帶式輸送機傳送裝置

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1、機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書設(shè)計題目 帶式輸送機傳送裝置 飛行器制造工程 專業(yè) 05010902班設(shè) 計 者 李啟晨指導(dǎo)老師 袁茹2012年07月08日西北工業(yè)大學(xué)計算項目及內(nèi)容主要結(jié)果一、設(shè)計題目（4-E）1.題目說明設(shè)計一帶式輸送機傳動用的二級圓柱齒輪展開式減速器。傳動簡圖如下圖所示： 1電動機；2聯(lián)軸器；3減速器；4鏈傳動；5輸送帶鼓輪2.已知條件題號輸送帶牽引力 F/KN輸送帶的速度 V/（m/s）輸送帶滾筒的直徑D/mm 4E2.71.1 400連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，工作時有輕微震動；使用期10年（每年300個工作日）；小批量生產(chǎn)，輸送機工作軸轉(zhuǎn)速允許誤差為5%；帶式輸送機的傳動效率為0.96

2、二、運動參數(shù)計算1.電動機選擇初選電動機轉(zhuǎn)速n=1500r/min聯(lián)軸器的效率為，高速級齒輪組和低速級齒輪組的效率為和，鏈傳動的效率為，帶式輸送機的效率為，軸承效率為= 0.98 取精度為IT=7= 0.96 選擇滾子鏈傳動= 0.99 彈性套柱銷聯(lián)軸器= 0.96 由已知條件得到= 0.99 選用角接觸球軸承工作機所需功率：= 3.09KW傳動裝置的總效率 =0.89電動機所需功率：=3.47KW根據(jù)以上數(shù)據(jù)選擇電動機參數(shù)如下:工作功率= 4KW，轉(zhuǎn)速= 1440r/minY112M-4三相異步電動機滿足要求,可供選用.軸伸出端直徑= 28mm 長度E= 60mm 鍵槽截面尺寸F*G*D=8

3、*24*28電動機中心高112mm2.傳動比選擇根據(jù)各類機械傳動的傳動比范圍及傳動比分配原則選擇各傳動比： i=nm/nw=1440/67.14=27.42高速級傳動比;i1=3.45低速級傳動比i2=3；鏈輪傳動比i3=33各軸傳動參數(shù)(1) 各軸的轉(zhuǎn)速n(r/min)的確定 高速軸的轉(zhuǎn)速： 中間軸的轉(zhuǎn)速： 低速軸的轉(zhuǎn)速： 滾筒軸的轉(zhuǎn)速：(2) 各軸的輸入功率（KW） 高速軸的輸入功率： 中間軸的輸入功率： 低速軸的輸入功率：(3) 各軸的輸入扭矩（Nm） 高速軸的輸入扭矩： 中間軸的輸入扭矩：Nm 低速軸的輸入扭矩：三、傳動零件設(shè)計 1.高速級齒輪傳動計算(1) 選定齒輪類型，精度等級，材

4、料及齒數(shù)1) 選用斜齒圓柱齒輪2) 初選小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。3) 精度等級取7(GB10095-88)4) 初選小齒輪齒數(shù)，則大齒輪齒數(shù)，取51單排鏈傳動，初選螺旋角=14(2) 按按齒面接觸強度設(shè)計 （1.1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值1) 工作時有輕微振動，選Kt=1.62) 由參考文獻(xiàn)2圖10-30選取區(qū)域系數(shù)ZH=2.4353) 由參考文獻(xiàn)2表10-7選取齒寬系數(shù)d=14) 由參考文獻(xiàn)2圖10-26查得5) 小齒輪轉(zhuǎn)距6) 由參考文2表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)7) 由參考文獻(xiàn)2圖

