汽車發(fā)動機(jī)裝配車間帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置的虛擬設(shè)計及運(yùn)動學(xué)分析

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業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 題目 ： 汽車發(fā)動機(jī)裝配車間帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置的虛擬設(shè)計及運(yùn)動學(xué)分析 二級學(xué)院（直屬學(xué)部）： 機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化化 班級： 08 機(jī)三 學(xué)生姓名： 陳瑜 學(xué)號： 08010302 指導(dǎo)教師姓名： 劉羽 職稱： 副教授 評閱教師姓名： 蘇純 職稱： 副教授 2012 年 6 月 州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 I 摘 要 本文首先介紹了帶式輸送機(jī)傳動裝置的研究背景，闡述了齒輪、減速器等的相關(guān)內(nèi)容；根據(jù)帶式輸送機(jī)傳動裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計，論述電動機(jī)，傳動裝置的總傳動比及其分配，傳動裝置的運(yùn)動和動力裝置參數(shù)，帶傳動設(shè)計，密封與潤滑軸承的選擇，軸的設(shè)計，鍵的選擇，減速機(jī)箱體的設(shè)計，減速器附件 設(shè)計，齒輪傳動設(shè)計，齒輪和軸的選擇及其基本參數(shù)的選擇和幾何尺寸的計算，兩個主要強(qiáng)度的驗算。 本文完成了減速器的機(jī)械設(shè)計后，利用 件的有關(guān)命令完成一個一級圓柱齒輪減速器的三維模型及齒輪、軸、箱體等各個零件的三維建模，通過各個零件之間的配合關(guān)系加以約束，將各個零件模型裝配起來，標(biāo)準(zhǔn)零件由 入，裝配到減速器實(shí)體中去，完成裝配體，并利用該軟件生成二維工程圖，用干涉對零件各個部分進(jìn)行檢查，通過修改配合約束或者尺寸大小，消除零件之間的干涉情況，通過 仿真運(yùn)動功能，檢查、優(yōu)化設(shè)計方案，觀察齒輪的嚙合情況，并在最后輸出齒輪嚙合的動畫。實(shí)現(xiàn)了減速器的運(yùn)動仿真，完成了減速器在計算機(jī)上的虛擬設(shè)計。 關(guān)鍵詞 ： 帶式輸送機(jī) 傳動裝置 減速器 三維建模 仿真 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 a to to on to of In of it of of of to do in to up to of to of of to to to to in of by or to in of of of on 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 錄 緒論 ............................................................................................................................ 1 究課題的 背景 ..................................................................................................................... 式輸送機(jī)傳動裝置 研究現(xiàn)狀 ............................................................................................... 式輸送機(jī)傳動裝置 應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀 ................................................................................. 在的主要問題 ............................................................................................................ 題的研究內(nèi)容及 研究意義 ................................................................................................... 文的主要研究內(nèi)容 ...................................................................................................... 文的研究目標(biāo) .............................................................................................................. 課題研究得意義 .......................................................................................................... 第二章 傳動裝置 的設(shè)計 .......................................................................................................... 