二級減速器課程設(shè)計--設(shè)計帶式輸送機(jī)中的傳動裝置

1、<p><b>　　機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計</b></p><p><b>　　計算說明書</b></p><p>　　設(shè)計題目： 設(shè)計帶式輸送機(jī)中的傳動裝置 </p><p>　　專業(yè)年級： </p><p>　　學(xué) 號：

2、 </p><p>　　學(xué)生姓名： ********* </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p><b>　　完成時間 </b></p><p>　　機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書</p><p>&

3、lt;b>　　目 錄</b></p><p><b>　　一、電機(jī)的選擇1</b></p><p>　　1.1 選擇電機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式：1</p><p>　　1.2 電機(jī)容量的選擇1</p><p>　　1.3 電機(jī)轉(zhuǎn)速確定1</p><p>　　二、傳動裝置的運動

4、和動力參數(shù)計算2</p><p>　　2.1 分配傳動比及計算各軸轉(zhuǎn)速2</p><p>　　2.2 傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算2</p><p>　　三、V帶傳動設(shè)計3</p><p>　　3.1 確定計算功率4</p><p>　　3.2 選擇普通V帶型號4</p><p>　

5、　3.3 確定帶輪基準(zhǔn)直徑并驗算帶速4</p><p>　　3.4 確定V帶中心距和基礎(chǔ)長度4</p><p>　　3.5 驗算小帶輪包角4</p><p>　　3.6 計算V帶根數(shù)Z5</p><p>　　3.7 計算壓軸力5</p><p>　　四、設(shè)計減速器內(nèi)傳動零件（直齒圓柱齒輪）5</p&g

6、t;<p>　　4.1 高速級齒輪傳動設(shè)計計算5</p><p>　　4.2 低速級齒輪傳動設(shè)計計算7</p><p>　　4.3 傳動齒輪的主要參數(shù)9</p><p>　　五、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算9</p><p>　　5.1 高速軸的計算（1軸）9</p><p>　　5.2 中間軸的計算（2軸

7、）11</p><p>　　5.3 低速軸的計算（3軸）13</p><p>　　六、軸的強(qiáng)度校核16</p><p>　　6.1 高速軸校核16</p><p>　　6.2 中間軸校核17</p><p>　　6.3 低速軸校核19</p><p>　　七、校核軸承壽命20<

8、;/p><p>　　7.1 高速軸20</p><p>　　7.2 中間軸20</p><p>　　7.3 低速軸21</p><p>　　八、鍵連接的選擇和計算21</p><p>　　九、箱體的設(shè)計22</p><p><b>　　十、心得體會22</b><

9、;/p><p><b>　　一、電機(jī)的選擇</b></p><p>　　1.1 選擇電機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式：</p><p>　　依工作條件的要求，選擇三相異步電機(jī)：</p><p><b>　　封閉式結(jié)構(gòu)</b></p><p><b>　　U=380 V</b&

10、gt;</p><p><b>　　Y型</b></p><p>　　1.2 電機(jī)容量的選擇</p><p>　　工作機(jī)所需的功率PW=Fv /1000= 3.45 kW</p><p>　　V帶效率1： 0.96 </p><p>　　滾動軸承效率（一對）2： 0.98 </p>

11、<p>　　閉式齒輪傳動效率（一對）3: 0.97 (8級精度)</p><p>　　聯(lián)軸器效率4；0.995 （彈性）</p><p>　　工作機(jī)（滾筒）效率5(w)： 0,96 （傳動滾筒）</p><p>　　傳輸總效率=0.872 </p><p>　　則，電動機(jī)所需的輸出功率PW=Pd/= 3.96 kW</p&g

12、t;<p>　　1.3 電機(jī)轉(zhuǎn)速確定</p><p>　　卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速= 35.81 r/min</p><p>　　V帶傳動比的合理范圍為2~4，兩級圓柱齒輪減速器傳動比的合理范圍為8~40，則總傳動比的合理范圍為=16~160，故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為：</p><p>　　= 572.96 ~ 5729.6 r/min

