帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)

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1、 重慶機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 課程設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)名稱： 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 題 目： 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置 學(xué)生姓名： 楊貴君 專 業(yè)： 機(jī)電工程 班 級： 2011級 3 班 學(xué) 號： 1260720140736 指導(dǎo)教師： 張海秀 日 期： 2012 年 12 月 5 日 重

2、慶機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 機(jī)電工程 專 業(yè) 機(jī)電一體化 年級 3 班 一、設(shè)計(jì)題目 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置 已知條件： 1.工作情況：兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，運(yùn)輸帶速度允許誤差為0.5%； 2.使用折舊期：五年； 3.動(dòng)力來源：電力，三相交流，電壓380/220V； 4.滾筒效率：0.96（包括滾筒與軸承的效率損失）。 原始數(shù)據(jù)表 參數(shù) 題號 1 2 3 4 5 運(yùn)輸帶工作拉力F/（KN） 3.2 3.4 3.5 2.8 2.6 運(yùn)輸帶工作速度V/（m/s） 1.5 1.6 1.

3、8 1.5 1.4 卷筒直徑D/(mm) 400 400 400 450 450 參數(shù) 題號 6 7 8 運(yùn)輸帶工作拉力F/（KN） 2.4 2.2 2.1 運(yùn)輸帶工作速度V/（m/s） 1.5 1.4 1.5 卷筒直徑D/(mm) 400 400 500 選擇的題號為 6 號 數(shù)據(jù)為： 運(yùn)輸帶工作拉力F = 2.4 N 運(yùn)輸帶工作速度v = 1.5 m/s 卷筒直徑D = 400 mm 二、主要內(nèi)容 1.擬定和分析傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)方案；

4、2.選擇電動(dòng)機(jī)，計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)； 3.進(jìn)行傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，校核軸的強(qiáng)度； 4.繪制減速器裝配圖； 5.繪制零件工作圖； 6.編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。 三、具體要求 本課程設(shè)計(jì)要求在2周時(shí)間內(nèi)完成以下的任務(wù)： 1.繪制減速器裝配圖1張（A2圖紙）； 2.零件工作圖2張（齒輪和軸，A4圖紙）； 3.設(shè)計(jì)計(jì)算說明書1份，約3000字左右。 四、進(jìn)度安排 次序 設(shè)計(jì)內(nèi)容 時(shí)間分配（天） 1 指導(dǎo)老師介紹課程設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) 1 2 擬定設(shè)計(jì)方案 1 3 傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算 2 4 畫裝配圖 2 5 畫零件圖 2 6 編寫設(shè)

5、計(jì)說明書 2 五、成績評定 指導(dǎo)教師 張海秀 簽名 日期 年 月 日 系主任 審核 日期 年 月 日 目錄 一 設(shè)計(jì)任務(wù)的分析 2 1.1本課程設(shè)計(jì)的目的 2 1.2 本課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容、任務(wù)及要求 2 1.2.1課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容 2 1.2.2課程設(shè)計(jì)的任務(wù) 2 1.2.3 課程設(shè)計(jì)的要求 2 1.3 課程設(shè)計(jì)的步驟 2 1.3.1設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作 2 1.3.2 總體設(shè)計(jì) 2 1.3.3傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算 2 1.3.4裝配圖草圖的繪制 2 1.3.5裝配圖的繪制 3

6、 1.3.6 零件工作圖的繪制 3 1.3.7 編寫設(shè)計(jì)說明書 3 二 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 4 2.1選擇電動(dòng)機(jī) 4 2.1.1選擇電動(dòng)機(jī)類型 4 2.1.2選擇電動(dòng)機(jī)功率 4 2.1.3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 4 2.2 計(jì)算總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 4 2.2.1計(jì)算總傳動(dòng)比 4 2.2.2 分配傳動(dòng)裝置的各級傳動(dòng)比 4 2.3 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 5 2.3.1各軸轉(zhuǎn)速 5 2.3.2 各軸的輸入功率 5 2.3.3 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 5 2.4 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 5 2.4.1箱外傳動(dòng)件的設(shè)計(jì) 5 2.4.2箱內(nèi)傳動(dòng)件的設(shè)計(jì) 5 2.5 減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)

7、計(jì) 6 參考文獻(xiàn) 7 一 設(shè)計(jì)任務(wù)的分析 1.1本課程設(shè)計(jì)的目的 1.2 本課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容、任務(wù)及要求 1.2.1課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容 1.2.2課程設(shè)計(jì)的任務(wù) 1.2.3 課程設(shè)計(jì)的要求 1.3 課程設(shè)計(jì)的步驟 1.3.1設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作 1.3.2 總體設(shè)計(jì) 1.3.3傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算 1.3.4裝配圖草圖的繪制 1.3.5裝配圖的繪制 1.3.6 零件工作圖的繪制 1.3.7 編寫設(shè)計(jì)說明書

