哈工大機械設(shè)計課程設(shè)計說明書

1、目錄一 課程設(shè)計任務(wù)書 1二 設(shè)計要求 2三 設(shè)計步驟 21. 傳動裝置總體設(shè)計方案 22. 電動機的選擇 23. 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比 44. 齒輪的設(shè)計 55. 滾動軸承和傳動軸的設(shè)計 76. 鍵聯(lián)接設(shè)計 137. 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 148. 潤滑密封設(shè)計 15四 設(shè)計小結(jié) 16五 參考資料 17精品文檔課程設(shè)計任務(wù)書課程設(shè)計題目：帶式輸送機傳動裝置設(shè)計 設(shè)計帶式運輸機傳動裝置（簡圖如下）13歡迎下載ij-l LtttJ1 輸送帶2滾筒3聯(lián)軸器4減速器5V帶傳動電動機1. 設(shè)計條件：1）機器年產(chǎn)量：大批；2）機器工作環(huán)境：清潔；3）機器載荷特性：平穩(wěn)；4）機器最短工作年限：5年

2、2班2.原始數(shù)據(jù):運送帶工作拉力F/KN運輸帶工作速度v/（m卷筒直徑D/mm1.7801.2300二.設(shè)計要求1. 減速器裝配圖一張。（三視圖，A0圖紙）2. 繪制軸、齒輪零件圖各一張。（A3圖紙）3. 設(shè)計計算說明書一份。三.設(shè)計步驟1.傳動裝置總體設(shè)計方案1）外傳動機構(gòu)為V帶傳動。2）減速器為一級展開式圓柱齒輪減速器3）方案簡圖如下圖：就/31輸送帶；2滾筒；3聯(lián)軸器；4 減速器；5 V帶傳動；6 電動機2、電動機的選擇1）選擇電動機的類型按工作要求和工作條件選用 丫系列三相籠型異步電動機，全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓380V。2）選擇電動機的容量工作機的有效功率為FW Fv 2.136kw

3、從電動機到工作機傳送帶間的總效率為312345由機械設(shè)計課程設(shè)計表9-1可知:1 : V帶傳動效率0.962 :滾動軸承效率0.99 （球軸承）3 :齒輪傳動效率0.97 （ 8級精度一般齒輪傳動）4 :聯(lián)軸器傳動效率0.99 （彈性聯(lián)軸器）5 :卷筒傳動效率0.96所以電動機所需工作功率為Fd2.136/0.8332.487kw3）確定電動機轉(zhuǎn)速而工作機卷筒軸的轉(zhuǎn)速為nw 60 1000v / d 76.39r / min所以電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為：nd i nw （6 24）76.39 n min （458 .34 1833 .36） min綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、 質(zhì)量及價格等因

4、素，為使傳動裝 置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用同步轉(zhuǎn)速為 1000r min的電動機。根據(jù)電動機類型、容量和轉(zhuǎn)速，由機械設(shè)計課程設(shè)計表15-1選定電動機型號為Y 132S-&其主要性能如下表:電動機型號額定功率/kw滿載轉(zhuǎn)速/(r/mi n)啟動轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩Y132S-639602.02.03.計算傳動裝置的總傳動比i并分配傳動比(1).總傳動比i960 / 76 .39n w12 .57(2).分配傳動比考慮潤滑條件等因素，初定4191) . 各軸的轉(zhuǎn)速電機軸nnm960min錯誤!未找到引用源。320 n min i錯誤!未找到引用源。76.37 r/min i卷筒軸nw n76

5、.37 r/min2) .各軸的輸入功率電機軸P Fd2.487 kw錯誤!未找到引用源。軸錯誤!未找到引用源。軸卷筒軸P卷P 4 23) .各軸的輸入轉(zhuǎn)矩6 PdTd 9.55106-9.55n m電機軸 T Td 2.474 錯誤!未找到引用源。軸 T 錯誤!未找到引用源。軸TPP , 2 2.388kwPP 3 22.293kw2.247kw1062.4872.474104 N mm96010 4 N mmT 1 2i 7.125 104N mmT 3 2i 2.867 105N mm卷筒軸 T卷 T 4 2 2.810 105 N mm將上述計算結(jié)果匯總與下表，以備查用軸名功率轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速

