機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書---帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置

1、<p>　　機(jī) 械 課 程 設(shè) 計(jì) </p><p><b>　　說(shuō) 明 書</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)題目：帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置</p><p><b>　　機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書</b></p><p><b>　　一、前言 </b></p>&

2、lt;p><b>　　(一) 設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)一帶式輸送機(jī)用單級(jí)圓柱齒輪減速器。已知運(yùn)輸帶輸送拉力F=2KN，帶速V=2.0m/s，傳動(dòng)滾筒直徑D=400mm（滾筒效率為0.96）。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，預(yù)定使用壽命8年（每年工作300天），工作為二班工作制，載荷輕，帶式輸送機(jī)工作平穩(wěn)。工作環(huán)境：室內(nèi)灰塵較大，環(huán)境最高溫度35°。動(dòng)力來(lái)源：電力，三相交流380

3、/220伏。</p><p>　　圖1 帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖</p><p>　　1、電動(dòng)機(jī)；2、三角帶傳動(dòng)；3、減速器；4、聯(lián)軸器；5、傳動(dòng)滾筒；6、皮帶運(yùn)輸機(jī)</p><p>　　表1 常用機(jī)械傳動(dòng)效率</p><p>　　表2 常用機(jī)械傳動(dòng)比范圍</p><p><b>　　(二) 設(shè)計(jì)目的

4、</b></p><p>　　通過(guò)本課程設(shè)計(jì)將學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)理論知識(shí)進(jìn)行綜合應(yīng)用，培養(yǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算能力，熟悉一般的機(jī)械裝置設(shè)計(jì)過(guò)程。</p><p>　　(三) 傳動(dòng)方案的分析 </p><p>　　機(jī)器一般是由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作裝置組成。傳動(dòng)裝置是用來(lái)傳遞原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力、變換其運(yùn)動(dòng)形式以滿足工作裝置的需要，是機(jī)器的重要組成部分。傳動(dòng)裝置是否合理將

5、直接影響機(jī)器的工作性能、重量和成本。合理的傳動(dòng)方案除滿足工作裝置的功能外，還要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、成本低廉、傳動(dòng)效率高和使用維護(hù)方便。 </p><p>　　本設(shè)計(jì)中原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，工作機(jī)為皮帶輸送機(jī)。傳動(dòng)方案采用了兩級(jí)傳動(dòng)，第一級(jí)傳動(dòng)為帶傳動(dòng)，第二級(jí)傳動(dòng)為單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器。</p><p>　　帶傳動(dòng)承載能力較低，在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時(shí)，結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大，但有過(guò)載保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，還可緩

6、和沖擊和振動(dòng)，故布置在傳動(dòng)的高速級(jí)，以降低傳遞的轉(zhuǎn)矩，減小帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸。 </p><p>　　齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命較長(zhǎng)，是現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用最為廣泛的機(jī)構(gòu)之一。本設(shè)計(jì)采用的是單級(jí)直齒輪傳動(dòng)。 </p><p>　　減速器的箱體采用水平剖分式結(jié)構(gòu)，用HT200灰鑄鐵鑄造而成。 </p><p>　　二、傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì)</p

7、><p>　　(一) 電動(dòng)機(jī)選擇 </p><p>　　1、電動(dòng)機(jī)類型的選擇： Y系列三相異步電動(dòng)機(jī) </p><p>　　2、電動(dòng)機(jī)功率選擇： </p><p>　?、賯鲃?dòng)裝置的總效率η：</p><p>　　查表1取皮帶傳動(dòng)效率0.96，軸承傳動(dòng)效率0.99，齒輪傳動(dòng)效率0.97，聯(lián)軸器效率0.99。</p>

8、;<p>　　η=0.96*0.993*0.97*0.99=0.8945</p><p>　?、诠ぷ鳈C(jī)所需的輸入功率Pw： </p><p>　　Pw=(FwVw)/(1000ηw)</p><p>　　式中，F(xiàn)w=2 KN=2000N，Vw=2.0m/s，ηw=0.96，代入上式得</p><p>　　Pw=(2000*2)/

