帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)計(jì)算說明書

1、 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書設(shè)計(jì)題目： 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)設(shè) 計(jì) 者： _ 寧秀闊_學(xué) 號(hào)： 11130199_專業(yè)班級： 機(jī)械1103班 指導(dǎo)教師： 李 克 旺 完成日期： 2013年12月?日北京交通大學(xué)海濱學(xué)院目 錄一、 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)1二、 電動(dòng)機(jī)的選擇2三、 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配各級傳動(dòng)比4四、 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算4五、 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算6六 中間軸（軸）的設(shè)計(jì)、強(qiáng)度校核15七 滾動(dòng)軸承的選擇和壽命計(jì)算19八、 鍵連接的選擇和計(jì)算19九、 潤滑和密封的選擇20十、 減速器箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸21十一、 設(shè)計(jì)總結(jié)23十二、 參考資料24一、 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)1設(shè)計(jì)

2、目的課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)課程重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)能力的技術(shù)基礎(chǔ)課。課程設(shè)計(jì)的主要目的是：(1)通過課程設(shè)計(jì)使學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程及有關(guān)先修課程的知識(shí)，起到鞏固、深化、融會(huì)貫通及擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面知識(shí)的作用，樹立正確的設(shè)計(jì)思想。(2)通過課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程實(shí)際問題的能力，使學(xué)生掌握機(jī)械零件、機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡單機(jī)械的一般設(shè)計(jì)方法和步驟。(3)提高學(xué)生的有關(guān)設(shè)計(jì)能力，如計(jì)算能力、繪圖能力以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(cad)能力等，使學(xué)生熟悉設(shè)計(jì)資料(手冊、圖冊等)的使用，掌握經(jīng)驗(yàn)估算等機(jī)械設(shè)計(jì)的基本技能。2設(shè)計(jì)題目帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)。帶式輸送機(jī)已知條件：方案號(hào)輸送帶

3、工作拉力f(n)輸送帶工作速度v(mm)鼓輪直徑（mm）915702.22203.設(shè)計(jì)任務(wù)1選擇（由教師確指定）一種方案，進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)；2確定電動(dòng)機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速，分配各級傳動(dòng)的傳動(dòng)比，并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算；3進(jìn)行傳動(dòng)零部件的強(qiáng)度計(jì)算，確定其主要參數(shù)；4對齒輪減速器進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并繪制減速器裝配圖（草圖和正式圖各1張)；5 校核中間軸的強(qiáng)度、軸承壽命、鍵強(qiáng)度；6 繪制中間軸及中間軸大齒輪零件工作圖（注：當(dāng)中間軸為齒輪軸時(shí)，可僅繪一張中間軸零件工作圖即可）；7編寫課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。4傳動(dòng)裝置部分簡圖二、電動(dòng)機(jī)的選擇1電動(dòng)機(jī)類型的選擇按已知工作要求和條件選用y系列一般用

4、途的全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)。2 確定電動(dòng)機(jī)輸出功率pd電動(dòng)機(jī)所需的輸出功率pd=pw/ 其中：pw-工作機(jī)的輸入功率-由電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)的傳動(dòng)總效率工作機(jī)的輸入功率： 總效率 =3軸承·2齒輪·2聯(lián)軸器·帶 查表可得：帶 =0.97， 軸承=0.99，齒輪=0.98， 聯(lián)軸器=0.99，則 = 0.993×0.982×0.992×0.97=0.886 電動(dòng)機(jī)所需的功率：pd = pw/=3.454/0.886=3.898 kw3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速工作機(jī)轉(zhuǎn)速nw v= 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍: 雙級圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍為i減=1220，

5、則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為:nd=nw i總=( 1220) nw = ( 1220)×191 =22923820 r/min其中： i總= i減=1220i減減速器傳動(dòng)比符合這一轉(zhuǎn)速范圍的同步轉(zhuǎn)速有1000、1500 、3000 r/min，根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊查出適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)。（建議：在考慮保證減速器傳動(dòng)比i減>14時(shí)，來確定電機(jī)同步轉(zhuǎn)速）。4.確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)根據(jù)所需效率、轉(zhuǎn)速，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 或指導(dǎo)書選定電動(dòng)機(jī)： y112m-2 型號(hào)（y系列）數(shù)據(jù)如下: 額定功率p：4 kw (額定功率應(yīng)大于計(jì)算功率)滿載轉(zhuǎn)速：nm =2890 r/min （nm電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速）同