13、 </p><p>　　在此范圍的電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速有： 750r/min 1000r/min 1500r/min 3000r/min </p><p>　　依課程設(shè)計指導(dǎo)書表18-1：Y系列三相異步電機(jī)技術(shù)參數(shù)（JB/T9616-1999）選擇電動機(jī)</p><p>　　型 號： Y112M-4 額定功率Ped：4kw </p&g

14、t;<p>　　同步轉(zhuǎn)速n：1500r/min 滿載轉(zhuǎn)速nm： 1440r/min </p><p>　　二、傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算</p><p>　　總傳動比： 40.21 </p><p>　　2.1 分配傳動比及計算各軸轉(zhuǎn)速</p><p>　　取V帶傳動的傳動比i0= 3（帶傳動的傳動比一般小于齒輪

15、傳動）</p><p>　　則減速器傳動比i=i/i0= 13.14 </p><p>　　取兩級圓柱齒輪減速器高速級的傳動比 4.33 </p><p>　　則低速級傳動比 3.09 </p><p>　　2.2 傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算</p><p>　　0軸（電動機(jī)軸） 3.96 kW</p&

16、gt;<p>　　1440 r/min</p><p>　　26.2625 Nm</p><p>　　1軸（高速軸） 3.8 kW</p><p>　　480 r/min</p><p><b>　　75.64 Nm</b></p><p>　　2軸（中間軸） 3,

17、61 kW（傳動部分的功率是指各軸的</p><p>　　110.85 r/min 輸入功率，轉(zhuǎn)矩是指輸出轉(zhuǎn)矩）</p><p><b>　　311 Nm</b></p><p>　　3軸（低速軸） 34.3 kW</p><p>　　35.87 r/min</p><p&g

18、t;<b>　　913 Nm</b></p><p>　　4軸（滾筒軸） 3.34 kW</p><p>　　35.87 r/min</p><p><b>　　889 Nm</b></p><p>　　以上功率和轉(zhuǎn)矩為各軸的輸入值，1~3軸的輸出功率或輸出轉(zhuǎn)矩為各自輸入值與軸承效率的

19、乘積。各軸運動和動力參數(shù)如下表：</p><p>　　表2-1 各軸運動和動力參數(shù)</p><p><b>　　三、V帶傳動設(shè)計</b></p><p>　　3.1 確定計算功率</p><p>　　根據(jù)已知條件結(jié)合教材《 機(jī)械設(shè)計 》由圖/表 8-7 得到工作情況系數(shù)KA= 1.3（工作情況系數(shù)），故Pca=KA

20、Pd= 5.184 （計算功率） kW。</p><p>　　3.2 選擇普通V帶型號</p><p>　　已知Pca，nm，結(jié)合教材《 機(jī)械設(shè)計 》由圖/表 8-6 確定所使用的V帶為 A型。</p><p>　　3.3 確定帶輪基準(zhǔn)直徑并驗算帶速</p><p>　　(1) 結(jié)合教材《 機(jī)械設(shè)計 》由圖/表 8-6 8-8

21、，初選小帶輪直徑dd1= 125 mm。</p><p>　　(2) 驗算帶速： 9.42 m/s，滿足5m/s<v<30 m/s。</p><p>　　(3) 計算大齒輪的基準(zhǔn)直徑 312.5 mm。</p><p>　　3.4 確定V帶中心距和基礎(chǔ)長度</p><p>　　(1) 根據(jù)，初定中心距a0=500 mm。<

22、;/p><p>　　(2) 計算所需的帶長 </p><p>　　= 1709 mm。</p><p>　　由圖/表 8-2 ，對A 型帶進(jìn)行基準(zhǔn)長度Ld= 545.5 mm。</p><p>　　(3) 實際中心距 506 mm </p><p>　　中心距的變化范圍 482 ~ 425 mm。<

23、;/p><p>　　3.5 驗算小帶輪包角</p><p>　　160 >120°合格。</p><p>　　3.6 計算V帶根數(shù)Z</p><p>　　由nm，dd1結(jié)合教材《 機(jī)械設(shè)計 》查圖/表 8-4a 得P0= 1.07 kW。</p><p>　　由nm，i0， A 型帶，查圖/表 8-4b

