帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)

1、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 課程名稱(chēng)：機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 基 礎(chǔ) 課 程 設(shè) 計(jì)題目名稱(chēng)：      班    級(jí)：2010級(jí) 汽車(chē)服務(wù)工程 專(zhuān)業(yè) 2 班姓   名：                   學(xué)    號(hào)：        

2、;     指導(dǎo)教師： 高 英 武 老 師     評(píng)定成績(jī)：教師評(píng)語(yǔ)： 指導(dǎo)老師簽名： 20 年 月 日目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 2二、設(shè)計(jì)目的4三、運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算，原動(dòng)機(jī)選擇4四、鏈條傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算5五、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算5六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算(1).低速軸的設(shè)計(jì)8(2).高速軸的設(shè)計(jì)與校核8七滾動(dòng)軸承的選擇校核11八鍵的選擇和校核12九聯(lián)軸器的選擇和計(jì)算13十.設(shè)計(jì)小結(jié)15十一.參考資料15一. 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1.設(shè)計(jì)題目：帶式運(yùn)輸機(jī)的齒輪減速器2.傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖1.電動(dòng)機(jī) 2.聯(lián)軸器 3.單級(jí)斜齒圓柱論減速器 4.鏈傳動(dòng)

3、5.驅(qū)動(dòng)滾輪 6.運(yùn)動(dòng)帶3.工作條件1）使用期限10年，二班制（每年按300天計(jì)算）;2）載荷有輕微沖擊;3）運(yùn)輸物品，貨物;4）傳動(dòng)不可逆.4.原始條件1)工作機(jī)輸入功率3.5KW; 2)工作機(jī)輸入轉(zhuǎn)速160r/min.二.設(shè)計(jì)目的（1）培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，分析和解決機(jī)械設(shè)計(jì)、選型和校核計(jì)算等方面的知識(shí)。 （2）培養(yǎng)學(xué)生對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的技能以及獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力。樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，重點(diǎn)掌握典型齒輪減速器的工作原理和動(dòng)力計(jì)算特點(diǎn)，為今后的實(shí)際工作奠定基礎(chǔ)。（3）進(jìn)行設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練，例如查閱設(shè)計(jì)資料（手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等）、計(jì)算、運(yùn)用以及使用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)、進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算和處理

4、數(shù)據(jù)的能力。進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的CAD制圖能力和編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)等基本技能。完成作為工程技術(shù)人員在機(jī)械設(shè)計(jì)方面所必備的設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練。三、運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算，原動(dòng)機(jī)選擇一、電動(dòng)機(jī)的選擇1 運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算，電動(dòng)機(jī)的選擇。 （1）查表可得各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率如下表： 效率齒輪鍵聯(lián)軸器軸承卷筒0.970.960.990.990.96所以由上表計(jì)算出機(jī)構(gòu)的總的傳動(dòng)效率總=0.992×0.99× 0.97×0.96×0.97×0.96=0.84計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率P電=3.5/0.84=4.17(kw)(2)選擇電動(dòng)機(jī)a)根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速、電機(jī)所需的工作功率Pd考慮到傳動(dòng)裝

5、置尺寸、重量傳動(dòng)比與價(jià)格等因素，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)167頁(yè)表12-1查得電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132S1-2， 額定功率為5.5KW，滿載轉(zhuǎn)速為2900r/min.b)分析電動(dòng)機(jī)選擇：同一功率的電動(dòng)機(jī)通常有幾種同步轉(zhuǎn)速可供選用，同步轉(zhuǎn)速高的電動(dòng)機(jī),級(jí)數(shù)越少,成本越低,所以應(yīng)盡量選用同步轉(zhuǎn)速高的電動(dòng)機(jī).2.傳動(dòng)比的分配總傳動(dòng)比：i總=n電動(dòng)/n筒=2900/160=18.125 i 總=i齒× i鏈 i鏈（2-7）i齒（4-6） 取i鏈=4.1 ; i齒=4.53.計(jì)算軸的轉(zhuǎn)速，功率，轉(zhuǎn)矩項(xiàng)目電動(dòng)機(jī)軸軸軸轉(zhuǎn)速n29002900644160功率p5.55.395.184.62轉(zhuǎn)矩T18.1117.