動裝置的總體設(shè)計 .............................................................................................................. 動方案的確定 ................................................................................................................ 動 機(jī) 的 選擇 ................................................................................................................... 動比的計算 及分配 ........................................................................................................ 動裝置運(yùn)動、動力參數(shù)的計算 ..................................................................................... 動件的設(shè)計 計算 .................................................................................................................... 傳動 的設(shè)計 ..................................................................................................................... 速級斜齒圓柱齒輪的設(shè)計計算 ..................................................................................... 速級斜齒圓柱齒輪的設(shè)計計算 ............................................................. ...................... 齒輪圓柱齒輪上作用力的計算 ........................................................................................... 軸 的設(shè)計 計算 ........................................................................................................................... 速軸 的設(shè)計與計算 ......................................................................................................... 速軸 的設(shè)計與計算 ......................................................................................................... 間 軸 的設(shè)計與計算 ......................................................................................................... 速器 箱體的結(jié)構(gòu)尺寸 .......................................................................................................... 滑 油的選擇與計算 ............................................................................................................. 件的設(shè)計 與選擇 ................................................................................................................... 第三章 傳動裝置 零件的三維建模與虛擬裝配 ................................................................. 件介紹 ........................................................................................................... 輪 的三維建模 ................................................................................................................... 的三維建模 ..................................................................................................................... 體、箱蓋的三維建模 ......................................................................................................... 