機械設計課程設計帶式輸送機說明設計說明書

1、設計任務書2第一部分傳動裝置總體設計4第二部分V帶設計6第三部分各齒輪的設計計算9第四部分軸的設計13第五部分校核19第六部分主要尺寸及數(shù)據(jù)21設計任務書一、課程設計題目：設計帶式運輸機傳動裝置(簡圖如下)原始數(shù)據(jù):數(shù)據(jù)編號35710運輸機工作轉(zhuǎn)矩T/(N.m)690630760620運輸機帶速V/(m/s)0.80.90.750.9卷筒直徑D/mm320380320360工作條件：連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，工作時有輕微振動，使用期限為10年，小批量生產(chǎn)，單班制工作（8小時7天）。運輸速度允許誤差為±5%。二、課程設計內(nèi)容1）傳動裝置的總體設計。2）傳動件及支承的設計計算。3）減速器裝配圖及零件

2、工作圖。4）設計計算說明書編寫。每個學生應完成：1） 部件裝配圖一張（A1）。2） 零件工作圖兩張（A3）3） 設計說明書一份（60008000字）。本組設計數(shù)據(jù)：第三組數(shù)據(jù)：運輸機工作軸轉(zhuǎn)矩T/（N.m）690運輸機帶速V/（m/s）0J。卷筒直徑D/mm320。已給方案：外傳動機構為V帶傳動。減速器為兩級展開式圓柱齒輪減速器。第一部分傳動裝置總體設計傳動方案(已給定)1) 外傳動為V帶傳動。2) 減速器為兩級展開式圓柱齒輪減速器。3) 方案簡圖如下：二、該方案的優(yōu)缺點：該工作機有輕微振動，由于V帶有緩沖吸振能力，采用V帶傳動能減小振動帶來的影響，并且該工作機屬于小功率、載荷變化不大，可以采

3、用V帶這種簡單的結(jié)構，并且價格便宜，標準化程度高，大幅降低了成本。減速器部分兩級展開式圓柱齒輪減速，這是兩級減速器中應用最廣泛的一種。齒輪相對于軸承不對稱，要求軸具有較大的剛度。高速級齒輪常布置在遠離扭矩輸入端的一邊，以減小因彎曲變形所引起的載荷沿齒寬分布不均現(xiàn)象。原動機部分為Y系列三相交流異總體來講，該傳動方案滿足工作機的性能要求，適應工作條件、工作可靠，此外還結(jié)構簡單、尺寸緊湊、成本低傳動效率高結(jié)果計算與說明三、原動機選擇（Y系列三相交流異步電動機）工作機所需功率：Pw刈w=0.96（見課設P9）V_0.8二D-3.140.32=48R.,min傳動裝置總效率：na（見課設式2-4）n6.

4、月a12345678“=099n=0.99n=0.99n=0.97n=0.99n=097123456"7=0.99%=0.95（見課設表12-8）=0.990.990.990.970.990.970.990.95=0.85a電動機的輸出功率：Pd（見課設式2-1）Pd=PW='6&4.23Kw取p=5.5KPd085PdKwa選擇電動機為Y132M1-6型（見課設表19-1）技術數(shù)據(jù)：額定功率（Kw）_4滿載轉(zhuǎn)矩（以冶）960額定轉(zhuǎn)矩（N,m）2.0最大轉(zhuǎn)矩（Nm）Y132M1-6電動機的外型尺寸（mm：（見課設表19-3）A:216B:178C:89D:38E:80

5、F:10G:33H:132K:12AB:280AC:270AD:210HD:315BB:238L:235四、傳動裝置總體傳動比的確定及各級傳動比的分配總傳動比：ia（見課設式2-6）._nm_960ia：，=202、各級傳動比分配：（見課設式2-7）iai2i3ia=20=2.623.072.5初定.=2.62i2=3.07i3=2.5第二部分V帶設計外傳動帶選為普通V帶傳動1、確定計算功率：Pca1）、由表5-9查得工作情況系數(shù)Ka=1.12）、由式5-23（機設）PJKApTE'k2、選擇V帶型號查圖5-12a（機設）選A型V帶。（1）、參考圖5-12a（機設）及表5-3（機設）選