6、傳動比i效率P/kwT/(N mm)n/(r/mi n)電機軸2.48742.474 1096030.96錯誤！2.38847.12510320未找到4.190.96引用源。軸錯誤！2.29352.867 1076.37未找到10.98引用源。軸卷筒軸2.2472.810 10576.374. 齒輪的設(shè)計1）選定材料及確定許用應(yīng)力（1）按簡圖所示的傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。（2）材料選擇。由機械設(shè)計基礎(chǔ)表6.222選擇齒輪材料為合金鑄鋼（調(diào)質(zhì)），小齒輪硬度為300HBS Hiimi 720MPa , Fiimi 270MPa ,大齒輪為合金鑄鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為260HBS Hiim2 6

7、50MPa ,吩 260MPa二者材料硬度差為 40HBS 由機械設(shè)計基礎(chǔ)表11-52,取Sh 1，Sf 1.25，H1HlmL 720 / SH 720MPaShH2Hlim2SH650 / SH 390 MPaF1迪 270/1.25M Pa 216MPaSfF2260/1.25MPa 208MPaSf2）按齒面接觸強度設(shè)計齒數(shù)取 Z126，則 z23.81 Z1109取載荷系數(shù)為K=1.1,齒寬系數(shù)d 1（機械設(shè)計基礎(chǔ)表6.5,6.6） 2小齒輪上的轉(zhuǎn)矩95.5 105P7.127 104 N mmn2d175.63d u75.63 71271041.14.19 124.19 65046

8、.92mmZi4692 1.826取 m=2mm中心距 a d1 d252 218 mm 135mm2 2齒寬 bdd1 1 52mm 52mm 取b1 52mm, b2 60mm,3）驗算齒輪彎曲強度齒形系數(shù)（由機械設(shè)計基礎(chǔ)圖11-8和圖11-92可得）YF1 2.69，YF2 2.19齒形系數(shù)與需用彎曲應(yīng)力的比值為： 經(jīng) 20.0125 經(jīng)空.0105F1 216 F2 208E較大，故需校核小齒輪的彎曲強度：F12KTiYf1 2 1.1 2.692 7.127 10 “Pa 70.97MPa 2 bm Z160 2 26校驗合格5. 滾動軸承和傳動軸的設(shè)計（一）.高速軸的設(shè)計I .輸在

9、軸上的功率P、轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T由上可知：mmP 2.388kw, n 32017min , T 7.125 104N初步確定軸的最小直徑材料為45Cr,正火處理。根據(jù)機械設(shè)計基礎(chǔ)表14-2【2】取C 100 ,dmin于是dmin1003呻訶 3201.04dmin20.30mm19.55mm，由于鍵槽的影響，故輸出軸的最小直徑顯然是安裝帶輪處的直徑 d1，取d1 22mm，根 據(jù)帶輪結(jié)構(gòu)和尺寸，取h 50mm。齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計初步確定了軸的各段和長度帶輪處d1=22mm50mm油封處d2=25mm45mm左端軸承處d3= d2+5=30mm17mm齒輪處d4= d 3+3=35mm68mm軸環(huán)

10、處d 5= d 4+5=40mm10mm右段軸承處d6=30 mm27 mm(2).軸上零件的周向定位由機械設(shè)計課程設(shè)計表11-28查得帶輪與軸的周向定位采用 平鍵連接。按d!選用普通平鍵8 36。(二) .低速軸的設(shè)計I .輸出軸上的功率P、轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T由上可知 P 2.247kw, n 76.37r min, T 2.81 105N mm n.求作用在齒輪上的力因已知低速大齒輪的分度圓直徑d2218mm2T圓周力：Ft1.288KNd2徑向力：Fr Ftta n469.2N皿.初步確定軸的最小直徑材料為40Cr,正火處理。根據(jù)機械設(shè)計基礎(chǔ)表 14-22，取C 100，于是dmin巴 10

