課程設(shè)計(jì)--設(shè)計(jì)一帶式輸送機(jī)傳動裝置

1、<p><b>　　機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì) </b></p><p><b>　　一、</b></p><p>　　題目：設(shè)計(jì)一帶式輸送機(jī)傳動裝置</p><p>　　1、工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時有輕微的振動，使用期10年（每

2、年300個工作日），小批量生產(chǎn)，兩班制工作，輸送機(jī)工作軸運(yùn)轉(zhuǎn)速度允許誤差為5%。帶式輸送機(jī)的傳動效率為0.96。</p><p><b>　　二、</b></p><p><b>　　原始數(shù)據(jù)：</b></p><p><b>　　三、傳動簡圖：</b></p><p><

3、;b>　　設(shè)計(jì)要求及工作量：</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書確定傳動裝置的總體設(shè)計(jì)方案；選擇電動機(jī)；計(jì)算傳動裝置和動力參數(shù)；傳動零件及軸的設(shè)計(jì)計(jì)算；軸承、連接件、潤滑密封和聯(lián)軸器的計(jì)算及選擇；減速器箱體結(jié)構(gòu)及附件的設(shè)計(jì)；繪制裝配圖和零件工作圖。 </p><p><b>　　設(shè)計(jì)的方法和步驟：</b></p><p

4、><b>　　方案的擬定：</b></p><p>　　V帶傳動承載能力低，傳動相同的轉(zhuǎn)矩時比其他的機(jī)構(gòu)的尺寸大，因此把電動機(jī)放在高速級，執(zhí)行機(jī)構(gòu)放在低速級，以便獲得較為緊湊的結(jié)構(gòu)尺寸，又能發(fā)揮其傳動平穩(wěn)、噪聲小、既有緩沖吸振的作用。</p><p><b>　　2 電動機(jī)的選擇：</b></p><p>　　2.1

5、類型和結(jié)構(gòu)型式的選擇：</p><p>　　2.1.1工作機(jī)所需功率：PW==5.4×0.8=4.32KW</p><p>　　2.1.2 V帶的傳動效率：n1 =0.96 ，滾動軸承的傳動效率（一對） n2 =0.99，閉式齒輪的傳動效率n3=0.97，聯(lián)軸器的效率n4=0.99，傳動滾筒效率n5=0.96。</p><p>　　總的傳動效率 n=0.

6、96×0.994 ×0.972 ×0.99 ×0.96=0.825</p><p>　　2.1.3電動機(jī)所需功率Pd=4.32/0.825=5.23KW</p><p>　　2.1.4確定工作機(jī)的轉(zhuǎn)速 nw =60×1000×0.8/420/3.14=36.38r/min</p><p>　　2.1.5通

7、常V帶傳動的傳動比范圍為i1=2~4；二級圓柱齒輪減速器為i2=8~40，則總傳動比的范圍為i=16~160，因此電動機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為n=（16~160）×36.38=582~5820。根據(jù)上面計(jì)算所選的電動機(jī)為</p><p>　　確定各傳動裝置的傳動比</p><p>　　3.1總傳動比 ia=nm/nw=1440/36.38=39.58</p><p&

8、gt;　　對于同軸式圓柱齒輪減速器的傳動比可按下列公式 i1=i2=</p><p>　　可以取V帶傳動的傳動比 i0=3，則加速器的傳動比 i=ia/i0=39.58/3=13.19,</p><p>　　i1=i2==3.63。</p><p>　　計(jì)算傳動系統(tǒng)的運(yùn)動和動力參數(shù)</p><p><b>　　0軸（電機(jī)軸）&

9、lt;/b></p><p>　　P0=Pd=5.23KW N0=Nm=1440r/min T0=9550×P0/n0=9550×5.23/1440=34.69N·M</p><p><b>　　1軸（高速軸）</b></p><p>　　P1=P0xn1=5.23x0.96=5.02kw

10、 N1=N0/i01=1440/3=480r/min T1=9550×P1/N1=9550×5.02/480=100N·M</p><p><b>　　2軸（中間軸）</b></p><p>　　P2=P1xn12=P1xn2xn3=5.02x0.99x0.97=4.82kw N2=N1/i12=480/3.63=132.2r/m

11、in T2=9550×P2/N2=9550×4.82/132.2=348.2N·M</p><p><b>　　3軸（低速軸）</b></p><p>　　P3=P2xn23=P2xn2xn3=4.82x0.99x0.97=4.63kw N3=N2/i23=132.2/3.63=36.42r/min T3=9550

12、5;P3/N3=9550×4.63/36.42=1214N·M</p><p><b>　　4軸（滾筒軸）</b></p><p>　　P4=P3xn43=P2xn4xn3=4.63x0.99x0.99=4.54kw N4=N3/i34=36.42/1=36.42r/min T4=9550×P4/N4=9550×4.

