機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書---設(shè)計膠帶輸送機(jī)的傳動裝置

1、<p>　　機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書</p><p>　　設(shè)計題目 設(shè)計膠帶輸送機(jī)的傳動裝置</p><p>　　班 級 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　學(xué) 號

2、 </p><p>　　指導(dǎo)老師 </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 設(shè)計任務(wù)3</p><p>　　第二章 傳動裝置的總體設(shè)計3</p><p>　　第三章 動力機(jī)的選擇4</p>

3、;<p>　　第四章 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比5</p><p>　　第五章 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)6</p><p>　　第六章 V帶和帶輪的設(shè)計8</p><p>　　第七章 二級展開式圓柱齒輪減速器中齒輪的設(shè)計計算10</p><p>　　第八章 軸的設(shè)計及校核17</p><

4、p><b>　　參考文獻(xiàn)：27</b></p><p><b>　　第一章 設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　工作條件：連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，工作年限為15年，1班制，工作環(huán)境灰塵較少，載荷有輕微沖擊，小批量生產(chǎn)，運輸帶允許誤差為5%。</p><p>　　設(shè)計技術(shù)數(shù)據(jù)： 滾筒圓周力F=12000N；</p>

5、;<p>　　帶 速v=0.28m/s；</p><p>　　滾 筒 直 徑D=450mm；</p><p>　　滾 筒 長 度L=850mm；</p><p><b>　　設(shè)計內(nèi)容：</b></p><p>　　按照給定的設(shè)計技術(shù)參數(shù)和工作條件設(shè)計膠帶輸送機(jī)的傳動裝置；</p>

6、<p>　　減速器裝配圖1張（A0或A1）；</p><p><b>　　零件工作圖若干張；</b></p><p>　　編寫設(shè)計計算說明書份。</p><p>　　第二章 傳動裝置的總體設(shè)計</p><p>　　傳動方案：傳動裝置由電動機(jī)、v帶傳動、減速器、工作機(jī)組成。</p><p>

7、;　　方案特點： v帶傳動具有傳動平穩(wěn)、噪聲小、能緩沖吸振；結(jié)構(gòu)簡單、軸間距大、 成本低等優(yōu)點。考慮電機(jī)轉(zhuǎn)速高，傳動功率大，有輕微沖擊，將高速級用v帶傳動；根據(jù)要求及已知條件對于傳動方案的設(shè)計可選擇二級展開式圓柱齒輪減速器。它能承受較大的載荷且傳動平穩(wěn)，能實現(xiàn)一定的傳動比。</p><p><b>　　方案總圖</b>&

8、lt;/p><p>　　第三章 動力機(jī)的選擇</p><p><b>　　電動機(jī)類型的選擇</b></p><p>　　根據(jù)此裝置傳動特點及工作要求可選擇Y系列三相籠型異步電動機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380V。其結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、價格低廉、維護(hù)方便，適用于不易燃、不易爆、無腐蝕性氣體和無特殊要求的機(jī)械上。</p><p>&

9、lt;b>　　選擇電動機(jī)容量</b></p><p>　　電動機(jī)所需工作功率： = kW , kW </p><p>　　因此 kW </p><p>　　由電動機(jī)至運輸帶的總效率為</p><p>　　式中：分別為帶傳動、軸承、齒輪傳動、聯(lián)軸器和卷筒的傳動效率。</p><p&

10、gt;　　分別取：=0.95，=0.985（滾動軸承），=0.97（齒輪精度為8級，不包括軸承效率），=0.99（齒輪聯(lián)軸器），=0.96.，則</p><p>　　=0.95×0.985×0.97×0.99×0.96=0.800</p><p>　　==4.2 kW </p><p><b>　　確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速

11、</b></p><p><b>　　卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速 </b></p><p>　　按表1推薦的轉(zhuǎn)動比合理范圍，取v帶傳動的傳動比,</p><p>　　二級圓柱齒輪減速器傳動比,則總傳動合理范圍</p><p><b>　　,故可選范圍為</b></p><p&g

12、t;<b>　　r/min</b></p><p>　　符合這一范圍750以及1000和1500r/min。</p><p>　　根據(jù)功率和轉(zhuǎn)速，由《機(jī)械零件手冊》查出適用的電動機(jī)類型，因此有三種傳動比方案，如：</p><p>　　考慮到電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、重量、和帶顫動、減速器的傳動比，可見方案3比較合適。因此選定Y132M2-6，其主

