帶式輸送機普通V帶傳動裝置設計計算說明書

...wd......wd......wd...機械設計課程設計計算說明書設計題目帶式輸送機的傳動裝置機械設計制造及其自動化專業(yè)02班設計者指導教師2017年12月15日湖南師范大學前言運輸機械在運輸工業(yè)中的地位十分重要，對運輸工業(yè)現(xiàn)代化具有舉足輕重的作用。它可以提高勞動生產(chǎn)率，改善生產(chǎn)環(huán)境，降低生產(chǎn)本錢，減少環(huán)境污染，增加產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品的檔次，增加附加值從而增加市場競爭力，帶來更大的社會效益和經(jīng)濟效益。帶式運輸機傳動裝置設計過程中的主要內(nèi)容為傳動方案的分析與擬定；選擇電動機；計算傳動裝置的運動參數(shù)和動力參數(shù)；傳動零件、軸的設計計算；軸承、聯(lián)接件、潤滑密封和聯(lián)軸器的選擇計算；減速器箱體構造設計及其附件的設計、繪制裝配圖和零件工作圖、編寫設計計算說明書以及設計總結(jié)和辯論。主要依據(jù)《機械設計》和其他學科所學的知識，《機械設計課程設計指導手冊》相關的規(guī)定和設計要求，《機械設計課程設計圖冊》相關局部的參考以及其他設計手冊和參考文獻的查閱，最后還有教師在整個課設過程中的指導和不斷的糾正，來完本錢次的課程設計。通過這次課程設計，培養(yǎng)了我們獨立機械設計的能力，對機械總體的設計有了一個宏觀的認識，對具體的構造及其作用和各局部之間的關系有了更加深刻的了解，考慮問題更加全面，不僅要考慮工藝性，標準化，還要考慮到經(jīng)濟性，環(huán)境保護等。綜合各種因素得到一個相對合理的方案。本次設計過程涉及到機械裝置的實體設計，涉及零件的應力、強度的分析計算，材料的選擇、構造設計等，涉及到以前學過的工程制圖、工程材料、機械設計制造、公差配合與技術測量、理論力學、材料力學、機械原理等方面的知識，是對以前所學知識的一次實踐應用，考驗學生的綜合能力，是一次十分難得的時機。目錄1.設計概述11.1設計目的11.2設計步驟11.3課程設計中應該注意的問題22.設計任務要求32.1設計題目32.2設計參數(shù)32.3設計任務32.4擬定傳動方案32.4.1擬定方案的任務32.4.2選擇傳動機構的類型42.4.3確定最終傳動方案43.傳動方案簡述63.1傳送方案說明63.2電動機的選擇63.3總傳動比確實定及各級傳動比的分配63.3.1電動機主要參數(shù)63.3.2各級傳動比的分配63.4各軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩與輸入功率74.帶傳動設計與校核94.1原始數(shù)據(jù)94.2帶的設計計算94.3V帶傳動主要參數(shù)匯總表114.4帶輪材料及構造125.軸的設計135.1軸的構造設計135.2I軸的直徑計算136.帶輪設計157.鍵聯(lián)接強度的計算178.普通V帶傳送裝置的裝配圖和零件圖〔見附件1〕199.設計小結(jié)191.設計概述1.1設計目的機械設計課程是培養(yǎng)學生具有機械設計能力的技術根基課。課程設計則是機械設計課程的實踐性教學環(huán)節(jié)，同時也是高等工科院校大多數(shù)專業(yè)學生第一次全面的設計能力訓練，其目的是：通過課程設計實踐，樹立正確的設計思想，增強創(chuàng)新意識，培養(yǎng)綜合運用機械設計課程和其他先修課程的理論與實際知識去分析和解決機械設計問題的能力；學習機械設計的一般方法，掌握機械設計的一般規(guī)律；通過制定設計方案，合理選擇傳動機構和零件類型，正確計算零件工作能力，確定尺寸和掌握機械零件，以較全面的考慮制造工藝，使用和維護要求，之后進展構造設計，到達了解和掌握機械零件，機械傳動裝置或簡單機械的設計過程和方法；學習進展機械設計根基技能的訓練，例如：計算，繪圖，查閱設計資料和手冊，運用標準和標準等。