機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書

1、機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書一 設(shè)計題目：帶式輸送機(jī)傳動裝置二 原始數(shù)據(jù) 項目 5輸送帶工作拉力 2000輸送帶工作速度 () 0.9滾筒直徑 300 三 技術(shù)要求1 工作有輕微振動，空載啟動，工作時經(jīng)常滿載，單向運(yùn)轉(zhuǎn)。 2 單班制工作，減速器使用壽命為5年，小批量生產(chǎn)。 3 運(yùn)輸帶速度誤差為。 4 啟動載荷/名義載荷為1.5倍。 四 設(shè)計工作量1.減速器裝配圖一張(A0圖紙)。2.繪制高速軸零件圖一張(A3 CAD打印)。3.設(shè)計說明書一份（手寫或A4紙打印）。第一部分 傳動裝置總體設(shè)計1.2電動機(jī)的選擇1.2.1 電動機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式 電動機(jī)選擇Y系列三相交流異步電動機(jī)，電動機(jī)的結(jié)構(gòu)形式為封閉

2、式。1.2.2 確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速 由于電動機(jī)同步轉(zhuǎn)速愈高，價格愈貴，所以選取的電動機(jī)同步轉(zhuǎn)速不會太低。在一般械中，用的最多的是同步轉(zhuǎn)速為1500或1000的電動機(jī)。1.2.3 確定電動機(jī)的功率和型號1.計算工作機(jī)所需輸入功率 由原始數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)得 2.計算電動機(jī)所需的功率 式中，為傳動裝置的總效率 式子中分別為傳動裝置中每對運(yùn)動副或傳動副的效率。聯(lián)軸器傳動效率齒輪傳動效率滾筒的效率一對軸承效率 總效率 取3卷筒軸工作轉(zhuǎn)速n=57.32r/min按推薦的傳動比合理范圍，取二級圓柱齒輪減速器傳動比i840，故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為ni×n（840）×57.32458.5622

3、92.8r/min。綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比，選定型號為Y112M4的三相異步電動機(jī)，額定功率為4.0kw，滿載轉(zhuǎn)速1440 r/min，同步轉(zhuǎn)速1500r/min。方案電動機(jī)型號額定功率Pkw電動機(jī)轉(zhuǎn)速電動機(jī)重量N參考價格元傳動裝置的傳動比同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動比25.121Y112M-4415001440470230中心高外型尺寸L×（AC/2+AD）×HD底腳安裝尺寸A×B地腳螺栓孔直徑K軸伸尺寸D×E裝鍵部位尺寸F×GD132515× 345× 315216 ×17

4、81236× 8010 ×411.3確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比（1）       總傳動比由選定的電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n和工作機(jī)主動軸轉(zhuǎn)速n，可得傳動裝置總傳動比為n/n1440/57.3225.12（2）       分配傳動裝置傳動比×式中分別為高速級傳動比和低速級的傳動比，分別可取6.2和4.051.4計算傳動裝置的運(yùn)動參數(shù)和動力參數(shù)1.4.1計算各軸轉(zhuǎn)速高速軸：中間軸：1440/6.2232.26r/min低速軸：卷筒軸=57.35r/

5、min計算各軸輸入功率1.4.3計算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩表12 傳動裝置的運(yùn)動參數(shù)和動力參數(shù)軸號轉(zhuǎn)速（r/min）輸入功率(kW)輸入轉(zhuǎn)矩(N·m)I14402.1013.92II232.262.0082.24III57.351.90316.39第二部分 各齒輪的設(shè)計計算1 高速級斜齒圓柱齒輪的設(shè)計1.1選擇精度等級，材料及齒數(shù) 1.輸送機(jī)為一般工作機(jī)，速度不高，故選用7級精度。 2.材料選擇。選擇小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì))，硬度為280HBS,大齒輪材料為45剛（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。3.選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)4按齒面硬度查的小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；

6、大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。1.2齒輪強(qiáng)度設(shè)計1.2.1根據(jù)接觸強(qiáng)度，初算小齒輪分度圓直徑及其他參數(shù)初步計算時，取 N·m則=31.03mm模數(shù)=取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)=1.25mm計算齒數(shù)。取，則 取計算大小齒輪分度圓直徑1.2.2計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)取接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)，計算接觸疲勞許用應(yīng)力所以許用接觸應(yīng)力. 計算載荷系數(shù)A查得小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲疲勞極限B取彎曲疲勞壽命系數(shù)，C計算彎曲許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4D先計算圓周速度E已知使用系數(shù)，根據(jù)，7級精度查得動載系數(shù)；查得；查得；查得。故載荷系數(shù)F按實際的載荷系數(shù)校正所算的的分度圓直徑G計算模數(shù)由接觸疲勞強(qiáng)度計算的

