機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)

1、機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)裝訂線(xiàn) 計(jì)算說(shuō)明書(shū)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)i xxx院（系） xxx 班設(shè)計(jì)者 xxx 指導(dǎo)教師 xxx 2012年 4 月 17 日北京航空航天大學(xué)一機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、前言本論文主要內(nèi)容是進(jìn)行一級(jí)圓柱直齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算，在設(shè)計(jì)計(jì)算中運(yùn)用到了機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、機(jī)械制圖等多門(mén)課程知識(shí)，并運(yùn)用autocad軟件進(jìn)行繪圖，因此是一個(gè)非常重要的綜合實(shí)踐環(huán)節(jié),也是一次全面的、 規(guī)范的實(shí)踐訓(xùn)練。通過(guò)這次訓(xùn)練，使我們?cè)诒姸喾矫娴玫搅隋憻捄团囵B(yǎng)。主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：（1）培養(yǎng)了我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練了綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他相關(guān)課程的基礎(chǔ)理論并

2、結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，鞏固、深化和擴(kuò)展了相關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)。（2）通過(guò)對(duì)通用機(jī)械零件、常用機(jī)械傳動(dòng)或簡(jiǎn)單機(jī)械的設(shè)計(jì)，使我們掌握了一般機(jī)械設(shè)計(jì)的程序和方法，樹(shù)立正確的工程設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)獨(dú)立、全面、科學(xué)的工程設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力。（3）另外培養(yǎng)了我們查閱和使用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)及相關(guān)技術(shù)資料的能力以及計(jì)算、繪圖數(shù)據(jù)處理、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方面的能力。（4）加強(qiáng)了我們對(duì)office軟件中word功能的認(rèn)識(shí)和運(yùn)用。二、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1、設(shè)計(jì)要求：1）設(shè)計(jì)用于帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)裝置。2）連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，空載啟動(dòng)，運(yùn)輸帶速允許誤差為5%。3）使用期限為10年，小批量生產(chǎn)，兩班

3、制工作。傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖如右圖所示（電動(dòng)機(jī)的位置自己確定）。2、原始技術(shù)數(shù)據(jù)運(yùn)輸機(jī)的數(shù)據(jù)：運(yùn)輸帶的工作拉力f=1100 (n)運(yùn)輸帶的工作速度v=1.5 (m/s)運(yùn)輸帶的滾筒直徑d=250 (mm)(附：運(yùn)輸帶繞過(guò)滾筒的損失用效率計(jì)，取效率=0.97）。3、設(shè)計(jì)任務(wù)1）完成帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)和論證，繪制總體設(shè)計(jì)原理方案圖。2）完成傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。3）完成裝配圖一張（用a0圖紙），零件圖2張。4）便攜設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份。目錄一、前言- 1 -二、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)- 1 -1、設(shè)計(jì)要求：- 1 -2、原始技術(shù)數(shù)據(jù)- 1 -3、設(shè)計(jì)任務(wù)- 2 -4）便攜設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份。目錄- 2 -目錄- 3 -正文

4、：- 5 -一、機(jī)械裝置的總體方案設(shè)計(jì)。- 5 -二、原動(dòng)機(jī)的選擇、傳動(dòng)裝置的確定、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)- 6 -1原動(dòng)機(jī)的選擇：電動(dòng)機(jī)- 6 -2傳動(dòng)比分配- 6 -3各級(jí)傳動(dòng)的動(dòng)力參數(shù)計(jì)算- 7 -4將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行整理并列于下表- 8 -三、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)、計(jì)算- 8 -1v帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)- 8 -2帶的參數(shù)尺寸列表- 10 -3減速器齒輪（閉式、斜齒）設(shè)計(jì)- 10 -四、軸的設(shè)計(jì)與校核- 12 -1軸的初步設(shè)計(jì)- 12 -22軸的校核- 13 -31軸的校核- 16 -五、鍵聯(lián)接的選擇與校核- 18 -1i軸外伸端處鍵聯(lián)接- 19 -2ii軸外伸端處鍵聯(lián)接- 19 -3ii軸與大齒

5、輪配合處鍵聯(lián)接- 19 -六、軸承壽命校核- 19 -1i軸軸承6006- 19 -2ii軸軸承6007(gb/t292-94)- 20 -七、聯(lián)軸器的選擇與計(jì)算- 21 -八、潤(rùn)滑與密封形式，潤(rùn)滑油牌號(hào)及用量說(shuō)明- 22 -九、箱體結(jié)構(gòu)相關(guān)尺寸- 22 -十、減速器附件列表- 23 -十一、參考資料- 23 - 25 -正文：計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果一、機(jī)械裝置的總體方案設(shè)計(jì)。方案1：優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：采用一級(jí)帶傳動(dòng)和一級(jí)閉式齒輪傳動(dòng)。（1）帶傳動(dòng)具有成本低，維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)。（2）帶傳動(dòng)有減震和過(guò)載保護(hù)功能。（1）外形尺寸大，傳動(dòng)比不恒定。（2）效率較低，壽命短，不是在繁重的工作要求和惡劣的工作條

