機械設計課程設計--帶式輸送機中傳動裝置的設計

1、<p><b>　　課程設計說明書</b></p><p>　　課程名稱： 機械設計基礎 </p><p>　　設計題目： 帶式輸送機中傳動裝置的設計 </p><p>　　第一章 機械設計基礎課程設計任務書2</p><p>　　第二章 機械傳動裝置的

2、總體設計4</p><p>　　第一節(jié) 電動機的選擇錯誤！未定義書簽。</p><p>　　第二節(jié) 總傳動比的計算和分配5</p><p>　　第三節(jié) 計算傳動裝置的運動和動力差數6</p><p>　　第三章 傳動零件的設計計算8</p><p>　　第一節(jié) 帶傳動設計8</p><p

3、>　　第二節(jié) 齒輪的設計11</p><p>　　第三節(jié) 軸的設計15</p><p>　　第四節(jié) 軸承的選擇21</p><p>　　第五節(jié) 軸承端蓋的選擇24</p><p>　　第六節(jié) 滾動軸承的潤滑和密封25</p><p>　　第七節(jié) 聯(lián)軸器的選擇25 </p>

4、<p>　　第八節(jié) 其它結構設計26</p><p><b>　　7.箱體28</b></p><p>　　第三章 結 論30</p><p><b>　　參考文獻32</b></p><p>　　第一章 機械設計基礎課程設計任務書</p><p><

5、b>　　第一節(jié) 設計大綱</b></p><p><b>　　1、課程設計題目</b></p><p>　　設計帶式輸送機中的傳動裝置</p><p>　　課程設計的要求與數據</p><p><b>　　表一 課程設計數據</b></p><p><

6、b>　　運動簡圖</b></p><p><b>　　工作條件</b></p><p>　　輸送機連續(xù)工作，單向提升，載荷平穩(wěn)，兩班制工作，使用年限10年，輸送機速度允許誤差為-5%～+5%。</p><p><b>　　設計工作量</b></p><p>　　第二章 機械傳動裝置

7、的總體設計</p><p>　　1、按工作要求和條件，選擇三相籠型異步電動機，封閉式結構，電壓380v，Y型。</p><p>　　工作機所需工作功率：P=F×V=8×1.4=11.2</p><p>　　所需電動機輸出功率：</p><p>　　電動機至輸送帶的傳動總效率： </p><p>　　

8、2、式子中分別為傳動裝置中每對運動副或傳動副的效率。</p><p><b>　　v帶傳動效率</b></p><p><b>　　一對軸承效率</b></p><p><b>　　齒輪傳動效率</b></p><p><b>　　聯(lián)軸器傳動效率</b>&

9、lt;/p><p><b>　　滾筒的效率</b></p><p><b>　　總效率</b></p><p><b>　　總效率</b></p><p><b>　　因 </b></p><p><b>　　所以額定功率取

10、</b></p><p>　　查表10-110 取</p><p><b>　　3、確定電動機轉速</b></p><p><b>　　卷筒軸工作轉速為：</b></p><p>　　根據帶傳動和齒輪傳動的常用傳動比范圍</p><p>　　i齒輪=2~4，i帶=

11、3~7</p><p>　　故電動機轉速的可選范圍為：</p><p>　　根據容量和轉速要求，從有關手冊或資料選定電動機型號為：</p><p>　　Y系列三相異步電動機：Y160L-4電動機</p><p>　　Y160L-4電動機基本參數如下表： </p><p>　　表二 Y160L-4電動機基本參數</

12、p><p>　　第二節(jié) 總傳動比的計算和分配</p><p><b>　　1.總傳動比: </b></p><p>　　電動機滿載速率，工作機所需轉速</p><p>　　總傳動比為各級傳動比的連乘積，即</p><p>　　表三 V帶傳動參數表</p><p><b&