7、模數(shù)m小于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)取以滿足彎曲疲勞強(qiáng)度。為同時滿足彎曲疲勞強(qiáng)度需按彎曲疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑計算齒數(shù)。取，則，取H計算大小齒輪分度圓直徑1.2.4計算中心距將中心距圓整為120mm1.2.5計算齒輪寬度圓整后取2 低速級斜齒圓柱齒輪的設(shè)計2.1選擇精度等級，材料及齒數(shù) 1.輸送機(jī)為一般工作機(jī)，速度不高，故選用7級精度。 2.材料選擇。選擇小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì))，硬度為280HBS,大齒輪材料為45剛（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。3.選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)4按齒面硬度查的小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。2.2齒輪強(qiáng)度設(shè)計

8、2.2.1根據(jù)接觸強(qiáng)度，初算小齒輪分度圓直徑及其他參數(shù)初步計算時，取 N·m則=58.85mm模數(shù)=取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)=2.0mm計算齒數(shù)。取，則 取計算大小齒輪分度圓直徑2.2.2計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)，計算接觸疲勞許用應(yīng)力所以許用接觸應(yīng)力2.2.3. 計算載荷系數(shù)A查得小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲疲勞極限B取彎曲疲勞壽命系數(shù)，C計算彎曲許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4D先計算圓周速度E已知使用系數(shù)，根據(jù)，7級精度查得動載系數(shù)；查得；查得；查得。故載荷系數(shù)F按實際的載荷系數(shù)校正所算的的分度圓直徑G計算模數(shù)計算齒數(shù)。取，則，取H計算大小齒輪分度圓直徑2.2.4計算

9、中心距2.2.5 計算齒輪寬度圓整后取四個齒輪的參數(shù)列表如表21表21齒輪模數(shù)齒數(shù)Z分度圓直徑齒頂圓直徑齒底圓直徑高速級小齒輪1.522333629.25高速級大齒輪1.5137205.5208.5201.75低速級小齒輪231626657低速級大齒輪2126252256247第三部分 軸的設(shè)計第（I）軸設(shè)計1.先初步確定軸的最小直徑。選取軸的材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。取。，輸入軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處直徑，取。則聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩。查GB/T50141985，選用HL2彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為.半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器長度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度。根據(jù)最小直徑選取6303軸

10、承，尺寸為2.求作用在齒輪上的力高速級小齒輪的分度圓直徑3求出支點反力/2/2a-a截面處的彎矩b-b截面處的彎矩4在垂直面上的彎矩圖，支點反力為FR1V=Fr2V=Ft- FR1V=843.64-209.4=634.24Na-a剖面左側(cè) 彎矩 MAh=FR1Hl3=209.4106/2=11098N·mma-a剖面右側(cè) 彎矩 MAh=FR2Hl2=634.24106/2= 33614N·mmb-b截面處的彎矩合成彎矩，a-a剖面左側(cè)a-a剖面右側(cè)b-b截面畫轉(zhuǎn)矩圖T=9.55P/N=13854.17N·mm5確定危險截面及校核強(qiáng)度查得因減速器單向運(yùn)轉(zhuǎn)，故可認(rèn)為轉(zhuǎn)

11、矩為脈動循環(huán)變化，修正系數(shù)取0.6求當(dāng)量轉(zhuǎn)矩78072 N·mm=49.97所得應(yīng)力小于材料使用應(yīng)力，所以設(shè)計軸滿足要求減速器主動軸設(shè)計各段軸直徑，軸段長度的確定如下圖第（II）軸設(shè)計2.3.1初算第（II）軸的最小直徑1.第（II）軸上輸入功率，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩由前面算得，2.初步確定軸的最小直徑，選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。取,于是得根據(jù)最小直徑查2GB/T2761994選取6305。軸承的規(guī)格為2.3.2.第（II）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計各段軸直徑，軸段長度和直徑的確定如下圖第軸設(shè)計3.3.1初算第III軸的最小軸徑1.輸出軸上的功率，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩由前面算得：，2初步確定軸的最小直徑先初步估

12、算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。取,于是得輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處直徑取。則聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩查GB/T50141985，選用HL3彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為.半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器長度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度。根據(jù)最小直徑選取6308軸承，尺寸為2.3.2第III軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計各段軸直徑，軸段長度的確定如下圖第四部分 校核一.滾動軸承的選擇及壽命校核考慮軸受力較小且主要是徑向力，故選用的是單列深溝球軸承軸30207兩個，軸30207兩個，軸選用30208兩個 (GB/T297-1994) 壽命計算：軸1.查機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計表8-159，得深溝球軸承3020