13、54/36.42=1190.5N·M</p><p>　　根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以列表如下：</p><p><b>　　傳動零件的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.1 V帶的設(shè)計(jì) </p><p>　　確定計(jì)算功率Pca(由表8-7查的KA=1.2)</p><p>　　Pca=KA

14、·p=1.2x5.5=6.6kw</p><p>　　確定V帶的截型，由圖8-10選用A型</p><p>　　確定帶輪基準(zhǔn)直徑（查表8-11和8-8） 取得 dd1=90mm</p><p>　　驗(yàn)算帶速V為 V=3.14xdd1xN0/60/1000=6.78m/s</p><p>　　因?yàn)?m/s<V=6.78m/

15、s<25m/s 故合格</p><p>　　計(jì)算大帶輪的直徑dd2=idd1=3x90=270mm 查表取得dd2=280mm</p><p>　　實(shí)際傳動比 i=280/90=3.11</p><p>　　傳動比誤差比Ai=（3.11-3）/3x100%=3.7%<5% 滿足要求</p><p>　　5.2

16、確定V帶的基準(zhǔn)長度Ld和中心距a</p><p>　　1由估算公式得 0.7（dd2+dd1）《a0《2（dd2+dd1）得 259《a0《740 取得 a0=500mm</p><p><b>　　2 確定帶長</b></p><p>　　由此可取Ld0=1600mm</p><p>　　3計(jì)算實(shí)際中心距 &l

17、t;/p><p><b>　　5.3 </b></p><p>　　1 驗(yàn)算包角a1=180°-（Ld-Ld0）*57.3°/a=158.2 （其中a1>90°）</p><p>　　確定V帶的根數(shù)Z=Pca/Pr=Pca/(P0+0)/KL/Ka</p><p>　　由表8-4a和表8

18、-4b得P0=1.0641kw 0=0.17kw</p><p>　　由表8-5得：ka=0.95 由表8-2得：KL=0.99 因此Z=5.68 在這里取Z=6（即V帶輪去六根）</p><p>　　5.4確定初拉力（F0）min</p><p>　　F0=Pcax500x（2.5/ka -1）/VZ+qv2</p><p&g

19、t;　　由表8-3得：q=0.1kg/m</p><p>　　因此（F0）min=137N</p><p>　　5.5計(jì)算壓軸力Fp</p><p>　　壓軸力的最小值為（Fp）min=2*Z*（F0）min*sin（a/2）=1614N 5.6 普通v帶輪的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足的要求：</p><p>　?。?）質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)工藝性好、無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)

20、力。</p><p>　?。?）質(zhì)量分布均勻，轉(zhuǎn)速高時要經(jīng)過動平衡。</p><p>　　（3）輪槽工作面要精細(xì)加工（表面粗糙度一般為3.2），以減少帶的磨損。</p><p>　?。?）各輪槽的尺寸和角度應(yīng)該保持在一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。</p><p>　　5.6.1帶輪的材料</p><p>　　主要

21、采用材料的牌號為HT150和HT200。</p><p>　　轉(zhuǎn)速較高時采用鑄鋼。</p><p>　　小功率時可以鑄鋁或塑料。</p><p>　　根據(jù)以上的計(jì)算及V帶輪的材料特點(diǎn)本設(shè)計(jì)采用鑄鋼。關(guān)于V帶輪的選擇，本設(shè)計(jì)選擇B型帶輪，其帶輪的相關(guān)參數(shù)如下表：</p><p>　?。▍⒖嘉墨I(xiàn) GB 10412—1989）</p>

