機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)---帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置 (2)

1、<p>　　目 錄</p><p>　　一、設(shè)計(jì)任務(wù)書····························

2、;····································

3、83;·········2</p><p><b>　　二、電機(jī)的選擇計(jì)算</b></p><p>　　2.1選擇電動(dòng)機(jī)的類型·············

4、;····································

5、83;····3</p><p>　　2.2選擇電動(dòng)機(jī)容量··························

6、83;·······························3</p><p>　　2.3確定電動(dòng)

7、機(jī)轉(zhuǎn)速····································&

8、#183;·····················3</p><p>　　2.4確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)·········&

9、#183;····································

10、;············3</p><p>　　三、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算</p><p>　　3.1 計(jì)算總傳動(dòng)比·············

11、····································

12、3;··········4</p><p>　　3.2計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)···················

13、83;···········4</p><p>　　四、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核</p><p>　　4.1蝸輪蝸桿的選擇·············&#

14、183;····································

15、·······5</p><p>　　4.2蝸桿軸的設(shè)計(jì)························&

16、#183;····································

17、;9</p><p>　　4.3蝸輪軸的設(shè)計(jì)·······························

18、·····························10</p><p>　　4.4軸承的校核··&

19、#183;····································

20、;·························13</p><p><b>　　五、箱體的設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><

21、p>　　5.1箱體的結(jié)構(gòu)形式和材料·································&#

22、183;············15</p><p>　　5.2箱體主要尺寸··················&#

23、183;····································

24、······15</p><p>　　六、減速器結(jié)構(gòu)與潤(rùn)滑、密封方式的概要說明·····················16</p>

25、<p>　　七、課程設(shè)計(jì)小結(jié)·································&#

26、183;································17</p><p>　

27、　八、參考文獻(xiàn)···································

28、83;····································&

29、#183;···19</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目：帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)</p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求：</b></p><p>　　設(shè)計(jì)用于帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)裝置。</p><p>　

30、　連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，空載起動(dòng)，運(yùn)輸帶允許誤差為。</p><p>　　使用期限為10年，小批量生產(chǎn)，兩班制工作（8小時(shí)/天）。</p><p><b>　　原始技術(shù)數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　?。?）傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)。</p>

31、;<p>　?。?）傳動(dòng)件及支承的設(shè)計(jì)計(jì)算。</p><p>　?。?）減速器裝配圖及零件工作圖。</p><p>　?。?）設(shè)計(jì)計(jì)算說明書編寫。</p><p>　　每個(gè)學(xué)生應(yīng)完成：（1）部件裝配圖一張（A1）。</p><p>　?。?）零件工作圖2張（A3）。</p><p><b>　　

32、（3）說明書一份。</b></p><p><b>　　二、電機(jī)的選擇計(jì)算</b></p><p>　　2.1.選擇電動(dòng)機(jī)的類型</p><p>　　按工作要求和條件選取Y系列一般用途全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，電壓380V。</p><p>　　2.2選擇電動(dòng)機(jī)容量</p><p&

33、gt;　　工作機(jī)所需的功率： </p><p>　　設(shè)備工作機(jī)所需電動(dòng)機(jī)的功率</p><p>　　由電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間的總效率： </p><p>　　其中 分別為聯(lián)軸器，滾動(dòng)軸承，蝸桿和卷筒的傳動(dòng)效率。查表可知=0.99（彈性柱銷聯(lián)軸器）、=0.98（滾子軸承）、</p><p>　　=0.72（單頭蝸桿）、 =0.96（卷筒）

34、 </p><p><b>　　所以：</b></p><p>　　所以電動(dòng)機(jī)輸出功率： </p><p>　　因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)額定功率略大于計(jì)算功率即可，所以選取電動(dòng)機(jī)的額定功率為4kw。</p><p>　　2.3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速</p><p>　　滾筒的

35、工作轉(zhuǎn)速為 </p><p>　　2.4確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)</p><p>　　蝸桿減速器的傳動(dòng)比范圍為10～40，電動(dòng)機(jī)的可選范圍為：</p><p>　　（10～40）×47.77=477.7～1910.8r/min。</p><p>　　符合要求的轉(zhuǎn)速有750，1000，1500 r/min。</p><