6、件下工作。方案2： 優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：采用一級(jí)閉式齒輪傳動(dòng)和一級(jí)開(kāi)式齒輪傳動(dòng)。（1）開(kāi)始傳動(dòng)成本低，安裝更換方便。（2）承載能力大，傳動(dòng)比穩(wěn)定，效率高。（1）壽命短，齒面磨損嚴(yán)重，需經(jīng)常維護(hù)。（2）不適于高速重載的情況，工作條件也對(duì)齒面磨損程度影響很大。方案確定：綜上所述，我采用方案1：比較起來(lái)，方案1的減震和過(guò)載保護(hù)能力會(huì)很大程度上延長(zhǎng)電機(jī)和減速器的壽命，減少維護(hù)費(fèi)用。采用方案1計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果二、原動(dòng)機(jī)的選擇、傳動(dòng)裝置的確定、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1原動(dòng)機(jī)的選擇：電動(dòng)機(jī)工作機(jī)所需功率傳動(dòng)效率實(shí)際需要功率工作機(jī)轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由于帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比，減速器，所以電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍592.22368.8r/

7、min。常用的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1000r/min和1500r/min，而選用1500r/min較為經(jīng)濟(jì)。綜上，電動(dòng)機(jī)型號(hào)可選為y100l1-4型，其額定功率為2.2kw，滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速1420r/min，同步轉(zhuǎn)速1500r/min。y100l1-4型額定功率2.2kw滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速1420r/min2傳動(dòng)比分配總傳動(dòng)比帶傳動(dòng)比減速器傳動(dòng)比由取則計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果3各級(jí)傳動(dòng)的動(dòng)力參數(shù)計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速（分別為小齒輪軸轉(zhuǎn)速和大齒輪軸轉(zhuǎn)速）各軸輸入功率各軸輸入轉(zhuǎn)矩4將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行整理并列于下表軸名功率p/kw轉(zhuǎn)矩t/knmm轉(zhuǎn)速r/min傳動(dòng)比i效率輸入輸出輸入輸出電機(jī)軸1.843612.414203

8、0.961軸1.771.752335.735.3473.34.80.962軸1.701.683142140.5114.610.983軸1.6671.65139137.6114.59 計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果三、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)、計(jì)算1v帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)工作系數(shù)ka查表13-6得ka=1.2電動(dòng)機(jī)計(jì)算功率pcv帶型號(hào)由，查圖13-15，選用a型普通v帶a型普通v帶大小帶輪基準(zhǔn)直徑d2，d1取d1=85mm，則查表13-7，取d2=250mmd1=85mmd2=250mm驗(yàn)證v帶帶速帶速，v在525m/s之內(nèi)，合適。v=6.32m/sv帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度ld和中心距a初步選取中心距a0=1.5(d1+d2)=5

9、02.5mm得帶長(zhǎng)查表13-2，取ld=1600mm，得實(shí)際中心距，小帶輪包角的驗(yàn)算合適。單根普通v帶的基本額定功率由n滿(mǎn)=1420r/min及d1=85mm，查表13-3得，傳動(dòng)比ii=3.0014額定功率增量查表13-4得，包角修正系數(shù)由，查表13-5得，帶長(zhǎng)修正系數(shù)由ld=1600mm，查表13-2得v帶根數(shù)z取z=2根數(shù)單位長(zhǎng)度質(zhì)量q查表13-1得，q=0.1kg/mq=0.1kg/m單根v帶的初拉力f0作用在帶輪上的壓力fq帶輪結(jié)構(gòu)大帶輪采用腹板式，小帶輪采用整體式。2帶的參數(shù)尺寸列表a型帶小帶輪直徑d1/mm大帶輪直徑d2/mm中心距a/mm帶長(zhǎng)ld/mm852505301600帶

10、根數(shù)z初拉力f0/n軸上載荷fq/n2146.76579.62計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果3減速器齒輪（閉式、斜齒）設(shè)計(jì)材料選擇由于對(duì)傳動(dòng)要求不高，故大小齒輪選用軟齒面。小齒面選用40mnb調(diào)質(zhì)，硬度241286hbs大齒面選用zg35simn調(diào)質(zhì)，硬度241269hbs小齒面硬度比大齒面大50hbs左右，符合要求。小齒面選用40mnb調(diào)質(zhì)大齒面選用zg35simn調(diào)質(zhì)（1）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度初步計(jì)算接觸極限查圖11-7，取小齒輪接觸疲勞極限大齒輪接觸疲勞極限安全系數(shù)sh查表11-4，取sh=1sh=1許用接觸應(yīng)力載荷系數(shù)k查表11-4，取k=1.5k=1.5齒寬系數(shù)中型減速器，取大小齒輪齒數(shù)z2