6、取小帶輪直彳ddal=112mm業(yè):二H2（2）、驗算帶速（電機中心高符合要求）由式5-7（機設）V1二da1960二112601000601000563ms(3)、從動帶輪直徑da2da2=ida1=2.61112=293.24mm查表5-4(機設)取da2=280mm(4)、傳動比ida2280d1一布=2.5（5）、從動輪轉(zhuǎn)速9602.51380Rmin4.確定中心距a和帶長Ld（1）、按式（5-23機設）初選中心距0.7da1da2£a0、2da1da2274.4wa。£787取a。=700mm（2）、按式（5-24機設）求帶的計算基礎準長度L02二(dd1dd2)

7、L°=2a。萬(ddiddJd12d2_2二(280-112)=(2700-(112280)-)mm24700：1960mm查圖.5-7（機設）取帶的基準長度Ld=2000mm、按式（5-25機設）計算中心距：aLd-L02000-1960、a=a0L2L=(700)mm=7.20mm（4）、按式（5-26機設）確定中心距調(diào)整范圍amax=a+0.03Ld=(720+0.03m2000)mm=780mmamin=a-0.015Ld=(720-0.015M2000)mm=690mm5.驗算小帶輪包角0c1由式（5-11機設）d2一d1二.180-d2d160-166-120a6 .確定

8、V帶根數(shù)Z（1）、由表（5-7機設）查得dd1=112n1=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。=(1.001.18-1.00980-800(960-800)Kw=1.16Kw由表（5-10機設）查得P0=0.11Kw（3）、由表查得（5-12機設）查得包角系數(shù)k/0.96°、由表（5-13機設）查得長度系數(shù)KL=1.03（5）、計算V帶根數(shù)Z,由式（5-28機設）Z_Pca（P。'Po）KKl5.56一（1.160.11）0.961.034.49取Z=5根7

9、.計算單根V帶初拉力F0,由式（5-29）機設。F0=5002（空F0VZKa2-1）qv=160N由表5-5機設查得8 .計算對軸的壓力FQ由式（5-30機設）得：1160FQ：2ZF0sin-=（25160sin-）N=1588N9 .確定帶輪的結(jié)構尺寸，給制帶輪工作圖小帶輪基準直徑dd1=112mnSI用實心式結(jié)構。大帶輪基準直徑dd2=280mm采用孔板式結(jié)構，基準圖見零件工作圖。第三部分各齒輪的設計計算一、高速級減速齒輪設計（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，小齒輪調(diào)質(zhì)，均用軟齒

10、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=34X2.62=892 .設計計算。(1)設計準則，按齒面接觸疲勞強度計算，再按齒根彎曲疲勞強度校核。(2)按齒面接觸疲勞強度設計，由式(7-9),3ZHZzZE2KtlaxU±1d1t丫印】則uT1=9.55x106XP/n=9.55乂106X5.42/384=134794Nmm由圖(7-6)選取材料的接觸疲勞，極限應力為6HILim=5806HILin=560由圖7-7選取材料彎曲疲勞極陰應力6HILim=2306HILin=210應力循環(huán)次數(shù)

11、N由式(7-3)計算N1=60n,at=60x(8x360x10)=6.64乂109N2=N1/u=6.64X109/2.62=2.53X109由圖7-8查得接觸疲勞壽命系數(shù)；Zni=1.1Zn2=1.04由圖7-9查得彎曲；Yni=1Yn2=1由圖7-2查得接觸疲勞安全系數(shù)：Smin=1.4又Yst=2.0試選Kt=1.3由式(7-1)(7-2)求許用接觸應力和許用彎曲應力HlimZ638MPmZN1PaShmin!H21=FZN2=582MPaSHminF=£nYsTYNi=328KPaFminF2kgYTYN2=300MpaFmin將有關值代入式（7-9）得出=3/2行式三:6

12、5.10du貝UV1=(兀d1tn1/60X1000)=1.3m/s(Z1V1/100)=1.3x(34/100)m/s=0.44m/s查圖7-10得Kv=1.05由表7-3查和得KA=1.25.由表7-4查得KB=1.08.取Ka=1.05.貝UKH=KAKVKKa=1.42,修正1.42d1=d1*Tj=66.68mmM=d1/Z1=1.96mm由表7-6取標準模數(shù)：m=2mm(3)計算幾何尺寸d1=mz1=2<34=68mmd2=mz2=2x89=178mma=m(z1+z2)/2=123mmb=(|)ddt=1x68=68mm取b2=65mmb1=b2+10=753.校核齒根彎曲