8、 1.選擇電動(dòng)機(jī) (1)擇電動(dòng)機(jī)類型： 按已知工作要求和條件選用Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠型三相異步電動(dòng)機(jī)。 （2） 確定電動(dòng)機(jī)功率： 工作裝置所需功率： KW 式中，=7000N,=1.1m/s,工作裝置的效率取=0.94。代入上式得： = KW 電動(dòng)機(jī)的輸出功率: KW 式中，為電動(dòng)機(jī)軸至卷筒軸的傳動(dòng)裝置總效率。 式中，V帶傳動(dòng)效率=0.96，率=0.990，傳動(dòng)（稀油潤滑）效率=0.975，滑塊聯(lián)軸器效率=0.98，則 ==0.89 按表2-2中Y系列電動(dòng)機(jī)技

9、術(shù)數(shù)據(jù)，選電動(dòng)機(jī)的額定功率為5.5KW。 (3) 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 卷筒軸作為工作軸，其轉(zhuǎn)速為： r/min 經(jīng)查表按推薦的傳動(dòng)比合理范圍:V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比 ＝2～4，單級圓柱齒輪傳動(dòng)比＝3～5，則總傳動(dòng)比合理范圍為＝6～20，可見電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為： ==（6～20）95.54=573.248～1146.496 r/min 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750r/min，1000r/min為減少電動(dòng)機(jī)的重量和價(jià)格，由表8-184選常用的同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的Y系列電動(dòng)機(jī)Y160L-6，其滿載轉(zhuǎn)速為960r/min 表2.1 電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)及總傳動(dòng)比 方案

10、 電動(dòng)機(jī)型號 額定功率 (kw) 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min） 總傳動(dòng)比 i 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 1 Y160M2-8 5.5 750 720 10.02 2 YB2M2-6 5.5 1000 960 13.40 2.計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及分配各級的偉動(dòng)比 ，為使V帶傳動(dòng)的外廓尺寸不致過大，取傳動(dòng)比=4，則齒輪傳動(dòng)比 3. 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù) （1） Ⅰ軸計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速 Ⅰ軸 r/min Ⅱ軸 r/min 工作軸 r/min （2） 計(jì)算各軸的功率 Ⅰ軸 KW Ⅱ軸 KW 工作軸

11、 KW （3） 計(jì)算各軸輸入轉(zhuǎn)矩 Ⅰ軸 N.m Ⅱ軸 N.m 工作軸 N.m 將以上算得的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)列表如下： 表2.2 各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 軸名 功率P(kw) 轉(zhuǎn)矩T(N.m) 轉(zhuǎn)速n(r/min) 傳動(dòng)比i 電動(dòng)機(jī)軸 4.04 37.14 Ⅰ軸 2.96 115.50 Ⅱ軸 2.56 367.92 滾筒軸 2.48 360.92 2、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）選擇齒輪類型，材料，精度等級及齒數(shù)。 1）根據(jù)傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，選用8級精度。

12、考慮減速器傳遞功率不大，所以齒輪采用軟齒面。小齒輪選用40Cr（調(diào)質(zhì)），齒面硬度為240HBS。大齒輪選用45鋼（調(diào)質(zhì)），齒面硬度240HBS；二者材料硬度相差40HBS. 2) 采用兩對齒輪同時(shí)設(shè)計(jì) 選小齒輪齒數(shù)=25，=189.8，取=100 (2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算即: 確定公式內(nèi)的各計(jì)算參數(shù)如下： 1）試選載荷系數(shù)=1.3 2)計(jì)算齒輪傳遞的傳矩 3)由表10-7選取齒寬系數(shù)=1 4）由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 =560Mpa ；小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 =530Mpa 5）由式10-13計(jì)算應(yīng)力

13、循環(huán)次數(shù) 6）由課本圖查得接觸疲勞的壽命系數(shù)： ; 7）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%，按一般可靠度要求選取安全系數(shù)S=1.0，由式10-12得： （3）計(jì)算 1）計(jì)算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值 2)計(jì)算齒寬b 3)計(jì)算齒寬與齒高之比 模數(shù) 齒高 5)計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù)v＝1.5m/s ,7級精度,由圖10－8查得動(dòng)載系數(shù)=1.05 直齒輪, 6) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算分度圓直徑，由式10－10a得

