搖擺式輸送機(jī)設(shè)計

1、 1目 錄緒緒 論論.4一方案設(shè)計一方案設(shè)計.4二二. .電動機(jī)的選擇與計算電動機(jī)的選擇與計算.61.1.電動機(jī)類型的選擇.62.2.電動機(jī)功率的選擇.6三三. .傳動裝置的運動及動力參數(shù)的選擇及計算傳動裝置的運動及動力參數(shù)的選擇及計算.61.傳動比.62.各個軸的轉(zhuǎn)速計算.73. 各軸的輸入功率計算 .7四四.V.V 帶的設(shè)計計算帶的設(shè)計計算.71.1.計算功率 P PC C.72.2.選取 V V 帶型號.73 3.驗算帶速.74.4.從動帶輪直徑 .75.5.傳動比.86.6.從動輪轉(zhuǎn)速.87.7.確定中心距 和帶長.8a8.8.驗算小帶輪包角1.89.9.確定 V 帶根數(shù) Z.810.

2、10.計算單根 V 帶初拉力 F.91111計算對軸的壓力 FQ.91212確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸.9五五. .齒輪的設(shè)計計算齒輪的設(shè)計計算.91、高速級減速齒輪設(shè)計（直齒圓柱齒輪）.91、低速級減速齒輪設(shè)計（直齒圓柱齒輪）.11六六. .軸的直徑計算及校核軸的直徑計算及校核.131.高速軸的設(shè)計.132.中間軸的設(shè)計.193.低速軸的設(shè)計.20七七. .鍵連接的選擇及計算鍵連接的選擇及計算.211.高速軸.212.中間軸.21 23.低速軸.22八八. .滾動軸承的計算滾動軸承的計算.22九九. .潤滑和密封方式的選擇潤滑和密封方式的選擇.23十十. .箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和選擇箱體及附件的結(jié)構(gòu)

3、設(shè)計和選擇.231.箱體的選擇.232.箱體的結(jié)構(gòu)尺寸.23十一十一. .擺桿分析擺桿分析.27十二十二. .致謝致謝.29十三十三. .參考文獻(xiàn)：參考文獻(xiàn)：.29十四十四. .設(shè)計心得設(shè)計心得.30如需要完整文檔及 cad 圖等其他文件，請加球球：一九八五六三九七五五 3緒緒 論論1課題設(shè)計的目的課題設(shè)計的目的 機(jī)械畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生具有機(jī)械系統(tǒng)運動方案設(shè)計能力的技術(shù)基礎(chǔ)，它是機(jī)械原理課程的重要實踐環(huán)節(jié)，其目的在于系統(tǒng)地學(xué)習(xí)課本理論后，通過設(shè)計進(jìn)一步鞏固和加深學(xué)生的基本概念和基本知識，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決有關(guān)的具體機(jī)械所涉及的實際問題的能力，使學(xué)生對于機(jī)械的選型，運動方案的確定，運動學(xué)和動力學(xué)

4、的分析和設(shè)計有一個較完整的概念，并進(jìn)一步提高計算，分析，繪圖以及查閱和使用資料的綜合能力。一方案設(shè)計一方案設(shè)計1、機(jī)構(gòu)簡介 搖擺式輸送機(jī)是一種傳送材料用的礦山運輸機(jī)械，其機(jī)構(gòu)運動簡圖如圖。電動機(jī)通過二級圓錐圓柱齒輪減速器使曲柄回轉(zhuǎn)，再經(jīng)過六連桿機(jī)構(gòu)使輸料車作往復(fù)移動，放置在車上的物料借助摩擦力隨輸料槽一起運動。物料的輸送是利用機(jī)構(gòu)在某些位置輸料車8有相當(dāng)大的加速度，使物料在慣性力的作用下克服摩擦力而發(fā)生滑動，滑動的方向恒自左往右，從而達(dá)到輸送物料的目的搖擺式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖 4根據(jù)要求礦石重量 G（滑塊 5 的重量都可忽略不計） ，及其繞重心的轉(zhuǎn)動慣量 Jsi與輸?shù)V槽、礦物的重量 G6 、G

