值為Y—F1F12.69=0.0125F2Y—F1F12.69=0.0125F2F22.19208=.0105ZhZh較大，故需校核小齒輪的彎曲強(qiáng)度:bF12KTYb=2KTYb=F1bm2z12x1.1x2.69x7.127x10460x22x26MPa=70.97MPa<[b]2校驗(yàn)合格5.滾動軸承和傳動軸的設(shè)計（一）.高速軸的設(shè)計I?輸在軸上的功率p、轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩TII由上可知:P=2.388kwn—320r/minT二7.125x104N-mmTOC\o"1-5"\h\zi，［，11初步確定軸的最小直徑:材料為45Cr，正火處理。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表14-2⑵取C—100，于是d'—C3：佇-100x2.388mm—19.55mm，由于鍵槽的min3n\320影響，故d—1.04d'—20.30mmminmin輸出軸的最小直徑顯然是安裝帶輪處的直徑d,取d—22mm，根11據(jù)帶輪結(jié)構(gòu)和尺寸，取l—50mm。1齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計初步確定了軸的各段和長度。帶輪處d=22mm150mm油封處d=25mm245mm左端軸承處d=d+5=30mm3217mm齒輪處d=d+3=35mm4368mm軸環(huán)處d=d+5=40mm5410mm右段軸承處d=30mm627mm2）.軸上零件的周向定位由《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》表11—28r查得帶輪與軸的周向定位采用平鍵連接。按d選用普通平鍵8x36。1（二）.低速軸的設(shè)計I?輸出軸上的功率P、轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩Tiiiiiiiii由上可知P—2.247kw，n—76.37r.min,T—2.81x105N-mmiiiiii

II?求作用在齒輪上的力因已知低速大齒輪的分度圓直徑d=218mm2圓周力：Ft二尋二1.288KN2徑向力：F=Ftana=469.2NrtIII?初步確定軸的最小直徑材料為40Cr，正火處理。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表14-2⑵，取由于鍵槽的影i'"P~i229由于鍵槽的影C=100，于是d'==100x3mm=31.07mmmin3n\76.37II響，故d=1.04d'=32.31mmminmin輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑d。為了使所1選的軸直徑d與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器型號。聯(lián)1軸器的計算轉(zhuǎn)矩T=KT，查《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表14T[2]，取K=1.5,caAIIA則：T=KT=1.5x2.88x105N-mm=432N-mcaAII按照計算轉(zhuǎn)矩t應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)ca計》表13-1[i],選用LX2型聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器的孔徑d=30~35mm，I故取d=35mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度L=60mm1IW.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計初步確定了軸的各段和長度。數(shù)據(jù)統(tǒng)計如下表：聯(lián)軸器處d=35mm160mm油封處d=35+5=40mm245mm

右端軸承處d=40+5=45mm332mm齒輪處d=48mm.450mm軸環(huán)處d=56mm510mm左端軸承處d=d=45mm6330mm（2）.軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按d由《機(jī)4械設(shè)計課程設(shè)計》表11-28「1］查得齒輪與軸的連接，選用普通平鍵14x45，同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為10x50。滾動軸承與軸的周向定位是由過度配合來保證的。V.求軸上的載荷作軸的空間受力簡圖（圖1）作水平面受力圖及彎矩圖（圖2）LFdFq-K-Fr?邁-Fa?才4000x93.2-524.6x65.8-202x150135.2F===2278N135.2AHLF?k+F?L/2-F?d/2F=—Ra=6723.5NBHLM=Fxd=149900N?mmCHLAH2M=M+Fxd=180200N?mmCHRCHLa2M=FxK=372800N?mmBHQ作垂直面受力圖及彎矩圖（圖3）T=2.388x105N-mmM=F--=46900N-mmCVAV2作合成彎矩（圖4）M=157100N-mmCLM=372800N?mmCR作轉(zhuǎn)矩T圖（圖5）T=214x103N?mm作當(dāng)量彎矩圖（圖6）M=2+（aT）2eM=157100N?mmCLM=394300N?mmCRM=199595N?mmB可知，1處截面當(dāng)量彎矩最大，故應(yīng)對此進(jìn)行校核M二394300N-mmeB由表查得，對45鋼c二600MPaQ］二55MPab-1故按《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》（11.3）［2得=43.3MPaM=43.3MPac=e^=eB0.1d30.1x453因此該軸符合要求（三）．滾動軸承的校核軸承的預(yù)計壽命L=5x365x8x2=29200hH⑴軸承選擇:已知n=320rmin,nj76.37rmin;內(nèi)徑分別為30mm與45mm。