6、步轉(zhuǎn)速： 3000 r/min電動(dòng)機(jī)軸徑: 28 mm電動(dòng)機(jī)軸長: 400 mm三、傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配各級傳動(dòng)比1傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比i總= i減= nm/ nw =289/191=15.13nw工作機(jī)分配軸轉(zhuǎn)速2分配各級傳動(dòng)比減速器傳動(dòng)比分配原則：各級傳動(dòng)尺寸協(xié)調(diào)，承載能力接近，兩個(gè)大齒輪直徑接近以便潤滑（浸油深度）。i減=i高*i低i高高速級傳動(dòng)比i低低速級傳動(dòng)比建議取： i高=1.3i低 則： i減=1.3 i2低 i高=1.3i低=4.42四、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算1計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速軸（高速級小齒輪軸）：n=nm=2890 r/min軸（中間軸）：n= n/ i高= 2890

7、/4.42= 654 r/min軸（低速級大齒輪軸）：n=n/i低=654/3.4= 192 r/min軸（與軸通過聯(lián)軸器相連的軸）: nw= n= 191 r/min2計(jì)算各軸的輸入功率和輸出功率軸： p入=pd·聯(lián)軸器帶=3.898×0.99 =3.86kwp出= p入·軸承=3.86×0.99 =3.82 kw軸： p入= p出·齒輪 =3.82×0.98 =3.74 kwp出= p入·軸承 =3.74×0.99 =3.71 kw軸： p入= p出·齒輪 =3.71×0.98 =3.63

8、kwp出= p入·軸承 =3.63×0.99 =3.60 kw軸: p入= p出·聯(lián)軸器 =3.60×0.99 =3.56 kwpw=p出=3.56×0.97 =3.45 kw3.計(jì)算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩和輸出轉(zhuǎn)矩 公式: t=9.55×106×p/n (n·mm)軸： t入=9.55×106×p入/ n=9.553.86/2890=1.28×104 (n·mm) t出=9.55×106×p出/ n=9.553.82/2890=1.26×104(n&#

9、183;mm)軸： t入=9.55×106×p入/ n=9.553.74/654=5.45×104(n·mm) t出=9.55×106×p出/ n=9.553.71/654=5.4×104(n·mm)軸： t入=9.55×106×p入/ n=9.553.63/192=1.805×105(n·mm) t出=9.55×106×p出/ n=9.553.60/192=1.79×105(n·mm)軸： t入=9.55×106×

10、p入/ n=9.553.56/191=1.78×105(n·mm) tw=t出=9.55×106×p出/ n=9.553.45/191=1.73×105(n·mm)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 （n·mm）轉(zhuǎn)速n（r/min）傳動(dòng)比i輸入輸出輸入輸出電機(jī)軸3.4543.89817270019490028901軸3.863.82124001260028904.42軸3.743.7154500540006543.4軸3.633.601805001790001921軸3.563.451780

11、00173000191五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1設(shè)計(jì)高速級齒輪1）選精度等級、材料及齒數(shù)(1) 確定齒輪類型：兩齒輪均取為漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪。(2) 材料選擇：小齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240hbs，大齒輪材料為45鋼（正火），硬度為200hbs，二者材料硬度差為40hbs。(3) 運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級精度。(4) 選小齒輪齒數(shù)z120，大齒輪齒數(shù)z2i高×z14.42×20=88.4，圓整取z2=88。 2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式109a進(jìn)行試算，即確定公式各計(jì)算數(shù)值(1) 試選載荷系數(shù)(2) 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩t1 t1=t出