9、(1000*0.96)=4.17 KW</p><p>　　③電動(dòng)機(jī)的輸出功率： </p><p>　　PO= Pw /η=4.17/0.8945=4.66KW </p><p>　　選取電動(dòng)機(jī)額定功率Pm，使電動(dòng)機(jī)的額定功率Pm＝（1～1.3）PO ，由查表得電動(dòng)機(jī)的額定功率P＝5.5KW。 </p><p>　　3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速： &l

10、t;/p><p>　　計(jì)算滾筒工作轉(zhuǎn)速： </p><p>　　nw=60*1000V/（πD）=60×1000×2/（π×400）=96r/min </p><p>　　由推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比范圍i1=3~6。取V帶傳動(dòng)比i2=2~4，則總傳動(dòng)比理時(shí)范圍為i=6~24。</p><p&g

11、t;　　故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為n=（6~24）×96=576~2304r/min。</p><p>　　4、確定電動(dòng)機(jī)型號(hào) </p><p>　　根據(jù)以上計(jì)算，符合這一轉(zhuǎn)速范圍的電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速有750r/min 、1000r/min和1500r/min，綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、結(jié)構(gòu)和帶傳動(dòng)及減速機(jī)的傳動(dòng)比，最終確定同步轉(zhuǎn)速為1500r/min ，根據(jù)所需的額定功率及同

12、步轉(zhuǎn)速確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y132S-4 ，滿載轉(zhuǎn)速1440r/min 。 </p><p>　　主要參數(shù)：額定功率5.5KW，滿載轉(zhuǎn)速1440r/min，電動(dòng)機(jī)質(zhì)量68kg。</p><p>　　(二) 計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及分配各級(jí)傳動(dòng)比 </p><p>　　1、總傳動(dòng)比：i =1440/96=15 </p><p>　　2、分配各級(jí)傳

13、動(dòng)比： </p><p>　　因i= i1* i2，根據(jù)有關(guān)資料，單級(jí)減速器i=3~6合理，這里取i1 =5，i2=15/5=3。</p><p>　　(三) 運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 </p><p>　　1、各軸轉(zhuǎn)速（r/min） </p><p>　?、褫S n1=nm/i 2=1440/3=480 r/min</p>&l

14、t;p>　　Ⅱ軸 n2= n1/ i1= nw =96 r/min </p><p>　　2、計(jì)算各軸的功率（KW） </p><p>　　電動(dòng)機(jī)的輸出功率PO=4.66KW </p><p>　　Ⅰ軸 PI=4.66×0.96=4.4736KW </p><p>　?、蜉S PⅡ= PⅠη1η2=4.4736×0.

15、99*0.97=4.4736KW×0.99×0.97=4.296KW </p><p>　?。é?為軸承傳動(dòng)效率，η2為齒輪傳動(dòng)效率，η3聯(lián)軸器傳動(dòng)效率）</p><p>　　卷筒軸 Pj= PⅡ*η1*η3=4.296×0.99×0.99=4.211KW </p><p>　　3、計(jì)算各軸扭矩（N·mm） <

16、/p><p>　　Ⅰ軸 TI=9550×PI/nI=9550×4.4736/480=89.006N·m </p><p>　?、蜉S TⅡ=9550×PⅡ/nⅡ=9550×4.296/96=427.36N·m </p><p>　　卷筒軸Tj=9550×Pj/nj=9550×4.211/96=

17、418.91N·m </p><p>　　將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理后列于下表：</p><p>　　表3 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)表</p><p>　　三、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 </p><p>　　（一）Ｖ帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1、確定計(jì)算功率</b></p>