13、要性能如下：</p><p>　　第四章 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比</p><p>　　由選定的電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)主動軸轉(zhuǎn)速，可得傳動裝置總傳動比為</p><p>　　總傳動比為各級傳動比的乘積 即 </p><p>　　選定的電動機(jī)為Y132M1—6，滿載轉(zhuǎn)速 =960

14、 r/min</p><p>　　傳送帶主動軸轉(zhuǎn)速 ==×=11.88 r/min總傳動比 ==80.8</p><p>　　分配傳動比 參照機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書表1 取普通V帶傳動傳動比=3</p><p>　

15、　減速器傳動比 =26.93 參照機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書圖（12）取</p><p>　　高速級傳動比 =6.5 </p><p>　　低速級傳動比 =4.14</p&

16、gt;<p>　　第五章 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)</p><p><b>　　各軸轉(zhuǎn)速</b></p><p>　?、褫S =320 r/min</p><p>　?、蜉S =49.23 r/min</p><p>　?、筝S =11.89 r/min</p>

17、<p>　　卷筒軸 = =11.89 r/min</p><p><b>　　各軸輸入功率 </b></p><p>　?、褫S 4.2×0.95=3.99 kW </p><p>　?、蜉S 3.99×0.985×0.97=3.81 kW

18、 </p><p>　?、筝S 3.81×0.985×0.97=3.64 kW </p><p>　　卷筒軸 3.64×0.985×0.99=3.55 kW </p><p>　　各軸的輸出功率分別為輸入功率乘軸承效率0.985。</p><p>&l

19、t;b>　　各軸輸入轉(zhuǎn)矩</b></p><p><b>　　電動機(jī)軸輸出轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　=41.78 N·m</p><p><b>　?、瘛筝S輸入轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　Ⅰ軸 =41.78×3×0.95</p

20、><p>　　=119.07 N·m</p><p>　?、蜉S =119.07×6.5×0.985×0.97</p><p>　　=739.48 N·m</p><p>　?、筝S =739.48×4.14×0.985×0.97</p><p&g

21、t;　　=2925.06 N·m</p><p>　　卷筒軸輸入轉(zhuǎn)矩 =2925.06×0.985×0.99</p><p>　　=2852.37 N·m 各軸的輸出功率分別為輸入功率乘軸承效率0.985。</p><p>　　運動和動力參數(shù)計算結(jié)果整

22、理于下表</p><p>　　第六章 V帶和帶輪的設(shè)計</p><p>　　原始數(shù)據(jù)：動力機(jī)為Y系列三相籠型異步電動機(jī)，功率=4.2 kW , 轉(zhuǎn)速=960 r/min，從動輪轉(zhuǎn)速=320 r/min 。1班制，工作環(huán)境灰塵較少，載荷有輕微沖擊。(計算時參考的表格與圖在機(jī)械設(shè)計第四版)</p><p>　　定V帶型號和帶輪直徑</p><p>

23、;　　工作情況系數(shù) 查表11.5 =1.2</p><p>　　計算功率 =1.2×4.2 =5.04 kW </p><p>　　選帶型號 由圖11.15 A型</p><p

24、>　　小帶輪直徑 由表11.6與圖11.15 取=125mm</p><p>　　大帶輪直徑 </p><p>　　（設(shè)=0.01） 選=371mm</p><p>　　大帶輪轉(zhuǎn)速 =320.2r/min</p><p>

25、<b>　　計算帶長</b></p><p>　　求 =248mm</p><p>　　求Δ Δ= =123mm</p><p>　　初取中心距 =700 mm<

26、/p><p>　　帶長 =2200.7mm</p><p>　　基準(zhǔn)長度 由圖11.4 =2240mm</p><p><b>　　求中心距和包角</b></p><p>　　中心距 =719.9 mm</p

27、><p>　　小輪包角 </p><p>　　=159.5°＞120°</p><p><b>　　求帶根數(shù)</b></p><p>　　帶速 =6.3 m/s</p><p>　　傳動比

28、 =3.00</p><p>　　帶根數(shù) 由表11.8 =1.40 kW ; 由表11.7 =0.95；</p><p>　　由表11.12 =1.06 ; 由表11.10 =0.11 kW </p><p><b>　　取 =4</b></p>

29、<p><b>　　求軸上載荷</b></p><p>　　張緊力 </p><p>　　. =167.1N</p><p>　　(由表11.4 =0.10 kg/m)</p><p>　　軸上載荷 =131 </p

