帶式輸送機(jī)傳動裝置課程設(shè)計(jì)報告書

.一、設(shè)計(jì)題目m，運(yùn)輸帶工作速度0.9m/s,卷陽筒直徑:360mm.工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時有輕微震動，使用期限為8年，中等批量生產(chǎn)，兩班制工作，運(yùn)輸速度允許誤差±. 2、計(jì)算功率Pw=Fv/1000===3.1KwDn360機(jī)構(gòu)符號0.90n1齒輪傳動0.98n2滾動軸承 0.98n3聯(lián)軸器0.99n4卷筒傳動0.96n51323224512345所以P=P/η＝3.8kwdw確定轉(zhuǎn)速圏筒工作轉(zhuǎn)速n＝==47.77轉(zhuǎn)7.150(調(diào)質(zhì))所以電動機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍339.42390m)n1440總的轉(zhuǎn)動比:i=1==30.1n47.84e用以計(jì)算傳動裝置中各軸的功率。0軸(電動機(jī))輸入功率：P=P=5.5kw0e. 1軸(高速軸)輸入功率：P=Pn=5.50.92=5.06kw10120123301234軸(滾筒軸)的輸入功率:P=Pnn3n2nn=5.50.920.9820.9830.99×40123450.96=4.484kw算：0軸(電動機(jī))的輸入轉(zhuǎn)矩：P5.5T=9551050=955105=36.47103N·mm0.n.144001軸(高速軸)的輸入轉(zhuǎn)矩：P5.06T=9551051=955105=100.67103N·mm1.n.48012軸(中間軸)的輸入轉(zhuǎn)矩：P4.86T=9551052=955105=357.66103N·mm2.n.129.7323軸(低速軸)的輸入轉(zhuǎn)矩：P4.62T=9551053=955105=986.38103N·mm3.n.44.7334軸(滾筒軸)的輸入轉(zhuǎn)矩:P4.484T=9551054=95.5105=957.35103N·mm4.n44.734編號IV名稱軸低速軸卷筒軸轉(zhuǎn)速/(r/min)48044.7344.73轉(zhuǎn)矩/(N.mm)×104766×1059.8638×1059.5735×105W5.55.064.864.624.484. 四、三角帶的傳動設(shè)計(jì)確定計(jì)算功功率PAP=KP=1.25.5=6.6kwcaAe3．確定帶輪基準(zhǔn)直徑根據(jù)[2]式(8-15)，從動輪基準(zhǔn)直徑d。根據(jù)[2]表8-7取d=250mm按[2]式(8-13)驗(yàn)算帶的速度V=d1o==6.29m/s<25m/s帶的速度合適6010060100d1d20d1d2根據(jù)0.7(d+d)<a<2(d1d20d1d2根據(jù)[2]式(8-20)計(jì)算帶的基準(zhǔn)長度L'=2a+幾(d+d)+(dd2dd1)2do2d1d24ao=2500+(250+80)+24500=1532.55mm由[2]表8-2選帶的基準(zhǔn)長度L=1600mmd按[2]式(8-12)計(jì)算實(shí)際中心距aa=a+dd=400+=533.73mmo225.演算主動輪上的包角a1由[2]式(8-6)得主動輪基準(zhǔn)d=80mm徑d＝250mm實(shí)際中心距 dda=180+d2d1dd1a25080=180+57.5主動輪上的包角合適PZ=ca由n=1440r/mind=80mmi=3查[課]表8-5c和[課]表8-5d得d1P=1.60kwP=0.22kw0查[課]表8-8得K=0.95K=0.99，則aL取Z=4根。0VKEa查[課]表8-4得q=0.065Kg/m,故F500F500(1)+0.0656.292=550.3NFF=2ZFsin1p022=4346.38N9.帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)略。㈠高速級齒輪傳動的設(shè)計(jì)料為45鋼(調(diào)質(zhì))，硬度為240HBS,兩者材料硬度差為40HBS.減速器采用圓柱斜齒輪傳動，螺旋角初選為=14°1.. 3、由于減速器采用閉式傳動，所以按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。d以H各參數(shù)，選Kt=1.6,ZH=2.433,,c以1=0.765,,c以2=0.945.=0.765+0.945=1.710由表查得齒寬系數(shù)C＝1.0。