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

1、帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)目錄1、 傳動(dòng)方案擬定42、 電動(dòng)機(jī)的選擇43、 計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比64、 運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算6傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1.V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)72.高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)及校核103.低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)及校核145、 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 16七、滾動(dòng)軸承的校核計(jì)算25八鍵聯(lián)結(jié)的選擇及計(jì)算26帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)(第三組）（1） 原始數(shù)據(jù)已知條件：輸送帶工作拉力F=2300 N 輸送帶速度V=1.1m/s 卷筒直徑D=300mm(2) 已知條件1） 工作條件：兩班制工作（每班按8h計(jì)算），連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，室內(nèi)工作，有粉塵，環(huán)境最高溫度35；滾筒效率。2） 使用折

2、舊期：8年。3） 檢修間隔期：4年一次大修，兩年一次中修，半年一次小修。4） 動(dòng)力來(lái)源：電力，三相電流，電壓380/220V。 5） 輸送帶速度容許誤差：±5%6） 制造條件及批量：一般機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)?？傮w設(shè)計(jì)1 傳動(dòng)方案的擬定根據(jù)已知條件計(jì)算出工作機(jī)滾筒的轉(zhuǎn)速為若選用同步轉(zhuǎn)速為1500r/min或1000r/min的電動(dòng)機(jī)，則可估算出傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比i約為30或202 電動(dòng)機(jī)的選擇1) 電動(dòng)機(jī)類(lèi)型的選擇：電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型根據(jù)動(dòng)力源和工作條件，選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)2) 電動(dòng)機(jī)功率的選擇：工作機(jī)所需要的有效功率為設(shè)分別為彈性聯(lián)軸器,閉式齒輪傳動(dòng)（設(shè)齒輪精度為8級(jí)）,滾動(dòng)軸承,

3、V形帶傳動(dòng)。滾筒的效率，由表2-2差得1=0.99 2=0.97 3=0.99 4=0.95 5=0.96則傳動(dòng)裝置的總效率為 電機(jī)所需功率為 由第十六章表16-1選取電動(dòng)機(jī)的額定功率為3)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇：選擇常用的同步轉(zhuǎn)速為1500r/min和1000r/min兩種。4) 電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定：根據(jù)電動(dòng)機(jī)所需功率和同步轉(zhuǎn)速，查第十六章表16-1可知，電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y160M-4和Y160L-6。相據(jù)電動(dòng)機(jī)的滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速nm和滾筒轉(zhuǎn)速nw可算出總傳動(dòng)比?，F(xiàn)將此兩種電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)和總傳動(dòng)比列于下表中： F=2300 N V=1.1m/s D=300mm電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y160L-6減速器的總傳動(dòng)比為 Z=6

4、M=2mm A=135mm預(yù)計(jì)壽命：8×2×365×8=46720hX=1 Y=0P=986.791NC鍵 8X7A鍵 20X12A鍵 14X9A鍵 14X9方案號(hào)電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率/kw同步轉(zhuǎn)速r/min滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速r/min總傳動(dòng)比軸外伸軸徑/mm軸外伸長(zhǎng)度/mm1Y160M-4111500146027.80421102Y160L-611100097018.4742110由上表可知，方案1中雖然電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高，價(jià)格低，但總傳動(dòng)比大。為了能合理分配傳動(dòng)比，使傳動(dòng)比裝置結(jié)構(gòu)緊湊決定選用方案2，即電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y160L-6。查第十六章表16-2知，該電動(dòng)機(jī)中心高H=160

5、mm軸外伸軸徑為42mm，軸外伸長(zhǎng)度為110mm三.傳動(dòng)比的分配 根據(jù)表2-3，取帶傳動(dòng)比為，則減速機(jī)的總傳動(dòng)比為雙級(jí)圓柱齒輪減速器高速級(jí)的傳動(dòng)比為低速級(jí)的傳動(dòng)比為四.傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算（1）各軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算：（2）各軸的輸入功率計(jì)算（2）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩計(jì)算各軸的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)軸號(hào)轉(zhuǎn)速功率轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)比19708.76286.2652342.768.414234.4313157.458.080490.0864157.457.917480.320五傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1.選V帶確定計(jì)算功率ca 由表8-7查得工作情況系數(shù),故選擇V帶的帶型 根據(jù)can1由圖8-11選用B型確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd

6、并驗(yàn)算帶速v1 )初選小帶輪的基準(zhǔn)值徑dd1 由表8-6和表8-8，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑 2 )驗(yàn)算帶速v 因?yàn)? m/sv25 m/s,故帶速合適。3計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 根據(jù)表8-8，為=900驗(yàn)算i誤差： 確定V帶的中心距和基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld 1初定中心距 2計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 由表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld=4500mm 3計(jì)算實(shí)際中心距 中心距的變化范圍為728-2080mm驗(yàn)算小帶輪上的包角 計(jì)算帶的根數(shù)Z 1計(jì)算單根V帶的額定功率r 由=140mm和=970 r/min ,查表8-4a得 根據(jù) 和B型帶查表8-4b得 查表8-5得,查表8-2得L=1.15，于是 2計(jì)算V帶根數(shù)Z 取6根

7、計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值 由表8-3得B型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量 所以 計(jì)算壓軸力Fp 壓軸力的最小值為: 2.高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)已知輸入功率P1=8.672KW，小齒輪的轉(zhuǎn)速n1=970r/min，齒數(shù)比u1=2.829.由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，壽命為8年（設(shè)每年年工作300天），2班制則（1）選定齒輪類(lèi)型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù)a.按圖10-23所示傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)b.運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度（GB10095-88）c.材料選擇。由表10-1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBSa.

8、 選小齒輪齒數(shù)Z1=24，則大齒輪齒數(shù)Z2=2.829×24=67.896 取Z2=68（2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)a.試選載荷系數(shù)Kt=1.3b.計(jì)算小齒輪傳遞的扭矩 T1=95.5×105P1/n1=95.5×105×8.762/970=86265×105Nmmc.由表10-7選取齒輪寬系數(shù)Ød=1d.由表10-6查得材料彈性系數(shù)ZE=189.8e.由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim1=600Mpa;大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度疲勞極限Hlim2=550Mpaf.計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N1=60n1jLh=60

9、5;970×(2×8×300×8)×1=2.235×109 N2=2.235×109/2.829=7.9×108g.由圖10-19取接觸疲勞壽命KHN1=0.9；KHN2=0.92h.計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力（取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1） H1= KHN1×Hlim1/S=0.9×600/1=540Mpa H2= KHN2×Hlim2/S=0.92×550/1=506Mpa計(jì)算：a.小齒輪分度圓直徑d1t,代入H3中較小的值=64.365mmb.計(jì)算圓周速度v v=3.27

10、m/sc.計(jì)算齒寬b b=× d1t =1×64.365=64.365d.計(jì)算齒寬和齒高之比 模數(shù) mt=2.682mm 齒高 h=2.25 mt =2.25×2.682=6.03mm=10.67e.計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù)v=3.27m/s,7級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)Kv=1.14 直齒輪=1 查10-4表，當(dāng)小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱(chēng)位置時(shí)=1.422由=10.67 =1.422 查圖10-13得=1.4，故載荷系數(shù)K=KAKV=1×1.14×1×1.422=1.621f.按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式可得 d1=d1t=

11、64.365=69.278g.計(jì)算模數(shù)m m=2.89mm(3)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)1）確定各公示內(nèi)的計(jì)算數(shù)值a.由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞極限=500Mpa大齒輪的彎曲極限=380Mpab.由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)=0.88 =0.9c.計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，則=314.286=244.286e.計(jì)算負(fù)載系數(shù)K K=KAKVKFKF=1×1.14×1×1.4=1.596f.查取齒形系數(shù) 由表10-5查得YFa1=2.65 YFa2=2.248g.查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表10-5查得YSa1=1.58 YSa2=1.746

