機械課程設計--設計膠帶輸送機的傳動裝置

1、<p><b>　　通用任務書</b></p><p><b>　　一、設計任務書</b></p><p>　　1） 設計題目 ：設計膠帶輸送機的傳動裝置</p><p><b>　　2） 工作條件：</b></p><p><b>　　3） 技術數(shù)據(jù)<

2、;/b></p><p>　　二、電動機的選擇計算</p><p>　　1）、選擇電動機系列 根據(jù)工作要求及工作條件應</p><p>　　選用三相異步電動機，封閉式結構，電壓380伏，Y</p><p><b>　　系列電動機</b></p><p>　　2）、滾筒轉動所需要的有效功

3、率Fv/1000=4.0kw</p><p>　　根據(jù)表4.2-9確定各部分的效率:</p><p>　　閉式鏈傳動效率 η1 =0.92</p><p>　　一對滾動球軸承效率 η2 =0.99</p><p>　　閉式齒輪的傳動效率 η3 =0.97&l

4、t;/p><p>　　彈性聯(lián)軸器效率 η4 =0.99</p><p>　　滑動軸承傳動效率 η5 ＝0.97</p><p>　　傳動滾筒效率 η6=0.96</p><p><b>　　則總的傳動總效率</b></

5、p><p>　　η = η1×η2η2 ×η3×η4×η5×η6</p><p>　　= 0.92×0.99×0.99×0.97×0.99×0.97×0.96</p><p>　　= 0.8063 </p><p>　　3).電機的轉

6、速 960r/min</p><p>　　需的電動機的功率 4kw</p><p>　　Pr=P/n=4/0.8414=4.96kw </p><p>　　現(xiàn)以同步轉速為（1500r/min） 及（1000r/min）兩種方案比較，傳動比</p><p>　?。挥杀?.9-1查得電動機數(shù)據(jù)，</p><p>　　比較兩

7、種方案，為使傳動裝置結構緊湊，決定選用方案2 </p><p>　　選電動機1000r/min ，額定功率5.5kw, 同步轉</p><p>　　速1000r/min,滿載轉速960r/min。</p><p>　　三、傳動裝置的運動及動力參數(shù)計算 </p><p>　　0總傳動比;由表2.2-1得，鏈傳</p><p&

8、gt;　　動的i12= 2.5，則齒輪傳動的傳動比為：</p><p>　　i23=i/i12=7.31/2.5=3.016 </p><p>　　此分配的傳動比只是初步的，實際的要在傳動零件的</p><p>　　和尺寸確定后才能確定。并且允許有（3-5%）的誤差。 </p><p>　?。ǘ?各軸功率

9、、轉速和轉矩的計算</p><p><b>　　0軸：（電動機軸）</b></p><p>　　P0=pr=4.96kw </p><p>　　n0=960r/min T0 =9.55*p1/ n=49.34

10、Nm</p><p>　　1軸： （減速器高速軸）</p><p>　　P1=p0*η1= 4.91kw</p><p>　　N1= 960r/min</p><p>　　T1=9.55*p1/n1=48.84kw </p><p>　　2軸：（減速器低速軸）</p><p>　　P2=p

11、1*η12=4.71kw</p><p>　　N2=n1/i12=384/4.02=318.30r/min</p><p>　　T2=141.31Nm</p><p>　　3. 軸：（即傳動滾筒軸）</p><p>　　N3=n2/i23=127.32r/min</p><p>　　P3=p2*η23=4.29kw&l

12、t;/p><p>　　T3=321.78Nm</p><p><b>　　各軸運動及動力參數(shù)</b></p><p>　　四、傳動零件的設計計算</p><p><b>　　1.鏈傳動</b></p><p>　　1).確定鏈輪齒數(shù)。</p><p>　　

13、小鏈輪齒數(shù)：Z1=29-2i=24 取Z1=25</p><p>　　打鏈輪齒數(shù)：Z2=iZ1=62.5 取Z2=63</p><p>　　實際傳動比i=Z2/Z1=2.52</p><p>　　△i=（i-i0）/i=0.8%<5%</p><p><b>　　2).確定鏈條節(jié)距</b></p>&

14、lt;p>　　查表 工況系數(shù)1.0</p><p>　　小鏈輪齒數(shù)系數(shù) </p><p>　　取單排鏈，取=1.0</p><p><b>　　因為r/min88</b></p><p>　　查表得選鏈號N12A，節(jié)距p=19.05</p><p><b>　　3)計算鏈長&

