帶式運輸機(jī)傳動裝置設(shè)計

帶式運輸機(jī)傳動裝置設(shè)計1. 工作條件連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷有輕微沖擊，空載起動；使用期5年，每年300個工作日，小批量生產(chǎn)，單班制工作，運輸帶速度允許誤差為土 5%1-電動機(jī)；2-聯(lián)軸器；3-展開式二級圓柱齒輪減速器；4-卷筒；5-運輸帶題目B圖帶式運輸機(jī)傳動示意圖2.設(shè)計數(shù)據(jù)學(xué)號一數(shù)據(jù)編號11-112-213-314-415-5運輸帶工作拉力F （ kN ）運輸帶工作速度v （ m/s）卷筒直徑D （ mm ）3803603403203003.設(shè)計任務(wù)1）選擇電動機(jī)，進(jìn)行傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算。2）進(jìn)行傳動裝置中的傳動零件設(shè)計計算。3）繪制傳動裝置中減速器裝配圖和箱體、齒輪及軸的零件工作圖。4）編寫設(shè)計計算說明書。二、電動機(jī)的選擇1、動力機(jī)類型選擇因為載荷有輕微沖擊，單班制工作，所以選擇丫系列三相異步電動機(jī)。2、電動機(jī)功率選擇（1）傳動裝置的總效率：（2）電機(jī)所需的功率：3、確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速計算滾筒工作轉(zhuǎn)速：因為ia840所以 nd ia nw 8 4050.76406.08 2030.4 r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 750、1000、和1500r/min。根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊查出有三種適用的電動機(jī)型號，因此有三種傳動比方案，綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比，可見第 2方案 比較適合，則選 n=1000r/min。4、確定電動機(jī)型號根據(jù)以上選用的電動機(jī)類型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動機(jī)型號為Y132M2-6其主要性能：額定功率；滿載轉(zhuǎn)速 960r/min ;額定轉(zhuǎn)矩；質(zhì)量63kg。三、計算總傳動比及分配各級的傳動比1、總傳動比2、分配各級傳動比查表可知 i11.4i2所以 i1 . 1.4i1.4 18.91 5.16四、動力學(xué)參數(shù)計算1、計算各軸轉(zhuǎn)速2、計算各軸的功率Po=P電機(jī)=Pl=p 電機(jī)Xn仁x = KWPi =P Xn 2= xx = KWPm =R Xn 3= xx =piv = xx =3、計算各軸扭矩T 零=9550P/n=4377 N mmT=x 106P/ni=4333 N mmTi =x 106Pi /n ii = 21500N mmTii =x 106Pii /n iii =75520 N mmTv =9550x 106 P v/n v =74025 N mm五、傳動零件的設(shè)計計算1. 選精度等級、材料及齒數(shù)1) 材料及熱處理；選擇小齒輪材料為40Cr (調(diào)質(zhì))，硬度為280HBS大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì))，硬 度為240HBS二者材料硬度差為 40HBS2) 精度等級選用7級精度；3) 試選小齒輪齒數(shù)z1 = 24,大齒輪齒數(shù)z2= 124的；2. 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計因為低速級的載荷大于高速級的載荷，所以通過低速級的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算。按式(10 21)試算，即2KtT U 1 Ze duC H選定載荷Kt 1.3計算扭矩T143.77N * m7級精度；z1 = 20z2 = 963. 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值(1) 試選Kt =(2) 由1表10 7選取尺寬系數(shù) d = 1(3) 由1表10 6查得材料的彈性影響系數(shù) Ze=(4) 由1圖10 21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極cHlim1 =600MPa大齒輪的解除疲勞強(qiáng)度極限CHlim2 = 550MPa(5) 由1式10 13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1 = 60n 1jLh = 60 x 960x 1 x( 1x 8x 300x 5)= 6.912 108N2 = N1/ =x 10e8N3= x10e8N4=N3/= x 10e8此式中j為每轉(zhuǎn)一圈同一齒面的嚙合次數(shù)。