設計說明書統(tǒng)一模板

設計說明書統(tǒng)一模板機械設計課程設計說明書設計題目 帶式運輸機傳動系統(tǒng)設計學 院 包裝與材料工程學院專 業(yè) 印刷工程姓 名 孫明芝班 級 印刷1102 班學 號指導老師最終評定成績

江湘顏課程設計任務書2012～2013學年第2 學期包裝與材料工程 學院 印刷工程 專業(yè) 印刷1102 班課程名稱： 機械設計基礎設計題目： 帶式運輸機傳動系統(tǒng)的設計完成期限：自 2013年 6 月 9 日至 2013 年 6 月 16日共1 周設計任務：設計帶式輸送機的傳動系統(tǒng)。要求傳動系統(tǒng)中含有單級圓柱齒輪減速器及V帶傳動。1、原始數(shù)據(jù)帶的圓周力F/N 帶速v（m/s） 滾筒直徑D/mm內(nèi) 2800 1.7 450容及2、工作條件任 常溫下連續(xù)工作、單向運轉；空載起動，工作載荷平衡；兩班制（每班工務 作8h），要求減速器設計壽命為 8年，中批量生產(chǎn)；輸送帶速度允許誤差為±5%,三相交流電源的電壓為 380/220V。3、工作量要求1）完成設計計算說明書一份；2）完成A0或A1裝配圖1張；3）課程設計結束后組織答辯起止日期工作內(nèi)容進度2013.6.9～12編寫設計計算說明書安排2013.6.13～16繪制裝配圖3主要 [1] 劉揚等.機械設計基礎.北京：北京交通大學出版社， 200810參考[2]王洪等.機械設計課程設計.北京：北京交通大學出版社，2010資料成大先.機械設計手冊.北京：化學工業(yè)出版社，2010指導教師（簽字）： 江湘顏 2013年6月2 日系 主 任 （ 簽 字 ） ： 銀 金 光2013年6月3日目 錄一、擬定傳動方案?????????????????????4二、選擇電動機??????????????????????5三、計算傳動裝置總傳動比及分配各級傳動比?????????7四、確定傳動裝置的運動和動力參數(shù)????????????.8.五、傳動零件的設計???????????????????.10六、軸的設計與計算???????????????????.15七、軸承的選擇與計算??????????????????.20八、鍵連接的選擇和校核?????????????????22九、聯(lián)軸器的選擇????????????????????24十、箱體的結構設計???????????????????25十一、減速器附件的選擇?????????????????27十二、潤滑和密封????????????????????30十三、課程設計小結???????????????????314十四、參考文獻????????????????????? 32一、傳動方案圖1—1帶式輸送機傳動系統(tǒng)簡圖1—電動機；2—聯(lián)軸器；3—單級柱齒輪減速器；4—鏈傳動；5—滾筒；6—運輸帶（一）技術數(shù)據(jù)5運輸帶工作拉力運輸帶工作速度轉筒直F/Nv/m.s-1徑D/mm28001.7450（二）工作條件帶式輸送機在常溫下連續(xù)工作、單向運轉；起動載荷為名義載荷的 1.25倍，工作時有中等沖擊；三班制（每班工作 8h），要求減速器計算壽命為八年，大修期為2~3年，大批量生產(chǎn)；輸送帶工作ν的允許誤差為±5%，三相電源的電壓為380/220V。二、電動機的選擇計算內(nèi)容和說明61.電動機的類型按工作要求和工作條件，選用一般用途的 Y系列三相交流異步電動機，它為臥式封閉結構2.