11、0 32.29 mm 31.07mm，由于鍵槽的影 n 76.37響，故 dmin 1.04dmin 32.31mm輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑 d1。為了使所選 的軸直徑d1與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器型號。聯(lián)軸 器的計算轉(zhuǎn)矩Tea KaT，查機械設(shè)計基礎(chǔ)表14-1 2，取Ka 1.5 , 則：5TeaK aT 1 .5 2.88 10 N mm 432 N m按照計算轉(zhuǎn)矩Tea應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查機械設(shè)計課程 設(shè)計表13-1，選用LX2型聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器的孔徑d 30 35mm , 故取d135 m m,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度L 60mmIV .軸的

12、結(jié)構(gòu)設(shè)計 初步確定了軸的各段和長度。數(shù)據(jù)統(tǒng)計如下表：聯(lián)軸器處d1=35mm60mm油封處d2=35+5=40mm45mm右端軸承處dg =40+5=45mm32mm齒輪處d 4=48mm.50mm軸環(huán)處ds=56mm10mm左端軸承處d6=ch=45mm30mm（2）.軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按d4由機械設(shè)計課程設(shè)計表11-28查得齒輪與軸的連接，選用普通平鍵14 45，同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為10 50。滾動軸承與軸的周向定位是由過度配合來保證的。V .求軸上的載荷作軸的空間受力簡圖（圖1）作水平面受力圖及彎矩圖（圖2）FahF k F FF

13、q K Fr 2 Fa 24000 93.2 524.6 65.8 202 1502278|NL135.2F BHFq k Fr L/2 -Fa d /2一-6723.5NLM CHLdFah149900 N mmM CHR-JMchl Fa d 180200N mm2M BHFq K 372800 N mm作垂直面受力圖及彎矩圖（圖3）T 2.388 105N mmMCV Fav 46900N mm2作合成彎矩（圖4）Mcl 157100 N mmMcr 372800 N mm作轉(zhuǎn)矩T圖（圖5）3T 214 10 N mm作當(dāng)量彎矩圖（圖6）Me .M2（ T）2Mcl 157100N mm

14、Mcr 394300N mmM B 199595N mm可知，I處截面當(dāng)量彎矩最大，故應(yīng)對此進行校核M eB 394300 N mm由表查得，對 45 鋼 b 600MPa -1 55MPa故按機械設(shè)計基礎(chǔ)(11.3)2得M eB0.1d33943000.1 45343.3MPa因此該軸符合要求(三) .滾動軸承的校核軸承的預(yù)計壽命Lh 5 365 8 229200h(1)軸承選擇：已知n 320rmin ,n 76.37r min ;內(nèi)徑分別為30mm與45mm選擇深溝球軸承 6206C與6209G(2).軸承壽命計算由于RP2,10取P 2110.5N，角接觸球軸承，取,ft 13Lhf

15、()60n P106/1 29800、3-()3h 469182h LH60 1002110.5故滿足預(yù)期壽命。6. 鍵聯(lián)接設(shè)計I .帶輪與輸入軸間鍵的選擇及校核軸徑d 22 m m,輪轂長度L 50m m,查手冊，選A型平鍵，其尺寸為 b 8mm, h 7mm , L 45mm(GB/T 1095-2003)現(xiàn)校核其強度：I L b 37mm, T 7.125 104N mm4Tdhl4 7.125104MP a41 .126 MP a227 45精品文檔查手冊得p IIOMPa，因為p p，故鍵符合強度要求。H .輸出軸與聯(lián)軸器間鍵的選擇及校核軸徑d 35m m,輪轂長度L 60m m ,

16、查手冊，選A型平鍵，其尺寸為b 10mm， h 8mm， L 50mm(GB/T 1095-2003)現(xiàn)校核其強度：l L b 40mm, T 2.39 105 N mmp 4T dhl42.81104MP a 10.03MP a358 40查手冊得p110MPa，因為p p，故鍵符合強度要求。m.輸出軸與大齒輪間鍵的選擇及校核軸徑d 48m m,輪轂長度L 50m m ,查手冊，選A型平鍵，其尺寸為b 14mm , h 9mm, L 45mm (GB/T 1095-2003)現(xiàn)校核其強度：I L b 36mm, T 2.867 105N mmp 4T dhl 4 2.867 105/48 9

