畢業(yè)設(shè)計畢業(yè)論文設(shè)計帶式輸送機(jī)的傳動裝置

1、機(jī) 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ)課 程 設(shè) 計課題：設(shè)計帶式輸送機(jī)的傳動裝置 設(shè)計任務(wù)前 言分析和擬定傳動方案機(jī)器通常由原動機(jī)、傳動裝置和工作裝置三部分組成。傳動裝置用來傳遞原動機(jī)的運動和動力、變換其運形式以滿足工作裝置的需要，是機(jī)器的重要組成部分。傳動裝置的傳動方案是否合理將直接影響機(jī)器的工作性能、重量和成本。滿足工作裝置的需要是擬定傳動方案的基本要求，同一種運動可以有幾種不同的傳動方案來實現(xiàn)，這就是需要把幾種傳動方案的優(yōu)缺點加以分析比較，從而選擇出最符合實際情況的 一種方案。合理的傳動方案除了滿足工作裝置的功能外，還要求結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、成本低廉、傳動效率高和使用維護(hù)方便。所以擬定一個合理的傳動方

2、案，除了應(yīng)綜合考慮工作裝置的載荷、運動及機(jī)器的其他要求外，還應(yīng)熟悉各種傳動機(jī)構(gòu)的特點，以便選擇一個合適的傳動機(jī)構(gòu)。因二級齒輪傳動的速度和范圍廣,傳動比準(zhǔn)確、可靠、傳動效率高,工作可靠,壽命長,結(jié)構(gòu)緊湊,傳動平穩(wěn)，能緩沖吸振。眾所周知，齒輪傳動輸送機(jī)的傳動裝置由電動機(jī)、減速器、聯(lián)軸器、滾筒四部分組成，而減速器又由軸、軸承、齒輪、箱體四部分組成。所以，如果要設(shè)計輸送機(jī)的傳動裝置，必須先合理選擇它各組成部分，下面我們將一一進(jìn)行選擇。綜上所述，先初擬定帶式輸送機(jī)中的一級蝸桿減速器的運動簡如 第一章:電動機(jī)的選擇傳動比的分配與計算1.1 選擇電動機(jī)類型 按工作要求和條件選取Y系列一般用途的全封閉自扇冷式

3、籠型三相異步電動機(jī)。1.2 選擇電動機(jī)機(jī)容量 1.2.1 工作所需的功率：= kw式中為工作機(jī)所需輸入功率,即指運輸帶主動端所需功率,單位為KW; 為由電機(jī)至工作裝置的傳動裝置總效率.工作機(jī)所需功率由機(jī)械的工作的工作阻力和運動參數(shù)取得,可由設(shè)計任務(wù)書給定的工作參數(shù)(F、V、或T、n、)按下列計算：= kw所以： = kw1.2.2 電動機(jī)至工作機(jī)之間的總效率: 其中=0.992為聯(lián)軸器，=0.9875滾動軸承，=0.65蝸輪蝸桿， =0.95齒輪，=0.92鏈傳動, 0.96筒的傳動效率。則: 1.3 確定電動機(jī)的功率： =0.52 =1.45kw 1.4 選擇電動機(jī)的轉(zhuǎn)速及型號: 先計算工作

4、裝置主軸的轉(zhuǎn)速，也就是滾筒的轉(zhuǎn)速:5.89r/min按表1推薦的傳動比合理范圍,取一級減速器傳動比1040,圓柱齒輪傳動比i36,鏈傳動比=26則,總傳動比601440,故電動機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍是353.4r/min8246r/min ， 符合容量和轉(zhuǎn)速的有750 r/min,1000 r/min和1500r/min.方案電動機(jī)型號額定功率kw電動機(jī)轉(zhuǎn)速r/min同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速1Y112M-44150014402Y132M1-6410009603Y160M1-84750720選Y112M-4比較合理,得1440r/min中心高外型尺寸底腳安裝尺寸地腳螺栓孔尺寸軸伸尺寸裝鍵部位尺寸132515x3

5、45x315 216x1781238x8010x411.5 確定傳動裝置的總比和分配傳動比:1.51.由選的電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速和工作主動軸轉(zhuǎn)速n可得傳動裝置總傳動比為=244.5 ()1.52.分配傳動裝置傳動比(其中分別為減速器軸鏈的傳動比)為使減速器的尺寸過大,初步取分別為5,5(實際的傳動比要在設(shè)計減速器時由所選蝸輪蝸桿的大小之比計算.則有=244.5/25=9.781.53.按展開不止.考慮潤滑條件使蝸輪蝸桿的尺寸相近,取蝸桿的顫動比10則9.78/10=0.978.1.6計算傳動裝置的運動和動力參數(shù):1.61各軸的轉(zhuǎn)速: 1軸 =147r/min； 2軸 =48.6r/min； 3軸 3