6、7576.7275.72傳動(dòng)比i14.54.1效率0.990.960.95 四 鏈條傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 1.由上面步驟可知；i鏈=4.1鏈輪齒數(shù)；表13-12選 Z1 =23-25 大齒輪的齒數(shù): Z2 =i鏈Z1 =94.3實(shí)際傳動(dòng)比:i=Z2/Z1 =95/23=4.13(誤差小于5% 可用)2. 鏈條節(jié)數(shù)：初定中心距a0=40Pa ，由式下式可得：Lp =2a0/P + (Z1+Z2)/2 + P/a0 × (Z2-Z1)2/(2)2=142.3節(jié)3.計(jì)算功率：KA =1.2Pc =KAP =5.18×1.2=6.27KW4.鏈條節(jié)距：P0 =Pc/Kz

7、Km =5.09KW 結(jié)合小鏈輪的轉(zhuǎn)速(n=644r/min)，查圖可知：Kz =(Z1/19)1.08 =1.23 采用單排鏈 Km =1.0 ,節(jié)距P=15.875mm5.實(shí)際中心距：a =a0 =30P =635mm6.計(jì)算鏈速：v =Z1Pn1/60000 =3.92m/s7.作用在軸上的壓力： FQ =（1.21.3）F ；取FQ =1.3FF =1000Pc/v =1586.7NFQ =2062.8N取Z1 =23取Z2=95取Lp=142節(jié)選用10A單排鏈五 齒傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果一 齒輪的設(shè)計(jì)1.選擇齒輪類(lèi)型，材料及齒數(shù)1)按圖所示的傳動(dòng)方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。2

8、)材料選擇：分析選擇小齒輪材料為45鋼（表面淬火），硬度為4050HRC，大齒輪材料為45鋼（表面淬火），硬度為4050HRC，二者材料選取一致。3)取小齒輪齒數(shù)為Z1=19，大齒輪齒數(shù)為Z2=4.5×19=85.5，取Z2=862.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算1）查得大、小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 FE=680MPa，大、小齒輪接觸疲勞極限Hlim =1150Mpa,最小安全系數(shù)SH=1,SF=1.25,彈性系數(shù)ZE=188.0,ZH=2.5,計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力:F1= F2=0.7FE/SF=380.8Mpa H1= H2=SHlim./SH=1150MPa2）計(jì)算載荷系數(shù)K齒輪按8級(jí)

9、精度制造。查表取載荷系數(shù)K=1.3，齒寬系數(shù)d=0.8，計(jì)算齒輪轉(zhuǎn)矩初選螺旋角實(shí)際傳動(dòng)比以及齒形系數(shù)。小齒輪上的轉(zhuǎn)矩 T1 = 9.55×106×（P/ n） = 1.77×104 N·mm初選螺旋角 = 15°齒形系數(shù) ZV1=Z1/(cos)3=21.08 ZV2=Z2/(cos)3=95.43查圖118得 YFa1=2.88 YFa2=2.23查圖119得 YSa1=1.57 YSa2= 1.783)計(jì)算大、小齒輪的并加以比較= 0.01187 = 0.01042故應(yīng)對(duì)小齒輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算法向模數(shù) mn = 1.38取mn= 24)計(jì)算

10、中心距a= 108.71mma圓整后取110mm5)按圓整后的中心距修正螺旋角= arcos= 17。2048”6)計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑d1=39.81mmd2=180.2mm7)計(jì)算齒輪寬度 b=dd1= 0.8×39.81= 31.848mm取b1= 32mm，b2= 37mm3.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)H1= ZEZHZ = 126.7MPa H1= 380.8MPa H2= ZEZHZ=111.23 MPa H2 = 380.8MPa 安全齒輪的圓周速度V= = 6.04 m/s對(duì)照表可知，選8級(jí)制造精度是合宜的。各參數(shù)如下圖項(xiàng)目結(jié)果齒數(shù)Z1=19Z2=86分度圓直徑d1=3

