機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置（二級(jí)斜齒輪展開式）

1、機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 課 程 設(shè) 計(jì)計(jì)算說明書設(shè)計(jì)題目： 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置（二級(jí)斜齒輪展開式） 機(jī)械工程及其自動(dòng)化 機(jī)自0701班設(shè)計(jì)者： 岳宇 尹子其指導(dǎo)老師：沈愛紅老師2009年6月15日7月2日江南大學(xué)目 錄一、設(shè)計(jì)題目 -1二、原始數(shù)據(jù) -1三、電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算-1四、總傳動(dòng)比的確定和各級(jí)傳動(dòng)比的分配-3五、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算-3六、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)-12七、軸的設(shè)計(jì)和計(jì)算-16八、滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算-19九、鍵連接的選擇和計(jì)算-20十、聯(lián)軸器的選擇和計(jì)算-20十一、潤滑和密封的說明-21十二、拆裝和調(diào)整的說明-21十三、減速箱體的附件的說明-21十四、設(shè)計(jì)小節(jié)-21十五、參考資料-22

2、 一，設(shè)計(jì)題目：帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置（二級(jí)斜齒輪展開式）二，原始數(shù)據(jù)：輸送帶牽引力f=4.5kn；帶速v=1.8m/s;鼓輪直徑d=400mm三，整體設(shè)計(jì)：一 電動(dòng)機(jī)選擇計(jì)算1電動(dòng)機(jī)型號(hào)選擇：y112m-62電動(dòng)機(jī)功率選擇：（1） 傳動(dòng)裝置的總效率： = 帶×聯(lián)軸器×2齒輪×4軸承×卷筒 由手冊表1-7查得帶=0.96，聯(lián)軸器=0.99，齒輪=0.97，軸承=0.99，卷筒=0.96 =0.96 ×0.99×0.972 ×0.994 ×0.96=0.825（2）工作機(jī)所需的功率pw = fv/10

3、00=4500×1.8/1000=8.1kw（3）電動(dòng)機(jī)功率pd pd = pw/ =8.1/0.825=9.818kw 3電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n 滾筒工作轉(zhuǎn)速：nw = 60×1000v/d=60×1000×1.8/（×400）=85.94 r/min i總 =i帶× i齒 = （24）×（6.320）=12.680 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速nd = nw × i總=85.94×（12.680）=1082.8446875.2 符合的有1500 r/min和3000 r/min 由p額 > pd 取p額 =11kw 方案

4、電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率/kw 電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 額定轉(zhuǎn)矩 軸中心高1 y160m1-2 11 3000 2930 2.0 422 y160m-4 11 1500 1460 2.2 42 選取方案2 選n=1500 r/min4 電動(dòng)機(jī) 額定功率/kw 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 額定轉(zhuǎn)矩 軸中心高 軸直徑y(tǒng)160m1-2 11 3000 2930 2.0 160mm 42mm三 傳動(dòng)比 1總傳動(dòng)比 =1460/85.94=16.99 2分配 取i帶 =2 則i低 =2.6 i高 =3.26四 運(yùn)動(dòng)動(dòng)力參數(shù) 1 各軸轉(zhuǎn)速 nm = 1460r/min 滿載時(shí)n1= nm /i帶 =1460/2=7

5、30 r/min r/minn2 = nm1/i高 =730/3.26=223.90 r/min圓筒 n4 = n3 = n2 / i低 =223.9/2.6=86.12 r/min2 各軸輸入功率 軸 pi = pd × 帶 =9.818×0.96=9.43kw軸 pii = pi × 軸承× 齒 =9.43×0.99×0.97=9.06kw軸 piii = pii × 軸承 × 齒 = 9.06× 0.99 × 0.97 = 8.70kw卷筒軸 p= piii × 軸承 ×

6、; 聯(lián) = 8.70 ×0.99 × 0.99 = 8.53kw 軸輸出功率=輸入功率×軸承 =0.99×pn 3 各軸輸入扭矩（n·m） 電動(dòng)機(jī)td=9550×pd/nm =9550×9.818/1460=64.22 n·m軸 t1=td×帶×i帶=64.22×0.96×2=123.30 n·m軸 t2=t1×i高×軸×帶=123.30×3.26×0.99×0.97=386.00n·m軸 t3=

7、t2×i低×軸×帶=386.00×2.6×0.99×0.97=963.77n·m 卷筒軸 t4=t3×軸×聯(lián)=963.77×0.99×0.99=944.59 n·m 輸入扭矩 五 傳動(dòng)原件 1 v帶傳動(dòng) （1）由16h/天， pw =8.1kw 查表取ka =1.3pc = ka×pd =1.3×9.818=12.76kw小帶輪n1 = nm =1460 r/min 由書p157圖8-11 選用b型v帶 （2）確定d1和d2 推薦d1=125140mm 取