13、疲勞強度由圖7-18查得，YFS1=4.1,YFS2=4.0取Ye=0.7由式(7-12)校核大小齒輪的彎曲強度(JF12K二3dZ1m21,371367841342234.10.7=40.53Mpa_LF11aFIYfs24.0YF=40.53=39.54Mpa<F2F1v41paYFS1fI二、低速級減速齒輪設計(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Z

14、1=34貝UZ2=Z1i=34X3,7=1042 .設計計算。(1)設計準則，按齒面接觸疲勞強度計算，再按齒根彎曲疲勞強度校核。(2)按齒面接觸疲勞強度設計，由式(7-9),一3ZHZZZE2Kt1aU-1d1t-tH1duT1=9.55x106XP/n=9.55乂106X5.20/148=335540Nmm由圖(7-6)選取材料的接觸疲勞，極限應力為6HILim=5806HILin=560由圖7-7選取材料彎曲疲勞極陰應力6HILim=2306HILin=210應力循環(huán)次數(shù)N由式(7-3)計算Ni=60nat=60乂148X(8乂360X10)=2.55乂109N2=N1/u=2.55X10

15、9/3.07=8.33X108由圖7-8查得接觸疲勞壽命系數(shù)；ZN1=1.1Zn2=1.04由圖7-9查得彎曲；Yni=1Yn2=1由圖7-2查得接觸疲勞安全系數(shù)：Smin=1.4又Yst=2.0試選Kt=1.3由式(7-1)(7-2)求許用接觸應力和許用彎曲應力Lm1=lmZN1=580MPaShmin!二H21=£mZN2=586MPaShmin|_F1linyYst、/_QQQIZcF1-_Yn1-328KPaSfminLF2丫、'2=300MPaFmin22KT1”=70.43mm將有關值代入式(7-9)得ZuZeZ)(工則V1=(兀d1tn1/60x1000)=0.

16、55m/s(Z1V1/100)=0.55x(34/100)m/s=0.19m/s查圖7-10得Kv=1.05由表7-3查和得KA=1.25.由表7-4查得KB=1.08.取Ka=1.05.則KH=KAKVKKa=1.377,修正d1=d1ti，Tj=71.8mmM=d1/Z1=2.11mm由表7-6取標準模數(shù)：m=2.5mm(3)計算幾何尺寸d1=mz1=2.5X34=85mmd2=mz2=2.5X104=260mma=m(z1+z2)/2=172.5mmb=dddt=1x85=85mm取b2=85mmb1=b2+10=953 .校核齒根彎曲疲勞強度由圖7-18查得，由si=4.1,YFs2=

17、4.0取Ye=0.7由式(7-12)校核大小齒輪的彎曲強度2K二21.37335540231342.54.10.7=127.9MPa£!-F11二:一FiY=127.9由于減速器傳遞的功率不大，對其重量和尺寸也無特殊要=124.8MPa<tFJYFS14.1PaF2總結(jié)：高速級z1=34z2=89m=2低速級z1=34z2=104m=2.5第四部分軸的設計高速軸的設計1 .選擇軸的材料及熱處理求故選擇常用材料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：D1minM=110皤=27mm

18、C3p=110D2min=nD3min=n=1103'=52mm,483.初選軸承1軸選軸承為60082軸選軸承為60093軸選軸承為6012根據(jù)軸承確定各軸安裝軸承的直徑為：D1=40mmD2=45mmD3=60mm4.結(jié)構設計(現(xiàn)只對高速軸作設計，其它兩軸設計略，結(jié)構詳見圖)為了拆裝方便，減速器殼體用剖分式，軸的結(jié)構形狀如圖所示.(1).各軸直徑的確定初估軸徑后，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40mm2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53mm5段裝軸承，直徑和1段

19、一樣為40mm4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4段為42mm6段應與密封毛氈的尺寸同時確定，查機械設計手冊，選用JB/ZQ4606-1986中d=36mm的毛氈圈，故取6段36mm7段裝大帶輪，取為32mm>dmin。(2)各軸段長度的確定軸段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2mml1=32mm2段應比齒輪寬略小2mm為l2=73mm3段的長度按軸肩寬度公式計算l3=1.4h;去l3=6mm4段：l4=109mml5和軸承6008同寬取l5=15mml6=55mm7段同大帶輪同寬，取l7=90mm其中l(wèi)4,l6是

20、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=159mmL3=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*63GB1096-1979及鍵10*80GB1096-1979。(4) .軸上倒角與圓角為保證6008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1*45。2mm根據(jù)標準GB6403.4-1986,軸的左右端倒角均為(5) 的受力分析(1)畫軸的受力簡圖(2)計算