選擇深溝球軸承6206C與6209C。（2）.軸承壽命計算由于P<P，取P=2110.5N，角接觸球軸承，取s二10,f二1123t106fC1061x29800L=（厶）￡=_（）3h=469182h>Lh60nP60x1002110.5h故滿足預(yù)期壽命。6.鍵聯(lián)接設(shè)計I.帶輪與輸入軸間鍵的選擇及校核軸徑d=22mm，輪轂長度L=50mm，查手冊，選A型平鍵，其尺寸為b=8mm,h=7mm，L=45mm(GB/T1095-2003)現(xiàn)校核其強(qiáng)度：l=L-b=37mm,T=7.125x104N-mmg=4T/dhl=4%7.125%104MPa=41.126MPapi22%7%45查手冊得Q］二110MPa，因?yàn)間<Q］，故鍵符合強(qiáng)度要求。ppp輸出軸與聯(lián)軸器間鍵的選擇及校核軸徑d=35mm，輪轂長度L=60mm，查手冊，選A型平鍵，其尺寸為b=10mm,h=8mm,L=50mm(GB/T1095—2003)現(xiàn)校核其強(qiáng)度：l=L-b=40mm,T=2.39%105N-mmG=4T/dhl=4%2.81%104MPa=10.03MPap；35%8%40查手冊得［G］=110MPa，因?yàn)镚<［G］，故鍵符合強(qiáng)度要求。ppp輸出軸與大齒輪間鍵的選擇及校核軸徑d=48mm，輪轂長度L=50mm，查手冊，選A型平鍵，其尺寸為b=14mm，h=9mm，L=45mm(GB/T1095—2003)現(xiàn)校核其強(qiáng)度：l=L-b=36mm，T=2.867%105N-mmg=4T.dhl=4%2.867%105/48%9%36Mpa=73.74Mpap查手冊得［G］=110MPa，因?yàn)镚<［G］，故鍵符合強(qiáng)度要求。ppp7?箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計減速器的箱體采用鑄造(HT200)制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證齒輪佳合質(zhì)量，機(jī)體有足夠的剛度在機(jī)體為加肋，外輪廓為長方形，增強(qiáng)了軸承座剛度考慮到機(jī)體內(nèi)零件的潤滑，密封散熱。因其傳動件速度小于12m/s,故采用侵油潤油，同時為了避免油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH大于30~50mm為保證機(jī)蓋與機(jī)座連接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面6.3應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗糙度為3．機(jī)體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性．鑄件壁厚為8mm，圓角半徑為R=5。機(jī)體外型簡單，拔模方便.4.對附件設(shè)計A視孔蓋和窺視孔：查閱《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》表14.7[門在機(jī)蓋頂部開有窺視孔，能看到傳動零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進(jìn)行操作，窺視孔有蓋板，機(jī)體上開窺視孔與凸緣一塊，有便于機(jī)械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強(qiáng)密封，蓋板用鑄鐵制成，用M10緊固B油螺塞:查閱《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》表14．14[1]放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便放油,放油孔選用六角螺塞M18堵住，因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊，由機(jī)械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。C油標(biāo):查閱《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》表14.13[1]選用桿式油標(biāo)M12.油標(biāo)位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。油尺安置的部位不能太低，以防油進(jìn)入油尺座孔而溢出.。D通氣孔:查閱《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》表14.8口]由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時，機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機(jī)蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達(dá)到體內(nèi)為壓力平衡。E位銷：為保證剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機(jī)體聯(lián)結(jié)凸緣的長度方向各安裝一圓錐定位銷M6，以提髙定位精度.F吊鉤：在機(jī)蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運(yùn)較重的物體.8.潤滑密封設(shè)計潤滑:1.嚙合件的潤滑減速器的嚙合件為斜齒圓柱齒輪，運(yùn)轉(zhuǎn)速度低，且運(yùn)行平穩(wěn),故適于選用粘度較大的潤滑油。查閱機(jī)械設(shè)計手冊｛3｝，選用L-CKB型工業(yè)閉式齒輪油(GB5930-1995)，主要性能指標(biāo)如表11.1所示。表11.1L-CKB型工業(yè)閉式齒輪油(GB5930-1995)性能指標(biāo)粘度等級(按GB/T3