30、><p>　　六、求帶輪寬度與結(jié)構(gòu)的設(shè)計</p><p>　　由表11.4得 =10 =15 =（4－1）×15+2×10 =65mm</p><p>　　帶輪結(jié)構(gòu) 采用HT200制作。大帶輪采用輪輻式結(jié)構(gòu)，輪輻數(shù)為4。小帶輪采用輪輻式結(jié)構(gòu)。</p><p&g

31、t;　　第七章 二級展開式圓柱齒輪減速器中齒輪的設(shè)計計算</p><p>　　原始數(shù)據(jù)：軸1的小齒輪,小齒輪轉(zhuǎn)速，傳動比（齒數(shù)比）</p><p>　　軸2的小齒輪,小齒輪轉(zhuǎn)速，傳動比（齒數(shù)比）</p><p>　　材料：小齒輪用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度260HB;</p><p>　　大齒輪用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度240HB。</

32、p><p>　　齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算：</p><p><b>　　初步計算：</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)矩： </b></p><p>　　齒寬系數(shù)：由表12.13,取 </p><p>　　接觸疲勞強(qiáng)度 由圖12.17C可得</p><p&g

33、t;　　初步計算許用接觸應(yīng)力： </p><p>　　由表12.16，取 </p><p>　　初步計算軸1小齒輪直徑： </p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　取</b></p><p>　　初步齒寬： 即取</p><

34、;p><b>　　軸2小齒輪直徑： </b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　取</b></p><p>　　初步齒寬： 即取</p><p><b>　　校核計算：</b></p><p

35、><b>　　圓周速度： </b></p><p>　　精度等級：查表12.6 都可選8級精度</p><p>　　齒數(shù)z和模數(shù)m：軸1小齒輪初取 </p><p><b>　　求得</b></p><p>　　由表12.3 取

36、 </p><p><b>　　則 </b></p><p>　　軸2小齒輪初取 </p><p>　　求得 由表12.3 取 <

37、/p><p><b>　　則 </b></p><p>　　使用系數(shù)：由表12.9 </p><p>　　動載系數(shù)：由圖12.9 </p><p>　　齒間載荷分布系數(shù)：軸1小齒輪由表12.10，先求</p><p

38、><b>　　由此得： </b></p><p>　　軸2小齒輪由表12.10，先求</p><p>　　由此得： </p><p>　　齒向載荷分布系數(shù)：表12.11（非對稱）</p><p><b>　　軸1小齒輪 </b></p>&

39、lt;p><b>　　軸2小齒輪</b></p><p>　　載荷系數(shù)：軸1小齒輪</p><p><b>　　軸2小齒輪</b></p><p>　　彈性系數(shù)：表12.12 </p><p>　　節(jié)點區(qū)域系數(shù)：圖12.16

40、</p><p>　　接觸最小安全系數(shù)：表12.14 </p><p>　　總工作時間： </p><p>　　應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：軸1小齒輪由表12.15，估計,則指數(shù)</p><p><b>　　軸2小齒輪 </b></p><p>　　接觸壽命系數(shù)：圖1

41、2.18 軸1齒輪 </p><p><b>　　軸2小齒輪 </b></p><p><b>　　許用接觸應(yīng)力：</b></p><p><b>　　軸1齒輪</b></p><p><b>　　驗算： </b></p><p

42、><b>　　軸2齒輪</b></p><p><b>　　驗算： </b></p><p>　　計算結(jié)果表明，接觸疲勞強(qiáng)度合適，齒輪尺寸無需調(diào)整。</p><p><b>　　確定傳動尺寸</b></p><p><b>　　實際分度圓直徑：</b>

43、;</p><p>　　應(yīng)模數(shù)取標(biāo)準(zhǔn)值時，齒數(shù)已重新確定，但并不圓整，故分度圓直徑不會改變，即</p><p><b>　　軸1齒輪 </b></p><p><b>　　中心距： </b></p><p><b>　　齒寬： </b></p><p>

44、;<b>　　軸2齒輪 </b></p><p><b>　　中心距： </b></p><p><b>　　齒寬： </b></p><p>　　齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗算：</p><p><b>　　軸1小齒輪：</b></p><

45、p><b>　　重合度系數(shù)： </b></p><p>　　齒間載荷分配系數(shù) :由表12.10 </p><p><b>　　齒向載荷分布系數(shù)：</b></p><p>　　由圖12.14 取 </p><p><b>　　載荷系數(shù):</b></p>