22、<p>　　6 、直齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)</p><p>　　6.1各齒輪齒數(shù)的確定</p><p>　　1由表可知輸入功率P1=5.02kw，小齒輪的轉(zhuǎn)速為480r/min，由傳動比可知，它們的齒數(shù)比為1：3.63</p><p>　　2輸送帶為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級精度。</p><p>　　3材料選擇，選擇小齒輪為4

23、0Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS，二者材料的硬度差相差40HBS。</p><p>　　4可以初步選擇小齒輪的齒數(shù)z1=24，大齒輪的齒數(shù)z2=24*3.63=87.12（圓整取z2=88）</p><p>　　由此可以計(jì)算出齒數(shù)比i=z2/z1=88/24=3.67</p><p>　　根據(jù)上式可以計(jì)算出傳動比誤差

24、=（3.67-3.63）/3.63 *100%=1.1%<5% 因此合格</p><p>　　6.2按齒面強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　1 試選載荷系數(shù) Kt=1.3</p><p>　　2計(jì)算小齒輪的傳遞轉(zhuǎn)矩 T1=9550*105*5.02/480=100*103N·mm</p><p>　　3由表10-7選擇齒

25、寬系數(shù)=1</p><p>　　4由表10-6查的材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8MP1/2</p><p>　　5由圖10-21d按齒面硬度查的小齒輪的接觸強(qiáng)度極限=550MP</p><p>　　6計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) B1=60*N1*j*Lh=60*480*1*2*8*300*10</p><p>　　=1.382*109</

26、p><p>　　B2=B1/3.63=3.8*108</p><p>　　7 由圖10-19取得接觸疲勞壽命系數(shù) KHN1=0.9，KHN2=0.94</p><p>　　8 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力（取失效概率為1%安全系數(shù)S=1）</p><p>　　[]1= KHN1*/S=0.9*600=540MP</p><p>

27、　　[]2=KHN2*/S=0.95*550=522.5MP</p><p><b>　　6.3計(jì)算</b></p><p>　　1 計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1t，代入[]中較小的值</p><p><b>　　d1t2.32</b></p><p>　　=2.32=64.88mm</p>

28、<p>　　2 計(jì)算圓周速度V V=d1tN1*480/60/1000=1.63m/s</p><p>　　3 計(jì)算齒寬b b=.d1t=64.88mm</p><p>　　4 計(jì)算齒寬與齒高之比b/h</p><p>　　模數(shù) mt=d1t/z1=64.88/24=2.7mm</p><p>　　齒高

29、h= 2.25mt=2.25*2.7=6.0825mm b/h=64.88/6.0825=10.67</p><p><b>　　5 計(jì)算載荷系數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)V=6.78m/s，7級精度，由圖10-8查的動載荷系數(shù)kv=1.28直齒輪KHa=KFa=1</p><p>　　由表10-2查得使用系數(shù)KA=1</

30、p><p>　　由表10-4用插值法查得7級精度，小齒輪相對支承非對稱布置時。KH=1.426 </p><p>　　由b/h=10.67，KH=1.426 查圖10-13得KF=1.35; 故載荷系數(shù) </p><p>　　K=KA*KV*KHa*KH=1*1.1*1.426=1.5686</p><p>　　6 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正

31、所得分度圓直徑</p><p>　　d1=d1t=64.88=69.07mm</p><p>　　7計(jì)算模數(shù)m m=d/z1=69.07/24=2.88</p><p>　　6.4 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　1 由圖10-20C 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=500MP,大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限 =380MP</p&g

32、t;<p>　　2 由圖10-18取得彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=0.85, KFN2=0.88;</p><p>　　3 計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力（取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4）</p><p>　　[]1=KFN1*/S=0.85*500/1.4=303.57MP</p><p>　　[]2=KFN2*KFN2/S=0.88*380/1.