15、lt;/b></p><p>　　初選 =40p=4019.05=762mm</p><p><b>　　鏈長 </b></p><p><b>　　節(jié)</b></p><p><b>　　取 =124節(jié)</b></p><p>　　所以實

16、際中心距a≈762mm</p><p><b>　　4)驗算鏈速</b></p><p>　　V＜15 m/s 適合</p><p><b>　　5）選擇潤滑方式</b></p><p>　　按v=2.526m/s,鏈號12A，查圖選用滴油潤滑。</p><p><

17、;b>　　6）作用在軸上的力</b></p><p><b>　　有效圓周力 </b></p><p><b>　　作用在軸上的力</b></p><p><b>　　7）鏈輪尺寸及結構</b></p><p><b>　　分度圓直徑</b

18、></p><p>　　2 減速器以內的傳動零件設計計算</p><p><b>　　設計齒輪傳動</b></p><p><b>　　材料的選擇：</b></p><p>　　小齒輪選用40Cr鋼，調質處理，齒面硬度250—280HBS，</p><p>　　大齒輪選

19、用ZG310-570，正火處理，齒面硬度162—185HBS。 </p><p><b>　　計算應力循環(huán)次數(shù)</b></p><p>　　查圖11-14，ZN1=1.0 ZN2=1.03（允許一定點蝕）</p><p>　　由式11-15，ZX1=ZX2=1.0 ，</p><p>　　取SHmin=1.0 &l

20、t;/p><p>　　由圖11-13b，得</p><p><b>　　,</b></p><p><b>　　計算許用接觸應力</b></p><p><b>　　因，故取 </b></p><p>　　2） 按齒面接觸強度確定中心距</p>

21、<p><b>　　小輪轉矩</b></p><p>　　初取，取，由表11-5得</p><p>　　由圖11-7得，，減速傳動，;</p><p><b>　　Φa=0.4</b></p><p>　　由式（5-39）計算中心距a</p><p>　　由4.2

22、-10,取中心距a=130mm。 a=125mm</p><p>　　估算模數(shù)m=(0.007~0.02)a=0.91—2.6mm,</p><p>　　取標準模數(shù)m=2mm。 m=2.5mm </p><p><b>　　小齒輪齒數(shù)：&

23、lt;/b></p><p>　　大齒輪齒數(shù)： z2=uz1=</p><p>　　取z1=32，z2=98 z1=23，z2=103 </p><p><b>　　實際傳動比</b></p><p><b&g

24、t;　　傳動比誤差</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　在允許范圍內。 </p><p><b>　　齒輪分度圓直徑 </b></p><p><b>　　圓周速度</b></p><p>　　由表11-

25、6,取齒輪精度為8級.</p><p>　　(3) 驗算齒面接觸疲勞強度</p><p>　　按電機驅動,載荷稍有波動,由表11-3,取KA=1.0</p><p>　　由圖11-2（a），</p><p><b>　　按8級精度和，</b></p><p><b>　　得Kv=1.

26、12。</b></p><p><b>　　齒寬。</b></p><p>　　由圖11-3(a)，按b/d1=52/64=0.81,取 Kβ=1.06</p><p>　　由表11-4，得Kα=1.1</p><p><b>　　載荷系數(shù)</b></p><p>

27、;　　由圖11-4，得 ，</p><p><b>　　所以</b></p><p><b>　　由圖11-6得，</b></p><p><b>　　計算齒面接觸應力</b></p><p><b>　　故在安全范圍內。</b></p>&

28、lt;p>　　（4）校核齒根彎曲疲勞強度</p><p>　　按Z1=322=98</p><p>　　由圖11-10得，Y=2.53Y=2.21</p><p>　　由圖11-11得，，Ysa2 =1.79</p><p><b>　　由圖11-12得，</b></p><p>　　由圖1

29、1-16（b），得，</p><p>　　由圖11-17，得Y=1.3Y=1.3</p><p>　　由圖11-18得,Y=Y=1.0。</p><p>　　取Y=2.0，S=1.4</p><p>　　計算齒根許用彎曲應力</p><p>　?。?） 齒輪主要幾何參數(shù)