46、<p>　　齒形系數(shù)：圖12.21 </p><p>　　應(yīng)力修正系數(shù)：圖12.22 1.61 </p><p>　　彎曲疲勞強(qiáng)度：圖12.23c </p><p>　　彎曲最小安全系數(shù)：表12.14 1.25</p><p>　　應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：由表12.15，估算 </p><p

47、>　　估算應(yīng)力循環(huán)應(yīng)力正確</p><p>　　彎曲壽命系數(shù)：圖12.24 0.98</p><p>　　尺寸系數(shù)：圖12.25 </p><p><b>　　許用彎曲應(yīng)力:</b></p><p><b>　　驗算：</b></p><p><b>

48、;　　軸2小齒輪：</b></p><p><b>　　重合度系數(shù)： </b></p><p>　　齒間載荷分配系數(shù) :由表12.10 </p><p><b>　　齒向載荷分布系數(shù)：</b></p><p>　　由圖12.14 取 </p><p>&l

49、t;b>　　載荷系數(shù):</b></p><p>　　齒形系數(shù)：圖12.21 </p><p>　　應(yīng)力修正系數(shù)：圖12.22 </p><p>　　彎曲疲勞強(qiáng)度：圖12.23c </p><p>　　彎曲最小安全系數(shù)：表12.14 1.25</p><p>　　應(yīng)力循環(huán)次

50、數(shù)：由表12.15，估算 </p><p>　　估算應(yīng)力循環(huán)應(yīng)力正確</p><p>　　彎曲壽命系數(shù)：圖12.24 </p><p>　　尺寸系數(shù)：圖12.25 </p><p><b>　　許用彎曲應(yīng)力:</b></p><p><b>　　驗算：</b><

51、;/p><p>　　傳動無嚴(yán)重過載，故不做靜強(qiáng)度校核</p><p>　　第八章 軸的設(shè)計及校核</p><p>　　由于減速器在工作時無較大沖擊和載荷，軸材料可采用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，， ， </p><p><b>　?、?軸 的設(shè)計</b></p><p><b>　　齒輪軸徑設(shè)計<

52、;/b></p><p>　　已知Ⅰ 軸 輸入功率=3.99 kW 轉(zhuǎn)速n=320.2r/min 查表取C=112</p><p>　　按許用切應(yīng)力 ≥C= 12.5mm 由于鍵槽的存在</p><p><b>　　取=15mm</b></p><p>　　如圖取

53、 =15mm</p><p><b>　　=20mm</b></p><p>　　與軸承相配軸徑：==30mm（深溝球軸承6206）</p><p>　　查表得 =36mm </p><p><b>　　取 =45mm</b></p>

54、<p>　　齒輪軸徑 =38mm </p><p>　　齒輪軸向距離設(shè)計 取=65mm （帶輪寬65mm）</p><p><b>　　=50mm</b></p><p>　　查表得 =15mm（軸承寬度）</p><p>　　=68mm （

55、小齒輪寬度70mm）</p><p><b>　　=140mm</b></p><p><b>　　=10mm</b></p><p>　　=+10mm=25mm</p><p>　　水平面（xy）（xz）受力圖如下</p><p>　　水平面受力 =1315.7N

56、=3323.36N ==3323.36N×0.364=1210N </p><p><b>　　==－476N</b></p><p>　　=++=2049.7N</p><p>　　垂直面受力 =×=649.3 N</p><p>

57、;　　=－=2674.06N</p><p><b>　　畫軸彎矩圖 </b></p><p><b>　　水平面</b></p><p>　　垂直面彎矩圖 </p><p>　　合成彎矩 </p&g

58、t;<p><b>　　畫軸轉(zhuǎn)矩圖</b></p><p><b>　　許用應(yīng)力</b></p><p>　　許用應(yīng)力值 查得 </p><p>　　應(yīng)力校正系數(shù) =0.59</p><p&

59、gt;<b>　　當(dāng)量彎矩</b></p><p><b>　　齒輪界面處 </b></p><p>　　左邊軸承處 </p><p><b>　　校核軸徑</b></p><p>　　齒根圓直徑 </p>

60、<p>　　軸徑 ＜</p><p><b>　?。?</b></p><p><b>　　=＜</b></p><p>　　所以校核得該軸滿足要求 </p><p><b>　?、蜉S的設(shè)計 </b></p><

61、;p><b>　　齒輪軸徑設(shè)計</b></p><p>　　輸入功率=3.81 kW 轉(zhuǎn)速n=49.23r/min 查表取C=112</p><p>　　按許用切應(yīng)力 ≥C= 47.73mm </p><p><b>　　取=50mm</b></p><p>　　如圖取