8、d1=140mm>dmin =125mm d2=i d1=2×140=280mm ( 3 ) 帶速 v = d1n1/(60×1000) = ×140×1460/(60×1000) = 10.70 > 5 m/s 帶速合適 （4）基準(zhǔn)長度ld和中心距a 初選中心距 ao=(0.72)( d1+d2)= (0.72) ( 140+280)=294840取ao=500mm則 基距：由p146表8-2取ld=1600mm中心距 （5）小帶輪包角1 合適(6)確定根數(shù)z 根據(jù)d1 = 140mm， n1 = 1460r/min，查

9、書p154表 用線性插入法得：p0=2.84kw又i = 2，查表 用線性插入法得：p0 = 0.46kw 由表知 得kl = 0.92， b型，由 =162.76，用線性插入法得k = 0.966，由此可得：(7)計(jì)算作用在帶輪軸上的壓力fq由課本p149表 查得q = 0.18kg/m， 得v帶的初拉力：n作用在軸上的壓力fq， n2、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1精度等級(jí)，材料及齒數(shù)（1）選用斜齒圓柱齒輪閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)（2）初選7級(jí)精度（3）材料選擇：小齒輪材料40cr（調(diào)質(zhì)）齒面硬度為280hbs 大齒輪材料45鋼（調(diào)質(zhì)）齒面硬度為240hbs 一，高速對(duì)齒輪：（4） 選小齒輪z1=17 齒數(shù)比

10、i=3.26 z2=17×3.26=55.42 取z2=55 （5） 初選螺旋角=14（6） i高=3.26，n1=730r/min z1=17， z2=55 p1=9.43 i低=2.6，n1=223.90r/min z1=21，z2=54 p1=9.062 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值a.試選b.由圖10-30選取區(qū)域系數(shù)zh=2.433c.由圖10-26查得則d.小齒輪傳遞轉(zhuǎn)距 n·mme.由表10-7選取齒寬系數(shù)f.由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)g.由圖10-21d查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限h.應(yīng)力循環(huán)次數(shù) i.由表10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)khn1=0.90 ，k

11、hn2=0.92j.計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力，取安全系數(shù)s=1b圓周速度c.計(jì)算齒寬b及模數(shù) d.計(jì)算縱向重合度 e.計(jì)算載荷系數(shù)k由表10-2查得使用系數(shù)根據(jù)v=2.32級(jí)精度，有圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù).08，故 由表10-13查得由表10-3查得 故載荷系數(shù) f.按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 g.計(jì)算模數(shù) (3).按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 確定計(jì)算參數(shù)a.計(jì)算載荷系數(shù) b.根據(jù)縱向重合度，從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)c.計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) d.查取齒形系數(shù)由表10-5查得 e.計(jì)算大、小齒輪的并加以比較取s=1.4, 大齒輪的數(shù)值大。 設(shè)計(jì)計(jì)算 mm因此取，可滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。為滿足齒

12、面接觸疲勞強(qiáng)度取 取取，則,取z2=68；(4).幾何尺寸計(jì)算計(jì)算中心距 將中心距圓整為138mm按圓整后的中心距修正螺旋角 因值改變不多，故等值不必修正。計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑 計(jì)算齒輪寬度 所以取二，低速對(duì)齒輪嚙合選小齒輪z1=21，齒數(shù)比i=2.6， z2=21×3.26=54， 取z2=54 a.試選b.由圖10-30選取區(qū)域系數(shù)zh=2.433c.由圖10-26查得則d.小齒輪傳遞轉(zhuǎn)距 n·mme.由表10-7選取齒寬系數(shù)f.由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)g.由圖10-21d查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限h.應(yīng)力循環(huán)次數(shù) i.由表10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)

13、 khn1=0.92,khn2=0.95j.計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力，取安全系數(shù)s=1b圓周速度c.計(jì)算齒寬b及模數(shù) d.計(jì)算縱向重合度 e.計(jì)算載荷系數(shù)k由表10-2查得使用系數(shù)根據(jù)v=1.03m/s，7級(jí)精度，有圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù).05，故 由表10-13查得由表10-3查得 故載荷系數(shù) f.按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 g.計(jì)算模數(shù) (3).按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 確定計(jì)算參數(shù)a.計(jì)算載荷系數(shù) b.根據(jù)縱向重合度，從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)c.計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) d.查取齒形系數(shù)由表10-5查得 e.計(jì)算大、小齒輪的并加以比較取s=1.4, 大齒輪的數(shù)值大。 設(shè)計(jì)計(jì)算 mm因此取