5、10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限；大齒輪的接觸疲勞強度極限8) 由參考文獻(xiàn)2式（10-13）計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)9) 由參考文獻(xiàn)2圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù) ；10) 計算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由參考文獻(xiàn)2式（10-12）得：計算各數(shù)據(jù)1) 試計算小齒輪分度圓直徑，有計算公式得2) 計算圓周速度m/s3) 計算齒寬b及模數(shù)4) 計算縱向重合度 5) 計算載荷系數(shù)K已知載荷平穩(wěn)，由參考文獻(xiàn)2表10-2選取使用系數(shù)取根據(jù)，7級精度，由參考文獻(xiàn)2圖10-8查得動載系數(shù)；由表10-4查得的計算公式和直齒輪的相同故；由參考文獻(xiàn)2圖10-13查得由表10-3

6、查得 故載荷系數(shù)6) 按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由參考文獻(xiàn)2式（10-10a）得 7) 計算模數(shù)(3) 按齒根彎曲強度設(shè)計由參考文獻(xiàn)2式（10-17） 確定計算參數(shù)1) 計算載荷系數(shù)2) 根據(jù)縱向重合度，從參考文獻(xiàn)2圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)Yb=0.883) 計算當(dāng)量齒數(shù)4) 查取齒型系數(shù)由參考文獻(xiàn)2表10-5查得；5) 查取應(yīng)力校正系數(shù)由參考文獻(xiàn)2表10-5查得；6) 由參考文獻(xiàn)2圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞極限，大齒輪的彎曲疲勞極限7) 由參考文獻(xiàn)2圖10-18，查得彎曲疲勞壽命系數(shù)，；8) 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞許用應(yīng)力S=1.4，由文獻(xiàn)2式（10-12

7、）得 9) 計算大，小齒輪的 ，并加以比較大齒輪的數(shù)值大設(shè)計計算對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)大于由齒跟彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)，取，已可滿足彎曲強度。但為了同時滿足接觸疲勞強度，需按接觸疲勞強度算出的分度圓直徑=41.19mm來計算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由 取20則 取69(4) 幾何尺寸計算1) 計算中心距 將中心距圓整為92mm。2) 按圓整后的中心距修正螺旋角 因b值改變不多，故參數(shù)、等不必修正。3) 計算大、小齒輪的分度圓直徑 4) 計算齒輪寬度 圓整后取；。2.低速級齒輪傳動計算(1) 選定齒輪類型，精度等級，材料及齒數(shù)1) 選用斜齒圓柱齒輪2) 初選小齒輪材料小齒輪材

8、料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。3) 精度等級取74) 初選小齒輪齒數(shù)，則大齒輪齒數(shù)，取73。初選螺旋角=14(2) 按按齒面接觸強度設(shè)計 （1.1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值1) 工作時有輕微振動，選Kt=1.62) 由參考文獻(xiàn)2圖10-30選取區(qū)域系數(shù)ZH=2.4353) 由參考文獻(xiàn)2表10-7選取齒寬系數(shù)d=14) 由參考文獻(xiàn)2圖10-26查得5) 小齒輪轉(zhuǎn)距T2=87.86Nm6) 由由參考文2表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)7) 由參考文獻(xiàn)2圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限；大齒輪的

9、接觸疲勞強度極限8) 由參考文獻(xiàn)2式（10-13）計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)9) 由參考文獻(xiàn)2圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù) ；10) 計算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由參考文獻(xiàn)2式（10-12）得：計算數(shù)據(jù)1) 試計算小齒輪分度圓直徑，有計算公式得取=52mm2) 計算圓周速度3) 計算齒寬b及模數(shù)4) 計算縱向重合度 5) 計算載荷系數(shù)K已知載荷平穩(wěn)，由參考文獻(xiàn)2表10-2選取使用系數(shù)取根據(jù)，7級精度，由參考文獻(xiàn)2圖10-8查得動載系數(shù)；由表10-4查得的計算公式和直齒輪的相 同故；由參考文獻(xiàn)2圖10-13查得由表10-3查得 故載荷系數(shù)6) 按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓

10、直徑，由參考文獻(xiàn)2式（10-10a）得： mm7) 計算模數(shù)mm(3) 按齒根彎曲強度設(shè)計由參考文獻(xiàn)2式（10-17） 確定計算參數(shù)1) 計算載荷系數(shù)2) 根據(jù)縱向重合度，從參考文獻(xiàn)2圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)Yb=0.8753) 查取齒型系數(shù)由參考文獻(xiàn)2表10-5查得YFa1=2.5919；YFa2=2.2202,4) 查取應(yīng)力校正系數(shù)由參考文獻(xiàn)2表10-5查得；Ysa1=1.5964,Ysa2=1.76985) 由參考文獻(xiàn)2圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞極限，大齒輪的彎曲疲勞極限6) 由參考文獻(xiàn)2圖10-18，查得彎曲疲勞壽命系數(shù)，；7) 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞許用應(yīng)力S

11、=1.4，由文獻(xiàn)2式（10-12）得 8) 計算大，小齒輪的 ，并加以比較大齒輪的數(shù)值大 設(shè)計計算對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)大于由齒跟彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)，取mn=2mm，已可滿足彎曲強度。但為了同時滿足接觸疲勞強度，需按接觸疲勞強度算出的分度圓直徑=77.2mm來計算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由 取Z1=28則Z2=28x3=84取85(4) 幾何尺寸計算1) 計算中心距 將中心距圓整為117mm。2) 按圓整后的中心距修正螺旋角 因b值改變不多，故參數(shù)、等不必修正。3) 計算大、小齒輪的分度圓直徑 mmmm4) 計算齒輪寬度 圓整后取B1=65；B2=60。小結(jié)： 項目d/

12、mmzmn/mmB/mm材料高速級齒輪141.352024040Gr齒輪2142.656924545鋼低速級齒輪357.98282.57540Gr齒輪4182.23852.57045鋼 四、鏈傳動計算選擇材料40,50.ZG310570.熱處理回火熱處理硬度4050HRC無劇烈振動及沖擊的鏈輪1. 選擇鏈輪齒數(shù)取小鏈輪齒數(shù)=21取大鏈輪齒數(shù)=321=632. 確定計算功率查表的=1.1, =1.21,單排鏈=1,則計算功率的=4.962KW3. 選擇;鏈條型號和節(jié)距根據(jù)=4.962KW, =156.9r/min ,由2查圖9-11可選20A， ,查表9-1得鏈條節(jié)距為p=31.75mm4. 計

13、算鏈節(jié)數(shù)和中心矩初選中心矩=(3050)p=(3050)31.75=952.51587.5取=1000mm鏈節(jié)數(shù)=106.35 取=110 查表取中心矩計算系數(shù)=0.24421最大中心矩=1055mm5. 計算鏈速V,確定潤滑方式=6.04m/s由=6.04m/s和鏈號20A查圖9-14可知應(yīng)采用油池潤滑或油盤飛濺潤滑6. 計算壓軸力軸材料為45號鋼,調(diào)質(zhì)處理有效圓周力: =617.1N鏈輪水平布置時的壓軸力系數(shù)=1.15,則壓軸力為=1.15617.2=707.98N五、軸的設(shè)計及校核1. 材料選用及熱處理軸一選用40Cr,調(diào)質(zhì)處理軸二、軸三均選用45，調(diào)質(zhì)處理由參考文獻(xiàn)2表15-3查得、2

14、. 估算最小直徑(按扭轉(zhuǎn)強度)由參考文獻(xiàn)2表15-3確定=110mm=15.41mm(按一個鍵槽,軸頸增大7%為17mm)考慮到彈性套柱銷聯(lián)軸器的規(guī)格,取最小直徑為=25mm(第二根) =115mm=23.98mm(考慮到兩個鍵槽,軸頸增大15%為27.577mm) =28mm考慮到角接觸球軸承的規(guī)格,取最小直徑為=30mm(第三根)=115mm=33.06mm(考慮到兩個鍵槽,軸頸增大15%為38.02mm)=39mm考慮到與鏈輪連接，取最小直徑為=40mm3. 軸的設(shè)計校核(對于軸1) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計：根據(jù)所設(shè)計的齒輪及選用的軸承7206C、聯(lián)軸器，設(shè)計計算每一段的長度寬度，并根據(jù)定位確定軸

