機械設計基礎課程設計說明書-帶式輸送機傳動裝置設計計算說明書.doc

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1、帶式輸送機傳動裝置設計計算說明書 目 錄一 課程設計任務書 .1二 設計要求 .2三 設計步驟 .21. 傳動裝置總體設計方案 .22. 電動機的選擇.23. 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比 .44. 普通V帶的設計.55.齒輪的設計 .76. 滾動軸承和傳動軸的設計.97.鍵聯接設計.168. 箱體結構的設計.179.潤滑密封設計 .18四 設計小結 .20五 參考資料 .21一 課程設計任務書課程設計題目：設計帶式運輸機傳動裝置（簡圖如下）1輸送帶2滾筒3聯軸器4減速器5V帶傳動 6電動機1.設計條件：1） 及其年產量：大批；2） 及其工作環(huán)境：多塵；3） 及其在和特性：中等沖擊；4）

2、 機器最短工作年限：4年3班。2.原始數據：運送帶工作拉力F/KN運輸帶工作速度v/(m/s)卷筒直徑D/mm1.91.2230二. 設計要求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.設計計算說明書一份。三. 設計步驟1. 傳動裝置總體設計方案1）外傳動機構為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聯軸器； 4減速器；5V帶傳動；6電動機2、電動機的選擇1）選擇電動機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，全封閉自扇冷式結構，電壓380V。2）選擇電動機的容量工作機的有效功率為從電

3、動機到工作機傳送帶間的總效率為 由機械設計課程設計表9-11可知： ： V帶傳動效率 0.96 ：滾動軸承效率 0.99（球軸承） ：齒輪傳動效率 0.97 （7級精度一般齒輪傳動） ：聯軸器傳動效率 0.99（彈性聯軸器） ：卷筒傳動效率 0.96所以電動機所需工作功率為 3）確定電動機轉速而工作機卷筒軸的轉速為 所以電動機轉速的可選范圍為：綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、質量及價格等因素，為使傳動裝置結構緊湊，決定選用同步轉速為1000的電動機。 根據電動機類型、容量和轉速，由機械設計課程設計表15-1選定電動機型號為Y132S-6。其主要性能如下表：電動機型號額定功率/kw滿載轉速/(r

4、/min)Y132S-6 3 960 2.0 2.03.計算傳動裝置的總傳動比并分配傳動比(1).總傳動比為 (2).分配傳動比 考慮潤滑條件等因素，初定 1).各軸的轉速 I軸 II軸 III軸 卷筒軸 2).各軸的輸入功率 I軸 II軸 III軸 卷筒軸 3）.各軸的輸入轉矩 I軸 II軸 III軸 卷筒軸 將上述計算結果匯總與下表，以備查用軸名功率P/kw轉矩T/(Nmm)轉速n/(r/min)傳動比效率I軸2.739602.530.95II軸2.623803.800.96III軸2.4910010.954.普通V帶的設計：1. 確定計算功率查表5.22確定工作情況系數，即2. 選擇V帶

5、型號根據和，查表5.102選擇A型帶3. 確定帶輪直徑（1）查表5.42選取A型帶帶輪基準直徑（2）驗算帶速在推薦值范圍內，合適確定大輪基準直徑。查表5.42，取驗算傳動比誤差理論傳動比實際傳動比傳動比誤差在允許范圍內，故合適4. 確定中心距a和帶的基準長度L 初選中心距 取 a=500mm 確定V帶的基準長度查表5.32選取基準長度計算實際中心距5. 計算小帶輪的包角6. 確定V帶根數 查表5.42可得單根V帶傳送的額定功率 查表5.52可得單根V帶傳送的額定功率增量 查表5.62可得包角系數 查表5.32可得長度系數 計算V帶根數 取3根7. 計算初拉力和壓軸力由式（5.17）2有由式（5

6、.18）2有5.齒輪的設計1） 選定材料及確定許用應力(1)按簡圖所示的傳動方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動。(2)材料選擇。由機械設計基礎表6.222選擇小齒輪材料為45鋼（調質），硬度為236HBS，,大齒輪為45鋼（正火），硬度為190HBS，,二者材料硬度差為60HBS。(3)由機械設計基礎表11-52,取， 2） 按齒面接觸強度設計齒數取，則 初選螺旋角14o取載荷系數為1.5，齒寬系數(機械設計基礎表6.5,6.6)2小齒輪上的轉矩取Z=188(機械設計基礎表11-4)2模數 取m=2.5中心距修正螺旋角：齒寬 取,按機械設計基礎2取m=2.5mm,實際的3） 驗算齒輪彎曲強度 齒形系數