14、，可滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。為滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度取 取取，則 取(4).幾何尺寸計(jì)算計(jì)算中心距 將中心距圓整為155mm按圓整后的中心距修正螺旋角 因值改變不多，故等值不必修正。計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑 計(jì)算齒輪寬度 所以取七軸的設(shè)計(jì)和計(jì)算1.初步計(jì)算軸徑軸的材料選用常用的45鋼當(dāng)軸的支撐距離未定時(shí)， 無法由強(qiáng)度確定軸徑，要用初步估算的方法，即按純扭矩并降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力確定軸徑d，計(jì)算公式為： 1，3軸為外伸軸，初算軸徑作為最小直徑，應(yīng)取較小的a值；2軸為非外伸軸，初算軸徑作為最大直徑，應(yīng)取較大的a值；查表15-3，取a1=a3=110，a2=120。 考慮到1軸要與大帶輪聯(lián)接，初算直徑d

15、1必須與其和電動(dòng)機(jī)相匹配，所以初定d1=42mm取d2 =45mm；d3 =55mm3軸的彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算(1).求作用在齒輪上的力，軸承對(duì)軸的力，軸上的彎距、扭距，并作圖 齒輪1上的作用力：齒輪2上的作用力：再由下圖求出軸承對(duì)軸的作用力 作出2軸的力學(xué)模型，如再計(jì)算出各個(gè)作用點(diǎn)處的彎距和扭距水平面h內(nèi) 豎直面v內(nèi) 扭矩(2).校核軸的強(qiáng)度由軸的扭距、彎距圖可知，齒輪軸的輪齒處存在危險(xiǎn)截面，因此在該處計(jì)算應(yīng)力 （因扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力不是對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力，故引入折合系數(shù)）取1，右齒輪：抗彎截面系數(shù) 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 軸的彎扭強(qiáng)度條件為 查表15-1得 mpa所以 符合彎扭強(qiáng)度條件2，左齒

16、輪符合條件八滾動(dòng)軸承的選擇計(jì)算11軸上的軸承的選擇和壽命計(jì)算選擇角接觸球軸承的型號(hào)為6210，主要參數(shù)如下：d×d×b=50×90×20基本額定靜載荷 co=23.2kn基本額定動(dòng)載荷 c =35.1 kn極限轉(zhuǎn)速 vmax=6700 r / min因1軸所受的軸向力向右（以作用簡圖為準(zhǔn)），所以只有最右邊的深溝球軸承受軸向力 該軸承所受的徑向力約為右軸承查表13-5得深溝球軸承判斷系數(shù) e =0.24所以 當(dāng)量動(dòng)載荷深溝球軸承所受的徑向力約為 當(dāng)量動(dòng)載荷所以 ，應(yīng)用核算軸承的壽命因?yàn)槭乔蜉S承，所以取指數(shù) 軸承計(jì)算壽命 減速器設(shè)計(jì)壽命 所以 滿足壽命要求2

17、，2軸上軸承的選擇計(jì)算(1).軸承的選擇選擇使用深溝球軸承，根據(jù)軸直徑d=45mm，選用深溝球軸承的型號(hào)為6209，主要參數(shù)如下： d×d×b=45×85×19基本額定靜載荷 co=20.7 kn基本額定動(dòng)載荷 c =31.7 kn極限轉(zhuǎn)速 vmax=7000 r / min(2)，壽命計(jì)算由fae=fnv=-1355.8n,知2軸的右軸承受軸向力fa2=1355.8對(duì)左軸承：僅受徑向力 p1=fr1=5688.7對(duì)右軸承：受徑向力 fr2=7093.76n,受軸向力fa2=1355.8n,取e=0.27則查表13-5，取x=1,y=0由p1p2,所以取

18、p=p2,軸承計(jì)算壽命 則，需每兩年換一次。3，3軸上軸承的選擇計(jì)算(1).軸承的選擇選擇使用深溝球軸承，根據(jù)軸直徑d=45mm，選用深溝球軸承的型號(hào)為6209，主要參數(shù)如下： d×d×b=45×85×19基本額定靜載荷 co=20.7 kn基本額定動(dòng)載荷 c =31.7 kn極限轉(zhuǎn)速 vmax=7000 r / min 該軸承所受的徑向力約為右軸承查表13-5得雙列角接觸球軸承判斷系數(shù) e =0.26所以 當(dāng)量動(dòng)載荷深溝球軸承所受的徑向力約為 當(dāng)量動(dòng)載荷所以 ，應(yīng)用核算軸承的壽命因?yàn)槭乔蜉S承，所以取指數(shù) 軸承計(jì)算壽命 所以 滿足壽命要求 九 軸選擇與計(jì)

