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1、<p><b> 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)</b></p><p> 題 目: 帶式運(yùn)輸機(jī)減速裝置 </p><p> 專業(yè)年級(jí): </p><p> 學(xué)生姓名: </p><p> 學(xué) 號(hào): </p><p>
2、指導(dǎo)教師: </p><p> 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</p><p><b> 目 錄</b></p><p> (一)電機(jī)的選擇3</p><p> ?。ǘ﹤鲃?dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算4</p><p> (三)V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)4</p>
3、<p> ?。ㄋ模p速器(齒輪)參數(shù)的確定5</p><p> (五)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及驗(yàn)算6</p><p> ?。└咚佥S上的軸承壽命校核7</p><p> (七)高速軸軸強(qiáng)度計(jì)算7</p><p> ?。ò耍┞?lián)軸器的選擇8</p><p> ?。ň牛╂I連接的選擇和計(jì)算9</p>
4、;<p><b> (一)電機(jī)的選擇</b></p><p> 1.選擇電機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式,依工作條件的要求,選擇三相異步電機(jī)</p><p><b> a.封閉式結(jié)構(gòu)</b></p><p><b> b.U=380v</b></p><p><
5、b> c.Y型</b></p><p><b> 2.電機(jī)容量的選擇</b></p><p> 工作機(jī)的功率P工作機(jī)=F牽×V運(yùn)輸帶/1000= 3.5 Kw</p><p> V帶效率: 0.96 </p><p> 滾動(dòng)軸承效率: 0.98 </p><
6、p> 齒輪傳動(dòng)效率(閉式): 0.97 x 1 (對(duì))</p><p> 聯(lián)軸器效率: 0.99 </p><p> 傳輸總效率η= 0.83 </p><p> 則,電機(jī)功率Pd== 4.22 kw</p><p><b> 3.電機(jī)轉(zhuǎn)速確定</b></p><p>
7、 工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n工作機(jī)== 95.54 r/min </p><p> V帶傳動(dòng)比范圍:2~4 一級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比范圍:3~6 </p><p> 總傳動(dòng)比范圍:4~20</p><p> ∴電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為: 382 ~ 1910 r/min </p><
8、;p> 在此范圍的電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速有: 750、1000、1500r/min </p><p> 依課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)67頁(yè)Y系列三相異步電機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)(JB30 74-82)選擇電 機(jī)的型號(hào)為; Y112M-4 性能如下表:</p><p> 4.電機(jī)主要外形和安裝尺寸</p><p> ?。ǘ﹤鲃?dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參
9、數(shù)計(jì)算</p><p> 所選電機(jī)滿載時(shí)轉(zhuǎn)速nm = 1440 r/min </p><p> 總傳動(dòng)比:i總 == 15.07 </p><p> 1.分配傳動(dòng)比及計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速</p><p><b> i總=iD×i</b></p><p> 帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比iD =
10、 2.8 </p><p> 一級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比i = 5.38 </p><p> 則高速軸I軸轉(zhuǎn)速n1 = 514.29 r/min </p><p> 則低速軸II軸的轉(zhuǎn)速n2 = 95.60 r/min </p><p> 2.各軸輸入功率,輸出功率</p><p> P輸出 =ηP
11、輸入,效率如前述。</p><p> 則高速軸I軸的輸入功率PI= 3.84 KW
12、
13、 </p><p> 輸出功率PI'= 3.76 KW</p><p> 則低速軸II軸的輸入功率PII= 3.65 KW,</p><p> 輸出功率PII'= 3
14、.58 KW</p><p><b> 3.各軸輸入轉(zhuǎn)矩</b></p><p> 小帶輪輸入轉(zhuǎn)矩Td= 26.53 N·m</p><p> I軸輸入轉(zhuǎn)矩TI= 70.83 N·m </p><p> II軸輸入轉(zhuǎn)矩TII= 365.97 N·m <