承的三維建模 ...................................................................................................... ............. 蓋、油標(biāo)尺、觀察蓋 、放油螺塞 及通氣器的三維建模 .................................................. 第四章 傳動裝置 的裝配和仿真 ............................................................................................. 速器的 虛擬 裝配 ................................................................................................................ 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 高速軸組件 的裝配 ................................................................................................... 速軸組件 的裝配 ..................................................................................................... 間軸組件 的裝配 .................................................................................................... 和箱體的裝配 ....................................................................................................... 蓋、端蓋、觀察蓋等的裝配 ................................................................................ 釘、 銷、螺栓、起蓋螺釘?shù)难b配 ......................................................................... 速器干涉檢查 .......................................................................... .................................. 件介紹 .................................................................................................... 動仿真 ............................................................................................ 動分析 ............................................................................................ 設(shè)計總結(jié) ...................................................................................................................................... 致謝 ................................................................................................................................................ 參考文獻(xiàn) ..................................................................................................................................... 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 1 第一章 緒論 究課題的背景 隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)的不斷發(fā)展，機(jī)械設(shè)計中標(biāo)準(zhǔn)件的數(shù)量日益增多，這主要是因為采用標(biāo)準(zhǔn)件給產(chǎn)品的設(shè)計、制造、裝配帶來了很大的方便。設(shè)計人員如果能從 統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)件庫中獲得滿足設(shè)計要求的標(biāo)準(zhǔn)件，則可大大減少重復(fù)勞動，提高設(shè)計效率，從而縮短新產(chǎn)品的研制周期，所以，提供標(biāo)準(zhǔn)件庫或 者提供開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)件庫的工具是 統(tǒng)的一個重要組成部分，也是評價 統(tǒng)的一個重要指標(biāo)。 1995 年 11 月問世的一個大型三維 件，它一經(jīng)問世，即代表了三維 件的主流。它所具有的各種優(yōu)良性能吸引了越來越多的用戶，尤其是它對大型裝配的處理能力更是無與倫比的。但是，在裝配過程中，由于缺少標(biāo)準(zhǔn)件庫，在調(diào)用每一個標(biāo)準(zhǔn)件時，就需要像別的非標(biāo)零件一樣，重新建模。