d1再按齒面硬度查得：小齒輪得接觸疲勞強(qiáng)度極限6＝590MPa，大齒輪得接觸Hlim1疲勞強(qiáng)度極限：6＝560MPa.Hlim2ihN＝60×480×1×(2×8×8×300)1NN=4.38×1082i再由N1,N2查得接觸疲勞壽命系數(shù)K=0.94,K=1.05.HNHN2[6]=KHN16Hlim1=0.94×590=554.6MpaH1S[6]=KHN26Hlim2=1.05×560=588MpaH2SH224、計(jì)算小齒輪分度圓直徑d,由計(jì)算公式得：d以H. d≥53.87mm21計(jì)算小齒輪圓周速度：v＝==1.35m/s1tdnt22齒高:h=2.25m=2.25×2.376=5.346mm=10.08計(jì)算縱向重合度：e=0.318CZtanbbd1b已知使用系數(shù)K=1A已知V＝1.35m/s7級齒輪精度，由表查得動載荷系數(shù)K=1.05V由表查得：K的計(jì)算公式：HbHbdd再由表查的：K=1.33,K=K=1.2FbHaFa公式：K=KKKKAVHaHb=1.789再按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得分度院圓直徑：d＝53.87mm1d=199.32m2m模數(shù)M＝2.376B＝53.87. K1.789t計(jì)算模數(shù)：m=1==2.466mmnZ221按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)：2KTYcos2bYYd1aFK=KKKKAVFaFb=1.676根據(jù)縱向重合度：e＝1.744，從表查得螺旋角影響系數(shù)Y=0.88bbZ22Z81Z=2==86.87Z=2==86.87由[課]表10－5查取齒形系數(shù)Y=2.63,Y=2.206Fa1Fa2查取應(yīng)力校正系數(shù)Y=1.588，Sa1Y1.777Sa2再由表查得小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限：6＝500MPa,大齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限FE16＝380MPa再由表查得彎曲疲勞系數(shù)：K=0.85,K=0.9FN1FN2F1S1.35F2S1.35YY計(jì)算大，小齒輪的S]a，并加以比較：F.F1F2YY大齒輪的數(shù)值大，選用大齒輪S]a=0.0155F2KTYcos2bYYd1aFm人0.0155n對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)m大于由齒面接觸強(qiáng)度n計(jì)算的法面模數(shù)，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2mm，既滿足彎曲強(qiáng)度，但為了滿足接觸疲勞強(qiáng)度需要按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算得分度圓直徑d=53.87mm來計(jì)算齒數(shù)：1osbcosZ=1==26.11m21則Z=iZ=9721后中心距修正螺旋角：因b的值改變不大，故參數(shù)e,e,Z等不必修正。abHz＝2612a=127mm螺旋角分度圓直徑d=53.69mm1. Zm262d=Zm972dd1218、高速級齒輪傳動的幾何尺寸名稱計(jì)算公式d=200.3mm2b=53.69mmB=60mm1B=54mm,2mnαn2βd1d2a11ana22anf11fn2×1.25×2f22fn2×2×1.259969n1223、齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小齒輪由于直徑較小，采用齒輪軸結(jié)構(gòu)。. 代號結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算公式結(jié)果/mm11輪轂軸向長LL=(1.2~1.5)d≥B54倒角尺寸nn=0.5mn1齒根圓處厚度σ0σ=(2.5~4)m0n800f202011101腹板厚CC=0.3b182(二)、低速齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì))，硬度為240HBS,兩者材料硬度差為40HBS.. 減速器采用圓柱斜齒輪傳動，螺旋角初選為b=14°3、由于減速器采用閉式傳動，所以按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。