機械設計基礎課程設計---皮帶運輸機傳動裝置

1、<p>　　機械設計基礎課程設計2</p><p><b>　　計算說明書</b></p><p><b>　　設計題目：</b></p><p>　　學生姓名 </p><p>　　學院名稱 </p><p>　

2、　專 業(yè) </p><p>　　學 號 </p><p>　　指導教師 </p><p><b>　　年 月 日</b></p><p>　　《機械設計基礎課程設計2》任務書</p><p><b>

3、;　　編號2—2—</b></p><p>　　姓名 專業(yè) 年級 班級 </p><p>　　設計完成日期 指導教師 </p><p>　　設計題目：皮帶運輸機傳動裝置</p><p>　　三角帶傳動 2—電動機

4、 3—圓柱齒輪減速器 4—聯(lián)軸器 5—運輸帶 6—滾筒</p><p><b>　　原始數(shù)據(jù)</b></p><p>　　注：傳動不逆轉，載荷平穩(wěn)，起動載荷為名義載荷的1.25倍，運輸帶轉速允許誤差為±5%。</p><p>　　設計工作量：設計說明書 1份，減速器裝配圖 1張，減速器零件圖 1 張</p>

5、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　一 電機的選擇</b></p><p>　　二 計算傳動裝置總傳動比，并分配各級傳動比</p><p>　　三 計算各軸輸入功率</p><p>　　四 帶傳動（運動參數(shù)）設計</p><p>

6、　　五 減速器內部傳動零件</p><p>　　六 輸出軸的強度校核</p><p><b>　　七 聯(lián)軸器的選擇</b></p><p><b>　　八 鍵的強度校核</b></p><p>　　九 （輸出軸）軸承壽命計算</p><p>　　十 減速器箱體主要結構尺寸&l

7、t;/p><p><b>　　十一 潤滑方式</b></p><p><b>　　十二 技術要求</b></p><p><b>　　參考文獻</b></p><p><b>　　一、電機的選擇</b></p><p><b>

8、;　　1.確定電機類型：</b></p><p>　　根據(jù)工作要求：“傳動不逆轉，載荷平穩(wěn)”，選用</p><p>　　Y系列籠型臥式三相異步交流電動機。</p><p>　　2.確定電動機功率：</p><p><b>　　傳動裝置所需功率</b></p><p>　　Pw=PV/1

9、000=2300×1.5/1000=3.45 kw</p><p>　　從電動機至卷筒軸之間的傳動總效率</p><p><b>　　η=η×η×η×η</b></p><p>　　=0.95×0.99×0.98×0.99=0.903</p><p>

10、<b>　　電動機所需功率</b></p><p><b>　　P=P/(η·η)</b></p><p>　　=3.45/(0.903×0.95)=4.02 kw</p><p><b>　　確定電機轉速：</b></p><p>　　卷筒軸的轉速為n=6

11、0×1000V/πD</p><p>　　=60×1000×1.5/(π×400)=71.6 r/min</p><p>　　帶傳動傳動比i=3~4, 閉式齒輪傳動比i=3~4，則傳動裝置總 傳動比i=9~16</p><p>　　電機轉速n=71.6×（9~16）=644.4~1145.6 r/min</p&

12、gt;<p>　　4.查閱資料，根據(jù)以上步驟求得電機功率P=4 kw,轉速n的范圍，查閱“Y系列三相異步電動機技術數(shù)據(jù)”，選取 Y132M1-6型號電機，滿載轉速為960 r/min</p><p>　　計算傳動裝置總傳動比，并分配各級傳動比</p><p><b>　　1.計算傳動比：</b></p><p>　　總傳動比i=n

13、/n=960/71.6=13.4 , i<20 , 取值合理。</p><p>　　取i=4 , i=13.4/4=3.4</p><p><b>　　確定各軸轉速：</b></p><p>　　n=n/i=960/3.4=282.4 r/min</p><p>　　n=n/i=282.4/4=70.6 r/min

14、</p><p>　　n=n=70.6 r/min</p><p><b>　　校核卷筒轉速誤差：</b></p><p>　　ε= =-1.4% ，不超過±5% ,傳動比分配合理。</p><p><b>　　計算各軸輸入功率</b></p><p><b&

15、gt;　　計算輸入功率</b></p><p>　　軸I ：P=4.02×0.95×0.99=3.78 kw</p><p>　　軸II ：P=3.78×0.98×0.99=3.67 kw</p><p>　　卷筒軸：P=3.67×0.99=3.63 kw</p><p><

16、b>　　計算各軸輸入轉矩</b></p><p>　　軸I ：T=9550×10P/n</p><p>　　=9550×10×3.78/282.4=1.28×10 N·mm</p><p>　　軸II : T=9550×10P/n</p><p>　　=9550&#

