帶式運輸機的傳動裝置課程設(shè)計

1、姓 名：馬寧學 號： 20100520114班 級： 10機械本1 指導(dǎo)教師： 候順強 完成日期： 2012年12月22日機電工程學院課程設(shè)計 任務(wù)書題 目帶式運輸機的傳動裝置設(shè)計內(nèi)容及基本要求1、設(shè)計內(nèi)容：圖示如下，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，空載起動，使用期限10年，小批量生產(chǎn)，兩班制工作，運輸帶速度允許誤差±0.5%。2、已知條件： 輸送帶工作拉力發(fā)F=1.35KN；）；滾筒直徑D=300mm；滾筒效率（包括滾筒與軸承的效率損失）；3、設(shè)計要求：1）、每人單獨一組數(shù)據(jù)，要求獨立認真完成。2）、圖紙：減速器裝配圖紙一張（A1），零件工作圖三張（A3軸、箱體、箱蓋）。3）、課程設(shè)計計算

2、說明書一份。設(shè)計起止時間2012年12月10日 至 2012年12月22日學生簽名年 月 日指導(dǎo)教師簽名年 月 日目錄第一章 緒論1第二章 傳動方案擬定1第三章 電動機選擇1第四章 確定傳動裝置的總傳動比和分配級傳動比23333第五章 V帶的設(shè)計555156第六章 齒輪的設(shè)計計算66.1 齒輪材料和熱處理的選擇66899第七章 軸的設(shè)計計算107.1 軸的材料和熱處理的選擇10101111121314第八章 軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇158.1 軸承的選擇及校核1515151616161617第九章 密封和潤滑的設(shè)計171717第十章 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計17設(shè)計總結(jié)19參考文獻19機電工程學院機械設(shè)計課

3、程設(shè)計考核報告單2012-2013學年度第一學期期末選課課號：（2012-2013-1）-2005303-09431-1 批閱日期：年月 日姓名班級學號評分標準及得分評分標準滿分得分課程設(shè)計過程中學習認真，平時每個階段都能按進度要求完成任務(wù)，遵守紀律，每天都能按指導(dǎo)教師的要求在固定教室做設(shè)計。10設(shè)計過程表現(xiàn)出獨立的工作能力，能按老師布置的課程設(shè)計任務(wù)，獨立完成總體方案的設(shè)計，設(shè)計結(jié)構(gòu)正確。20設(shè)計計算說明書完整、符合標準要求，各部分的設(shè)計計算過程正確，校核合理。30設(shè)計圖紙繪制清晰、正確，各種技術(shù)要求、結(jié)構(gòu)尺寸表達清楚，裝配圖能夠清楚的表達各個零件之間的裝配關(guān)系。20答辯過程回答問題。要求對

4、老師提問問題能夠有條理的做出回答。20考核成績折合成績?nèi)握n教師簽名帶式運輸機的傳動裝置設(shè)計計算說明書第一章 緒論機械設(shè)計課程設(shè)計是進行減速器的設(shè)計計算，在設(shè)計計算中運用到了機械設(shè)計、機械制圖、材料力學、公差與互換性、機械原理等多門課程知識，并運用AUTOCAD軟件進行繪圖，因此是一個非常重要的綜合實踐環(huán)節(jié),也是一次全面的、 規(guī)范的實踐訓(xùn)練。通過這次訓(xùn)練，使我們在眾多方面得到了鍛煉和培養(yǎng)。第二章傳動方案擬定采用帶傳動與齒輪傳動的組合，即可滿足傳動比要求，同時由于帶傳動具有良好的緩沖，吸振性能，適應(yīng)大起動轉(zhuǎn)矩工況要求，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，使用維護方便。第三章電動機選擇電動機類型和結(jié)構(gòu)的選擇：選擇Y系

