機(jī)電傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)---帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)2</p><p>　　1.擬定傳動(dòng)方案2</p><p>　　2.選擇電動(dòng)機(jī)2</p><p>　　3.確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配3</p><p>　　4.計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力

2、參數(shù)3</p><p>　　二、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算4</p><p><b>　　1.V帶4</b></p><p><b>　　2.齒輪5</b></p><p><b>　　三、軸的設(shè)計(jì)7</b></p><p>　　1.高速軸的

3、設(shè)計(jì)7</p><p>　　2. 確定軸的結(jié)構(gòu)…………………………………………………………………………………………….................8</p><p>　　3. 求軸上的載荷……………………………………………………………………………………………………….9</p><p>　　4. 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度…………………………………

4、………………………………………………...10</p><p>　　四、軸承的校核10</p><p>　　1.高速軸軸承校核10</p><p>　　2.低速軸軸承校核10</p><p>　　3.聯(lián)軸器的選擇和計(jì)算10</p><p>　　五、鍵聯(lián)接的選擇和強(qiáng)度校核11</p>&

5、lt;p>　　1.高速軸與帶輪用鍵聯(lián)接的選擇和強(qiáng)度校核11</p><p>　　2.高速軸與齒輪用鍵聯(lián)接的選擇和強(qiáng)度校核11</p><p>　　設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置</p><p>　　此帶式輸送機(jī)是運(yùn)送原料的傳動(dòng)裝置。設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)有：輸送帶牽引力F=5430N,輸送帶速度v＝1.75m/s,傳動(dòng)滾筒直徑D=425mm。</p>

6、<p>　　工作條件及要求為：滾筒及運(yùn)輸帶效率=0.94。工作時(shí)，載荷有輕微沖擊。室內(nèi)工作，水分和顆粒為正常狀態(tài)，產(chǎn)品生產(chǎn)批量為成批生產(chǎn)，允許總速比誤差<4%，要求齒輪使用壽命為10年，二班工作制，軸承使用壽命不小于15000小時(shí)，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器。</p><p><b>　　解：</b></p><p><b>　　傳動(dòng)裝置的

7、總體設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　擬定傳動(dòng)方案</b></p><p>　　本傳動(dòng)裝置采用一級(jí)圓柱齒輪減速器.用帶傳動(dòng)將電動(dòng)機(jī)與減速器相連,如下圖:</p><p><b>　　選擇電動(dòng)機(jī)</b></p><p>　　（1）選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型</p><p&

8、gt;　　按工作條件和要求，選用一般用途的Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　（2）選擇電動(dòng)機(jī)功率</p><p><b>　　輸送機(jī)所需功率： </b></p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)所需功率：</b></p><p><b>　　式中</b></p>

9、<p>　　――由電動(dòng)機(jī)至輸送帶的傳動(dòng)總效率，</p><p>　　──────V帶傳動(dòng)效率,取0.94；</p><p>　　──────一對(duì)滾動(dòng)軸承效率（滾子軸承），取0.98；</p><p>　　──────一對(duì)圓柱齒輪傳動(dòng)效率，取8級(jí)精度的一般齒輪傳動(dòng)的值：0.97；</p><p>　　──────彈性聯(lián)軸器效率，取

10、0.99；</p><p>　　──────傳動(dòng)滾筒的效率，取0.94；</p><p>　　──────傳動(dòng)滾筒的軸承效率, 取0.98。</p><p>　　查表選取電動(dòng)機(jī)的額定功率</p><p>　?。?）選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速傳動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)速</p><p>　　由表推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取V帶傳動(dòng)比，一級(jí)圓柱齒輪減速

11、器的傳動(dòng)比，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為：，符合這范圍的電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速有750、1000r/min兩種.根據(jù)計(jì)算出的容量，由課本附表8.1查出有兩種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，其技術(shù)參數(shù)及傳動(dòng)比的比較情況見(jiàn)下表：</p><p>　　綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格、傳動(dòng)比及市場(chǎng)供應(yīng)情況，因方案2電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低，外廓尺寸及重量較大，價(jià)格較高，所以選擇方案1。電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y160M－6，因要采用帶傳動(dòng)，選擇機(jī)座帶底腳，端蓋

12、無(wú)凸緣的電動(dòng)機(jī)。其主要安裝尺寸為：</p><p>　　Y160L－4型電動(dòng)機(jī)的安裝尺寸：</p><p>　　確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配</p><p><b>　　減速器總傳動(dòng)比：</b></p><p>　　式中――電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速，r/min。</p><p>　　取V帶傳動(dòng)比＝4，那

13、么</p><p><b>　　齒輪箱傳動(dòng)比：</b></p><p><b>　　實(shí)際總傳動(dòng)比：</b></p><p><b>　　傳動(dòng)滾筒實(shí)際轉(zhuǎn)速：</b></p><p><b>　　滾筒轉(zhuǎn)速誤差：</b></p><p>