62、 </p><p>　　與軸承相配軸徑：==50mm（深溝球軸承6210）</p><p><b>　　=54mm </b></p><p><b>　　取 =60mm</b></p><p>　　齒輪軸徑 =54mm

63、</p><p>　　齒輪軸向距離設(shè)計 </p><p>　　查表得 =28mm （軸承寬 20mm） </p><p>　　=66mm （小齒輪寬度70mm）</p><p>　　=130mm （小齒輪直徑132mm）</p><p&g

64、t;　　=258－28－66－130－26=8mm</p><p>　　=+11mm=26mm</p><p>　　水平面（xy）（xz）受力圖如下</p><p>　　水平面受力 =3323.36N ==3323.36N×0.364=1210N </p><p>　　=11370.65N ==11370.6

65、2N×0.364=4139N</p><p>　　==－446.45N</p><p>　　=+－=2482.6N</p><p>　　垂直面受力 ==8143.8N N</p><p>　　=+－=6550.21N</p><p><b>　　

66、畫軸彎矩圖 </b></p><p><b>　　水平面</b></p><p>　　垂直面彎矩圖 </p><p>　　合成彎矩 </p><p><b>　　畫軸轉(zhuǎn)矩圖</b></p&

67、gt;<p><b>　　許用應(yīng)力</b></p><p>　　許用應(yīng)力值 查得 </p><p>　　應(yīng)力校正系數(shù) =0.59</p><p><b>　　當(dāng)量彎矩</b></p><p&

68、gt;<b>　　小齒輪界面處 </b></p><p><b>　　校核軸徑</b></p><p>　　齒根圓直徑 </p><p>　　軸徑 ＜</p><p><b>　?。?</b></p>&

69、lt;p>　　所以校核得該軸滿足要求 </p><p><b>　?、筝S的設(shè)計</b></p><p><b>　　齒輪軸徑設(shè)計</b></p><p>　　輸入功率=3.64 kW 轉(zhuǎn)速n=11.89r/min 查表取C=112</p><p>　　按許用切應(yīng)力

70、 ≥C= 75.5mm 取=80mm</p><p>　　如圖取 </p><p><b>　　=80mm</b></p><p><b>　　=82mm </

71、b></p><p>　　與軸承相配軸徑：==85mm（深溝球軸承6217）</p><p><b>　　=95mm </b></p><p><b>　　取 =100mm</b></p><p>　　齒輪軸徑 =90mm </p><p>　　齒輪軸向距離

72、設(shè)計 </p><p>　　查表得 =28mm （軸承寬 28mm） </p><p>　　=128mm （小齒輪寬度132mm）</p><p>　　=66mm （小齒輪直徑70mm）</p><p>　　=204－66－128=10mm</p>

73、;<p>　　=+10mm=38mm</p><p>　　水平面（xy）（xz）受力圖如下</p><p>　　水平面受力 =11370.65N ==11370.65N×0.364=4138.9N </p><p><b>　　==1505N</b></p><p>

74、<b>　　=－=2634N</b></p><p>　　垂直面受力 ==4134.8N </p><p>　　=－=7235.85N</p><p><b>　　畫軸彎矩圖 </b></p><p><b>　　水平面</b&g

75、t;</p><p>　　垂直面彎矩圖 </p><p>　　合成彎矩 </p><p><b>　　畫軸轉(zhuǎn)矩圖</b></p><p><b>　　許用應(yīng)力</b></p><p>

76、;　　許用應(yīng)力值 查得 </p><p>　　應(yīng)力校正系數(shù) =0.59</p><p><b>　　當(dāng)量彎矩</b></p><p><b>　　小齒輪界面處 </b></p><p><b&g

77、t;　　校核軸徑</b></p><p>　　齒根圓直徑 </p><p>　　軸徑 ＜</p><p><b>　?。?</b></p><p>　　所以校核得該軸滿足要求 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)

78、：</b></p><p>　　機(jī)械設(shè)計/邱宣懷等編著?！?版。——北京：高等教育出版社，1997（2010重?。?lt;/p><p>　　機(jī)械零件手冊（第五版）/周開勤主編?！本焊叩冉逃霭嫔?。2001（2010重印）</p><p>　　機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計圖冊/龔溎義主編；潘沛霖等編——3版?！本焊叩冉逃霭嫔纾?011.5</p>