而 標(biāo)準(zhǔn)件的頻繁調(diào)用，大大降低了裝配效率，造成了時間和精力上的浪費(fèi)， 這不能不說是它的一個缺憾之處。 根 據(jù)以上所述發(fā)現(xiàn)，在 有必要添加這樣一個三維標(biāo)準(zhǔn)件庫 :①它具有常用的標(biāo)準(zhǔn)件、通用件 ;②具有建庫、擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)件的能力 ;③標(biāo)準(zhǔn)件庫的代碼少而精干，采用的技術(shù)應(yīng)便于實(shí)現(xiàn)與其他系統(tǒng)的集成。專門應(yīng)用領(lǐng)域的用戶可用它擴(kuò)充自己所需的標(biāo)準(zhǔn)件和通用件，既可減少開發(fā)費(fèi)用，又可提高開發(fā)效率和質(zhì)量。而且， 開放的體系，功能齊全的 數(shù)庫為標(biāo)準(zhǔn)件庫提供了強(qiáng)大的開發(fā)工具。 帶式輸送機(jī)是一種摩擦驅(qū)動以連續(xù)方式運(yùn)輸物料的機(jī)械。主要由機(jī)架、輸送皮帶、皮帶輥筒、張緊裝置、傳動裝置等組成。它可 以將物料在一定的輸送線上，從最初的供料點(diǎn)到最終的卸料點(diǎn)間形成一種物料的輸送流程。它既可以進(jìn)行碎散物料的輸送，也可以進(jìn)行成件物品的輸送。除進(jìn)行純粹的物料輸送外，還可以與各工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)流程中的工藝過程的要求相配合，形成有節(jié)奏的流水作業(yè)運(yùn)輸線。 帶式輸送機(jī)可以用于水平運(yùn)輸或傾斜運(yùn)輸，使用非常方便，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代化的各種工業(yè)企業(yè)中，如：礦山的井下巷道、礦井地面運(yùn)輸系統(tǒng)、露天采礦場及選礦廠中。 減速器是原動機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動裝置， 減速器產(chǎn)品是在原動機(jī)和工作機(jī)之間用于降低速度，增大扭矩的傳動裝置。減速 機(jī)的種類很多，以滿足于不同的機(jī)械傳動要求。由于廣泛應(yīng)用于國防、宇航、交通、建筑、冶金、建材、礦山等領(lǐng)域，所以減 速機(jī)是國家建設(shè)必不可少的配套件 設(shè)備。近代計算機(jī)技術(shù)與數(shù)控技術(shù)的發(fā)展使得機(jī)械加工精度、加工效率大大提高，從而推動了傳動機(jī)械產(chǎn)品的多樣化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化，以及造型藝術(shù)化，使產(chǎn)品更加精致、美觀。 但是，就目前來講，我國企業(yè)很少具有真正意義上的減速機(jī)綜合性能物理仿真試驗環(huán)境。大多數(shù)企業(yè)仍然停留在傳統(tǒng)觀念和生產(chǎn)組織方式上，通過經(jīng)驗和反復(fù)試驗來確定設(shè)計方案的可行性。在計算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，如何把企業(yè)的產(chǎn)品設(shè) 計與三維仿真系統(tǒng)有效的結(jié)合起來，以達(dá)到制造業(yè)高效、低成本、自動化的市場要求具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 2 式輸送機(jī)傳動裝置研究現(xiàn)狀 式輸送機(jī)傳動裝置 應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀 隨 著國家基礎(chǔ)建設(shè)力度的進(jìn)一步加大，近年來我國的減速機(jī)行業(yè)得到快速發(fā)展。根據(jù)減變速機(jī)分會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，去年，全行業(yè)共生產(chǎn)減速機(jī) 45 萬臺，實(shí)現(xiàn)銷售收入20 億元，出口約 1 億美元。 “ 十 二 五 ” 期間，由于國家整體經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，減速機(jī)行業(yè)經(jīng)濟(jì)總量的增長速度仍將達(dá)到兩位數(shù)。 減速機(jī)在我國的發(fā)展已有近 40 年的歷史，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)及國 防工業(yè)的各個領(lǐng)域。產(chǎn)品已從最初單一的擺線減速機(jī)，發(fā)展到現(xiàn)在五大類產(chǎn)品，即擺線減速機(jī)、無級變速器、齒輪減速機(jī)、蝸輪蝸桿減速機(jī)、電動滾筒。據(jù)初步統(tǒng)計，減速機(jī)用量比較大的行業(yè)主要有：電力機(jī)械、冶金機(jī)械、環(huán)保機(jī)械、電子電器、筑路機(jī)械、化工機(jī)械、食品機(jī)械、輕工機(jī)械、礦山機(jī)械、輸送機(jī)械、建筑機(jī)械、建材機(jī)械、水泥機(jī)械、橡膠機(jī)械、水利機(jī)械、石油機(jī)械等，這些行業(yè)使用減速機(jī)產(chǎn)品的數(shù)量已占全國各行業(yè)使用減速機(jī)總數(shù)的 60%～ 70%。 “ 十五、十一五 ” 期間，由于國家采取了積極的財政政策，固定資產(chǎn)投資力度加大，特別是基礎(chǔ)建設(shè) 的投資，使冶金、電力、建筑機(jī)械、建筑材料、能源等加快了發(fā)展，因此，對減速機(jī)的需求也逐步擴(kuò)大。