機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計-- 帶式輸送機傳動裝置

1、<p><b>　　課程設(shè)計說明書</b></p><p>　　設(shè)計名稱： 機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計 </p><p>　　題 目： 帶式輸送機傳動裝置 </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　專 業(yè)： 機電一體化

2、技術(shù) </p><p>　　班 級： </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　日 期： 年 月 日</p><p&

3、gt;<b>　　課程設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　機電一體化技術(shù)專 業(yè) 年級 班</p><p><b>　　一、設(shè)計題目</b></p><p><b>　　帶式輸送機傳動裝置</b></p><p><b>　　已知條件：</b>&l

4、t;/p><p>　　1.工作情況：兩班制，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，運輸帶速度允許誤差為±0.5%；</p><p>　　2.使用折舊期：五年；</p><p>　　3.動力來源：電力，三相交流，電壓380/220V；</p><p>　　4.滾筒效率：0.96（包括滾筒與軸承的效率損失）。</p><p>&

5、lt;b>　　原始數(shù)據(jù)表</b></p><p>　　選擇的題號為 3 號</p><p><b>　　數(shù)據(jù)為：</b></p><p>　　運輸帶工作拉力F = 3.5 N</p><p>　　運輸帶工作速度v = 1.8 m/s</p><p&g

6、t;　　卷筒直徑D = 400 mm</p><p><b>　　二、主要內(nèi)容</b></p><p>　　1.擬定和分析傳動裝置的設(shè)計方案；</p><p>　　2.選擇電動機，計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)；</p><p>　　3.進(jìn)行傳動件的設(shè)計計算及結(jié)構(gòu)設(shè)計，校核軸的強度；</p>&

7、lt;p>　　4.繪制減速器裝配圖；</p><p>　　5.繪制零件工作圖；</p><p>　　6.編寫設(shè)計計算說明書。</p><p><b>　　三、具體要求</b></p><p>　　本課程設(shè)計要求在2周時間內(nèi)完成以下的任務(wù)：</p><p>　　1.繪制減速器裝配圖1張（A2圖

8、紙）；</p><p>　　2.零件工作圖2張（齒輪和軸，A4圖紙）；</p><p>　　3.設(shè)計計算說明書1份，約3000字左右。</p><p><b>　　四、進(jìn)度安排</b></p><p><b>　　五、成績評定</b></p><p><b>　　目

9、錄</b></p><p>　　一 設(shè)計任務(wù)的分析2</p><p>　　1.1本課程設(shè)計的目的2</p><p>　　1.2 本課程設(shè)計的內(nèi)容、任務(wù)及要求2</p><p>　　1.2.1課程設(shè)計的內(nèi)容2</p><p>　　1.2.2課程設(shè)計的任務(wù)2</p><p>　

10、　1.3 課程設(shè)計的步驟2</p><p>　　1.3.1設(shè)計準(zhǔn)備工作2</p><p>　　1.3.2 總體設(shè)計2</p><p>　　1.3.3傳動件的設(shè)計計算2</p><p>　　1.3.4裝配圖草圖的繪制3</p><p>　　1.3.5裝配圖的繪制3</p><p>　　

11、1.3.6 零件工作圖的繪制3</p><p>　　1.3.7 編寫設(shè)計說明書3</p><p>　　二 傳動裝置的總體設(shè)計4</p><p>　　2.1選擇電動機4</p><p>　　2.1.1選擇電動機類型4</p><p>　　2.1.2選擇電動機功率4</p><p>　　

12、2.1.3 確定電動機轉(zhuǎn)速4</p><p>　　2.2 計算總傳動比和分配傳動比5</p><p>　　2.2.1計算總傳動比5</p><p>　　2.2.2 分配傳動裝置的各級傳動比5</p><p>　　2.3 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)5</p><p>　　2.3.1各軸轉(zhuǎn)速5</p&g

13、t;<p>　　2.3.2 各軸的輸入功率5</p><p>　　2.3.3 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩6</p><p>　　2.4 傳動零件的設(shè)計計算6</p><p>　　2.4.1箱內(nèi)傳動件的設(shè)計6</p><p>　　2.5 減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計11</p><p><b>　　總結(jié)13&

14、lt;/b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)14</b></p><p><b>　　一 設(shè)計任務(wù)的分析</b></p><p>　　1.1本課程設(shè)計的目的</p><p>　　(1)通過課程設(shè)計使學(xué)生運用機械設(shè)計基礎(chǔ)課程及有關(guān)先修課程的知識，起到鞏固、深化、融會貫通及擴展有關(guān)機械設(shè)計