7、（由機械設計基礎圖11-8和圖11-92可得） ， 齒形系數與需用彎曲應力的比值為： 較大，故需校核2的彎曲強度：校驗合格6.滾動軸承和傳動軸的設計(一).高速軸的設計.輸在軸上的功率、轉速和轉矩 由上可知：， 初步確定軸的最小直徑: 材料為45鋼，正火處理。根據機械設計基礎表14-2【2】取，于是，由于鍵槽的影響，故 輸出軸的最小直徑顯然是安裝帶輪處的直徑，取，根據帶輪結構和尺寸，取。齒輪軸的結構設計 初步確定了軸的各段和長度。帶輪處d1=25mm50mm油封處d2=30mm45mm左端軸承處d3= d2+5=35mm17mm齒輪處d4= d3+3=38mm68mm軸環(huán)處d5= d4+6=4

8、4mm.10mm右段軸承處d6=35 mm27 mm(2).軸上零件的周向定位 由機械設計課程設計表11-281查得帶輪與軸的周向定位采用平鍵連接。按選用普通平鍵。(二).低速軸的設計.輸出軸上的功率、轉速和轉矩 由上可知，.求作用在齒輪上的力 因已知低速大齒輪的分度圓直徑 圓周力： 徑向力： 軸向力：.初步確定軸的最小直徑 材料為45鋼，正火處理。根據機械設計基礎表14-22，取，于是，由于鍵槽的影響，故 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯軸器處軸的直徑。為了使所選的軸直徑與聯軸器的孔徑相適應，故需同時選取聯軸器型號。聯軸器的計算轉矩，查機械設計基礎表14-12，取，則： 按照計算轉矩應小于聯軸器

9、公稱轉矩的條件，查機械設計課程設計表13-11，選用LX2型聯軸器，半聯軸器的孔徑 ，故取，半聯軸器與軸配合的轂孔長度.軸的結構設計初步確定了軸的各段和長度。數據統(tǒng)計如下表：聯軸器處d1=35mm58mm油封處d2=35+5=40mm45mm右端軸承處=40+5=45mm29mm齒輪處 d4=48mm.63mm軸環(huán)處d5= 56 mm10mm左端軸承處=d3=mm19 mm(2).軸上零件的周向定位 齒輪、半聯軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按由機械設計課程設計表11-281查得齒輪與軸的連接，選用普通平鍵，同樣，半聯軸器與軸的連接，選用平鍵為。滾動軸承與軸的周向定位是由過度配合來保證的。.

10、求軸上的載荷L=86.6mm,K=73.2mm作軸的空間受力簡圖（圖1）作水平面受力圖及彎矩圖（圖2）作垂直面受力圖及彎矩圖（圖3）作合成彎矩（圖4）作轉矩T圖（圖5）作當量彎矩圖（圖6）1535855610zyxFAHFAVAFr2Fa2CBFBHFBVDFAHFa2Fr2d2/2FBHFQMH2141880025139080FAVFt2FBH1158.255561095067139080238600199595III可知，I處截面當量彎矩最大，故應對此進行校核 由表查得，對45鋼故按機械設計基礎（11.3）2得 因此該軸符合要求(三).滾動軸承的校核軸承的預計壽命 (1).已知，兩軸承的徑

11、向反力 由選定的角接觸球軸承7209C，軸承內部的軸向力 (2).因為，所以 (3). 查手冊可得7209C型軸承 由表查得 (4).計算當量載荷、 對于軸承1 故X=0.44 Y=1.48 中等沖擊 則 對于軸承2 故X=0.44 Y=1.48 (5).軸承壽命計算 由于，取，角接觸球軸承，取， 故滿足預期壽命。7.鍵聯接設計 .帶輪與輸入軸間鍵的選擇及校核軸徑，輪轂長度，查手冊，選A型平鍵，其尺寸為，(GB/T 1095-2003)現校核其強度：, 查手冊得，因為，故鍵符合強度要求。.輸出軸與聯軸器間鍵的選擇及校核軸徑，輪轂長度，查手冊，選A型平鍵，其尺寸為，(GB/T 1095-2003

12、)現校核其強度：, 查手冊得，因為，故鍵符合強度要求。.輸出軸與大齒輪間鍵的選擇及校核軸徑，輪轂長度，查手冊，選A型平鍵，其尺寸為，(GB/T 1095-2003)現校核其強度：, 查手冊得，因為，故鍵符合強度要求。8.箱體結構的設計減速器的箱體采用鑄造（HT200）制成，采用剖分式結構為了保證齒輪佳合質量，1.機體有足夠的剛度在機體為加肋，外輪廓為長方形，增強了軸承座剛度2.考慮到機體內零件的潤滑，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，齒頂到油池底面的距離H大于40mm為保證機蓋與機座連接處密封，聯接凸緣應有足夠的寬度，聯接表面應精創(chuàng)，其表面粗糙