Ln為齒輪的工作壽命，單位小時(6) 由1圖10 19查得接觸疲勞壽命系數(shù)KHN仁KHN舉KHNSKHN車計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1 %,安全系數(shù)S= 1,由式（10- 12）得a h1 =x 600MPa= 552MPaa h2550MP* 517MPaa h3 = X 600MP* 564MPaa h4550MP年 539MPa計算高速軸試算小齒輪分度圓直徑 d1t3d1t > 2.32* .K" u 12ZeduaH3 3.2517計算圓周速度v= n d1tn2 =n 5Q.Q92 960 =s60 1000 60 1000計算齒寬b及模數(shù)mb= dd1t=1 X =d1t 50.029m=JL =Z124h=x =b/h=K由1表10 2已知載荷平穩(wěn)，根據(jù)v=s,7級精度，由1圖計算載荷系數(shù)4查得7級精度小齒輪相對支撐非對稱布置時齒輪的相同所以取 KA=110 8查得動載系數(shù) KV=由1表10Khb的計算公式和直= 2.32* .3 也77 103 32 1 低.8使用系數(shù)KA=1由 b/h二,Khb= 查1表1013查得Kfb =由1表 10 3 查得 KHa =KHa =1。故載荷系數(shù)K=K aKvKhu KhB =XX 1X =按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由1式（10 10a）得3 3 d1= du , K/Kt =50.092.1.79/1.3 mm=計算模數(shù)m m d1=50mm= z124由1圖10-20c查得小齒輪得彎曲疲勞強(qiáng)度極限a F1=500Mpa大齒輪得彎曲疲勞極限強(qiáng)度a F2=380MPa由110-18查得彎曲壽命系數(shù) KFN1二計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取安全系數(shù)S=見1表10-12得 0.85*500a F1= (KFN1*a F1) /S=1.40.9* 380 a F2=( KFN2*a F2) /S=1.4計算載荷系數(shù)K=KAK/K= a Kf p =1 XX 4 X =查取應(yīng)力校正系數(shù)由表 10 5 查得 Ysa1=; Ysa2=查取齒形系數(shù)YFa1=YFa2 =計算大、小齒輪的并 YFaYSa加以比較aFKFN2=Y Fa1YSa1 = 2.65 1.58aF 1303.57YFa2Ysa2 _ 22.16 1.81244.29"f 2設(shè)計計算m> 廠512 4.377* 10e4 0.01600 =1 242對結(jié)果進(jìn)行處理取m=2Z1=d1/m=2 26Z2=u* Z1=*26 135幾何尺寸計算計算分度圓直徑中心距d1=z1m=26*2=52mmd2=z1m=135*2 =270mma=(d1+d2)/2=(270+52)/2=161計算齒輪寬度b= dd1 =52mm計算低速軸試算小齒輪分度圓直徑 d1t3 12D2t > 2.32* K" U 1 ZeV d uaH3 3 21.3 215 103 3.2 1 189.8 = 2.32* .13.2539計算圓周速度v=n d2tn2n 8282 186.5=s60 100060 1000計算齒寬b及模數(shù)mm-=zA24h=x =b= dd1t=1 x = d!t 82.82 b/h=計算載荷系數(shù)K由1表10 2已知載荷平穩(wěn)，所以取 KA=1根據(jù)v=s,7級精度，由1圖10 8查得動載系數(shù)KV=由1表10 4查得7級精度小齒輪相對支撐非對稱布置時Khb的計算公式和直齒輪的相同使用系數(shù)KA=1由 b/h=， Khb= 查1表1013查得Kfb =由1表 10 3 查得 KHa =KHa =1。故載荷系數(shù)K=K aKvKhu KhB =XX 1X =按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由1式(10 10a)得3 3 ,d1= 小牡；K/Kt =82.82,0.9/1.3 mm二計算模數(shù) m m 1=71.32 mm= Z124由1圖10-20c查得小齒輪得彎曲疲勞強(qiáng)度極限a F1=500Mpa大齒輪得彎曲疲勞極限強(qiáng)度c F2=380MPa由110-18 查得彎曲壽命系數(shù) KFN3二 KFN4二計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取安全系數(shù)S=見1表10-12得a F1= (KFN1*a F1) /S= 0.9* 500 =1.40.95*380a F2=( KFN2*a F2) /S=1.4計算載荷系數(shù)K=KAK/Kz a Kf 3 =1 XX 1 X =查取應(yīng)力校正系數(shù)由表 