螺旋輸送機(jī)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p><b>　　螺旋輸送機(jī)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1、引言………………………………………………3</p><p>　　2、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求…………………………3</p><p>　　3、傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)…………………

2、…………4 </p><p>　　3.1電動(dòng)機(jī)的選擇……………………………………..4</p><p>　　3.2總傳動(dòng)比的計(jì)算和分配各級(jí)傳動(dòng)比……………..5</p><p>　　3.3傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算………………..6</p><p>　　4、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………7 </p><p&

3、gt;　　4.1帶輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………..7</p><p>　　4.2高速嚙合齒輪的設(shè)計(jì)……………………………..9</p><p>　　4.3低速嚙合齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………..12</p><p>　　5、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核……………………………16 </p><p>　　5.1高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核……………

4、…………...6</p><p>　　5.2低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核………………………..21</p><p>　　5.3中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核………………………..26</p><p>　　6、滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算……………………………31 </p><p>　　6.1高速軸軸承的計(jì)算…………………………………31</p>&

5、lt;p>　　6.2中間軸軸承的計(jì)算…………………………………32</p><p>　　6.3低速軸軸承的計(jì)算…………………………………33</p><p>　　7、鍵的選擇與計(jì)算…………………………………..34 </p><p>　　7.1高速軸………………………………………………34</p><p>　　7.2低速軸…………………

6、……………………………34</p><p>　　7.3中間軸………………………………………………34</p><p>　　8、減速器附件的選擇………………………………..34</p><p>　　9、箱體和軸承端蓋的設(shè)計(jì)…………………………..35</p><p>　　10、潤(rùn)滑與密封的選擇………………………………36</p>

7、<p>　　11、參考資料………………………………………….36</p><p>　　12、課程設(shè)計(jì)小結(jié)……………………………………..36</p><p><b>　　1．引言</b></p><p>　　機(jī)械設(shè)計(jì)課程是培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)能力的技術(shù)基礎(chǔ)課。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)課程的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，其基本目的是：</p&g

8、t;<p>　　1）通過(guò)課程設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他先修課程的理論和實(shí)際知識(shí)，培養(yǎng)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，樹立正確的設(shè)計(jì)思想；</p><p>　　2）學(xué)會(huì)從機(jī)器功能的要求出發(fā)，合理選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的類型，制定傳動(dòng)方案，合理選擇標(biāo)準(zhǔn)部件的類型和型號(hào)，正確計(jì)算零件的工作能力，確定其尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)及材料，并考慮制造工藝、使用、維護(hù)、經(jīng)濟(jì)和安全等問(wèn)題，培養(yǎng)機(jī)械設(shè)計(jì)

9、能力；</p><p>　　3）通過(guò)課程設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)和查閱科技文獻(xiàn)資料以及計(jì)算機(jī)應(yīng)用等，培養(yǎng)機(jī)械設(shè)計(jì)的基本技能和獲取有關(guān)信息的能力。</p><p>　　在本課程設(shè)計(jì)中用計(jì)算機(jī)繪圖或手工繪圖都能達(dá)到以上要求，但是由目前發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)盡量采取計(jì)算機(jī)繪圖。</p><p>　　2.課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求</p><p>　　要求

10、：某螺旋輸送機(jī)連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，較大沖擊載荷，兩班制工作，工作年限10年，工作機(jī)轉(zhuǎn)速的允許誤差為5%，小批量生產(chǎn)，試設(shè)計(jì)該螺旋輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置部分。</p><p>　　螺旋輸送機(jī)的原始數(shù)據(jù)如下表：</p><p><b>　　傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖如下：</b></p><p>　　3.傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1

11、.電動(dòng)機(jī)的選擇</p><p>　?。?）選擇電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　根據(jù)減速裝置工作條件和工作要求，選用三相鼠籠Y型異步電動(dòng)機(jī)，采用密封結(jié)構(gòu)。</p><p>　?。?）選擇電動(dòng)機(jī)的功率</p><p><b>　　工作機(jī)的輸出功率為</b></p><p><b>

12、;　　電動(dòng)機(jī)的功率為</b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)輸送帶的總功率為</p><p>　　根據(jù)表2-1得，V帶傳動(dòng)效率；滾動(dòng)軸承（三對(duì)齒輪軸承）；圓柱齒輪副效率（齒輪精度為8級(jí)）；圓錐齒輪傳動(dòng)（8級(jí)精度的一般錐齒輪傳動(dòng)）；齒輪聯(lián)軸器，則</p><p>　　通過(guò)查表，選額定功率的電機(jī)。</p><p>　?。?）確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)

