課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書

1、課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書學(xué)生姓名:朱世強(qiáng)學(xué) 號：2012302020114學(xué) 院:能源與動(dòng)力工程學(xué)院班 級:建環(huán)121班題 目:帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置指導(dǎo)教師： 付大鵬 職稱: 教授 2015 年 3 月 19 日目錄第1章 緒論第2章 課程設(shè)計(jì)主要技術(shù)參數(shù)說明第3章 減速器性能參數(shù)計(jì)算第4章 V帶的設(shè)計(jì)計(jì)算第5章 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算第6章 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算第7章 軸承、鍵和聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算第8章 箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第9章 減速器潤滑的選擇第十章 總結(jié)及參考文獻(xiàn)第一章 緒論機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是教學(xué)基本要求規(guī)定，每個(gè)學(xué)生必須完成一個(gè)課程設(shè)計(jì)。它是機(jī)械設(shè)計(jì)課程的最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，也是高等工科院校大多數(shù)專業(yè)學(xué)

2、生第一次較全面的設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練，其基本目的是：1、 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)際分析和解決工程實(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：2、 通過制定設(shè)計(jì)方案，合理選擇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和零件類型，正確計(jì)算零件工作能力、確定尺寸和選擇材料，一級較全面地考慮制造工藝、使用和維護(hù)等要求，之后進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，達(dá)到了解和掌握機(jī)械零件、機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡單機(jī)械的設(shè)計(jì)過程和方法；3、 設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練。例如計(jì)算、繪圖、熟悉和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（手冊 、圖冊、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等）以及使用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)、進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算和處理數(shù)據(jù)的能力。課程設(shè)計(jì)的進(jìn)行方式：課程設(shè)計(jì)是在教師指導(dǎo)下由

3、學(xué)生獨(dú)立完成的。每個(gè)學(xué)生都應(yīng)該明確設(shè)計(jì)任務(wù)和要求，并擬定設(shè)計(jì)疾患，注意掌握進(jìn)度，按時(shí)完成。設(shè)計(jì)分階段進(jìn)行，每一階段的設(shè)計(jì)都要認(rèn)真檢查，沒有原則錯(cuò)誤時(shí)才能繼續(xù)進(jìn)行下一階段的設(shè)計(jì)，以保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，循序完成設(shè)計(jì)任務(wù)。第2章 課程設(shè)計(jì)主要技術(shù)參數(shù)說明2.1課題題目帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置。要求系統(tǒng)中減速器采用斜齒輪傳動(dòng)；減速器與電動(dòng)機(jī)之間用V帶傳動(dòng)。2.2主要技術(shù)參數(shù)說明輸送帶的有效拉力F=1750N，滾筒直徑350mm，輸送帶工作速度=2.4m/s。2.3傳動(dòng)系統(tǒng)工作條件帶式輸送機(jī)在常溫下連續(xù)工作：運(yùn)輸石塊：每天工作兩班（每班工作8小時(shí)）；要求設(shè)計(jì)壽命為兩年。2.4傳動(dòng)系統(tǒng)方案選擇 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)簡

4、圖計(jì)算及說明結(jié)果第3章 減速器性能參數(shù)計(jì)算（一）性能參數(shù)計(jì)算 1、工作機(jī)效率 Pw=FV/1000=1750×2.4/1000=4.2KW2、 總效率a=1×2×3×4× =0.96×0.97×1×1×0.992 0.90 1、2、3、4和5分別為普通V帶、 齒輪、聯(lián)軸器、卷筒和軸承的效率。3、 所需電機(jī)功率 Pd=4.2/0.9=4.67KW4、 確定電機(jī)轉(zhuǎn)速 卷筒工作轉(zhuǎn)速：n=60×1000×2.4/（×350） =130.96r/min5、 根據(jù)推薦的傳動(dòng)比合理范圍：