15、/p><p><b> V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)</b></p><p> 1.確定計(jì)算功率Pc</p><p> 已知電機(jī)輸出功率,依教材《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表 11.5 ,取KA=1.2,故Pc= 4.8 KW </p><p> 2.選擇普通V帶型號(hào)</p><p> 已知Pc、nm,結(jié)合教材《機(jī)
16、械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》,由圖11.8 確定所使用的V帶為 A 型。</p><p> 3.確定大小帶輪基準(zhǔn)直徑d1,d2。</p><p> 由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表 11.6 取d1= 112 mm ,帶傳動(dòng)比iD已知,則d2=iD·d1= 314 mm </p><p><b> 4.驗(yàn)算帶速v</b></p>&
17、lt;p> v == 3.01 m/s </p><p> 5.求V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度和中心距(L0,a)</p><p> 初定中心距a0=1.5(d1+d2)= 639 mm ,選a0= 650 mm </p><p> 帶長(zhǎng)L0=2a0+(d1+d2) = 1984.51 mm </p><p> 由表 11.2
18、 ,對(duì) A 型帶進(jìn)行選用,Ld = 2000 mm</p><p> 則實(shí)際中心距:a≈a0+= 658 mm
19、 </p><p><b> 6.驗(yàn)算小帶輪包角</b></p><p> =162.41°>120°合格。</p><p><b> 7.求V帶根數(shù)Z<
20、;/b></p><p> 已知n1,d1 ,查表 11.3 得P0 = 0.90 </p><p> 已知傳動(dòng)比iD ,查表 11.3 得ΔP0 = 0.09 </p><p> 已知1,查表 11.4 得Kα = 0.95 ,查表 11.2 得KL = 1.03 </p><p> 則
21、V帶根數(shù)Z == 5 。 </p><p> 8.求作用在帶輪上的壓力FQ</p><p> 由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表 11.1 ,可知 A 型帶每米質(zhì)量q = 0.10 kg/m </p><p> 單根V帶的拉力F0 == 270 N </p><p> 作用在軸上的壓力FQ =2ZF0sin= 2673 N <
22、;/p><p> ?。ㄋ模?減速器(齒輪)參數(shù)的確定</p><p> 1.選擇材料及確定許用應(yīng)力 </p><p> 由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表 13.9 得:</p><p> 小齒輪用: 35鋼 ,熱處理方式: 調(diào)質(zhì) ,齒面硬度為180-210 </p><p> 大齒輪用: 35鋼 ,熱處理方式:
23、正火 ,齒面硬度為 150-180 </p><p> 由表 13.13 ,取安全系數(shù)SH= 1 ,SF= 1.25 </p><p><b> 則許用應(yīng)力為:</b></p><p> 【σH1】=σHlim1/SH= 550 . 【σH2】= σHlim2/SH= 525 </p>&
24、lt;p> 【σF1】=σFE1/SF= 168 . 【σF2】= σFE2/SF= 152 </p><p> 2.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p> 設(shè)齒輪按 8 級(jí)精度制造,按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)。</p><p> 由表 13.10 得載荷系數(shù)K = 1.1 ,由表13.15得齒寬系數(shù)Φd = 1 </p><
25、p> 小齒輪輸入功率P = 3.84 kw ,轉(zhuǎn)矩T1 =9.55××= 71.31 N·m ,</p><p> 由表 13.11 可得彈性系數(shù)ZE = 189.8 </p><p> 則小齒輪直徑d1 ≥= 54 mm</p><p> 齒數(shù)取Z1 = 18 ,Z2 =i·Z1 = 98 ,模數(shù)m
26、 =d1 /z1 = 3 </p><p> 按表 13.1 ,標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m = 3 ,實(shí)際傳動(dòng)比i=Z2/Z1 = 5.39 </p><p> 實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)中心距離a = 174 mm </p><p> 齒寬54 mm (圓整)</p><p> 為補(bǔ)償安裝誤差,取小齒輪齒寬b1 =b+5= 59 mm </p&g
27、t;<p> 3.驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度</p><p> 由圖 13.12 ,取齒形系數(shù)YFa1 = 2.53 , YFa2 = 2.19 .</p><p> 由圖 13.14 ,取外齒輪齒根修正系數(shù)YSa1 = 0.9 ,YSa2= 0.98 </p><p> 判斷: 45.4 MPa ≦【σF1】</p>&
28、lt;p> 判斷: 42.8 MPa ≦ 【σF2】</p><p> 滿足條件 合適 </p><p><b> 4.齒輪的圓周速度</b></p><p><b> 1.45 m/s </b></p><p> 對(duì)照表
