帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、 機(jī) 械 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書課程設(shè)計(jì)題目：帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置姓 名：陳光君學(xué) 號(hào)：060290 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 完成日期：2014.11.25中國石油大學(xué)（北京）遠(yuǎn)程教育學(xué)院機(jī)械課程設(shè)計(jì)說明書一、前言 (一) 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一帶式輸送機(jī)用單級(jí)圓柱齒輪減速器。已知運(yùn)輸帶輸送拉力f=2.6kn，帶速v=1.45m/s，傳動(dòng)滾筒直徑d=420mm（滾筒效率為0.96）。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，預(yù)定使用壽命8年（每年工作300天），工作為二班工作制，載荷輕，帶式輸送機(jī)工作平穩(wěn)。工作環(huán)境：室內(nèi)灰塵較大，環(huán)境最高溫度35。動(dòng)力來源：電力，三相交流380/220伏。圖1 帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置簡圖1

2、、電動(dòng)機(jī)；2、三角帶傳動(dòng)；3、減速器；4、聯(lián)軸器；5、傳動(dòng)滾筒；6、皮帶運(yùn)輸機(jī)表1 常用機(jī)械傳動(dòng)效率機(jī)械傳動(dòng)類型傳動(dòng)效率圓柱齒輪傳動(dòng)閉式傳動(dòng)0.960.98（7-9級(jí)精度）開式傳動(dòng)0.940.96圓錐齒輪傳動(dòng)閉式傳動(dòng)0.940.97（7-8級(jí)精度）開式傳動(dòng)0.920.95帶傳動(dòng)平型帶傳動(dòng)0.950.98v型帶傳動(dòng)0.940.97滾動(dòng)軸承（一對）0.980.995聯(lián)軸器0.99-0.995表2 常用機(jī)械傳動(dòng)比范圍傳動(dòng)類型選用指標(biāo)平型帶三角帶齒輪傳動(dòng)功率（kw）?。?0）中（100）大（最大可達(dá)50000）單級(jí)傳動(dòng)比（常用值）2-42-4圓柱圓錐3-62-3最大值615106-10(二) 設(shè)計(jì)目的

3、通過本課程設(shè)計(jì)將學(xué)過的基礎(chǔ)理論知識(shí)進(jìn)行綜合應(yīng)用，培養(yǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算能力，熟悉一般的機(jī)械裝置設(shè)計(jì)過程。(三) 傳動(dòng)方案的分析 機(jī)器一般是由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作裝置組成。傳動(dòng)裝置是用來傳遞原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力、變換其運(yùn)動(dòng)形式以滿足工作裝置的需要，是機(jī)器的重要組成部分。傳動(dòng)裝置是否合理將直接影響機(jī)器的工作性能、重量和成本。合理的傳動(dòng)方案除滿足工作裝置的功能外，還要求結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、成本低廉、傳動(dòng)效率高和使用維護(hù)方便。 本設(shè)計(jì)中原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，工作機(jī)為皮帶輸送機(jī)。傳動(dòng)方案采用了兩級(jí)傳動(dòng)，第一級(jí)傳動(dòng)為帶傳動(dòng)，第二級(jí)傳動(dòng)為單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器。帶傳動(dòng)承載能力較低，在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時(shí)，結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式

4、大，但有過載保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，還可緩和沖擊和振動(dòng)，故布置在傳動(dòng)的高速級(jí)，以降低傳遞的轉(zhuǎn)矩，減小帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸。 齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命較長，是現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用最為廣泛的機(jī)構(gòu)之一。本設(shè)計(jì)采用的是單級(jí)直齒輪傳動(dòng)。 減速器的箱體采用水平剖分式結(jié)構(gòu)，用ht200灰鑄鐵鑄造而成。 二、傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì) (一) 電動(dòng)機(jī)選擇 1、電動(dòng)機(jī)類型的選擇： y系列三相異步電動(dòng)機(jī) 2、電動(dòng)機(jī)功率選擇： 傳動(dòng)裝置的總效率：查表1取滾筒效率為0.96，皮帶傳動(dòng)效率0.96，軸承傳動(dòng)效率0.99，齒輪傳動(dòng)效率0.97，聯(lián)軸器效率0.99。=0.96*0.993*0.97*0.99=0.8945工