14、 （4）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式10－5得彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式 1.確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 ⑴由圖10-20c查的小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限 ⑵由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) ⑶計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4由式（10-12）得 []= []= 4）幾何尺寸計(jì)算 ①計(jì)算分度園直徑： d=zm=62.5 d=zm=250 ②計(jì)算中心距 ③計(jì)算齒寬 取 6.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 三個(gè)軸總體布置，考慮齒輪與箱體內(nèi)壁沿軸向不發(fā)生干涉，引入尺寸a=

15、1.5mm。為保證滾動(dòng)軸承放入軸承座孔內(nèi)，計(jì)入尺寸s=8mm，通過中間軸大體確定齒輪箱內(nèi)軸的長度。 （一）輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1. 高速軸的設(shè)計(jì) 1）初步確定軸的最小直徑 先按課本式15-2初步估算軸的最小直徑,選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,根據(jù)課本取于是得 考慮有鍵槽，取d為42，并將直徑增大5%，則 d=35(1+5%)mm=36.75㎜.∴選d=45㎜ 2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）擬定軸上零件的裝配 Ⅷ Ⅶ Ⅵ Ⅴ Ⅳ Ⅲ Ⅱ Ⅰ 2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸各段直徑和長度 a.根據(jù)之前設(shè)計(jì)的大帶輪，輪轂

16、長L=130，取，直徑 b.初步選擇滾動(dòng)軸承. 因軸承只受徑向力,故選用深溝球軸承6312 dDB=6013031 所以 左端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。由手冊查得6312型軸承的定位軸肩高度h=6，因此。 3）根據(jù)圓柱齒輪若齒根圓到鍵槽底部距離e＜2.5m,應(yīng)將齒輪和軸做成一體，故設(shè)計(jì)成齒輪軸。 4）軸承端蓋的總寬度為20㎜（有減速器及軸承端蓋的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝卸方便及對軸承添加潤滑的要求，取。 6）其他尺寸的確定 , 至此，已初步確定了軸的各直徑和長度。 3. 求軸上載荷 (1)繪制軸受力簡圖彎矩圖及扭矩圖 載荷 水平

17、面H 垂直面V 支反力 =1615.52M 3231.04N =10090.70N =1176N 彎矩M =88836N㎜ =1009.70Nmm 總彎矩 扭矩T T=100922Nmm 4.按彎曲扭轉(zhuǎn)合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 根據(jù) == MP 前已選軸材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 查表15-1得[]=55MP 〈 [] 此軸合理安全 （二）.輸出軸的設(shè)計(jì) 1. 求輸出軸上的功率P，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩 P=8.43KW =95.66r/min =841.6N．m 2. 作用在齒輪上的力 已知大齒輪的分度圓直徑為

18、 =303 而 F= 3. 初步確定軸的最小直徑 先按課本式15-2初步估算軸的最小直徑,選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,根據(jù)課本取于是得 輸出軸的最小直徑是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑 為了使所選的軸的直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，,故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號 查課本,選取 因?yàn)橛?jì)算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩,所以選取HL4型彈性柱銷聯(lián)軸器其公稱轉(zhuǎn)矩為2500N.m,半聯(lián)軸器的孔徑為55㎜ 4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）擬定軸上零件的裝配 Ⅷ Ⅶ ⅥⅤ Ⅳ Ⅲ Ⅱ Ⅰ 2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸各

19、段直徑和長度 為了滿足聯(lián)軸器的軸向定位要求，I-II軸段右端需制出一軸肩故取,右端用軸承擋圈定位，按軸端直徑取D=67㎜，為保證軸承擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故I-II軸段的長度應(yīng)比L1略小，取82mm 初步選擇滾動(dòng)軸承.因軸承只受徑向力,故選用深溝球軸承6313 dDB=6514033,所以 左端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。 3）取安裝齒輪處的軸段;齒輪的右端與左軸承之間采用套筒定位.已知齒輪的寬度為90mm,為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪,此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度,故取. 齒輪的左端采用軸肩定位,軸肩高3mm,取.軸環(huán)寬度,取b=12mm. 4)軸承端蓋的

20、總寬度為20㎜（有減速器及軸承端蓋的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝卸方便及對軸承添加潤滑的要求，取。 5）其他尺寸的確定 至此，已初步確定了軸的各直徑和長度。 3．軸上零件的周向定位 帶輪與軸的連接采用普通平鍵連接，由和由表6-1普通平鍵截面尺寸bh=128 長度為分別為L=130 4.軸上載荷。 繪制軸受力簡圖和彎矩圖及扭矩圖 載荷 水平面H 垂直面V 支反力 =805M =372N =2213N =1029N 彎矩M =4612.08N㎜ =576510Nmm 總彎矩 扭矩T T=613509.13Nmm

