機(jī)械課程設(shè)計(jì)--設(shè)計(jì)用于膠帶運(yùn)輸機(jī)的機(jī)械傳動裝置

1、<p>　　機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書</p><p>　　題目： 設(shè)計(jì)用于膠帶運(yùn)輸機(jī)的機(jī)械傳動裝置</p><p><b>　　班 級：</b></p><p><b>　　姓 名：</b></p><p><b>　　學(xué) 號：</b></p

2、><p><b>　　指導(dǎo)教師：</b></p><p>　　成 績： </p><p>　　年 月 日</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1. 設(shè)計(jì)任務(wù)書3</p>

3、<p><b>　　1.1設(shè)計(jì)題目3</b></p><p><b>　　1.2工作條件3</b></p><p><b>　　1.3技術(shù)數(shù)據(jù)3</b></p><p>　　2. 傳動裝置總體設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.1電動機(jī)的選擇3</p>

4、;<p>　　2.2分配傳動比5</p><p>　　2.3傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)計(jì)算5</p><p>　　3. 傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算7</p><p>　　3.1減速器以外的傳動零件設(shè)計(jì)計(jì)算7</p><p>　　3.2減速器以內(nèi)的傳動零件設(shè)計(jì)計(jì)算8</p><p>　　4. 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算

5、12</p><p>　　4.1初步確定軸的直徑12</p><p>　　4.2軸的強(qiáng)度校核13</p><p>　　5. 滾動軸承的選擇及其壽命驗(yàn)算17</p><p>　　5.1低速軸軸承17</p><p>　　5.2高速軸軸承17</p><p>　　6. 鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算

6、18</p><p>　　6.1減速器大齒輪與低速軸的鍵聯(lián)接18</p><p>　　6.2小鏈輪與減速器低速軸軸伸的聯(lián)接19</p><p>　　6.3聯(lián)軸器與減速器高速軸軸伸的聯(lián)接19</p><p>　　7. 聯(lián)軸器的選擇19</p><p>　　8. 減速器的潤滑及密封形式選擇20</p>

7、<p><b>　　參考文獻(xiàn)20</b></p><p><b>　　1. 設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　設(shè)計(jì)用于膠帶運(yùn)輸機(jī)的機(jī)械傳動裝置。</p><p><b>　　1.2工作條件<

8、;/b></p><p><b>　　1.3技術(shù)數(shù)據(jù)</b></p><p>　　2. 傳動裝置總體設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.1電動機(jī)的選擇</b></p><p>　　2.1.1選擇電動機(jī)系列</p><p>　　按工作要求及工作條件選用三相異步電動機(jī)，封

9、閉自扇冷</p><p>　　式結(jié)構(gòu)，電壓380V，Y系列。</p><p>　　2.1.2選擇電動機(jī)功率</p><p>　　1）傳動滾筒所需有效功率：</p><p>　　2）傳動裝置總效率：</p><p>　　按表2-11-1(P90)確定各部分效率如下:</p><p>　　彈性聯(lián)軸器

10、的效率 </p><p>　　一對滾動軸承的效率 </p><p>　　閉式齒輪傳動的效率 （暫定精度為8級）</p><p>　　開式滾子鏈傳動的效率 </p><p>　　一對滑動軸承的效率 </p><p&g

11、t;　　傳動滾筒的效率 </p><p><b>　　傳動裝總效率</b></p><p>　　3）所需的電動機(jī)功率：</p><p>　　查表2-18-1(P158),可選Y系列三相異步電動機(jī)Y132S-4</p><p>　　型，或選Y系列三相異步電動機(jī)Y132M2-6型，額定功率均為&

12、lt;/p><p><b>　　，均滿足</b></p><p>　　2.1.3確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速</p><p>　　1）傳動滾筒軸工作轉(zhuǎn)速：</p><p>　　現(xiàn)以同步轉(zhuǎn)速為1500r/min 及1000r/min兩種方案進(jìn)行比</p><p>　　較，查表2-18-1(P158)得電動機(jī)數(shù)據(jù),計(jì)算

13、總傳動比列于下表：</p><p>　　比較兩方案可見，方案1選用的電動機(jī)雖然質(zhì)量和價(jià)格較</p><p>　　低，但總傳動比較大。為使傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用方案2。</p><p>　　電動機(jī)型號為Y132M2-6，同步轉(zhuǎn)速為1000r/min。由表2-18-1</p><p>　　(P158)和表2-18-2(P158)查得主要性能技