5、i帶=24; i齒=36 總傳動(dòng)比 ia=6246、 可選的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速nd=（624）×190.96 =785.763143.04r/min 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有1000、1500和3000r/min；根據(jù)機(jī)械零件手冊查的，有四種適用的電機(jī)型號，分別為Y132S1-2、Y132S1-4、Y132S2-4和Y132M-6四種型號的三相異步電動(dòng)機(jī)。綜合考慮各種因素，選定電動(dòng)機(jī)型號為Y132S1-4計(jì)算及說明電動(dòng)機(jī)型號Y132S1-4結(jié)果7、傳動(dòng)比分配：i總=1440/130.96=10.996 取i帶=2.80 則：i齒=3.927（二）動(dòng)力運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算 （1）轉(zhuǎn)速：電機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n0

6、=1440r/min n=n0/i帶=1440/2.80=514.29r/min n=n/i齒=514.29/3.927=130.96r/min n=n=130.96r/min （2）功率：電機(jī)輸出功率P0=Pd=4.67kw P=P0×1=4.67×0.96=4.48kw P=P×2×5=4.48×0.97×0.99=4.30kwP=P×5×3=4.30×0.99×1=4.26kw （3）轉(zhuǎn)矩：電機(jī)軸輸出轉(zhuǎn)矩 T0=9550×Pd/n滿軸號功率（kw）n（r/min）T（N/m）04

7、.67 144030.9714.48514.2983.2524.30130.96313.9434.26130.96310.80 =9550×4.67/1440=30.97N/m T=T0×i帶×1=83.25N/m T=T×i齒×2×5=313.94N/m T=T×5×3=310.80N/m 將上述數(shù)據(jù)列表如下：i帶=2.80i齒=3.927計(jì)算及說明結(jié)果第4章 V帶的設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）電機(jī)的轉(zhuǎn)速n0=1440r/min 軸轉(zhuǎn)速n=514.29r/min 查表得，工作情況系數(shù)KA=1.2，則： 計(jì)算功率Pc=KA&#

8、215;P=1.2×4.48=5.38kw （2）根據(jù)Pc=5.38kw，n=514.29r/min查圖表得：可選用A型V帶，小帶輪直徑范圍d1=75100mm,取d1=100mm，則 d2=（1440/514.93）×100×0.98 =274.40mm 取d2=280mm，雖使n2略有減小，但其誤差小于5，故允許。 （3）驗(yàn)證帶速 帶速合適 （4）求取V帶基準(zhǔn)長度L和中心距 初步選取中心距 計(jì)算及說明選A型V帶，小帶輪直徑100mm大帶輪直徑280mm結(jié)果 a0=1.5（d0+d1） =1.5×（100+380） =570mm =1751.1mm 對

9、A型帶選用Ld=1750mm，則實(shí)際中心距 aa0+=570+ =569.45mm （5）驗(yàn)證小帶輪包角 =180°×57.3° =162°>120° 合適 （6）求V帶根數(shù)： 傳動(dòng)比i= =2.86 包角162° 查表得：P0=1.32kw ，=0.17中心距為569.45mm計(jì)算及說明結(jié)果 ， 取z=4 （7）求作用在帶輪軸上的壓力FQ 查表得，單位長度V帶質(zhì)量為 單根V帶的初拉力 = =149N =2×4×149× =1177.32N第五章齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 1、材料的選用及許用應(yīng)力的確定 小齒輪

10、選用 40 調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為241286HBS，大齒輪選用 調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為241269HBS，相應(yīng)的疲勞強(qiáng)度取均值：取4根V帶計(jì)算及說明結(jié)果 查表，取安全系數(shù)，； 2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 查表得，載荷系數(shù)K=1.6、齒寬系數(shù)=1.1,彈性系數(shù)=188.9，取螺旋角=15°，轉(zhuǎn)矩T=83.25N/m，傳動(dòng)比u=3.927，螺旋角系數(shù),則: 取 ，取 計(jì)算及說明結(jié)果 取Z1=22，則Z2=85，i=，與i=3.927相比，誤差為1.8%,可用。 實(shí)際分度圓直徑 取大小齒輪的齒寬分別為： b2=65mm , b1=70mm 3、按齒根彎曲強(qiáng)度校核計(jì)算 所以，Zv1=23.67