5、7；托滾 8 的半徑及其滾動摩擦系數(shù) f，和每小時運輸?shù)V石 540 噸的數(shù)據(jù)經(jīng)初步的計算和分析。確定各運動副中反作用力及曲柄上所需的平衡力矩，和一些桿件的基本參數(shù)。參考機(jī)械原理電算程序設(shè)計 （哈工大出版）第二章有關(guān)內(nèi)容。初定的一些數(shù)據(jù)為減速器的輸出轉(zhuǎn)速：48 轉(zhuǎn)/分鐘桿Lo1A長為：90 毫米桿LAB長為：302 毫米桿Lo2B長為：160 毫米桿Lo2C長為：270 毫米初定設(shè)計結(jié)構(gòu)方案為下圖初定設(shè)計結(jié)構(gòu)方案為下圖：搖擺式輸送機(jī)由電動機(jī)，減速器，絞鏈機(jī)構(gòu)，和拖扳組成，其中電動機(jī)與減速器之間由皮帶輪聯(lián)結(jié)傳動。電動機(jī)輸出軸上再加裝飛輪裝置使其工作平穩(wěn)。 5二二.電動機(jī)的選擇與計算電動機(jī)的選擇與計

6、算1.1.電動機(jī)類型的選擇電動機(jī)類型根據(jù)動力源和工作條件，選用 Y系列三相異步電動機(jī)2.2.電動機(jī)功率的選擇F=38300X0.F=38300X0.35=13405N 取拖動板和寬為0.3m，礦石高為0.15m根跟要求每小時540噸計算出礦石的平均速度為0.7m/s工作機(jī)所需要的有效功率： Pw=Fv/1000=13405X0.7=3.24（KW）傳動裝置總效率：（見課設(shè)式 2-4）a， 99. 0199. 0299. 0397. 0499. 05 97. 0699. 0795. 0876. 099. 094. 095. 099. 097. 099. 097. 099. 099. 099. 0

7、a Pd=Pw/ =3.24/0.76=4.23(KW) 根據(jù)JB3074-82 查選電動機(jī)。選用Y160M2-6，其額定功率為 5.5KW，滿載轉(zhuǎn)速nm=960r/min同步轉(zhuǎn)速V=1000r/min。再經(jīng)查表得：電動機(jī)的中心高H=198mm，外伸軸頸圍 42mm，軸外伸長度為 110mm。三.傳動裝置的運動及動力參數(shù)的選擇及計算1.傳動比 總傳動比：i總=n/ n12=960/48=20各級傳動比分配： iiiia321 5 . 207. 362. 220ia滑鉸鏈2487654321a 6 初定 62. 21i 07. 32i 5 . 23i2.各個軸的轉(zhuǎn)速計算 n1=nm/i1=366

8、.4r/min n2=n1/i2=119.3 r/min n3=n2/i3=47.7 r/min3. 各軸的輸入功率計算 P1=pd87 =5.50.950.99=5.42P2=p165=5.420.970.99=5.20P3=p243=5.200.970.99=5.00 P4=p321=5.000.990.99=4.90 四.V 帶的設(shè)計計算(本節(jié)所查表均出自機(jī)械設(shè)計華中理工大學(xué)出版社 2000版) 1.1.計算功率P PC C：據(jù)（表 410）取工況系數(shù)KA=1.1，則PC=KAP=5.68（KW） 2.2.選取V V帶型號：根據(jù)PC=5.65KW和nm=970r/min 查查圖5-12a

