機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)--設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置

1、<p><b>　　機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　計(jì)算說明書</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置 </p><p>　　過程裝備與控制工程1203</p><p><b>　　2014年7月1日<

2、;/b></p><p>　　設(shè)計(jì)任務(wù)書… … … … … … … … … … … … … …3</p><p>　　傳動(dòng)方案的擬定 … … … … … … … … … … …3</p><p>　　電動(dòng)機(jī)的選擇 … … … … … … … … … … … …3</p><p>　　傳動(dòng)比的分配 … … …… … … … … …

3、… … … …4</p><p>　　V帶的設(shè)計(jì)和帶輪設(shè)計(jì) … … … … … … … … …4</p><p>　　齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 … … … … … … … … … … … …6</p><p>　　軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核… … …… … … … … … … … 8</p><p>　　鍵的選擇與強(qiáng)度校核 … … … … … … …

4、 … …12</p><p>　　滾動(dòng)軸承的選擇與校核 … … … … … … … … …13</p><p>　　聯(lián)軸器的選擇 … … … … … … … … … … … 13</p><p>　　減速器的潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì) … … … … … … …14</p><p>　　箱體的尺寸計(jì)算和附件及簡(jiǎn)要說明… … … … … …

5、15</p><p>　　設(shè)計(jì)小結(jié) … … … … … … … … … … … …15</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置（簡(jiǎn)圖如下）</p><p>　　2、帶式輸送機(jī)原始數(shù)據(jù)</p><p>　　傳送帶拉力F（N）:

6、2200 傳送帶速度V(m/s)：1.6 卷筒直徑D（mm）：380</p><p><b>　　3、工作條件</b></p><p>　　帶式輸送機(jī)連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作平穩(wěn)無過載，空載起動(dòng)，輸送帶速度允許誤差±5% ；兩班制工作（每班按8小時(shí)計(jì)算），使用期限12年，小批量生產(chǎn)。</p><p><b>　　4、設(shè)計(jì)成果&

7、lt;/b></p><p>　?。?）設(shè)計(jì)說明書一份，</p><p>　?。?）設(shè)計(jì)圖紙包括：總裝圖，一齒輪零件圖，一軸零件圖。</p><p>　　二、傳動(dòng)方案的分析與擬定</p><p>　　電動(dòng)機(jī)出入功率，通過V型傳送帶將功率傳至減速箱（減速箱由單級(jí)齒輪減速，獲得較大的增力）最終通過聯(lián)軸器、卷筒、運(yùn)輸帶將功率輸出。所以傳動(dòng)方案

8、擬定如圖</p><p><b>　　三、電動(dòng)機(jī)的選擇</b></p><p>　　工作軸的輸出功率=FV=</p><p>　?。?）查V帶傳動(dòng)效率得：</p><p>　　窄V帶90～95% ；普通V帶：簾布結(jié)構(gòu)87～92%；繩結(jié)結(jié)構(gòu)92～96%：同步帶 92~98%</p><p>

9、;　　簾布結(jié)構(gòu)抗拉強(qiáng)度高，但柔韌性和抗彎強(qiáng)度較差，所以，繩結(jié)結(jié)構(gòu)V帶適用于轉(zhuǎn)速高，帶輪結(jié)構(gòu)較小的場(chǎng)合。 故選用普通V帶的繩結(jié)結(jié)構(gòu)，</p><p>　　（2）滾動(dòng)軸承效率在0.98~0.99 取</p><p>　?。?）查表得通用減速器的齒輪精度為6~8 。 6~7級(jí)精度的閉式傳動(dòng)，圓柱齒輪傳動(dòng) 效率</p><p>　　（4）滑塊聯(lián)軸器效率

10、</p><p>　?。?）滾筒與運(yùn)輸帶間的效率為</p><p>　　所以總的V帶傳動(dòng)效率為：所以電動(dòng)機(jī)輸出功率</p><p>　　電動(dòng)機(jī)的輸出功率可選4KW滿足誤差要求</p><p>　　故選擇Y112M-4 4KW三相交流電動(dòng)機(jī) 其參數(shù)如下：</p><p>　　額定功率：4KW 額定轉(zhuǎn)速:14

11、40 r/min 額定電流：8.8A 額定電壓：380V </p><p>　　功率因數(shù)：0.82 頻率：84.5Hz </p><p>　　根據(jù)運(yùn)輸帶的速度及卷筒直徑，可得卷筒轉(zhuǎn)速，</p><p><b>　　總傳動(dòng)比為</b></p><p>　　計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)</