隨著國家對機(jī)械制造業(yè)的重視，重大裝備國產(chǎn)化進(jìn)程的加快以及城市改造、場館建設(shè)等工程項目的開工，減速機(jī)市場前景看好，整個行業(yè)仍將保持快速發(fā)展態(tài)勢，尤其是齒輪減速機(jī)的增長將會大幅度提高，這與進(jìn)口設(shè)備大多配套采用齒輪減速機(jī)有關(guān)。因此，業(yè)內(nèi)專家希望企業(yè)抓緊開發(fā)制造齒輪減速機(jī)，尤其是大型硬齒面減速機(jī)及中、小功率減速機(jī)，以滿足市場的需求。 從行業(yè)內(nèi)企業(yè)發(fā)展情況來看，近年來，江蘇省、浙江省的民營企業(yè)發(fā)展速度很快，已經(jīng)成為行 業(yè)中的一支生力軍。此外，山東省淄博地區(qū)的減速機(jī)廠家也很多。一些發(fā)展速度較快的民營企業(yè)，在完成了原始積累后，不斷發(fā)展壯大。他們緊跟市場變化，及時調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，對產(chǎn)品質(zhì)量的要求也在不斷提高。為了增強(qiáng)競爭力，他們加大購置檢測設(shè)備、實(shí)驗設(shè)備以及擴(kuò)大廠房的資金投入，加工能力及技術(shù)水平提高很快，同時還重視人才的培養(yǎng)與引進(jìn)，企業(yè)已開始向規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。 在的主要問題 國內(nèi)的減速器多以齒輪傳動、蝸桿傳動為主，但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動比大而機(jī)械效率過低的問題。另外，材料品質(zhì)和工藝水平上還有許 多弱點(diǎn)。由于在傳動的理論上、工藝水平和材料品質(zhì)方面沒有突破，因此，沒能從根本上解決傳遞功率大、傳動比大、體積小、重量輕、機(jī)械效率高等這些基本要求。 國外的減速器，以德國、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位，特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢，減速器工作可靠性好，使用壽命長。但其傳動形式仍以定軸齒輪傳動為主，體積和重量問題，也未解決好。當(dāng)今的減速器是向著大功率、大傳動比、小體積、高機(jī)械效率以及使用壽 減速器廣泛應(yīng)用于國防、宇航、交通、建筑、冶金、建材、礦山等領(lǐng)域，它是進(jìn)行機(jī)械傳動的重要裝備，規(guī)格品種數(shù)以百萬計。我國傳統(tǒng)的減 速機(jī)生產(chǎn)方式是按照單臺套常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 3 設(shè)備要求進(jìn)行設(shè)計與制造，由于零部件差異大，互換性能差，生產(chǎn)周期長，制造成本高，跟不上國際同類產(chǎn)品發(fā)展步伐。在設(shè)計技術(shù)方面，我國減速機(jī)的設(shè)計、生產(chǎn)早已指定標(biāo)準(zhǔn)、形成系列，但總體上與國際相比 (主要是歐洲國家和日本 )仍有較大差距。有關(guān)資料顯示，國際上先進(jìn)的減速機(jī)不僅性能突出，而且在減速機(jī)關(guān)鍵部件的設(shè)計及計算方法、外形尺寸設(shè)計、安裝方式等方面很有借鑒價值。在機(jī)構(gòu)性能方面，目前我國存在的主要問題是精度低、生產(chǎn)效率低、使用壽命短，其中壽命短的問題尤為突出。隨著微機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，在微機(jī)上進(jìn)行 仿真 分析將是必然趨勢，在競爭日漸激烈的市場上，能夠快速的滿足市場需求成為企業(yè)生存的必要條件，虛擬樣機(jī)成為企業(yè)在商海中制勝的法寶。 題的研究內(nèi)容及研究意義 文的主要研究內(nèi)容 （ 1）第一章 :介紹減速器產(chǎn)品在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，分析實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計的關(guān)鍵所在，介紹 件的主要價值，以及選擇該課題的實(shí)際意義，提出對減速器參數(shù)化模型進(jìn)行性能分析研究的背景、意義和研究的主要內(nèi)容。 （ 2）第二章 : 傳動裝置的設(shè)計計算 （ 3）第三章 : 傳動裝置的三維建模 （ 4）第四章 : 傳動裝置的 裝配和仿真 （ 5）第五章 : 全文總結(jié)與展望 文的研究目標(biāo) （ 1） 參閱文獻(xiàn)，對 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置 進(jìn)行了解 （ 2） 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置的設(shè)計計算 （ 3） 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置的零件實(shí)體建模 （ 4） 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置的 三維造型和虛擬裝配 （ 5） 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置中 二級圓柱齒輪 的 運(yùn)動學(xué)的分析 （ 6） 帶 式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置中 齒輪動力學(xué) 仿真分析 課題研究得意義 為 立一個基于事物特性表的標(biāo)準(zhǔn)件庫，不僅能夠彌補(bǔ)此軟件的缺陷，使使用者更能夠充分體驗到它的強(qiáng)大的功能，而且基于事物 特性表的標(biāo)準(zhǔn)件的表達(dá)，符合向標(biāo)準(zhǔn)化靠攏的趨勢及制訂我國 準(zhǔn)的方針，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。 