10 5 查得 Ysa3=; Ysa4=查取齒形系數(shù)YFa4YFa3 =計算大、小齒輪的并YfaY1加以比較aFY Fa1YSa1 = 2.65 1 .58 =aF 132143YFa2Ysa2_2.2 1.78 _（tf 2257.86設(shè)計計算0.9 215*10e41 242 .015186 =對結(jié)果進(jìn)行處理取m= 取3Z1=d1/m=3 =28Z2=u* Z1=*28 102幾何尺寸計算計算分度圓直徑中心距d1=z1m=28*3=84mm d2=z1m=102*3 =306mma=(d1+d2)/2=(306+84)/2=195計算齒輪寬度b= dd1 =84mm六、軸的設(shè)計計算1總結(jié)以上的數(shù)據(jù)功率轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速齒輪分度圓 直徑壓力角-m1430r/mi n42mm20L=189mmD1-2=25mmL1-2=12mmD2-3=30mm2求作用在齒輪上的力Fr=Ft*tan=*tan20 =3初步確定軸的直徑先按式115-2初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45號鋼。根據(jù)表115-3選取A=112。于是有4聯(lián)軸器的型號的選取查表114-1,取Ka二則；Tca=Ka*T3=*= - mTca=Ka*T3=*= - m按照計算轉(zhuǎn)矩Tea應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T5843-2003 （見表28-2 ）,選用GY2型凸緣聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為63N -半聯(lián)軸器的孔徑 d1=16mm .固取d“2=16mm4聯(lián)軸器的型號的選取查表114-1,取Ka二則；Tea=Ka*T3=*= - m按照計算轉(zhuǎn)矩Tea應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T5843-2003 （見表28-2 ）,選用GY2型凸緣聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為63 N - m 半聯(lián)軸器的孔徑di=16mm .固取di-2=16mm 見下表5.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計A擬定軸上零件的裝配方案B根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度a為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求 1-2軸段右端要求制出一軸肩；固取 2-3段 的直徑d2-3=18mm左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=2C。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度Li=42mm ,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，固取1-2斷的長度應(yīng)比Li略短一些，現(xiàn)取 Li-2=40mmb初步選擇滾動軸承。考慮到主要承受徑向力，軸向也可承受小的軸向載荷。當(dāng)量摩擦系數(shù)最少。在高速轉(zhuǎn)時也可承受純的軸向力，工作中容許的內(nèi)外圈軸線偏斜量=8-16大量生產(chǎn)價格最低固選用深溝球軸承，又根據(jù)d2-3=18mm所以選6004號軸承。右端采用軸肩 定位 查2 又根據(jù)d2-3=18mn和上表取d3-4=20mmc 取安裝齒輪處的軸段 4-5的直徑d4-5=25mmd軸承端蓋的總寬度為15m m（由減速器和軸承端蓋的機(jī)構(gòu)設(shè)計而定）根據(jù)軸承的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋外端面與聯(lián)軸器的距離為25mm固取L2-3 =40mm，c=15mm考慮到箱體的制Ft =Fr =GY2凸緣聯(lián)軸器Ka=Tea二 md1=16mm造誤差，在確定軸承的位置時，應(yīng)與箱體的內(nèi)壁有一段距離s,取s=8mm已知滾動軸承的寬度T=12mn小齒輪的輪轂長L=50mm貝VL3-4 =12m m至此已初步確定軸得長度有因為兩軸承距離為 189，含齒輪寬度所以各軸段都已經(jīng)確定，各軸的倒角、圓角查表1 表15-2取七、滾動軸承的選擇及校核計算、根據(jù)要求對所選的在低速軸3上的兩滾動軸承進(jìn)行校核，在前面進(jìn)行軸的計算時所選軸3上的兩滾動軸承型號均為61809，其基本額定動載荷 Cr 4650 N，基本額定靜載荷Cr 4320N?，F(xiàn)對它們進(jìn)行校核。