13、gt;　　對于一級傳動有： </b></p><p>　　把總傳動比合理地分配給各級傳動比，限制傳動件的圓周速度以減小動載荷，降低傳動精度等級，在滿足使傳動裝置結構尺寸較小、重量較輕和使各傳動件的尺寸協(xié)調，結構勻稱、合理、避免相互干涉碰撞的條件下?。?lt;/p><p>　　第三節(jié) 計算傳動裝置的運動和動力差數</p><p><b>　　1.各軸

14、的轉速</b></p><p><b>　　取487</b></p><p><b>　　取122</b></p><p>　　=121.67 取122</p><p><b>　　2.計算各軸的功率</b></p><p><b>

15、;　　3.各軸的轉矩</b></p><p><b>　　表四 計算結果列表</b></p><p>　　第三章 傳動零件的設計計算</p><p><b>　　第一節(jié) 帶傳動設計</b></p><p><b>　　確定計算功率</b></p>&l

16、t;p>　　確定計算功率，查表P218表13-8有</p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　kw</b></p><p><b>　　2、選擇V帶的型號</b></p><p>　　根據計算功率和小帶輪轉速，按圖13-16的推薦選擇窄V帶的型號

17、SPZ 小帶輪的基準直徑在63mm~125mm,SPA基準直徑在90~200mm。取SPZ小帶輪基準直徑為100，單根功率為2.36</p><p><b>　　帶輪直徑和帶速</b></p><p>　　大輪的基本直徑為mm</p><p><b>　　帶速 m/s</b></p><p><

18、;b>　　中心距、帶長和包角</b></p><p><b>　?。?）確定中心距</b></p><p>　　0.7（則有取 mm （2） 確定帶長</p><p>　　根據初定的,由教材表13-2選取接近的基準長度mm</p><p><b>　　mm</b></p>

19、;<p>　　考慮帶傳動的安裝、調整和V帶張緊的需要，中心距變動范圍為：</p><p><b>　　小輪包角由式</b></p><p><b>　　></b></p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　計算帶的根數&l

20、t;/b></p><p>　　通過公式查表取，0.95，， </p><p><b>　　解得 取7根.</b></p><p><b>　　初拉力</b></p><p>　　由表教科書表13-1查得q=0.07kg/m</p><p>　　274.57+4.0

21、9</p><p><b>　　=278.66N</b></p><p>　　7、作用在帶輪軸上的壓力</p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　8、帶輪的結構設計</b></p><p>　?。?）.帶輪材料的確定</p

22、><p>　　大小帶輪材料都選用HT200</p><p>　?。?）.帶輪結構形式</p><p>　　小帶輪選用實心式，大帶輪選用孔板式（6孔）具體尺寸參照[1]表8—10圖8—14確定。</p><p>　　查[2]中表8-10得大、小帶輪總寬度：</p><p>　　V型帶傳動相關數據見表3-0V。</p&g

23、t;<p>　　表3-0 V型帶傳動相關數據</p><p><b>　　附圖</b></p><p>　　第二節(jié) 齒輪的設計</p><p>　　1.選定齒輪傳動類型，材料，熱處理方式，精度等級。</p><p>　　大、小齒輪均選軟齒面。小齒輪的材料選用40Cr調質，齒面硬度為280HBS,大齒輪選用

24、45鋼調質，齒面硬度為250HBS.兩者硬度相差30HBS.</p><p><b>　　齒輪精度初選8級。</b></p><p><b>　　2.初選主要參數。</b></p><p><b>　　取取壓力角為</b></p><p>　　取符合表11-6范圍。</p

25、><p>　　3.按齒面接觸疲勞強度設計計算</p><p>　　按式（6-19）計算小輪分度圓直徑</p><p><b>　　確定各參數值：</b></p><p>　?、佥d荷系數 查表6-6，取K=1.2</p><p>　?、谛↓X輪名義轉矩 27.96</p><p&g

26、t;　?、鄄牧蠌椥杂绊懴禂?查表6-6， ;</p><p><b>　?、軈^(qū)域系數 </b></p><p><b>　?、葜睾隙认禂?因</b></p><p>　　⑥需用應力 查圖6-19（a），</p><p>　　查表6-7，按一般可靠度要求取,</p>&l