5、作機(jī)所需的輸入功率pw： pw=(fwvw)/(1000w)式中，fw=2.6 kn=7200n，vw=1.1m/s，w=0.96，代入上式得pw=(7200*1.1)/(1000*0.96)=8.25 kw電動(dòng)機(jī)的輸出功率： po= pw /=8.25/0.8945=9.2230kw 選取電動(dòng)機(jī)額定功率pm，使電動(dòng)機(jī)的額定功率pm（11.3）po ，由查表得電動(dòng)機(jī)的額定功率p5.5kw。 3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速： 計(jì)算滾筒工作轉(zhuǎn)速： nw=60*1000v/（d）=6010001.1/（345）=60.925r/min 由推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比范圍i1=36。取v帶

6、傳動(dòng)比i2=24，則總傳動(dòng)比范圍為i=624。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為n=（624）60=3661460r/min。4、確定電動(dòng)機(jī)型號(hào) 根據(jù)以上計(jì)算，符合這一轉(zhuǎn)速范圍的電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速有750r/min 、1000r/min和1500r/min，綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、結(jié)構(gòu)和帶傳動(dòng)及減速機(jī)的傳動(dòng)比，最終確定同步轉(zhuǎn)速為1500r/min ，根據(jù)所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為y132s-4 ，滿載轉(zhuǎn)速1440r/min 。主要參數(shù)：額定功率5.5kw，滿載轉(zhuǎn)速1440r/min，電動(dòng)機(jī)質(zhì)量68kg。 電動(dòng)機(jī)（y132s-4）的主要外形尺寸和安裝(二) 計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及分

7、配各級(jí)傳動(dòng)比 1、總傳動(dòng)比：i =1440/96=22 2、分配各級(jí)傳動(dòng)比： 因i= i1* i2，根據(jù)有關(guān)資料，單級(jí)減速器i=36合理，這里取i1 =5，i2=15/5=4.4。(三) 運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 1、各軸轉(zhuǎn)速（r/min） 軸 n1=nm/i 2=1440/4.4=330r/min軸 n2= n1/ i1= nw =66 r/min 2、計(jì)算各軸的功率（kw） 電動(dòng)機(jī)的輸出功率po=9.2230kw 軸 pi=9.22300.96=8.854kw 軸 p= p12=8.8540.99*0.97=8.502kw （1為軸承傳動(dòng)效率，2為齒輪傳動(dòng)效率，3聯(lián)軸器傳動(dòng)效率）卷筒軸 pj

8、= p*1*3=8.5020.990.99=8.333kw 3、計(jì)算各軸扭矩（nmm） 軸 ti=9550pi/ni=95508.854/330=256.2294nm 軸 t=9550p/n=95508.502/66=1230.2136nm 卷筒軸tj=9550pj/nj=95508.333/66=1205.7599nm 將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理后列于下表：表3 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)表參數(shù)軸名電動(dòng)機(jī)軸軸軸卷筒軸轉(zhuǎn)速n/rmin-114403306666功率p/kw9.22308.8548.5028.333轉(zhuǎn)矩t/nm61.1664256.22941230.21361205.7599傳動(dòng)比i4.4

9、51三、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 （一）帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)1、確定計(jì)算功率工作情況系數(shù)查文獻(xiàn)1表11.5知： =1.1。=1.19.2230=10.1453kw2、選擇帶型號(hào)根據(jù)pc =10.1453kw，nm1440r/min，查文獻(xiàn)1圖11.15，初步選用普通b型帶。3、選取帶輪基準(zhǔn)直徑查文獻(xiàn)1表11.6選取小帶輪基準(zhǔn)直徑=125mm，則大帶輪基準(zhǔn)直徑=4.4*（1-0.01）*125=544.5mm。式中，為帶的滑動(dòng)率，通常?。?%2%），查表后取=530mm。大帶輪轉(zhuǎn)速=336.2264 r/min4、驗(yàn)算帶速v9.42 m/s在525m/s范圍內(nèi)，帶充分發(fā)揮。5、v帶基準(zhǔn)長度和中心距求327.5

