帶式輸送機傳動裝置課程設計05894086

1、帶式輸送機傳動裝置課程設計 05894086重慶機電粗業(yè)技術學院課程設計說明書設計名稱：機械設計基礎課程設計目：帶式輸送機傳動裝置重慶機電職業(yè)技術學院課程設計任務書機電一體化技術 專業(yè)2011年級3班一、設計題目帶式輸送機傳動裝置ill已知條件：1 .工作情況：兩班制，連續(xù)單向運轉，載荷較平穩(wěn)，運輸帶速度允許誤 差為±0. 5%；2 .使用折舊期：五年；3 .動力來源：電力，三相交流，電壓380/220V；4 .滾簡效率：0.96 （包括滾筒與軸承的效率損失）。卷筒直徑D/(mm)400400400450450參數題號678運輸帶工作拉 力 F/ (KN)2.42.22.1運輸帶工作

2、速 度 V/ (m/s)1.51.41.5卷筒直徑 D/(mm)400400500選擇的題號為8 號數據為：運輸帶工作拉力F =2.1N運輸帶工作速度v =1.5m/s卷筒直徑D =500mm二、主要內容1 .擬定和分析傳動裝置的設計方案；2 .選擇電動機，計算傳動裝置的運動和動力參數；3 .進行傳動件的設計計算及結構設計，校核軸的強度;4 .繪制減速器裝配圖；5 .繪制零件工作圖；6 .編寫設計計算說明書。三、具體要求本課程設計要求在2周時間內完成以下的任務:1 .繪制減速器裝配圖1張(A2圖紙)；2 .零件工作圖2張(齒輪和軸，A4圖紙)；3 .設計計算說明書1份，約3000字左右。四、進

3、度安排次序設計內容時間分配（天）1指導老師介紹課程設計注意事項12擬定設計方案13傳動件的設計計算24畫裝配圖25畫零件圖26編寫設計說明書2五、成績評定指導教師張海秀一簽名日期 年月日系主任 審核日期 年 月 日目錄一設計任務的分析2L1本課程設計的目的21.2本課程設計的內容、任務及要求2121課程設計的內容2122課程設計的任務2L2.3課程設計的要求2L3課程設計的步驟2L3.1設計準備工作2132總體設計2L3.3傳動件的設計計算21.3.4裝配圖草圖的繪制2L3.5裝配圖的繪制3L3.6零件工作圖的繪制3137編寫設計說明書3二傳動裝置的總體設計42.1 選擇電動機41 .1.1選

4、擇電動機類型42 .L2選擇電動機功率43 .L3確定電動機轉速42.2 計算總傳動比和分配傳動比4221計算總傳動比4222分配傳動裝置的各級傳動比4231各軸轉速5232各軸的輸入功率5233各軸的輸入轉矩52.4 傳動零件的設計計算5241箱外傳動件的設計52.4.2箱內傳動件的設計52.5 減速器的結構設計6參考文獻717一設計任務的分析1.1 本課程設計的目的機械設計基礎課程設計是相關工科專業(yè)第一次較全面的機械設計練習，是 機械設計基礎課程的最后一個教學環(huán)節(jié)。其目是：(1)培養(yǎng)學生綜合運用所學的機械系統課程的知識去解決機械工程問題的 能力并使所學知識得到鞏固和發(fā)展；(2)學習機械設計

5、的一般方法和簡單機械傳動裝置的設計步驟；(3)進行機械設計基本技能訓練的同時能提高學生機械設計的基本能力， 如計算能力、繪圖能力以及計算機輔助設計(CAD)能力等，使學生具有查閱設計 資料(標準手冊、圖冊等)的能力，掌握經驗估算等機械設計的基本技能，學 會編寫一般的設計計算說明書。1.2 本課程設計的內容、任務及要求1.2.1 課程設計的內容(1)傳動方案的分析與擬定；(2)電動機的選擇與傳裝置運動和動力參數的計算；(3)傳動件(如齒輪、帶傳動等)的設計；(4)軸的設計；(5)軸承及其組合部件設計；(6)鍵聯接和聯軸器的選擇與校核；(7)潤滑設計；(8)箱體、機架及附件的設計；(9)裝配圖和零