21、支座反力Ft=2T1/d1=2128.6568二3784NFr=Fttg20。=3784x0.3639=1377NFQ=1588N在水平面上Fk=378452.5=966NFrh12l315352.5FR2H=Fr-FR1H=1377-966=411N在垂直面上H=137752.5=352NFR1V=l2I315352.5Fr2V=Ft-FR1V=1377-352=1025N(3)畫彎矩圖在水平面上，a-a剖面左側(cè)MAh=FR1Hl3=96652.5=50.715Nma-a剖面右側(cè)M，h=FR2H12=411153=62.88Nm在垂直面上MAv=M'AV=FR1Vl2=352<

22、153=53.856N合成彎矩，a-a剖面左側(cè)2222M，=MahMav=.50.71553.856=73-97Nma-a剖面右側(cè)''2'222Ma=MaHMav=62.8853.856=82.79Nm畫轉(zhuǎn)矩圖轉(zhuǎn)矩T=Ftd/2=3784X(68/2)=128.7Nm6 .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。若從疲勞強度考慮，a-a,b-b截面右側(cè)均有應力集中，且b-b截面處應力集中更嚴重，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

23、。7 .軸的彎扭合成強度校核60MPaL-nl=100MPa由表10-1查得-1b0ba=0b60100=0.6(1)a-a剖面左側(cè)W=0.1d3=0.1x443=8.5184m3M2(aT)27420.6128.72W8.5184=14.57MPa(2) b-b截面左側(cè)W=0.1d3=0.1X423=7.41m3b-b截面處合成彎矩Mb:Mb=M'12-42.5153-42.5=82.7952555=174Nm：M2+(aT)，1742+(。.6父128.72)W7.41=27MPa8.軸的安全系數(shù)校核：由表10-1查得=0.1/.(1)在a-a口=650MPa,；-300MPa,：

24、,=155MPaj=02jB二截面左側(cè)WT=0.2d3=0.2X443=17036.8mm3由附表10-1查得KcriKr1.63,由附表10-4查得絕對尺寸系數(shù)e0.81®=0.76；軸經(jīng)磨削加工,由附表10-5查得質(zhì)量系數(shù)P=1.0.則彎曲應力M73.97W8.5184=8.68MPa應力幅C,=8.68MPa平均應力m=0切應力128.77.57MPa17.0368T=757=3.79MPa22安全系數(shù)STKia30018.680.201.00.81二281.631.00.761553.790.13.79=18.22S=SS=28佃22=15.272222ScS2818.22查

25、表10-6得許用安全系數(shù)S=1.31.5,顯然S>S，故a-a(2)b-b截面右側(cè)抗彎截面系數(shù)w=0.1d3=0.1X533=14.887m3抗扭截面系數(shù)WT=0.2d3=0.2X533=29.775m3又Mb=174Wm,故彎曲應力Mb174W14.887=11.7MPa-b=11.7MPaabCTm=0切應力Wt128.74.32MPa29.775-=2.16MPa2由附表10-1查得過盈配合引起的有效應力集中系數(shù)K二=2.6,K=1.89,；二=0.81,；=0.76；=1.0/二=0.2J=0.1Sc-二300二37.742611.70.20m1.00.81=27.741551.

26、892.160.12.161.00.7637.7427.7422一2ScS37.7427.742=22.36顯然S>S,故b-b截面右側(cè)安全。(3) b-b截面左側(cè)WT=0.2d3=0.2X423=14.82m3b-b截面左右側(cè)的彎矩、扭矩相同。彎曲應力b二嗨二黑348MPaa-；一b=23.48MPa切應力二0Wt1287=8.68MPa14.82TT=4.34MPa2(D-d)/r=1r/d=0.05,由附表10-2查得圓角引起的有效應力集中系數(shù)Ka=1.48,Kr1.36o由附表10-4查得絕對尺寸系數(shù)名燈=0.83,名廣口78。又口=1.0¥0=0.2產(chǎn)0。貝1s=kZ

27、%：3001.48-23.480.20a廣m1.00.83=7.16S”1551.364.340.14.349am1.00.78=19.38=6.72S=ScS=7619.382222S二S7.1619.38顯然S>S，故b-b截面左側(cè)安全。第五部分校核高速軸軸承378452.5二966Nl21315352.5FR2H=Fr-FR1H=1377-966=411NFR1VFt-1312l3137752.515352.5-352NFw=Ft-Frix=1377-352=1025N軸承的型號為6008,Cr=16.2kN1) FA/COr=02) 計算當量動載荷Pr=fPXFRYFa查表得fP