9、(機(jī)設(shè))選A型V帶。 。確定帶輪直徑 da1da2參考圖 5-12a（機(jī)設(shè)）及表 5-3（機(jī)設(shè)）選取小帶輪直徑 mmda1121 （電機(jī)中心高符合要求）Hda213 3.驗算帶速 由式 5-7（機(jī)設(shè)） smdnVa111163. 5100060112960100060 74.4.從動帶輪直徑 da2mmdidaa24.29311261. 212 查表 5-4（機(jī)設(shè)） 取mmda28025.5.傳動比 i 5 . 211228012ddaai6.6.從動輪轉(zhuǎn)速min3805 . 2960112Rinn7.7.確定中心距 和帶長aLd（1）、按式（5-23 機(jī)設(shè)）初選中心距 ddaddaaaa21

10、02127 . 0 7874 .2740a 取mma7000（2）、按式(5-24 機(jī)設(shè))求帶的計算基礎(chǔ)準(zhǔn)長度 L0mmmmddddaL1960)7004)112280()280112(27002(2)()(2222212100查圖.5-7(機(jī)設(shè))取帶的基準(zhǔn)長度 Ld=2000mm(3)、按式(5-25 機(jī)設(shè))計算中心距:a mmmmaLLad20. 7)219602000700(200(4)、按式（5-26 機(jī)設(shè)）確定中心距調(diào)整范圍 mmmmaLad780)200003. 0720(03. 0max mmmmaLad690)2000015. 0720(015. 0min8.8.驗算小帶輪包角

11、1 由式(5-11 機(jī)設(shè)) 8 12016660180121add9.9.確定 V 帶根數(shù)Z (1)、由表（5-7 機(jī)設(shè)）查得 dd1=112 n1=800r/min 及n1=980r/min 時，單根 V 帶的額定功率分呷為 1.00Kw 和 1.18Kw，用線性插值法求 n1=980r/min 時的額定功率 P0 值。 KwKwP16. 1)800960(80098000. 118. 100. 1 (0 (2)、由表（5-10 機(jī)設(shè)）查得P0=0.11Kw (3)、由表查得（5-12 機(jī)設(shè)）查得包角系數(shù)96. 0k (4)、由表(5-13 機(jī)設(shè))查得長度系數(shù) KL=1.03 (5)、計算

12、V 帶根數(shù) Z，由式（5-28 機(jī)設(shè)） 49. 403. 196. 0)11. 016. 1 (56. 5)(00KKPPPLcaZ 取 Z=5 根 10.10.計算單根 V 帶初拉力F0，由式（5-29）機(jī)設(shè)。 NqVZvKPFaca160) 15 . 2(50020 q 由表 5-5 機(jī)設(shè)查得1111計算對軸的壓力FQ，由式（5-30 機(jī)設(shè)）得 NNZFFQ1588)2160sin16052(2sin2101212確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸，給制帶輪工作圖 小帶輪基準(zhǔn)直徑 d1=112mm 采用實心式結(jié)構(gòu)。大帶輪基準(zhǔn)直徑d2=280mm，采用孔板式結(jié)構(gòu)，基準(zhǔn)圖見零件工作圖。五.齒輪的設(shè)計計算1、高

13、速級減速齒輪設(shè)計（直齒圓柱齒輪） 9(1).齒輪的材料，精度和齒數(shù)選擇，因傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高，材料按表 7-1 選取，都采用 45 號鋼，鍛選項毛坯，大齒輪、正火處理，小齒輪調(diào)質(zhì)，均用軟齒面。齒輪精度用 8 級，輪齒表面精糙度為 Ra1.6，軟齒面閉式傳動，失效形式為占蝕，考慮傳動平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多些，取 Z1=34 則 Z2=Z1 i=342.62=89 (2).設(shè)計計算。1)設(shè)計準(zhǔn)則，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計，由式（7-9） 31112uudKHtZZZdaEZHtT1=9.55106P/n=9.551065.42/384=13479