24、 得P0= 0.17 kW。</p><p>　　已知1查表 8-5 得K= 0.95 ，已知Ld查表 8-2 得KL= 1.01 </p><p>　　則V帶根數(shù) 3.2 ，取z= 4 （考慮軸段長度此處帶輪不宜過寬，帶輪帶數(shù)應(yīng)小于等于4為宜）。</p><p><b>　　3.7 計算壓軸力</b></p>&

25、lt;p>　　由教材《 機(jī)械設(shè)計 》表 8-3 ，可知 A型帶單位長度質(zhì)量q= 0.1 kg/m。</p><p>　　單根V帶的初拉力最小值：</p><p><b>　　= 119 N。</b></p><p><b>　　壓軸力的最小值：</b></p><p><b>

26、;　　= 935 N。</b></p><p>　　四、設(shè)計減速器內(nèi)傳動零件（直齒圓柱齒輪）</p><p>　　4.1 高速級齒輪傳動設(shè)計計算</p><p>　　(1) 選擇材料及確定許用應(yīng)力</p><p><b>　　機(jī)械設(shè)計</b></p><p>　　表4-1 高速級齒輪材

27、料及許用應(yīng)力</p><p>　　由表 10-20 ，取安全系數(shù)SH= 1 ，SF= 1.5 。</p><p><b>　　則許用應(yīng)力為：</b></p><p>　　770 MPa 700 MPa</p><p>　　520 MPa 480 MPa</p><p>　　

28、(2) 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計</p><p>　　設(shè)齒輪按7 級精度制造，由教材《 機(jī)械設(shè)計 》表 得載荷系數(shù)K=KaKvKhaKhb ，由表 10-7 得齒寬系數(shù)Φd= 1 ，由表 10-6 可得彈性系數(shù)ZE= 1889.8 。</p><p>　　小齒輪傳遞的（輸入）轉(zhuǎn)矩：T1= 76000 Nmm (注意單位換算)</p><p><b&g

29、t;　　小齒輪分度圓直徑：</b></p><p>　　56.89 mm。</p><p>　　齒數(shù)取z1=24 ，z2=i1z1≈ 104 ，故實際傳動比i1=z2/ z1=4.33 。</p><p>　　齒寬 56.89 mm（圓整）。</p><p>　　取大齒輪齒寬b2= 57 mm，為補(bǔ)償安裝誤差，取小齒輪齒寬b

30、1=b2+(5~10) = 63 mm。</p><p>　　模數(shù)m=d1t/z1= 2.37 ，按表 ，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m= 2.5 ，實際分度圓直徑 60 mm， 260 mm，中心距 160 mm。</p><p>　　(3) 驗算齒輪彎曲強(qiáng)度</p><p>　　由教材《 機(jī)械設(shè)計 》圖/表 10-5 ，取齒形系數(shù)YFa1=2.65 ,

31、YFa2= 2.33 ，應(yīng)力修正系數(shù)YSa1= 1.58 ，YSa2=1.7932 。</p><p>　　判斷： 96.8 ≦[σF1]</p><p>　　判斷： 96.6 ≦[σF2]</p><p><b>　　滿足條件，安全。 </b></p><p>　　(4) 齒輪的圓周速度</p>

32、<p><b>　　1.51 m/s。</b></p><p>　　對照表 10-8可知，選著 7級精度是合適的。</p><p>　　4.2 低速級齒輪傳動設(shè)計計算</p><p>　　(1) 選擇材料及確定許用應(yīng)力</p><p>　　由教材《 機(jī)械設(shè)計 》表 10-1 確定以下參數(shù)：</p&

33、gt;<p>　　表4-2 低速級齒輪材料及許用應(yīng)力</p><p>　　由表10-5，取安全系數(shù)SH= 1 ，SF= 1.3 。</p><p><b>　　則許用應(yīng)力為：</b></p><p>　　820 MPa 750 MPa</p><p>　　500 MPa 477