36、p>　　綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的情況來確定最后的轉(zhuǎn)速，為降低電動(dòng)機(jī)的重量和成本，可以選擇同步轉(zhuǎn)速1500r/min，電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y112M-4。</p><p><b>　　三、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)</b></p><p>　　3.1 計(jì)算總傳動(dòng)比：</p><p>　　3.2計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)</p><p&

37、gt;　　3.2.1 電動(dòng)機(jī)軸：</p><p><b>　　轉(zhuǎn)速：</b></p><p><b>　　功率：</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)矩： </b></p><p>　　3.2.2 蝸桿軸：</p><p><b>　

38、　轉(zhuǎn)速：</b></p><p><b>　　功率：</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)矩： </b></p><p>　　3.2.3 蝸輪軸：</p><p><b>　　轉(zhuǎn)速：</b></p><p><b>　　功率：

39、</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)矩： </b></p><p>　　3.2.4 滾筒軸：</p><p><b>　　轉(zhuǎn)速：</b></p><p><b>　　功率：</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)矩：<

40、/b></p><p>　　四、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核</p><p>　　4.1蝸輪蝸桿的選擇</p><p>　　4.1.1選擇蝸輪蝸桿類型：根據(jù) GB/T10085-1988的推薦，采用漸開線蝸桿ZI</p><p>　　4.1.2 材料的選擇</p><p>　　蝸桿選擇45鋼，螺旋齒面要求調(diào)質(zhì)處理，硬

41、度為45～55HRC，蝸輪用鑄錫磷青鋼ZCuSn10P1，金屬模鑄造，為了節(jié)約成本，僅齒圈用鑄錫磷青鋼制造，而輪轂用灰鑄鐵HT100制造。</p><p>　　4.1.3按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)</p><p><b>　　傳動(dòng)中心矩：</b></p><p>　　確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩=525.7N·m</p>&l

42、t;p><b>　　確定載荷系數(shù)K</b></p><p>　　因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布系數(shù),,由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不太大，可選取動(dòng)荷系數(shù),則</p><p><b>　　確定彈性影響系數(shù)</b></p><p>　　因蝸輪材料是鑄錫磷青銅，故=160</p><p><b>　

43、　確定接觸系數(shù)</b></p><p>　　先假設(shè)蝸桿分度圓d1和傳動(dòng)中心矩a的比值，可查得=2.75</p><p><b>　　確定許用接觸應(yīng)力</b></p><p>　　根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅，蝸桿螺旋齒面硬度>45HRC，從表中查得</p><p><b>　　應(yīng)力循環(huán)次數(shù)<

44、/b></p><p><b>　　壽命系數(shù)=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　==0.72*268=193</p><p><b>　?。?）計(jì)算中心矩</b></p><p>　　取中心矩a=160mm

45、因i=30.14</p><p>　　取m=8 , 蝸桿分度圓直徑,</p><p>　　驗(yàn)證傳動(dòng)比：,符合要求。</p><p>　　4.1.4蝸輪與蝸桿的主要參數(shù)和幾何尺寸</p><p><b>　　（1）蝸桿</b></p><p><b>　　分度圓直徑</b>&

46、lt;/p><p><b>　　齒數(shù)</b></p><p><b>　　軸向齒距</b></p><p><b>　　導(dǎo)程</b></p><p>　　直徑系數(shù)，齒頂圓直徑，齒根圓直徑</p><p><b>　　分度圓導(dǎo)程角，齒寬</b&

47、gt;</p><p><b>　　(2)蝸輪</b></p><p><b>　　蝸輪齒數(shù)=31,</b></p><p><b>　　變位系數(shù)為,</b></p><p><b>　　蝸輪分度圓直徑,</b></p><p>&

48、lt;b>　　蝸輪喉圓直徑,</b></p><p><b>　　蝸輪齒根圓直徑,</b></p><p><b>　　蝸輪咽喉母圓半徑，</b></p><p><b>　　蝸輪寬。</b></p><p>　　4.1.5校核齒跟彎曲疲勞強(qiáng)度</p&g

49、t;<p><b>　　當(dāng)量齒數(shù)</b></p><p>　　根據(jù) , , ,螺旋角系數(shù)=</p><p><b>　　許用彎曲應(yīng)力</b></p><p>　　從表11-8中查得：</p><p><b>　　=56MPa</b></p><