6、.84 r/min； 滾筒軸 =3.84r/min；各軸的輸入功率: ； 1軸 3.8x0.98=3.65kw ； 2軸 =3.54kw；3軸 2.75kw；滾筒軸 2.40kw1-4軸的輸出功率則分別為輸入功率的效率乘0.98.例如： =3.58kw各軸的輸入轉(zhuǎn)矩:電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩:=24.8N.m1軸 =24.8.x5x0.798=98.95N.m2軸 =98.95x5x0.798x0.97=382.97N.m3軸 =382.97x5x0.798x0.8=1222.43N.m滾筒軸輸入 =1222.43x2.17x0.978x0.95=2964.60N.m1-4軸的輸出轉(zhuǎn)矩則分別為各軸輸入轉(zhuǎn)

7、矩效率乘0.98例如:=96.97N.m運動和動力參數(shù)計算結(jié)果整理與下表:軸名效率kw轉(zhuǎn)矩N.m轉(zhuǎn)速r/min傳動比i效率輸入輸出輸入輸出電動機(jī)軸3.825.4144013.653.5898.9598.9514750.9823.543.47382.97382.9748.650.9732.752.71222.431222.433.842.170.65滾筒軸2.402.352964.602964.603.841.000.96第二章 減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算:2.1選擇傳動類型和蝸輪蝸桿材料:根據(jù)GBT10085-1908推薦,采用漸開線圓柱蝸桿傳動(ZI)蝸桿用45號鋼,考慮效率高些,耐磨性好些.蝸

8、桿螺旋進(jìn)行表面淬火,硬度圍4550HRC,蝸輪用鑄錫青銅ZcuSn10Pb1,金屬模鑄造,為節(jié)省貴重金屬,僅齒圈涌青銅制造,輪芯用鑄鐵HT150制造.說明及計算結(jié)果2.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計:2.21載荷系數(shù)K=，,由表7-7,取;假設(shè)蝸輪圓圈V<3m/s,則得得K=1.362.22彈性系數(shù)由表7-9,=155,確定取/a=0.38,查表7-10得=2.82.23蝸輪扭轉(zhuǎn)矩,按=2取=0.8得, =,=9.55xx3.8/1440=25201.39N.mm=20x0.8x25201.39=4.03xN. mm2.24許用應(yīng)力:由表7-10=180Mpa,=x8x300=12000,應(yīng)力

9、循環(huán)次數(shù)N=60=60x1x60x12000=4.32x=0.85由=0.85x180=153Mpa2.25出定中心距a:=164.8mm 選自機(jī)械設(shè)計(吳宗澤編)公式表7-7p249,表7-9p2531440r/mini=204.03X N. mm取60r/min由式(7-22)=155說明及計算2.251蝸桿分度圓直徑,模數(shù):由=38.9mm=7.26mm查表7-2取m=8mm,=63mm,則直徑系數(shù)q=7.875mm, =320mm,2.252中心距a=(63+320)/2=191.5mm校核圓周速度:=1.21m/s<3m/s=63/191.5=0.329與假設(shè)=0.38相近.2

10、.254幾何參數(shù)計算,按表7-5蝸桿分度圓導(dǎo)程角r=arctan=arctan=蝸桿齒頂圓直徑=105mm直根圓直徑=58.8mm蝸桿軸向齒距=25.133mm蝸輪齒頂圓直徑=395mm蝸輪齒根圓直徑=355.8mm結(jié)果: (公式)=40320mm720r/min=0.329公式r=arctan=m=8公式2.3.1蝸桿軸的剛度校核:說明及計算蝸桿軸的慣性矩:=7.7蝸桿切向力:=2x25201.39/63=800.04N法向力=3109.6N徑向力=1063.48N取l=0.9=288mm=0.153mmy= /1000=0.32my蝸桿剛度滿足要求。2.3.2散熱計算 相對滑動速度=5.1

11、3m/s查表7-8得由傳 動 嚙合效率=0.94，取攪油效率為，軸承的效率則總的效率=0.99x0.99x0.94=0.93。散熱面積計算： =1.85=20+=29.5970散熱滿足條件。結(jié)構(gòu)設(shè)計圖（見后）公式=25201.39=320mmy= /1000公式a=191.5=15w/（）電導(dǎo)通環(huán)境中第三章 軸的設(shè)計3.1按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的直徑：選45號鋼，輸入功率=4×0.99=3.96kw輸出轉(zhuǎn)速 =1440/5=288r/min可得=13.02mm3.2根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段長度和直徑；3.21從連軸器向左起第一段，由于連軸器處有一鍵槽，軸徑應(yīng)增加5%取，根據(jù)計算轉(zhuǎn)矩=