設(shè)計基礎(chǔ)的二維平面設(shè)計，通過經(jīng)驗和反復(fù)試驗來確定設(shè)計方案的可行性，其設(shè)計流程是在原有減速器基礎(chǔ)上進(jìn)行的，設(shè)計中存在以下問題 : （ 1）在設(shè)計過程中無法對所設(shè)計的產(chǎn)品進(jìn)行裝配干涉檢驗、靜力學(xué)分析、動力學(xué)分析、運(yùn)動模擬等工作 ; （ 2）零件圖的繪制采用二維 件，沒有三維立體模型直觀，零部件的設(shè)計、生產(chǎn)裝配、試驗等一系列產(chǎn)品開發(fā)工作非常繁瑣 ; （ 3）設(shè)計工作結(jié)束后要生產(chǎn)出樣機(jī)，通過試驗來驗證設(shè)計方案的可行性，造 成不必要的財力浪費(fèi)，同時也延長了產(chǎn)品的開發(fā)周期，使得開發(fā)一種新產(chǎn)品的周期達(dá)到半年常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 4 以上 ; 綜上所述，開發(fā)一套既可以進(jìn)行減速器的參數(shù)化設(shè)計，實(shí)現(xiàn)整機(jī)裝配干涉檢驗，又能實(shí)時驗證設(shè)計的可行性，對生成的減速器三維實(shí)體模型進(jìn)行靜、動力學(xué)有限元分析的集成系統(tǒng)勢在必行。本課題在減速器的參數(shù)化建模、靜動力學(xué)性能分析，在縮短減速器的開發(fā)周期，減少不必要的人力、物力、財力資源浪費(fèi)，提高設(shè)計人員的工作效率等方面，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 5 第二章 傳動裝置的設(shè)計 動裝 置的總體設(shè)計 動方案的確定 （ 1）工作條件 要求減速器在輸送帶方向具有最小的尺寸，且電動機(jī)必須與輸送帶帶輪軸平行安裝。每日兩班制工作，工作年限為 10 年。 （ 2）原始數(shù)據(jù) =1300 = m/s d=300 閱相關(guān)文獻(xiàn)資料知“ 汽車發(fā)動機(jī)裝配車間帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置 ”為減速器裝置。減速器常見有單級圓柱齒輪減速器、兩級展開式圓柱齒輪減速器、兩級同軸式圓柱齒輪減速器、圓錐 級錐齒輪減速 器、蝸桿減速器。工作條件 要求減速器在輸送帶方向具有最小的尺寸，且電動機(jī)必須與輸送帶帶輪軸平行安裝 ，查閱相關(guān)減速器特點(diǎn)， 知傳動機(jī)構(gòu)類型為：同軸式二級圓柱齒輪減速器。故只要對本傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析論證。 本傳動機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是：同軸式減速器長度方向尺寸較小，但軸向尺寸較大，軸較長，剛度較差。兩對齒輪浸油深度可以大致相同，有利于浸油潤滑。軸線可以水平，上下或鉛垂布置。 輸送帶滾筒帶傳動減速器電動機(jī)聯(lián)軸器兩級同軸式圓柱齒輪減速器傳動裝置簡圖 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 6 電動機(jī)的選擇 設(shè)計內(nèi)容 計算及說 明 結(jié) 果 1、選擇電動機(jī)的類型 根據(jù)用途選用選用 2、選擇電動機(jī)的功率 輸送帶所需拉力為 2 T 2 1 3 0 0F = = N 8 6 6 7 . 3? ?工作機(jī)的有效功率為： 8 6 6 7 0 . 6 8 5 . 8 91 0 0 0 1 0 0 0W W?? ? ? 取 ?帶 對軸承效率=?軸 承 斜 齒 圓 柱 齒 輪 傳 動 效 率=?齒 輪 聯(lián)軸器效率 =?聯(lián) 電機(jī)到工作機(jī)間的總效率為： 4242 = 0 . 9 9 0 . 9 7 0 . 9 9 = 0 . 8 5 9=? ? ? ? ? ? ? ?總 帶 軸 承 齒 輪 聯(lián) 以 電動機(jī)所需的工作功率為： 5 . 8 9P = = K W = 6 . 8 6 K 8 5 9?總根據(jù)表選取電動機(jī)的額定功率 F=8667N 5 W? = 0P =常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 7 3、確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速 輸送帶帶輪的工作轉(zhuǎn)速為 0 0 6 0 v 1 0 0 0 6 0 0 . 6 8n = = r / m i n 4 3 . 3 1 r / m i 0 0??? ? ? ?? 由表知 V 帶傳動傳動比 =2~4兩級圓柱齒輪減速傳動比 =8~40則傳動比范圍為 = = ~ 8 ~ 4 0 = ~i i i ?總 帶 齒 （ 24 ） （ ） 1 6 1 6 0 電動機(jī)的 轉(zhuǎn)速范圍為 0 n ( ~ ~i ?總 = 4 3 . 3 1 1 6 1 6 0 ) r / m i n = 6 9 3 6 9 3 0 r / m i 合這一要求的電動機(jī)同步轉(zhuǎn)速1000r/1500 r/3000 r/慮 3000r/電動機(jī)轉(zhuǎn)速太高，而1000r/電動機(jī)體積大且貴，故選用轉(zhuǎn)速 1500 r/電動機(jī)進(jìn)行試算，其滿載轉(zhuǎn)速為 1440r/號為 3 r/ m 4 4 0 r/ m 動比 的 計算及分配 設(shè)計內(nèi)容 計算及說明 結(jié) 果 1、總傳動比 1440 3 3 . 2 54 3 . 3 1n ??總 = 總 2、分配傳動比 根據(jù)傳動比范圍，取帶傳動的傳動比 帶 減速器傳動比為 3 3 . 