17、215;10×3.67/70.6=4.96×10 N·mm</p><p><b>　　四、帶輪傳動設計</b></p><p>　　1 根據(jù)帶傳動的工作環(huán)境，負載起動，每天工作小時數(shù)大于16h，載荷變動微小，選取K=1.3。</p><p>　　d=100mm，A型帶，</p><p>　

18、　3 大帶輪基準直徑d=id</p><p>　　=3.4×100=340,圓整為400mm，P=0.97kw，</p><p><b>　　4 驗算帶速</b></p><p>　　v = ==5.03m/s,帶速在正常范圍內。</p><p><b>　　5 初定中心距a</b><

19、;/p><p>　　a≥0.7(d+d)=0.7×(100+400)=350mm</p><p>　　a≤2（d+d）=2×(100+400)=1000mm,</p><p>　　代入a=500mm,</p><p>　　L=2a++=1830mm，</p><p>　　迭代近似計算，a=a+=500+

20、=485mm</p><p><b>　　6 計算包角ɑ</b></p><p>　　主動輪上包角ɑ=180-（400-100）/485×57.3=144.5</p><p><b>　　7 V帶根數(shù)z</b></p><p>　　P=1.3×4.02=5.2kw</p&g

21、t;<p>　　V帶根數(shù)z===6.1，取整數(shù)z=6。</p><p>　　五、減速器內部傳動零件</p><p>　　1 直齒圓柱齒輪材料和熱處理方式</p><p>　　工作條件：輸入轉速 282.4 r/min,傳動比i=4,傳遞功率 3.78kw，單向傳動（不逆轉），載荷平穩(wěn)。</p><p>　　考慮到是普通減速器，故

22、采用軟齒面齒輪傳動，選小齒輪材料為40Cr 調質,硬度為250HBW;大齒材料為42SiMn 調質，硬度為220HBW,取齒輪傳動精度8級。</p><p>　　2 選擇齒數(shù)和齒寬系數(shù)</p><p>　　初定齒數(shù)Z=30，Z=iZ=120, 由于小齒輪為軟齒面，對稱布置，齒寬系數(shù)Ψ= 1。</p><p>　　3 載荷系數(shù)和彈性系數(shù)</p><

23、p>　　平穩(wěn)傳動，原動機為電機，K=1.2~1.4，取K=1.3</p><p>　　根據(jù)大齒輪，小齒輪材質，查表得Z=189.8</p><p>　　4 許用接觸疲勞應力</p><p>　　根據(jù)兩輪輪齒的齒面硬度，查手冊得兩輪的齒面接觸疲勞極限應力σ=670 MPa , σ=620 MPa ,</p><p>　　5 接觸疲勞壽命系

24、數(shù)K</p><p>　　每年按300天計， </p><p>　　N=60njt=60×282.4×1×300×5×24=6.1×10</p><p>　　N=N/4=6.1×10/4=1.5×10</p><p>　　從圖查得接觸疲勞壽命系數(shù)K=0.97，K

25、=0，93</p><p><b>　　6 安全系數(shù)S</b></p><p>　　按一般可靠度要求，取S=S=1.0</p><p>　　7 計算許用接觸疲勞應力[σ]和小齒輪分度圓直徑</p><p>　　[σ]==670×0.97=649.9 MPa</p><p>　　[σ]=K

26、 =620×0.93=576.6 MPa</p><p>　　[σ]<[σ] ,故將[σ]代入齒面接觸疲勞強度計算的設計式，小齒輪分度圓直徑d≥2.32,由之前步驟計算的各變量具體值代入式中，得d≥ 65.533mm</p><p>　　8 確定齒數(shù)Z , Z和模數(shù)m </p><p>　　初定齒數(shù)為Z=30，m===2.18mm，按標準圓整取m=2

27、.5mm，大齒輪齒數(shù)Z=Zi=30×4=120。</p><p><b>　　9 幾何尺寸計算</b></p><p>　　小齒輪分度圓直徑d=mz=2.5×30=75mm，</p><p>　　齒寬b=Ψd=75mm。</p><p>　　大齒輪分度圓直徑d=mz=2.5×120=300m

28、m，</p><p>　　中心距a==×（30+120）=187.5mm，</p><p>　　取b=75mm，則b=b+5~10mm=80~85mm，取b=85mm，</p><p>　　10 計算齒輪的圓周速度v</p><p>　　V===4.44m/s，查表得，選齒輪傳動精度等級8適宜。</p><p&g

29、t;　　11 校核齒根彎曲疲勞強度 </p><p>　　齒根彎曲疲勞強度校核公式為</p><p><b>　　σ=YY≤[σ]</b></p><p>　　根據(jù)齒數(shù)z=30，z=120，查表得，Y=2.52，Y=1.625；Y=2.162，Y=1.79。</p><p>　　查表得，彎曲疲勞極限應力σ=520 Mpa