50、p><b>　　壽命系數(shù)=</b></p><p>　　所以彎曲強(qiáng)度滿足要求。</p><p>　　4.1.6驗(yàn)算效率η</p><p>　　已知=5°42′38″≈5.7°</p><p>　　, 與相對(duì)滑動(dòng)速度有關(guān)</p><p>　　從表11-18中用插值法查得：&

51、lt;/p><p>　　=0.0206 =1.17 代入式中</p><p>　　=0.216 =0.1998</p><p><b>　　則=0.86 </b></p><p>　　大于原估計(jì)值，因此不用重算。</p><p>　　4.1.7精度等級(jí)公差和表面粗糙度的確定</p>

52、<p>　　考慮到所設(shè)計(jì)的蝸桿傳動(dòng)是動(dòng)力傳動(dòng)，屬于用機(jī)械減速器。從GB/T10089-1988圓柱蝸桿、蝸輪精度中選擇8級(jí)精度，側(cè)隙種類為f,標(biāo)注為8f GB/T10089-1988。蝸桿與軸做成蝸桿軸，蝸輪采用齒圈式，用鑄錫磷青銅與鑄鐵輪芯組成，采用H7/r6配合。</p><p><b>　　4.2蝸桿軸的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.2.1

53、軸的材料的選擇</p><p>　　考慮到減速器為普通中用途中小功率減速傳動(dòng)裝置，軸主要傳遞蝸輪的轉(zhuǎn)矩。選用45鋼，淬火處理。</p><p>　　4.2.2最小直徑的計(jì)算</p><p>　　考慮到蝸桿的齒頂圓直徑為96，查表GB 4323-84 選用HL4彈性柱銷聯(lián)軸器，標(biāo)準(zhǔn)孔徑d=45mm，即軸的最小直徑為</p><p>　　聯(lián)軸器軸

54、孔長(zhǎng)度為：84mm。</p><p>　　4.2.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　?。?）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，右端需制出一軸肩，取。根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，取。</p><p>　　（2）選擇滾動(dòng)軸承。因軸上同時(shí)受有徑向力和軸向力，故選用圓錐滾子軸承，參照,選用30212，尺寸，，。結(jié)合箱體的結(jié)構(gòu)要求，取。</p><p>　?。?

55、）右端需制出一定位軸肩，取，為軸環(huán)。取退刀槽長(zhǎng)度</p><p>　?。?）蝸桿總長(zhǎng)L=82+50+42+12+40+104+40+12+42=424mm。</p><p>　　4.2.4鍵的選擇與校核</p><p>　　根據(jù)軸段直徑，選用A型平鍵連接。尺寸為14×9，L=70mm。</p><p><b>　　,,，符

56、合要求。</b></p><p><b>　　4.3蝸輪軸的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.3.1軸的材料的選擇</p><p>　　選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取A0=112，于是得：</p><p>　　軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑。</p><p&

57、gt;　　4.3.2聯(lián)軸器的選擇</p><p>　　計(jì)算轉(zhuǎn)矩=,查表14-1，選取=1.5，則有</p><p>　　查表GB 4323-84 選HL4選彈性聯(lián)軸器，標(biāo)準(zhǔn)孔徑d=42mm，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度為L(zhǎng)=84mm， 。</p><p>　　4.3.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度：</p&

58、gt;<p>　?。?）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，右端需制出一軸肩，定位軸肩高度在（0.07～0.1）d范圍內(nèi)，故</p><p>　　，取直徑d2=50mm。密封圈D=69mm,d=49mm。</p><p>　?。?）選擇滾動(dòng)軸承。因軸上同時(shí)受有徑向力和軸向力，故選用圓錐滾子軸承，參照d2=50mm,選用30211，尺寸，?？紤]到蝸桿軸承端蓋的的外徑為150mm,蝸

59、輪輪轂寬取90mm,蝸輪軸段長(zhǎng)為88mm,取蝸輪軸段中心到內(nèi)壁的距離為70mm，，，。</p><p>　?。?）蝸輪軸總長(zhǎng)L=82+50+64+88+10+54=348mm</p><p>　　4.3.4鍵的選擇與校核</p><p>　　根據(jù)軸段直徑，選用A型平鍵連接。聯(lián)軸器段選鍵為12×8，L=70mm。</p><p>　　

