機械工程基礎課程設計皮帶+一級減速箱14年

1、 已知工作機皮帶輪的工作數(shù)據(jù)，試選用電機，并設計已知工作機皮帶輪的工作數(shù)據(jù)，試選用電機，并設計皮帶輪傳動、單級減速裝置滿足工作機的需要。要求設計皮帶輪傳動、單級減速裝置滿足工作機的需要。要求設計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)合理，價格合理。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)合理，價格合理。設計帶式運輸機傳動裝置設計帶式運輸機傳動裝置電機減速箱帶式運輸機聯(lián)軸器此處應加皮帶輪傳動此處應加皮帶輪傳動已知工作機皮帶輪的工作數(shù)據(jù)，試選用電機，并設計皮帶輪傳動、已知工作機皮帶輪的工作數(shù)據(jù)，試選用電機，并設計皮帶輪傳動、單級減速裝置滿足工作機的需要。要求設計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)合理，價格合單級減速裝置滿足工作機的需要。要求設計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)合理，價格合理。理。工作條件：原

2、動機為電動機，齒輪單向傳動，有輕微沖擊，工作時工作條件：原動機為電動機，齒輪單向傳動，有輕微沖擊，工作時間間10年，每年按年，每年按300天計，單班工作（每班天計，單班工作（每班8小時）。小批量生產(chǎn)運小時）。小批量生產(chǎn)運輸帶允許誤差輸帶允許誤差5%。，數(shù)據(jù)分組12345678910運輸帶工作拉力F（kN）2.12.22.32.42.52.62.71.81.92.0運輸帶工作速度v(m.s-1)1.61 1.62 1.63 1.64 1.551.56 1.571.581.59 1.60卷筒直經(jīng)D/mm350350 350300300300250250250240原始數(shù)據(jù)（按學號尾數(shù)各選一組數(shù)據(jù)）

3、原始數(shù)據(jù)（按學號尾數(shù)各選一組數(shù)據(jù)）設計帶式運輸機傳動裝置設計帶式運輸機傳動裝置帶式運輸機傳動裝置結(jié)構(gòu)實體電機減速箱帶式運輸機聯(lián)軸器此處應加皮帶輪傳動此處應加皮帶輪傳動一級齒輪減速箱一級齒輪減速箱帶傳動帶傳動帶式運輸機傳動示意圖帶式運輸機傳動示意圖電機電機帶傳動帶傳動單級齒輪減速器單級齒輪減速器鏈傳動鏈傳動運輸帶運輸帶I 軸軸II 軸軸F VD聯(lián)軸器聯(lián)軸器滾筒滾筒設計的內(nèi)容n1.傳動方案的分析與擬定n2.電動機的選擇與傳動裝置運動和動力參數(shù)的計算n3.傳動件（如齒輪傳動、帶傳動的設計）n4.軸的設計n5.軸承及其組合部件的設計n6.鍵聯(lián)接和聯(lián)軸器的選擇與校核n7.箱體、機架及附件的設計n8.裝配

4、圖和零件圖的設計與繪制n9.設計計算說明書的編寫1 1、選擇電動機、選擇電動機2 2、傳動比分配、傳動比分配3 3、計算各軸的轉(zhuǎn)速、計算各軸的轉(zhuǎn)速4 4、計算各軸的轉(zhuǎn)矩、計算各軸的轉(zhuǎn)矩6 6、齒輪傳動設計、齒輪傳動設計9 9、繪制裝配圖和零件圖、繪制裝配圖和零件圖7 7、軸及軸類零件的設計與選擇、軸及軸類零件的設計與選擇1010、設計計算說明書的編寫、設計計算說明書的編寫5 5、帶傳動設計、帶傳動設計8.8.鍵聯(lián)接的選擇及校核計算鍵聯(lián)接的選擇及校核計算1 1、選擇電動機、選擇電動機（1）確定工作機功率kwFVP0 . 3100075. 040001000工作(2) 原動機功率總總工工作作電電機

5、機 PP電機（原動機）電機（原動機）帶傳動帶傳動單級齒輪單級齒輪減速器減速器鏈傳鏈傳動動運輸帶（工作機）運輸帶（工作機）I 軸軸II 軸軸F VD聯(lián)軸器聯(lián)軸器滾筒滾筒總總 電機到工作機之間的總效率滾筒聯(lián)軸器齒輪軸承帶總296. 094. 0帶帶 995. 098. 0軸軸承承 99. 096. 0齒齒輪輪 96. 0滾滾筒筒 聯(lián)聯(lián)軸軸器器 根據(jù)課程設計指導書或設計手冊選取，一般取根據(jù)課程設計指導書或設計手冊選取，一般取中間值中間值。99. 0聯(lián)軸器滾筒滾筒總總電動機電動機nin 齒輪帶總iii42 帶帶i普通V帶5 .1263齒輪i單級齒輪減速器min 78.4730075. 01000601