5、列三相異步電動機，此系列電動機屬于一般用途的全封閉自扇冷電動機，其結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，價格低廉，維護方便，適用于不易燃，不易爆，無腐蝕性氣體和無特殊要求的機械。 工作機的功率Pw總效率= =所需電動機功率確定電動機轉(zhuǎn)速卷筒工作轉(zhuǎn)速為：60×1000·V/（·D）=(60×1000×)/（300·）= r/min根據(jù)手冊推薦的傳動比合理范圍，取圓柱齒輪傳動一級減速器傳動比范圍=3。取帶傳動比= 。則總傳動比理論范圍為：。故電動機轉(zhuǎn)速的可選范為 Nd=× =(1624)×= r/min則符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有：750

6、、1000和1500r/min綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器傳動比，此選定電動機型號為Y132S-6第四章確定傳動裝置的總傳動比和分配級傳動比由選定的電動機滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機主動軸轉(zhuǎn)速n可得傳動裝置總傳動比=/n=/=960/=總傳動比等于各傳動比的乘積分配傳動裝置傳動比=×i （式中、i分別為帶傳動和減速器的傳動比） 分配各級傳動裝置傳動比根據(jù)表，取=2.8（普通V帶 i=24）因為：×i所以：i/傳動裝置的運動和動力設(shè)計將傳動裝置各軸由高速至低速依次定為軸，軸，.以及,，.為相鄰兩軸間的傳動比，.為相鄰兩軸的傳動效率，.為各軸的輸入功率 （

7、KW），.為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 （N·m）,.為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 （r/min）可按電動機軸至工作運動傳遞路線推算，得到各軸的運動和動力參數(shù)運動參數(shù)及動力參數(shù)的計算計算各軸的轉(zhuǎn)數(shù)：軸：=/=960/2.8=342.86 r/min軸：= / 14= r/min 卷筒軸：= 計算各軸的功率：軸： =× =×=3×0.96=（KW）軸： = ×= ×× =××=（KW）卷筒軸： = ·= ·· =××0.99=（KW）計算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩：電動機軸輸出轉(zhuǎn)矩為：=955

8、0·/nm=9550×3/960= N·m軸： = ··= ··=××0.96= N·m軸： = ··= ···=×4.14××= N·m卷筒軸輸入軸轉(zhuǎn)矩：= ··= N·m軸號功率P/kW-1)/(Nm) i電動軸960軸軸卷筒軸1第五章 V帶的設(shè)計選擇普通V帶型號由PC=KA·×3=（ KW）取A型V帶確定帶輪的基準直徑，并驗算帶速：則取小帶輪 d1=1

9、00mmd2=i·×100=280mm由表取d2=280mm 帶速驗算V=n1·d1·/（1000×60）=960×100·/（1000×60）=5.024 m/s介于525m/s范圍內(nèi)，故合適 確定帶長和中心距a：·（d1+d2）a02·（d1+d2）×（100+280）a02×（100+280）266a0760初定中心距a0=500 ，則帶長為 L0=2·a0+·（d1+d2）+（d2-d1）2/(4·a0)=2×500+·

10、;（100+280）/2+（280-100）2/(4×500)=16 mm由表選用Ld=1400 mm的實際中心距 a=a0+(Ld-L0)/2=500+(1400-16)/2=39 mm驗算小帶輪上的包角11=180-(d2-d1)× =180-(280-100)×=15>90合適確定帶的根數(shù)Z=PC/（(P0+P0)·KL·K）=/（0.95+0.11）××0.95）= 故要取4根A型V帶計算軸上的壓力由初拉力公式有 F0= =作用在軸上的壓力=2zF0sin(/2) =2×4××si

11、n(/2)=1 N第六章 齒輪的設(shè)計計算 齒輪材料和熱處理的選擇小齒輪選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB236 大齒輪選用45號鋼，正火處理，HB190按照接觸強度初步設(shè)計齒輪主要尺寸 由機械零件設(shè)計手冊查得,SHlim = 1u=/ 由機械零件設(shè)計手冊查得 ZN1 = ZN2 = 1 YN1 = YN2 由小齒輪的轉(zhuǎn)矩T1=9550P1/n1=9550×選載荷系數(shù)K計算尺數(shù)比=4.14選擇齒寬系數(shù) 根據(jù)齒輪為軟齒輪在兩軸承間為對稱布置。查機械原理與機械零件教材中表得，取1計算小齒輪分度圓直徑766=確定齒輪模數(shù)ma=× m =(0.0070.02)a = (0.0070.02)