14、術(shù)數(shù)據(jù)和安裝尺寸：</p><p><b>　　2.2分配傳動比</b></p><p>　　總傳動比： </p><p>　　據(jù)表2-11-1(P90)取鏈傳動比： </p><p>　　則齒輪傳動的傳動比： </p><p>　　2.3傳動

15、裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)計(jì)算</p><p>　　2.3.1各軸功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的計(jì)算</p><p>　　0軸：即電動機(jī)的主動軸：</p><p>　　1軸：即減速器高速軸，與電動機(jī)軸采用聯(lián)軸器鏈接，傳</p><p>　　動比，查表2-11-1(P90)彈性聯(lián)軸器的傳動效率，</p><p><b>　　則：

16、</b></p><p>　　2軸：即減速器低速軸，動力從1軸到2軸經(jīng)歷了1軸上的</p><p>　　一對滾動軸承和一對齒輪嚙合，故發(fā)生兩次功率損耗，計(jì)算效</p><p>　　率時(shí)都要計(jì)入，查表2-11-1(P90)一對滾動軸承的傳動效率利率</p><p>　　，閉式齒輪傳動的效率為（暫定齒輪精度為8</p>

17、<p><b>　　級），則：</b></p><p>　　3軸：即傳動滾筒軸，動力從2軸到此軸經(jīng)歷了2軸上的一</p><p>　　對滾動軸承和開式滾子鏈傳動，故發(fā)生兩次功率損耗，計(jì)算效</p><p>　　率時(shí)都要計(jì)入，查表2-11-1(P90)一對滾動軸承的傳動效率為</p><p>　　，開式滾子鏈傳動

18、的效率為，則：</p><p>　　2.3.2各軸運(yùn)動及動力參數(shù)列表</p><p>　　3. 傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　3.1減速器以外的傳動零件設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　3.1.1設(shè)計(jì)鏈傳動</p><p><b>　　1）確定鏈輪齒數(shù):</b></p><

19、;p>　　由傳動比取小鏈輪齒數(shù),因鏈輪齒數(shù)最好為</p><p>　　奇數(shù)，；大鏈輪齒數(shù),取,。 </p><p>　　實(shí)際傳動比： </p><p><b>　　2）確定鏈條節(jié)距：</b></p><p>　　查表10-16(教材P166)得，工況系數(shù)1.4&l

20、t;/p><p><b>　　小鏈輪齒數(shù)系數(shù)：</b></p><p>　　取單排鏈，由表10-17(教材P166)取=1.0</p><p><b>　　由式，得</b></p><p>　　因?yàn)閞/min，查圖10-23(教材P164)，得選鏈號</p><p>　　No12

21、A，節(jié)距。 </p><p><b>　　3)計(jì)算鏈長：</b></p><p><b>　　初選：</b></p><p><b>　　鏈長：</b></p><p>　　取

22、 </p><p><b>　　4)驗(yàn)算鏈速：</b></p><p><b>　　，適合。</b></p><p><b>　　5）選擇潤滑方式：</b></p><p>　　按,鏈號12A，查圖10-26(教材P167)選用滴<

23、;/p><p><b>　　油潤滑。</b></p><p>　　6）作用在軸上的力：</p><p><b>　　有效圓周力：</b></p><p><b>　　作用在軸上的力：</b></p><p>　　7）鏈輪尺寸及結(jié)構(gòu)：</p>&

24、lt;p><b>　　分度圓直徑</b></p><p>　　3.2減速器以內(nèi)的傳動零件設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　3.2.1設(shè)計(jì)齒輪傳動</p><p><b>　　1）材料的選擇：</b></p><p>　　小齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度220—250HBS，</p>

25、<p>　　大齒輪選用45鋼，正火處理，齒面硬度170—210HBS。</p><p><b>　　計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：</b></p><p>　　查圖11-14(教材P187)，（允許一定點(diǎn)蝕）取</p><p><b>　　，。</b></p><p>　　由圖11-15(教材P1

26、87)，得</p><p><b>　　。</b></p><p>　　取，由圖11-13(b)(教材P186)，得</p><p><b>　　,</b></p><p><b>　　許用接觸應(yīng)力：</b></p><p>　　因，故取