13、速</p><p>　　按表2-1,2-2推薦的傳動(dòng)比合理的范圍，V帶傳動(dòng)常用傳動(dòng)比范圍，二級(jí)圓錐-圓錐齒輪減速器傳動(dòng)比范圍，輸送機(jī)的工作轉(zhuǎn)速，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速</p><p>　　通過(guò)查表12-8，取型號(hào)為Y180M-2電動(dòng)機(jī)，主要外形尺寸和安裝尺寸見(jiàn)下表。</p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)主要性能參數(shù)</b></p><p

14、>　　電動(dòng)機(jī)主要外形尺寸和安裝尺寸</p><p><b>　　單位：mm</b></p><p>　　3.2.計(jì)算總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比</p><p><b>　　（1）總傳動(dòng)比</b></p><p>　　式中，分別為電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速，螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速，r/min。</p>

15、<p>　?。?）傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比</p><p>　　式中，，分別為V帶傳動(dòng)，二級(jí)圓錐-圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比。為了使V帶傳動(dòng)外廓尺寸不要太大，初步選，則二級(jí)圓錐-圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比</p><p>　　所得減速器的傳動(dòng)比符合二級(jí)圓錐-圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比的范圍。</p><p>　?。?）分配減速器的各級(jí)傳動(dòng)比</p><p

16、>　　以使大錐齒輪直徑不知過(guò)大，從而便于加工，高速級(jí)圓錐齒輪傳動(dòng)比取 ，則</p><p><b>　　圓柱齒輪傳動(dòng)比</b></p><p>　　3.3.計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)</p><p>　?。?）各軸的輸入功率</p><p>　　電動(dòng)機(jī)軸 </p><p>

17、　　1軸 </p><p>　　2軸 </p><p>　　3軸 </p><p>　　輸送機(jī)軸 </p><p><b>　　（2）各軸的轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　1軸 </p>

18、<p>　　2軸 </p><p>　　3軸 </p><p>　　輸送機(jī)軸 </p><p><b>　?。?）各軸的轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)軸 </p><p>　　1軸 <

19、;/p><p>　　2軸 </p><p>　　3軸 </p><p>　　輸送機(jī)軸 </p><p>　　最后，將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行整理，如下表：</p><p>　　運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果</p><p>　　4.傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算&

20、lt;/p><p>　　4.1 V帶的選擇</p><p>　　5）計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值</p><p>　　由表8-3得A型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量，所以</p><p>　　應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力。</p><p><b>　　6）計(jì)算壓軸力</b></p><p><

21、b>　　壓軸力的最小值為</b></p><p>　　4.2高速嚙合齒輪的設(shè)計(jì)</p><p>　　(1).選定齒輪材料、類型、精度等級(jí)和齒數(shù)</p><p>　　選擇直齒錐齒輪傳動(dòng)，精度等級(jí)8級(jí)，大小齒輪都選用45鋼(調(diào)質(zhì))，小齒輪為260HBS，而大齒輪為220HBS.小齒輪齒數(shù)為Z1 =18,大齒輪齒數(shù)Z2=uZ1=2.03,取Z2=37，齒

22、輪嚙合時(shí)Σ=90°，α=20°，直齒區(qū)域系數(shù)ZH=2.5。</p><p>　　(2)按齒面疲勞強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　……………………(式10—26)</p><p><b>　　確定各個(gè)參數(shù)：</b></p><p><b>　　初選載荷系數(shù)：;</b></p&g

23、t;<p><b>　　齒數(shù)比：u==</b></p><p><b>　　小齒輪轉(zhuǎn)矩：</b></p><p>　　彈性影響系數(shù)：（表10—6）</p><p><b>　　確定接觸許用應(yīng)力：</b></p><p>　　循環(huán)次數(shù)：---------(式10—1

24、3)</p><p>　　接觸疲勞壽命系數(shù)KHN（圖10—19）</p><p>　　接觸疲勞強(qiáng)度極限（圖10—21（d））</p><p>　　接觸許用應(yīng)力：按失效概率為1%，疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)</p><p>　　--------（式10—12）</p><p><b>　　計(jì)算</b><

25、/p><p>　　(3)驗(yàn)算載荷系數(shù)：</p><p>　　齒輪的使用系數(shù)：載荷狀況中等沖擊（表10—2）=1.5</p><p><b>　　動(dòng)載荷系數(shù)：</b></p><p>　　= ------(P224,d)</p><p>　　由（圖10—8）查=1.14；</p><