由前面求得的兩個軸承所受的載荷分 別為FNH1=758N FNV1 =FNH2= FNV2=由上可知軸承2所受的載荷遠(yuǎn)大于軸承 2,所以只需對軸承2進(jìn)行校核，如果軸承 2滿足要求，軸承1必滿足要求。1）求比值軸承所受徑向力Fr-1600.22 6 97.232 N 1745.5N所受的軸向力 Fa 0N它們的比值為 0F r根據(jù)1表13-5，深溝球軸承的最小e值為，故此時Fa e。Fr2）計算當(dāng)量動載荷 P,根據(jù)1式（13-8a） P fp（XFr YFa）按照1表 13-5，X=1，Y=0,按照1表 13-6， fP 1.0 1.2，取fP 1.1。則3）驗算軸承的壽命 按要求軸承的最短壽命為（工作時間），根據(jù)1Lh-0（存）60 n 皿 P53042 h 46720取3）所以所選的軸承8h46720hLh2 8 365（13-5 ）10 66093.1r/m inh61909滿足要求。八、鍵連接的選擇及校核計算込）31920（3對于球軸承按要求對低速軸3上的兩個鍵進(jìn)行選擇及校核。1）對連接齒輪4與軸3的鍵的計算（1）選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸一般8以上的齒輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵聯(lián)接。由于齒輪不在軸端，故可選 用圓頭普通平鍵（A型）。根據(jù)d=52mm從 1表6-1中查得鍵的截面尺寸為：寬度b=16mm高度h=10mm由輪轂寬度并參照鍵的長度系列，取鍵長 L=63mm（2）校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由1表6-2查得許用擠壓應(yīng)力p 100120MPa，取平均值，p 110MPa。鍵的工作長度l=L-b=63mm-16mm=47m<m鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=x 10=5mm 根據(jù)1式（6-1 ）可得33p 2T 10 2 26644 10 MPa 43.6MPa p 110MPa所以所選的鍵滿足強(qiáng)度要求。鍵kld 5 47 52的標(biāo)記為：鍵 16X 10X 63 GB/T 1069-1979。2）對連接聯(lián)軸器與軸3的鍵的計算（1）選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸類似以上鍵的選擇，也可用A型普通平鍵連接。根據(jù)d=35mn從1表6-1中查得鍵的截面尺寸為：寬度b=10mm高度h=8mm由半聯(lián)軸器的輪轂寬度并參照鍵的長度系列，取鍵長L=70mm（2）校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度鍵、軸和聯(lián)軸器的材料也都是鋼，由1表6-2查得許用擠壓應(yīng)力p100120MPa， 取其平 均值，p 110MPa 。 鍵的工 作長度l=L-b=70mm-10mm=60mm鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 k=x 8=4mm 根據(jù)1式（6-1 ）可得2T 103kid2 266.44 1034 60 35MPa 63.4MPa p 110MPa所以所選的鍵滿足強(qiáng)度要求。鍵的標(biāo)記為：鍵 10X 8X 70 GB/T 1069-1979 。圓頭普通平鍵(A型)p =鍵 16X 10X 63p九、聯(lián)軸器的選擇及校核計算本設(shè)計的聯(lián)軸器的選擇主要包括了兩個聯(lián)軸器的選擇，第一個是電動機(jī)軸與減速器的 輸入主軸的聯(lián)結(jié)，根據(jù)文獻(xiàn) 2中的表12-23Y系列電動機(jī)的外型尺寸，本設(shè)計所選用的電 動機(jī)的型號為Y112M-4,可知電動機(jī)的輸出主軸的外伸部分的長度 E和直徑D分別是60和 28。又本設(shè)計的蝸輪軸的直徑計算最小值為 36.91mm和蝸桿的計算最小直徑為14.69mm 又軸上都裝有鍵，要將尺寸擴(kuò)大7流右。最終確定的蝸輪軸的直徑和蝸桿軸的直徑分別是 42mn和28mm G艮據(jù)文獻(xiàn)2表8-8彈性套柱銷聯(lián)軸器，最后確定電動機(jī)與減速器的輸入軸 間的聯(lián)軸器選擇為LT4型，其標(biāo)注為LT4聯(lián)軸器YA28 X 62。對于第二個減速器的輸出軸 與工作機(jī)的輸入軸之間的聯(lián)軸器減速器選擇 LT7型，其標(biāo)注為LT7聯(lián)軸器JA42X112。十、減速器的潤滑與密封1、齒輪的潤滑因齒輪的圓周速度12 m/s，所以采用浸油潤滑的潤滑方式。高速齒輪浸入油面高度約個 齒高，但不小于10mm低速級齒輪浸入油面高度約為1個齒高(不小于10mr)i, 1/6齒輪。2、滾動軸承的潤滑因潤滑油中的傳動零件(齒輪)的圓周速度 V2m/s所以采用飛濺潤滑。3、密圭寸軸承蓋上均裝墊片，透蓋上裝密封圈。