12、p><p>　　各軸轉(zhuǎn)速n（r/min）</p><p>　　電動(dòng)機(jī)主軸：1440 r/min</p><p>　　根據(jù)查表得推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比的范圍是,而一級(jí)圓柱齒輪的傳動(dòng)比范圍是。</p><p><b>　　則取=3，=6</b></p><p>　　V帶從動(dòng)輪軸：480r

13、/min</p><p>　　滾筒工作軸：80.42r/min</p><p><b>　　各軸功率p（W）</b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)主軸：4000</p><p>　　V帶從動(dòng)輪軸： （入）</p><p><b>　?。?/p>

14、出）</b></p><p>　　從動(dòng)齒輪軸: (入)</p><p><b>　　（出）</b></p><p>　　滾筒工作軸： （入）</p><p><b>　?。ǔ觯?lt;/b></p><p>　　各軸的輸入扭

15、矩(N/m)</p><p><b>　　V帶從動(dòng)輪軸：</b></p><p><b>　　從動(dòng)齒輪軸:</b></p><p><b>　　滾筒工作軸:</b></p><p>　　五、V帶設(shè)計(jì)和帶輪設(shè)計(jì)</p><p>　　確定計(jì)算功率 ，為工作

16、系數(shù)，兩班制工作，每班8小時(shí)，則平均一天工作12小時(shí)，且為空載啟動(dòng)，功率，載荷平穩(wěn)，查表得=1.1</p><p>　　選取普通V帶型號(hào)為A型</p><p>　　初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑 經(jīng)計(jì)算 查基準(zhǔn)直徑表得最接近的直徑的 </p><p>　　驗(yàn)算帶速 在5~25之間</p><p>　　確定中

17、心距a </p><p>　　6、確定帶長(zhǎng)長(zhǎng)度 </p><p>　　代入數(shù)得 查表選取最接近的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 取 </p><p><b>　　實(shí)際中心距</b></p><p>　　確定中心距的調(diào)整范圍 </p><p><b>　　

18、驗(yàn)算最小包角 </b></p><p><b>　　確定帶的根數(shù)Z、</b></p><p>　　計(jì)算單根V帶的基本額定功率 ,根據(jù)，且轉(zhuǎn)速為1440r/min,查表取</p><p>　　額定功率的增量 根據(jù)， ，查表用插值法取</p><p>　　根據(jù)查表得包角系數(shù)，根據(jù)得帶長(zhǎng)修正系數(shù)</p&g

19、t;<p>　　代入數(shù)據(jù)得 取Z=6 符合推薦的輪槽數(shù)</p><p>　　9、確定帶的初拉力查表得每米長(zhǎng)度質(zhì)量</p><p><b>　　計(jì)算帶傳動(dòng)的壓軸力</b></p><p><b>　　帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　采用灰鑄鐵制造HT15-33，其允許

20、的最大圓周速度為25m/s.</p><p><b>　　六、齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　1、選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)：</p><p>　　小齒輪選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，217~255HBS 取硬度250HBS</p><p>　　大齒輪選用45號(hào)鋼，正火處理，169~217HBS 取硬

21、度200HBS</p><p>　　由《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得</p><p>　　查安全系數(shù)表，由于為軟齒面 在1.0~1.1 ，在1.3~1.4 取為1.0 為1.4</p><p>　　再查驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限</p><p><b>　　查表得 </b></p><p>　　查齒

22、面接觸疲勞壽命系數(shù)表，與齒根彎曲疲勞壽命系數(shù)表得</p><p><b>　　小齒輪的轉(zhuǎn)矩T1</b></p><p><b>　?。?）選載荷系數(shù)K</b></p><p>　　由原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，工作機(jī)為帶式輸送機(jī)，載荷平穩(wěn)，齒輪在兩軸承間對(duì)稱布置。查《機(jī)械原理與機(jī)械零件》教材中查得，K的范圍是1~1.2 取K=1

23、.1</p><p><b>　?。?）計(jì)算齒數(shù)比u</b></p><p><b>　　初選 則 </b></p><p><b>　　（4）選擇齒寬系數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)齒輪為軟齒面和齒輪在兩軸承間為對(duì)稱布置。查《機(jī)械原理與機(jī)械零件》表得在0.8~1.