14、4 Nmm由圖（7-6）選取材料的接觸疲勞，極限應(yīng)力為 HILim=580 HILin=560由圖 7-7 選取材料彎曲疲勞極陰應(yīng)力 HILim=230 HILin=210應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N 由式（7-3）計算 N1=60n, at=60(836010)=6.64109 N2= N1/u=6.64109/2.62=2.53109 由圖 7-8 查得接觸疲勞壽命系數(shù)；ZN1=1.1 ZN2=1.04 由圖 7-9 查得彎曲 ；YN1=1 YN2=1 由圖 7-2 查得接觸疲勞安全系數(shù)：SFmin=1.4 又 YST=2.0 試選 Kt=1.3 由式(7-1)(7-2)求許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力

15、PZSaNHHmM6381minlim PZSaNHHHM5822minlim2PYSYaNFSTlinFFK3281min11 10 PYSYaNFSTlinFFM3002min22將有關(guān)值代入式(7-9)得 10.6512)(31221uudtHEUtTKZZZd 則 V1=(d1tn1/601000)=1.3m/s ( Z1 V1/100)=1.3(34/100)m/s=0.44m/s查圖 7-10 得 Kv=1.05 由表 7-3 查和得 K A=1.25.由表 7-4 查得K=1.08.取 K=1.05.則 KH=KAKVKK=1.42 ,修正 mmtdd68.663 . 142.

16、1311 M=d1/Z1=1.96mm 由表 7-6 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m=2mm3) 計算幾何尺寸d1=mz1=234=68mm d2=mz2=289=178mm a=m(z1z2)/2=123mm b=ddt=168=68mm 取 b2=65mm b1=b2+10=754).校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度由圖 7-18 查得，YFS1=4.1，YFS2=4.0 取 Y=0.7由式(7-12)校核大小齒輪的彎曲強(qiáng)度. 132321153.407 . 01 . 4234113678437. 122FadFPMmZK2121254.391 . 40 . 453.40FaFSFSFFPYYM1、低速級減速齒輪設(shè)計

17、（直齒圓柱齒輪）(1).齒輪的材料，精度和齒數(shù)選擇，因傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高，材料按表 7-1 選取，都采用 45 號鋼，鍛選項毛坯，大齒輪、正火處理，小 11齒輪調(diào)質(zhì)，均用軟齒面。齒輪精度用 8 級，輪齒表面精糙度為 Ra1.6，軟齒面閉式傳動，失效形式為占蝕，考慮傳動平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多些，取 Z1=34 則 Z2=Z1i=343.7=104(2).設(shè)計計算。設(shè)計準(zhǔn)則，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計，由式（7-9）31112uudKHtZZZdaEZHtT1=9.55106P/n=9.551065.20/148=335540 Nmm由圖（7-6）選取

18、材料的接觸疲勞，極限應(yīng)力為 HILim=580 HILin=560由圖 7-7 選取材料彎曲疲勞極陰應(yīng)力 HILim=230 HILin=210應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N 由式（7-3）計算 N1=60n at=60148(836010)=2.55109 N2= N1/u=2.55109/3.07=8.33108 由圖 7-8 查得接觸疲勞壽命系數(shù)；ZN1=1.1 ZN2=1.04 由圖 7-9 查得彎曲 ；YN1=1 YN2=1 由圖 7-2 查得接觸疲勞安全系數(shù)：SFmin=1.4 又 YST=2.0 試選 Kt=1.3 由式(7-1)(7-2)求許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力 PZSaNHHmM580

19、1minlim PZSaNHHHM5862minlim2PYSYaNFSTlinFFK3281min11 PYSYaNFSTlinFFM3002min22將有關(guān)值代入式(7-9)得 12 mmuudtHEUtTKZZZd43.7012)(31221 則 V1=(d1tn1/601000)=0.55m/s ( Z1 V1/100)=0.55(34/100)m/s=0.19m/s 查圖 7-10 得 Kv=1.05 由表 7-3 查和得 K A=1.25.由表 7-4 查得K=1.08.取 K=1.05.則 KH=KAKVKK=1.377 ,修正mmtdd8 .713 . 137. 1311 M=