18、<p>　　工作情況系數(shù)查文獻(xiàn)[1]表11.5知： =1.1。</p><p>　　=1.1×4.66=5.126kw</p><p><b>　　2、選擇帶型號(hào)</b></p><p>　　根據(jù)Pc =5.126kw，nm＝1440r/min，查文獻(xiàn)[1]圖11.15，初步選用普通Z型帶。</p><

19、;p>　　3、選取帶輪基準(zhǔn)直徑</p><p>　　查文獻(xiàn)[1]表11.6選取小帶輪基準(zhǔn)直徑=80mm，則大帶輪基準(zhǔn)直徑=3*（1-0.01）*80=237.6mm。</p><p>　　式中，為帶的滑動(dòng)率，通常取（1%～2%），查表后取=250mm。</p><p>　　大帶輪轉(zhuǎn)速=456.192 r/min</p><p><

20、b>　　4、驗(yàn)算帶速v</b></p><p><b>　　6.03 m/s</b></p><p>　　在5～25m/s范圍內(nèi)，Ｖ帶充分發(fā)揮。</p><p>　　5、V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度和中心距</p><p><b>　　求</b></p><p>　　根據(jù)文

21、獻(xiàn)[1]中式11.20，初定=495mm</p><p><b>　　取。</b></p><p>　　由文獻(xiàn)[1]中式11.2帶長(zhǎng)</p><p>　　由文獻(xiàn)[1]中圖11.4定相近的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld=1600mm，再由式（11.3）計(jì)算實(shí)際中心距</p><p>　　=534.054mm</p><p

22、>　　6、驗(yàn)算包角，由式（11.4）得</p><p>　　=160.9O>，合適</p><p><b>　　7、確定v帶根數(shù)z</b></p><p><b>　　帶速</b></p><p>　　實(shí)際傳動(dòng)比=3.157</p><p>　　查表11.8單根v

23、帶功率=0.36KW；查表11.7包角系數(shù)=0.953；查表11.12帶長(zhǎng)度系數(shù)=1.16，查表11.10，，則由公式得=9.65</p><p><b>　　故選10根帶。</b></p><p>　　8、確定帶的張緊力F0（單根帶）</p><p>　　查表11.4得q=0.06kg/m，故可由式（11.21）得單根V帶的張緊力</p

24、><p><b>　　=71.03 N</b></p><p>　　軸上載荷=2*10*71.03*sin80.45o=1400.7116 N</p><p>　　（二）齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 </p><p>　　1、選擇齒輪材料及精度等級(jí) </p><p>　　根據(jù)工作要求，考慮減速器傳遞功率不大，所

25、以齒輪采用軟齒面，齒面硬度<=350HBS。小齒輪：45鋼，調(diào)質(zhì)，HB1=220；大齒輪：45鋼，正火，HB2=190。</p><p>　　查文獻(xiàn)[1]表12.14，得=1.1，=1.4。</p><p>　　查文獻(xiàn)[1]圖12.17和12.23知</p><p>　　=555MPa，=530Mpa；=190Mpa，=180Mpa。</p>&

26、lt;p>　　故：[]1=/=504.5Mpa，[]2=/=481.8Mpa；</p><p>　　[]1=/=135.7 Mpa，[]2=/=128.5 Mpa。</p><p>　　由于硬度小于350HBS，屬軟齒面，所以按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再驗(yàn)算彎曲強(qiáng)度。</p><p>　　2、按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算（略）</p><p>　　設(shè)齒輪按

27、8級(jí)精度制造。查文獻(xiàn)[1]表12.10，12.13，取載荷系數(shù)K=1.2，=0.4。</p><p>　　3、確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)（略）</p><p>　　以上內(nèi)容可參照文獻(xiàn)[1]中，P234內(nèi)容。</p><p>　?。ㄈ┹S的設(shè)計(jì)計(jì)算 </p><p>　　1 、輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　?、?、按扭矩初算