6、件圖的設計與繪制；(10)編寫設計計算說明書1. 2. 2課程設計的任務(1)繪制減速器裝配圖1張用A2圖紙繪制；(2)繪制零件圖2張用A4圖紙繪制(齒輪、軸)；(3)編寫設計計算說明書一份。1.2.3課程設計的要求在課程設計前，應認真閱讀任務書，了解設計題目及設計內容，搞清楚所 要設計的傳動裝置包含哪些機構及傳動路線。如果任務書中沒有給出傳動簡圖, 則應首先了解設計的已知數據及工作類型，并對所學的有關傳動機構的運動特 點、總體傳動性能及某些傳動數據的常用范圍進行復習，然后根據工作的要求 將有關機構進行不同的組合,畫出不同的傳動簡圖,依據先算出的數據,選出1 2種較合理的傳動方案，在進行設計時

7、要選擇較為合理的一組數據進行設計，在 畫圖與設計的過程中如有發(fā)現在裝配時不對時應反復修改數據和改進，然后在 進行后續(xù)的設計。上述工作完成之后，應認真閱讀課程設計指導書有關總體及 傳動設計計算的章節(jié)，開始設計計算。1. 3課程設計的步驟1. 3. 1設計準備工作(1)熟悉任務書，明確設計的內容和要求；(2)熟悉機械設計基礎和機械設計基礎實訓指導這兩本書有關一 級減速器的資料和相關表格、圖紙等；(3)觀看錄像、實物、模型等，了解減速器的結構特點與制造過程。1. 3. 2總體設計(1)確定傳動方案；(2)選擇電動機；(3)計算傳動裝置的總傳動比，分配各級傳動比(4)計算各軸的轉速和功率以及轉矩。1.

8、 3. 3傳動件的設計計算(1)計算齒輪傳動、帶傳動的主要參數和幾何尺寸；(2)計算各傳動件上的作用力。1.3. 4裝配圖草圖的繪制(1)確定減速器的結構方案;(2)繪制裝配圖的草圖，進行軸以及軸上零件和軸承組合的結構設計；(3)校核軸的強度、鍵連接的強度；(4)繪制減速器箱體結構；(5)繪制減速器附件。1.3. 5裝配圖的繪制(1)畫底線圖，畫剖面線；(2)選擇配合，標注尺寸；(3)編寫零件序號，列出明細欄；(4)加深線條，整理圖面；(5)書寫技術條件、減速器特性等。1.3.6零件工作圖的繪制(1)繪制齒輪類零件工作圖；(2)繪制高速軸和低速軸的零件工作圖；(3)繪制其他零件工作圖。1. 3

9、.7編寫設計說明書(1)編寫設計說明書，內容包括所有的計算，并附有必要的簡圖；(2)寫出設計總結，一方面總結設計課題的完成情況，另一方面總結個人所 作設計的收獲、體會及不足之處。二傳動裝置的總體設計2.1選擇電動機2. 1.1選擇電動機類按已知的工作要求和條件，選用Y型全封閉式籠型三相異步電動機。2. 1.2選擇電動機功率(一)所需電動機的輸出功率為：pfpn工作機所需的工作功率為：/；=FV/1000由以上兩個公式可知：fv/iooo n=2. IX103X 1.5/1000X0. 89=3. 54kw(二)電動機至運輸帶之間的總效率：(1) V帶傳動n 1=0. 96(2) 一級齒輪減速器

10、n 2=0. 975(3)聯軸器n 3=0. 99(4)傳動滾筒n 4=0. 96則：n二 叫x rx nsX 114=0.96X0.975X0. 99X0. 96=0. 892. 1.3確定電動機轉速(一)滾筒軸的工作轉速為：N,=60X 1000X1. 5/n XD=60X 1000 X1. 5/3. 14X500=57. 32r/min(二)為了方便選擇電動機的轉速，先推算電動機轉速的可選范圍。由機 械設計課程設計基礎實訓指導表2-2查得V帶傳動常用的傳動比范圍1。=24, 單極圓柱直齒輪傳動比范圍L=35 ,則總傳動比的合理范圍為i=6-20,故電動 機轉速的可選范圍為：此二iN,二(

11、6-20) X57. 32=343. 92-1146. 4r/min由電動機Pd=3.54kw可知只能選電動機的額定功率為P=4kw的，所以可見同步轉速為750 r/min和lOOOr/min的電動機均符合。經比較，根據功率和轉速查機械設計課程設計基礎實訓指導附錄5得到電動機的相關參數，并將計算出的縱傳動比例與下表中。表2.1電動機數據及總傳動比電動機轉速（r/min） 額定功率方案電動機型號(kw)同步轉速滿載轉速總傳動比 i1Y160M1-8475072012.562Y132M1-64100096016.75（三）計算總的傳動比:750r/min：i=Nm/Nw=720/5732=12.