27、t;p><b>　　則</b></p><p>　　取兩式中的較小值，即,</p><p><b>　　于是</b></p><p><b>　　4.確定模數</b></p><p><b>　　計算模數</b></p><p&g

28、t;　　取標準值 m=3mm</p><p>　　5.按齒根抗彎疲勞強度校核計算</p><p>　　按式（6-20）校核 </p><p><b>　　式中：</b></p><p>　?、邶X輪嚙合寬度 79.26mm,取mm</p><p><b>　　中心距 a=</

29、b></p><p><b>　　圓周力：N</b></p><p>　　徑向力：2565.15N</p><p>　　②齒輪嚙合寬度 79.26mm,取mm</p><p><b>　　實際的</b></p><p><b>　　中心距 a=</b&

30、gt;</p><p><b>　　齒頂圓直徑</b></p><p><b>　　齒根圓直徑</b></p><p>　　③驗算齒輪彎曲強度 查圖11-8和齒形系數11-9，</p><p><b>　　=770Mpa</b></p><p>

31、<b>　　=,安全</b></p><p><b>　　齒輪的圓周速度</b></p><p>　　對照表11-2可知選擇7級精度是合理的。</p><p>　　齒輪的基本數據如下表</p><p><b>　　附圖 </b></p><p><

32、b>　　第三節(jié) 軸的設計</b></p><p><b>　　1、輸入軸的設計</b></p><p>　?。?）、確定軸的材料</p><p>　　輸入軸材料選定為40Cr，鍛件，調質。</p><p>　?。?）、求作用在齒輪上的力</p><p>　　根據輸入軸運動和動力參

33、數,計算作用在輸入軸的齒輪上的力：</p><p><b>　　輸入軸的功率 </b></p><p><b>　　輸入軸的轉速 </b></p><p><b>　　輸入軸的轉矩 </b></p><p><b>　　圓周力：</b></p&

34、gt;<p><b>　　徑向力：</b></p><p>　?。?）、初步確定軸的最小徑，選取軸的材料為45號鋼，調制處理，根據[2]中表15—3，取</p><p>　?。?）、初步設計輸入軸的結構</p><p>　　根據軸向定位要求初步確定軸的各處直徑和長度</p><p>　　①已知軸最小直徑為3

35、4.5mm，由于是高速軸，顯然最小直徑處將裝大帶輪，故應取標準系列值，為了與外連接件以軸肩定位，故取B段直徑為。</p><p>　?、诔踹x滾動軸承。因該傳動方案沒有軸向力，高速軸轉速較高，載荷不大，故選用深溝球軸承（采用深溝球軸承的雙支點各單向固定）。參照工作要求并根據，由軸承產品目錄中初步選取0基本游隙組、標準精度級的深溝球軸承6211，其尺寸為，為防止箱內潤滑油飛濺到軸承內使?jié)櫥♂尰蜃冑|，在軸承向著箱體

36、內壁一側安裝擋油板，根據需要應分別在兩個擋油板的一端制出一軸肩。</p><p>　?、塾捎谳S承長度為21mm，根據擋油板總寬度為18mm故，根據箱座壁厚，取12 且齒輪的右端面與箱內壁的距離，則取，由于擋油板內測與箱體內壁取3mm，故。</p><p>　?、茉O計軸承端蓋的總寬度為45mm（由減速器及軸承端蓋的結構設計而定），根據軸承端蓋的拆裝及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面

37、與外連接件的右端面間的距離為30mm，故。根據根據帶輪寬度可確定 </p><p>　　2、軸的設計——輸出軸的設計</p><p>　?。?）、確定軸的材料</p><p>　　輸出軸材料選定為45號鋼，鍛件，調質。</p><p>　?。?）．求作用在齒輪上的力</p><p>　　根據輸出軸運動和動力參數、低速