電動機容量的選擇根據(jù)已知條件，工作機所需要的有效功率為 ：Pw=Fv=28001.74.76（kw）10001000傳動裝置的總效率（包括工作機效率） η：參考資料【2】的表3—3得：η鏈——滾子鏈效率η鏈=0.92η滾筒——運輸機滾筒η滾筒=0.96η齒——齒輪效率η齒=0.98η聯(lián)——聯(lián)軸器效率η聯(lián)=0.99η軸——滾動軸承效率η軸=0.99傳動裝置的總效率η：01=η聯(lián)=0.9912=η軸×η齒=0.99×0.98=0.970223=η軸×η鏈=0.99×0.92=0.91083w=η軸×η滾筒=0.99×0.96=0.9504η=η01×η12×η23×η3w=0.99×0.9702×0.9108×0.9504=0.8314工作時，電動機所需功率為:Pd=pw=4.76=5.73(kw)η 0.8314由參考資料【2】表12-1可知，滿足Pe≥Pd條件的Y系列三相交流異步電7動機額定功率 Pe應取為7.5kw。3．電動機轉速及型號的確定根據(jù)已知條件，可得輸送機滾筒的工作轉速 nw為n w=60 1000v=6010001.7r/min≈72.2r/minD3.14450為了便于選擇電動機的轉速， 先推算電動機轉速的可選范圍。 由參考資料【2】表3-4查得鏈傳動常用比為范圍i1'2~4,閉式圓柱齒輪傳動i2'3~5,則總傳動比的合理范圍為i'=6～20，故電動機轉速的可選范圍為：nd=i'1×nw=[(6～20)×72.2]r/min=433.2～1444r/min符合這一范圍的同步轉速有750r/min、1000r/min、1500r/min，由參考資料[1]表12-1和12-2查出有二種適合的電動機型號，其技術參數(shù)及傳動比的比較見下表 2-1：方案電動機額同步滿總外軸型號定轉速載傳伸外功轉動軸伸率速比i徑D長P/k／度Eewmm／mm1Y167.75719.90L-42505011082Y167.5100097013.4211080M-4363Y137.51500144019.38802M-944表2-1由表得方案 2選用的的電動機轉速高、質(zhì)量輕、價格低，所以選擇Y160M-6電動機。由參考資料【2】查表12-2查得尺寸如表2-2：ABCDEFGHKAAAHBLBCDDB22111332326514137132587001640225055500800三、計算傳動裝置總傳動比和分配各級傳動比計算內(nèi)容和說明91.傳動裝置總傳動比由選定的電動機的滿載轉速和輸送機滾筒的工作轉速，可得帶式輸送機傳動系統(tǒng)的總傳動比為：nm970ia13.43nw72.22.分配各級傳動比由傳動系統(tǒng)方案知 i01=1，取鏈傳動的傳動比 i鏈=3，則圓柱齒輪的傳動ia13.434.48。比i齒輪3i鏈即i01=1；i12=4.48：i23=3四、 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)10計算內(nèi)容和說明傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)計算一般按由電動機至工作機之間的傳遞的路線推算出各軸的運動和動力參數(shù)，并將各軸從高速級向低速級依次編號為電動機軸、 Ⅰ軸、Ⅱ軸 、卷筒軸 。則傳動系統(tǒng)各軸的轉速、功率和轉矩計算如下所示。電動機軸為0軸n0=nm=970r/min P0=Pd=5.73kwT0=9550×p0=9550×5.73n0 970減速器高速軸為 1軸n1=n0=970=970r/mini10 1p1=p0η01=5.73×0.99=5.37kwT1=9550×p1=9550×5.37n1 970減速器低速軸為 2軸n2=n1=970=216.5r/mini12 4.48P2=P1η12=5.37×0.9702=5.21kwT2=9550×p2=9550×5.21=n2 216.5滾筒為3軸n3=n2=216.5=72.17r/mini23 3P3=P2η23=5.21×0.9108=4.75kwT3=9550×p3=9550×4.75n3 72.17將上述計算結果列于表 4—1中11表4-1 動力參數(shù)計算結果軸號電動機單級圓柱齒輪減速器工作機0軸1軸2軸3軸功率p/kw5.735.375.214.75轉矩T/(n.m)56.4152.87229.82628.55傳動比i14.483轉速n/(r/min)970216.572.17五、傳動零件的設計（一）滾子鏈傳動的設計121、鏈輪齒數(shù)Z1、Z2的確定考慮鏈在小鏈輪包角的大小和嚙合齒數(shù)的多少選取 i=3假設鏈速度為3～8根據(jù)參考資料【1】表11-4可選?。