12、561000r/min: i=Nm/Nw=960/57. 32=16. 75由以上的數據可知選用Y160M1-8型電動機2-2計算總傳動比和分配傳動比2. 2.1計算總傳動比i=Nm/Nw=720/57. 32=12. 563. 2.2分配傳動裝置的各級傳動比由機械設計課程設計基礎實訓指導表2-2可知直齒輪減速器的傳動比 i尸4則V帶的傳動比i。為：Io=i / ia=12. 56 / 4Q3 14 （取 3 2）2.3計算傳動裝置的運動和動力參數2. 3.1各軸轉速電動機軸為。軸：則No=NM=72Or/min高速軸為 I 軸：則 Ni=Nyio=72O/3. 2=225r/min低速軸為n

13、軸：則 Nu= NI/ia=225/4=56.28r/min滾筒軸的轉速為：Nw=Nn=56. 28r/min2.3.2各軸的輸入功率高速軸：P i=Pa. n 1=3. 54 X 0. 96=3. 40kw低速軸：Pn= Pi。一對他 n 箱承=3. 40X0. 97X0. 98=3. 23kw滾筒軸：Pw= Pu.n 粕承.n 送粕器=3. 23X0.98X0.99=3.13kw2. 3.3各軸的輸入轉矩電動機：Tf9550 Pd/Nm=9550 X 3. 54/720=46. 95N. mI ：高速軸：T產9550 P/N產9550X3. 40/225=144. 3IN. m II：低速

14、軸：T2=9550 P2/N2=9550X3. 23/56. 25=548. 38N. m 滾筒軸：Tw=9550 P,/Nr=9550 X 3. 13/56. 25=531. 40 N. m 表2. 2各軸的運動和動力參數軸名功率P(kw)轉矩T(N.m)轉速 n(r/min)傳動比i電動機軸3.5446.957203.2I 軸3.40144.31225n 軸3.23548.3856.254滾筒軸3.13531.4056.2512. 4傳動零件的設計計算2. 4.1箱外傳動件的設計2. 4. 1. 1帶傳動(1)大帶輪輪廓寬度的確定2. 4. 2箱內傳動件的設計2. 4. 2,1圓柱齒輪傳動

15、(1)選擇齒輪的材料及精度等級：小齒輪選用45鋼調質，硬度為220250HBS,大齒輪選用45鋼正火，硬度 為170210HBS,因為是普通減速器，由機械設計基礎書上表77可知選擇8級精度，要求齒面粗糙度Ra=3.2-63 u m(2)按齒面接觸疲勞強度設計因為兩齒輪均為鋼質齒輪，由機械設計基礎書上式(720)可求出di 的值，確定有關參數與系數、轉矩L：29.55X1()6 X3 40/225=1. 4X10、載荷系數K及材料的彈性系數4由機械設計基礎書查表7-10可知取K=l. 1,查表7-11取Zb=189. 8 MPa1/2、齒數乙和齒寬系數Wd通常Z=20-40則取小齒輪的齒數zx=

16、25,則大齒輪的齒數z2=Z1Xi=25X3. 2=80,取80,因為單級齒輪傳動對稱布置、軟齒面，故由機械設計基礎 書查表7-14取中d=l、許用接觸應力由圖 7-25 查。hii«i=560Mpa,。HiiBSSOMpaNx=60njLh=60X2250XIX (5X52X5X 16)=2. 81X108N尸 Nt/i=2. 81X1073. 2=8. 78 X107由機械設計基礎書圖7-24查得Zw=l. 1 "心=1. 2 (允許有一定的點蝕)由機械設計基礎書表7-9查得S«=l根據以下公式可得?！縅產(ZN1 a hhJ/ S«=(l. lX5