38、級齒輪設計幾何尺寸及參數，計算作用在輸出軸的齒輪上的力：</p><p>　　輸出軸的功率 13.83KW</p><p>　　輸出軸的轉速 122r/min</p><p>　　輸出軸的轉矩 1085.53N?m</p><p><b>　　5314.7</b></p><p><b

39、>　　1934.39N</b></p><p>　?。ǎ常?初步確定軸的最小直徑= </p><p>　?。?）初步設計輸出軸的結構</p><p>　　①．輸出軸最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑，為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應，故需同時選取聯(lián)軸器的型號。聯(lián)軸器的計算轉矩查[2]表14-1，考慮到轉矩變化很小故取，則：1085.53=162

40、8.3N?m</p><p><b>　?、冢踹x聯(lián)軸器</b></p><p>　　按照計算應小于聯(lián)軸器公稱轉矩的條件，查[1]表13-5,選用型號為Lx4的Y型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉矩為2500N。半聯(lián)軸器的孔徑42mm,故取42mm半聯(lián)軸器長度112mm。 </p><p><b>　　附圖：</b></p&

41、gt;<p>　?、?根據軸向定位要求初步確定軸的各處直徑和長度</p><p><b>　?、埽S的結構設計</b></p><p>　　根據軸向定位要求初步確定軸的各處直徑和長度</p><p>　　a.根據已確定的42mm，g段軸長與半聯(lián)軸器的軸轂長相同，為了使聯(lián)軸器以軸肩定位，故取f段直徑為72mm。</p>

42、<p>　　b.初選滾動軸承。因該傳動方案沒有軸向力，故選用深溝球軸承（采用深溝球軸承的雙支點各單向固定）。參照工作要求并根據72mm，由軸承產品目錄中初步選取0基本游隙組、標準精度級的深溝球軸承61924（參考文獻[3]），其尺寸為，根據需要在擋油板的一端制出一軸肩，取軸肩長為8mm。</p><p><b>　　附圖：</b></p><p>　　c.

43、由于軸承長度為20mm，擋油板總寬為18mm故36mm。 d.設計軸承端蓋的總寬度為45mm（由減速器及軸承端蓋的結構設計而定），根據軸承端蓋的拆裝及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與外連接件的右端面間的距離為30mm，故。</p><p><b>　　第四節(jié) 軸承的選擇</b></p><p>　　軸系部件包括傳動件、軸和軸承組合

44、。</p><p><b>　　1.輸入軸軸承</b></p><p>　　(1). 軸承類型的選擇</p><p>　　由于輸入軸承受的載荷為中等，且只受徑向載荷，于是選擇深溝球軸承。軸承承受的徑向載荷2886.98N；軸承轉速487r/min；軸承的預期壽命</p><p>　　(2）.軸承型號的選擇</p&g

45、t;<p>　　求軸承應有的基本額定動載荷值</p><p>　　2886.9832315.99N32.32kN</p><p>　　按照[3] 表10-35選擇33.5的6211深溝球軸承 </p><p><b>　　2.輸出軸軸承</b></p><p>　　(1).軸承類型的選擇</p>

46、<p>　　由于輸入軸承受的載荷為中等，且只受徑向載荷，于是選擇深溝球軸承。</p><p>　　軸承承受的徑向載荷 1934.39N；</p><p>　　軸承承受的轉速 　=122r/min</p><p>　　軸承的預期壽命 </p><p>　　(2).軸承型號的選擇</p>

47、<p>　　求軸承應有的基本額定動載荷值</p><p><b>　　13.65kN</b></p><p>　　按照[3] 表22-1選擇30.8kN的6015軸承</p><p><b>　　附圖</b></p><p>　　3.輸入軸輸出軸鍵連接的選擇及強度計算</p>

