帶式輸送機機械設計課程設計(帶式輸送機)

機械設計工程學課程設計說明書題目：帶式輸送機傳動設計（L10）學院：機電工程學院專業(yè)：機械設計制造及其自動化班級：學號：姓名：指導教師：機電工程學院2010年3月日機電工程學院課程設計任務書專業(yè)機械設計制造及其自動化課程設計名稱機械設計工程學課程設計一、設計題目：帶式運輸機傳動裝置（減速器）設計（直齒、斜齒、同側、兩側、臥式、立式）二、設計數據與要求如圖1所示。膠帶運輸機由電動機通過減速器減速后，再通過鏈條傳動（傳動比1：2，傳動效率0.88），連續(xù)單向運轉輸送谷物類散粒物料，工作載荷較平穩(wěn)，設計壽命10年，每天工作8小時，每年300個工作日，運輸帶速允許誤差為5%。已知條件如表1所示。圖1帶式輸送機傳動方案圖表1帶式輸送機設計條件數據編號L1L2L3L4L5L6L7L8L9L10運輸帶工作拉力F/(N)1600180020002200240025002500290030002300運輸帶工作速度v/(ms-1)1.01.10.90.91.21.01.61.51.41.5卷筒直徑D/mm400350380300300300450400400320L10為本次設計所使用的數據。設計內容及任務1、傳動裝置原理方案設計對比分析各種傳動方案，確定本次設計的方案；選擇并計算電動機；確定各級傳動比；計算其他相關運動參數；繪制包括電動機、聯軸器、減速器、鏈傳動和膠帶主卷筒部分的傳動原理方案圖。2、減速器結構方案設計結構設計與計算（包括健、軸承、齒輪、軸、密封等裝置），繪制出總裝配圖1張（1號圖紙）。3、繪制出箱體、齒輪、軸等主要零件工作圖２～３張（3、4號圖紙）。4、設計計算說明書1份。要求用計算機繪制圖紙，計算機打印說明書。四、計劃與時間安排2009.6.8:布置課程設計任務；2009.6.9~2009.6.12:總體方案設計、運動及結構參數設計計算；2009.6.13~2009.6.22：繪制裝配圖、零件圖；2009.6.22~2009.6.27：撰寫設計說明書。班級學號學生姓名日期指導教師日期2009.6.8目錄一、前言……………………2二、設計方案………………32.1、電動機的選擇………32.2、傳動裝置傳動比及各級傳動比分配……32.3、計算傳動裝置的運動和動力參數………3三、結構設計………………53.1、齒輪設計計算………53.2、軸的設計計算………83.3、軸承和鍵的選擇……11四、附件設計………………134.1、軸及軸承的潤滑……134.2、箱體的設計和密封…………………13五、參考文獻………………14六、設計小結………………15一、前言為便于整臺機器的設計、制造、裝配、運輸和維修等，常將其中的減速傳動部分設計和制造成獨立部件的閉式傳動裝置，稱為減速器。由于減速器的應用十分廣泛，為降低生產成本，提高產品質量，簡化構造形式及尺寸，我國機械、化工、航空等一些機器制造部門專門制訂并生產了系列化的邊準通用減速器。常用的標準減速器有：漸開式圓柱齒輪減速器；圓錐齒輪減速器；阿基米德圓柱蝸桿減速器；圓錐齒輪圓柱蝸桿減速器；型行星齒輪減速器；擺線針輪減速器；XB星皆波齒輪減速器等。這些標準減速器廣泛用于其重、運輸、冶金、礦山、水泥、建筑、化工、紡織等機械的減速傳動。有關標準減速器的主要參數、技術指標及其選用方法，可參閱機械工程手冊或機械設計手冊中的有關部分。除標準減速器外，工業(yè)中還廣泛設計、制造和使用非標準減速器。在這對非標準減速器的設計要點將予介紹。圖1帶式輸送機傳動方案圖二、設計方案2.1電動機的選擇運輸機工作所需功率Pw=鏈條的傳動效率η1=0.88電動機的輸出功率P=電動機的輸出功率應該略大于工作裝置功率查【1】表8-184選Y132M1-6電動機，其主要參數如下：電動機額定功率P4.5KW電動機滿載轉速1000r/min2.2傳動裝置傳動比及各級傳動比的分配傳動裝置的總傳動比i滾筒的轉速nw=6×10電動機的轉速nm=1000r/mini=nm選鏈條的傳動比i1=3減速器的傳動比i2=i減速器傳動比較小可采用一級傳動。2.3計算傳動裝置的運動和動力參數各軸的轉速輸入軸轉速n1=1000r/min輸出軸轉速n2=n各軸的輸入功率P1=P2=4.0KW各軸的轉矩輸入軸的轉矩：T1=9550p輸出軸的轉矩：T2=9550p三、結構設計與計算3.1齒輪設計計算齒輪精度類型材料選擇選用7級精度的直齒圓柱齒輪，小齒輪選用40Cr(調質)，硬度280HBS；大齒輪選用45鋼（調質），硬度240HBS齒輪的齒數選小齒輪齒數24，大齒輪齒數為24×3.72=89.2889按齒面接觸疲勞強度求齒輪的分度圓直徑由【2】設計計算公式（10-9a）即d1t≥2.32確定公式內的各計算數值試選載荷系數KT=1.3小齒輪傳遞的轉矩T1=38.2×104N/mm由【2】表10-7選取齒寬系數φd=1由【2】表10-6差得材料的彈性影響系數ZE=189.8MPa0.5由【2】表10-21d查得齒面硬度差得小齒輪的接觸疲勞強度極限σHLim1=600MPa，大齒輪的接觸疲勞強度極限σHLim2=550MPa由【2】10-13計算應力循環(huán)次數N1=60n1JLH=60×960×1×（2×8×300×15）=4.147×109N2=1.296×109由【2】圖10-19取接觸疲勞壽命系數KHN1=0.90；KHN2=0.93。