6、00060rDvn滾筒246)63()42(總ir/min 7 .11467 .286電動機n滾滾筒筒電電動動機機總總總總傳傳動動比比nni :根據(jù)電動機的功率和轉(zhuǎn)速范圍選擇合適的電動機。根據(jù)電動機的功率和轉(zhuǎn)速范圍選擇合適的電動機。(3) 確定電動機轉(zhuǎn)速電機（原動機）電機（原動機）帶傳動帶傳動單級齒輪單級齒輪減速器減速器鏈傳鏈傳動動運輸帶（工作機）運輸帶（工作機）I 軸軸II 軸軸F VD聯(lián)軸器聯(lián)軸器滾筒滾筒2 2、傳動比分配、傳動比分配齒輪帶ii原則：原則： 各級傳動比應在合理的范圍內(nèi)： 各級傳動尺寸協(xié)調(diào)，傳動比應滿足：42 帶帶i63 齒輪齒輪i48. 71 .48360滾筒電動機總nni

7、(設選定電機為360r/min) 4 . 3 , 2 . 2 齒輪帶可取ii3 3、計算各軸的轉(zhuǎn)速、計算各軸的轉(zhuǎn)速I軸n I=min/ rin帶電動機II軸n II=min/ riin齒輪帶電動機注意：注意： II軸設計輸出轉(zhuǎn)速與所要求的轉(zhuǎn)速不符，但誤差在軸設計輸出轉(zhuǎn)速與所要求的轉(zhuǎn)速不符，但誤差在以內(nèi)即可滿足工程要求。以內(nèi)即可滿足工程要求。電機（原動機）電機（原動機）帶傳動帶傳動單級齒輪單級齒輪減速器減速器鏈傳鏈傳動動運輸帶（工作機）運輸帶（工作機）I 軸軸II 軸軸F VD聯(lián)軸器聯(lián)軸器滾筒滾筒計算公式：計算公式：Nm 9550iiinpT 各軸功率：各軸功率：kwp 7763. 帶電動機 I

8、kwp 6453. 齒輪軸承帶電動機 II注意：注意：電機的額定功率為電機的額定功率為4kw，而工作時輸出的功率為，而工作時輸出的功率為3.95kw,則在計算轉(zhuǎn)矩時應按則在計算轉(zhuǎn)矩時應按3.95kw。電機電機帶傳動帶傳動單級齒輪單級齒輪減速器減速器鏈傳鏈傳動動運輸帶運輸帶I 軸軸II 軸軸F VD聯(lián)軸器聯(lián)軸器滾筒滾筒4 4、計算各軸的轉(zhuǎn)矩、計算各軸的轉(zhuǎn)矩5、帶傳動設計、帶傳動設計 參照課本或設計手冊進行，可選擇普通V帶或窄V帶。應注意的問題：1、選定大、小帶輪后，、選定大、小帶輪后，i 帶帶可能與分配值不同，應采用新值?？赡芘c分配值不同，應采用新值。2、帶輪的中心距在、帶輪的中心距在40050

9、0之間選取。之間選取。3、帶的根數(shù)可以向上圓整，或向下圓整，但保證誤差在、帶的根數(shù)可以向上圓整，或向下圓整，但保證誤差在5%以內(nèi)以內(nèi)。4，各種參數(shù)在合理范圍，各種參數(shù)在合理范圍 設計內(nèi)容：1.整體設計：帶輪傳動形式，傳動比，中心距，張緊裝置2.帶型號（帶型，帶長，帶根數(shù)）3輪的各部分結(jié)構(gòu)尺寸，繪制大小輪結(jié)構(gòu)示意零件圖普通普通V帶的型號和基本尺寸帶的型號和基本尺寸普通普通V帶分為帶分為Y、Z、A、B、C、D、E七種型號七種型號壽命：壽命：107108次次V帶輪結(jié)構(gòu)帶輪結(jié)構(gòu)帶輪組成帶輪組成: 輪緣輪緣輪轂輪轂輪輻或腹輪輻或腹板板6 6、齒輪傳動設計、齒輪傳動設計已知小齒輪軸的輸入功率，小齒輪轉(zhuǎn)速，