12、=12600(n·mm) （注：見“四、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算”）(3) 由表107選取齒寬系數(shù)(4) 由表106查得材料的彈性影響系數(shù)：ze=189.8(5) 由圖1021d查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極(6) 由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n1=60n1jlh=60×2890×1×（2×8×300×10）=8.3232×109n2=n1/i高=1.883×109(7) 由圖1019曲線1查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) (8) 計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)為s

13、=1，由式1012得(9) 試算小齒輪分度圓直徑，代入中的較小值(10) 計(jì)算圓周速度v (11) 計(jì)算齒寬b(12) 計(jì)算齒寬與齒高之比 b/h模數(shù)齒高 (13) 計(jì)算載荷系數(shù)k 根據(jù)v= 6.07 m/s，7級精度，由圖108查得動(dòng)載荷系數(shù)kv= 1.13 假設(shè)，由表103查得由表102查得使用系數(shù)ka=1由表104查得由圖1013查得故載荷系數(shù) (14) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式1010a得(15) 計(jì)算模數(shù)2）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式105得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為確定公式內(nèi)的計(jì)算數(shù)值(1) 由圖1020c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限(2) 由圖1

14、018查得彎曲疲勞壽命系數(shù)(3) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%，安全系數(shù)為s=1.4，由式1012得 (4) 計(jì)算載荷系數(shù)(5) 查取齒形系數(shù)由表105查得，(6) 取應(yīng)力校正系數(shù) 由表105查得(7) 計(jì)算大小齒輪的，并比較(8) 設(shè)計(jì)計(jì)算對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)m=1.241，并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m2mm。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，須按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=43mm來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是有z1=d1/m=21.5，取z1=22大齒輪齒數(shù) 取983）幾何尺寸計(jì)算(1) 計(jì)算分度圓直徑(2) 計(jì)

15、算齒根圓直徑(3) 計(jì)算中心距(4) 計(jì)算齒寬取4）驗(yàn)算合適2設(shè)計(jì)低速級齒輪1）選精度等級、材料及齒數(shù)(1) 確定齒輪類型：兩齒輪均取為漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪。(2) 材料選擇：小齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240hbs，大齒輪材料為45鋼（正火），硬度為200hbs，二者材料硬度差為40hbs。(3) 運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級精度。(4) 選小齒輪齒數(shù)z320，大齒輪齒數(shù)z4i低×z33.4×20=68，圓整取z4=68。 2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式109a進(jìn)行試算，即確定公式各計(jì)算數(shù)值(1) 試選載荷系數(shù)(2) 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩t3

16、t3=t出=54000(n·mm) （注：見“四、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算”）(3) 由表107選取齒寬系數(shù)(4) 由表106查得材料的彈性影響系數(shù)：ze=189.8(5) 由圖1021d查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極(6) 由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)(7) 由圖1019曲線1查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) (8) 計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)為s=1，由式1012得(9) 試算小齒輪分度圓直徑，代入中的較小值(10) 計(jì)算圓周速度v (11) 計(jì)算齒寬b(12) 計(jì)算齒寬與齒高之比 b/h模數(shù)齒高 (13) 計(jì)算載荷系數(shù)k 根據(jù)v= 0

17、.616 m/s，7級精度，由圖108查得動(dòng)載荷系數(shù)kv=1.08 假設(shè)，由表103查得由表102查得使用系數(shù)ka=1由表104查得由圖1013查得故載荷系數(shù) (14) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式1010a得(15) 計(jì)算模數(shù)2）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式105得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為確定公式內(nèi)的計(jì)算數(shù)值(1) 由圖1020c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限(2) 由圖1018查得彎曲疲勞壽命系數(shù)(3) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%，安全系數(shù)為s=1.4，由式1012得 (4) 計(jì)算載荷系數(shù)(5) 查取齒形系數(shù)由表105查得，(6) 取應(yīng)力校正系數(shù) 由