60、,,，不符合要求。一個(gè)鍵不滿足要求，改用雙鍵連接，相隔180°布置雙鍵的工作長(zhǎng)度。</p><p><b>　　，滿足要求。</b></p><p>　　蝸輪段選鍵18×11，L=60，,，,滿足要求。</p><p><b>　　4.3.5軸的校核</b></p><p>　　

61、(1)確定各向應(yīng)力和反力</p><p>　　蝸輪分度圓直徑d=248 mm </p><p>　　轉(zhuǎn)矩T=525.7 N·m</p><p><b>　　蝸輪的切向力為：</b></p><p>　　Ft=2T/d=2×525.7×103/248=4239.5 N</p>&

62、lt;p><b>　　蝸輪的徑向力為：</b></p><p><b>　　Fr=Ft×</b></p><p>　　=4239.5×tan20°/cos5°42′38″</p><p><b>　　=1550.7 N</b></p><

63、;p><b>　　蝸輪的軸向力為：</b></p><p><b>　　Fa=Ft×</b></p><p>　　=4239.5×tan5°42′38″</p><p><b>　　=423.2 N</b></p><p>　　(2) 垂直平

64、面上：</p><p><b>　　支撐反力：</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=1046 N</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　水平平

65、面：</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　1)確定彎矩</b></p><p><b>　　N·mm</b></p><p>&l

66、t;b>　　垂直彎矩：</b></p><p><b>　　N·mm</b></p><p><b>　　N·mm</b></p><p><b>　　合成彎矩：</b></p><p><b>　　= N·mm<

67、/b></p><p>　　扭矩T=525.7 N·mm</p><p>　　2)按彎矩合成應(yīng)力校核該軸端強(qiáng)度</p><p>　　進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面）的強(qiáng)度。軸單向旋轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力。取α=0.6 </p><p><b>　　軸端計(jì)算應(yīng)力：</b>

68、;</p><p><b>　　故是安全的。</b></p><p><b>　　4.4軸承的校核</b></p><p>　　校核30212 查表GB/T297-1994 </p><p>　　額定動(dòng)載荷Cr=102×103 N</p><p>　　基本靜載荷C

69、or=130×103 N</p><p>　　求兩軸承受到的徑向載荷Fr1和Fr2</p><p>　　由前面設(shè)計(jì)蝸輪時(shí)求得的：</p><p>　　Fr1v==1046 N</p><p>　　Fr2v==505 N</p><p>　　Fr1H==2054.2N</p><p>　

70、　Fr2H==2185 N</p><p><b>　　Fr1= N</b></p><p><b>　　Fr2= N</b></p><p>　　求兩軸承計(jì)算軸向力Fa1和Fa2</p><p>　　查表GB/T297-1994可知 e=0.4</p><p>　　Fd1

71、=Fr1×0.4=2305×0.4=922 N</p><p>　　Fd2=Fr2×0.4=2242×0.4=896.8 N</p><p><b>　　軸向力Fae=</b></p><p>　　因?yàn)镕ae+Fd2=1286+896.8=2182.8 N=Fa1</p><p>

72、　　Fa2=Fd2=896.8 N</p><p>　　(3) 求當(dāng)量動(dòng)載荷P1和P2</p><p>　　由表13-5 分別計(jì)算P1、P2，取fp=1.5,則</p><p>　　P1=fp(X1Fr1+Y1Fa1)</p><p>　　=1.5 ×（0.4×2305+1.5×2182.8）</p>

73、;<p><b>　　=6294 N</b></p><p>　　P2=fp×（1×Fr2）=3363 N</p><p><b>　　驗(yàn)算軸承壽命</b></p><p>　　因?yàn)镻1>P2，所以軸承的受力大小</p><p><b>　　計(jì)算：&

74、lt;/b></p><p>　　所以軸承滿足壽命要求。</p><p><b>　　五、箱體的設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　5.1箱體的結(jié)構(gòu)形式和材料</p><p>　　箱體采用鑄造工藝，材料選用HT200。中型鑄件，最小壁厚8～10mm。</p><p><b>　　

75、5.2箱體主要尺寸</b></p><p>　　六、減速器結(jié)構(gòu)與潤(rùn)滑、密封方式的概要說明</p><p><b>　　減速器的結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　本課題所設(shè)計(jì)的減速器，其基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在參照后附裝配圖的基礎(chǔ)上完成的，該項(xiàng)減速器主要由傳動(dòng)零件（蝸輪蝸桿），軸和軸承，聯(lián)結(jié)零件（鍵，銷，螺栓，螺母等）。箱體和附屬部件以及潤(rùn)滑