48、<p>　　(1) 輸入軸鍵連接 由于輸入軸上齒輪1的尺寸較小，采用齒輪軸結構，故只為其軸端選擇鍵。輸入軸軸端選擇A型普通平鍵。其尺寸依據軸頸55mm，由[2]中表6-1選擇16鍵長根據皮帶16=74輪寬度B=99，選取鍵的長度系列取鍵長L=90.</p><p>　　(2) 校核鍵連接的強度</p><p>　　鍵和聯(lián)軸器的材料都是鋼，由[2]中表6-2查得許用及壓應力取平

49、均值。鍵的工作長度，鍵與輪轂鍵16=74mm 槽的接觸高度k=0.5h=5</p><p>　　由[2]中式6-1得27.48<，強度足夠。</p><p><b>　　鍵16 </b></p><p>　　4.輸出軸端與聯(lián)軸器的鍵連接</p><p>　　據輸出軸傳遞的扭矩應小于聯(lián)軸器公稱轉矩。查[1]表13-5

50、。選用LX4型彈性聯(lián)軸器。其公稱轉矩為2500N。半聯(lián)軸器孔徑。</p><p>　?、?選擇鍵連接的類型及尺寸</p><p>　　據輸出軸軸端直42mm，聯(lián)軸器Y型軸孔，軸孔長度，選取A型普通平鍵12</p><p>　?、?校核鍵連接的強度</p><p>　　鍵和聯(lián)軸器的材料都是鋼，由[2]中表6-2查得許用及壓應力取平均值。鍵的工作

51、長度125-12=113mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度8=4mm。由[2]中式6-1</p><p><b>　　得<，強度足夠。</b></p><p><b>　　鍵 12</b></p><p>　　第五節(jié) 軸承端蓋的選擇</p><p><b>　　1.類型</b>

52、</p><p>　　根據箱體設計和所使用的軸承，選用凸緣式軸承端蓋。</p><p>　　各軸上的端蓋；悶蓋和透蓋：</p><p>　　悶蓋示意圖 透蓋示意圖</p><p>　　第六節(jié) 滾動軸承的潤滑和密封</p><p>　　當浸油齒輪圓周速度,軸承內徑

53、和轉速乘積時，宜采用脂潤滑。為防止箱體內的油浸入軸承與潤滑脂混合，防止?jié)櫥魇?，應在箱體內側裝擋油環(huán).</p><p>　　根據[1]表15-4知:軸承選用鈉基潤滑脂</p><p>　　第七節(jié) 聯(lián)軸器的選擇 </p><p>　　1、聯(lián)軸器類型的選擇</p><p>　　為了隔離振動與沖擊，選用彈性柱銷聯(lián)軸器。</p>&l

54、t;p>　　彈性柱銷聯(lián)軸器具有緩沖和吸震性，可頻繁的起動和正反轉，可以補償兩軸的相對位移</p><p>　　2、聯(lián)軸器的型號選擇</p><p><b>　?。ǎ保┯嬎戕D矩</b></p><p>　　由[2]中表14-1查得，故由[2]中式（14-1）得計算轉矩為</p><p>　　1.51085.53=16

55、28.29N</p><p>　　式中為工作情況系數，由工作情況系數表確定。</p><p>　　（3）選擇聯(lián)軸器型號</p><p>　　根據[1]表13-5中查得LX4型彈性柱銷聯(lián)軸器的許用轉矩為 ,許用最大轉速為r/min，軸徑為之間，故合用。則聯(lián)軸器的標記：LX4聯(lián)軸器</p><p>　　第八節(jié) 其它結構設計</p>

56、<p><b>　　1.通氣器的設計</b></p><p>　　通氣器多裝在箱蓋頂部或窺視孔蓋上，其作用是將工作時箱內熱漲氣體及時排出。其結構基本如下：</p><p>　　2吊環(huán)螺釘、吊耳及吊鉤</p><p>　　為便于拆卸及搬運，應在箱蓋上鑄出吊耳，并在箱座上鑄出吊鉤。</p><p><b>