1.2設計步驟課程設計的一般進程和步驟如表1.1所示：設計準備閱讀設計說明書，明確設計任務；現(xiàn)場參觀、拆裝減速器，閱讀課程設計指導書；準備設計資料和繪圖工具.傳動裝置總體設計擬定傳動方案；選擇電動機；計算傳動裝置運動和動力參數(shù)〔確定總傳動比，分配各級傳動比，計算各軸轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩等〕.傳動零件設計計算各級傳動件的設計計算。裝配圖計算繪制減速器裝配草圖；軸系部件的構造設計以及軸、軸承、鍵聯(lián)接等計算；減速器箱體及其附件設計，最后完成裝配工作圖。零件工作圖設計繪制指定的零件工作圖。編寫設計說明書整理和編寫課程設計計算說明書。設計總結(jié)與辯論進展課程設計總結(jié)，完成辯論準備工作。表1.1課程設計的一般進程和步驟1.3課程設計中應該注意的問題機械設計課程設計是在教師指導下由學生獨立完成的，是對學生進展的第一次較全面的設計訓練。學生應明確設計任務，掌握設計進度，養(yǎng)成刻苦鉆研、一絲不茍的設計態(tài)度；每個階段完成后要認真檢查，發(fā)現(xiàn)錯誤要認真修改，精益求精。課程設計進程的各階段是相互聯(lián)系的。設計時，零、部件的構造尺寸不是完全由計算確定的，還要考慮構造、工藝性、經(jīng)濟性以及標準化、系列化等要求。由于影響零、部件構造尺寸的因素很多，隨著設計的進展，考慮的問題會更全面、更合理，所以后階段設計要對前階段設計中大的不合理構造尺寸進展必要的修改。這就是機械設計中應貫徹邊算、邊畫、邊修改的“三邊〞設計方法。產(chǎn)品的設計總是經(jīng)過屢次反復的修改才能獲得較高的設計質(zhì)量。學習和藹于利用長期以來所積累的珍貴設計經(jīng)歷和資料，可以加快設計進程，防止不必要的重復勞動，是提高設計質(zhì)量的重要保證，也是創(chuàng)新的根基。然而，任何一項設計任務都可能有多種決策方案，因此，應從具體實際出發(fā)，認真分析，既要合理地吸取，亦不可盲目地照搬、照抄。設計貫徹標準化、系列化與通用化，可以保證互換性、降低本錢、縮短設計周期，是機械設計應遵循的原則之一，也是設計質(zhì)量的一項評價指標。在課程設計中英熟悉和正確采用各種有關技術標準和標準，盡可能采用標準件，并應注意一些尺寸需圓整為標準尺寸；同時，設計中還應該減少材料的品種和標準件規(guī)格。此外，繪圖時圖紙的幅面、格式、比例、視圖表達、尺寸標注等應嚴格遵守機械制圖的國家標準，要求圖紙表達正確、清晰、圖面整潔，設計計算說明書要求計算正確合理、書寫工整。2.設計任務要求2.1設計題目1、設計帶式輸送機的普通V帶傳動裝置，三相異步電動機額定功率P=3Kw，轉(zhuǎn)速=960，傳動比i=3，單班制工作。2.2設計參數(shù)三相異步電動機額定功率：Ped=3Kw電動機輸出轉(zhuǎn)速：nd=960r/min減速裝置總傳動比：i=3單班制工作2.3設計任務減速器裝配圖〔A0或A1圖紙〕一張；皮帶輪零件圖〔A3圖紙〕2-3張；設計計算說明書1份。2.4擬定傳動方案2.4.1擬定方案的任務傳動方案一般用運動簡圖表示。擬定傳動方案就是根據(jù)工作機的功能要求和工作條件，選擇適宜的傳動機構類型，確定各類傳動機構的布置順序以及各組成局部的聯(lián)接方式，繪出傳動裝置的運動簡圖。對同一種工作機的性能要求往往有多種方案，擬定傳動方案時，通常對多種方案進展比擬分析，擇優(yōu)選定。根據(jù)題目，由原始數(shù)據(jù):(額定功率Ped=3Kw轉(zhuǎn)速nd=960r/min傳動比i=3)畫出帶式輸送機的傳動方案方案如下：2.4.2選擇傳動機構的類型傳動形式是擬定傳動方案時的重要環(huán)節(jié)。