11、9.81mmd2= 180.2mm中心距a= 110mm齒輪寬度b1= 32mmb2= 37mm六 軸的計(jì)算計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果1. 計(jì)算各軸的最小直徑 根據(jù)公式 得： d113.5mm ;d222mm 考慮到第軸與聯(lián)軸器相接，第軸與齒輪相接，由于鏈輪和聯(lián)軸器是標(biāo)準(zhǔn)件，查表確定第軸最小徑為16mm; 第軸最小直徑為 24 mm2. 確定齒輪和軸承的潤(rùn)滑 計(jì)算齒輪圓周速度 =6.04m/s 齒輪采用油池潤(rùn)滑3. 軸材料的選擇 根據(jù)軸的受力分析查表15-1 選擇45鋼，正火處理4. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1) 高速軸擬訂軸上的零件裝配方案，根據(jù)受力分析選擇角接觸球軸承，根據(jù)最小直徑和安裝軸承蓋和齒輪的要求，初步

12、定軸長(zhǎng)和軸肩，軸端倒角為2×45°,各軸間處的倒角半徑為R4。選擇圓錐磙子軸承 30205 d = 25 mm D = 52mm B = 15 mm T=16.25mm。這根高速軸為齒輪軸，m = 2 z = 19,分度圓 d =40mm (2) 低速軸擬訂軸上的零件裝配方案，根據(jù)受力分析選擇角接觸球軸承，根據(jù)最小直徑和安裝軸承蓋和齒輪的要求，初步定軸長(zhǎng)和軸肩，軸端倒角為2×45°,各軸間處的倒角半徑為R4。選擇圓錐磙子軸承 30206 d = 35 mm D = 72 mm B = 17mm T=17.25由于D1和D4出需要裝配軸承，所以D1=D4=

13、30 mm ,與軸承內(nèi)壁配合。D3處為齒輪定位作用根據(jù)結(jié)構(gòu)定D3=36 mm。根據(jù)軸的最小直徑所以D6=22mm 與鏈輪配合。根據(jù)軸肩的要求D2=42 mm。根據(jù)齒寬B和軸承標(biāo)準(zhǔn)件的寬度以及箱座的的結(jié)構(gòu)，定L1=17mm;L2=10 mm;L3=33mm ;L4=30 mm; L5=53 mm ；總長(zhǎng)L = 200mm ；軸的公差:根據(jù)表18-5得，D2=42 H7/js6 D1=D4=30 H7/h6 D6=22H7/h6 ；以上配合都選用7級(jí)精度標(biāo)準(zhǔn)。即IT7。5.軸的校核（低速軸） 低速軸的圓周力 Ft=2T2d2=850N 徑向力 Fr=Fttanncos=320N 軸向力 Fa=Ft

14、tan=265N1)求垂直面的支承反力 F1V=FrL2-Fad22L= -180.7N F2V=Fr-F1V= 501N2)求水平面的支承反力 F1H=F2H=Ft2= 425N3）F力在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力 F1F=FKL= 3593N F2F=F+F1F= 5655N 外力F作用方向與鏈傳動(dòng)方向的布置有關(guān)，在具體布置尚未確定前，可按最不利的情況考慮4）繪垂直面的彎矩圖（軸的載荷分析圖） MaV=F2VL2= 17.5N·m M'aV=F1VL2= -6.3N·m5)繪水平面的彎矩圖（軸的載荷分析圖） MaH=F1HL2= 14.9N·m6）F力產(chǎn)生的彎矩圖

15、（軸的載荷分析圖） M2F=FK= 251.7 N·ma- a截面F力產(chǎn)生的彎矩為 MaF=F1FL2= 125.8 N·m7）求合成彎矩圖（軸的載荷分析圖） 考慮到最不利的情況，把MaF 與MaV2+MaH2直接相加 Ma=MaF+MaV2+MaH2= 148.8N·mM'a=MaF+M'aV2+MaH2= 142 N·m8）求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 T=Ftd22=76.5 N·m9）求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩由圖可見(jiàn)，a-a截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩為軸的載荷分析圖如下 Me=Ma2+(T)2如認(rèn)為軸的扭切應(yīng)力是脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力，取折合系數(shù)=0.