26、p>　　齒間載荷分配系數(shù)：；</p><p>　　齒向載荷分配系數(shù)：一兩端只承一個(gè)懸臂，查表10—9，</p><p>　　載荷系數(shù)： ---（式10—2）</p><p>　　(4)校正直徑與大端模數(shù)m</p><p>　　--------(式10—10a)</p><p>　　(5).按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)

27、</p><p>　　-----------（式10—24）</p><p><b>　　確定計(jì)算參數(shù)：</b></p><p>　　計(jì)算載荷系數(shù) K= =1.5×1.14×1×1.875=3.2（式10—2）</p><p>　　小齒輪轉(zhuǎn)矩：=16649.287N.mm </p>

28、;<p><b>　　齒寬系數(shù)：</b></p><p><b>　　齒數(shù)比：</b></p><p>　　計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力，取彎曲疲勞安全系數(shù)：</p><p>　　大小齒輪齒面受脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力，查圖（10-20(c)）</p><p>　　彎曲疲勞壽命系數(shù)，查圖（10—18）

29、</p><p><b>　　彎曲疲勞許用應(yīng)力：</b></p><p>　　計(jì)算錐齒輪當(dāng)量齒數(shù)：</p><p>　　（P225，式（f））</p><p>　　齒形系數(shù)：查表10—5 =2.22 =2.80</p><p>　　應(yīng)力校正系數(shù)：查表10—5 =1.77 =1.55</

30、p><p>　　計(jì)算大小齒輪并加以比較</p><p><b>　　==</b></p><p><b>　　==</b></p><p>　　將（9）中大者代入計(jì)算：</p><p><b>　　=</b></p><p>　　對(duì)比

31、結(jié)果取m=4,按接觸疲勞強(qiáng)度算得分度圓直徑，則小齒輪齒數(shù)：，大齒輪齒數(shù)：</p><p>　　4.3低速嚙合齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　5.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核</p><p>　　5.1高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核</p><p>　　(1).確定軸的最小直徑</p><p>　　1)選用材料為40Cr，調(diào)制處理，根據(jù)

32、表15—3取=110；軸的最小直徑，由于軸上開有鍵槽且d<100mm此時(shí)軸直徑增加5%--7%，</p><p><b>　　2)軸最小直徑</b></p><p>　　(2).確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度：，用于定位時(shí)候，只是為了安裝方便時(shí)候</p><p><b>　　，</b></p><p>

33、;<b>　　，</b></p><p>　　，選軸承7209C，GB/T292-2007, 取</p><p><b>　　， </b></p><p>　　(3).軸上A端用圓螺母做軸向定位，B端用軸端擋圈做軸向定位。</p><p><b>　　(4).軸的校核</b>&

34、lt;/p><p>　　1）作用在齒輪上的力</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　2）支反力的計(jì)算 </b></p><p><b>　　=17494N, </b>

35、</p><p><b>　　3)繪制載荷分析圖</b></p><p>　　從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出界面C是軸的危險(xiǎn)截面，現(xiàn)將計(jì)算出的截面C處的、及的值列于下表：</p><p>　　4）按第三強(qiáng)度理論校核應(yīng)滿足-------------（式15-5）</p><p>　　查表15-1,40（調(diào)質(zhì)）。&l

36、t;/p><p>　　進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即截面C的強(qiáng)度，根據(jù)式（15-5））及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力</p><p><b>　　因此該截面安全。</b></p><p>　　5）按疲勞強(qiáng)度進(jìn)行精確校核,查表15-1，</p><p>&l

37、t;b>　　取</b></p><p>　　通過(guò)彎矩和扭矩圖可知，危險(xiǎn)截面為C，但是為了更加精確地校核軸，還必須校核截面的左右兩側(cè)。</p><p><b>　　(5)截面6左側(cè)</b></p><p><b>　　抗彎截面系數(shù)： </b></p><p><b>　　抗

38、扭截面系數(shù)：</b></p><p>　　截面6左側(cè)的彎矩M為191404N.mm</p><p><b>　　截面6上的扭矩</b></p><p><b>　　截面上的彎曲應(yīng)力</b></p><p><b>　　截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力</b></p>

39、<p>　　軸的材料為40（調(diào)質(zhì)），由表15-1查得</p><p>　　截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)按附3-2查取，</p><p>　　因=0.024，，經(jīng)插值后可查得</p><p>　　又由附圖3-1可得軸的材料的敏性系數(shù)為</p><p>　　故有效應(yīng)力集中系數(shù)按式（附表3-4）為</p><