十一、箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計1、減速器結(jié)構(gòu)減速器由箱體、軸系部件、附件組成，其具體結(jié)構(gòu)尺寸見裝配圖及零件圖。2、注意事項(1) 裝配前，所有的零件用煤油清洗，箱體內(nèi)壁涂上兩層不被機(jī)油浸蝕的涂料；(2) 齒輪嚙合側(cè)隙用鉛絲檢驗，高速級側(cè)隙應(yīng)不小于，低速級側(cè)隙也不應(yīng)小于；(3) 齒輪的齒側(cè)間隙最小=，齒面接觸斑點高度45%長度60%(4) 角接觸球軸承7213C 7218C 7220C的軸向游隙均為；用潤滑油潤滑；(5) 箱蓋與接觸面之間禁止用任何墊片，允許涂密封膠和水玻璃，各密封處不允許漏油；(6) 減速器裝置內(nèi)裝CKC15C工業(yè)用油至規(guī)定的油面高度范圍；(7) 減速器外表面涂灰色油漆；(8) 按減速器的實驗規(guī)程進(jìn)行試驗。設(shè)計小結(jié)如梭的歲月一閃即逝，仍然的光陰更如白駒過隙，轉(zhuǎn)眼間為其三周的課程設(shè)計結(jié)束了， 這三周讓我獲益頗多。通過這次課程設(shè)計，使我對機(jī)械原理有了更深的理解在這次的設(shè) 計中，由于是的一次作設(shè)計，缺乏經(jīng)驗，給設(shè)計帶來了不必要的麻煩.課程設(shè)計就在我們小組成員的共同努力下即將結(jié)束，回顧這幾天來的辛勤努力，再看 一下我們的成果 ,心中充滿了喜悅和一種強(qiáng)烈的集體榮譽(yù)感 . 自己出題目,自己總體設(shè)計 , 自己動手把設(shè)計圖形化 ,整個過程必須節(jié)節(jié)相扣 , 哪個環(huán)節(jié)出了錯 ,會給整個設(shè)計過程帶來 意想不到的困難 , 因此需要每個成員慎之又慎 ,絲毫的麻痹大意都不允許出現(xiàn) .在提交指導(dǎo) 老師審核之前 , 每個細(xì)節(jié)都是考慮來考慮去 ,恐怕在某個環(huán)節(jié)上出錯，很可惜我們的設(shè)計不 夠理想，不過還好，由此可見 ,在實際生產(chǎn)中 ,設(shè)計人員所要承擔(dān)的責(zé)任有多大 .我們在設(shè) 計構(gòu)成中 ,用到了很多圖形軟件 , 這些軟件幫助我們實現(xiàn)我們的設(shè)計意圖 , 通過計算機(jī)模擬 現(xiàn)實的方法來實現(xiàn)想象中的運動 .因此到了現(xiàn)在也才知道 , 掌握一種圖形軟件會對設(shè)計帶 來巨大的幫助 ,同時也感覺到 ,要想作一個設(shè)計師 ,圖形軟件的應(yīng)用應(yīng)該能達(dá)到得心應(yīng)手的 程度才算合格 , 這也是對我們提出的要求 . 可惜的是, 以前時間浪費了許多 ,沒有能夠充分 利用時間來學(xué)習(xí) , 以至于現(xiàn)在作圖時困難重重 ,甚至感到力不從心 .故在學(xué)習(xí)本專業(yè)的同時 能夠掌握一兩種圖形軟件的應(yīng)用 ,會對將來走向設(shè)計師的職業(yè)有莫大的幫助 . 而最重要的 就是, 既然是機(jī)械課程設(shè)計 , 如果對所學(xué)專業(yè)理解和掌握的不好，對于設(shè)計而言將會困難重 重. 課堂上的東西到了現(xiàn)在才算有了更深的理解 , 很多原來不明白的地方到了現(xiàn)在也才算 想通了, 這可算是一個跳躍 . 但歸到底 , 要想設(shè)計出好的作品并能應(yīng)用到生產(chǎn)實踐中的話 , 必須將現(xiàn)在的課程教育與動手實踐結(jié)合起來 , 我們認(rèn)為這也是這次課程設(shè)計的目的所在 , 現(xiàn)在或許會失敗 ,那可能還無所謂 , 但是如果將來還失敗的話 ,那會給社會帶來資源的浪費 無論是人力還是物力 . 所以我們必須好好學(xué)習(xí)本專業(yè)課程 , 同時重視平時的動手實踐機(jī)會 . 要學(xué)會將理論與實踐相結(jié)合最后也算是給本篇作個總結(jié) ,也是對這次課程設(shè)計的總結(jié) . 通 過這次課程設(shè)計 , 我們學(xué)會了不少東西 ,正像上面所說的 ,團(tuán)結(jié)協(xié)作的意識 ,課程以外知識 的學(xué)習(xí), 以及課程與實踐結(jié)合的意識 ,都是我們所能親身感覺到的 ,沒有多方面的知識做基 礎(chǔ),要想成功簡直是妄想 . 所以在課程設(shè)計結(jié)束的同時提醒大家多多重視這次難得的實踐 機(jī)會.參考文獻(xiàn)1 濮良貴、紀(jì)名剛機(jī)械設(shè)計（第八版） 北京：高等教育出版社， 20062 龔溎義、羅圣國機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書（第二版） 北京：高等教育出版社， 19903 吳宗澤、羅圣國機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊（第二版） 北京：高等教育出版社， 19994 陳鐵鳴新編機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計圖冊北京：高等教育出版社， 2003