10、傳動比，設計一對標準直齒圓柱齒輪傳動。輕載、工作平穩(wěn)。設計確定： 齒輪的精度、Z Z1 1 、 Z Z2 2 、 a 、m、 d d1 1 、 d d1 1 、 d da1 a1 、 d da2 a2 、 d df 1 f 1 、 d df 2 f 2 、 b b1 1 、 b b2 2 。7 7、軸及軸類零件的設計與選擇、軸及軸類零件的設計與選擇 要求設計第I 、II根軸，根據(jù)兩軸的轉(zhuǎn)矩初估軸徑。再根據(jù)減速器的結(jié)構(gòu)要求設計軸的結(jié)構(gòu)。要注意： 第I 根軸是否設計成齒輪軸，作用到II軸上的壓軸力按所給定的值計算。 軸承的選擇：同一根軸上的兩個軸承型號相同，根據(jù)軸徑選擇合適的鍵，進行強度校核。3n

11、pAd將常用材料的將常用材料的A值做成表值做成表11-1軸的材料軸的材料AQ235-A，20Q255，3545160-135135-118118-110110-10040Cr考慮了彎曲影響而降低的許用剪應力。362.01055.9A令Mp12202030304040521.既傳遞扭轉(zhuǎn)又承受彎曲軸的直徑既傳遞扭轉(zhuǎn)又承受彎曲軸的直徑336 2 . 01055. 9npd只受扭矩時只受扭矩時也可用此公式也可用此公式A取小值取小值7.1 軸的結(jié)構(gòu)設計估算直徑軸受彎曲強度時的強度條件為軸受彎曲強度時的強度條件為ZWM對實心軸對實心軸1 . 03dM得到得到33 1 . 0MBMd式中式中3 1 . 01

12、BB僅與材料有關可做成表僅與材料有關可做成表2.按彎曲強度估算軸的直徑按彎曲強度估算軸的直徑軸轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸不轉(zhuǎn)軸不轉(zhuǎn)Q235-A450.6300.5230.5670.472將常用材料的將常用材料的B值做成表值做成表軸的材料軸的材料轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸傳動軸傳動軸齒輪齒輪聯(lián)軸器聯(lián)軸器箱體內(nèi)壁箱體內(nèi)壁1.假設計算得到軸的最小直徑假設計算得到軸的最小直徑d=30， （與聯(lián)軸器配合段的直徑）（與聯(lián)軸器配合段的直徑）齒輪厚齒輪厚B=40,聯(lián)軸器厚聯(lián)軸器厚557.1 軸的結(jié)構(gòu)設計軸的結(jié)構(gòu)設計聯(lián)軸器與聯(lián)軸器與箱體外壁距離箱體外壁距離可查表可查表齒輪與與齒輪與與箱體內(nèi)壁距離箱體內(nèi)壁距離可查表（可查表（510）2.初定各段直徑

13、和長度初定各段直徑和長度d1、d2、L軸承厚軸承厚18內(nèi)徑內(nèi)徑d1=35齒輪內(nèi)徑齒輪內(nèi)徑D2=40d= 30 軸應設計成兩頭細，中間粗的階梯狀，軸徑按軸應設計成兩頭細，中間粗的階梯狀，軸徑按裝配順序依次變化，軸的前段直徑適當小于后段裝配順序依次變化，軸的前段直徑適當小于后段直徑，當零件往軸上裝配時就不致?lián)p壞配合面既直徑，當零件往軸上裝配時就不致?lián)p壞配合面既保證強度要求又使裝拆大為方便保證強度要求又使裝拆大為方便齒輪與箱體齒輪與箱體內(nèi)壁距離內(nèi)壁距離7軸的徑向尺寸確定軸的徑向尺寸確定7.1 軸的結(jié)構(gòu)設計軸的結(jié)構(gòu)設計1.箱體內(nèi)壁位置的確定箱體內(nèi)壁位置的確定H=1015mmA=b+2HA應圓整應圓整軸

14、的軸向尺寸確定軸的軸向尺寸確定2.軸承座端面位置的確定軸承座端面位置的確定C=+C1+C2+(510)mm-箱體壁厚箱體壁厚C1、C2-螺栓螺栓扳手空間扳手空間B=A+2CB應圓整應圓整3.軸承在軸承座孔中位置的確定軸承在軸承座孔中位置的確定 值盡量小值盡量小減小支點距離減小支點距離油潤滑時油潤滑時= (38)mm脂潤滑時脂潤滑時= (1015)mm4.軸的外伸長度的確定軸的外伸長度的確定(1)當軸端安裝彈性當軸端安裝彈性套柱銷聯(lián)軸器時套柱銷聯(lián)軸器時K值由聯(lián)軸器的型值由聯(lián)軸器的型號確定號確定(2)當使用凸緣式軸當使用凸緣式軸承蓋時承蓋時K值由連接值由連接 螺栓長螺栓長度確定度確定(3)當軸承蓋