28、=1.2徑向載荷系數(shù)X和軸向載荷系數(shù)Y為X=1,Y=0pr=fp(xFr+YfA=1.2X(1X352)=422.4N3) 驗算6008的壽命16667Lh3843、162003=2448486>28800<422.4J驗算右邊軸承式。鍵的校核_16667Lh一38431620031.2M1025)=99177.28800鍵110X8L=80GB1096-79則強度條件為2T/d仃n=plk2128.65/0.032=33.5MPa0.080.003+、八!一一1=110MPa查表許用擠壓應力一p所以鍵的強度足夠鍵212X8L=63GB1096-79則強度條件為2T/d2128.6

29、5/0.044=30.95MPalk0.0630.003110MPa查表許用擠壓應力一p所以鍵的強度足夠聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器選擇為TL8型彈性聯(lián)軸器GB4323-84減速器的潤滑1.齒輪的潤滑因齒輪的圓周速度12m/s,所以才用浸油潤滑的潤滑方高速齒輪浸入油里約0.7個齒高，但不小于10mm低速級齒輪浸入油高度約為1個齒高（不小于10mm,1/6齒輪2.滾動軸承的潤滑因潤滑油中的傳動零件（齒輪）的圓周速度VA1.52m/s所以采用飛濺潤滑，第六部分主要尺寸及數(shù)據(jù)箱體尺寸：箱體壁厚:=10mm箱蓋壁厚i=8mm箱座凸緣厚度b=15mm箱蓋凸緣厚度b1=15mm箱座底凸緣厚度b2=25mm地腳螺栓直

30、徑df=M16地腳螺栓數(shù)目n=4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d1=M12聯(lián)接螺栓d2的間距l(xiāng)=150mm軸承端蓋螺釘直徑d3=M8定位銷直徑d=6mmdf、d1、d2至外箱壁的距離C1=18mm18mm13mmdf、d2至凸緣邊緣的距離C2=16mm11mm軸承旁凸臺半徑R1=11mm凸臺高度根據(jù)低速軸承座外半徑確定外箱壁至軸承座端面距離L1=40mm大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離1=10mm齒輪端面與內(nèi)箱壁距離42=10mm箱蓋，箱座肋厚m1=m=7mm軸承端蓋外徑D2:凸緣式端蓋：D+(55.5)d3以上尺寸參考機械設計課程設計P17P21傳動比原始分配傳動比為：i1=2.62i2=3.07i3=2.5修正

31、后：i1=2.5i2=2.62i3=3.07各軸新的轉(zhuǎn)速為：n1=960/2.5=3.84n2=384/2.61=147n3=147/3.07=48各軸的輸入功率P1=pdi8.7=5.5X0.95X0.99=5.42P2=p1y6i5=5.42X0.97乂0.99=5.20P3=p2i4刀3=5.20X0.97乂0.99=5.00P4=p3i2y1=5.00X0.99X0.99=4.90各軸的輸入轉(zhuǎn)矩T1=9550Pdi1刀8刀7/nm=9550X5.5乂2.5乂0.95乂0.99=128.65T2=T1i2刀6刀5=128.65乂2.62乂0.97乂0.99=323.68T3=T2i3刀4

32、刀3=323.68乂3.07乂0.97乂0.99=954.25T4=T32211=954.23乂0.99乂0.99=935.26軸號功率p轉(zhuǎn)矩T轉(zhuǎn)速n傳動比i效率T電機5.52.09611軸015.4128.6382.50.9254425.2323.6142.620.9088635.0954.2483.070.9056工作機軸4.9935.24810.9068齒輪的結(jié)構尺寸兩小齒輪采用實心結(jié)構兩大齒輪采用復板式結(jié)構齒輪z1尺寸z=34d1=68m=2d=44b=75d1=68ha=ha*m=1區(qū)2=2mmhf=(ha*+c*)m=(1+0.25)x2=2.5mmh=ha+hf=2+2.5=4.5mmda=d1+2ha=68+2x2=72mmdf=d12hf=68-2X2.5=63p=兀m=6.28mms=兀m/2=3.14x2/2=3.14mme=兀m/2=3.14x2/2=3.14mmc=c*m=0.25x2=0.5mm齒輪z2的尺寸由軸可得d2=178z2=89m=2b=65d4=49ha=ha*m=1x2=2mmh=ha+hf=2+2.5=4