30、 </p><p>　　z1=32 z2=98 u=3.016 m=2mm </p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　mm </b></p><p><b>　

31、　mm,</b></p><p><b>　　mm </b></p><p><b>　　mm </b></p><p>　　mm </p><p><b>　　a=130mm </b><

32、;/p><p>　　mm, b1=b2+(5~10)=60 </p><p><b>　　五、軸的設計計算</b></p><p>　　1高速軸及聯(lián)軸器的設計</p><p>　　初步估定減速器高速軸外伸段軸徑</p><p><b>　　根據(jù)所選電機 </b></

33、p><p>　　則d=(0.8～1.0)d=(0.8～1.0)×38=30.4～38mm</p><p>　　取d=32mm。 d=32mm </p><p><b>　　選擇聯(lián)軸器</b></p><p>　　根據(jù)傳動裝置的工作條件你

34、選用彈性柱銷聯(lián)軸器</p><p>　?。℅B5014-85）。計算轉矩為</p><p>　　==1.0×54.71=54.71mm </p><p>　　式中T——聯(lián)軸器所傳遞的標稱扭矩，</p><p>　　T=9.55×=9.55×1</p><p>　　——工作情況系數(shù)，取=1.

35、25。</p><p>　　根據(jù)=54.71N m,從表2-14-2 LT型彈性套柱銷聯(lián)軸器,選用</p><p>　　HL6號聯(lián)軸器就可以滿足要求。轉矩要求：</p><p><b>　　號聯(lián)軸器（）。</b></p><p>　　軸孔直徑 dmin=32mm，dmax=42mm，適合 ，故選擇LT6型號</p&

36、gt;<p>　　主動端 ：d=38mm，J型軸孔L=82mm，C型鍵槽。從動端：</p><p>　　d=32mm，J型軸孔L=60mm，A型鍵槽。因此，取減速器輸入直</p><p><b>　　徑d=32mm。</b></p><p>　　2. 低速軸的設計計算</p><p><b>　　

37、1.選擇軸的材料</b></p><p>　　選擇材料為45號鋼，調質處理。</p><p>　　2.按轉矩初步計算軸伸直徑</p><p><b>　　取=35mm</b></p><p><b>　　六、軸的強度校核</b></p><p><b>

38、　　1.低速軸校核：</b></p><p>　　轉矩：T=141.31</p><p>　　作用在齒輪上的圓周力 </p><p><b>　　徑向力 　 </b></p><p><b>　　軸向力 </b></p><p>　　繪軸的受力

39、簡圖，求支座反力</p><p><b>　?。?　垂直面支反力</b></p><p>　　N </p><p>　　RBY=598.35N </p><p><b>　　b. 水平面支反力</b></p>

40、<p><b>　　得，</b></p><p>　　=3254.48N </p><p>　　RBX=865.06N </p><p><b>　　(2)作彎矩圖</b></p><p><b>　　垂直面彎矩MY圖</b></

41、p><p>　　C點 ， MBY=29618N.mm </p><p><b>　　水平面彎矩MZ圖</b></p><p>　　C點左 =92350N.mm </p><p>　　C點右, =67250N.mm

42、 </p><p><b>　　合成彎矩圖</b></p><p>　　C點左, =71500N.mm </p><p>　　C點右, =95300N.mm </p>

43、<p><b>　　作轉矩T圖</b></p><p>　　=141000N.mm</p><p><b>　　作計算彎矩Mca圖</b></p><p>　　該軸單向工作，轉矩產(chǎn)生的彎曲應力按脈動循環(huán)應力考慮，</p><p><b>　　取α=0.6 </b>&

44、lt;/p><p><b>　　C點左邊</b></p><p>　　McaC=266000N.mm </p><p><b>　　C點右邊</b></p><p>　　=103000N.mm</p><p><b>　　D點</b></p

45、><p>　　McaD=74400N.mm </p><p><b>　　校核軸的強度</b></p><p>　　由以上分析可見，C點彎矩值最大，而D點軸徑最小，所以該</p><p>　　軸危險斷面是C點和D點所在剖面。</p><p>　　查表13-1得查表13-3得。</p&

46、gt;<p><b>　　C點軸徑 </b></p><p>　　因為有一個鍵槽。該值小于原 </p><p>　　dc=35mm ,故安全。</p><p>　　D點軸徑 </p><p>　　因為有一個鍵槽。該值小于原</p><p&g