15、與軸端當軸承蓋與軸端零件都不需拆卸時零件都不需拆卸時,一般取一般取K=5mm8mm1安裝齒輪安裝齒輪 2安裝軸套安裝軸套 3安裝軸承安裝軸承4安裝端蓋安裝端蓋及密封及密封5安裝安裝聯(lián)軸器聯(lián)軸器5.擬定軸上零件的裝配順序擬定軸上零件的裝配順序高速軸結(jié)構(gòu)及定位L支座反力計算距離兩齒輪對正兩齒輪對正小齒輪略寬小齒輪略寬減速箱內(nèi)壁減速箱內(nèi)壁對齊對齊兩對軸承兩對軸承大致一致大致一致轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸彎矩轉(zhuǎn)矩彎矩轉(zhuǎn)矩按彎扭合成強度計算按彎扭合成強度計算 由由 Tb合成彎矩合成彎矩22VHMMM(1).受力分析：受力分析：M + T7.2 軸軸 的的 強強 度度 計計 算算22)( TMMca當量彎矩當量彎矩ca：根

16、據(jù)轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定的折合系數(shù)根據(jù)轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定的折合系數(shù)將扭轉(zhuǎn)切應將扭轉(zhuǎn)切應力轉(zhuǎn)換成與彎曲應力變化特性相同的扭轉(zhuǎn)切應力。力轉(zhuǎn)換成與彎曲應力變化特性相同的扭轉(zhuǎn)切應力。 (2).轉(zhuǎn)軸的強度計算轉(zhuǎn)軸的強度計算1） 按彎扭合成強度計算按彎扭合成強度計算7.2 軸軸 的的 強強 度度 計計 算算3 . 0,11bb對于不變的轉(zhuǎn)矩6 . 0,01bb當轉(zhuǎn)矩脈動變化時11,1bb對于頻繁正反轉(zhuǎn)的軸強度條件（第三強度理論、當量應力）強度條件（第三強度理論、當量應力）13221 . 0)(dTMWMcaca 3122311 . 0)(1 . 0 TMMdca危險截面計算應力：危險截面計算應力：mm -1許用彎曲應力，

17、按材料查表許用彎曲應力，按材料查表(15-1) Mpa危險截面所需直徑：危險截面所需直徑： 危險截面的確定：危險截面的確定： 綜合軸上彎扭矩和軸直徑選擇一兩個截面綜合軸上彎扭矩和軸直徑選擇一兩個截面二、按彎扭合成強度計算二、按彎扭合成強度計算強度條件（第三強度理論、當量應力）強度條件（第三強度理論、當量應力）2214()ebb根據(jù)轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定的折合系數(shù)3 . 0,11bb對于不變的轉(zhuǎn)矩6 . 0,01bb當轉(zhuǎn)矩脈動變化時11,1bb對于頻繁正反轉(zhuǎn)的軸在計算截面上在計算截面上彎曲應力彎曲應力b=M/W 扭轉(zhuǎn)剪應力扭轉(zhuǎn)剪應力=T/WTSSSSSSca22mamaKSKS11 2） 按疲勞強度條件精

18、確校核計算按疲勞強度條件精確校核計算S許用安全系數(shù)許用安全系數(shù) 其值見其值見P366計算危險截面計算危險截面彎曲、扭轉(zhuǎn)應力彎曲、扭轉(zhuǎn)應力 計算危險截面疲勞強度的安全系數(shù)計算危險截面疲勞強度的安全系數(shù) 計算彎曲、扭轉(zhuǎn)疲勞的計算彎曲、扭轉(zhuǎn)疲勞的安全系數(shù)安全系數(shù)TWT WM危險截面：危險截面：載荷大直徑小載荷大直徑小有應力集中處有應力集中處簡化成簡支梁，簡化成簡支梁，力的作用點：彎矩、扭矩，簡化在中點，力的作用點：彎矩、扭矩，簡化在中點，支點：與軸承類型有關。支點：與軸承類型有關。(3). 軸的強度計算步驟軸的強度計算步驟1. 作軸的受力計算簡圖，求支反力作軸的受力計算簡圖，求支反力6. 強度計算強