28、軸徑 </p><p>　　選用45鋼，調(diào)質(zhì)，硬度217~255HBS，文獻(xiàn)[1]表16.2取c=110，初步確定Ⅰ軸的直徑≥ ＝110*（4.4736/480）1/3 =23.1㎜。</p><p>　　由于軸端開鍵槽，會(huì)削弱軸的強(qiáng)度，故需增大軸徑5%~7%，取=24.717㎜</p><p>　　∴選d1=25mm </p><p>　　

29、初步確定Ⅱ軸的最小直徑</p><p><b>　　=39.05mm,</b></p><p>　　同樣增大軸徑5%~7%，取=42㎜</p><p><b>　?、啤⑤S的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </b></p><p>　?、佥S上零件的定位，固定和裝配 </p><p>　　由于本設(shè)計(jì)中

30、為單級(jí)減速器，因此可將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過(guò)渡配合固定；兩軸承分別以軸肩和套筒定位，采用過(guò)渡配合固定。軸呈階狀，左軸承從左面裝入，齒輪套筒，右軸承依次從右面裝入。 </p><p>　?、诖_定軸各段直徑和長(zhǎng)度（略）</p><p><b>　　Ⅰ軸：</b></p><p>

31、;<b>　　Ⅱ軸：</b></p><p>　　四、滾動(dòng)軸承的選擇 </p><p>　　(一) 計(jì)算輸入軸承</p><p>　　選用30207型角接觸球軸承，其內(nèi)徑d為35mm,外徑D為72mm，寬度T為18.25mm。 </p><p>　　(二) 計(jì)算輸出軸承</p><p>　　選30

32、211型角接球軸承，其內(nèi)徑d為55mm，外徑D=100mm，寬度T為22.755mm。 </p><p><b>　　五、鍵聯(lián)接的選擇 </b></p><p>　　本設(shè)計(jì)均采用：普通圓頭平鍵。</p><p>　　普通平鍵——用于靜聯(lián)接，即軸與輪轂間無(wú)相對(duì)軸向移動(dòng)。</p><p>　　構(gòu)造：兩側(cè)面為工作面，靠鍵與槽的

33、擠壓和鍵的剪切傳遞扭矩</p><p>　　型式：大齒輪處選擇圓頭A型（常用）；</p><p>　　為防轉(zhuǎn)、鍵（指端銑刀加工）與槽同形、鍵頂上面與轂不接觸有間隙，聯(lián)軸器與帶輪處均選擇C型鍵。</p><p>　　1、輸出軸與帶輪聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接 </p><p>　　鍵的類型及其尺寸選擇： </p><p>　　帶輪

34、傳動(dòng)要求帶輪與軸的對(duì)中性好，故選擇C型平鍵聯(lián)接。 </p><p>　　裝配圖中該鍵零件選用GB1096-79系列的鍵12×56，查得：鍵寬b=12，鍵高h(yuǎn)=8，并根據(jù)軸長(zhǎng)確定鍵長(zhǎng)。 </p><p>　　六、箱體、箱蓋主要尺寸計(jì)算 </p><p>　　箱體采用水平剖分式結(jié)構(gòu)，采用HT200灰鑄鐵鑄造而成。箱體主要尺寸（略） </p>&l

35、t;p><b>　　七、軸承端蓋 </b></p><p><b>　　略</b></p><p>　　八、減速器的附件的設(shè)計(jì) </p><p>　　1、擋圈：GB886-86 </p><p>　　查得：內(nèi)徑d=55，外徑D=65，擋圈厚H=5，右肩軸直徑D1≥58； </p>

36、<p>　　2、油標(biāo)：M12：d =6，h=28，a=10,b=6，c=4，D=20； </p><p>　　3、角螺塞：M18×1.5 ：JB/ZQ4450-86。 </p><p>　　九、設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)目錄 </p><p>　　[1] 邱宣懷，郭可謙，吳宗澤等. 機(jī)械設(shè)計(jì)（第四版）.北京：高等教育出版社，2007.</p>