課程設(shè)計---帶式運輸機傳動裝置的設(shè)計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 引言2</b></p><p>　　2 傳動裝置的總體設(shè)計3</p><p>　　2.1電動機的選擇3</p><p>　　2.1.1電動機類型的選擇3</p><p>　　2.1.2電動機功

2、率的確定3</p><p>　　2.1.3確定電動機轉(zhuǎn)速3</p><p>　　2.2總傳動比的計算和分配各級傳動比4</p><p>　　2.3傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算4</p><p>　　3 傳動零件的設(shè)計計算5</p><p>　　3.1第一級齒輪傳動的設(shè)計計算5</p><

3、p>　　3.2第二級齒輪傳動的設(shè)計計算10</p><p>　　4 箱體尺寸計算與說明15</p><p>　　5 裝配草圖的設(shè)計16</p><p>　　5.1初估軸徑16</p><p>　　5.2初選聯(lián)軸器17</p><p>　　5.3初選軸承17</p><p>　　

4、5.4潤滑及密封18</p><p>　　6 軸的設(shè)計計算及校核18</p><p>　　6.1中間軸的設(shè)計計算及校核18</p><p>　　6.2低速軸的設(shè)計計算及校核21</p><p>　　7 滾動軸承的選擇和計算25</p><p>　　7.1高速軸軸承的計算25</p><p

5、>　　7.2中間軸軸承的計算26</p><p>　　7.3低速軸軸承的計算27</p><p>　　8 鍵連接的選擇和計算28</p><p>　　8.1 高速軸與聯(lián)軸器鍵聯(lián)接的選擇和計算28</p><p>　　8.2 中間軸與小齒輪鍵聯(lián)接的選擇和計算28</p><p>　　8.3 中間軸與大齒輪

6、鍵聯(lián)接的選擇和計算28</p><p>　　8.4 低速軸與齒輪鍵聯(lián)接的選擇和計算29</p><p>　　8.5 低速軸與聯(lián)軸器鍵聯(lián)接的選擇和計算29</p><p>　　9 減速器附件的選擇及說明29</p><p>　　9.1減速器附件的選擇29</p><p>　　9.2減速器說明30</p&

7、gt;<p><b>　　10 結(jié)論30</b></p><p><b>　　參考文獻31</b></p><p>　　帶式運輸機傳動裝置的設(shè)計</p><p><b>　　王剛</b></p><p>　　西南大學工程技術(shù)學院</p><

8、p>　　2009級機械設(shè)計制造及其自動化2班</p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　機械設(shè)計課程是培養(yǎng)學生機械設(shè)計能力的技術(shù)基礎(chǔ)課。機械設(shè)計課程設(shè)計是機械設(shè)計課程的重要實踐教學環(huán)節(jié)，其基本目的是：</p><p>　　1）通過課程設(shè)計，綜合運用機械設(shè)計課程和其他先修課程的理論和實際知識，培養(yǎng)分析和解決實際問題的

9、能力，掌握機械設(shè)計的一般規(guī)律，樹立正確的設(shè)計思想；</p><p>　　2）學會從機器功能的要求出發(fā)，合理選擇執(zhí)行機構(gòu)和傳動機構(gòu)的類型，制定傳動方案，合理選擇標準部件的類型和型號，正確計算零件的工作能力，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、經(jīng)濟和安全等問題，培養(yǎng)機械設(shè)計能力；</p><p>　　3）通過課程設(shè)計，學習運用標準、規(guī)范、手冊、圖冊和查閱科技文獻資料以及計

10、算機應(yīng)用等，培養(yǎng)機械設(shè)計的基本技能和獲取有關(guān)信息的能力。</p><p>　　在本課程設(shè)計中用計算機繪圖或手工繪圖都能達到以上要求，但是由目前發(fā)展趨勢應(yīng)盡量采取計算機繪圖。</p><p>　　2 傳動裝置的總體設(shè)計</p><p><b>　　2.1電動機的選擇</b></p><p>　　2.1.1電動機類型的選擇&

11、lt;/p><p>　　Y系列三相異步電動機</p><p>　　2.1.2電動機功率的確定</p><p><b>　　工作機效率=1</b></p><p>　　傳動裝置各部分的效率，查表1-7</p><p>　　8級精度齒輪傳動效率=0.97</p><p>　　彈性聯(lián)