18、表105查得(7) 計(jì)算大小齒輪的，并比較(8) 設(shè)計(jì)計(jì)算 對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)m=1.97，并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m2.5mm。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，須按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d3=?64.86mm來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是有z3=d3/m=25.944，取z3=28 大齒輪齒數(shù) 取963）幾何尺寸計(jì)算(1) 計(jì)算分度圓直徑 (2) 計(jì)算齒根圓直徑(3) 計(jì)算中心距(4) 計(jì)算齒寬取4）驗(yàn)算 合適六 中間軸（軸）的設(shè)計(jì)、強(qiáng)度校核1.中間軸上的功率轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩2.求作用在齒輪上的力高速級大齒輪: 低速級小齒輪:

19、 3.軸結(jié)構(gòu)圖中間軸的結(jié)構(gòu)布置圖中間軸受力簡圖取齒輪齒寬中間及軸承寬度中間為力作用點(diǎn)，則可得：, ， 4.軸的受力分析、彎距的計(jì)算1)計(jì)算支承反力：h面在v面上：2)計(jì)算彎矩在h面上：在v面上： 故 3)計(jì)算轉(zhuǎn)矩并作轉(zhuǎn)矩圖5作受力、彎矩和扭矩圖軸受力、彎矩和扭矩圖6.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 由合成彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖知，2處當(dāng)量彎矩最大，并且有較多的應(yīng)力集中，為危險(xiǎn)截面。 由表15-1查得實(shí)際該截面直徑為： d實(shí)際=44mm滿足：d實(shí)際d計(jì)算校核安全。七 滾動(dòng)軸承的選擇和壽命計(jì)算中間軸選用6307 gb/t 276-19941)校核中間軸軸承1和4壽命軸承1徑向載荷軸承4徑向載荷按表13-6,取

20、,故，軸承1壽命：軸承4壽命預(yù)期計(jì)算壽命，故安全。 八、鍵連接的選擇和計(jì)算中間軸：低速齒輪處選用b1051gb/t 276-1994 高速齒輪處選用b826 gb/t 276-1994 鍵強(qiáng)度校核：1)低速級小齒輪的鍵由表1128選用圓頭平鍵（a型）小齒輪齒寬b=76mm，。 由式1128，查表1128，得 ，鍵校核安全2)高速級大齒輪的鍵由表1128選用圓頭平鍵（a型）大齒輪齒寬b=50mm，。 由式1128，查表1128，得 ，鍵校核安全九、 潤滑和密封的選擇1減速器的潤滑（1） 齒輪的潤滑：除少數(shù)低速（v0.5m/s）小型減速器采用脂潤滑外，絕大多數(shù)減速器的齒輪都采用油潤滑。本設(shè)計(jì)高速級

21、圓周速度v12m/s，采用浸油潤滑。為避免浸油潤滑的攪油功耗太大及保證輪赤嚙合區(qū)的充分潤滑，傳動(dòng)件浸入油中的深度不宜太深或太淺，一般浸油深度以浸油齒高為適度，但不應(yīng)小于10mm。浸油潤滑的油池應(yīng)保持一定的深度和貯油量。油池太淺易激起箱底沉查和油污。一般齒頂圓至油池底面的距離不應(yīng)小于3050mm。為有利于散熱，每傳遞1kw功率的需油量約為0.350.7l。齒輪減速器的潤滑油黏度可按高速級齒輪的圓周速度v選?。簐2.5可選用中極壓齒輪油n320。 （2）軸承的潤滑當(dāng)減速器中浸油齒輪的圓周速度v1.52m/s時(shí)，油飛濺不起來，應(yīng)選用脂潤滑。 2減速器的密封軸伸出處的密封：選用粘圈式密封，粘圈式密封簡單，價(jià)廉，主要用于脂潤滑以及密封處軸頸圓周速度較低的油潤滑。箱蓋與箱座接合面的密封：在箱蓋與箱座結(jié)合面上涂密封膠密封最為普遍，效果最好。其他部位的密封：檢查孔蓋板、排油螺塞、油標(biāo)與箱體的接合面均需加紙封油墊或皮封油圈。十、減速器箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸減速器采用剖分式鑄造箱體，查表4-1得到減速器箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸見表減速器箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸名稱代號(hào)尺寸/mm高速級中心距120低速級中心距155箱座壁厚8箱蓋壁厚8地腳螺栓直徑m20地腳螺