30、，σ=480 Mpa。</p><p>　　彎曲疲勞壽命系數(shù)K=0.88，K=0.92，</p><p>　　彎曲疲勞安全系數(shù)S=S=1.25，</p><p>　　計算兩輪的許用彎曲應力[σ]，</p><p>　　[σ]==MPa=366.08MPa</p><p>　　[σ]==MPa=353.28MPa<

31、/p><p>　　由以上計算得數(shù)據(jù)，可校核齒根彎曲應力</p><p>　　σ==×2.52×1.625=96.9MPa≤[σ]，故安全；</p><p>　　σ==×2.162×1.79=91.5MPa≤[σ]，</p><p><b>　　故安全。</b></p>&

32、lt;p>　　六、輸出軸的強度校核</p><p><b>　　1 軸的各段軸頸</b></p><p>　　軸的基本直徑估算式 d≥，代入輸出軸II的功率P=3.67kw，n=70.6r/min。</p><p>　　軸II選用40Cr鋼，正火，查表得，C=112，</p><p>　　d≥112×=4

33、1.80mm，因軸伸出端有單鍵槽，d≥1.03×41.8=43mm，根據(jù)聯(lián)軸器的孔徑，將d圓整為45mm。</p><p>　　依次確定輸出軸（軸II）各段的直徑，及長度，如零件圖所標示數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　2 軸段直徑校核</b></p><p><b>　　選取危險截面</b></p&g

34、t;<p><b>　　七、聯(lián)軸器的選擇</b></p><p>　　根據(jù)聯(lián)軸器的工作情況，確定聯(lián)軸器的形式。選擇彈性套柱銷聯(lián)軸器。軸II的轉速n=70.6r/min，輸出轉矩T約為496.4N·m，據(jù)表選取TL7型聯(lián)軸器。公稱轉矩T=500N·m，主動端Z型軸孔直徑</p><p><b>　　d=42mm。</b&

35、gt;</p><p><b>　　鍵的強度校核</b></p><p>　　九、（輸出軸）軸承壽命計算</p><p>　　十、減速器箱體主要結構尺寸</p><p><b>　　箱座壁厚δ</b></p><p>　　因減速器為一級傳動，δ=0.025a+1=0.025&

36、#215;187.5+1=5.69mm</p><p><b>　　2 箱蓋壁厚δ</b></p><p>　　因減速器為一級傳動，δ=0.02a+1=4.75mm</p><p><b>　　3 箱座凸緣厚度b</b></p><p>　　b=1.5δ=1.5×5.69=8.54mm&l

37、t;/p><p><b>　　4 箱蓋凸緣厚度b</b></p><p>　　b=1.5δ=1.5×4.75=7.125mm</p><p>　　5 箱底座凸緣厚度b</p><p>　　b=2.5δ=14.23mm</p><p><b>　　6 地腳螺栓直徑d</b>

38、;</p><p>　　d=0.036a+12=18.75mm</p><p><b>　　7 地腳螺栓數(shù)目n</b></p><p>　　因a=187.5≤250,n=4。</p><p>　　8 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d</p><p>　　d=0.75d=14.06mm</p>&

39、lt;p>　　9 蓋與座聯(lián)接螺栓直徑d=0.6d=11.25mm</p><p>　　10 聯(lián)接螺栓d間距l(xiāng)≥150~200</p><p>　　11 軸承端蓋聯(lián)接螺釘直徑d=0.5d=9.375mm</p><p>　　12 窺視孔蓋螺釘直徑d=0.4d=7.5mm</p><p>　　13 定位銷直徑d=0.8d=9mm</p

40、><p>　　14 d,d,d至外箱壁距離c</p><p>　　15 d,d至凸緣側邊距離c</p><p>　　16 軸承旁凸臺半徑R=c</p><p>　　17 凸臺高度h，根據(jù)低速軸承座外徑確定，以便于扳手操作。</p><p>　　18 箱壁至軸承座端面距離l=c+c+10=</p><p&

41、gt;　　19 大齒輪頂圓與內箱壁距離</p><p>　　Δ>1.2δ=6.83mm</p><p>　　20 齒輪端面與內箱壁距離</p><p><b>　　>δ=5.69mm</b></p><p><b>　　21 軸承端蓋外徑</b></p><p>

42、　　22 軸承旁聯(lián)接螺栓距離 S，取S=D</p><p><b>　　十一、潤滑方式</b></p><p>　　對于減速器，采用連續(xù)供油潤滑，選擇直接利用傳動齒輪或甩油環(huán)，將油池中的潤滑油濺到軸承上或箱壁上，再經(jīng)油溝導入軸承工作面以潤滑。</p><p><b>　　十二、技術要求</b></p><

43、;p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1.寇尊權，王多.機械設計課程設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.</p><p>　　2.龔桂義.機械設計課程設計圖冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1989.</p><p>　　3.范順城.機械設計基礎[M].4版.北京：機械工業(yè)出版社，2008.</p>