輸送傳動裝置設(shè)計機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計

1、 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計 設(shè)計計算說明書題 目 設(shè)計輸送傳動裝置 院 系 專 業(yè) 姓 名 年 級 指導(dǎo)教師 二零一一年四月設(shè)計輸送傳動裝置【設(shè)計任務(wù)書】 題目：設(shè)計輸送傳動裝置 一總體布置簡圖 如圖1 輸出軸功率p/kw4輸出軸轉(zhuǎn)速n/(r/min)38傳動工作年限（年）10工作制度（班/日）1工作場所礦山批量大批2 設(shè)計要求：總傳動比誤差為±5%，單向回轉(zhuǎn)，輕微沖擊。 三原始數(shù)據(jù)： 四設(shè)計內(nèi)容： 1. 電動機(jī)的選擇與運動參數(shù)計算； 2. 齒輪傳動設(shè)計計算； 3. v帶傳動設(shè)計計算； 4. 軸的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計； 5. 鍵的選擇； 6. 滾動軸承的選擇； 7. 裝配圖、零件圖的繪制； 8.

2、 設(shè)計說明書的編寫?！倦妱訖C(jī)的選擇】1電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇 ：按照已知條件的工作要求和條件，選用y型全封閉籠型三相異步電動機(jī)。 2電動機(jī)容量的選擇： 工作機(jī)所需功率：pw4kw 電動機(jī)的輸出功率：pdpw/，0.82，pd4.88kw 電動機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇：nw=38r/min，v帶傳動比i1=24，單級齒輪傳動比i2=35（查表2.2） nd（i1×i2×i2）nw。電動機(jī)轉(zhuǎn)速范圍為6843800r/min3電動機(jī)型號確定：由附錄八查出符合條件的電動機(jī)型號,并根據(jù)輪廓尺寸、重量、成本、傳動比等因素的考慮，最后確定選定y132s4型號的電動機(jī)，額度功率為5.5kw，滿載轉(zhuǎn)速1

3、440r/min【計算總傳動比和分配傳動比】1由選定電動機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速nm和輸出軸轉(zhuǎn)速nw，總傳動比為i=nm/nw，得i=37.892合理分配各級傳動比：v帶傳動比i1=3，閉合齒輪傳動比i2=3.5，開式齒輪傳動比i3=3.63運動和動力參數(shù)計算結(jié)果列于下表：項 目電動機(jī)軸軸i軸ii軸iii轉(zhuǎn)速（r/min）1201.2400.4114.438功率（kw）4.724.534.354轉(zhuǎn)矩（n·m）31.3790.33303.521005.26傳動比33.53.6效率0.960.960.92【傳動件設(shè)計計算】減速器齒輪設(shè)計： 1按表11.8選擇齒輪材料 小齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為2

4、20250hbs 大齒輪材材為45鋼正火，硬度為170210hbs 2因為是普通減速器，由表11.20選用9級精度，要求齒面粗糙度ra=6.3 3按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計 確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)： 轉(zhuǎn)矩：t=69154 n·mm 查表11.10得：載荷系數(shù)k1.1 選小齒輪齒數(shù)z130，則大齒輪齒數(shù)z2iz1=3.5×30=105。實際齒數(shù)比u=3.5 因單級直齒圓柱齒輪為對稱布置，又為軟齒面，由表11.19選取d（齒寬系數(shù)）=1 4許應(yīng)接觸應(yīng)力h： 由圖11.23查得 hlim1560mpa hlim2530mpa 由表11.19查得 sh=1。 n160·n1

5、83;j·lh60×480×1×（6×52×80）7.2×10e8n2n1/i7.2×10e8/3.5=2.05×10e8 由表11.26查得 zn11 zn21.05 計算接觸疲勞許用應(yīng)力：h1zn1·hlim1/sh560mpa h2zn2·hlim2/sh557mpa 試算小齒輪分度圓直徑，確定模數(shù)： d1 76.43׳kt1（+1）/dhe2=51.82mm m=d1/z1=1.73mm 由表11.3取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=2mm5主要尺寸計算： 分度圓直徑 d1

6、=mz1=2×30=60mm d2=mz2=2×105=210mm 齒寬 b=dd1=1×60=60mm 取b2=60mm 則b1=b2+5=65mm 中心距a=0.5×m（z1+z2）=135mm6按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核: 由式（11.12）得出，如ff，則校核合格。 確定有關(guān)系數(shù)和參數(shù)： 齒形系數(shù)yf，查表11.12得 yf1=2.54 yf2=2.14 應(yīng)力學(xué)整系數(shù)ys，查表11.13得 ys1=1.63 ys2=1.88 許應(yīng)彎曲應(yīng)力f 由圖11.24查得 flim1=210mpa flim2=190mpa 由表11.9查得 sf=1.3 由圖1