daHa1a2確定公式中各參數(shù)，選Kt=1.6,ZH=2.433,c=0.768,a1a2aa1a2=0.789+0.945=1.713選齒寬系數(shù)個＝1.0。d1H再按齒面硬度查得：小齒輪得接觸疲勞強(qiáng)度極限6lim1＝590MPa，大齒輪得接觸H疲勞強(qiáng)度極限：6＝560MPa.Hlim2ihN＝60×129.73×1×(2×8×8×300)3N4i再由N1,N2查得接觸疲勞壽命系數(shù)K=0.90,K=0.95.HNHN2[6]=KHN16Hlim1=0.90×590=531MpaH1S[6]=KHN26Hlim2=0.95×560=532MpaH2SH224、計(jì)算小齒輪分度圓直徑d,由計(jì)算公式得：daH. d≥87.86mm計(jì)算小齒輪圓周速度：v＝==0.596m/s3tdm=1t==3.04mmnt28齒高:h=2.25m=2.25×3.04=6.85mm=12.83計(jì)算縱向重合度：e=0.318CZtanbbd1bd=87.86mmb=87.86mmm=3.04h=6.85已知使用系數(shù)K=1A已知V＝0.596m/s，7級齒輪精度，由表查得動載荷系數(shù)K=1.03V由表查得：K的計(jì)算公式：HbHbdd再由[課]表10－3查的：K=1.33,K=K=1.2FbHaFa公式：K=KKKKAVHaHb=1.765再按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得分度圓直徑：K1.765tK1.6t 計(jì)算模數(shù)：m=3==3.146mmnZ283按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)：2KTYcos2bYYd1aFK=KKKKAVFaFb=1.644bbZ28Z81Z=2==91.38v4cos3bcos314o再由[課]表10－5查取齒形系數(shù)Y=2.505,Y=2.20Fa1Fa2查取應(yīng)力校正系數(shù)Y=1.63，Sa1Y1Sa2YY計(jì)算大，小齒輪的S]a，并加以比較：FF1F2小齒輪的數(shù)值大，選用小齒輪YYF2KTYcos2bYYd1aFm69.. n對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)m大于由齒面接觸強(qiáng)度n計(jì)算的法面模數(shù)，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2mm，既滿足彎曲強(qiáng)度，但為了滿足接觸疲勞強(qiáng)度需要按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算得分度圓直徑d=90.78mm來計(jì)算齒數(shù)：3Z=3==44.043m2取Z＝443得Z=iZ＝12743后中心距修正螺旋角：因b的值改變不大，故參數(shù)e,e,Z等不必修正。abHd=d=4==263.4d=4==263.44mmd3取B=90mm,B=95mm21名稱計(jì)算公式結(jié)果/mm面基數(shù)m2nZ＝443Z=1274a=177.3mm螺旋角分度圓直徑d=90.56mm3d=263.444mmB=90mm,2B=95mm1. 六、軸的設(shè)計(jì)αnβd3d4a11na22nf11fnf22fnn12212(一)、高速軸的設(shè)計(jì)r2、按切應(yīng)力估算軸徑由表15—3查得，取A=1060軸伸出段直徑d≥A(p/n)1/3=106×(5.06/480)1/3=23.2mm101113、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1)、劃分軸段軸伸段d；過密封圓處軸段d；軸頸d,d；軸承安裝定位軸段d,d;齒輪1237462)、確定各軸段的直徑徑應(yīng)盡可能從較小值增加，因此，取d=34mm，選擇滾動軸承30207，軸頸237分度圓直徑d=53.69d=57.69d=48.69af3)、定各軸段的軸向長度。r. 由中間軸的設(shè)計(jì)知軸長L＝253.5+L伸出伸出端的長度由帶輪厚度確定L＝(1.5－2)d,取L＝64mm伸出伸出選取d軸向長度為20L＝(2030)2d其余長度根據(jù)中間軸各段長度確定4、按許用彎曲應(yīng)力校核軸。。