20、d1/Z1=2.11mm 由表 7-6 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m=2.5mm(3) 計算幾何尺寸d1=mz1=2.534=85mm d2=mz2=2.5104=260mm a=m(z1z2)/2=172.5mm b=dt=185=85mm取 b2=85mm b1=b2+10=95(4).校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度由圖 7-18 查得，YFS1=4.1，YFS2=4.0 取 Y=0.7由式(7-12)校核大小齒輪的彎曲強(qiáng)度.13232119 .1277 . 01 . 45 . 234133554037. 122FadFPMmZK212128 .1241 . 40 . 49 .127FaFSFSFFPYYM總結(jié)：

21、高速級 z1=34 z2=89 m=2 低速級 z1=34 z2=104 m=2.5六.軸的直徑計算及校核1.高速軸的設(shè)計 13(1).選擇軸的材料及熱處理由于減速器傳遞的功率不大，對其重量和尺寸也無特殊要求故選擇常用材料 45 鋼,調(diào)質(zhì)處理.(2).初估軸徑按扭矩初估軸的直徑,查表 10-2,得 c=106 至 117,考慮到安裝聯(lián)軸器的軸段僅受扭矩作用.取 c=110 則:D1min=1103npc27mm38442. 53 D2min=1103npc36mm14820. 53D3min=1103npc52mm4800. 53(3).初選軸承1)軸選軸承為 62082)軸選軸承為 6209

22、3)軸選軸承為 6212根據(jù)軸承確定各軸安裝軸承的直徑為:D1=40mmD2=45mmD3=60mm(4).結(jié)構(gòu)設(shè)計(現(xiàn)只對高速軸作設(shè)計,其它兩軸設(shè)計略,結(jié)構(gòu)詳見圖)為了拆裝方便,減速器殼體用剖分式,軸的結(jié)構(gòu)形狀如圖所示.確定高速軸和各段直徑和長度1)初估軸徑后,句可按軸上零件的安裝順序,從左端開始確定直徑.該軸軸段 1 安裝軸承 6008,故該段直徑為 40mm。2 段裝齒輪，為了便于安裝，取 2 段為 44mm。齒輪右端用軸肩固定，計算得軸肩的高度為 4.5mm，取3 段為 53mm。5 段裝軸承，直徑和 1 段一樣為 40mm。4 段不裝任何零件，但考慮到軸承的軸向定位，及軸承的安裝，取

23、 4 段為 42mm。6 段應(yīng)與密封毛氈的尺寸同時確定，查機(jī)械設(shè)計手冊，選用 JB/ZQ4606-1986 中d=36mm 的毛氈圈，故取 6 段 36mm。7 段裝大帶輪，取為 32mmdmin 。2）各軸段長度的確定 14軸段 1 的長度為軸承 6008 的寬度和軸承到箱體內(nèi)壁的距離加上箱體內(nèi)壁到齒輪端面的距離加上 2mm，l1=32mm。2 段應(yīng)比齒輪寬略小 2mm，為l2=73mm。3 段的長度按軸肩寬度公式計算 l3=1.4h；去 l3=6mm，4 段：l4=109mm。l5 和軸承 6008 同寬取 l5=15mm。l6=55mm，7 段同大帶輪同寬，取 l7=90mm。其中 l4

24、，l6 是在確定其它段長度和箱體內(nèi)壁寬后確定的。于是，可得軸的支點上受力點間的跨距L1=52.5mm，L2=159mm，L3=107.5mm。3）.軸上零件的周向固定為了保證良好的對中性，齒輪與軸選用過盈配合 H7/r6。與軸承內(nèi)圈配合軸勁選用 k6，齒輪與大帶輪均采用 A 型普通平鍵聯(lián)接，分別為 16*63 GB1096-19794）.軸上倒角與圓角為保證 6208 軸承內(nèi)圈端面緊靠定位軸肩的端面，根據(jù)軸承手冊的推薦，取軸肩圓角半徑為 1mm。其他軸肩圓角半徑均為 2mm。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB6403.4-1986，軸的左右端倒角均為 1*45。(5).軸的受力分析 15畫軸的受力簡圖。計算支座反力