17、60)/l=616Mpa2=( o Hu J/ S«=(1.2X530)/l=636Mpa則：&，KT. W±1 3.52Z,. , 11. 1x1.43x100000 x(3.2 +1) 3.52x189.8 x,q 石丁 (rY(/)-=6L 78mm(備注 u=Z2/Zl=80/25=3 2)則ni=d/zi=6L 78/25=2. 47mm由機械設計基礎表7-2取標準模數m=2. 5mm(3)主要尺寸計算：d尸 1nzi=2. 5 X 25=62. 5mmd2=mz2=2. 5 X 80=200mmb;叫 &=1X62. 5=62. 5mm經圓整后取

18、 b2=65mm, bi=b2+5=70mmdai=di+2h.= (25+2) X 2. 5=67. 5mmd.2=d2+2h.= (80+2) X 2. 5=205mmd二d2h尸(25-2 X1-2 X 0. 25) X 2. 5=56. 25mm(80-2X1-2X0. 25) X2. 5=193. 75mma=0. 5m(zx+ z2) =0. 5X2. 5(25+80)=131. 25mm(4)按齒根彎曲疲勞強度校核齒形系數L由表 7-12 查得 丫后2. 65, YB2.25應力修正系數Y,由表 7-13 查得 YX1.59, Y82=l. 77許用彎曲應力。/由圖 7-26 查

19、得。riiBl=205MPa,。«=190 MPa由表7-9查得Sf=1. 3由圖 7-23 查得 YxFO. 89 ¥«=1則由機械設計基礎書式(7-16)得3產 Yni o Hi.ySFlX 205/1. 3=158MpaaF2=。虱皿/S尸1X190/1. 3=146Mpa故：。h= Y" YS1 (2KTX) / (bm2zt) =2X1.1X1.4X 10765 X2. 52X25X (2. 65X 1. 59) =127. 78MpaWa 158Mpa。F2=。門 Yr YS2/ Yfx Ysi=127. 78X2. 25X1. 77/2.

20、65XL 59=120. 77Mpao f i= 146Mpa(5)驗算齒輪的圓周速度u應/60 x10003.14x62.5x22560x1000=0.74m/s由機械設計基礎書表7-7可知，選8級精度是合適的(6)幾何尺寸計算及繪制齒輪零件工作圖圖2.1大齒輪的零件圖2. 4. 2. 2軸的設計高速軸：(1)選擇軸材料因為特殊要求，故選45鋼正火，由機械設計基礎書查表11-1得。-11 =55Mpa,去 A=115(2)估算軸的最小直徑高速軸(I軸)：A31匕=115d上 =2875mmR n V 225此處有鍵槽用于配套V帶輪，所以可將其軸徑加大5%,即d=28.75X 105%=28.

21、 98mmTc=KTi=l. 5X144. 31=216. 47N. m即由扭矩可查機械設計技術實訓指導書上表4-11可知：選用HL2型聯 軸器d=32mm(3)軸的結構設計根據軸上零件的定位、裝拆方便的需要，同時考慮到強度的原則，主動軸 和從動軸均設計為階梯軸。1、軸的各段直徑的確定：由扭矩可查機械設計技術實訓指導書上表4-11可知:與聯軸器相連的 軸段是最小直徑”二30mm貝!J：聯軸器定位軸的高度h = (0.070.1) Xdft=(o.X 32=2. 24-3.2故：軸肩的高度h=3d5= de +2h=38mm所以由d5=38查機械設計基礎實訓指導書表6-1 可知：選6008型滾動

22、軸承則：6=40然后依次可計算出心=48、d2=45、&=422、軸上零件的軸向尺寸及其位置：由機械設計技術實訓指導書上表4-11可知：選用HL2型聯軸器則軸承 寬度b=15mm,齒輪寬度及=70mm,聯軸器寬度B2=82mm,軸承端蓋寬度為20mm, 箱體內側與軸承端面間隙取l=2mm,齒輪與箱體內側的距離聯 軸器與箱體之間的間隙4=50mm與之對應的軸的各段長度分別為：L1=A1+ 2+b=2+20+15=37mm, L2=62mm,軸肩寬度 L3=8mm, L4=2-L3+A3=14mmL5=20mm, L6=A4+20=70mm> L7=b2=82mm則軸承跨度為 L=L