盒℃溳哯1=21大鏈輪齒數(shù)Z2=3×21=632、確定計算功率 Pc計算功率Pc是根據(jù)傳遞的功率 P并考慮到原動機種類和載荷二確定， 即：Pc=KAP式中：K——工作情況系數(shù)，見參考資料【1】表11-5A3、鏈節(jié)距p和排數(shù)p0

kApkZkLkP式中：P—傳遞功率（kw） p=5.73kwKA—工作情況系數(shù)（參考資料【1】見表11-5）KA=1.3K—小鏈輪齒數(shù)系數(shù)（參考資料【1】見表11-6）Z1.081.08z21z1919KL—鏈長系數(shù)（參考資料【 1】見表11-6），其中在后面算得 Lp=1220.260.26LP122kL1.05100100KP—多排鏈時的排數(shù)系數(shù)（參考資料【1】見表11-7）kp=1將以上值代入公式：p0≥kAp=1.3×5.73=6.37KWkZkIkP1.114×1.05×1查參考資料【1】表11-1得應選10A鏈號25.415.875節(jié)距：p鏈號16134、中心距a和鏈條長度Lp初選中心距a0=40p鏈節(jié)數(shù)LPLp=L2z1z22a0z2z1p123.1p2p2a0為了避免使用過度鏈節(jié)Lp將取為122pLpz1z2Lpz1z22z2z12中心距a862642225、驗算鏈速v，確定潤滑方式v=n1z1p=970×21×15.875=5.39m/s＜15m/s60×100060×1000所以齒數(shù)滿足要求按鏈速v和鏈接距p，由參考資料【1】圖12-21可選擇油浴潤滑6、鏈條對軸的壓力 FQFQ=（1.2～1.3）F式中：F為鏈條是有效工作拉力 ，其大小為F=1000Pcu則FQ=(1.2～1.3)×2800=3360～3640（二）齒輪傳動設計1、選擇圓柱直齒輪進行設計帶式輸送機的工作載荷比較平穩(wěn)，對減速器的外廓尺寸沒有限制，為了便于14加工，采用軟齒面齒輪傳動。選用小齒輪：45鋼，調(diào)質(zhì)處理，HBS1=250大齒輪：45鋼，正火處理，HBS2=1902、參數(shù)選擇（1）由于采用軟尺面閉式傳動故齒數(shù)取 Z1=21,Z2=i12×Z1=21×5=105（2）根據(jù)參考資料【1】工況表12—3，取載荷系數(shù)K=1.4（3）由于是單機齒輪傳動，且兩支承相對齒輪為對稱布置，兩輪均為軟齒面查表11—5，取齒寬系數(shù)d1.0（4）采用單級減速傳動，參考資料【2】表3-4：齒數(shù)比u=i01=53、確定許用應力小齒輪的齒面平均硬度為 250。許用應力可根據(jù)參考資料【 1】表12—6通過線性插值來計算，即Hlim1=480+0.93(HBS-135)=480+0.93×(250-135)=586.95MPaFlim1=190+0.2(HBS-135)=190+0.2×(250-135)=213MPa大齒輪的齒面平均硬度為190。