14、<b>　　合適</b></p><p>　　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><b>　　軸Ⅰ（高速軸）：</b></p><p><b>　　軸

15、Ⅱ（低速軸）：</b></p><p><b>　　滾筒：</b></p><p><b>　　(2)各軸的轉(zhuǎn)速</b></p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)軸：</b></p><p><b>　　軸Ⅰ：</b></p><

16、p><b>　　軸Ⅱ：</b></p><p><b>　　滾筒：</b></p><p>　　(3) 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)軸：</b></p><p><b>　　軸Ⅰ：</b></p><p>

17、;<b>　　軸Ⅱ：</b></p><p><b>　　滾筒：</b></p><p>　　把上述計(jì)算結(jié)果列于下表：</p><p>　　二、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p><b>　　V帶</b></p><p>　　選擇普通B型V帶，跟據(jù)公式求

18、出計(jì)算功率，查課本P71表6-7取，得：</p><p>　　查課本P72圖6-8，P68表6-4，選取小帶輪直徑則大帶輪直徑，取標(biāo)準(zhǔn)值</p><p><b>　　驗(yàn)算：，合符要求。</b></p><p><b>　　初選兩帶輪中心距：</b></p><p>　　，查課本P64表6-3，取&l

19、t;/p><p><b>　　實(shí)際中心距</b></p><p><b>　　小帶包角</b></p><p>　　根據(jù)公式求V帶根數(shù)，查課本P69表6-5，取P1=2.12，查課本P73表6-8，取，查課本P73表6-10，取，查課本P74表6-11，取，得V帶數(shù)量：</p><p>　　由以上分析計(jì)

20、算可知，4根B型V帶傳動(dòng)可用。</p><p>　　查表得B型V帶帶輪槽間距為帶輪邊，所以帶輪寬為3e+2f=3×19+2×12.5=82mm</p><p><b>　　帶輪受力分析</b></p><p><b>　　單根V帶的預(yù)緊力</b></p><p>　　作用在帶輪軸

21、上的壓力</p><p>　　其中查課本P64表6-2所取。</p><p><b>　　齒輪</b></p><p><b>　　選擇材料及精度等級(jí)</b></p><p>　　考慮是普通減速速器，載荷不大，故選用軟齒面齒輪傳動(dòng)。選大、小齒輪的材料和熱處理方式為：</p><p

22、>　　小齒輪：45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為240HBS（比大齒輪高25~50HBS）</p><p>　　大齒輪：45鋼，正火處理，硬度為200HBS</p><p>　　初選齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)為8級(jí)。</p><p><b>　　確定計(jì)算準(zhǔn)則</b></p><p>　　該齒輪傳動(dòng)屬閉式軟齒面，針對(duì)齒面點(diǎn)蝕，先按齒面接

23、觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算幾何尺寸，然后按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。</p><p>　　按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　小齒輪分度圓直徑為：</p><p>　　選取載荷系數(shù)按中等沖擊，取。</p><p>　　選取齒寬系數(shù)齒輪相對(duì)于軸承對(duì)稱(chēng)布置，兩輪均為軟齒面，取。</p><p>　　確定材料的彈性系數(shù)兩輪均為

24、鋼，則。</p><p>　　確定許用接觸應(yīng)力齒輪材料45鋼，調(diào)質(zhì)或正火，查表得：</p><p>　　小齒輪：硬度為240HBS，</p><p>　　大齒輪：硬度為200HBS，</p><p>　　取較小值和其他參數(shù)代入公式，可初算小齒輪分度圓直徑為</p><p>　　確定主要的幾個(gè)參數(shù)：中心距： </

25、p><p>　　考慮加工、測(cè)量的方便，圓整后取a=300mm。</p><p>　　模數(shù)由經(jīng)驗(yàn)公式可得：</p><p>　　m=(0.007~0.02)a=(0..7~0.02)300mm=2.1~6mm</p><p>　　可選擇的模數(shù)有2.5、3、4、5，跟據(jù)公式，計(jì)算出相對(duì)應(yīng)符合要求的齒數(shù)詳見(jiàn)下表：</p><p&g

26、t;　　因?qū)τ谲淉X面閉式傳動(dòng)，在滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的前提下，宜采用較多齒數(shù)，一般取值在20~40之間。所以取m=2.5mm。</p><p><b>　　其他幾何尺寸</b></p><p>　　分度圓直徑： 2.5mm35=87.5mm</p><p>　　d2=mz2=2.5×205=512.5mm</p>&l

27、t;p>　　齒頂圓直徑：da1=d1+2m=87.5+2×2.5mm=92.5mm </p><p>　　da2=d2+2m=512.5+2×2.5mm=517.5mm</p><p><b>　　齒根圓直徑： </b></p><p><b>　　齒輪寬度：</b></p>&l