21、 6. 按彎曲扭轉(zhuǎn)合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 根據(jù) == MP 〈 [] =60MP 故軸合理安全。 各軸段上的倒角和圓角 軸段 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ 軸 Ⅰ C= 2 R= 0.5 R= 0.5 R= 1.5 R= 5 R= 5 R= 1.5 C= 2 軸 Ⅱ C= 2 R= 2 R= 1.5 R= 1.5 R= 2 R= 1.5 R= 1.5 C= 2 7.滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算 根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命1636510=58400h 對于只承受純徑向力P=

22、Fr 1、計(jì)算輸入軸承 （1）初先兩軸承為深溝球軸承6312型兩軸承徑向反力： Fr = P=Fr 查得C=0.625KN ε=3 Lh===107981h＞58400h 預(yù)期壽命足夠，軸承合適。 3、輸出軸軸承校核 （1）初先兩軸承為深溝球軸承6313型兩軸承徑向反力 Fr = P=Fr 查得C=59.5KN ε=3 Lh===4107311h＞58400h 預(yù)期壽命足夠，軸承合適。 8.鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算 取[]=120Mpa （1）高速軸上鍵的校核 選用A型平鍵，bh= 128 L=-b=40-12=28mm =258N．m

23、 Mpa ＜[] (2)輸出軸上鍵的校核 選用A型平鍵 軸與聯(lián)軸器連接的鍵 bh=128 L=-b=80-12=68 Mpa >[] 軸與齒輪連接的鍵 bh=128 L=-b=80-12=68 Mpa ＜[] 9.減速器的潤滑。 （1）齒輪的潤滑方式及潤滑劑的選擇 齒輪采用浸油潤滑。即將齒輪浸于減速器油池內(nèi)，當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將潤滑油帶到嚙合處，同時(shí)也將油甩直箱壁上用以散熱。 （2）滾動(dòng)軸承潤滑劑的選擇 滾動(dòng)軸承采用油潤滑，齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)將潤滑油濺成油星以潤滑軸承。 四．心得與體會(huì) 這次關(guān)于帶式運(yùn)輸機(jī)上的一級展開式圓柱直齒輪減速器

24、的課程設(shè)計(jì)使我們真正理論聯(lián)系實(shí)際、深入了解設(shè)計(jì)概念和設(shè)計(jì)過程的實(shí)踐考驗(yàn)，對于提高我們機(jī)械設(shè)計(jì)的綜合素質(zhì)大有用處。通過兩個(gè)星期的設(shè)計(jì)實(shí)踐，使我對機(jī)械設(shè)計(jì)有了更多的了解和認(rèn)識.為我們以后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ). 1、機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工業(yè)的基礎(chǔ),是一門綜合性相當(dāng)強(qiáng)的技術(shù)課程，它融《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《理論力學(xué)》、《材料力學(xué)》、《公差與配合》、《CAD實(shí)用軟件》、《機(jī)械工程材料》、《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》等于一體。 2、 這次的課程設(shè)計(jì),對于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想;訓(xùn)練綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)和有關(guān)先修課程的理論,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際反系和解決工程實(shí)際問題的能力;鞏固、加深和擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識等方面有重

25、要的作用。 3、 在這次的課程設(shè)計(jì)過程中,綜合運(yùn)用先修課程中所學(xué)的有關(guān)知識與技能,結(jié)合各個(gè)教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行機(jī)械課程的設(shè)計(jì),一方面,逐步提高了我們的理論水平、構(gòu)思能力、工程洞察力和判斷力,特別是提高了分析問題和解決問題的能力,為我們以后對專業(yè)產(chǎn)品和設(shè)備的設(shè)計(jì)打下了寬廣而堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 4、 本次設(shè)計(jì)得到了指導(dǎo)老師的細(xì)心幫助和支持。衷心的感謝老師的指導(dǎo)和幫助. 5、 設(shè)計(jì)中還存在不少錯(cuò)誤和缺點(diǎn)，需要繼續(xù)努力學(xué)習(xí)和掌握有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)的知識，繼續(xù)培養(yǎng)設(shè)計(jì)習(xí)慣和思維從而提高設(shè)計(jì)實(shí)踐操作能力。 參考文獻(xiàn) [1] 羅玉福.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)[M].大連:大連理工大學(xué)出版社,2009年2月 [2] 羅玉福.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) [M].大連:大連理工大學(xué)出版社,2009年1月 [3] 呂天玉.公差配合與技術(shù)測量[M]:大連理工大學(xué)出版社,2008年3月 [4] 張定華.工程力學(xué)[M]:高等教育出版社, 2008年1月 16