13、度為3.機體結構有良好的工藝性.鑄件壁厚為8mm，圓角半徑為R=5。機體外型簡單，拔模方便.4.對附件設計 A 視孔蓋和窺視孔：查閱機械設計課程設計表14.71在機蓋頂部開有窺視孔，能看到 傳動零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進行操作，窺視孔有蓋板，機體上開窺視孔與凸緣一塊，有便于機械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強密封，蓋板用鑄鐵制成，用M8緊固 B 油螺塞：查閱機械設計課程設計表14.141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，以便放油，放油孔選用六角螺塞M18堵住，因此油孔處的機體外壁應凸起一塊，由機械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。 C

14、油標：查閱機械設計課程設計表14.131選用桿式油標M12.油標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，以防油進入油尺座孔而溢出.。 D通氣孔：查閱機械設計課程設計表14.81由于減速器運轉時，機體內溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達到體內為壓力平衡.工作環(huán)境多塵，所以要選用帶過濾網的通氣孔。 E位銷：為保證剖分式機體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機體聯結凸緣的長度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度. F吊鉤：在機蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運較重的物體.9. 潤滑密封設計潤滑： 1. 嚙合件的潤滑減速器的嚙合件為斜齒圓柱

15、齒輪，運轉速度低，且存在中等沖擊，故適于選用粘度較大的潤滑油。查閱機械設計手冊3，選用L-CKB型工業(yè)閉式齒輪油（GB 5930-1995 ）,主要性能指標如表11.1所示。表11.1 L-CKB型工業(yè)閉式齒輪油（GB 5930-1995 ）性能指標粘度等級（按GB/T 3141-1994）運動粘度粘度指數不小于閃點（開口）/不低于傾點/不高于4010032028835290180-8潤滑方法：油輪潤滑潤滑裝置：油池軸承的潤滑減速器所用軸承為角接觸球軸承（），工作環(huán)境多塵且存在中等沖擊，故選用ZN-3型納基潤滑脂3（GB/t 492-1989）。其主要性能如表11.2所示。表11.2 ZN-3

16、型納基潤滑脂性能指標滴點/不低于工作錐入度/（1/10mm)160220250潤滑方法：連續(xù)無壓潤滑潤滑裝置：設備的機殼密封：1. 軸承的密封角接觸球軸承潤滑方式已選用脂潤滑，工作環(huán)境多塵且轉速較小，故密封方式選用橡膠唇形密封圈密封。根據油封處軸段的軸徑，選擇合適大小的密封圈1。高速軸選用d=30mm的橡膠唇形密封圈（GB/T 1387.1-1992）。低速軸選用d=40mm的橡膠唇形密封圈（FZ/T 1387.1-1992）。2. 油塞的密封油塞密封選用與其相配合使用的紙封油圈1（ZB 71-1962）。四 設計小結這次關于帶式運輸機上的單級展開式圓柱齒輪減速器的課程設計是我們真正理論聯系實

17、際、深入了解設計概念和設計過程的實踐考驗，對于提高我們機械設計的綜合素質大有用處。通過兩個星期的設計實踐，使我對機械設計有了更多的了解和認識.為我們以后的工作打下了堅實的基礎. 1機械設計是機械工業(yè)的基礎,是一門綜合性相當強的技術課程，它融機械制圖、機械設計基礎、工程力學、機械制造等于一體，使我們能把所學的各科的知識融會貫通，更加熟悉機械類知識的實際應用。2這次的課程設計,對于培養(yǎng)我們理論聯系實際的設計思想;訓練綜合運用機械設計和有關先修課程的理論,結合生產實際反系和解決工程實際問題的能力;鞏固、加深和擴展有關機械設計方面的知識等方面有重要的作用。3在這次的課程設計過程中,綜合運用先修課程中所

18、學的有關知識與技能,結合各個教學實踐環(huán)節(jié)進行機械課程的設計,一方面,逐步提高了我們的理論水平、構思能力、工程洞察力和判斷力,特別是提高了分析問題和解決問題的能力,為我們以后對專業(yè)產品和設備的設計打下了寬廣而堅實的基礎。4本次設計得到了指導老師的細心幫助和支持。衷心的感謝老師的指導和幫助.5設計中還存在不少錯誤和缺點，需要繼續(xù)努力學習和掌握有關機械設計的知識，繼續(xù)培養(yǎng)設計習慣和思維從而提高設計實踐操作能力。五 參考資料 1王連明,宋寶玉主編.機械設計課程設計(M).哈爾濱.哈爾濱工業(yè)大學出版社.2010.2宋寶玉,王瑜,張錚主編.機械設計基礎(M).哈爾濱.哈爾濱工業(yè)大學出版社.2010.3機械設計手冊編委會.機械設計手冊(第2,3卷).北京.機械工業(yè)出版社.2004. 第22頁