12、1.7N.mm查GB5014-85，選HL2型彈柱連軸器，半連軸器長度為=52mm軸段長=48mm。3.22右起第二段，考慮連軸器的軸向定位要求，該段直徑 =20mm根據(jù)軸承短蓋的裝拆，取端蓋的外端面與半連周期做4端面間的距離為10mm取該段長 =30mm 3.23右起第三段，因為軸承有軸向力和徑向力，選用角接觸軸承 ，起尺寸d×D×B=25mm×60mm×13mm該段直徑位25mm 長度=軸承寬+（0.080.1）a+（1020）=35mm。3.24右起第四段，該段裝有齒輪，直徑取 =40mm ，齒輪寬取b=45mm，為保證定位可靠年性，取軸段長度=5

13、0mm3.25右起第五段，取軸直徑為55mm長度 =10mm.右起第六段，該段為滾動軸承的定位軸承，起直徑小于滾動軸承內(nèi)圈外徑取50mm，長度為=10mm3.26右起第七段，取軸徑=45mm，取長度=23mm。3.3軸承和鍵：計算及說明結(jié)果作用齒輪上的轉(zhuǎn)矩為=423.24N.m圓周力=2645.3N徑向力=1021.1N軸向力=932N=3.96kw采用角接觸球軸承用凸緣軸承蓋，實現(xiàn)軸承系兩端單向固定，周伸處用C型普通平鍵聯(lián)結(jié)實現(xiàn)周向固定，用A型普通平鍵連接蝸輪與軸。3.4計算齒輪上作用力的大小和方向計算及說明結(jié)果周成的支反力：根據(jù)軸承支反力的作用點以及軸承和齒輪在軸上的安裝 方法，建立a所示

14、的力學(xué)模型.水平的支反力=39N=4660N畫彎矩圖：剖面處定為C水平面=51.558N.M垂直面=2.418N.M=200.68N.M同軸是單想回矩，轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán)=0.6可得到C處當(dāng)量彎矩=323.3N.M判斷C處當(dāng)量彎矩最大，而其直徑與相鄰段相差不大，所以剖面C為危險截面。查表13-1得=60MPa=8.55Ma=60MPa剖面D處受轉(zhuǎn)矩但直徑較小，故也為危險截面=0.6x432.2=259.32N.m=12.2MPa故確定的尺寸是安全的。繪制軸的工作見CAD圖。第四章 齒輪的設(shè)計4.1根據(jù)齒輪的工作情況，確定齒輪：4.11選定齒輪的傳動類型，材料，熱處理方式，精度等級，確定許用應(yīng)力。由

15、已知，選閉式直齒傳動。其特點是，承載能力和速度范圍大，傳動比恒定，外輪廓尺寸小，工作可靠，效率高，壽命長，制造安裝精度要求高，噪聲較大，成本較高。大小齒輪的材料選用20Cr，滲碳淬火，齒面硬度為5662HRC齒輪精度選8級，得=1500MPa， =460MPa，按低可靠要求?。ū?-8）=1500MPa，=460MPa。4.12初步選取主要參數(shù)：=18， =90（i=5）取=0.3則=0.9符合0.61.2的范圍4.13按齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計：計算及說明結(jié)果計算齒輪的模數(shù)：確定公式內(nèi)參數(shù)計算數(shù)值，計算小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩=25.2N.m計算載荷系數(shù)K：初估， =1.2公式=3.8kw=24計算及說

16、明結(jié)果=1.70，=1.44查取復(fù)合齒形系數(shù)：計算大小齒輪的并進(jìn)行比較：。計算重合度系數(shù)：=0.25+=0.25+0.75/1.71=0.691設(shè)計計算：=6.5mm將模數(shù)圓整為標(biāo)準(zhǔn)取值m=7mm。4.21幾何尺寸計算：=126mm=7x90=630mm=378mm=37.8mmmm=4348mm取=45mm。公式公式=0.25+=0.3mm計算及說明結(jié)果4.22校核齒接觸疲勞強(qiáng)度： 式中=； =0.87=3302.52MPa4.23齒輪的實際圓周速度：=4.52m/s因初步估計值5m/s故，對照表6-5可選擇8級精度是合適的，無需修正以上設(shè)計。=1440r/min第五章 鏈的設(shè)計5.11選擇