10、mm202.5mm根據(jù)文獻(xiàn)1中式11.20，初定=982.5mm取a=1000mm。由文獻(xiàn)1中式11.2帶長3682.5971mm由文獻(xiàn)1中圖11.4定相近的基準(zhǔn)長度ld=3550mm，再由式（11.3）計(jì)算實(shí)際中心距=1240mm6、驗(yàn)算包角，由式（11.4）得=160.4032o，合適7、確定v帶根數(shù)z帶速9.42m/s實(shí)際傳動(dòng)比=4.2828查表11.8單根v帶功率=1.60kw；查表11.7包角系數(shù)=0.95；查表11.12帶長度系數(shù)=1.1，查表11.10，則由公式得=2.8352故選3根帶。8、確定帶的張緊力f0（單根帶）查表11.4得q=0.06kg/m，故可由式（11.21）得

11、單根v帶的張緊力=153.7271 n軸上載荷=2*10*71.03*sin80.45o=909.4495 n（二）齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 1、選擇齒輪材料及精度等級(jí) 根據(jù)工作要求，考慮減速器傳遞功率不大，所以齒輪采用軟齒面，齒面硬度=350hbs。小齒輪：45鋼，調(diào)質(zhì)，hb1=220；大齒輪：45鋼，正火，hb2=190。查文獻(xiàn)1表12.14，得=1.1，=1.4。查文獻(xiàn)1圖12.17和12.23知=555mpa，=530mpa；=190mpa，=180mpa。故：1=/=504.5mpa，2=/=481.8mpa；1=/=135.7 mpa，2=/=128.5 mpa。由于硬度小于350hbs

12、，屬軟齒面，所以按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再驗(yàn)算彎曲強(qiáng)度。2、按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算設(shè)齒輪按8級(jí)精度制造。查文獻(xiàn)1表12.10，12.13，取載荷系數(shù)k=1.2，=0.4。3、確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)（三）軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1 、輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算、按扭矩初算軸徑 選用45鋼，調(diào)質(zhì)，硬度217255hbs，文獻(xiàn)1表16.2取c=110，初步確定軸的直徑 110*（8.854/480）1/3 =29.06。由于軸端開鍵槽，會(huì)削弱軸的強(qiáng)度，故需增大軸徑5%7%，取=30.803選d1=31mm 初步確定軸的最小直徑=39.05mm,同樣增大軸徑5%7%，取=45、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸上零件的定位，固定和裝配 由于本設(shè)計(jì)中為單級(jí)

13、減速器，因此可將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定；兩軸承分別以軸肩和套筒定位，采用過渡配合固定。軸呈階狀，左軸承從左面裝入，齒輪套筒，右軸承依次從右面裝入。 確定軸各段直徑和長度軸：300mm軸：320mm四、滾動(dòng)軸承的選擇 (一) 計(jì)算輸入軸承選用30207型角接觸球軸承，其內(nèi)徑d為35mm,外徑d為72mm，寬度t為18.25mm。 (二) 計(jì)算輸出軸承選30211型角接球軸承，其內(nèi)徑d為55mm，外徑d=100mm，寬度t為22.755mm。 五、鍵聯(lián)接的選擇 本設(shè)計(jì)均采用：普通圓頭平鍵。普通平鍵用于靜聯(lián)接，即軸與輪