24、4 取.2 </p><p>　　（5）計(jì)算小齒輪分度圓直徑</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得</b></p><p>　?。?）確定齒輪模數(shù)m</p><p><b>　　取</b></p><p>　　(8)計(jì)算齒輪的主要尺寸(mm)

25、</p><p><b>　　取</b></p><p>　　(9)計(jì)算圓周轉(zhuǎn)速v并選擇齒輪精度</p><p>　　按照設(shè)計(jì)要求去精度等級(jí)為8級(jí)</p><p>　　校合齒根彎曲疲勞強(qiáng)度</p><p>　　確定兩齒輪的彎曲應(yīng)力</p><p>　　由公式得 計(jì)算出的

26、值，若，則強(qiáng)度合格</p><p><b>　　查表得復(fù)合齒形系數(shù)</b></p><p><b>　　滿足彎曲強(qiáng)度</b></p><p><b>　　確定主要幾何尺寸</b></p><p><b>　　齒頂圓直徑</b></p><

27、;p><b>　　齒厚S、齒槽寬e</b></p><p><b>　　齒根圓直徑</b></p><p>　　大齒輪相關(guān)尺寸：軸孔直徑 ，輪轂直徑，輪轂寬度B=63，輪緣內(nèi)徑mm，腹板厚度，腹板中心孔直徑,腹板中心孔直徑</p><p><b>　　軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核</b></p>

28、;<p><b>　　軸的選材及許用應(yīng)力</b></p><p>　　由《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》中的圖表查得</p><p>　　該軸無特殊要求，選45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)，HB217~255，</p><p>　　查常用材料的值和C值表得 45號(hào)鋼 在30~40MPa C在118~107 取C=110</p><p&g

29、t;<b>　　從動(dòng)軸</b></p><p>　　若考慮鍵，軸徑應(yīng)增加5% ， 輸出軸的最小直徑即是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑 ，同時(shí)應(yīng)選取聯(lián)軸器的型號(hào)，查聯(lián)軸器和離合器的工作情況系數(shù)K得在1.25~1.5取工況系數(shù) 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩</p><p>　　計(jì)算轉(zhuǎn)矩 應(yīng)小于聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩，選用彈性柱銷聯(lián)軸器，型號(hào)為 ，軸孔直徑為42mm半聯(lián)軸器長(zhǎng)度為 ，半聯(lián)軸器與軸的配合

30、長(zhǎng)度 </p><p>　　2、確定階梯軸各段的直徑</p><p>　　(1)輸出軸的最小直徑是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑</p><p>　　(2) Ⅰ-Ⅱ段右端需制出一軸肩</p><p><b>　　(3) ，取</b></p><p>　　(4) 選用深溝球軸承6211， </p>

31、<p>　　(5)右端滾動(dòng)軸承采用軸肩定位 </p><p>　　(6)取安裝齒輪處的軸端Ⅳ-Ⅴ直徑 </p><p>　　(7) 軸環(huán)處的直徑為 </p><p>　　3、確定階梯軸各段的長(zhǎng)度</p><p>　　左端用軸端擋圈定位，半聯(lián)軸器與軸配合的輪轂寬度 ，為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故Ⅰ-Ⅱ

32、段的長(zhǎng)度 略短于，取 。齒輪右端采用軸肩定位，軸肩高 ，軸環(huán)寬度 ，取，軸承端蓋總寬度為 ，根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與左端面間的距離 ，，滾動(dòng)軸承寬度為 ，套筒的寬度26mm，，大齒輪輪轂的寬度63mm,,</p><p><b>　　4、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　?。?）確定軸上零件的布置方案和固定方法：</

33、p><p>　　參考一般減速器結(jié)構(gòu)，將齒輪布置在軸的中部，對(duì)稱于兩端的軸承；齒輪用軸環(huán)和軸套作軸向固定，用平鍵和過盈配合（H7/r6）作周向固定。右端軸承用軸肩和過度配合（H7／K6）固定內(nèi)套圈；左端軸承用軸套和過渡配合（H7／K6）固定內(nèi)套圈。軸的定位則由兩端的軸承端蓋軸向固定軸承的外套圈來實(shí)現(xiàn)。輸出端的聯(lián)軸器用軸肩和軸端擋圈軸向固定，用平鍵作周向定位。</p><p>　　（2）直齒輪在工

34、作中不會(huì)產(chǎn)生軸向力，故兩端采用深溝球軸承。軸承采用潤(rùn)滑，齒輪采用油浴潤(rùn)滑。</p><p>　　5、從動(dòng)齒輪軸的受力計(jì)算</p><p>　　齒輪中心距兩軸承中心距離</p><p><b>　　分度圓直徑</b></p><p><b>　　圓周力</b></p><p>