12、h.計(jì)算大小齒輪的并加以比較 =0.01332 =0.01607 由此可見(jiàn)，大齒輪數(shù)值大2）設(shè)計(jì)計(jì)算 m=1.97 圓整后得m=2 按接觸強(qiáng)度算得分度圓直徑d1=74.721 所以，Z1= Z2=2.829×3599.05 取Z2=100（4）幾何尺寸計(jì)算a.計(jì)算分度圓直徑 d1=Z1m=35×2=70mm d2=Z2m=100×2=200mmb.計(jì)算中心距 a= c.計(jì)算齒輪寬度 b=1×70=70mm 取B2=70mm, B1=75mm3、低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)（原理同高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案，求得以下數(shù)據(jù)）1.材料：小齒輪40Cr 280HBS 大齒輪4

13、5鋼（調(diào)質(zhì)）240HBS2.選=24 =24×2.176=52.224 取=53 Kt=1.3 ZE=189.8MPa3.T3=490086N.mm4.查得=600Mpa =550Mpa5.=60×15745×1×(2×8×300×8)=3.628×108 由圖取 =0.92 =0.956.7.d3t=115.285mm 8. 9. 所以，10.d3=121.105mm m=5.046mm11.查得 所以， 12.13.查得 所以，大齒輪的數(shù)值大14. 圓整=315. 所以，B2=95mm B1=100mm六軸的設(shè)

14、計(jì)計(jì)算1）輸入軸的設(shè)計(jì)a.初算軸徑 選用45鋼（調(diào)質(zhì)） 硬度217255HBS，查課本P235（10-2）得C=115 考慮有一鍵槽，直徑增大5% d=23.95(1+5%)=25.15mm 所以，初選d=27mmb.軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.軸上零件的定位固定和裝配 齒輪相對(duì)軸承非對(duì)稱(chēng)分布，右面由軸肩固定，左面由套筒固定，連接以平鍵作過(guò)渡配合固定兩軸承分別以軸肩和筒定位，則采用過(guò)渡配合固定2.確定各段直徑和長(zhǎng)度 段：d1=27mm 長(zhǎng)度取L1=50mm 因?yàn)?，h=2c c=1.5mm段：d2=d1+2h=27+2×3=33mm L2=20(套筒)+55（聯(lián)軸箱與外壁距）=75mm段：d3=38

15、mm 初選用7208c型角接觸球軸承，內(nèi)徑為40mm, 寬度為18mm, D=80mm, L3=18mm 所以，取 段： 段：取d5=40mm L5=18mm 則軸承跨距L=235.5mm3.按彎矩復(fù)合強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 已知d1=70mm T1=86265N.mm 圓周力： 徑向力：Fr=Fttan=2464.714×tan20°=897.083N 由上可知：LA=64mm LB=214mm LC=134mm1)繪制軸受力簡(jiǎn)圖（a）2)繪制垂直彎矩圖（b）軸承受反力 FAy=690.388N FBy=206.695N FAz=1897.289N FBz=567.416N截面C在

16、垂直面彎矩 c1=690.388×64=44.183)繪制水平面彎矩圖（c） 截面C在水平面彎矩為 c2=1897.289×64=121.434)繪制合彎矩圖(d) c=129.225)繪制扭矩圖（e） =9.55×(/n) ×10=1=86.265 6）繪制當(dāng)量彎矩（f） 取=1 則=+()=129.22+244.03=276.137）校核危險(xiǎn)截面 = 該軸強(qiáng)度足夠（2）輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 a按扭矩初算軸徑 先用45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度217255 HBS，由P235表10-2取C=115 考慮到有鍵槽增大5% b聯(lián)軸器型號(hào)的選取 查表14-1，取 按計(jì)算轉(zhuǎn)矩