11、，z1取小齒輪齒數(shù)z1=23，則大齒輪齒數(shù)z1=23z2=95實(shí)際傳動(dòng)比i分度圓直徑d1，d2 中心矩a螺旋角模數(shù)齒寬b1，b2（2）驗(yàn)算彎曲強(qiáng)度彎曲極限查圖11-10，取小齒輪彎曲疲勞極限大齒輪彎曲疲勞極限安全系數(shù)sf查表11-4，取sf=1.25sf=1.25許用彎曲應(yīng)力當(dāng)量齒數(shù)zv1，zv2齒型系數(shù)yf1，yf2查圖11-9，取yf1=2.72，yf2=2.21yf1=2.21yf2=2.21計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果驗(yàn)算彎曲強(qiáng)度 安全（3）齒輪其他傳動(dòng)的參數(shù)端面壓力角齒頂高h(yuǎn)a齒根高h(yuǎn)f全齒高h(yuǎn)頂隙cha=mn=2.5mmhf=1.25mn=3.125mmh= ha+ hf=5.625m

12、mc= hf-ha=0.625mmha= 2.5mmhf=3.125mmh=5.625mmc= 0.625mm齒頂圓直徑dada1=d1+2ha=65mmda2=d2+2ha=251.3mmda1= 65mmda2= 251.3mm齒根圓直徑df1df1=d1-2hf=53.75mmdf2=d2-2hf=239.75mmdf1=53.75mmdf2=239.75mm齒輪結(jié)構(gòu)小齒輪為齒輪軸大齒輪為腹板式（4）齒輪傳動(dòng)參數(shù)列表中心距a/mm模數(shù)mn/mm螺旋角端面壓力角t1532.515243320.68齒數(shù)齒寬/mm分度圓直徑/mmz1z2b1b2d1d22395555060246齒高/mm齒頂

13、圓/mm齒根圓/mmhahfda1da2df1df22.53.12565251.353.75239.75計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果四、軸的設(shè)計(jì)與校核1軸的初步設(shè)計(jì)材料選取選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)初估最小直徑1軸：2軸：考慮到軸的削弱作用：考慮i軸連接帶輪，取di=20mm考慮ii軸連接聯(lián)軸器，取d2=28mmd1=20mmd2=28mm 初選軸承1軸選用6006，d=30mm，b=13mm2軸選用6007，d=35mm，b=14mm1軸選用60062軸選用6007軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)軸上零件的定位及軸承等零件的標(biāo)準(zhǔn)確定軸結(jié)構(gòu)如下：計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果22軸的校核大齒輪受力切向力徑向力軸

14、向力簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支梁水平面支撐反力垂直面支撐反力水平面彎矩圖垂直面彎矩圖合成彎矩計(jì)算傳遞扭矩圖me垂直面支撐反力根據(jù)理論力學(xué)公式垂直面彎矩計(jì)算水平面支撐反力水平面彎矩計(jì)算合成彎矩計(jì)算危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩由合成彎矩圖，a-a與b-b截面均為危險(xiǎn)截面，但由于ma與mb相差不大，但b-b比a-a軸徑小許多，故b-b更危險(xiǎn)，驗(yàn)算b-b截面的當(dāng)量彎矩；同時(shí)驗(yàn)算d截面。由于ti為不變的轉(zhuǎn)矩，取=0.3危險(xiǎn)截面的校核，則 合適2軸結(jié)構(gòu)合理31軸的校核小齒輪受力切向力徑向力軸向力簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支梁水平面支撐反力垂直面支撐反力水平面彎矩圖垂直面彎矩圖 合成彎矩計(jì)算傳遞扭矩圖當(dāng)量扭矩mev帶產(chǎn)生的支反力v帶產(chǎn)生的力矩第 15

15、頁(yè)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果水平面支撐反力水平面彎矩計(jì)算垂直面支撐反力垂直面彎矩計(jì)算h，v面合成彎矩計(jì)算帶輪對(duì)軸施力支反力帶輪對(duì)軸彎矩圖危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩由合成彎矩圖，b,c截面為危險(xiǎn)截面， 驗(yàn)算b,c截面的當(dāng)量彎矩。由于ti為不變的轉(zhuǎn)矩，取=0.3由于帶輪軸方向不確定，所以做最壞打算，將帶輪軸影響加到受力最大方向，得到如下結(jié)果危險(xiǎn)截面的校核，則 合適1軸結(jié)構(gòu)合理五、鍵聯(lián)接的選擇與校核材料選擇許用擠壓應(yīng)力選用45號(hào)鋼，由表10-10，取45號(hào)鋼1i軸外伸端處鍵聯(lián)接鍵的選擇選用圓頭普通平鍵（gb1096-2003）根據(jù)d1=20mm及外伸端長(zhǎng)度，選擇鍵620，其中b=6mm，h=6mm，l=32mm