12、× 取m=2確定齒輪的齒數(shù)和 取 Z1 = 30=× 取 Z2 = 124實際齒數(shù)比齒數(shù)比相對誤差 <±2.5% 允許計算齒輪的主要尺寸中心距 齒輪寬度 B1 = B2 + (510) = 6570(mm) 取B1 =67 (mm)計算圓周轉(zhuǎn)速v并選擇齒輪精度查表應(yīng)取齒輪等級為9級齒輪彎曲強度校核由式子知兩齒輪的許用彎曲應(yīng)力計算兩齒輪齒根的彎曲應(yīng)力由機械零件設(shè)計手冊得=2.63 比較的值/=2.63/244=0.0108>/計算大齒輪齒根彎曲應(yīng)力為齒輪的彎曲強度足夠齒輪幾何尺寸的確定齒頂圓直徑 由機械零件設(shè)計手冊得 h*a =1 c*齒距 P = 2&

13、#215;3.14=6.28(mm)齒根高 齒頂高 齒根圓直徑齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計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)大齒輪的關(guān)尺寸計算如下：軸孔直徑 d=55輪轂直徑 ×55=88mm輪轂長度 輪緣厚度 0 = (34)m = 68mm 取 =8輪緣內(nèi)徑 =-2h-2=252-2××8= 227mm取 = 225mm×60=18mm 取c=20mm腹板中心孔直徑=0.5(+)=0.5(88+225)=腹板孔直徑=0.25（-）=0.25（225-88）=取=30mm×2=1第七章 軸的設(shè)計計算 軸的材料和熱處理的選擇由機械零件設(shè)計手

14、冊中的圖表查得選45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB217255=650MPa =360MPa =280MPa軸幾何尺寸的設(shè)計計算按照扭轉(zhuǎn)強度初步設(shè)計軸的最小直徑選用45#調(diào)質(zhì)，硬度217255HBS軸的輸入功率為= KW轉(zhuǎn)速為=342.86 r/min主動軸=c=115=23.38從動軸=c=115=3考慮鍵槽=23.38×1.05=24.549考慮鍵槽=3×1.05=38.766選取標準直徑=25mm選取標準直徑=39mm軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計主動軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計確定軸各段直徑和長度從大帶輪開始右起第一段，由于帶輪與軸通過鍵聯(lián)接，則軸應(yīng)該增加5%，取D1=30mm，又帶輪的寬度 B=（Z-1）&

15、#183;e+2·f =（3-1）×18+2×8=52 mm 則第一段長度L1=60mm右起第二段直徑取D2=38mm根據(jù)軸承端蓋的裝拆以及對軸承添加潤滑脂的要求和箱體的厚度，取端蓋的外端面與帶輪的左端面間的距離為30mm，則取第二段的長度L2=70mm右起第三段，該段裝有滾動軸承，選用深溝球軸承，則軸承有徑向力，而軸向力為零，選用6208型軸承，其尺寸為d×D×B=40×80×18，那么該段的直徑為D3=40mm，長度為L3=20mm右起第四段，為滾動軸承的定位軸肩,其直徑應(yīng)小于滾動軸承的內(nèi)圈外徑，取D4=48mm，長度取

16、L4= 21mm右起第五段，該段為齒輪軸段，由于齒輪的齒頂圓直徑為66mm，分度圓直徑為60mm，齒輪的寬度為65mm，則，此段的直徑為D5=66mm，長度為L5=65mm右起第六段，為滾動軸承的定位軸肩,其直徑應(yīng)小于滾動軸承的內(nèi)圈外徑，取D6=48mm長度取L6= 10mm右起第七段，該段為滾動軸承安裝出處，取軸徑為D7=40mm，長度L7=18mm主動軸的強度校核圓周力 =2000×/60=N徑向力 =tan=×tan20°= N由于為直齒輪，軸向力=0根據(jù)軸承支反力的作用點以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立力學模型。 水平面的支反力：=Ft/2 = N 垂