常用的傳動機構的類型、性能和適用范圍參閱機械設計教材。表2.1中列出了常用機械傳動的單級傳動比推薦值。類型平帶傳動V帶傳動圓柱齒輪傳動圓錐齒輪傳動蝸桿傳動鏈傳動推薦值2~42~43~6直齒2~310~402~5最大值5710直齒6807表2.1常用機械傳動的單級傳動比推薦值結(jié)合本次課程設計的題目，由于傳動比〔i=3〕相對來說比擬小，考慮采用單級減速傳動。又因為題目要求設計帶式輸送機的普通V帶傳動裝置，所以綜合考慮采用單級V帶-單級減速傳動裝置。2.4.3確定最終傳動方案根據(jù)任務分析，可做出最終傳動方案的傳動方案運動簡圖如以下列圖2.2V帶-單級減速器運動簡圖3.傳動方案簡述3.1傳送方案說明將傳動能力較小的帶傳動布置在高速級，有利于整個傳動系統(tǒng)構造緊湊，勻稱。同時，將帶傳動布置在高速級有利于發(fā)揮其傳動平穩(wěn)，緩沖吸振，減少噪音的特點。3.2電動機的選擇由題目中的數(shù)據(jù)要求，查《機械設計課程設計》一書表20.1，Y系列三相異步電機的型號及相關數(shù)據(jù)選擇，可選擇Y132S-6，額定功率P=3Kw，額定轉(zhuǎn)速n=960r/min，查《機械設計課程設計》一書表20.3，該電動機軸徑38mm。3.3總傳動比確實定及各級傳動比的分配3.3.1電動機主要參數(shù)由題可知：傳動比i=33.3.2各級傳動比的分配為使各級傳動的構造尺寸協(xié)調(diào)、勻稱，V帶傳動的傳動比不能過大，否則會使大帶輪半徑超過減速器的中心高，造成尺寸不協(xié)調(diào)，并給機座設計和安裝帶來困難。但在本次課程設計中根據(jù)設計要求，及擬傳動方案選V帶-單級減速傳動，故V帶的傳動比：i=3由《機械設計課程設計課程設計》表2.1查得V帶傳動常用傳動比范圍，最大傳動比為，所選值符合V帶傳動常用傳動比的正常范圍。3.4各軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩與輸入功率計算與說明計算結(jié)果3.4.1各軸理論轉(zhuǎn)速設定：電動機軸為0軸，大帶輪軸為Ⅰ軸電動機：n0=nd=960r/minI軸：3.4.2各軸的輸入功率傳動效率的查取《機械設計課程設計》表2-4V帶傳動的傳動效率：系統(tǒng)各軸的功率：1.電動機2.I軸3.4.3各軸的理論轉(zhuǎn)矩1．電動機2．I軸3.4.4各軸運動和動力參數(shù)匯總表軸號理論轉(zhuǎn)速〔r/min)輸入功率〔kW)輸入轉(zhuǎn)矩（傳動比電動機軸960329.840Ⅰ軸3202.8885.9534.帶傳動設計與校核4.1原始數(shù)據(jù)1、電動機功率：2、電動機轉(zhuǎn)速：3、V帶理論傳動比：4、單班制工作4.2帶的設計計算采用普通V帶傳動，應根據(jù)的減速器參數(shù)確定帶的型號、根數(shù)Z、基準長度，帶輪基準直徑，壓軸力，帶傳動的中心距等內(nèi)容。計算與說明計算結(jié)果1、確定計算功率計算功率是考慮設計V帶傳動使用的場合和工況條件差異，引入工況系數(shù)對名義傳動功率進展修正的值。查教材表6-10，帶式輸送機〔不均勻載荷〕單班制8小時的工況系數(shù)所以，對名義傳動功率進展修正后的計算功率為：2、確定V帶型號根據(jù)和值查圖6-8,選A型V帶。