12、軸器傳動效率=0.99</p><p>　　齒式聯(lián)軸器傳動效率=0.99</p><p>　　球軸承傳動效率=0.99（一對）</p><p>　　球軸承傳動效率=0.99（一對）</p><p>　　球軸承傳動效率=0.99（一對）</p><p>　　==0.990.990.970.990.970.990.99=0

13、.89</p><p><b>　　工作機所需輸入功率</b></p><p><b>　　所需電動機功率</b></p><p>　　2.1.3確定電動機轉(zhuǎn)速</p><p>　　查表13-2，得圓柱齒輪傳動比常值為3~5，故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍：</p><p>　　對Y

14、系列電動機，通常多選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min或1500r/min的電動機，如無特殊需要，不選用低于750r/min的電動機。</p><p>　　查表12-1，選用Y160L-8,額定功率7.5kW,滿載轉(zhuǎn)速為720r/min，D=42mm，E=110mm。</p><p>　　2.2總傳動比的計算和分配各級傳動比</p><p>　　傳動裝置的總傳動比要求為

15、</p><p><b>　　又由于取</b></p><p><b>　　解得：</b></p><p>　　2.3傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算</p><p><b>　?。?）各軸轉(zhuǎn)速</b></p><p><b>　　（2）各軸功率

16、</b></p><p><b>　　=6.74kW</b></p><p>　　=6.740.990.97=6.41kW</p><p><b>　　=kW</b></p><p><b>　?。?）各軸轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　3

17、 傳動零件的設(shè)計計算</p><p>　　3.1第一級齒輪傳動的設(shè)計計算</p><p>　　3.2第二級齒輪傳動的設(shè)計計算</p><p>　　表1 傳動零件設(shè)計計算數(shù)據(jù)表</p><p>　　4 箱體尺寸計算與說明</p><p>　　表2 箱體尺寸數(shù)據(jù)表</p><p>　　箱

18、體其他尺寸由后續(xù)計算與畫圖確定</p><p><b>　　5 裝配草圖的設(shè)計</b></p><p><b>　　5.1初估軸徑</b></p><p><b>　?。?）高速軸</b></p><p>　　選取高速軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。由教材表15-3取=110&l

19、t;/p><p>　　由于此處要安放鍵，故該最小軸徑應(yīng)再放大7%</p><p>　　由手冊表12-3查得機座號為160L的機座帶底腳，端蓋有凸緣的電動機軸伸直徑D=42mm。高速軸的最小軸徑是安裝聯(lián)軸器處的直徑，可取。</p><p><b>　?。?）中間軸</b></p><p>　　選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由

20、教材表15-3取=110</p><p>　　此最小直徑是安裝軸承處的直徑，可取。</p><p><b>　　（3）低速軸</b></p><p>　　選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由教材表15-3取=110</p><p>　　由于此處要安放鍵，故該最小軸徑應(yīng)再放大7%</p><p>&l

21、t;b>　　，可取。</b></p><p><b>　　5.2初選聯(lián)軸器</b></p><p><b>　?。?）高速軸聯(lián)軸器</b></p><p>　　考慮到工作條件，高速軸采用彈性聯(lián)軸器較好。由教材表14-1取，則，查手冊表8-7可知，選用LX3型彈性柱銷聯(lián)軸器合適，其公稱轉(zhuǎn)矩為>。半聯(lián)軸

22、器軸孔直徑為30mm，軸孔長度為60mm，與軸配合長度為58mm，標記為。</p><p><b>　?。?）低速軸聯(lián)軸器</b></p><p>　　考慮到工作條件，低速軸采用非彈性聯(lián)軸器較好。由教材表14-1取，則，查手冊表8-3可知，選用GIGL4型鼓形齒式聯(lián)軸器合適，其公稱轉(zhuǎn)矩為>。半聯(lián)軸器軸孔直徑為60mm，軸孔長度為107mm，與軸配合長度為105m