57、;　　3.啟蓋螺釘</b></p><p>　　啟蓋螺釘的直徑一般等于凸緣聯(lián)接螺栓的直徑，螺紋有效長度大于凸緣厚度。螺桿端部要做成圓柱形或大倒角、半圓形，以免啟蓋時頂壞螺紋。</p><p><b>　　4.定位銷</b></p><p>　　定位銷有圓柱形和圓錐形兩種結構，一般取圓錐銷。</p><p>&

58、lt;b>　　5.油標</b></p><p>　　油標用來指示油面高度，常見的有油尺、圓形油標、長形油標等。一般采用帶有螺紋部分的油尺。油尺安裝位置不能太低，以防油進入油尺座孔而溢出，不能太高以免與吊耳相干涉，箱座油尺座孔的傾斜位置應便于加工和使用。</p><p>　　油標尺 </p><p>

59、<b>　　6.放油孔及螺塞</b></p><p>　　在油池最低位置設置放油孔，螺塞及封油墊圈的結構尺寸按照國標型號選擇。</p><p><b>　　出油塞</b></p><p><b>　　7.箱體</b></p><p>　　采用HT200鑄造箱體，水平剖分式箱體采

60、用外肋式結構。箱內壁形狀簡單，潤滑油流動阻力小，鑄造工藝性好，但外形較復雜。</p><p>　　箱體主要結構尺寸如下:</p><p><b>　　第三章 結 論</b></p><p>　　終于到尾聲了，經過了兩個周的設計，我深深的體會到作為一個設計人員的不易，為了能鞏固以前學過的知識并且學到更多未涉及到的知識，我在本次設計中盡可能的以真正

61、的設計人員的標準要求自己，所以在兩個周里，我不斷的查找各類書籍，以便完善我的設計。</p><p>　　從選電動機開始，我便開始認真的比較各類電動機，并且試著去了解更多電動機，外形尺寸、功率等等一些列系列的計算我都認真獨立完成，讓我最感到困難的是齒輪和軸的計算，因為我此前幾乎沒這么系統(tǒng)的計算過齒輪和軸，所以大量的計算有些讓我不知所措，不過我很快靜下心來，一步一步計算，這期間總會遇到這樣那樣的專業(yè)名詞、公式，有些公

62、式甚至讓人一頭霧水，于是我便查閱一些資料了解公式的“來歷”。</p><p>　　現(xiàn)在我終于了解了一個機器的誕生是需要花費大量的心血的，每個零件都有關聯(lián)，而且要從頭算起，就像這次設計，我們要從電動機算起，然后是帶的傳動、齒輪傳動、軸的載荷等，并且還要計算鍵、軸承，包括箱內的油量也是學要考慮的，接下來就是箱體的設計，要考慮到大帶輪直徑不可以大過箱體的高度、螺栓螺釘周圍要留出扳手的空間……</p>&l

63、t;p>　　其他的零部件我也是斟酌比較之后選擇的，所以整體我認為工藝性還比較理想。本來要設計油溝的，但因為齒輪轉速極低，所以齒輪利用浸油潤滑，而軸承利用脂潤滑，這些是我看了許多資料之后才懂得，所以說本次設計對我的幫助十分大。</p><p>　　為了能更快更準確的完成設計，我是邊計算邊畫圖的，這樣有一個最大的好處：能及時發(fā)現(xiàn)問題可以及時改正。其實我認為這樣改能讓我不斷的校驗自己是否計算有誤，這段期間，我為了

64、完善設計，不斷的計算、改圖，幾乎每時每刻都能發(fā)現(xiàn)一些問題，總有令人不滿意的地方，并且總是出現(xiàn)錯誤和馬虎的現(xiàn)象，所以大部分時間用在了校驗、檢驗、反復核查，這才完成了本次設計，經過了滿短暫而又漫長的設計時期，我感到自己學到了很多課堂上未學到的知識，在與指導老師交流中，我發(fā)現(xiàn)自己的能力提高了很多，當然，我還初出茅廬，還有更多的知識等待我去學習，所以我會更加努力完善自己的學識，用自己的所學為社會做出重大的貢獻！</p><p