3、確定V帶輪基準直徑小帶輪的基準直徑：由<<機械設計>>表6-5及表6-6選取：大帶輪基準直徑根據(jù)查《機械設計》表6-5，取4、驗算帶速所以V帶的速度符合要求5、確定V帶長度和中心距1)初定中心距范圍為:即初定中心距：2)初算帶的基準長度查《機械設計》表6-4，經(jīng)圓整選近似值處理后，取3)計算實際中心距457.196、驗算小帶輪上的包角取,驗算小帶輪包角經(jīng)計算，小帶輪包角取值合理7、確定V帶的根數(shù)1〕驗算V帶根數(shù)單根V帶基準額定功率：由和查《機械設計》表6-7得：單根V帶額定功率增量，據(jù),和A型帶，查《機械設計》表6-8得：小帶輪包角修正系數(shù),由，查《機械設計》表6-9線性插值求得：帶長修正系數(shù)，由,查《機械設計》表6-4得：V帶根數(shù)取2〕計算初拉力V帶單位長度質(zhì)量由查《機械設計》表6-2，A型帶得：單根V帶的初拉力取作用在軸上的載荷A型帶初定4.3V帶傳動主要參數(shù)匯總表帶型A16403106315478.61619454.4帶輪材料及構造帶輪的材料主要采用鑄鐵，常用材料的牌號為HT150或HT2005.軸的設計5.1軸的構造設計5.1.1電動機0軸選擇選擇電機型號為Y132S-6，查《機械設計課程設計》表20.4得電機軸直徑d=38,其他參數(shù)電機自身設計時已滿足設計要求。5.1.2Ⅰ軸材料的選擇碳素鋼比合金鋼價格低廉，對應力集中的敏感性較低，且具有較高的綜合力學性能，故應用較廣。一般機器中的軸常用優(yōu)質(zhì)中碳鋼制造，其中最常用的是45號鋼。為了提高材料的力學性能，通過進展正火或調(diào)質(zhì)處理5.2I軸的直徑計算計算與說明計算結(jié)果Ⅰ軸工作時主要參數(shù)功率轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速2.8885.95320I軸的最小直徑的計算軸的材料為45號鋼，根據(jù)查《機械設計》表12-2。又由式：實心圓軸的直徑由于Ⅰ軸上面需要兩個鍵槽，軸徑需要加大7%得：取整得：此軸的最小直徑是安裝帶輪處軸的直徑，為了使所選的軸的直徑與普通V帶帶輪的孔徑相適應，故查《機械設計課程設計》得為使軸上零件易于拆裝，軸端應有倒角，以免裝配時擦傷軸上零件的孔壁，故該段長度應該略大于軸承寬度。該段軸直徑，查《機械設計課程設計》表11.8取倒角Ⅰ軸左段直徑確實定名稱依據(jù)確定結(jié)果大于軸的最小直徑，考慮到與V帶帶輪內(nèi)孔標準直徑配合，取。286.帶輪設計計算與說明計算結(jié)果小帶輪的設計1〕選擇電機型號為Y132S-6，查《機械設計課程設計》表20.4得電機軸直徑d=38,小帶輪基準直徑根據(jù)條件分析，小帶輪選實心式帶輪V帶，根數(shù)，查機械手冊得到小帶輪的根本構造參數(shù)，，，經(jīng)過適當圓整?。?，，，，2〕計算帶輪厚度小帶輪厚度為48mm查表得帶輪楔角3〕計算帶輪的主要構造尺寸取根據(jù)《機械設計課程設計》表9.1，選擇值中的，輪轂長度大帶輪設計軸直徑設計帶輪基準直徑采用孔板式帶輪查《機械設計》表6.3得到大帶輪的根本構造參數(shù)：，，，經(jīng)過適當圓整取：，，，，2〕計算帶輪主要構造尺寸取根據(jù)《機械設計課程設計》表9.1，選擇值中的，輪轂長度查表得帶輪楔角607.鍵聯(lián)接強度的計算計算與說明計算結(jié)果小帶輪鍵聯(lián)接計算1〕鍵的類型根據(jù)使用要求，工作條件和鍵聯(lián)接的特點選A型普通平鍵。2〕確定鍵的尺寸根據(jù)軸的直徑，輪轂的寬度，由《機械設計課程設計》表14-1查得：鍵寬：鍵高：深度軸：深度轂：小帶輪的輪轂長度為，為保證軸端面擋圈能壓緊帶輪，輪轂的長度取。3〕校核擠壓強度輪轂材料為鑄鐵，軸材料為45號鋼，輕微沖擊載荷，由《機械設計》表12-1查得：轉(zhuǎn)矩：鍵工作長度：擠壓應力：由《機械設計》4-1得：結(jié)論：鍵聯(lián)接滿足強度要求大帶輪鍵聯(lián)接計算1〕鍵的類型根據(jù)使用要求，工作條件和鍵聯(lián)接的特點選A型普通平鍵2.確定鍵的尺寸根據(jù)軸的直徑，輪轂的寬度，由《機械設計課程設計》表14-1查得：鍵寬：鍵高：深度軸：深度轂：根據(jù)大帶輪的輪轂長度為，為保證軸端面擋圈能壓緊帶輪，輪轂的長度取3〕校核擠壓強度輪轂材料為鑄鐵，軸材料為4