23、1+L2+L3+L4=127mm軸的結構如圖所示：圖2.2高速軸(4)驗算軸的疲勞強度:1、畫輸出軸的受力簡圖，確定軸承的支點的位置時，在這里取軸的跨度為127mm則取中點為對稱的，所以受力簡圖如下:FAH2、畫彎矩圖，通過列受力平衡方程可知：由機械設計基礎書式7T8可知：Ft=2Tx/d1=2 X144. 31/62. 5=4617. 92N(備注 dl 為小圓的分度圓直徑)則：*尸#2308. 96NMc8=63. 5*Fa«=63. 5 X 2308. 96=146618. 96N. mm彎矩圖如下：FAVFBV3、由圖可知Fr=Ft*tan200=4617. 92X0. 36

24、397=1680. 78NFa,=Fbv=840. 39N. mm 貝!):及尸63. 5 Fa尸63. 5 X 840. 39=53364. 90N. mm4.合成彎矩圖：Mc= (MJ2+ (Mcv) 21/2= (146618. 96) 2+ (53364. 90) 2 1/2=65676. 09N. mm5、轉矩圖：T=9. 55X106X3. 40/225=144311. UN. mm6、因為曲的C的為軸承的中點所以轉矩按對稱循環(huán)變化的，則轉矩a=la T=1X 144311. 11=144311. 11 N.mm貝lj Mec=(Mc)2+ ( aT) 2x/2= (156028.

25、 63) 2+ (144311.11) 2x/2=212534. 03N. mm 如圖所示：mecl mec27、驗算軸的直徑:AfecO.lx(a-l)=33. 80mm有鍵槽擴大 5%則d=33. 80X (1+5%) =35. 49nnn 低速軸：(1)選擇軸材料因為特殊要求，故選45鋼正火，由機械設計基礎書查表11-1得 o-J=55Mpa,取 A=115(2)估算軸的最小直徑低速軸(II軸)：d.in= A、匕=115,上生=43. 7mmV 56.25此處有齒輪槽，所以可將其軸徑加大5%,即d=43.7X105%=45.89mmTc=KL=l. 5X548. 38=822. 57N

26、. m即由扭矩可查機械設計技術實訓指導書上表4T1可知：選用HL4型聯 軸器d=48mm(3)軸的結構設計根據軸上零件的定位、裝拆方便的需要，同時考慮到強度的原則，主動軸 和從動軸均設計為階梯軸。1、軸的各段直徑的確定：由扭矩可查機械設計技術實訓指導書上表4-11可知:與聯軸器相連的 軸段是最小直徑de=48mm貝！J：聯軸器定位軸的高度h = (0.0701) Xd6=(0. o7Ol)X 48=3. 36-4.8故：軸肩的高度h=4d5= 4 +2h=56mm所以由d5=36查機械設計基礎實訓指導書表6-1 可知：選6012型滾動軸承貝!I： &=60然后依次可計算出d=70、=6

27、5、&=762、軸上零件的軸向尺寸及其位置：由機械設計技術實訓指導書上表4-11可知：選用HL4型聯軸器則軸承 寬度b=18mm,齒輪寬度B*=65mm,聯軸器寬度B2=112mm,軸承端蓋寬度為20mm,箱體內側與軸承端面間隙取齒輪與箱體內側的距離42=BYOmrn,聯軸器與箱體之間的間隙0 mm與之對應的軸的各段長度分別為：L1=A1+ 2+b=2+20+18=40nnn> L2=68mm,軸肩寬度 L3=8mm, L4=2-L3+A3=14mmL5=20mm> L6=A4+20=7Omm> L7=b2=112mm則軸承跨度為 L=Ll+L2+L3+L4=130m

28、m軸的結構如圖所示:17圖23低速軸（4）驗算軸的疲勞強度: 1、畫輸出軸的受力簡圖，確定軸承的支點的位置時，在這里取軸的跨度為127mm則取中點為對稱的，所以受力簡圖如下:ncHFBH2、畫彎矩圖，通過列受力平衡方程可知:由機械設計基礎書式7-18可知:Ft=2T2/d2=2 X 548. 38/200=5483. 8N (備注 d2 為大圓的分度圓直徑)Mc«=63, 5*=62X2741. 9=169997. 8N. mm彎矩圖如下：FBV3、由圖可知Fr=Ft - tan20°=5483. 8X0. 36397=1995. 94NFa尸Fbv=997. 97N. mm貝J ：近尸62 FA,=62 X 997. 97=61874. ION. mm4.合成彎矩圖：Mc=(M