17、 36Mpa 73.74Mpa查手冊得p 110MPa，因為p p，故鍵符合強度要求7. 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計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，1. 機體有足夠的剛度在機體為加肋，外輪廓為長方形，增強了軸承座剛度2. 考慮到機體內(nèi)零件的潤滑，密封散熱。因其傳動件速度小于12m/s,故采用侵油潤油，同時為了避免油攪得 沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯x H大于3050mm為保證機蓋與機座連接處密封， 聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度， 聯(lián)接表面6.3應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗糙度為3. 機體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性 .鑄件壁厚為8mm圓角半徑為R=5機體外型簡單，拔模方便.4. 對附件設(shè)計

18、A 視孔蓋和窺視孔：查閱機械設(shè)計課程設(shè)計表14. 7 1 在機蓋頂部開有窺視孔，能看到傳動零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以 便于能伸入進行操作，窺視孔有蓋板，機體上開窺視孔與凸緣一塊， 有便于機械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強密封， 蓋板用鑄鐵制 成，用M10緊固B 油螺塞：查閱機械設(shè)計課程設(shè)計表 14.141 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，放油孔選用六角螺塞M18堵住，因此油孔處的機體外壁應(yīng) 凸起一塊，由機械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。C 油標：查閱機械設(shè)計課程設(shè)計表 14.131 選用桿式油標 M12. 油標位在便于觀察減速器油

19、面及油面穩(wěn)定之處。 油尺安置的部位不能太低，以防油進入油尺座孔而溢出 . 。D 通氣孔：查閱機械設(shè)計課程設(shè)計表 14.81 由于減速器運轉(zhuǎn)時，機體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機 蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達到體內(nèi)為壓力平衡。E 位銷：為保證剖分式機體的軸承座孔的加工及裝配精度， 在機體聯(lián)結(jié)凸緣的 長度方向各安裝一圓錐定位銷 M6以提高定位精度.F吊鉤:在機蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運較重的物體8潤滑密封設(shè)計潤滑：1嚙合件的潤滑減速器的嚙合件為斜齒圓柱齒輪，運轉(zhuǎn)速度低，且運行平穩(wěn)，故適于選用粘度較大的潤滑油。查閱機械設(shè)計手冊3，選用L-CKB型工業(yè)閉式齒輪油(GB 59

20、30-1995),主要性能指標如表11.1所示。表11.1 L-CKB型工業(yè)閉式齒輪油(GB 5930-1995 )性能指標粘度等級(按 GB/T3141-1994)運動粘度粘度指數(shù)不小于閃點(開口)/ C不低于傾點/ C不咼于40 C100C32028835290180-8潤滑方法：油輪潤滑潤滑裝置：油池軸承的潤滑減速器所用軸承為角接觸球軸承()，工作環(huán)境多塵且存在中等 沖擊，故選用ZN-3型納基潤滑脂3 (GB/t 492-1989 )。其主要性能 如表11.2所示。表11.2 ZN-3型納基潤滑脂性能指標17。迎下載精品文檔滴點/ C不低于工作錐入度/ (1/10mm)160220250潤滑方法：連續(xù)無壓潤滑潤滑裝置：設(shè)備的機殼密圭寸：1. 軸承的密封角接觸球軸承潤滑方式已選用脂潤滑，工作環(huán)境多塵且轉(zhuǎn)速較小， 故密圭寸方式選用橡膠唇形密圭寸圈密圭寸。根據(jù)油封處軸段的軸徑，選擇合適大小的密封圈1。高速軸選用d=25mnt勺橡膠唇形密封圈(GB/T 1387.1-1992 )。 低速軸選用d=40mnt勺橡膠唇形密封圈(FZ/T 1387.1-1992 )。2. 油塞的密封油塞密封選用與其相配合使用的紙封油圈1 (ZB 71-1962 )。四設(shè)計小結(jié)這次關(guān)于帶式運輸機上的單級展開式圓柱齒輪減速器的課程設(shè) 計是我們真正理論聯(lián)系實際、深入了解設(shè)計概念和設(shè)計過程的實踐