15、方面知識的作用，樹立正確的設(shè)計思想。</p><p>　　(2)通過課程設(shè)計的實踐，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程實際問題的能力，使學(xué)生掌握機械零件、機械傳動裝置或簡單機械的一般設(shè)計方法和步驟。</p><p>　　(3)提高學(xué)生機械設(shè)計的基本能力，如計算能力、繪圖能力以及計算及輔助設(shè)計（CAD）能力等，使學(xué)生具有查閱設(shè)計資料（標(biāo)準(zhǔn)手冊、圖冊等）的能力，掌握經(jīng)驗估算機械設(shè)計的基本技能，學(xué)會編寫一般

16、的設(shè)計計算說明書。</p><p>　　1.2 本課程設(shè)計的內(nèi)容、任務(wù)及要求</p><p>　　1.2.1課程設(shè)計的內(nèi)容</p><p>　　1.擬定和分析傳動裝置的設(shè)計方案；</p><p>　　2.選擇電動機，計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)；</p><p>　　3.進(jìn)行傳動件的設(shè)計計算及結(jié)構(gòu)設(shè)計，校核軸的強度；&

17、lt;/p><p>　　4.繪制減速器裝配圖；</p><p>　　5.繪制零件工作圖；</p><p>　　6.編寫設(shè)計計算說明書。</p><p>　　1.2.2課程設(shè)計的任務(wù)</p><p>　　本課程設(shè)計要求在2周時間內(nèi)完成以下的任務(wù)：</p><p>　　1.繪制減速器裝配圖1張（A2圖紙

18、）；</p><p>　　2.零件工作圖2張（齒輪和軸，A4圖紙）；</p><p>　　3.設(shè)計計算說明書1份，約3000字左右。</p><p>　　1.3 課程設(shè)計的步驟</p><p>　　1.3.1設(shè)計準(zhǔn)備工作</p><p>　?。?）熟悉任務(wù)書，明確設(shè)計的內(nèi)容和要求；</p><p&g

19、t;　?。?）熟悉設(shè)計指導(dǎo)書、有關(guān)資料、圖紙等；</p><p>　?。?）觀看錄像、實物、模型或進(jìn)行減速器裝拆實驗等，了解減速器的結(jié)構(gòu)特點與制造過程。</p><p>　　1.3.2 總體設(shè)計</p><p>　?。?）確定傳動方案；</p><p><b>　　（2）選著電動機；</b></p><

20、;p><b>　?。?）計算傳動比；</b></p><p>　　（4）計算各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩。</p><p>　　1.3.3傳動件的設(shè)計計算</p><p>　?。?）計算齒輪傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸；</p><p>　?。?）計算各傳動件上的作用力。</p><p>　　1.3.

21、4裝配圖草圖的繪制</p><p>　?。?）確定減速器的結(jié)構(gòu)方案；</p><p>　?。?）繪制裝配圖草圖，進(jìn)行軸、軸上零件和軸承組合的結(jié)構(gòu)設(shè)計；</p><p>　?。?）校核滾動軸承的壽命；</p><p>　?。?）繪制減速器的箱體結(jié)構(gòu)。</p><p>　　1.3.5裝配圖的繪制</p>&l

22、t;p>　?。?）畫低線圖，畫剖面線；</p><p>　?。?）選擇結(jié)構(gòu)，標(biāo)注尺寸；</p><p>　?。?）編寫零件序列，列出明細(xì)欄；</p><p>　?。?）加深線條，整理畫面；</p><p>　　（5）書寫技術(shù)條件、減速器的特性。</p><p>　　1.3.6 零件工作圖的繪制</p>

23、<p>　?。?）繪制齒輪類零件的工作圖；</p><p>　?。?）繪制軸類零件的工作圖；</p><p>　?。?）繪制其他零件的工作圖。</p><p>　　1.3.7 編寫設(shè)計說明書</p><p>　?。?）編寫設(shè)計計算說明書，內(nèi)容包括計算，并附有必要的簡圖；</p><p>　?。?）寫出設(shè)計

24、總計，一方面總結(jié)設(shè)計課題的完成情況，另一方面總結(jié)個人所設(shè)計的收獲，體會以及不足之處。</p><p>　　二 傳動裝置的總體設(shè)計</p><p><b>　　2.1選擇電動機</b></p><p>　　2.1.1選擇電動機類型</p><p>　　按已知的工作要求和條件，選用Y型全封閉籠型三相異步電動機。</p&