19、算 1鍵的選擇 i軸 b×h×l=12×8×56ii軸 b×h×l=14×9×56 iii軸 左b×h×l=28×16×100（與輸出聯(lián)軸器匹配） 右b×h×l=20×12×70（與齒輪匹配）2強(qiáng)度計(jì)算 取(1).1軸上鍵的強(qiáng)度計(jì)算 所以 滿足強(qiáng)度條件(2).2軸上鍵的強(qiáng)度計(jì)算 所以 滿足強(qiáng)度條件(3).3軸左端鍵的強(qiáng)度計(jì)算 所以 滿足強(qiáng)度條件右端鍵的強(qiáng)度計(jì)算 所以 滿足強(qiáng)度條件十聯(lián)軸器的選擇計(jì)算1計(jì)算聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)距查表14-1得小轉(zhuǎn)

20、距、電動(dòng)機(jī)作原動(dòng)機(jī)情況下取 2型號(hào)選擇根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)距，選擇撓性聯(lián)軸器lh5型主要參數(shù)如下：公稱扭距 （滿足要求）許用轉(zhuǎn)速 （滿足要求）軸孔直徑 軸孔長度 十一潤滑和密封說明1潤滑說明因?yàn)槭窍轮檬轿仐U減速器，且其傳動(dòng)的圓周速度，故蝸桿采用浸油潤滑，取浸油深度h=12mm；大、小斜齒圓柱齒輪采用飛濺潤滑；潤滑油使用50號(hào)機(jī)械潤滑油。軸承采用潤滑脂潤滑，因?yàn)檩S承轉(zhuǎn)速v<1500r /min，所以選擇潤滑脂的填入量為軸承空隙體積的1/2。2密封說明在試運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，所有聯(lián)接面及軸伸密封處都不允許漏油。剖分面允許涂以密封膠或水玻璃，不允許使用任何碘片。軸伸處密封應(yīng)涂上潤滑脂。十二拆裝和調(diào)整的說明在安裝

21、調(diào)整滾動(dòng)軸承時(shí)，必須保證一定的軸向游隙，因?yàn)橛蜗洞笮⒂绊戄S承的正常工作。當(dāng)軸直徑為3050mm時(shí)，可取游隙為4070mm。在安裝齒輪或蝸桿蝸輪后，必須保證需要的側(cè)隙及齒面接觸斑點(diǎn)，側(cè)隙和接觸斑點(diǎn)是由傳動(dòng)精度確定的，可查手冊。當(dāng)傳動(dòng)側(cè)隙及接觸斑點(diǎn)不符合精度要求時(shí)，可以對(duì)齒面進(jìn)行刮研、跑合或調(diào)整傳動(dòng)件的嚙合位置。也可調(diào)整蝸輪軸墊片，使蝸桿軸心線通過蝸輪中間平面。十三減速箱體的附件說明機(jī)座和箱體等零件工作能力的主要指標(biāo)是剛度，箱體的一些結(jié)構(gòu)尺寸，如壁厚、凸緣寬度、肋板厚度等，對(duì)機(jī)座和箱體的工作能力、材料消耗、質(zhì)量和成本，均有重大影響。但是由于其形狀的不規(guī)則和應(yīng)力分布的復(fù)雜性，未能進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的分析計(jì)算，但是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式大概計(jì)算出尺寸，加上一個(gè)安全系數(shù)也可以保證箱體的剛度和強(qiáng)度。箱體的大小是根據(jù)內(nèi)部傳動(dòng)件的尺寸大小及考慮散熱、潤滑等因素后確定的。十四設(shè)計(jì)小結(jié)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，設(shè)計(jì)是要反復(fù)思考、反復(fù)修改，設(shè)計(jì)是要以堅(jiān)實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)為前提的，設(shè)計(jì)機(jī)械的最終目的是要用于實(shí)際生產(chǎn)的，所以任何一個(gè)環(huán)節(jié)都馬虎不得，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)讓我又重溫了一遍學(xué)過的機(jī)械類課程的知識(shí)。經(jīng)過多次修改，設(shè)計(jì)的結(jié)果還是存在很多問題的，但是體驗(yàn)了機(jī)械設(shè)計(jì)的過程，學(xué)會(huì)了機(jī)械設(shè)計(jì)的