27、 </p><p>　　2）按齒面接觸強(qiáng)度確定中心距：</p><p>　　小輪轉(zhuǎn)矩，初取，取，</p><p>　　由表11-5(教材P181)得：</p><p>　　由圖11-7(教材P181)得：</p><p>　　因?yàn)槭菧p速傳動，，由式(11-17)(教材P182)</p><

28、;p><b>　　計(jì)算中心距：</b></p><p>　　查表2-11-2(P90),在R40系列中取中心距。 </p><p><b>　　估算模數(shù)：</b></p><p>　　取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) </p><p>

29、<b>　　確定齒數(shù)：</b></p><p><b>　　小齒輪齒數(shù)：</b></p><p><b>　　大齒輪齒數(shù)：</b></p><p>　　取，。 </p><p><b>　　實(shí)際

30、傳動比：</b></p><p><b>　　傳動比誤差：</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　，在允許范圍內(nèi)。</b></p><p><b>　　齒輪分度圓直徑：</b></p><

31、;p><b>　　圓周速度：</b></p><p>　　由表11-6(教材P185),取齒輪精度為8級。</p><p>　　驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度：</p><p><b>　　計(jì)算載荷系數(shù)：</b></p><p>　　按電機(jī)驅(qū)動,載荷稍有波動,由表11-3(教材P176),?。?lt;/

32、p><p>　　計(jì)算，由圖11-2(a)(教材</p><p>　　P177)，按8級精度得：</p><p><b>　　齒寬。</b></p><p>　　由圖11-3(a)(教材P177)，按，考慮軸</p><p>　　的剛度較大和齒輪相對軸承為對稱布置得：</p><p&

33、gt;　　由表11-4(教材P178)，得：</p><p><b>　　載荷系數(shù)：</b></p><p><b>　　計(jì)算齒面接觸應(yīng)力：</b></p><p>　　由圖11-4(教材P178)，得，，所以：</p><p>　　由，查由圖11-6(教材P180)得：</p>&l

34、t;p><b>　　齒面接觸應(yīng)力：</b></p><p><b>　　故在安全范圍內(nèi)。</b></p><p>　　4）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度：</p><p><b>　　按，</b></p><p>　　由圖11-10(教材P183)得：，</p>&l

35、t;p>　　由圖11-11(教材P184)得，，</p><p>　　由圖11-12(教材P184)得，（）</p><p>　　由圖11-16(b)(教材P187)，得，</p><p><b>　　，</b></p><p>　　由圖11-17(教材P188)，得，，</p><p>　

36、　由圖11-18(教材P188)得,</p><p>　　取，，由式(11-25)(教材P188)計(jì)算許</p><p><b>　　用彎曲應(yīng)力：</b></p><p><b>　　故安全。</b></p><p><b>　　故安全。</b></p><

37、p>　　5）齒輪主要幾何參數(shù)：</p><p><b>　　，，，</b></p><p><b>　　齒寬，取</b></p><p><b>　　4. 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　4.1初步確定軸的直徑</p><p>　　4.1

38、.1高速軸及聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)</p><p>　　1）初步選定減速器高速軸外伸段軸徑：</p><p><b>　　根據(jù)所選電機(jī)，則</b></p><p><b>　　2）選擇聯(lián)軸器：</b></p><p>　　聯(lián)軸器所傳遞的標(biāo)稱扭矩：</p><p>　　根據(jù)傳動裝置的工作

39、條件擬選用彈性柱銷聯(lián)軸器(GB/T50</p><p>　　14-2003)查表16-1(教材P268)，取工作情況系數(shù)</p><p><b>　　計(jì)算轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　由表2-14-1(P114)可查得LH2號聯(lián)軸器就可以滿足轉(zhuǎn)矩要</p><p>　　求（）。但其軸孔直徑（）</p>

40、<p>　　不能滿足電動機(jī)及減速器高速軸軸徑的要求。因此重選HL3號</p><p><b>　　聯(lián)軸器（,）</b></p><p>　　3)最后確定減速器高速軸外伸直徑為。 </p><p>　　4.1.2 低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p><b>　　1）選擇軸的材料

41、</b></p><p>　　選擇材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。</p><p>　　2）按轉(zhuǎn)矩初步計(jì)算軸伸直徑</p><p>　　取 </p><p>　　取(按標(biāo)準(zhǔn)密封圈尺寸取值) </p>&l