7、1.25查得 yni=yn2=1 由式（11.16）可得 f1=yni·flim/sf=162mpa f2=yni·flim/sf=146mpa 故計算出 f1=21mpa f1 f2=20mpaf2 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核合格。7 驗算齒輪的圓周速度： v=·d1·n1/（60×1000）=1.5m/s 由表11.21可知，選9級精度合適8 幾何尺寸計算及繪制齒輪零件工作圖： 以大齒輪為例，齒輪的直頂圓直徑為：da2=d2+2ha=214mm，由于200da2500之間，所以采用腹板式結(jié)構(gòu)。齒輪零件工作圖略。開式齒輪設(shè)計：1按表11.8選擇齒輪

8、材料 小齒輪選用40cr合金鋼表面淬火，硬度為4855hrs 大齒輪選用40cr合金鋼調(diào)質(zhì)，硬度為240260hbs 2 由表11.20選用9級精度，要求齒面粗糙度ra=6.3 3按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計 確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)：轉(zhuǎn)矩：t=230000n·mm 查表11.10得 載荷系數(shù)k1.1 選小齒輪齒數(shù)z120，則大齒輪齒數(shù)z2iz1=3.92×20=78.4，圓整數(shù)78。 實際齒數(shù)比u=3.9，誤差為0.5%±5% 因單級直齒圓柱齒輪為不對稱布置，又為硬齒面，由表11.19選取d（齒寬系數(shù)）=0.5 4許應(yīng)接觸應(yīng)力h： 由圖11.23查得 hlim1800mpa h

9、lim2720mpa 由表11.19查得 sh=1.1 n160·n1·j·lh60×137×1×（6×52×80）2.05×10e8 n2n1/i2.05×10e8/3.9=5.26×10e7 由表11.26查得 zn11.11 zn21.25 計算接觸疲勞許用應(yīng)力：h1zn1·hlim1/sh807mpa h2zn2·hlim2/sh818mpa 試算小齒輪分度圓直徑，確定模數(shù)： d1 76.43׳kt1（+1）/dhe2=75.82mm

10、m=d1/z1=3.791mm 由表11.3取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=4mm5主要尺寸計算： 分度圓直徑 d1=mz1=4×20=80mm d2=mz2=4×78=312mm 齒寬 b=dd1=0.5×80=40mm 取b2=40mm 則b1=b2+5=45mm 中心距a=0.5×m（z1+z2）=196mm6按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核: 由式（11.12）得出，如ff，則校核合格。 確定有關(guān)系數(shù)和參數(shù)： 齒形系數(shù)yf，查表11.12得 yf1=2.81 yf2=2.25 應(yīng)力學(xué)整系數(shù)ys，查表11.13得 ys1=1.56 ys2=1.77 許應(yīng)彎曲應(yīng)力f 由圖11

11、.24查得 flim1=720mpa flim2=250mpa 由表11.9查得 sf=1.5 由圖11.25查得 yni=yn2=1 由式（11.16）可得 f1=yni·flim/sf=480mpa f2=yni·flim/sf=167mpa 故計算出 f1=173mpa f1 f2=157mpaf2 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核合格。7驗算齒輪的圓周速度： v=·d1·n1/（60×1000）=0.57m/s 由表11.21可知，選9級精度合適8幾何尺寸計算及繪制齒輪零件工作圖： 以大齒輪為例，齒輪的直頂圓直徑為：da2=d2+2ha=320mm

12、，由于200da2500之間，所以采用腹板式結(jié)構(gòu)。齒輪零件工作圖略。【v帶傳動設(shè)計】1確定功率pc： 查表9.21得 ka（工作情況系數(shù)）=1.1 pc=kap=4.4kw。2 選取普通v帶型號： 根據(jù)pa=4.4kw，n1=1440r/min，由圖9.13選用a型普通v帶。3 確定帶輪基準(zhǔn)直徑： 根據(jù)表9.6和圖9.13選?。篸d1=100mmdmin=90mm 大帶輪基準(zhǔn)直徑為 dd2=(n1/n2)dd1=270mm，按表9.3選取標(biāo)準(zhǔn)直徑值dd2=265mm 實際n2轉(zhuǎn)速489.8r/min，誤差相對率2%，總誤差±5%允許。4 驗算帶速v： v=·d1·