29、13.5 可知,選著 8 級(jí)精度是合適的。</p><p><b> 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及驗(yàn)算</b></p><p> 1.高速軸及低速軸的材料選擇</p><p> 根據(jù)表 16.1 得,高速軸材料為: 45鋼 ,熱處理方式: 正火 </p><p> 低速軸材料為: 45鋼 ,熱處理方式: 正火 &l
30、t;/p><p> 高速軸極限強(qiáng)度【σB1】 600 MPa ,低速軸極限強(qiáng)度【σB2】 = 580 MPa </p><p> 根據(jù)表 16.8 得,兩根軸的許用彎曲應(yīng)力【σ-1b 】= 55 N·mm </p><p><b> 2.軸頸初估</b></p><p> 初選小輪軸頸,根據(jù)扭
31、轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算初估軸頸。由表 16.7 得常數(shù)C= 110 </p><p> = 21.53 ,結(jié)合大帶輪輪轂內(nèi)徑,圓整后暫取d1 = 25 mm </p><p> 大輪軸頸= 36.98 ,結(jié)合聯(lián)軸器內(nèi)徑,圓整后暫取d2 = 38 mm </p><p> 3.軸的徑向尺寸設(shè)計(jì)</p><p> 根據(jù)軸及軸上零部件的
32、固定,定位,安裝要求,初步確定軸的徑向尺寸。</p><p> 低速軸:(帶尺寸的草圖)</p><p><b> 各尺寸確定的依據(jù):</b></p><p> d1=38mm ,d2=d1+(2~3)C=42.8mm , d3=d2+(1~2)=45mm </p><p> d4=d3+(1~2
33、)=47mm ,d5= d4+(2~3)C=54mm ,d6=50d7=d3=52mm </p><p> 5.軸的軸向尺寸設(shè)計(jì)</p><p> 根據(jù)軸及軸上零部件的固定,定位,安裝要求,初步確定軸的軸向尺寸。</p><p> 低速軸:(帶尺寸的草圖)</p><p><b> 各尺寸確定的依據(jù):</b>
34、</p><p> L1=80mm ,L2=K+e+(C-△-B)=66.6mm , L3= B+△+H+(2~3)=32mm , </p><p> L4=b-(2~3)=52mm, L5=1.4h=4.48mm, L6=H+△-0.4H=15.52mm,L7=B=10mm</p><p> ?。╡=1.2d3=9.6, , K=15 , B=10mm,
35、 △=5mm,H=15, C= 57mm) </p><p> 高速軸上的軸承壽命校核</p><p> 根據(jù) 《課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》選出軸承牌號(hào)</p><p><b> 低速軸承的主要參數(shù)</b></p><p> 根據(jù)軸的受力情況可知,高速軸上靠近帶輪一側(cè)的軸承所受的徑向力最大,故為最危險(xiǎn)軸
36、承。</p><p><b> 1.徑向力計(jì)算</b></p><p> 已知軸的各部分尺寸,帶輪的壓軸力,齒輪的受力。</p><p><b> 2.壽命計(jì)算</b></p><p> 由表 11.63 得,溫度系數(shù)ft = 1 ,由表 11.61 得,載荷系數(shù)fp= 76418
37、.82 小時(shí)</p><p> 設(shè)計(jì)要求壽命為 53070 ,</p><p><b> 滿足要求。</b></p><p> ?。ㄆ撸└咚佥S軸強(qiáng)度計(jì)算</p><p> 已知軸的各部分尺寸,帶輪的壓軸力,齒輪的受力。</p><p><b> 求垂直面的支撐反力&l
38、t;/b></p><p><b> 求水平面的支撐反力</b></p><p><b> 垂直平面的彎矩圖</b></p><p><b> 水平面的彎矩圖</b></p><p> 由圖可知,合成彎矩按最不利的情況,即帶輪壓軸力與齒輪受力共面,則,= 183
39、.62 N·m </p><p><b> 求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩:T</b></p><p><b> =</b></p><p> 7.求危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩</p><p><b> =</b></p><p> 8.計(jì)算危險(xiǎn)截面處
40、的直徑</p><p><b> =40.86mm</b></p><p> 若考慮到鍵對(duì)軸的削弱,將d增加5%</p><p> 故危險(xiǎn)軸段直徑為:Φ 42 mm<結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸Φ 69 mm,合格。</p><p><b> ?。ò耍┞?lián)軸器的選擇</b></p><
41、p> 根據(jù)軸孔直徑d2 = 38 輸出轉(zhuǎn)矩T = 365.97 N·m </p><p> 依據(jù)《課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》,選定聯(lián)軸器型號(hào): HL3 </p><p><b> 聯(lián)軸器選擇表</b></p><p> (九)鍵連接的選擇和計(jì)算</p><p>
42、 本設(shè)計(jì)減速器共需鍵: 2 個(gè)</p><p> 齒輪軸上所需鍵安裝軸段直徑為:¢ 47 mm,</p><p> 查表選擇普通圓頭平鍵為:h = 9 ,b = 14 ,</p><p> 根據(jù)對(duì)應(yīng)軸段長(zhǎng)度,確定鍵長(zhǎng)L = 45 </p><p> 2.大軸上聯(lián)軸器所需鍵,其安裝段直徑為:¢
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