2 5= 1 3 . 32 . 5ii i??總帶高速機(jī)傳動比為 1 21 3 . 3 3 . 6 5i i i? ? ? ?帶 力參數(shù)的計算 設(shè)計內(nèi)容 計算及說明 結(jié) 果 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 8 1、各軸的轉(zhuǎn)數(shù) 0 1 4 4 0 / m i n r??01 1440= r / m i n = 5 7 6 r / m i 5nn i?帶12576= r / m i n = 1 5 7 . 8 1 r / m i 6 5nn i?1231 5 7 . 8 1= r / m i n = 4 3 . 2 4 r / m i 6 5nn i?23 = 4 3 . 2 4 r / m i 1 4 4 0 / m i = 576r/ m 1 5 7 r / m 3 r / m i = 4 3 r/ m 2、各軸的輸出功率 10P P = K W = K W?? ? ?帶 6 . 8 6 0 . 9 6 6 . 5 921P = P = K W = K W??? ? ?軸 承 齒 6 . 5 9 0 . 9 9 0 . 9 7 6 . 3 332P P = K W = K W??? ? ? ?軸 承 齒 6 . 3 3 0 . 9 9 0 . 9 7 6 . 0 8 = K W = K W??? ? ? ?軸 承 齒 6 . 0 8 0 . 9 9 0 . 9 7 5 . 9 61P = K K K 軸的輸出轉(zhuǎn)矩 0006 . 8 69 5 5 0 9 5 5 0 N m m 4 5 . 5 N ? ? ?11 16 . 5 99 5 5 0 9 5 5 0 N m m 1 0 9 . 2 6 N n? ? ? ? 2226 . 3 39 5 5 0 9 5 5 0 N m m 3 8 3 . 0 7 N 7 . 8 1PT n? ? ? ? 3336 . 0 89 5 5 0 9 5 5 0 N m m 1 3 4 2 . 8 3 N . 2 4PT n? ? ? ? 5 . 9 69 5 5 0 9 5 5 0 N m m 1 3 1 6 . 3 3 N . 2 4n? ? ? ? 0 1 1 0 9 N 2 3 8 3 N 3 1 3 4 2 N 1 3 1 6 N 動件的設(shè)計 計算 傳動 的設(shè)計 設(shè)計內(nèi)容 計算及說明 結(jié) 果 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 9 1、確定設(shè)計功率 0 P? 由表選擇工作情況系數(shù) 1 . 2 6 . 8 6 8 . 2 3dP k W k W? ? ? 2、 0 1 4 4 0 / m i 由圖，選擇 帶 選擇 帶 3、 確定帶輪基準(zhǔn)直徑 根據(jù)表，可選小帶輪直徑為 1 140dd ，則大帶輪直徑為 21 2 . 5 1 4 0 3 5 0i d m m m m? ? ? ?帶根據(jù)表，取2 355dd 其傳動比誤差 5%i?? 故可用 1 140dd 2 355dd 4、驗算帶的速度 1 m a 0 1 4 4 0 / 1 0 . 5 5 / 2 5 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0m s m s v m s?? ??? ? ? ? ???帶帶速符合要求 5、確定 根據(jù) ? ? ? ?d 1 d 2 0 1 20 . 7 d d 2 2 d d? ? ? ?，初步確定中心距為 ? ? ? ?00 . 7 1 4 0 3 5 5 3 4 6 . 5 2 1 4 0 3 5 5 9 9 0m m m m a m m m m? ? ? ? ? ? ? ?為使結(jié)構(gòu)緊湊，取偏低值，0 500a 帶計算基準(zhǔn)長度為 ? ? ? ? 2210 1 202 24 d d a d d a? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 23 5 5 1 4 02 5 0 0 1 4 0 3 5 5 1 8 0 0 . 2 62 4 5 0 0m m m m m m m m? ?? ? ? ? ? ??由表 8 800dL 則實(shí)際中心距為 1800dL 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 10 6、計算小帶輪包角 211 3 5 5 1 4 0= 1 8 0 - 5 7 . 3 1 8 0 5 7 . 3 1 5 5 . 3 4 1 2 04 9 9 . 8 7? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1 1 5 5 . 3 4 1 2 0? ? ? ? ?合格 7、確定 ? ? P + P K K??又表 8取單根 0P = 率增量為011(1 )b n K??由表 8得 0 2 5 1 0?，由表 8 P = 0 . 7 7 2 5 1 0 1 4 4 0 1 - k W = 0 . 1 3 4 k 1 3 7??? ? ? ? ????由表8得 K =由表 8得帶的根數(shù) ? ? ? ? . 2 3z = 3 . 6 3P + P K K 2 . 2 7 0 . 1 3 4 0 . 9 3 5 1 . 0 1? ??? ? ? ?取 8、計算初拉力 由表 8得 V 帶質(zhì)量 m kg m? ，得初拉力20 2 . 5500 m vz v K ??????????? 帶帶28 . 2 3 2 . 5 0 . 9 3 55 0 0 N 0 . 1 1 0 . 5 5 N = 1 7 4 . 3 6 0 . 5 5 0 . 9 3 5???? ? ???? ??0F =9、計算作用在軸上的壓力 0 1 5 5 . 3 4Q 2 s i n 2 4 1 7 4 . 3 5 s i n 1 3 6 2 . 6 322z F N N? ?? ? ? ? ? ?Q 1 3 6 2 N? 