11、 ， Zv2=91.43 查圖表得， Z1=22Z2=85d1=56.35mmd2=217.73mm計(jì)算及說明結(jié)果 安全 4、齒輪的圓周速度 查表可知，選用9級精度合宜的 。 5、大齒輪尺寸計(jì)算如下表所示： 模數(shù)2.5齒數(shù)z85螺旋角12°4131分度圓直徑d217.73齒頂高2.5齒根高3.13頂隙c0.63 6、齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 小齒輪采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，大齒輪采用鍛造毛坯的腹板式結(jié)構(gòu)。 大齒輪有關(guān)計(jì)算： 軸孔直徑ds=56 輪轂直徑dh=1.6ds=89.6mm 輪轂長度lhb2=65mm 腹板厚度c=0.3b=19.5mm 輪緣厚度=（2.54）mn10mm計(jì)算及說明結(jié)果第6章

12、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算6.1軸的材料和熱處理選擇 （1） 軸的材料選擇45號鋼，并作調(diào)質(zhì)處理，查表得，許用彎曲應(yīng)力 （2）按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估計(jì)最小軸徑由表查得，,取A0=110, 考慮到最細(xì)軸段要安裝聯(lián)軸器，會(huì)有鍵槽存在，故將估算直徑加大5%，取為36.99mm （3）設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)并繪制草圖 由于設(shè)計(jì)的是單級減速器，將齒輪布置在箱體內(nèi)部的中央位置，軸承對稱安裝在齒輪兩齒輪兩側(cè)，故將軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成中間大兩端小階梯軸，設(shè)計(jì)有6段軸。 確定各段軸徑 ，取d1=45mm，d2=50mm，d3=50mm，d4=56mm，d5=62mm，d6=55mm， 確定各軸段長度： （4）軸上轉(zhuǎn)矩T=314.18Nm計(jì)算及說明 結(jié)

13、果（4）軸上轉(zhuǎn)矩T=314.18Nm 圓周力 徑向力 軸向力 （5）求垂直面的支承反力 =-156.10N =(1075.63+156.10)N =1231.73N 水平面上得反力 F1H=F2H=Ft/2=1442.16N (6)繪制垂直面的彎矩圖 （7）繪制水平彎矩圖 （8）繪制合成彎矩圖 計(jì)算及說明結(jié)果軸傳遞的轉(zhuǎn)矩T=314.18Nm （9）求危險(xiǎn)截面當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 由圖可見，aa面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩為 <56mm 合格合格設(shè)計(jì)及說明結(jié)果第七章軸承、鍵和聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算 1、軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算 選用角接觸球軸承7210AC 2個(gè)，公稱接觸角=25°1）軸承的內(nèi)部軸向力 Fs1=0.

14、68Fr1=0.68×156.10=106.15N Fs2=0.68Fr2=0.68×1231.73=837.58 N FA+Fs1=749.81<837.58 軸承壓緊端承受的軸向載荷Fa1=Fs2-Fa=837.58-643.66=193.92 N軸承放松端承受的軸向載荷 Fa2=Fs2=837.58 N 2）計(jì)算軸承1、2的當(dāng)量動(dòng)載荷 查表得e=0.68，壓緊端Fa1/Fr1=1.24e 放松端Fa2/Fr2=0.68 由此查表得X1=0.41，Y1=0.87，X2=1，Y2=0 當(dāng)量動(dòng)載荷 P1=X1Fr1+Y1Fa1 =0.41×156.10+0.