23、m，標記為。</p><p><b>　　5.3初選軸承</b></p><p><b>　?。?）高速軸軸承</b></p><p>　　第一級齒輪傳動是斜齒輪傳動，高速軸同時承受徑向力和軸向力作用，故采用角接觸球軸承，由于，考慮到軸向定位和軸承裝拆方便，應(yīng)將軸承內(nèi)徑放大兩次，查手冊6-6初選0基本游隙組、標準精度級的角

24、接觸球軸承7208AC，基本尺寸為。</p><p><b>　　（2）中間軸軸承</b></p><p>　　中間軸也同時受到軸向力和徑向力作用，采用角接觸球軸承，由于，考慮到軸向定位和軸承裝拆方便，應(yīng)將軸承內(nèi)徑放大兩次，查手冊6-6初選0基本游隙組、標準精度級的角接觸球軸承7309AC型，基本尺寸為。</p><p><b>　　

25、（3）低速軸軸承</b></p><p>　　第二級齒輪傳動是直齒輪傳動，低速軸只受徑向載荷，故采用深溝球軸承，由于，考慮到軸向定位和軸承裝拆方便，應(yīng)將軸承內(nèi)徑放大兩次，查手冊表6-1，初選0基本游隙組、標準精度級的深溝球軸承6015C型，基本尺寸為。</p><p><b>　　5.4潤滑及密封</b></p><p>　　軸承采

26、用脂潤滑，并設(shè)置擋油環(huán)；齒輪采用油池潤滑；在伸出與軸承端蓋之間采用氈圈密封。</p><p>　　6 軸的設(shè)計計算及校核</p><p>　　6.1中間軸的設(shè)計計算及校核</p><p>　　中間軸的受力情況如圖</p><p><b>　　(1)計算齒輪受力</b></p><p>　　第一級大

27、斜齒輪受力分析（ ，）</p><p><b>　　周向力 </b></p><p><b>　　徑向力 </b></p><p><b>　　軸向力 </b></p><p>　　第二級小直齒輪受力分析（）</p><p><b>　　

28、周向力 </b></p><p><b>　　徑向力 </b></p><p><b>　　(2)做出彎扭矩圖</b></p><p>　　以軸左端為原點，經(jīng)簡化后各段長度分別為L1=77.5mm，L2=93mm,L3=55mm</p><p><b>　　水平方向：<

29、;/b></p><p>　　解得=-5658.89N =-4863.65N</p><p><b>　　垂直方向：</b></p><p>　　解得= -2003.84N =419.17N</p><p><b>　　彎矩圖如下：</b></p><p>　　扭

30、矩T==389.91，扭矩圖如下:</p><p><b>　?。?）校核軸的強度</b></p><p>　　根據(jù)教材式15-5及上表中數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計算應(yīng)力（公式中）</p><p>　　由表15-1查得45鋼的許用彎曲應(yīng)力符合要求。</p><p>　　6.2低速軸的設(shè)計

31、計算及校核</p><p>　　低速軸的受力情況如圖</p><p><b>　?。?）計算齒輪受力</b></p><p>　　由作用力與反作用力可得 </p><p><b>　　(2)做出彎扭矩圖</b></p><p>　　以軸左端為原點，經(jīng)簡化后各段長度分別為L1=

32、84mm，L2=154.5mm</p><p><b>　　水平方向：</b></p><p>　　解得=4857.37N =2640.90N</p><p>　　解得=1767.94N =961.21N</p><p><b>　　彎矩圖如下：</b></p><p&g

33、t;　　扭矩T==1223.59，扭矩圖如下:</p><p><b>　?。?）校核軸的強度</b></p><p>　　根據(jù)教材式15-5及上表中數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計算應(yīng)力（公式中）</p><p>　　由表15-1查得45鋼的許用彎曲應(yīng)力符合要求。</p><p>　　7 滾

34、動軸承的選擇和計算</p><p>　　7.1高速軸軸承的計算</p><p>　　查手冊表6-6可知角接觸球軸軸承7208AC的基本額定動載荷C=35.2KN。</p><p>　?。?）求兩軸承受到的徑向載荷和</p><p>　　由力與力矩平衡方程，求得兩軸承受力為</p><p><b>　　又<

35、;/b></p><p><b>　　左端承受到徑向載荷</b></p><p><b>　　右端承受到徑向載荷</b></p><p>　?。?）求兩端軸承的計算軸向力和</p><p>　　對于70000AC型軸承，由教材13-7查得派生軸向力</p><p>　　