25、gt;<p>　　2.1.2選擇電動機功率</p><p>　　所需電動機的輸出功率為：；工作機所需的工作功率為：</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　電動機至運輸帶之間的總效率（包括工作機效率）為 </p><p>　　按表2-3確定各部分效率為：V帶傳動效率=0.96，滾動軸

26、承（三對）效率=0.98，齒輪傳動效率=0.975，聯(lián)軸器效率=0.99，傳動滾筒效率=0.96，則</p><p>　　=0.96×(0.98)×0.975×0.99×0.96=0.84</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　2.1.3 確定電動機轉(zhuǎn)速</p>&l

27、t;p><b>　　滾筒軸的工作轉(zhuǎn)速為</b></p><p><b>　　r/min</b></p><p>　　按推薦的傳動比合理范圍，取V帶傳動的傳動比=2～4；一級圓柱齒輪單級傳動比=3～5，則總傳動比的合理范圍為=6～20，故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為</p><p>　　=(6～20)×85.99=

28、515.94～1719.80 r/min</p><p>　　符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750r/min、1000r/min、1500r/min?，F(xiàn)以同步轉(zhuǎn)速750r/min、1000r/min、1500r/min三種方案進(jìn)行比較。根據(jù)功率及轉(zhuǎn)速，查《機械設(shè)計基礎(chǔ)實訓(xùn)指導(dǎo)》附錄5得到電動機相關(guān)參數(shù)，并將計算出來的總傳動比列于表2.1中。</p><p>　　表2.1 電動機數(shù)據(jù)及總傳動比&l

29、t;/p><p>　　綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸以及總傳動比，可知方案2比較合適。因此選定電動機型號為Y160M-6。</p><p>　　2.2 計算總傳動比和分配傳動比</p><p>　　2.2.1計算總傳動比</p><p>　　2.2.2 分配傳動裝置的各級傳動比</p><p>　　由表2-2取減速器的傳動

30、比=4，則V帶傳動的傳動比為</p><p><b>　　3</b></p><p>　　2.3 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)</p><p><b>　　2.3.1各軸轉(zhuǎn)速</b></p><p>　?、褫S（高速軸） 323.33r/min</p><p>　?、?/p>

31、軸（低速軸） 80.83r/min</p><p>　　滾筒軸 80.83r/min</p><p>　　2.3.2 各軸的輸入功率</p><p>　?、褫S 7.5×0.96=7.23kW</p><p>　?、蜉S 7.23×0.98&

32、#215;0.975=6.91kW</p><p>　　滾筒軸 6.91×0.98×0.99=6.70kW</p><p>　　2.3.3 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩</p><p>　　計算電動機軸的輸出轉(zhuǎn)矩為 </p><p><b>　　74.14 N·m</b></p&

33、gt;<p>　　其他各軸的輸入轉(zhuǎn)矩為</p><p>　?、褫S 213.55 N·m</p><p>　　Ⅱ軸 816.41 N·m</p><p>　　滾筒軸 791.60 N·m</p><p>　　運動和動力參數(shù)的計算結(jié)果列

34、于表2.2中，供以后的設(shè)計計算使用。</p><p>　　表2.2 各軸的運動和動力參數(shù)</p><p>　　2.4 傳動零件的設(shè)計計算</p><p>　　2.4.1箱內(nèi)傳動件的設(shè)計</p><p>　　2.4.1.1圓柱齒輪傳動</p><p>　　（1）選擇齒輪的材料及精度等級</p><p&

35、gt;　　小齒輪材料選用45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為220～250HBS；大齒輪選用45鋼（正火），硬度為170～210HBS。輸送機為一般工作機器，轉(zhuǎn)動速度不高，為普通減速器，故選用9級精度（GB10095-88），要求齒面精糙度。</p><p>　?。?）按齒面接觸疲勞強度設(shè)計</p><p>　?、俎D(zhuǎn)矩2.1×N?mm</p><p>　　②載荷系數(shù)K及

36、材料的彈性系數(shù)</p><p>　　查表7-10取k=1.1，查表7-11取</p><p><b>　?、埤X數(shù)和齒寬系數(shù)</b></p><p>　　取小齒輪的齒數(shù)=25，則大齒輪的齒數(shù)=·i=100。因單級齒輪傳動為對稱布置，而齒輪齒面又稱為軟齒面，故由表7-14取=1</p><p><b>　