34、MPa</p><p>　　(2) 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計</p><p>　　設(shè)齒輪按 8 級精度制造，由教材《機(jī)械設(shè)計 》表10-8 得載荷系數(shù)K= 1.3，由表 10-7 得齒寬系數(shù)Φd= 1 ，由表 10-6 可得彈性系數(shù)ZE= 188.9 。</p><p>　　小齒輪傳遞的（輸入）轉(zhuǎn)矩：T2= 913000 Nmm (注意單位換算)</p&

35、gt;<p><b>　　小齒輪分度圓直徑：</b></p><p><b>　　134.8 mm。</b></p><p>　　齒數(shù)取z1=23 ，z2=i1z1≈ 71 ，故實際傳動比i1=z2/ z1= 3.1 。</p><p>　　齒寬 134.8 mm（圓整）。</p>&l

36、t;p>　　取大齒輪齒寬b2= 140 mm，為補(bǔ)償安裝誤差，取小齒輪齒寬b1=b2+(5~10) =145 mm。</p><p>　　模數(shù)m=d1t/z1= 6 ，按表 ，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m= 6 ，實際分度圓直徑 138 mm， 426 mm，中心距 282mm。</p><p>　　(3) 驗算齒輪彎曲強(qiáng)度</p><p&

37、gt;　　由教材《 機(jī)械設(shè)計》圖/表 10-5 ，取齒形系數(shù)YFa1= 2.97 , YFa2= 2,91 ，應(yīng)力修正系數(shù)YSa1= 1.52 ，YSa2= 1.53 。</p><p>　　判斷： 92.4≦[σF1]</p><p>　　判斷： 89.9≦[σF2]</p><p><b>　　滿足條件，安全。 </b><

38、;/p><p>　　(4) 齒輪的圓周速度</p><p><b>　　0.26 m/s。</b></p><p>　　對照表10-8 可知，選著 7 級精度是合適的。</p><p>　　4.3 傳動齒輪的主要參數(shù)</p><p>　　表4-3 傳動齒輪的主要參數(shù)</p><p

39、>　　五、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算</p><p>　　5.1 高速軸的計算（1軸）</p><p>　　根據(jù)表 15-1 得，高速軸材料為： 45 ，熱處理方式： 調(diào)制 ，許用彎曲應(yīng)力[σ-1b]= 60 MPa。</p><p><b>　　初估軸徑</b></p><p>　　初選軸徑，根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計算初估。由

40、表 15-3 得常數(shù)A0=110 </p><p><b>　　21.92 mm</b></p><p>　　考慮到鍵槽的作用，軸徑增加3%為 22.8 mm，圓整后暫取d1=25 mm。</p><p><b>　　軸的徑向尺寸設(shè)計</b></p><p>　　根據(jù)軸及軸上零部件的固定、

41、定位、安裝要求，確定軸的結(jié)構(gòu)如下圖（結(jié)構(gòu)草圖,標(biāo)注軸段，用充分的文字說明支撐計算結(jié)果）：</p><p>　　表5-1 高速軸徑向尺寸確定</p><p><b>　　軸的軸向尺寸設(shè)計</b></p><p>　　軸的結(jié)構(gòu)圖如下（結(jié)構(gòu)草圖,標(biāo)注軸段長度及支撐點距離，表格內(nèi)用充分的文字說明支撐計算結(jié)果）：</p><p>

42、　　經(jīng)驗值的計算與選取：</p><p>　　軸承端蓋至箱外傳動件間的距離L= 18 </p><p><b>　　箱座壁厚= 10 </b></p><p>　　聯(lián)接螺栓至外箱壁的距離C1= 24；至凸緣邊距離C2= 22 （C1、C2通過螺栓直徑查設(shè)計指導(dǎo)書表4-2確定）</p><p>　　軸承座寬度L

43、=C1+C2++(5~10)=61 </p><p>　　齒輪至機(jī)體內(nèi)壁的距離2= 12 （2.>1.2壁厚）</p><p>　　大齒輪齒輪端面的距離3= 10 （3>壁厚 ）</p><p>　　軸承內(nèi)側(cè)至箱體內(nèi)壁的距離4= 4寸確定</p><p>　　5.2 中間軸的計算（2軸）</p><p&g