28、t;p><b>　　齒輪的圓周速度 </b></p><p>　　查課本P105表7-5，確定選擇齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)為8級(jí)可以。</p><p>　　校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度</p><p>　　確定復(fù)合齒形系數(shù)查課本P110表7-10得：。</p><p>　　確定許用彎曲應(yīng)力齒輪材料45鋼，調(diào)質(zhì)或正火，查課本P

29、108表7-9得：</p><p>　　小齒輪：硬度為240HBS，</p><p>　　大齒輪：硬度為200HBS，</p><p><b>　　校核計(jì)算：</b></p><p><b>　　齒根彎曲強(qiáng)度足夠。</b></p><p><b>　　三、軸的設(shè)計(jì)&

30、lt;/b></p><p>　　計(jì)算之前，先將所需的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如下根據(jù)（《課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》P17表4.1統(tǒng)計(jì)）：</p><p><b>　　高速軸的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　?。?）選擇軸的材料</b></p><p>　　選取45鋼，正火處理，HBS=200，查課本P206表

31、11-2得：抗拉強(qiáng)度極限，屈服極限，彎曲疲勞極限，許用彎曲應(yīng)力，取A=110。</p><p>　　（2）初步估算軸的最小直徑</p><p>　　按式（7－12），取A0=110，得</p><p>　　輸出軸的最小直徑dmin與顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑（11—23）?？紤]軸上有一鍵槽， 將軸徑增大3%，則</p><p>　　為使d

32、min與聯(lián)軸器孔徑相適應(yīng)，需同時(shí)選聯(lián)軸器型號(hào)，為補(bǔ)償軸的可能位移，選擇彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，其計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca=KA·T3，查表9—2，考慮工作轉(zhuǎn)矩變化很小，故取Ka=1.3，則</p><p>　　Tca=KA·T3=1.3×1404=1732.78 N·mm</p><p>　　按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T5014—85

33、，選用HL4型彈性柱銷(xiāo)銷(xiāo)聯(lián)軸器，其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為2000N·m，半聯(lián)軸器的孔徑為60mm，半聯(lián)軸器的長(zhǎng)度為142mm，與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為107mm。</p><p>　?。?）求作用在齒輪上的力</p><p><b>　　確定軸的結(jié)構(gòu)</b></p><p>　?。?）擬定軸上零件的裝配方案 本題的裝配方案，已在前面分析比較，先選用圖

34、11—4a所示的裝配方案，軸的結(jié)構(gòu)圖如圖11—23所示。</p><p>　　（2）根據(jù)軸向定位要求確定各軸段的直徑和長(zhǎng)度 具體步驟如下：</p><p>　　聯(lián)軸器處軸段①的直徑d1和長(zhǎng)度ｌ1：由所選聯(lián)軸器轂孔直徑可知d1=60；為保證軸端擋圈只壓在半軸器上而不壓在軸的端面上，ｌ1應(yīng)比聯(lián)軸器轂孔長(zhǎng)度略短，故?。?=105mm。</p><p>　　左端軸承端蓋處

35、軸段②的直徑d2和長(zhǎng)度ｌ2：因聯(lián)軸器右端用軸肩定位，按d1=60mm,軸肩高度h=(0.07-0.1)d1=4.2-6,取h=6mm,,則d2=(60+2×6)mm,=72mm；由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)確定軸承端蓋的總寬度為20mm，為便于軸承端蓋的裝拆及對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂，取端蓋的外端面與聯(lián)軸器右端面的距離為30mm，故l2=（20+30）mm=50mm。</p><p>　　軸承處軸段③及軸段⑦的直徑

36、d3、d7和長(zhǎng)度ｌ3、ｌ7；因軸承同時(shí)承受徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，為便于軸承從左端裝拆，軸承內(nèi)徑d3應(yīng)稍大于d3，并符合滾動(dòng)軸承標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)徑，故d3=75mm，初定軸承型號(hào)為30315，其尺寸為d·D·T=75×160×37。兩端軸承相同，故取d6=75mm，取齒輪左端距箱體內(nèi)壁之距離a=16mm；考慮箱體鑄造誤差，取滾動(dòng)軸承與箱體內(nèi)壁的距離s=8mm，為使齒輪定位可靠,齒輪轂孔寬度比

37、與其配合的軸段長(zhǎng)度大2mm;已知滾動(dòng)軸承寬T=36mm,故l3=（37+8+16+2）mm=63mm。右端ｌ6=8+T=45mm。</p><p>　　齒輪處軸段④的直徑d4和長(zhǎng)度ｌ4：考慮到齒輪從左端裝入，齒輪孔徑應(yīng)稍大于軸承處直徑d3，并取標(biāo)準(zhǔn)直徑（GB/T2822-1981），故d4=80mm。根據(jù)軸段長(zhǎng)度比齒輪輪轂寬度小于2mm，而齒輪寬度了b=92.5mm，故確定l4=（92.5-2）=90.5mm。&