37、　④許用接觸應(yīng)力[]</b></p><p>　　由圖7-25查得=560MPa, =530MPa</p><p>　　=60×323.33×1×(16×52×5×5)=0.4×N·mm N·mm</p><p>　　由圖7-24查得=1 , =1.06（

38、允許有一定的點蝕）</p><p>　　由表7-9查得=1 </p><p><b>　　根據(jù)公式可得</b></p><p><b>　　560MPa</b></p><p><b>　　562MPa</b></p><p>　　故==74.35mm

39、</p><p><b>　　2.98mm</b></p><p>　　由表7-2取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=3 mm 。</p><p><b>　?。?）主要尺寸計算</b></p><p>　　=m=3×25=75mm</p><p>　　=m=3×100=300

40、mm</p><p><b>　　1×75=75mm</b></p><p>　　經(jīng)圓整后取=75mm , =+5=80mm </p><p>　　a=m(+)=×3×(25+100) =187.5 mm</p><p>　?。?）按齒根彎曲疲勞強度校核</p><p&g

41、t;　　由公式求出，如，則校核合格。</p><p><b>　　①齒形系數(shù)</b></p><p>　　由表7-12查得=2.65, =2.18。</p><p><b>　?、趹?yīng)力修正系數(shù)</b></p><p>　　由表7-13查得=1.59，=1.80。</p><p&g

42、t;<b>　?、墼S用彎曲應(yīng)力[]</b></p><p>　　由圖7-26查得=205MPa , =190MPa。</p><p>　　由表7-9查得=1.3。</p><p>　　由圖7-23查得==1。</p><p>　　則 158MPa </p><p>

43、<b>　　146MPa</b></p><p><b>　　故</b></p><p>　　齒根彎曲疲勞強度校核合格。</p><p>　　（5）驗算齒輪的圓周速度v</p><p><b>　　m/s</b></p><p>　　由表7-7可知，選9

44、級精度是合適的。</p><p>　?。?）幾何尺寸計算及繪制齒輪零件工作圖</p><p>　　圖2.1 大齒輪的零件圖</p><p>　　2.4.1.2 軸的設(shè)計</p><p><b>　　（1）選擇軸材料</b></p><p>　　由已知條件可知此減速器傳遞功率屬于中小功率，故選45鋼

45、并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，由表11-1查的A=115。</p><p>　?。?）估算軸的最小直徑</p><p>　　Ⅰ軸 ==32.4mm</p><p>　?、蜉S ==50.66mm</p><p>　　因最小直徑與聯(lián)軸器配合，故有一鍵槽，可將軸徑加大5%，即=32.4×10

46、5%=34mm，=50.66×105%=53.2mm ，選彈性柱銷聯(lián)軸器，取其標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)孔直徑=35mm，=55mm。</p><p><b>　?。?）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p><b>　　Ⅰ軸：</b></p><p><b>　　軸的各段直徑的確定</b></p>

47、<p>　　與聯(lián)軸器相連的軸段是最小直徑，取=35mm；聯(lián)軸器定位軸肩的高度取h=2.5mm，則=40mm；選30209型軸承，則==45mm；軸承的定位軸肩高度取h=5mm，==55mm；因為小齒輪的參數(shù)很小，所以小齒輪與高速軸采用一體加工的方式，直徑=81mm。</p><p>　?、谳S上零件的軸向尺寸及其位置</p><p>　　軸承寬度=19mm，齒輪寬度=80mm，聯(lián)

48、軸器寬度=82mm。與之對應(yīng)的軸各段長度分別為=80mm，=35mm，=25mm，=92mm，=36mm。 </p><p><b>　?、蜉S：</b></p><p>　?、佥S的各段直徑的確定</p><p>　　與聯(lián)軸器相連的軸段是最小直徑，取=55mm；聯(lián)軸器定位軸肩的高度取h=2.5mm，則=60mm；選30213型軸承，則==65mm

49、；與齒輪配合的軸段直徑=70mm；齒輪的定位軸肩高度取h=5mm，=75mm。</p><p>　?、谳S上零件的軸向尺寸及其位置</p><p>　　軸承寬度=23mm，齒輪寬度=75mm，聯(lián)軸器寬度=112mm，軸承端蓋寬度為20mm。與之對應(yīng)的軸各段長度分別為=110mm，=30mm，=40mm，=75mm，=6mm，=35mm</p><p><b>

50、;　　圖2.2 高速軸</b></p><p><b>　　圖2.3 低速軸</b></p><p>　　2.5 減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　?。?）減速器箱體尺寸</p><p>　　箱體的選擇要求和軸與其它零件要配合使用，誤差不能太大。</p><p>　　本次設(shè)計的減速器