計算接觸疲勞需用應力取失效率為1%，安全系數S=1，由【2】公式（10-12）得[σH]1=KHN1σlim1s=[σH]2=KHN2σlim2s0.93(2)、計算分度圓直徑d1td=2.32=47.67mm2)圓周速度vv=πd3)齒寬bb=φdd1t=47.67mm4)模數m齒高hm=dh=2.25m=4.5mmbh5)計算動載系數根據v=2.49m/s,7級精度，由【2】圖10-8查得動載系數Kv=1.08直齒輪，KHα=KFα=1由【2】表10-2查得使用系數KA=1由【2】表10-4用插值法查得7級精度，小齒輪相對于支撐非對稱布置時，KHΒ=1.309。由bh=10.6,KHKFΒ=1.35;故載荷系數K=KAKVKHαKHβ=1×1.08×1×1.309=1.4146）按實際載荷系數校正所算得的分度圓直徑，由【2】（10-10a）得d1=d1t37)計算模數mm=d1z=按齒根彎曲疲勞強度設計計算由【2】式（10-5）得彎曲強度的設計公式為m≥確定公式內的各計算數值由【2】圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限σFE1=500MPa；大齒輪的彎曲疲勞極限σFE2=380MPa；由【2】圖10-18取彎曲疲勞的壽命系數KFN1=0.85MPa,KFN2=0.88MPa;3)計算彎曲疲勞許用應力。取彎曲疲勞安全系數S=1.4，由【2】式（10-12）得[σF]1=KFN1σFE1S[σF]2=KFN2σFE2S=0.88×3804)計算載荷系數KK=KAKVKFαKFβ=1×1.08×1×1.35=1.4585）查取齒形系數由【2】表10-5查得YFa1=2.65;YFa2=2.206)由【2】表10-5查得YSa1=1.58;YSa2=1.787)計算大、小齒輪的YFaYFa1YSa1YFa2YSa2大齒輪的數值較大設計計算m≥3對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數m小于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數，由于齒輪模數m的大小主要取決于彎曲強度所決的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關，可取由齒面接觸疲勞強度算得的模數2.0。圖23.2軸的設計計算軸的材料選擇45鋼，[τT]=25MPa—40MPa軸的最小直徑d，由【2】（15-1）[τT]≥d1≥3d2≥3由于輸入軸1是齒輪軸根據齒輪輪轂的尺寸將軸的最小直徑設定為25mm,將大齒輪的最小直徑設定為32mm圖3按彎扭合成條件對軸進行校核由【2】（10-13）可以求出軸上所受的切向力Ft徑向力FrFt=2TFr=Fttanα=5.9KN×tan20°=2.1KN由力和力矩的平衡求出FNH1,FNH2,FNV1,FNV2FNH1+FNH2=Ft；FNH1×（L1+L2）-Ft×L2=0FNV1+FNV2=Fr；FNV1×(L1+L2)－FNV2×L2＝0L1=44mm，L=64mm；聯立方程可解得：FNH1=3.5KNFNH2=2.4KNFNV1=1.24KNFNV2=0.86KN作出彎扭組合圖圖4求水平方向上豎直方向上及危險面上的力矩MH=154N·MMV=54.56N·MM=2MH25）求轉矩TT=T2=142.1N·M6）已知了彎矩和扭矩的最大值都發(fā)生在齒輪的受力中心所在軸上，故該截面為危險截面?？砂吹谌龔姸壤碚撨M行校核。由【2】（15-4）σca環(huán)應力，當扭轉切應力為靜應力是，取α≈0.3對于直徑為d1t的圓軸，彎曲應力為σ=M扭轉應力為τ=T則軸的彎扭合成強度條件為：σ即163.382+當[σ-1]取最小值25MPad2=32mm>d,則該軸是安全的。同理校核齒輪軸也是安全的。3.3軸承和鍵的選擇軸承的選擇。軸承只承受徑向力所以選擇深溝球軸承。因為輸入軸和輸出軸裝軸承部分的直徑分別為30mm，40mm。可以選擇軸承類型為分別為6306和6308。鍵類型的選擇。根據鍵所在部分的軸的長度分別為60mm,48mm，查【1】表8-16查得相對應的鍵分別為普通A型平鍵：GB/T1096-2003、鍵10×8×50GB/T1096-2003、鍵14×9×40附件設計4.1軸及軸承的潤滑軸與軸承的內圈，軸承的內外圈和滾動體之間都有摩擦，如果沒有潤滑軸和軸承將會在很短的時間內損壞。在摩擦面間加入潤滑劑不僅可以降低摩擦，減輕磨損，保護零件不遭銹蝕，而且在采用循環(huán)潤滑時還能起到散熱降溫的作用。由于液體的不可壓縮性，潤滑油膜還具有緩沖、吸震得作用。根據軸和軸承的運動條件選擇潤滑油潤滑，潤滑方式采用飛濺潤滑方式。4.2箱體的設計和密封由齒輪和軸的作用尺寸來確定箱體的形狀尺寸。箱體的總長L=353mm，總寬B=225mm，總高H=252mm，箱體壁厚σ=8mm。在箱體的封蓋面上設計又環(huán)形油槽可以潤滑油進行回收重復利用。為了便于觀察箱體內部零件的運行情況在箱體端蓋上還設有觀察窗，在箱體兩端設計有兩個掛鉤，以便于對箱體進行搬運。箱體采用的是以螺栓螺母的安裝來對箱