47、t;　　設計該點處軸徑32mm，故安全。</p><p>　　5.滾動軸承的選擇及其壽命驗算</p><p><b>　　低速軸軸承</b></p><p>　　1）、選定軸承類型及初定型號</p><p>　　深溝球軸承（GB/T276-96），型號6309：</p><p><b>

48、　　查表得 </b></p><p>　　2）、計算徑向支反力</p><p>　　R1=1703.54N </p><p>　　只受徑向載荷 P=R1=3333.38N R2=3913.423N </p><p><b>　　5) 校核軸承壽命<

49、/b></p><p>　　故滿足軸承的壽命要求</p><p><b>　　高速軸軸承</b></p><p>　　高速軸承的確定與低速軸承相同，選取</p><p>　　深溝球軸承（GB/T276-96）型號6308。</p><p>　　6.鍵聯(lián)接的選擇和驗算</p>

50、<p>　　(一).減速器大齒輪與低速軸的鍵聯(lián)接</p><p><b>　　1）鍵的材料類型</b></p><p>　　45號鋼，A型普通平鍵</p><p><b>　　2）確定鍵的尺寸</b></p><p>　　b=14mm, h=9mm, L=40mm</p>

51、<p>　　3）驗算鍵的擠壓強度</p><p>　　鍵和軸的材料為鋼輪轂材料為鑄鐵，鑄鐵的許用力比鋼的</p><p>　　許用擠壓應力低，按鑄鐵校核鍵連接的擠壓強度。</p><p>　　查表的許用擠壓應力，鍵的計算長度</p><p>　　l=L-b=40-14=26mm</p><p><b&

52、gt;　　由下式得</b></p><p>　　該鍵安全。所以選14×40GB1096-79</p><p>　　(二).小齒輪與減速器低速軸軸伸的聯(lián)接</p><p><b>　　1）鍵的材料類型</b></p><p>　　45號鋼A型普通平鍵，軋轂為鑄鐵</p><p>

53、;<b>　　2）確定鍵的尺寸</b></p><p>　　b=10mm， h=8mm, L=50mm ,=100</p><p><b>　　同上面的方法</b></p><p>　　因，故安全。所以選10×70GB1096-79。</p><p>　　(三).聯(lián)軸器與減速器高速軸軸伸的

54、聯(lián)接</p><p>　　經(jīng)計算得，該鍵與小齒輪與減速器低速軸軸伸的聯(lián)接的鍵</p><p><b>　　相同。</b></p><p><b>　　7.聯(lián)軸器的選擇</b></p><p>　　根據(jù)傳動裝置的工作條件你選用彈性柱銷聯(lián)軸器（GB5014-85）</p><p>

55、;<b>　　計算轉矩為</b></p><p>　　==1.0×48.84=48.84mm </p><p>　　式中T——聯(lián)軸器所傳遞的標稱扭矩，</p><p>　　T=9.55×=9.55×</p><p>　　——工作情況系數(shù)，取=1.0。</p><p>

56、　　根據(jù)=48.84N m,從表2.5-1可查的HL2號聯(lián)軸器就可以</p><p>　　轉矩要求（）。但其軸孔直徑（d=20～32mm）</p><p>　　不能滿足電動機及減速器高速軸軸徑的要求。因此重選HL3</p><p><b>　　號聯(lián)軸器（）。</b></p><p>　　8.減速器的潤滑及密封形式選擇&l

57、t;/p><p>　　1 減速器的潤滑采用油潤滑，潤滑油選用中負荷工業(yè)齒</p><p>　　輪油GB5903-86。</p><p>　　2 油標尺M16,材料Q235A。</p><p><b>　　3 密封圈</b></p><p>　　低速軸選用 35×55×8 GB

58、9877.1-88</p><p>　　高速軸選用 40×62×8 GB9877.1-88</p><p><b>　　9.參考文獻</b></p><p>　　[1] 陳良玉 王玉良 馬星國 李 力 著 </p><p>　　<<機械設計基礎>>

59、 </p><p>　　東北大學出版社 2000</p><p>　　孫德志 王春華 董美云 李慶忠 著</p><p>　　<<機械設計基礎課程設計>></p><p>　　東北大學出版社 2000</p><p><b>　　十、指導參考書</b>&