17、小于聯(lián)軸器的公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩的條件，查表8-2選用YL11型凸緣聯(lián)軸器 其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為1000，半聯(lián)軸器孔徑為50，故選 C軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1軸的零件定位，固定和裝配 齒輪相對(duì)軸承菲對(duì)稱(chēng)布置，左面用套筒定位，右端用軸肩定位，周向定位采用鍵和過(guò)度配合，兩軸承分別從軸肩和套筒定位，周向永過(guò)度或過(guò)盈配合，軸呈階狀，左軸承從左面 ，齒輪套筒右軸承和皮帶輪從右裝入，低速級(jí)小齒輪與輸出軸設(shè)計(jì)成齒輪軸2 確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 段： 長(zhǎng)度取 段： 段： 初選用7213c型角接觸球軸承，內(nèi)徑為65,寬度23， 所以， 段： 段： 段： 段： 3按彎扭復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算 已知 圓周力 徑向力 由圓可知 求支反力 截面C在垂直面彎

18、矩 截面C在垂直水平面彎矩 扭矩 (5)校核危險(xiǎn)截面強(qiáng)度 故，該軸強(qiáng)度足夠該軸彎矩圖及扭矩圖如下圖8 中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算a.初算軸徑 1.選用45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度217-255HBS，查課本P235表10-2得 ，C=115dc=115 2.選軸承：初選用7208c型角接觸球軸承，其內(nèi)徑為40mm,寬18mm,D=80mmb.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)段：由軸承可知 段段 段（齒輪軸） 則軸承跨距c.軸上零件的定位。固定和裝配：齒輪相對(duì)軸承非對(duì)稱(chēng)分布，左面有套筒定位。右面有套筒定位，高速小齒輪于軸設(shè)計(jì)成齒輪軸。軸承由軸肩及套筒固定。按彎矩復(fù)合強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算七滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算軸：7208c軸：7208c軸

19、：7213c 預(yù)計(jì)壽命：8×2×365×8=46720小時(shí)計(jì)算輸入軸承a.軸承所受徑向力Fr=897.083N 軸向力Fa=0 Fa/Fr=0由表12-6,得，X=1 Y=0b.計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P=fp(xFr+YFa) fp取1.1則 c.驗(yàn)算壽命所選軸承7208c滿(mǎn)足要求（2）計(jì)算輸出軸承（）a.軸承所受徑向力：Fr=2912.3N Fa=0 Fa/Fr=0 X=1Y=0b.計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷：P=fp(xFr+YFa) P=1.1×(1×2912.3+0)+3203.53Nc.驗(yàn)算壽命 所選偶成7213c滿(mǎn)足要求八鍵連接的選擇及校核計(jì)算1.聯(lián)軸

20、器與輸入軸系采用平鍵連接軸徑查手冊(cè)p51，選用c型鍵得鍵c8×7 鍵長(zhǎng)L=37mm 2.輸出軸與齒輪連接用平鍵軸徑 查手冊(cè)P51選用A型平鍵鍵A20×12 鍵長(zhǎng)90mm 3中間軸與齒輪用平鍵連接軸徑d=46mm 查手冊(cè)p51選A型平鍵 鍵A 14×9 l=L-b 鍵長(zhǎng)63T h=9mm4.輸出軸與聯(lián)軸器用平鍵聯(lián)接軸徑d=50mm L查手冊(cè)p51選A型平鍵 鍵A 14×9 l=L-b=80-14=66mmT h=9mm個(gè)人小結(jié) 開(kāi)學(xué)至今，我們經(jīng)歷了為期長(zhǎng)達(dá)十天之久的實(shí)訓(xùn)課，即機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)。我們所得到的任務(wù)是憑借極少的數(shù)據(jù)，自行設(shè)計(jì)一個(gè)減速箱。對(duì)于素來(lái)動(dòng)手極少的我而言，這可謂是一個(gè)非常反復(fù)的工作。首先，在和小組成員互動(dòng)中發(fā)現(xiàn)，此設(shè)計(jì)需要高度的團(tuán)隊(duì)合作，因?yàn)橐蝗酥斐傻挠?jì)算錯(cuò)誤幾乎可以說(shuō)是致命的。諸如在對(duì)齒輪