17、直面的支反力：由于選用深溝球軸承則Fa=0那么= =Fr×= N 右起第四段剖面C處的彎矩： 水平面的彎矩：MC=×62= Nm 垂直面的彎矩：MC1= MC2=×62= Nm 合成彎矩： T= Ft×d1/2= Nm 因為是單向回轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán)，軸的應(yīng)力計算：前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表得-1=60Mpa，因此<-1，故安全從動軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計確定軸各段直徑和長度從聯(lián)軸器開始右起第一段，由于聯(lián)軸器與軸通過鍵聯(lián)接，則軸應(yīng)該增加5%，取45mm，根據(jù)計算轉(zhuǎn)矩TC=KA×T×=Nm，查標準GB/T 50142003，選用

18、LX2型彈性柱銷聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器長度為l1=82mm,軸段長L1=82mm右起第二段，考慮聯(lián)軸器的軸向定位要求，該段的直徑取52mm,根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器左端面的距離為30mm，故取該段長為L2=74mm右起第三段，該段裝有滾動軸承，選用深溝球軸承，則軸承有徑向力，而軸向力為零，選用6211型軸承，其尺寸為d×D×B=55×100×21，那么該段的直徑為55mm，長度為L3=36右起第四段，該段裝有齒輪，并且齒輪與軸用鍵聯(lián)接，直徑要增加5%，大齒輪的分度圓直徑為270mm，則第四段的直徑取60mm,齒輪

19、寬為b=60mm，為了保證定位的可靠性，取軸段長度為L4=58mm右起第五段，考慮齒輪的軸向定位,定位軸肩，取軸肩的直徑為D5=66mm ,長度取L5=10mm右起第六段，考慮直徑為D5=60mm ,長度取L5=10mm右起第七段，該段為滾動軸承安裝出處，取軸徑為D6=55mm，長度L6=21mm主動軸的強度校核圓周力 =2000×/248=N徑向力 =tan=×tan20°= N由于為直齒輪，軸向力=0根據(jù)軸承支反力的作用點以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立力學模型。水平面的支反力：RA=RB=Ft/2 = N垂直面的支反力：由于選用深溝球軸承則Fa=0那么=

20、 =Fr×= N右起第四段剖面C處的彎矩：水平面的彎矩：MC=×62= Nm垂直面的彎矩：MC1= MC2=RA×62= Nm合成彎矩：T= Ft×d2/2= Nm因為是單向回轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán)，軸的應(yīng)力計算：前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表得-1=60Mpa，因此<-1，故安全第八章 軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇 軸承的選擇及校核考慮軸受力較小且主要是徑向力，故選用深溝球軸承主動軸承根據(jù)軸頸值查機械零件設(shè)計手冊選擇主動軸承6208 2個（GB/T276-1993）從動軸承6211 2個（GB/T276-1993）輸入軸的軸承設(shè)計計算 因該軸承在

21、此工作條件下只受到Fr徑向力作用，所以P=Fr=N根據(jù)條件，軸承預(yù)計壽命Lh10×365×16=58400小時深溝球軸承6208，40×80×18基本額定功負荷=KN =1 =3=預(yù)期壽命足夠此軸承合格輸出軸的軸承設(shè)計計算因該軸承在此工作條件下只受到Fr徑向力作用，所以P=Fr=N深溝球軸承6211，55×100×21基本額定功負荷=KN =1 =3=預(yù)期壽命足夠此軸承合格鍵的選擇計算及校核輸入軸與大帶輪聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接此段軸徑d1=30mm,L1=50mm·m 查手冊得，選用A型平鍵，得：鍵 8×7 GB1096