15、肩的高度及寬度。1.求齒輪上的載荷：齒輪的分度圓直徑=41.35mm扭矩=26.26查得軸承7206C的a=14.2，B=16.做出軸的受力分析，得到：，47608，22763。52770 六、軸承校核1. 角接觸球軸承7211C的基本額定動載荷 =52.8 KW,基本額定靜載荷=40.5KW。2. 徑向載荷=596-162=434N=274+75=349N=2584N=1799N3.軸向力： 軸承派生軸向力 =是對應(yīng)表13-5中 =的Y值Y=1.6 E=0.37 NNN=1.當(dāng)量動載荷和和 對軸承1：，對軸承2，因軸承運轉(zhuǎn)中存在輕微沖擊 則 2.驗算軸承則因為則所以按照軸承1的受力大小驗算。

16、年，則：滿足軸承壽命要求。七 、鍵的選用以及校核（軸一）1. 與聯(lián)軸器連接的鍵的選擇:普通平鍵A型,主要參數(shù)L=32T為第一根軸的扭矩 T=26263N*mmk=0.5h=3.5mml=32-8=24mmd=25mm鍵連接強度計算 因為載荷性質(zhì)為輕微沖擊鍵的材料為鑄鐵為5060MPa所以滿足強度條件（軸二）1. 與大齒輪連接的鍵的選擇:普通平鍵A型,主要參數(shù)L=56T為第二根軸的扭矩T= 87861N*mmk=0.5h=4mml=56-10=46mmd=35mm鍵連接強度計算 因為載荷性質(zhì)為輕微沖擊鍵的材料為鑄鐵為5060MPa所以滿足強度條件2. 與小齒輪連接的鍵的選擇:普通平鍵A型,主要參

17、數(shù)L=28T為第二根軸的扭矩T= 87861N*mmk=0.5h=4mml=28-10=18mmd=35mm鍵連接強度計算 因為載荷性質(zhì)為輕微沖擊鍵的材料為鋼，為120MPa所以滿足強度條件（軸三）3. 與齒輪連接的鍵的選擇:普通平鍵A型,主要參數(shù)L=56T為第三軸的扭矩 226150N*mmk=0.5h=5.5mml=56-18=38mmd=60mm鍵連接強度計算 因為載荷性質(zhì)為輕微沖擊鍵的材料為鑄鐵為5060MPa所以滿足強度條件4. 與鏈輪連接的鍵的選擇:材料為鋼=120MPa主要參數(shù)及強度校核bh=149L=36mmd=45mm=101.87=120MPa所以滿足強度條件八、減速箱的設(shè)

18、計箱體采用水平刨分式，刨分面與軸線平面重合，將箱體分為箱蓋和箱座兩部分。材料選為HT150。箱體設(shè)計主要是在滿足強度，鋼度的前提下，同時考慮結(jié)構(gòu)緊湊，制造方便，重量輕及使用等方面要求進行設(shè)計。鑄鐵減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸之一 名稱符號圓柱齒輪減速器箱座壁厚a:高速級與低速級的中心矩0.025a+3=5.625 8mm箱蓋壁厚8地腳螺拴直徑20地腳螺拴數(shù)目4鑄鐵減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸之二名稱符號尺寸關(guān)系箱座凸緣厚度1.5=12箱蓋凸緣厚度 1.5=12箱座底凸緣厚度2.5=20軸承旁連接螺拴直徑0.75=16箱蓋與箱座連接螺拴直徑(0.50.6)=12軸承蓋螺釘直徑軸承7211C為8；軸承7206為 6；