44、t;　　根據(jù)表 15-1 得，中間軸材料為： 45 ，熱處理方式： 調(diào)制 ，許用彎曲應(yīng)力[σ-1b]=60 MPa。</p><p><b>　　初估軸徑</b></p><p>　　初選軸徑，根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計算初估。由表 15-3 得常數(shù)A0=110 </p><p><b>　　36 mm</b></

45、p><p><b>　　軸的徑向尺寸設(shè)計</b></p><p>　　根據(jù)軸及軸上零部件的固定、定位、安裝要求，確定軸的結(jié)構(gòu)如下圖（結(jié)構(gòu)草圖,標(biāo)注軸段，用充分的文字說明支撐計算結(jié)果）：</p><p>　　表5-3 中間軸徑向尺寸確定</p><p><b>　　軸的軸向尺寸設(shè)計</b></p&g

46、t;<p>　　軸的結(jié)構(gòu)圖如下（結(jié)構(gòu)草圖,標(biāo)注軸段長度及支撐點距離，表格內(nèi)用充分的文字說明支撐計算結(jié)果）：</p><p>　　經(jīng)驗值的計算與選?。?lt;/p><p>　　輪轂寬度與軸段長度之差= 3（指導(dǎo)書38頁圖5-10）</p><p>　　齒輪至機(jī)體內(nèi)壁的距離2= 12 （同上）</p><p>　　大齒輪齒輪端面的距

47、離3= 10 （同上）</p><p>　　軸承內(nèi)側(cè)至箱體內(nèi)壁的距離4= 4（取3-5） （指導(dǎo)書38頁圖5-12）</p><p>　　表5-4中間軸軸向尺寸確定</p><p>　　5.3 低速軸的計算（3軸）</p><p>　　根據(jù)表 15-1 得，低速軸材料為： 45 ，熱處理方式：調(diào)制 ，許

48、用彎曲應(yīng)力[σ-1b]= 60 MPa。</p><p><b>　　初估軸徑</b></p><p>　　初選軸徑，根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計算初估。由表 15-3得常數(shù)A0= 110 </p><p><b>　　50.3 mm</b></p><p>　　考慮到鍵槽的作用，軸徑增加3%為 51.

49、8 mm，圓整后暫取d1= 52 mm。</p><p><b>　　軸的徑向尺寸設(shè)計</b></p><p>　　根據(jù)軸及軸上零部件的固定、定位、安裝要求，確定軸的結(jié)構(gòu)如下圖（結(jié)構(gòu)草圖,標(biāo)注軸段，用充分的文字說明支撐計算結(jié)果）：</p><p>　　表5-5 低速軸徑向尺寸確定</p><p>　　表5-6 所

50、選用聯(lián)軸器的主要參數(shù)</p><p><b>　　軸的軸向尺寸設(shè)計</b></p><p>　　軸的結(jié)構(gòu)圖如下（結(jié)構(gòu)草圖,標(biāo)注軸段長度及支撐點距離，表格內(nèi)用充分的文字說明支撐計算結(jié)果）：</p><p>　　經(jīng)驗值的計算與選取：</p><p>　　軸承端蓋至箱外傳動件間的距離L= 18 </p>

51、<p>　　箱座壁厚= 10 （箱座=0.02a+3，a是低速級中心距）</p><p>　　聯(lián)接螺栓至外箱壁的距離C1= 20 ；至凸緣邊距離C2=18 </p><p>　　軸承座寬度L=C1+C2++(5~10)= 55 </p><p>　　齒輪至機(jī)體內(nèi)壁的距離2= 12 </p><p>　　大齒輪齒輪端面的距離

52、3= 10 </p><p>　　軸承內(nèi)側(cè)至箱體內(nèi)壁的距離4= 4（指導(dǎo)書38頁圖5-12）</p><p>　　表5-7 低速軸軸向尺寸確定</p><p><b>　　六、軸的強(qiáng)度校核</b></p><p><b>　　6.1 高速軸校核</b></p><p>　　軸