51、輸入軸和輸出軸均有一端伸出箱體與聯(lián)軸器聯(lián)接,故采用中間的長度,最能準(zhǔn)確的確定箱體的寬度。</p><p>　　查表4-2得箱體的數(shù)據(jù)初定為：</p><p>　　箱座壁厚： =0.025a+1≥8,則取=8mm</p><p>　　箱蓋壁厚: =0.02a+1≥8,則取=8mm</p><p>　　箱蓋凸緣厚度: =1.5=12mm</

52、p><p>　　箱座凸緣厚度：=1.5=12mm</p><p>　　箱座底凸緣厚度：=2.5=20mm</p><p>　　地腳螺栓直徑: =0.036a+12=18.75mm ,故取=20mm</p><p><b>　　地腳螺栓數(shù)目： </b></p><p>　　軸承旁連接螺栓直徑=0.75=

53、15mm，取螺栓為M16</p><p>　　箱蓋與箱座連接螺栓直徑：=0.5=10mm，取螺栓為M10 </p><p>　　連接螺栓的間距：l=125～200,取l=150mm</p><p>　　軸承端蓋螺栓的直徑: =12mm</p><p>　　檢查孔蓋螺栓直徑：=0.4=8mm </p><p>　　定位

54、銷直徑：=0.8=8mm</p><p>　　、、至外箱壁的距離=26mm</p><p>　　、至凸緣邊的距離=24mm</p><p>　　軸承旁凸臺半徑==24mm</p><p>　　凸臺高度h=90mm</p><p>　　外箱壁至軸承座端面距離=++10=60mm</p><p>　

55、　齒輪頂圓與內(nèi)箱壁的距離>1.2=9.6mm，=15mm</p><p>　　齒輪端面與箱體內(nèi)壁的距離>，取=10mm</p><p>　　箱蓋、箱座肋厚=0.85=6.8mm、=0.85=6.8mm</p><p>　　軸承端蓋外徑=+5=135mm、=+5=180mm</p><p>　　軸承旁連接螺栓的距離=+2=115mm

56、、=+2=150mm</p><p>　　箱座內(nèi)的深度===200mm</p><p>　　箱座總高度H=++10=218mm</p><p>　　箱座內(nèi)的寬度=165mm</p><p>　　2.5.1潤滑與密封</p><p><b>　　(1)齒輪的潤滑</b></p><

57、;p>　　采用浸油潤滑，由于單極圓柱齒輪減速器，速度V<12m/s，當(dāng)m<20時，浸油深度h約一個齒高，但小于10mm，所以浸油高度約為36mm。</p><p><b>　?。?滾動軸承的潤滑</b></p><p>　　已開設(shè)油溝、飛濺潤滑。</p><p><b>　?。?潤滑油的選擇</b><

58、;/p><p>　　齒輪與軸承用同一潤滑油較為便利，考慮為小型設(shè)備，選用GB443-89全損耗系統(tǒng)用油L-AN15潤滑油。</p><p><b>　?。?密封方法的選取</b></p><p>　　選用凸緣式端蓋易于調(diào)整，采用悶蓋安裝骨架式轉(zhuǎn)軸唇型密封圈實現(xiàn)密封。密封圈型號按所裝配軸的直徑確定，軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按其定位的軸承外徑?jīng)Q定。</p&

59、gt;<p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　我通過學(xué)習(xí)并自己設(shè)計一級減速器，我知道了很多知識都是需要我們?nèi)跁炌ǖ牟⑶疫€要能把它拿來為自己所用。這是一個關(guān)鍵，只有這樣我們才能完成我們自己所設(shè)計的作品。再設(shè)計一級減速器的同時我也發(fā)現(xiàn)了自己的不足，我的知識還不是很熟，設(shè)計的遇到了很多的麻煩。所以現(xiàn)將我設(shè)計的減速器交上，請老師加以檢查，讓我予以改正。</p>

60、;<p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 羅玉福.機械設(shè)計基礎(chǔ)實訓(xùn)指導(dǎo)[M].大連:大連理工大學(xué)出版社,2009年2月</p><p>　　[2] 羅玉福.機械設(shè)計基礎(chǔ) [M].大連:大連理工大學(xué)出版社,2009年1月</p><p>　　[3] 呂天玉.公差配合與技術(shù)測量[M]:大連理工大學(xué)出版社,20