33、4=238.86MP</p><p>　　4 計(jì)算載荷系數(shù) K=KA*KV* KFa*KF=1*1.28*1*1.35=1.728</p><p>　　5 查取齒形系數(shù) 由10-5查得YFa1=2.65 YFa2=2.16</p><p>　　6 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表10-5 查得 YSa1=1.58， YSa2=1.81</p>&l

34、t;p>　　7 計(jì)算大、小齒輪的YFa* YSa/[]并加以比較</p><p>　　YFa1* YSa1/[]1=2.65*1.58/303.57=0.013179</p><p>　　YFa2* YSa2/[]2=2.16*1.81/238.86=0.01637</p><p><b>　　8設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p>&

35、lt;p><b>　　m==2.14</b></p><p>　　可取由彎曲強(qiáng)度得的模數(shù)2.14就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2.5mm，按接觸強(qiáng)度得的分度圓直徑d1=69.07mm，小齒輪齒數(shù)z1=69.07/2=28</p><p>　　大齒輪齒數(shù)Z2=3.63*28=101.64 取整數(shù)z2=102</p><p><b>　　

36、6.5幾何尺寸計(jì)算</b></p><p><b>　　1 計(jì)算分度圓 </b></p><p>　　d1=z1*m=28*2.5=70mm</p><p>　　d2=z2*m=102*2.5=255mm</p><p>　　2 計(jì)算中心距 a=（d1+d2）/2=（70+255）/2=162.5mm<

37、;/p><p>　　3 計(jì)算齒輪的寬度 b=d1=1*70=70mm</p><p>　　其中取得B2=70mm，B1=75mm。</p><p>　　在齒輪的設(shè)計(jì)中不僅要考慮到機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，還要綜合考慮經(jīng)濟(jì)性、可加工性能的要求。</p><p><b>　　7 軸的有關(guān)設(shè)計(jì)</b></p><p>

38、　　1 選擇軸的材料為45鋼調(diào)制處理</p><p>　　2 按扭矩強(qiáng)度條件計(jì)算 軸的直徑公式為d</p><p>　　得到 d此時A0 應(yīng)取最大值，且對于直徑大于100mm的軸，有一個鍵槽時直徑上增大7%，對于直徑d100mm的軸，有一個鍵槽時直徑增大5%~7%，有兩個鍵時直徑增大增大10%~15%,然后圓整，在這里A0應(yīng)該取112。</p><p>　　0主軸

39、（電機(jī)軸）的軸徑 查表所得d=28mm</p><p>　　1 軸（高速軸）的軸徑 d1=112=112=24.5mm對于一軸來說有兩個鍵槽，因此得 d1=24.5×（1+10%）27mm</p><p>　　2 軸（中間軸）的軸徑 d2=112=11237</p><p>　　由于有兩個鍵槽所以經(jīng)過修正得d2=37×（1+10%）40m

40、m</p><p>　　3 軸（低速軸）的軸徑d3=112 56.3mm</p><p>　　由于有兩個鍵槽所以經(jīng)過修正得到d3=56.3×（1+10%）=62mm</p><p>　　4 軸（滾筒軸） d4=56mm</p><p>　　由于有兩個鍵槽所以經(jīng)過修正得到 d4=56×（1+10%）=62mm</p&g

41、t;<p>　　在軸的設(shè)計(jì)中要求所設(shè)計(jì)軸的直徑不能低于軸計(jì)算的最小直徑。</p><p><b>　　8 聯(lián)軸器的選擇</b></p><p>　　1對中、小型減速器來說，輸入軸、輸出軸均可采用彈性柱銷聯(lián)軸器，這種聯(lián)軸器制造容易，裝拆方便，而且成本低，能緩沖減振，</p><p>　　聯(lián)軸器的型號按計(jì)算轉(zhuǎn)矩并兼顧所連接兩軸的尺寸選

42、定，要求選定的聯(lián)軸器允許的最大轉(zhuǎn)矩不小于計(jì)算轉(zhuǎn)矩，聯(lián)軸器孔徑應(yīng)該與被連接兩軸的直徑匹配（即所選的聯(lián)軸器必須與3軸（低速軸）、4軸（滾筒軸）相配）。</p><p>　　1、計(jì)算聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩</p><p>　　Tca=KATs （T為公稱轉(zhuǎn)矩N·M，KA為工作情況系數(shù)）</p><p>　　根據(jù)表14-1.取KA =1.5</p>&l

43、t;p>　　Tca=1.5×1214=1821N·M </p><p><b>　　型號選擇</b></p><p>　　從GB4323-84中查得LT10型彈性套柱銷聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩為2000N·M,許用轉(zhuǎn)速為2300r/min，軸徑為63~95mm之間 故合用。</p><p><b>　　箱體