36、因為，，由教材式13-12</p><p><b>　　又 </b></p><p>　　由教材表13-5有：x=0.41 y=0.87</p><p><b>　　而對于右端軸承</b></p><p>　　所以，x=1 y=0</p><p>　　又由表13-6，取

37、，則當量動載荷為：</p><p>　　因為 所以按軸承1來計算壽命</p><p><b>　?。?）計算軸承壽命</b></p><p>　　11680=2年（式中）</p><p><b>　　符合要求。</b></p><p>　　7.2中間軸軸承的計算</p&

38、gt;<p>　　查手冊表6-6可知角接觸球軸軸承7309AC的基本額定動載荷C=47.5KN。</p><p>　?。?）求兩軸承受到的徑向載荷和</p><p>　　由力與力矩平衡方程，求得兩軸承受力為</p><p><b>　　又</b></p><p><b>　　左端承受到徑向載荷&l

39、t;/b></p><p><b>　　右端承受到徑向載荷</b></p><p>　?。?）求兩端軸承的計算軸向力和</p><p>　　對于70000AC型軸承，由教材13-7查得派生軸向力</p><p>　　因為，，由教材式13-12</p><p>　　又 所以，取 x=1 y

40、=0</p><p><b>　　而對于右端軸承</b></p><p>　　由教材表13-5有：x=0.41 y=0.87</p><p>　　又由表13-6，取，則當量動載荷為：</p><p>　　因為 所以按軸承2來計算壽命</p><p><b>　?。?）計算軸承壽命<

41、;/b></p><p>　　11680=2年（式中）</p><p><b>　　符合要求。</b></p><p>　　7.3低速軸軸承的計算</p><p>　?。?）求兩軸承受到的徑向載荷和</p><p><b>　　，</b></p><

42、p><b>　　，</b></p><p>　　由于低速軸不受軸向載荷，且由教材表13-5知：深溝球軸承最小e值為0.22，即所以，取 x=1 y=0</p><p>　　又由表13-6，取，則當量動載荷為：</p><p>　　因為 所以按軸承1來計算壽命</p><p><b>　　（2）計算軸承壽

43、命</b></p><p>　　11680=2年（式中）符合要求。</p><p>　　8 鍵連接的選擇和計算</p><p>　　8.1 高速軸與聯(lián)軸器鍵聯(lián)接的選擇和計算</p><p>　　鍵將軸端與聯(lián)軸器連接起來，選用圓頭平鍵，軸徑d=30mm，查手冊表4-1應(yīng)選鍵的截面尺寸為，此段軸長為58mm,取鍵長L=50mm，由教材

44、式6-1有：</p><p>　　，式中k=0.5h=3.5mm，l=L-b=50-8=42mm</p><p>　　又由教材表6-2查得許用應(yīng)力>，該鍵強度滿足要求。</p><p>　　8.2 中間軸與小齒輪鍵聯(lián)接的選擇和計算</p><p>　　此處選用圓頭平鍵，軸徑d=48mm, 查手冊表4-1應(yīng)選鍵的截面尺寸為，此段軸長為10

45、8mm,鍵長取L=100mm，由教材式6-1有：</p><p>　　，式中k=0.5h=4.5mm，l=L-b=100-14=86mm</p><p>　　又由教材表6-2查得許用應(yīng)力>，該鍵強度滿足要求。</p><p>　　8.3 中間軸與大齒輪鍵聯(lián)接的選擇和計算</p><p>　　此處選用圓頭平鍵，軸徑d=48mm, 查手冊表

46、4-1應(yīng)選鍵的截面尺寸為，此段軸長為108mm,鍵長取L=56mm，由教材式6-1有：</p><p>　　，式中k=0.5h=4.5mm，l=L-b=56-14=42mm</p><p>　　又由教材表6-2查得許用應(yīng)力>，該鍵強度滿足要求。</p><p>　　8.4 低速軸與齒輪鍵聯(lián)接的選擇和計算</p><p>　　此處選用圓頭