42、t;p>　　,根據(jù)軸承取標(biāo)準(zhǔn)值，取 </p><p>　　查表2-13-1(P106)，選6209型號的深溝球軸承。軸承</p><p>　　型號為6209 GB/T276-1994</p><p><b>　　4.2軸的強(qiáng)度校核</b></p><p>　　4.2.1計(jì)算大齒輪上的

43、作用力</p><p><b>　　轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　圓周力 </p><p>　　徑向力 </p><p>　　軸向力 </p><p>　　4.2.2繪軸的受力簡圖，

44、求支座反力</p><p><b>　　垂直面支座反力</b></p><p><b>　　據(jù)，得</b></p><p><b>　　據(jù)，得</b></p><p><b>　　2）水平面支座反力</b></p><p><

45、b>　　據(jù)，得</b></p><p><b>　　據(jù)，得</b></p><p><b>　　受力簡圖如圖（b）</b></p><p><b>　　4.2.3作彎矩圖</b></p><p><b>　　垂直面彎矩MY圖</b><

46、;/p><p><b>　　A點(diǎn)</b></p><p><b>　　C點(diǎn)</b></p><p>　　垂直面彎矩圖如圖（c）</p><p>　　2）水平面彎矩MZ圖</p><p><b>　　A點(diǎn)</b></p><p><

47、;b>　　C點(diǎn)</b></p><p>　　水平面彎矩圖如圖（d）</p><p><b>　　3）合成彎矩圖</b></p><p><b>　　A點(diǎn)</b></p><p><b>　　C點(diǎn)</b></p><p>　　合成彎矩圖如

48、圖（e）</p><p><b>　　4.2.4作轉(zhuǎn)矩圖</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)矩圖如圖（f）</b></p><p>　　4.2.5作當(dāng)量彎矩圖</p><p>　　該軸單向工作，轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)應(yīng)力考慮，取</p><p><b>　　當(dāng)量彎矩&l

49、t;/b></p><p><b>　　D點(diǎn)</b></p><p><b>　　A點(diǎn)</b></p><p><b>　　C點(diǎn)左</b></p><p><b>　　C點(diǎn)右</b></p><p>　　當(dāng)量彎矩圖如圖（g）&

50、lt;/p><p>　　4.2.6校核軸的強(qiáng)度</p><p>　　由以上分析可見，A點(diǎn)彎矩值最大，C點(diǎn)有鍵槽，而D點(diǎn)軸</p><p>　　徑最小，所以該軸危險(xiǎn)斷面是A點(diǎn)、C點(diǎn)和D點(diǎn)所在剖面。</p><p>　　查表13-1(教材P218)得</p><p>　　查表13-2(教材P224)得。</p>

51、<p><b>　　A點(diǎn)軸徑</b></p><p>　　該值小于原設(shè)計(jì)該點(diǎn)處軸的直徑45mm,安全。</p><p><b>　　C點(diǎn)軸徑</b></p><p>　　考慮鍵槽影響，有一個(gè)鍵槽，軸徑加大5%。</p><p><b>　　。</b></p>

52、;<p>　　該值小于原設(shè)計(jì)該點(diǎn)處軸的直徑48mm,安全。</p><p><b>　　D點(diǎn)軸徑</b></p><p>　　考慮鍵槽影響，有一個(gè)鍵槽，軸徑加大5%。</p><p><b>　　。</b></p><p>　　該值小于原設(shè)計(jì)該點(diǎn)處軸的直徑35mm,安全。</p&

53、gt;<p>　　5. 滾動軸承的選擇及其壽命驗(yàn)算</p><p><b>　　5.1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/T276-1994），型號6209：</p><p><b>　　查表得，。</b></

54、p><p><b>　　2）計(jì)算徑向支反力</b></p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　3）校核軸承壽命</b></p><p>　　故滿足軸承的壽命要求。</p><p><b>　　5.2高速軸軸承</b&

55、gt;</p><p>　　1）選定軸承類型及初定型號</p><p>　　深溝球軸承（GB/T276-1994），型號6208：</p><p><b>　　查表得，</b></p><p><b>　　計(jì)算徑向支反力</b></p><p>　　取

56、 </p><p><b>　　3）校核軸承壽命</b></p><p>　　故滿足軸承的壽命要求。</p><p>　　6. 鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算</p><p>　　6.1減速器大齒輪與低速軸的鍵聯(lián)接</p><p><b>