19、度計算(轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸) 彎扭合成強度校核彎扭合成強度校核(一般軸一般軸) 疲勞強度疲勞強度(安全系數(shù)安全系數(shù))校核校核(重要軸重要軸)3.軸的強度計算步驟軸的強度計算步驟1. 作軸的受力計算簡圖，求支反力作軸的受力計算簡圖，求支反力2. 求作支反力及彎矩圖（求作支反力及彎矩圖（MH、MV圖）圖）3. 求作合成彎矩圖（求作合成彎矩圖（M圖）圖）4. 求作扭矩及扭矩圖（求作扭矩及扭矩圖（T圖）圖）5. 求作當量彎矩及當量彎矩圖（求作當量彎矩及當量彎矩圖（Me圖）圖）危險截面？危險截面？直徑小當量彎矩大的截面直徑小當量彎矩大的截面例題：例題： 1 .作計算簡圖，求輪齒上的作用力作計算簡圖，求輪齒上的作用

20、力 Ft=2T/d=21.83106/348=10500NNtg tgFFoontr39005112cos/2010500cos/ NtgtgFFota22805112105002 .求作支反力及彎矩圖求作支反力及彎矩圖 H面：RBH=FtC/(b+C)=10500180/(110+180) =6520NRCH=FtRBH=10500-6520=3980NM1H=RBHb=6520110=717000NmmcV面: RBV(b+C) FrCMa=0 RBV=(FrC+Fad/2)/(b+C)=3790N RCV=FrRBV=111N M1V=RBVb=3790110=416900Nmm M1V

21、=RCVC=111180=19980Nmm合成彎矩合成彎矩M：3.求作扭矩圖：求作扭矩圖：Nmm MMMVH82940012121 Nmm MMMVH71730012121 4.求作當量彎矩圖：求作當量彎矩圖：NmmTTMNmmMTMMNmmTMMBcacaca62512116221110098. 1)(10173. 7)(10376. 1)( 5 .求軸的直徑：求軸的直徑：-; -截面：截面：-截面截面: mmMdmmMdBcaca16.61)1 .0/(93.65)1 .0/(3123111 考慮有鍵槽，直徑加大3，故取d1=75mm，d2=65mm危險截面？危險截面？B8.8.鍵聯(lián)接的選

22、擇及校核計算鍵聯(lián)接的選擇及校核計算輸出軸與齒輪2聯(lián)接用平鍵聯(lián)接軸徑d2=51mm L2=50mm T=61.5Nm查手冊P51 選用A型平鍵鍵1610 GB1096-79l=L2-b=50-16=34mm h=10mm據(jù)課本P243式（10-5）得p=4T/dhl=46100/511034=60.3Mpa9.9.繪制裝配圖和零件圖繪制裝配圖和零件圖1、手繪畫出正式的高速軸、低速軸二軸的組合安裝定、手繪畫出正式的高速軸、低速軸二軸的組合安裝定位圖（俯視圖），采用位圖（俯視圖），采用3號圖紙。號圖紙。 2.計算機繪制并用計算機繪制并用4號紙打印下列圖：號紙打印下列圖： 繪制大齒輪零件圖一張，另外：

23、繪制大齒輪零件圖一張，另外： 學號為單號者繪制一張高速齒輪軸，學號為單號者繪制一張高速齒輪軸， 學號為雙號者繪制一張低速齒輪軸。學號為雙號者繪制一張低速齒輪軸。繪圖任務量10. 10. 設計說明書一份，不少于設計說明書一份，不少于2020頁。頁。繪制齒輪零件圖繪制齒輪零件圖一、齒輪軸(齠(tiao)輪軸)da二、實心式 d da a160160 三、腹板式d da a500400,400,鑄鋼或鑄鐵鑄鋼或鑄鐵d1.8dd1.8dS S ddSD0=0.5(D1+D2)d0=0.25(D2-D1)D2=da-10mnD1=1.6dSL=(1.21.5)dsdSdaD1D2D0d0bL1.選擇電動機:選定電機型號（一般為Y型）、結(jié)構(gòu)、功率、轉(zhuǎn)速。2.計算傳動裝置的總傳動比和分配各級傳動比。3.計算各軸轉(zhuǎn)速、功率及轉(zhuǎn)矩1. 皮帶各零件尺寸計算帶的類型、型號、大小輪直徑、中心距、帶的長度、根數(shù)、初拉力、和軸上的載荷。2.皮帶傳動裝置簡圖，皮帶輪零件圖簡圖1.設計計算齒輪傳動、蝸桿傳動的主要參數(shù)和尺寸。2.齒輪傳動傳動總體設計，繪制設計簡圖。3.齒輪強度計算及結(jié)構(gòu)設計，繪制設計簡圖。1.軸的強度計算及結(jié)構(gòu)設計，繪制設計簡圖。2.軸承的設計定位及選型