35、<b>　　徑向力</b></p><p>　　6、按扭矩和彎曲組合變形強(qiáng)度條件進(jìn)行校核計(jì)算</p><p>　　1）繪制軸的受力簡(jiǎn)圖</p><p>　　2）將齒輪所受力分解成水平H和鉛垂平面V內(nèi)的力</p><p>　　3）求水平面H和鉛垂平面V的支座反力</p><p>　　1 水平面H內(nèi)的

36、支座反力: </p><p>　　2 鉛垂平面V內(nèi)的支座反力: </p><p><b>　　4）繪制彎矩圖:</b></p><p><b>　　1 水平面H的彎矩</b></p><p><b>　　2 鉛垂面V的彎矩</b></p><p><

37、;b>　　3 合成彎矩</b></p><p><b>　　4 繪制扭矩</b></p><p>　　T=442.94Nm</p><p><b>　　5 當(dāng)量彎矩</b></p><p>　　單向轉(zhuǎn)動(dòng)，故切應(yīng)力脈動(dòng)循環(huán)，取 ，a截面當(dāng)量彎矩為：</p><p

38、><b>　　7、校核軸的強(qiáng)度</b></p><p>　　根據(jù)總合成彎矩圖、扭矩圖和軸的結(jié)構(gòu)草圖的判斷a、b截面為危險(xiǎn)截面，下面分別進(jìn)行校核：（忽略鍵槽的影響）查表得</p><p><b>　　校合a截面</b></p><p><b>　　滿足強(qiáng)度要求</b></p><

39、;p><b>　　校合b截面</b></p><p><b>　　滿足強(qiáng)度要求</b></p><p><b>　　8、主動(dòng)軸的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　選擇軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。</p><p><b>　　主動(dòng)軸</b></p

40、><p>　　若考慮鍵取24（mm）</p><p>　　軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定軸上零件的布置方案和固定方式。單級(jí)齒輪減速器，齒輪布置在箱體內(nèi)壁的中間，軸承對(duì)稱布置在齒輪的兩邊，兩端軸承靠軸肩實(shí)現(xiàn)軸向定位和固定，靠過盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定，軸通過軸承蓋實(shí)現(xiàn)軸向定位。軸上零件的周向定位，帶輪和軸的周向定位均采用平鍵連接。</p><p><b>　　確定軸的各端尺寸：&

41、lt;/b></p><p>　　外端直徑，由于軸肩固定，故，取標(biāo)準(zhǔn)值28mm,Ⅲ-Ⅳ段選用深溝球軸承，初選深溝球軸承型號(hào)為6306，，，，取標(biāo)準(zhǔn)值40mm</p><p><b>　　確定各軸的長(zhǎng)度：</b></p><p>　　小帶輪的輪轂寬度，考慮帶輪的寬度為，取，軸承端蓋總寬度為 ，根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，

42、取端蓋的外端面與帶輪右端面間的距離 ，，考慮套筒及軸承的寬度，，小齒輪厚度B=68mm,,綜合考慮軸環(huán)及兩軸承關(guān)于齒輪對(duì)稱，，</p><p>　　經(jīng)校核符合強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　八、鍵的選擇與強(qiáng)度校核</p><p>　　1、帶輪與輸入軸間鍵的選擇及校核</p><p>　　軸頸 ，輪轂寬度50mm,A型平鍵，鍵寬b=10mm,鍵

43、高h(yuǎn)=8mm,鍵長(zhǎng)L=40mm,</p><p>　　( 輸入軸與帶輪轉(zhuǎn)矩)</p><p><b>　　帶輪灰鑄鐵</b></p><p>　　2、小齒輪軸與帶輪間鍵的選擇及校核</p><p>　　軸頸d=24mm，輪轂寬度48mm，A型平鍵，鍵寬b=8mm,鍵高h(yuǎn)=7mm,鍵長(zhǎng)L=45mm</p>&

44、lt;p>　　主動(dòng)齒輪與主動(dòng)軸間的鍵的選擇及校核</p><p>　　軸直徑d=35mm,軸長(zhǎng)度65mm,A型平鍵，鍵寬b=10mm,鍵高h(yuǎn)=8mm,鍵長(zhǎng)L=45mm</p><p><b>　　鋼</b></p><p>　　從動(dòng)齒輪與從動(dòng)軸間的鍵的選擇及校核</p><p>　　軸直徑d=65mm,軸長(zhǎng)度60m

45、m,A型平鍵，鍵寬b=20mm,鍵高h(yuǎn)=12mm,鍵長(zhǎng)L=50mm</p><p><b>　　鋼</b></p><p>　　輸出軸與聯(lián)軸器間鍵的選擇及校核</p><p>　　軸直徑d=42mm,軸長(zhǎng)度82m,A型平鍵，鍵寬b=12mm,鍵高h(yuǎn)=8mm,鍵長(zhǎng)L=70mm</p><p><b>　　鋼<