19、視孔蓋螺釘直徑8定位銷直徑10 , ,至外箱壁距離26,22,18,至凸緣邊緣距離24,16軸承旁凸臺半徑20凸臺高度待定外箱壁至軸承座端面距離45大齒輪齒頂圓與內(nèi)箱壁距離38箱座肋厚8軸承蓋外徑軸承7211C 為 140 軸承7206C 為 92軸承旁連接螺拴距離軸承7211C 為 120 軸承7206C 為 77九 、減速器的潤滑及密封選擇軸承潤滑采用脂潤滑,在軸上加裝甩油環(huán)。 附 轉(zhuǎn)軸最高軸1 m/s所以可選氈圈密封十.減速器的附件選擇及說明1. 視孔和視孔蓋確定檢查孔尺寸為為120， ， ， =箱體寬- ， 螺釘數(shù)， ， ， 2. 通氣器的選用選擇簡易式通氣器；3. 游標(biāo)的選用選用圓形

20、游標(biāo)，尺寸為：4. 油塞的選用六角螺塞及封油圈尺寸：5. 吊鉤吊耳的選用吊鉤尺寸為： 吊耳尺寸為: d=b=15，R=15，e=156. 定位銷尺寸確定定位銷直徑可取（為凸緣上螺栓的直徑）長度應(yīng)大于分箱面凸緣的總厚度。選用d=10mm，l=32mm7. 起蓋螺釘?shù)拇_定為便于開啟箱蓋，在箱蓋側(cè)邊的凸緣上裝一個啟蓋螺釘。取的螺釘，材料為。設(shè)計總結(jié)通過這次二級展開式圓柱斜齒輪減速器的課程設(shè)計，我對機械機構(gòu)及其零件的設(shè)計流程和設(shè)計規(guī)范有了基本的認(rèn)識。同時，也應(yīng)用了以前在畫法幾何、機械制圖、材料力學(xué)、機械原理、機械設(shè)計等課程中學(xué)到的基礎(chǔ)知識，使我對這些知識的掌握更加深了一步。在這次設(shè)計的過程中，我體會最

21、深的就是經(jīng)驗在機械設(shè)計中的重要性。如果沒有詳細(xì)、可靠的指導(dǎo)，一個人是很難完成最初的設(shè)計部分的。當(dāng)然，這也會對后面的設(shè)計造成很大的麻煩。例如，在本次設(shè)計中，裝配底圖的繪制一定要嚴(yán)格按照書上給定的流程，否則后面的一系列定位都將難以處理。最后就是最初的設(shè)計中難免有錯誤，而且有些錯誤往往在設(shè)計快結(jié)束時才表現(xiàn)出來。雖然這次作業(yè)中已經(jīng)無法修改或來不及修改，但是我們應(yīng)該記住這次教訓(xùn)，在以后的設(shè)計工作中盡量避免這些錯誤?！緟⒖假Y料】1、 機械設(shè)計課程設(shè)計.李育錫.高等教育出版社 20082、 機械設(shè)計. 第八版. 濮良貴，紀(jì)名剛. 高等教育出版社，20063、 機械原理. 第七版. 孫桓，陳作模，葛文杰. 高等教育出版社，20064、 工程制圖基礎(chǔ). 第二版. 孫根正，王永平. 西北工業(yè)大學(xué)出版社，20055、 機械制圖. 第二版. 臧宏琦，王永平. 西北工業(yè)大學(xué)大學(xué)出版社，20046、 機械精度設(shè)計與檢測技術(shù) 王玉 國防工業(yè)出版社，20087、 AUTOCAD2007中文版標(biāo)準(zhǔn)教程 夏文秀，倪祥明，胡仁喜，2006電動機工作功率= 4KW，轉(zhuǎn)速= 1440r/min選擇Y112M-4三相異步電動機各級傳動比：i1=3.45i2=3i3=3i=27.43各軸轉(zhuǎn)速：各軸功率：各軸扭矩：mm mm24