14、轂間無相對軸向移動(dòng)。構(gòu)造：兩側(cè)面為工作面，靠鍵與槽的擠壓和鍵的剪切傳遞扭矩型式：大齒輪處選擇圓頭a型（常用）；為防轉(zhuǎn)、鍵（指端銑刀加工）與槽同形、鍵頂上面與轂不接觸有間隙，聯(lián)軸器與帶輪處均選擇c型鍵。1、輸出軸與帶輪聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接 鍵的類型及其尺寸選擇： 帶輪傳動(dòng)要求帶輪與軸的對中性好，故選擇c型平鍵聯(lián)接。 裝配圖中該鍵零件選用gb1096-79系列的鍵1256，查得：鍵寬b=12，鍵高h(yuǎn)=8，并根據(jù)軸長確定鍵長。 六、繪制零件結(jié)構(gòu)圖：大小齒輪的零件圖，計(jì)算機(jī)操作（2）、小帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：項(xiàng)目設(shè)計(jì)與說明主要結(jié)果結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算查機(jī)械工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表14-3y132s-6，d38 mm已設(shè)計(jì)好外徑輪厚

15、b78mm內(nèi)孔徑d=38mm內(nèi)孔徑長l57mm結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及零件圖（3）、大帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：項(xiàng)目設(shè)計(jì)與說明主要結(jié)果結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊表14.1-24得：d=，s=14查機(jī)械工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖9-4-1及公式得：b70mm查機(jī)械工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表9-4-1得：外徑普v帶輪基準(zhǔn)線上槽深，基準(zhǔn)直徑輪緣厚，基準(zhǔn)下槽深hf=8.7mmh=ha+hf=2.75+8.7=10.45mm取107mm內(nèi)孔徑：d25mm內(nèi)孔徑長：l=50mm輪厚：b70mm輻板厚度：s14mm輪轂直徑：dh=50mm外徑：205.5mm基準(zhǔn)直徑：基準(zhǔn)線下槽深：hf=8.7mm輪緣厚：基準(zhǔn)線上槽深：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及零件圖七、箱體、箱蓋主要尺寸

16、計(jì)算 減速器的箱體采用鑄造（ht200）制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證齒輪佳合質(zhì)量，大端蓋分機(jī)體采用配合.1. 機(jī)體有足夠的剛度在機(jī)體為加肋，外輪廓為長方形，增強(qiáng)了軸承座剛度2. 考慮到機(jī)體內(nèi)零件的潤滑，密封散熱。因其傳動(dòng)件速度小于12m/s，故采用侵油潤油，同時(shí)為了避免油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xh為40mm為保證機(jī)蓋與機(jī)座連接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗糙度為3. 機(jī)體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性.鑄件壁厚為10，圓角半徑為r=3。機(jī)體外型簡單，拔模方便.4. 對附件設(shè)計(jì) a 視孔蓋和窺視孔在機(jī)蓋頂部開有窺視孔，能看到 傳動(dòng)零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能

17、伸入進(jìn)行操作，窺視孔有蓋板，機(jī)體上開窺視孔與凸緣一塊，有便于機(jī)械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強(qiáng)密封，蓋板用鑄鐵制成，用m6緊固b 油螺塞：放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊，由機(jī)械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。c 油標(biāo)：油標(biāo)位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。油尺安置的部位不能太低，以防油進(jìn)入油尺座孔而溢出.d 通氣孔：由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機(jī)蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達(dá)到體內(nèi)為壓力平衡.e 蓋螺釘：啟蓋螺釘上的螺紋長度要大于機(jī)蓋聯(lián)結(jié)凸緣的厚度。釘桿

18、端部要做成圓柱形，以免破壞螺紋.f 位銷：為保證剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機(jī)體聯(lián)結(jié)凸緣的長度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度.g 吊鉤：在機(jī)蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運(yùn)較重的物體. 八、軸承端蓋 九、減速器的附件的設(shè)計(jì) 1、擋圈：gb886-86 查得：內(nèi)徑d=55，外徑d=65，擋圈厚h=5，右肩軸直徑d158； 2、油標(biāo)：m12：d =6，h=28，a=10,b=6，c=4，d=20； 3、角螺塞：m181.5 ：jb/zq4450-86。 這次關(guān)于帶式運(yùn)輸機(jī)上的單級(jí)圓柱斜齒輪減速器的課程設(shè)計(jì)是我們真正理論聯(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。通過二個(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(shí).為我們以后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).十、設(shè)計(jì)小結(jié)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)、材料力學(xué)、公差與配合、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(shí)等方面有重要的作用。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