AC=57mmCD=170mmAB=227mm. F=2T/d=2×100.67×103/54=3728.5Nt111F=F×tanα/cosβ=3728.5×tan20o/cos14.4=1401Nr1t1n1F=F×tanβ=3728.5×tan14.4o=957Nα1t11繞支點(diǎn)B的力矩和Σ=0，得MBZAZr1a11=1163N同理：Σ=0,得MAZR=[F×57-F×d/2]227BZr1a13=238N校核：Σ=R－F+R=238+1163-1401=0ZAZr1BZ計(jì)算無誤同樣，由繞支點(diǎn)B的力矩和Σ=0，得MByR=3728.5×170/227=2792AY由Σ=0，得MAyR=3728.5×5/227=936NBY校核：Σ=R+R－F=936+2792--3728=0ZAYBYt1計(jì)算無誤AFr1CB(b)RazC處彎矩：M=R×57=66291NmmCZ左AZM=R×170=40460NmmCZ右BZ. M=R×57=2792×57=159144NmmCYAYM=(M2+M2)1/2=(662912+404602)1/2=77663NmmC左CZ左CYM=(M2+M2)1/2=(404602+1591442)1/2=164207NmmC右CZ右CYT=100670Nmm2應(yīng)力按正系數(shù)α=[δ]/[δ]=55/95=0.58-1b0bαT=0.58×100670=58389Nmm2C處：M′=M=159144C左C左M′=[M2+(αT)2]1/2=(1642072+1591442)1/2=174279NmmC右C右2C剖面：d=(M′/0.1[δ])1/3=(174279/0.1×55)1/3CC右-1b=31mm＜43mmACB(b)RazRbzACB(二)、中間軸的設(shè)計(jì)-1硬度217~255HBS0抗拉強(qiáng)度極限：δ=640MPaβ屈服強(qiáng)度極限：δ=355MPas. a-1剪切疲勞極限：τ=155MPa-1許用彎曲應(yīng)力：[b]=60MPa-12、軸的初步估算根據(jù)表15—3，取A=1120p4.86d≥A32=1123=37.46mm0n129.732考慮該處軸徑應(yīng)當(dāng)大于高速級軸頸處直徑，取D=d=40mm1min3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)、各軸段直徑的確定。初選滾動軸承，代號為30208.軸頸直徑d=d=d=40mm.15min2選滾動軸承30208選滾動軸承30208h=(0.07~0.1)d，取h=5mm該處直徑d=54mmminmin2dmmdmmd6mm3a3f34軸承寬度B=19.75mm,兩齒輪端面間的距離△=10mm4其余的如圖4、按許用彎曲應(yīng)力校核軸。定。AC=57mmCD=88mmCB=72mmAD=217mm 齒輪2：F=2T/d=2×357.66×103/200.3=3571.2Nt222F=F×tanα/cosβ=3571.2×tan20o/cos14.4=1342Nr2t2n2F=F×tanβ=3571×tan14.4o=917Nα2t22齒輪3：F=2T/d=2×357.66×103/90.56=7899Nt333F=F×tan/cosβ=7899×tan20o/cos13.7=2959Nr3t3n3F=F×tanβ=7899×tan13.7o=1926Nα3t33繞支點(diǎn)B的力矩和Σ=0，得MBZR=[F(88+72)+F×d/2+F×d/2－F×72]217AZr2a22a33r3=(1342×160+917×100.15+1926×45.26-72×2959)217=833N同理：Σ=0,得MAZR=[F(57+88)+F×d/2+F×d/2－F×57]217BZr3a33a22r2=(2959×165+917×100.15+1926×45.26-1342×57)217=2450N校核：Σ=R+F－F－R=833+2959-1342-2450=0ZAZr3r2BZ計(jì)算無誤同樣，由繞支點(diǎn)B的力矩和Σ=0，得MByR=(3571×160+7899×72)/217=5449NAY由Σ=0，得MAyR=(3571×57+7899×145)/217=6021BY校核：Σ=R+R－F－F=5449+6021-3571-7899=0ZAYBYt3t2計(jì)算無誤.. aFr2RbzABFr2RbzFr3 (b)RazFa3Mcz左Mcz右Mdz左Mdz右C處彎矩：M=R×57=833×57=43316NmmCZ左AZM=R×57－Fd/2CZ右AZa22=833×57－917×100.15=-48522NmmDZ左BZa33=2450×72+1926×45.26=263609NmmM=R×72=176400DZ右BZAMcyBCMdyM=R×57=5449×57=283348NmmCYAYM=R×72=6021×72433512NmmDYBy. 