16、6，代入上式可得 Me=Ma2+(T)2= 155.7N·m10）計(jì)算危險(xiǎn)截面處的直徑軸的材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查的B= 650MPa,查的-1b= 60MPa,則d3Me0.1-1b= 29.6 mm考慮到鍵槽對(duì)軸的削弱，將d值加大5%，故 d= 1.05×29.6= 31mm < d3=36mm所以軸合格d1=16mmd2=20mmd3=25mmd4=30mmd6=25mmd1=30mmd2=42mmd3=36mmd4=30mmd5=26mmd6=22mmT2=76700N·mmd2=180mmn=20°=17.34°L=70mm

17、K=122mmF=2062.8 N 七 滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果分析低速軸上的受力情況，初選用圓錐滾子軸承302061.徑向力Fr1=FV12+FH12=461.3NFr2=FV22+FH22=657N2.內(nèi)部軸向力 查表有Y=1.6 FS1=FR1/2Y=144.2NFS2=FR2/2Y=205.3N3.軸向力由于FS1+Fa=409.6FS2所以軸向力為Fa1 =409.6; Fa2 =205.3N且軸承1緊壓，軸承2放松4.當(dāng)量載荷查表可知e=1.5tan15°=0.402由于Fa1/ Fr1=0.880.402 Fa2/ Fr2=0.310.402所以X1=0.4

18、Y1=0.4cot15°=1.49; X2=1 Y2=0故當(dāng)量動(dòng)載荷為 P1=X1 Fr1+ Y1 Fa1=794.8 N P2=X2 Fr2+ Y2 Fa2=657N5. 基本額定動(dòng)載荷Cr因軸的結(jié)構(gòu)要求兩端選擇同樣尺寸的軸承，今P1P2，故應(yīng)以軸承1的徑向當(dāng)量動(dòng)載荷P1為計(jì)算依據(jù)。因受中等沖擊載荷，查表有fp=1.5,工作溫度正常，查表有ft=1，所以Cr1=fp P1 (60n×Lh)/1061/3/ft=14.6KN查手冊(cè)可知，軸承的徑向基本額定動(dòng)載荷Cr=43.2KN。因?yàn)镃r1Cr。故選用30206軸承合適。由前面內(nèi)容可知FV1=180.7NFV2=501NFN

19、I=FH2=425NFa=265.4NLh=300×10×16=48000(h)八 鍵連接的選擇及校核計(jì)算計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果1高速軸上用于和聯(lián)軸器相配合的鍵軸徑d1=16mm,L1=50mm查手冊(cè)選用A型平鍵，得：鍵A 5×5×50 GB/T1096-2003 T1=17.75N·m h=5mm l=40mm根據(jù)課本得 p=4T1dhl =4×1775016×5×40 =22.19Mpa<p2低速軸上用于和鏈輪相配合的鍵軸徑d2=22mm L2=50mm 查手冊(cè)選用A型平鍵,得：鍵A 5×5×

20、50 GB/T1096-2003 T2=76.7Nm h=5mm l=40mm據(jù)課本得p=4T2dhl =4×7670022×5×40=69.7MPa<p3、輸出軸與大齒輪聯(lián)接用平鍵聯(lián)接軸徑d3=36mm L3=28mm T3=76.7Nm查手冊(cè)選用A型平鍵鍵12×8 GB1096-79l=L3-b=28-10=18mm h=8mm據(jù)課本得p=4T2dhl =4×7670036×8×18=59.2MPa<p由上可知，選用的鍵均符合條件A型平鍵 5×5 x50110MPaA型平鍵 5×5 x50110MPaA型平鍵10x8 x28=110Mpa九 聯(lián)軸器的選擇根據(jù)軸設(shè)計(jì)中的相關(guān)數(shù)據(jù)，查表8-5（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)），軸伸安裝聯(lián)軸器，考慮到該軸傳遞的扭矩較大，選用彈性柱銷(xiāo)聯(lián)器，選用聯(lián)軸器的型號(hào)為L(zhǎng)T2, 其主要參數(shù)如下：型號(hào)LT3公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩Tn/(N·m)31.5許用轉(zhuǎn)速n|鋼(r/min)6300軸孔直徑d1、d2、dz|鋼(mm)16、18、19軸孔長(zhǎng)度|Y型|L(mm)42軸孔長(zhǎng)度|J,J1,Z型|L1(mm)30軸孔長(zhǎng)度|J,J1,Z型|L(mm)42軸孔