47、平鍵，軸徑d=80mm，查手冊表4-1應(yīng)選鍵的截面尺寸為，此段軸長為103mm,取鍵長L=90mm，由教材式6-1有：</p><p>　　，式中k=0.5h=7mm，l=L-b=90-22=68mm</p><p>　　又由教材表6-2查得許用應(yīng)力>，該鍵強度滿足要求。</p><p>　　8.5 低速軸與聯(lián)軸器鍵聯(lián)接的選擇和計算</p>&l

48、t;p>　　鍵將軸端與聯(lián)軸器連接起來，選用圓頭平鍵，軸徑d=60mm，查手冊表4-1應(yīng)選鍵的截面尺寸為，此段軸長為105mm,取鍵長L=100mm，由教材式6-1有：</p><p>　　，式中k=0.5h=5.5mm，l=L-b=100-18=82mm</p><p>　　又由教材表6-2查得許用應(yīng)力>，該鍵強度滿足要求。</p><p>　　9 減速

49、器附件的選擇及說明</p><p>　　9.1減速器附件的選擇</p><p>　?。?）視孔蓋與通氣器</p><p>　　視孔蓋：=180mm，=165mm，=140mm，=125mm，d=7mm，孔數(shù)=8，δ=4mm，R=5mm 通氣器：M30x2 視孔蓋上鉆孔。</p><p><b>　　（2）放油螺塞</b

50、></p><p><b>　　M24x2</b></p><p><b>　　（3）油標</b></p><p>　　壓配式圓形油標，視孔d=63mm</p><p><b>　　9.2減速器說明</b></p><p><b>　?。?/p>

51、1）齒輪</b></p><p>　　高速軸齒輪做成齒輪軸，中間軸小齒輪做成實心式，中間軸和低速軸的大齒輪做成腹板式。</p><p><b>　?。?）滾動軸承</b></p><p>　　軸承內(nèi)圈采用檔油環(huán)軸向定位，外圈用凸緣式軸承端蓋軸向定位，齒輪的軸向定位采用軸肩和擋油環(huán)，采用墊片來調(diào)整軸向間隙，軸承采用脂潤滑，氈圈密封。&

52、lt;/p><p><b>　　10 結(jié)論</b></p><p>　　帶式運輸機上的兩級展開式圓柱齒輪減速器的課程設(shè)計是我們真正理論聯(lián)系實際，深入了解設(shè)計概念和設(shè)計過程的實踐考驗，對于提高我們機械設(shè)計的綜合素質(zhì)大有幫助。通過設(shè)計實踐，使我對機械設(shè)計有了更多的了解和認識.為我們以后的學習和工作打下了堅實的基礎(chǔ)。</p><p>　　機械設(shè)計是機械工

53、業(yè)的基礎(chǔ),是一門綜合性相當強的技術(shù)課程，它融《機械原理》、《機械設(shè)計》、《理論力學》、《材料力學》、《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》、《工程材料》、《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》等于一體。這次的課程設(shè)計,對于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想，訓練綜合運用機械設(shè)計和有關(guān)先修課程的理論,結(jié)合生產(chǎn)實際反系和解決工程實際問題的能力，鞏固、加深和擴展有關(guān)機械設(shè)計方面的知識等方面有重要的作用。</p><p>　　在這次的課程設(shè)計過程中,綜

54、合運用先修課程中所學的有關(guān)知識與技能,結(jié)合各個教學實踐環(huán)節(jié)進行機械課程的設(shè)計,逐步提高了我們的理論水平、構(gòu)思能力、工程洞察力和判斷力,特別是提高了分析問題和解決問題的能力,為我們以后對專業(yè)產(chǎn)品和設(shè)備的設(shè)計打下了寬廣而堅實的基礎(chǔ)。</p><p>　　本次設(shè)計得到了指導老師的細心幫助和支持，衷心的感謝老師的指導和幫助。</p><p>　　設(shè)計中還存在不少錯誤和缺點，需要繼續(xù)努力學習和掌握有

55、關(guān)機械設(shè)計的知識，繼續(xù)培養(yǎng)設(shè)計習慣和思維從而提高設(shè)計實踐操作能力。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 吳宗澤，羅圣國.機械設(shè)計課程設(shè)計手冊[M].北京：高等教育出版社，2006</p><p>　　[2] 濮良貴，紀名剛.機械設(shè)計[M].北京：高等教育出版社，2006</p><p&g