53、的受力分析如下圖：</p><p><b>　　齒輪的受力</b></p><p>　　2521 N； 918 N</p><p><b>　　水平面內(nèi)軸承約束力</b></p><p><b>　　豎直面內(nèi)軸承約束力</b></p><p><

54、;b>　　彎矩圖和扭矩圖</b></p><p><b>　　水平面內(nèi)彎矩圖</b></p><p><b>　　豎直面內(nèi)彎矩圖</b></p><p><b>　　扭矩圖 </b></p><p>　　合成彎矩（考慮最不利的情況下）</p>&

55、lt;p>　　帶輪的壓軸力FP在支點產(chǎn)生的反力</p><p><b>　　彎矩圖</b></p><p><b>　　合成彎矩 </b></p><p>　　131 Nmm （注意單位換算）</p><p><b>　　按第三強(qiáng)度理論校核</b></p>

56、<p>　　10.6 MPa < </p><p><b>　　滿足強(qiáng)度要求。</b></p><p><b>　　6.2 中間軸校核</b></p><p>　　軸的受力分析如下圖：</p><p><b>　　齒輪的受力</b></p>

57、<p>　　大齒輪 2392 N；870 N</p><p>　　小齒輪 4570 N； 1640 N</p><p><b>　　水平面內(nèi)軸承約束力</b></p><p><b>　　豎直面內(nèi)軸承約束力</b></p><p><b>　　彎矩圖和扭

58、矩圖</b></p><p><b>　　水平面內(nèi)彎矩圖</b></p><p><b>　　豎直面內(nèi)彎矩圖</b></p><p><b>　　扭矩圖</b></p><p>　　最危險截面的合成彎矩 </p><p>　　319 Nmm

59、 （注意單位換算）</p><p><b>　　按第三強(qiáng)度理論校核</b></p><p>　　38 MPa < </p><p><b>　　滿足強(qiáng)度要求。</b></p><p><b>　　6.3 低速軸校核</b></p><p>　

60、　軸的受力分析如下圖：</p><p><b>　　齒輪的受力</b></p><p>　　4286 N； 1560 N</p><p><b>　　水平面內(nèi)軸承約束力</b></p><p><b>　　豎直面內(nèi)軸承約束力</b></p>&

61、lt;p><b>　　彎矩圖和扭矩圖</b></p><p><b>　　水平面內(nèi)彎矩圖</b></p><p><b>　　豎直面內(nèi)彎矩圖</b></p><p><b>　　扭矩圖</b></p><p>　　最危險截面的合成彎矩 </p&

62、gt;<p>　　419 Nmm （注意單位換算）</p><p><b>　　按第三強(qiáng)度理論校核</b></p><p>　　54 MPa < </p><p><b>　　滿足強(qiáng)度要求。</b></p><p><b>　　七、校核軸承壽命</b>

63、;</p><p>　　表7-1 所選用的軸承主要參數(shù)</p><p>　　軸承設(shè)計要求壽命 43800 h</p><p><b>　　7.1 高速軸</b></p><p>　　根據(jù)軸的受力情況可知，高速軸上所受徑向力大的軸承作用在軸段 d7 ， 2073 N。</p><p>　　

64、412961 h ＞ </p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p><b>　　7.2 中間軸</b></p><p>　　根據(jù)軸的受力情況可知，中間軸上所受徑向力大的軸承作用在軸段d1 ， 3613 N。</p><p>　　67357 h ＞ </p>

65、;<p><b>　　滿足要求。</b></p><p><b>　　7.3 低速軸</b></p><p>　　根據(jù)軸的受力情況可知，低速軸上所受徑向力大的軸承作用在軸段 d7 ， 3242 N。</p><p>　　82857 h ＞ </p><p><b>

66、　　滿足要求。</b></p><p>　　八、鍵連接的選擇和計算</p><p>　　本設(shè)計減速器共需鍵： 5 個。</p><p>　　表8-1 鍵的主要參數(shù)</p><p><b>　　九、箱體的設(shè)計</b></p><p>　　表9-1 鑄鐵減速器箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸（mm）