38、lt;/p><p>　　軸環(huán)處軸段的直徑d5和長(zhǎng)度ｌ5：因右端滾動(dòng)軸承采用軸決肩進(jìn)行軸向定位，軸肩高h(yuǎn)=（0.07-0.1）d4=（5.6-7.1）mm,取h=6mm,則d5=（80+2×6）=92mm。根據(jù)軸環(huán)寬度b≈1.4·h=1.4×6=8.4mm，?。?=10mm。</p><p>　?。?）軸上零件的周向定位 齒輪 半聯(lián)軸器與軸的周向固定均采用A型

39、普通平鍵聯(lián)接。齒輪處按d4=80mm，采用鍵22·80GB/T1096—2003，截面尺寸b·h=22×14，為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，選擇齒輪輪轂與軸的配合為H7/m6;聯(lián)軸器處按d=60，采用鍵18X60，截面尺寸bXh=18X11，半聯(lián)軸器與軸的配合為H7/k6。</p><p>　　滾動(dòng)軸承與軸的周向固定是借過(guò)渡配合來(lái)保證的，此滾動(dòng)軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制，軸的直

40、徑尺寸公差為m6。</p><p>　?。?）確定軸上圓角和倒角尺寸，參考表11-4，各軸肩處的圓角半徑見(jiàn)圖11-23，取軸端倒角為C2。</p><p><b>　　3、求軸上載荷</b></p><p>　　定跨距 在確定軸承支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從軸承標(biāo)準(zhǔn)查取a值（參考圖11-14），對(duì)于30315型圓錐滾子軸承，查得a=27mm。因此，作為簡(jiǎn)支

41、梁的軸的支承跨距L2+L3=[（63+45.25-27）+（90.5-45.25+10+116.5+37-27）]=81.25+144.75=226。</p><p>　　作軸的計(jì)算圖并求軸的支反力</p><p><b>　　水平面的支反力</b></p><p><b>　　垂直面的支反力</b></p>

42、<p><b>　　作彎矩圖及轉(zhuǎn)矩圖</b></p><p><b>　　水平面彎矩圖</b></p><p>　　=297489N·mm</p><p><b>　　垂直面彎矩圖</b></p><p><b>　　合成彎矩圖</b>

43、;</p><p><b>　　N·mm</b></p><p><b>　　N·mm</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)距圖</b></p><p>　　T=1237.7N.M</p><p><b>　　當(dāng)量彎矩圖&

44、lt;/b></p><p><b>　　N·mm</b></p><p>　　=301300N·mm</p><p>　　4、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p><p>　　由軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及當(dāng)量彎矩圖可知C處左側(cè)截面上當(dāng)量彎矩最大,是軸的危險(xiǎn)截面,是軸的危險(xiǎn)截面。進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受

45、最大當(dāng)量彎矩的截面強(qiáng)度，則可得</p><p>　　前面已查得。因此[бd<б-1,故安全。</p><p><b>　　5．低速軸的設(shè)計(jì)略</b></p><p><b>　　四、軸承的校核</b></p><p><b>　　高速軸軸承校核</b></p>

46、<p>　　高速軸軸承為30315軸承。因齒輪與帶輪之間的軸承受力較大，所以選擇該軸承校核。</p><p>　　跟據(jù)設(shè)計(jì)要求，查課本P185表10-9取載荷系數(shù)，我們選擇的是球軸承，取∈=0.3則：</p><p>　　P= fp（XFr+YFa）=1.2×(1×2045.62+0)=2455</p><p><b>　

47、　軸承安全。</b></p><p>　　2. 低速軸軸承校核</p><p>　　低速軸所選軸承為30313軸承。</p><p>　　P= fp（XFr2+YFa2）=1.2×(1×1769+0)=2122</p><p>　　3. 聯(lián)軸器的選擇和計(jì)算</p><p>　

48、　初選聯(lián)軸器為十字滑聯(lián)軸器，跟據(jù)低速軸的直徑，查表得許用轉(zhuǎn)矩，許用轉(zhuǎn)速。計(jì)算軸矩</p><p>　　因載荷沖擊不大，轉(zhuǎn)速也不高，查表取工作情況系數(shù)＝1.1，則得：</p><p>　　五、鍵聯(lián)接的選擇和強(qiáng)度校核</p><p>　　1. 高速軸與帶輪用鍵聯(lián)接的選擇和強(qiáng)度校核</p><p>　　選用圓頭普通平鍵（A型），按軸徑D=60