15、87×193.92 =232.71N P2=X2Fr2+Y2Fa2 =1×1231.73+0=1231.73N 3）計(jì)算所需的徑向基本額定動(dòng)載荷C P2P1，故以軸承的徑向當(dāng)量動(dòng)載荷P2 為計(jì)算依據(jù)，谷物為輕微沖擊，查表得計(jì)算及說明結(jié)果 fp=1.1,工作溫度ft=1 軸工作壽命為2年，3班制，每班工作8小時(shí)，故Lh=11680h 所以， =9998.20N 查表得軸承的徑向基本額定動(dòng)載荷Cr=52.8KN 選7211AC型號的軸承適用 2.鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算 1）從動(dòng)軸外伸端d=45mm，考慮鍵在軸中部安，選擇鍵14×50GB/T10962003，b=14，h=9，L

16、=50，選45號鋼，其許用應(yīng)力p=1000MPa， p=4T/dhL=4×311.04×103/（45×9×36） =85.33MPa<90MPa 強(qiáng)度足夠，合格 2）與齒輪連接處d=56mm，考慮鍵槽在軸中部安裝，故同一方位母線上，選擇鍵16×63GB/T10962003，b=16，h=10，L=63， p=4T/dhL=4×311.04×103/（56×10×） =38.98MPa<90MPa合格計(jì)算及說明 結(jié)果 強(qiáng)度足夠，合格3、聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算 選用剛性凸緣聯(lián)軸器，查表得聯(lián)軸器的工作情

17、況系數(shù)KA=1.5， Tc=KA×T =1.5×311.04 =466.56Nm 故選用YL10型剛性凸緣聯(lián)軸器，工程尺寸轉(zhuǎn)矩Tn=630 N·m，采用J型軸孔，A型鍵 ，軸孔直徑45mm，軸孔長度84mm.第八章 箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（單位：mm） 機(jī)座壁厚=0.025a+18 機(jī)蓋壁厚1=0.02a+18 機(jī)座凸緣厚度b=1.5=12 機(jī)蓋凸緣厚度b1=1.51=12 機(jī)座底凸緣厚度b2=2.5=20 地腳螺釘直徑df=0.036a+12=16.6520 地腳螺釘數(shù)目n=4 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d1=0.75df=1516 機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑d212 聯(lián)接螺栓d2

18、的間距l(xiāng)=180 軸承端蓋螺釘直徑d3=10 窺視孔蓋螺釘直徑d4=8計(jì)算及說明結(jié)果 定位銷直徑d=8 df、d1、d2至外機(jī)壁距離C1=26,22,18 df、d2至凸緣邊緣高度C2=24,16 軸承旁凸臺(tái)半徑R1=24,16 外機(jī)壁至軸承座端面距離 l1=C1+C2+(812)=50 大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離1=10 齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離2=10 上下機(jī)體肋厚度m1=7，m=7 從動(dòng)軸端蓋外直徑130 主動(dòng)軸端蓋外直徑124 軸承端蓋凸緣厚度t=8軸承旁聯(lián)接螺栓距離S=130第九章 減速器潤滑的選擇 1、潤滑方式 a齒輪v=1.2412m/s，應(yīng)用噴油潤滑，但考慮成本選用浸油潤滑 b、軸承采用脂潤滑 2、潤滑油牌號及用量 a、齒輪潤滑選用159號機(jī)械油，最低最高油面距1020mm，需油量1.5L左右 b、軸承潤滑選用2L3型潤滑脂，用油量為軸承間隙的1/31/2為宜計(jì)算及說明結(jié)果第10章 總結(jié)及參考文獻(xiàn) （一）總結(jié) 通過本次課程設(shè)計(jì)，使自己對所學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì)有了更深一步的了解，對于各方面知識之間的聯(lián)系有了實(shí)際的體會(huì)，同時(shí)也深深感到自己掌握的知識與實(shí)際還有很大的差距，在今后的學(xué)習(xí)與實(shí)踐中還會(huì)繼續(xù)努力的。 本次課程設(shè)計(jì)為時(shí)12天，自己能夠很好地完成每天的任務(wù)，但是在計(jì)算以及畫CA