46、;/b></p><p>　　九、滾動(dòng)軸承的選擇與校核</p><p>　　從動(dòng)軸軸承6211 </p><p><b>　　軸向力</b></p><p>　　n=80.42r/min </p><p><b>　　要求壽命：</b></p><

47、p><b>　　滿足壽命要求</b></p><p><b>　　十、聯(lián)軸器的選擇</b></p><p>　　選取聯(lián)軸器的型號(hào)，取工況系數(shù) 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩計(jì)算轉(zhuǎn)矩 應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩，選用彈性柱銷聯(lián)軸器，型號(hào)為 ，軸孔直徑為 ，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度為 ，半聯(lián)軸器與軸的配合長(zhǎng)度 </p><p>　　十一、 減速器的潤(rùn)

48、滑密封設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1.潤(rùn)滑</b></p><p>　　滾動(dòng)軸承采用脂潤(rùn)滑。</p><p>　　齒輪采用浸油潤(rùn)滑，即將齒輪浸入油中，當(dāng)齒輪回轉(zhuǎn)時(shí)粘在其上的油液被帶到嚙合區(qū)進(jìn)行潤(rùn)滑，同時(shí)油池的油被甩上箱壁，有助散熱。為避免浸油潤(rùn)滑的攪油功耗太大和保證輪齒嚙合區(qū)的充分潤(rùn)滑，傳動(dòng)件浸入油中的深度不宜太深或太淺，一般浸油深度以浸

49、油齒輪的一個(gè)齒高為適度，但不得少于10mm。</p><p><b>　　2.箱體密封</b></p><p><b>　?、佥S伸出處的密封：</b></p><p>　　墊圈式密封：利用矩形截面的毛墊圈嵌入梯形槽中所產(chǎn)生的對(duì)軸的壓緊作用，獲得防止?jié)櫥吐┏龊屯饨珉s質(zhì)灰質(zhì)等侵入軸承室的密封效果。密封簡(jiǎn)單、價(jià)廉。</p

50、><p>　?、谳S承室內(nèi)側(cè)的密封：</p><p>　　封油環(huán)密封：作用是使軸承室與箱體內(nèi)部隔開，防止油脂漏進(jìn)箱內(nèi)及箱內(nèi)潤(rùn)滑油濺入軸承室而稀釋和帶走油脂。封油環(huán)做成齒狀，封油效果更好。</p><p>　　③箱體與箱座接合面的密封：</p><p>　　在箱體和箱座接合面上涂密封膠密封。</p><p><b>

51、　　④其他部位的密封：</b></p><p>　　檢查孔蓋板、排油螺塞、油標(biāo)與箱體的接合面間均需加紙封油墊或皮封油圈。螺釘式軸承端蓋與箱體之間需加密封墊片。</p><p>　　十二、箱體尺寸計(jì)算和附件的選擇及簡(jiǎn)要說明</p><p><b>　　箱座壁厚壁厚</b></p><p><b>　　

52、箱座凸緣厚度</b></p><p><b>　　箱蓋厚度</b></p><p><b>　　箱蓋凸緣厚度</b></p><p><b>　　箱底凸緣厚度</b></p><p>　　軸承旁凸臺(tái)高度h=45mm</p><p>　　齒輪

53、軸端面與內(nèi)機(jī)壁距離l=18mm</p><p>　　大齒輪齒頂與內(nèi)機(jī)壁=12mm</p><p>　　小齒輪端面到內(nèi)機(jī)壁距離l=15mm</p><p><b>　　上下機(jī)體筋板厚度，</b></p><p>　　地腳螺栓M16，數(shù)量6根</p><p><b>　　十三、設(shè)計(jì)小結(jié)<

54、;/b></p><p>　　在沒有學(xué)過機(jī)械設(shè)計(jì)這門課的情況下去做這個(gè)減速器，對(duì)于我們來說是比較困難的，我覺得這項(xiàng)作業(yè)的目的更多的在于我們搜集資料與尋求各種幫助的能力，畢竟即使我有書，要自己將它完全看懂，時(shí)間也不是很夠。所以我找到了學(xué)長(zhǎng)的范本，并且也問了學(xué)過這門課的一些高中老同學(xué)。設(shè)計(jì)之初，即使有學(xué)長(zhǎng)的范本，上面的公式依舊見都沒見過，就這樣我邊查書，邊理解這些公式的意義及作用，并在一些部件、數(shù)據(jù)以及一些公式