處：M=(M2+M2)1/2=(433162+2833482)1/2=286640NmmC左CZ左CYM=(M2+M2)1/2=(485222+2833482)1/2=287473NmmC右CZ右CYM=(M2+M2)1/2=(2636092+4335122)1/2=507368NmmD左DZ左DYM=(M2+M2)1/2=(1764002+4335122)1/2=468027NmmD右DYT=533660Nmm2應(yīng)力按正系數(shù)α=[δ]/[δ]=55/95=0.58-1b0bαT=0.58×533660=309523Nmm2C處：M′=M=286640C左C左M′=[M2+(αT)2]1/2=(2874732+3095232)1/2=422428NmmC右C右2M′=[M2+(αT)2]1/2=(5073682+3095232)1/2=588346NmmD左D左2M′=M2=468027NmmD右D右C剖面：d=(M′/0.1[δ])1/3=(422428/0.1×55)1/3CC右-1b=42.5mm＜45mmD剖面：d=(M′/0.1[δ])1/3=(588346/0.1×55)1/3DD右-1b=46.7mm＜85.56mm(齒根圓直徑) Mcz左Mcz右Mdz左Mdz右AFt2McyBFt3CMdyDRb3Mc左Mc右Md左Md右TaT(e)τ=155MPa00Ψ=-10==0.23500Ψ=-10==0.250..W==W==I322d32W==W==Im扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力幅：τ=a2W2х鍵槽所引起的有效應(yīng)力集中系數(shù)K=1,K=1.5K1=1.36δ剪切配合零件的綜合影響系數(shù)(K)=2.52，取(K)=2.52進(jìn)行計(jì)算：DδDK1.5τ==1.96τDδDNKδS=N1KτS=N1==3.05. S=CS2+S2有足夠的強(qiáng)度。(三)、低速軸的設(shè)計(jì)2、按切應(yīng)力計(jì)算軸徑。0軸伸出段直徑d≥A(p/n)1/3=112×(4.62/44.73)1/3=52.5mm1033考慮與卷筒軸半聯(lián)軸器相匹配的孔徑標(biāo)準(zhǔn)尺寸的選用，取d=50mm,則軸孔長113、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)123845762)、確定各軸段直徑。2選擇滾動軸承30211，軸頸直徑d=d=55mm.，軸承寬22.75384、按許用彎曲應(yīng)力校核軸。。AC=67mmCB=141mmAB=208mm選擇滾動軸承30211F=2T/d=2×986380/263.44=7488Nt444F=F×tanα/cosβ=7488.5×tan20o/cos13.7=2805Nr4t4n4F=F×tanβ=7488×tan13.7o=684Nα4t44. 繞支點(diǎn)B的力矩和Σ=0，得MBZAZr4a44=2335N同理：Σ=0,得MAZR=[F×67-F×d/2]208BZr4a44=470N校核：Σ=R－F+R=4708+2335-2805=0ZAZr1BZ計(jì)算無誤同樣，由繞支點(diǎn)B的力矩和Σ=0，得MByR=7488×141/2208=5076AY由Σ=0，得MAyR=7488×67/208=2412NBY校核：Σ=R+R－F=2412+5076--7488=0ZAYBYt1計(jì)算無誤AFr1CB(b)RazC處彎矩：M=R×67=156445NmmCZ左AZM=R×141=340374NmmCZ右BZM=R×67=340092NmmCYAYM=(M2+M2)1/2=(1564652+3403742)1/2=374614NmmC左CZ左CYM=(M2+M2)1/2=(3403742+340072)1/2=481162NmmC右CZ右CY. T=986380Nmm2應(yīng)力按正系數(shù)α=[δ]/[δ]=55/95=0.58-1b0bαT=0.58×986380=572100Nmm2C處：M′=M=374614C左C左M′=[M2+(αT)2]1/2=(5721002+3764142)1/2=684826NmmC右C右2C剖面：d=(M′/0.1[δ])1/3=(684826/0.1×55)1/3CC右-1b=50mm＜62mmACB(b)RazRbzACB. 七、滾動軸承的校核計(jì)算(一)中間滾動軸承的校核計(jì)算0re=0.37A處軸承F=(R2+R2)1/2=(8332+54492)1/2=5512NRⅠAZAYB處軸承F=(R2+R2)1/2=(24502+60212)1/2=6500NRⅡBZBY2)、軸向負(fù)荷、軸承受力簡圖。Fr