22、-79 L=L1-b=50-8=42mm 取L=40 h=7mmp=4 ·T/(d·h·L)=4××1000/（30×7×42）=Mpa < R (110Mpa)輸出軸與齒輪2聯(lián)接用平鍵聯(lián)接軸徑d3=60mm L3=58mm =Nm 選用A型平鍵鍵18×11 GB1096-79l=L3-b=60-18=42mm 取L=40 h=11mmp=4·T/（d·h·l）=4××1000/（60×11×42）=Mpa < p (110Mpa)輸

23、入軸與聯(lián)軸器聯(lián)采用平鍵聯(lián)接軸徑d2=45mm L2=82mm =Nm查手冊 選A型平鍵 鍵14×9 GB1096-79l=L2-b=82-14=68mm 取L=63 h=9mm p=4 ·/（d·h·l）=4××1000/（45×9×68） = Mpa < p (110Mpa)聯(lián)軸器的選擇由于減速器載荷平穩(wěn)，速度不高，無特殊要求，考慮拆裝方便及經(jīng)濟問題，選用彈性柱銷聯(lián)軸器=9550=9550×=選用LX3型彈性柱銷聯(lián)軸器，其額定轉(zhuǎn)矩T=1250Nm, 許用轉(zhuǎn)速n=4700r/m ,軸孔長度L=82，

24、故符合要求。第九章密封和潤滑的設(shè)計密封由于選用的電動機為低速，常溫，常壓的電動機則可以選用毛氈密封。毛氈密封是在殼體圈內(nèi)填以毛氈圈以堵塞泄漏間隙，達到密封的目的。毛氈具有天然彈性，呈松孔海綿狀，可儲存潤滑油和遮擋灰塵。軸旋轉(zhuǎn)時，毛氈又可以將潤滑油自行刮下反復(fù)自行潤滑。潤滑m3。齒輪潤滑選用50號工業(yè)齒輪。對于滾動軸承來說，由于傳動件的速度不高，且難以經(jīng)常供油，所以選用潤滑脂潤滑。這樣不僅密封簡單，不宜流失，同時也能形成將滑動表面完全分開的一層薄膜。軸承潤滑選用2L3型潤滑脂。第十章箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計窺視孔和窺視孔蓋在減速器上部可以看到傳動零件嚙合處要開窺視孔，以便檢查齒面接觸斑點和赤側(cè)間隙，了解嚙合

25、情況。潤滑油也由此注入機體內(nèi)。窺視孔上有蓋板，以防止污物進入機體內(nèi)和潤滑油飛濺出來。放油螺塞減速器底部設(shè)有放油孔，用于排出污油，注油前用螺塞賭注。油標油標用來檢查油面高度，以保證有正常的油量。油標有各種結(jié)構(gòu)類型，有的已定為國家標準件。通氣器減速器運轉(zhuǎn)時，由于摩擦發(fā)熱，使機體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，導(dǎo)致潤滑油從縫隙向外滲漏。所以多在機蓋頂部或窺視孔蓋上安裝通氣器，使機體內(nèi)熱漲氣自由逸出，達到集體內(nèi)外氣壓相等，提高機體有縫隙處的密封性能。啟蓋螺釘機蓋與機座結(jié)合面上常涂有水玻璃或密封膠，聯(lián)結(jié)后結(jié)合較緊，不易分開。為便于取蓋，在機蓋凸緣上常裝有一至二個啟蓋螺釘，在啟蓋時，可先擰動此螺釘頂起機蓋。在軸承端蓋上也可以安裝啟蓋螺釘，便于拆卸端蓋。對于需作軸向調(diào)整的套環(huán)，如裝上二個啟蓋螺釘，將便于調(diào)整。定位銷 為了保證軸承座孔的安裝精度，在機蓋和機座用螺栓聯(lián)結(jié)后，鏜孔之前裝上兩個定位銷，孔位置盡量遠些。如機體結(jié)構(gòu)是對的，銷孔位置不應(yīng)該對稱布置。調(diào)整墊片調(diào)整