57、　　1）鍵的材料、類型</b></p><p>　　鍵的材料選用45鋼，選用A型普通平鍵。</p><p><b>　　2）確定鍵的尺寸</b></p><p>　　根據(jù)軸徑，齒輪輪轂長，查表2-12-11</p><p>　　(P103)確定鍵的尺寸為：</p><p>　　3）驗(yàn)算

58、鍵的擠壓強(qiáng)度</p><p>　　鍵和軸的材料為鋼，輪轂材料為45鋼，所以按鋼校核鍵連</p><p>　　接的擠壓強(qiáng)度。查表9-7(教材P135)，得許用擠壓應(yīng)力</p><p>　　鍵的計(jì)算長度，由下式得</p><p>　　該鍵安全。所以選鍵14×45 GB/T1096-1990。</p><p>　　

59、6.2小鏈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>　　鍵的材料選用45鋼，選用A型普通平鍵。</p><p><b>　　2）確定鍵的尺寸</b></p><p>　　根據(jù)軸徑，鏈輪輪轂長，查表2-12-11</p><

60、p>　　(P103)確定鍵的尺寸為：</p><p>　　3）驗(yàn)算鍵的擠壓強(qiáng)度</p><p>　　鍵和軸的材料為鋼，輪轂材料為45鋼，所以按鋼校核鍵連</p><p>　　接的擠壓強(qiáng)度。查表9-7(教材P135)，得許用擠壓應(yīng)力</p><p>　　鍵的計(jì)算長度，由下式得</p><p>　　該鍵安全。所以選鍵

61、10×45 GB/T1096-1990。</p><p>　　6.3聯(lián)軸器與減速器高速軸軸伸的聯(lián)接</p><p><b>　　1）鍵的材料、類型</b></p><p>　　鍵的材料選用45鋼，選用A型普通平鍵。</p><p><b>　　2）確定鍵的尺寸</b></p>

62、<p>　　根據(jù)軸徑，聯(lián)軸器軸孔長，查表2-12-11</p><p>　　(P103)確定鍵的尺寸為：</p><p>　　3）驗(yàn)算鍵的擠壓強(qiáng)度</p><p>　　鍵和軸的材料為鋼，聯(lián)軸器材料為鋼，所以按鋼校核鍵連</p><p>　　接的擠壓強(qiáng)度。查表9-7(教材P135)，得許用擠壓應(yīng)力</p><p&

63、gt;　　鍵的計(jì)算長度，由下式得</p><p>　　該鍵安全。所以選鍵10×50 GB/T1096-1990。</p><p><b>　　7. 聯(lián)軸器的選擇</b></p><p>　　聯(lián)軸器所傳遞的標(biāo)稱扭矩：</p><p>　　根據(jù)傳動裝置的工作條件擬選用彈性柱銷聯(lián)軸器(GB/T50</p>

64、<p>　　14-2003)查表16-1(教材P268)，取工作情況系數(shù)</p><p><b>　　計(jì)算轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　由表2-14-1(P114)可查得LH2號聯(lián)軸器就可以滿足轉(zhuǎn)矩要</p><p>　　求（）。但其軸孔直徑（）</p><p>　　不能滿足電動機(jī)及減速器高速軸軸徑的要

65、求。因此重選HL3號</p><p><b>　　聯(lián)軸器（,）</b></p><p>　　8. 減速器的潤滑及密封形式選擇</p><p>　　1）軸承及齒輪潤滑：</p><p>　　根據(jù)減速器齒輪的圓周速度，減速器軸承</p><p>　　采用飛濺潤滑，根據(jù)工作環(huán)境及工作強(qiáng)度，查表2-15-

66、1(P119),</p><p>　　齒輪潤滑油選用工業(yè)閉式齒輪油(GB/T5903-1995)。</p><p><b>　　2）密封圈：</b></p><p>　　根據(jù)減速器的工作環(huán)境，減速器高速軸及低速軸采用內(nèi)包</p><p>　　骨架旋軸唇形密封圈。由高速軸外伸軸直徑，低速軸</p><p

67、>　　外伸軸直徑，通過查表2-15-6(P121)，得</p><p>　　低速軸采用：FB 40×62×8 GB/T13871-1992</p><p>　　高速軸采用：FB 38×62×8 GB/T13871-1992</p><p>　　3）油標(biāo)尺M(jìn)12,材料Q235A。</p><p>&