25、。Ft=2T1/d1=N37846865.1282Fr=Fttg20。=3784N13773639. 0FQ=1588N在水平面上FR1H=NlllFr9665 .521535 .523784323FR2H=Fr-FR1H=1377-966=411N在垂直面上FR1V=NlllFt3525 .521535 .521377323Fr2V=Ft- FR1V=1377-352=1025N畫彎矩圖 16在水平面上，a-a 剖面左側(cè) MAh=FR1Hl3=966 52.5=50.715Nma-a 剖面右側(cè) MAh=FR2Hl2=411 153=62.88 Nm在垂直面上 MAv=MAV=FR1Vl2=3

26、52153=53.856 Nm合成彎矩，a-a 剖面左側(cè)MMMAVAHa22mN 73.97856.532715.502a-a 剖面右側(cè)mN 82.79856.53288.6222 2 MMMaVaHa畫轉(zhuǎn)矩圖轉(zhuǎn)矩 3784（68/2）=128.7Nm2/dTFt(6).判斷危險截面顯然，如圖所示，a-a 剖面左側(cè)合成彎矩最大、扭矩為 T，該截面左側(cè)可能是危險截面；b-b 截面處合成灣矩雖不是最大，但該截面左側(cè)也可能是危險截面。若從疲勞強(qiáng)度考慮，a-a，b-b 截面右側(cè)均有應(yīng)力集中，且 b-b 截面處應(yīng)力集中更嚴(yán)重，故 a-a 截面左側(cè)和 b-b 截面左、右側(cè)又均有可能是疲勞破壞危險截面。(7

27、).軸的彎扭合成強(qiáng)度校核由表 10-1 查得 MPab601 MPab10006 . 01006001bba1)a-a 剖面左側(cè)3=0.1443=8.5184m3dW1 . 0=14.57 5184. 87 .12826 . 074)2(22WaTMeMPa 2）b-b 截面左側(cè)3=0.1423=7.41m3dW1 . 0 17b-b 截面處合成彎矩 Mb:=174 Nm5 .525 .4215379.825 .42Mb32llMa=27 41. 77 .12826 . 01742)2(2WaTMeMPa (8).軸的安全系數(shù)校核:由表 10-1 查得(1)在 a-a1 . 0,02,155,

28、300,65011MPaMPaMPaB截面左側(cè)WT=0.2d3=0.2443=17036.8mm3由附表 10-1 查得由附表 10-4 查得絕對尺寸系數(shù),63. 1, 1KK;軸經(jīng)磨削加工, 由附表 10-5 查得質(zhì)量系數(shù).76. 0,81. 00 . 1則彎曲應(yīng)力 MPaWMb68. 85184. 897.73應(yīng)力幅 MPaba68. 8平均應(yīng)力 0m切應(yīng)力 MPaTWTT57. 70368.177 .128MPaTma79. 3257. 72安全系數(shù)2802 . 068. 881. 00 . 113001maKS22.1879. 31 . 079. 376. 00 . 163. 1155

29、1maKS27.1522.18228222.182822SSSSS查表 10-6 得許用安全系數(shù)=1.31.5,顯然 S,故 a-a 剖面安全. S S1)b-b 截面右側(cè) 18抗彎截面系數(shù)3=0.1533=14.887m3dW1 . 0抗扭截面系數(shù) WT=0.2d3=0.2533=29.775 m3又 Mb=174 Nm,故彎曲應(yīng)力MPaWMbb7 .11887.14174MPaba7 .110m切應(yīng)力 MPaTWTT32. 4775.297 .128 MPaTma16. 22由附表 10-1 查得過盈配合引起的有效應(yīng)力集中系數(shù) 。 1 . 0, 2 . 0, 0 . 1,76. 0,81. 0,89. 1, 6 . 2KK則74.3702 . 07 .1181. 00 . 16 . 23001maKS74.2716. 21 . 016. 276. 00 . 189. 11551maKS36