許用應力可根據(jù)參考資料【1】表12-6通過線性插值來計算，即Hlim2=420+0.93（HBS-135）=480+0.93×(190-135)=531.15MPaFlim2=160+0.2(HBS-135)=190+0.2×(190-135)=201MPa根據(jù)參考資料【1】工況表12—7查得，接觸疲勞強度的最小安全系數(shù) SHlim=1.0，則兩齒輪材料的許用接觸應力分別為：[бH1]= бHlim1/SHlim=586.95/1.0=586.95]=бHlim2/=[бH2SHlim531.15/1.0=531.154、計算小齒輪的轉矩由上式知小齒輪的轉矩 T1=9.55×106P/n=9.55×106×5.73/970=56.41N.m5、按齒面接觸疲勞強度計算15取較小的許用接觸應力代入式（ 11—7）中，得小齒輪的分度圓直徑為d12.323KTu1Z21EduH22.3231.447.951035.021189.82mm53.2mm1.05.02491齒輪模數(shù)為md153.22.53mm，取標準模數(shù)m=2.5mmz1216、計算齒輪的主要幾何尺寸d1 mz1 2.5 21 52.5mmd2 mz2 2.5105 262.5mmda1 z1 2ham 21 21 2.5 57.5mmda2z22ham105212.5267.5mmad1d252.5262.52157.5mm2bdd11.052.552.5mm故 取 b2=52.5mm,b1=b2+(5 ～10)=52.5+6=58.5mm7、按齒根彎曲疲勞強度校核，確定有關系數(shù)如下（1）齒形系數(shù)YFaY=2.76Y=2.176查考資料【1】表12-5得：Fa1Fa2應力修正系數(shù)YSa查考資料【1】表12-5得：YSa1=1.56YSa2=1.794代入下式F12KTY1Fa1YSa121.447.951032.761.56bm2z169322144.3MPa[F1]313.2MPadmr/min8、齒輪結構設計由于小齒輪x(dfd)/2h'(46.4550)/23.53.75mm，x2.5m，則小齒輪采用齒輪軸，大齒輪采用鍛造毛坯的腹板式結構大齒輪的有關尺寸計算如下軸孔直徑：d 55mm輪轂直徑：d1 1.6d 88mm16輪轂長度：l(1.2~1.5)b266mm輪緣內(nèi)徑：D1df2025628240mm輪緣厚度：0=(2.5~4)m(6.25~10)mm，取0=8mm腹板厚度：C0.3b10.34614(mm)目 錄（字體為黑體，三號，）171 設 計 任 務 （ 字 體 為 黑 體 ， 三號）???????????? 12 傳動方案分析?????????????????? 23 原動件的選擇與傳動比的分配??????????? 23.1原動件的選擇（字體為仿宋，小四號，）??18設計任務（字體為黑體，三號，）(正文用宋體，小四，段落間距為 20磅)設計任務如圖1.1所示，為用于帶式運輸機上的單級圓柱齒輪減速器。運輸機兩班制連續(xù)工作，工作時有輕度震動。每年按 300天計算，軸承受命為齒輪壽命的三分之一以上。已知數(shù)據(jù)：傳送帶滾動轉速/（r/min）:110減速器輸入功率/KW:3.6使用期限/年：61電機 2.V帶傳動 3齒輪傳動4聯(lián)軸器 5.運輸帶（字體宋體，5號）圖1.1帶式傳動系統(tǒng)示意圖19傳動方案分析合理的傳動方案，首先應滿足工作機的性能要求，其次應滿足工作可靠，轉動效率高，結構簡單，結構緊湊，成本低廉，工藝性好，使用和維護方便等要求。任何一個方案，要滿足上述所有要求是十分困難的，要多方面來擬定和評比各種傳動方案，統(tǒng)籌兼顧，滿足最主要和最基本的要求，然后加以確認。本傳動裝置傳動比不大，采用二級傳動，帶傳動平穩(wěn)、吸振且能起過載保護作用，故在高速級布置一級帶傳動。在帶傳動與帶式運輸機之間布置一臺單級直齒圓柱齒輪減速器，軸端連接選擇彈性柱銷聯(lián)軸器。原動件的選擇與傳動比的分配3.1原動件的選擇（字體為黑體，小三號，）設計任務要求減速器的輸入功率為 3.6kw。而傳動裝置的效率：=η1·η2·η3·η4·η5=0.95×0.95×0.99×0.99×0.96=0.85式中：η1-----V型帶傳動效率η2-----齒輪傳動效率η3-----滾動軸承的效率η4-----聯(lián)軸器的效率η5-----運輸機平型帶傳動效率常見機械效率見參考資料 [2]附