13、72.查機(jī)械設(shè)計得 X=1, Y=03.計算軸承反力及當(dāng)量動載荷：在水平面內(nèi)軸承所受得載荷 在水平面內(nèi)軸承所受得載荷 所以軸承所受得總載荷由于基本只受軸向載荷，所以當(dāng)量動載荷：4.已知預(yù)期得壽命 10年，兩班制基本額定動載荷所以軸承30207安全，合格軸1.查機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計表8-159，得深溝球軸承302082.查機(jī)械設(shè)計得 X=1, Y=03.計算軸承反力及當(dāng)量動載荷：在水平面內(nèi)軸承所受得載荷 在水平面內(nèi)軸承所受得載荷 所以軸承所受得總載荷由于基本只受軸向載荷，所以當(dāng)量動載荷：4.已知預(yù)期得壽命 10年，兩班制基本額定動載荷所以軸承30208安全，合格。中間軸上軸承得校核，具體方法同上，步

14、驟略，校核結(jié)果軸承30207安全，合格。二.鍵聯(lián)接選擇及校核1.鍵類型的選擇選擇45號鋼，其許用擠壓應(yīng)力=1501軸左端連接彈性聯(lián)軸器，鍵槽部分的軸徑為32mm，軸段長56mm，所以選擇單圓頭普通平鍵(A型)鍵b=8mm,h=7mm,L=45mm2軸軸段長為73mm，軸徑為43mm，所以選擇平頭普通平鍵（A型）鍵b=12mm,h=8mm,L=63mm軸段長為43mm，軸徑為43mm，所以選擇平頭普通平鍵（A型）鍵b=12mm,h=8mm,L=35mm3軸軸段長為68mm，軸徑為48mm，所以選擇圓頭普通平鍵（A型）鍵b=14mm,h=9mm,L=58mm右端連接凸緣聯(lián)軸器，鍵槽部分的軸徑為38

15、mm，軸段長78mm，所以選擇單圓頭普通平鍵(A型)鍵b=10mm,h=8mm,L=69mm2.鍵類型的校核1軸T=23.94N.m ，則強(qiáng)度足夠， 合格2軸T=103.60N.m ， 則強(qiáng)度足夠， 合格3軸T=360.25N.m ，則強(qiáng)度足夠， 合格,均在許用范圍內(nèi)。第五部分減速器裝配圖的設(shè)計4.1 箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸的確定4.1.1鑄造箱體的結(jié)構(gòu)形式及主要尺寸減速器為展開式二級圓柱齒輪減速器，主要尺寸如表31名稱符號齒輪減速器箱座壁厚8箱蓋壁厚8箱蓋凸緣壁厚12箱座凸緣厚度12箱座底凸緣厚度20地角螺栓直徑18地角螺栓數(shù)目6軸承旁連接螺栓直徑14連接螺栓的間距150軸承端蓋螺釘直徑8視孔蓋螺

16、釘直徑6定位銷直徑8至外箱壁距離24/20/16至凸緣邊緣距離22/14軸承旁凸臺半徑18凸臺高度低速軸承外徑確定外箱壁至軸承座端面距離46鑄造過度尺寸x,yx=5 y=25大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離10齒輪端面與內(nèi)箱壁距離>8箱蓋箱座肋厚軸承端蓋外徑201軸承旁連接螺栓距離s201蓋與座連接螺栓直徑104.1.2箱體內(nèi)壁的確定箱體前后兩內(nèi)壁間的距離由軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計時就已經(jīng)確定，左右兩內(nèi)壁距離通過低速級大齒輪距箱體內(nèi)壁的距離也同樣可以確定。箱體下底面距低速級大齒輪齒頂圓距離大于3050mm，由此可以確定下箱體的內(nèi)壁距大齒輪中心的距離。4.2 減速器附件的確定視孔蓋：由3表114得，由是雙級減速

17、器和中心距，可確定視孔蓋得結(jié)構(gòu)尺寸。透氣孔：由3表115得，選用型號為的通氣塞液位計：由3表710得，選用型號的桿式油標(biāo)排油口：油塞的螺塞直徑可按減速器箱座壁厚22.5倍選取。取螺塞直徑為16mm.起蓋螺釘：起蓋螺釘數(shù)量為2，直徑與箱體凸緣連接螺栓直徑相同，取螺釘直徑為10mm定位銷：由表31的定位銷直徑為8mm吊環(huán)：由3表113得，吊耳環(huán)在箱蓋上鑄出。根據(jù)表31中確定的尺寸可以確定吊耳環(huán)的尺寸。第六部分 潤滑密封5.1潤滑1.齒輪的潤滑因齒輪的圓周速度<12 m/s，所以才用浸油潤滑的潤滑方式。高速級齒輪浸入油里約0.7個齒高，但不小于10mm，低速級齒輪浸入油高度約為1個齒高（不小于10mm）,1/6齒輪。2.軸承的潤滑軸承采用潤滑油進(jìn)行潤滑，潤滑油直接采用減速器油池內(nèi)的潤滑油通過輸油溝進(jìn)行潤滑。5.2密