17、鏈齒輪數(shù)：假設(shè)鏈速v=0.63m/s，選=20,從動 鏈齒數(shù)=43.4。確定功率由表5-8查的=1.3，=1.3x2.75=3.58kw5.12確定鏈節(jié)數(shù)；=110.34為了避免 鏈?zhǔn)芨郊訌澗毓嗜?112節(jié)51.3確定鏈條接距P計算及結(jié)果公式單鏈傳遞功率=1.01=1.03kw根據(jù)小齒鏈n=57.6r/min再查表5-13得鏈節(jié)距P=25.4mm及 =2.65kw=1038.2mm中心距減小量=（0.0020.004）a =2.084.31mm實際中心距=1035.121033.84mm取=1034mm驗算鏈的速度： =0.367m/s與假設(shè)的相符。壓軸力：有效圓圈力=6147.5N取=1.2

18、5則壓軸力=7684.44N。第六章 連軸器的選擇6.1類型選擇由于機(jī)組功率不大，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，且結(jié)構(gòu)簡單，便于提高 其制造和安裝精度 ，使其軸線的偏移量較小，故選用凸緣連軸器。6.2載荷計算： =34.49N.mm 為工況系數(shù)。6.3型號選擇：根據(jù)及等條件，由GB/T5843-86選用YL7型凸源連軸器，其額定轉(zhuǎn)矩T=160N.m許用轉(zhuǎn)速為n=4800r/min軸孔直徑為35mm，符合要求。第七章 箱體的設(shè)計名稱符號尺寸關(guān)系本次取數(shù)mm機(jī)座壁厚0.04 + 310機(jī)蓋壁厚0.01+1810機(jī)座凸緣厚度b1.515機(jī)蓋凸緣厚度1.515機(jī)座底凸緣厚度2.525地腳螺釘直徑0.036a+120.03

19、6a+1218地腳螺釘數(shù)目nn4抽成旁聯(lián)接螺栓直徑0.7578.5機(jī)蓋與聯(lián)接螺栓直徑（0.50.6）35聯(lián)接螺栓的間距l(xiāng)150200180軸承端蓋螺釘直徑（0.40.5）28定位銷直徑d（0.70.8）45軸承旁凸臺半徑20外機(jī)壁至軸承座端面距離 +(812)60大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離15齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離13機(jī)蓋，機(jī)座肋厚，m軸承旁聯(lián)接螺栓距離s65 第八章 鍵等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的選擇本部分含鍵的選擇聯(lián)軸器的選擇，螺栓，螺母，螺釘?shù)倪x擇墊圈，墊片的選擇，具體內(nèi)容如下：一， 一，一，鍵的選擇查表10-33機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計：A型普通平鍵，b*h=8*7GB1095-79軸與相配合的鍵：A型普通平鍵

20、，b*h=16*10GB1095-79，3軸與聯(lián)軸器相配合的鍵A型普通平鍵b*h=12*8A 型，8×7A型， 16×10A型， 12×8GB1095-792，聯(lián)軸器的選擇 根據(jù)軸設(shè)計中的相關(guān)數(shù)據(jù)，查表10-43機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計，選用聯(lián)軸器的型號HL3。 GB5014-85HL3GB5014-853，螺栓，螺母，螺釘?shù)倪x擇考慮到減速器的工作條件，后續(xù)箱體附件的結(jié)構(gòu)，以及其他因素的影響選用 螺栓GB5782-86， M16×35， 數(shù)量為3個 M20×100， 數(shù)量為6個 螺母GB6170-86 M10 數(shù)量為2個 M12， 數(shù)量為6個螺釘G

21、B5782-86 M6×20 數(shù)量為2個 M8×25， 數(shù)量為24個 M6×16 數(shù)量為12個 *（參考機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計圖6-3裝配圖）  M16×35M20×100M10M12M6×20M8×25M6×164，銷，墊圈墊圈墊片的選擇選用銷GB117-86，B8×30，數(shù)量為2個選用墊圈GB93-87數(shù)量為8個選用止動墊片1個選用石棉橡膠墊片2個選用08F調(diào)整墊片4個*（參考機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計圖6-3裝配圖）GB117-86B8×30GB93-87止動墊片石棉橡膠墊片08F調(diào)整墊片 有關(guān)其他的標(biāo)準(zhǔn)件，常用件，專用件，詳見后續(xù)裝配圖   在以上設(shè)計選擇的基礎(chǔ)上，對該減速器的結(jié)構(gòu)，減速器箱體的結(jié)構(gòu)，軸承端蓋的結(jié)構(gòu)尺寸，減速器的潤滑與密封，減速器的附件作一簡要的闡述。第九章 潤滑和密封的設(shè)計9.1潤滑 蝸輪蝸桿才用浸油潤滑，軸承采用飛濺潤滑，潤滑油的粘度為118cSt（100°C）。浸油潤滑不但起到潤滑的作用，同時有助箱體散熱。為了避免浸油潤滑的攪油功消耗太大，又保證齒輪嚙合區(qū)的潤滑，傳動件浸入油中的深度不宜過深或過淺，設(shè)計的減速器合適浸油深