76、和密封裝置等組成。</p><p>　　箱體為剖分式結(jié)構(gòu)，由I箱體和箱蓋組成，其剖分面通過蝸輪傳動(dòng)的軸線；箱蓋和箱座用螺栓聯(lián)成一體；采用圓錐銷用于精確定位以確保和箱座在加工軸承孔和裝配時(shí)的相互位置；起蓋螺釘便于揭開箱蓋；箱蓋頂部開有窺視孔用于檢查齒輪嚙合情況及潤(rùn)滑情況用于加住潤(rùn)滑油，窺視孔平時(shí)被封住；通氣器用來及時(shí)排放因發(fā)熱膨脹的空氣，以放高氣壓沖破隙縫的密封而致使漏油；副標(biāo)尺用于檢查箱內(nèi)油面的高低；為了排除油液

77、和清洗減速器內(nèi)腔，在箱體底部設(shè)有放汕螺塞；吊環(huán)螺栓用來提升箱體，而整臺(tái)減速氣的提升得使用與箱座鑄成一體的吊鉤；減速氣用地腳螺栓固定在機(jī)架或地基上。</p><p><b>　　6.1減速器的潤(rùn)滑</b></p><p>　　由于V=6.04 m/s<<12 m/s，選用浸油潤(rùn)滑。</p><p>　　蝸輪潤(rùn)滑采用AN68型工業(yè)油&l

78、t;/p><p>　　浸油高度為蝸桿外徑的1/3左右</p><p>　　軸承潤(rùn)滑選用 ZL-3型潤(rùn)滑脂 (GB 7324-1987）</p><p><b>　　6.2減速器的密封</b></p><p>　　6.2.1箱座與箱蓋凸緣接合面的密封選用在接合面涂漆或水玻璃。</p><p>　　6.2

79、.2 觀察孔和油孔等處接合面的密封用石棉膠橡紙，墊片進(jìn)行密封。</p><p>　　6.2.3 軸承孔的密封、悶蓋和透蓋用作密封與之對(duì)應(yīng)的軸承外部，軸段外伸端透著間的間隙采用氈圈油封。</p><p>　　6.2.4 軸承靠近機(jī)體內(nèi)壁處用擋圈油環(huán)密封以防止?jié)櫥瓦M(jìn)入軸承的內(nèi)部。</p><p><b>　　七、課程設(shè)計(jì)小結(jié)</b></p&

80、gt;<p>　　我這次設(shè)計(jì)的是用于帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置的一級(jí)蝸桿減速器。通過三個(gè)星期的計(jì)算設(shè)計(jì)和畫圖，感到受益良多。</p><p>　　這次設(shè)計(jì)讓我們進(jìn)一步鞏固和加深所學(xué)的知識(shí)，通過設(shè)計(jì)把機(jī)械設(shè)計(jì)及其他有關(guān)先修課程（如機(jī)械制圖、理論力學(xué)、材料力學(xué)、工程材料等）中所獲得的理論知識(shí)在設(shè)計(jì)實(shí)踐中加以綜合運(yùn)用，使理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)踐密切的結(jié)合起來。</p><p>　　通過這次課程設(shè)

81、計(jì)，我獲得了如下收獲：</p><p>　　對(duì)之前所學(xué)知識(shí)有了比較深入全面的掌握，知識(shí)的綜合應(yīng)用更是鍛煉了一個(gè)人的實(shí)踐能力。</p><p>　　之前所學(xué)的知識(shí)都是很基礎(chǔ)，很零散的，只有真正運(yùn)用與實(shí)踐中才有實(shí)際意義。</p><p>　　提高了我的計(jì)算和制圖能力，鍛煉了我的動(dòng)手能力。</p><p>　　其實(shí)搞設(shè)計(jì)也是挺辛苦的，并不是算算、畫

82、畫就可以了，在這次設(shè)計(jì)中我們體會(huì)到了作為一個(gè)設(shè)計(jì)者必須要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，來不得半點(diǎn)馬虎。</p><p>　　最后，感謝老師對(duì)我這次課程設(shè)計(jì)的辛勤指導(dǎo)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 濮良貴,紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社，2006</p><p>　　[2] 王大康.