44、的相關(guān)尺寸設(shè)計(jì)</b></p><p>　　鑄鐵減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)</p><p>　　10 減速器的潤滑方式的選擇</p><p>　　減速器的潤滑包括齒面副及軸承的潤滑。良好的潤滑方式可以降低傳動件及軸承的摩擦功能、減少磨損、提高傳動效率、降低噪聲、改善散熱、防止生銹。</p><p>　　1 齒輪的潤滑方式 <

45、;/p><p>　　齒輪傳動的潤滑大多采用是潤滑油潤滑，潤滑油在嚙合面上會形成油膜，減少摩擦與磨損同時可以起到冷卻的作用。因?yàn)閭鬟f的載荷很大所以，應(yīng)該選擇粘度較小的潤滑油。為了保證輪齒嚙合面的充分潤滑應(yīng)該選擇浸油潤滑，其中浸油深度不能小于10mm，最好的浸油深度為齒輪分度圓半徑的1/6~1/3處。</p><p>　　2 軸承的潤滑方式</p><p>　　軸承的潤

46、滑方式可以選擇油飛濺潤滑或脂潤滑。根據(jù)本設(shè)計(jì)圓周速度的特點(diǎn)采用脂潤滑方式。脂潤滑的填充量為軸承空間的1/2~1/3,其中應(yīng)該6個月更換一次。為了防止?jié)櫥团c潤滑脂混雜，應(yīng)該在軸承靠近箱體內(nèi)壁一側(cè)加上擋油板。</p><p><b>　　六 校核</b></p><p><b>　　鍵的強(qiáng)度校核</b></p><p&g

47、t;　　根據(jù)鍵的強(qiáng)度校核公式為=2×103T/kld ，（其中T為傳遞轉(zhuǎn)矩，k為鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，k=0.5h。l為鍵的工作長度，mm，對于圓頭平鍵來說l=L-b，d為軸的直徑。[]為鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，MP。）</p><p>　　1軸兩鍵的校核 其中兩鍵的規(guī)格分別為10×8×36，軸的直徑為30mm 、12×8×50，軸的直徑為4

48、0mm。</p><p>　　1=2×100×103/0.5/8/（36－10）/30=64MP<120MP</p><p>　　=2×100×103/0.5/8/（50－10）/30=33MP<120MP </p><p><b>　　故符合強(qiáng)度條件</b></p><p

49、>　　2軸兩鍵的校核 其中兩鍵的規(guī)格分別為14×9×50，軸的直徑為42mm，12×8×56，軸的直徑為48mm。</p><p>　　1=2×348×103/0.5/9/（50－14）/48=89.5MP<120MP</p><p>　　=2×348×103/0.5/8/（56－12）/42=9

50、4MP<120MP </p><p><b>　　故符合強(qiáng)度條件</b></p><p>　　3軸兩鍵的校核 其中兩鍵的規(guī)格分別為22×14×60，軸的直徑為80mm，20×12×60，軸的直徑為68mm。</p><p>　　1=2×1214×103/0.5/14/（60－2

51、2）/80=114MP<120MP</p><p>　　=2×1214×103/0.5/12/（60－20）/68=148MP>120MP</p><p>　　由此可見連接的擠壓強(qiáng)度不夠?？紤]到相差較大，因此改為雙鍵，相隔180°布置。其中雙鍵的工作長度l=1.5×（60-20）=60mm，</p><p>　　=

52、2×1214×103/0.5/14/60/68=100MP<120MP 合適</p><p><b>　　2 </b></p><p>　　十.參考資料（包括資料編號、作者、書名、出版單位和出版年月）</p><p>　　1 《機(jī)械設(shè)計(jì)》（第七版）西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室編著</p>

53、<p>　　濮良貴 紀(jì)名剛 主編 </p><p><b>　　高等教育出版社出版</b></p><p>　　2 《機(jī)械原理》（第一版）孫恒 陳作模等 主編</p><p>　　高等教育出版社出版 </p><p>　　3 《材料力學(xué)》（第一版）單從輝

54、 主編</p><p>　　高等教育大學(xué)出版社出版 </p><p>　　4 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》（第二版）陳立新 主編</p><p>　　中國電力出版社出版 </p><p>　　5 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》（第二版）王大康 盧松峰 主編</p><p>&