13、n1/（60×1000）=6.78m/s，帶速在5-25m/s范圍內(nèi)。5確定帶的基準(zhǔn)長度ld和實際中心距a： 初定中心距a0=1200mm，則ld0：ld0=2a0+(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)²/4a0=2963.38mm 查表9.4取基準(zhǔn)長度ld=2800mm 實際中心距a為aa0+(ld-ld0）/2=1118.31mm 中心距變動范圍為 amin=a-0.015ld=1076mm amax=a+0.03ld=1202mm6 驗算小帶輪的包角： a1=180º-57.3º（dd2-dd1）/a=171º120º,合

14、格。7 確定v帶根數(shù)z： 確定有關(guān)系數(shù)和參數(shù) 根據(jù)dd1=90mm，n=1440r/min，查表9.9，得p0=1.07kw 由表9.18查得ka=0.001275 根據(jù)傳動比i=2.94，查表9.19得ki=1.1373，則p0=kb·n·(1-1/ki)=0.18kw 由表9.4查得帶長度修正系數(shù)kl=1.11，由圖9.12查得包角系數(shù)ka=0.98 得zpc/(p0+p0)kakl=3.24，圓整得z=48 求單根v帶初拉力： 由表9.6查得a型普通v帶的每米長質(zhì)量q=0.10kg/m 得f0=（500pc/zv）·（2.5/ka-1)+qv²=4

15、6.78n.9計算帶輪軸上所受的壓力f=2·f0·z·sin(a1/2)=373.08n10帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計略11設(shè)計結(jié)果：選用4根a2800 gb/t 13575.192 v帶，中心距a=1118mm，小帶輪直徑90mm，大帶輪直徑265mm，軸上壓力f=373.08n【軸的設(shè)計計算】軸的設(shè)計1 選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力： 由已知條件可知此減速器傳遞的功率屬于中小功率，對材料無特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。由表16.1查得強(qiáng)度極限b=637mpa，再由表16.3查得許用彎曲應(yīng)力-1b=60mpa2按鈕轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑（最小直徑） 查表16.2得 c=11810

16、7 得 dc³p/n=（107118）·³3.48/480=20.722.8mm。 考慮到軸的最小直徑處要安裝帶輪，會有鍵槽存在，故需將估算直徑加大3%-5%，取為21.3223.94mm，由設(shè)計手冊取標(biāo)準(zhǔn)直徑d=24mm3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計草圖: 軸的結(jié)構(gòu)草圖軸的設(shè)計：1選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力： 由已知條件可知此減速器傳遞的功率屬于中小功率，對材料無特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。由表16.1查得強(qiáng)度極限b=637mpa，再由表16.3查得許用彎曲應(yīng)力-1b=60mpa2按鈕轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑（最小直徑） 查表16.2得 c=118107 得 dc³p

17、/n=（107118）·³3.31/137=30.934.1mm。 考慮到軸的最小直徑處要安裝齒輪，會有鍵槽存在，故需將估算直徑加大3%-5%，取為31.8335.81mm，由設(shè)計手冊取標(biāo)準(zhǔn)直徑d=34mm3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計草圖: 軸的結(jié)構(gòu)草圖軸的設(shè)計：1選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力： 由已知條件可知此減速器傳遞的功率屬于中小功率，對材料無特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。由表16.1查得強(qiáng)度極限b=637mpa，再由表16.3查得許用彎曲應(yīng)力-1b=60mpa2按鈕轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑（最小直徑） 查表16.2得 c=118107 得 dc³p/n=（107118）

18、83;³3.01/35=47.2952.16mm。 由設(shè)計手冊取標(biāo)準(zhǔn)直徑d=50mm3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計草圖略【鍵連接的選擇】 均選擇a型平鍵。代號軸徑/mm鍵寬/mm鍵高/mm鍵長/mm軸鍵248750軸鍵3410856軸鍵3410836軸鍵4514950【滾動軸承的選擇及計算】 i軸： 1經(jīng)強(qiáng)度校核，選擇滾動軸承 6206型 d=30mm d=62mm b=16mm2公差等級選擇：選普通級po軸承。 ii軸： 1經(jīng)強(qiáng)度校核，選擇滾動軸承 6208型 d=40mm d=80mm b=18mm2公差等級選擇：選普通級po軸承?！鞠潴w結(jié)構(gòu)尺寸計算】 1類型選擇：選擇一級鑄鐵圓柱齒輪減速器。2箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸：（mm）名 稱箱座壁厚箱蓋壁厚1箱蓋凸緣厚度b1尺 寸/mm8812箱座凸緣厚度b箱底凸緣厚度b2地腳螺釘直徑df地腳螺釘數(shù)目n軸承旁連接螺栓直徑d1122016412蓋與座連接螺栓直徑d2連接螺栓