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 11 10、帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 （ 1）小帶輪結(jié)構(gòu) 采用實(shí)心式，由表 8得電動機(jī)周徑0 =38表 81 5 0 ， 2110f ? 輪轂寬： ? ? ? ?1 . 5 2 0 1 . 5 2 3 8 5 7 7 6L D m m m m? ? ? ?帶 輪 其最終寬度結(jié)合安裝帶輪的軸段確定 輪緣寬： ? ? ? ?1 2 4 1 1 5 2 1 0 6 5B z e f m m m m m m? ? ? ? ? ? ? ? ?帶 輪 1H B W = 2 3 6 H B W（ 2）大帶輪結(jié)構(gòu) 采用輪輻式結(jié)構(gòu)，輪緣寬可與小帶輪相同，輪轂寬可與軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計同步進(jìn)行 速級斜齒圓柱齒輪的設(shè)計計算 設(shè)計內(nèi)容 計算及說明 結(jié) 果 1、選擇材料、熱處理方式和公差等級 考慮到帶式運(yùn)輸機(jī)為一般機(jī)械，故大、小齒輪均選用45 鋼，小齒輪調(diào)質(zhì)處理，大齒輪正火處理，由表 81H B W = 2 1 7 2 5 5，2H B W = 1 6 7 2 1 7。平均硬度1H B W = 2 3 6 H B W，2190。12H B W H B W 4 6??，在 30~50間。選用 8級精度 45鋼 小齒輪調(diào)質(zhì)處理 大齒輪正火處理 8級精度 2、初步計算傳動的主要尺寸 因為是軟齒面閉式傳動，故按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計。其設(shè)計公式為 ? ?21312 1 Z Z Z ????? ??? ??1） 小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩為 09260N· ）因 v 值未知， 不能確定，可初步選載荷系數(shù)選 州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 12 3）由表 8齒寬系數(shù) 4）由表 8 8 9 P a?5） 初選螺旋角 12???，由圖 9 6）齒數(shù)比1 7）初選 3，則 z2=23= 4，則端面重合度為 12111 . 8 8 3 . 2 c o ?????? ? ?????????111 . 8 8 3 . 2 c o s 1 2 1 . 6 72 3 8 4????? ? ? ? ?????????軸向 重合度為 3 1 8 z t a n = 0 . 3 1 8 1 . 1 2 3 t a n 1 2 = 1 . 7 1???? ? ? ? ? ?由圖 8得重合度 系數(shù) Z =）由圖 11 =）許用接觸應(yīng)力可用下式計算 ? ?N H S?? 由圖 8 a 查 得 接 觸 疲 勞 極 限 應(yīng) 力 為H = 5 8 0 M P a?，H = 3 9 0 M P a?小齒輪與大齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為 91 1 6 0 n a L = 6 0 5 7 6 1 . 0 2 8 2 5 0 1 0 = 1 . 3 8 3 1 0? ? ? ? ? ? ? 9 8121N 1 . 3 8 3 1 0N = 3 . 7 8 8 1 03 . 6 5i?? ? ? 由圖 8得壽命系數(shù) 表 8H=有 ? ? N 1 H l i m 1 . 0 5 8 0= 5 8 0 P a M P a?? ??? 3 4 ? ?H 417 M ? 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 13 ? ? N 2 H l i m 2 . 0 7 3 9 0= 4 1 7 P a M P a?? ???取? ?H 417 M ? 初算小齒輪的分度圓直徑 ? ?21312 1 Z Z Z ????? ??? ??23 2 1 . 4 1 0 9 2 6 0 3 . 6 5 1 1 8 9 . 8 2 . 4 6 0 . 7 7 5 0 . 9 9= m 1 3 . 6 5 4 1 7? ? ? ? ? ??????? 1 6 3 7td m m?(1) 計算載荷系數(shù) 由表 8A=為 11 6 3 . 9 4 7 5 7 6 / 1 . 9 3 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0m s m s? ? ??? ? ???由圖8得動載荷系數(shù) 圖 8得齒向在和分配系數(shù) ?，由表 8得齒間 ? ，則載荷系數(shù)為 1 . 0 1 . 1 4 1 . 1 1 1 . 2 1 . 5 2 K K K??? ? ? ? ? ? （ 2）對1因 K 與 需對 3311 1 . 5 26 3 . 9 4 7 6 5 . 7 21 . 4d m m m ? ? ?（ 3）確定模數(shù) 1c o s 6 5 . 7 2 c o s 1 2 2 . 7 923m ??? ? ? 按表 8 3nm 4）計算傳動尺寸 中心距為 ? ?1213 ( 2 3 8 4 ) 1 6 4 . 0 92 c o s 2 c o s 1 2nm z za m m m m?? ??? ? ???圓整為 65螺旋角為 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 14 ? ? ? ?12 3 2 3 8 4a r c c o s 1 3 . 4 1 22 2 1 6 5nm z ? ? ?? ? ? ? ?? 因β值與初選值相差較大，故對與β有關(guān)的參數(shù)進(jìn)行修正，由圖 9-