16、，t1=3.5mm，t2=2.8mm鍵620計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果鍵的校核鍵選取合適2ii軸外伸端處鍵聯(lián)接鍵的選擇選用圓頭普通平鍵（gb1096-2003）根據(jù)d2=28mm及外伸端長(zhǎng)度，選擇鍵856，其中b=8mm，h=7mm，l=56mm，t1=4mm，t2=3.3mm鍵856鍵的校核鍵選取合適3ii軸與大齒輪配合處鍵聯(lián)接鍵的選擇選用圓頭普通平鍵（gb1096-2003）根據(jù)軸徑d=40mm及臺(tái)階長(zhǎng)度，選擇鍵，其中b=12mm，h=8mm，l=36mm，t=5.0mm，t1=3.3mm鍵1236鍵的校核鍵選取合適六、軸承壽命校核1i軸軸承6006軸承受力圖徑向載荷fr計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算

17、結(jié)果軸向力fa當(dāng)量動(dòng)載荷的x、y軸承1：軸向力為0c01=8.30kn；cr=13.2kn;由于，由表16-12，取x1=1，y1=0 x2=0.56，y2=1.71x1=1，y1=0x2=0.56，y2=1.71當(dāng)量動(dòng)載荷p要求軸承壽命lh每天工作16小時(shí)，每年工作365天，檢修間隔三年，滿(mǎn)足要求i軸軸承選用6006合適2ii軸軸承6007(gb/t292-94)軸承受力圖徑向載荷fr計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果軸向力fa當(dāng)量動(dòng)載荷的x、y軸承1：軸向力為0c01=10.5kn；cr=16.2kn;由于，由表16-12，取x1=1，y1=0 x2=0.56，y2=1.99x1=1，y1=0 x2

18、=0.56，y2=1.99當(dāng)量動(dòng)載荷p要求軸承壽命lh每天工作16小時(shí)，每年工作365天，檢修間隔三年，滿(mǎn)足要求.i軸軸承選用6007合適七、聯(lián)軸器的選擇與計(jì)算聯(lián)軸器的選擇2軸外伸端需 使用聯(lián)軸器選用凸緣聯(lián)軸器gy4型(gb/t 55843-2003)凸緣聯(lián)軸器gy4型聯(lián)軸器gy4型參數(shù)公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩tn（nm）許用轉(zhuǎn)矩n(r/min)軸孔直徑d（mm）224900028軸孔長(zhǎng)度外徑d(mm)軸孔類(lèi)型鍵槽類(lèi)型ll16244105ya計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果聯(lián)軸器的計(jì)算取工作情況系數(shù)ka=1.5，則計(jì)算轉(zhuǎn)矩合適聯(lián)軸器選取合理八、潤(rùn)滑與密封形式，潤(rùn)滑油牌號(hào)及用量說(shuō)明潤(rùn)滑方式齒輪線(xiàn)速度故齒輪選用油池潤(rùn)滑，

19、需油量2l左右，最高-最低油面相距10mm軸承采用脂潤(rùn)滑齒輪選用油池潤(rùn)滑軸承采用脂潤(rùn)滑潤(rùn)滑油牌號(hào)潤(rùn)滑脂牌號(hào)選用中負(fù)荷工業(yè)齒輪油代號(hào)220(gb5903-86)選用鈉基潤(rùn)滑脂牌號(hào)zn-3(gb492-89)220zn-3密封形式機(jī)座與機(jī)蓋凸緣結(jié)合面的密封選用在接合面涂密封膠或水玻璃的方式觀(guān)察孔和放油孔等處的密封選用石棉橡膠紙墊片密封軸承端蓋處的密封采用氈圈油封軸承處用擋油環(huán)防止?jié)櫥退θ胼S承內(nèi)部九、箱體結(jié)構(gòu)相關(guān)尺寸長(zhǎng)寬高205.6mm 180mm332mm機(jī)座壁厚機(jī)蓋壁厚1機(jī)座凸緣厚b機(jī)蓋凸緣厚b1機(jī)座底凸緣厚b2=8mm1=8mmb=1.5=12mmb1=1.51=12mmb2=2.5=20mm=8mm1=8mmb=12mmb1=12mmb2=20mm地腳螺栓直徑df大齒輪頂圓與