機械設(shè)計課程設(shè)計---帶式運輸機傳動裝置 (2)

1、<p>　　目 錄</p><p>　　一、設(shè)計任務(wù)書····························

2、;····································

3、83;·········2</p><p><b>　　二、電機的選擇計算</b></p><p>　　2.1選擇電動機的類型·············

4、;····································

5、83;····3</p><p>　　2.2選擇電動機容量··························

6、83;·······························3</p><p>　　2.3確定電動

7、機轉(zhuǎn)速····································&

8、#183;·····················3</p><p>　　2.4確定電動機型號·········&

9、#183;····································

10、;············3</p><p>　　三、運動和動力參數(shù)的計算</p><p>　　3.1 計算總傳動比·············

11、····································

12、3;··········4</p><p>　　3.2計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)···················

13、83;···········4</p><p>　　四、傳動零件的設(shè)計計算與校核</p><p>　　4.1蝸輪蝸桿的選擇·············&#

14、183;····································

15、·······5</p><p>　　4.2蝸桿軸的設(shè)計························&

16、#183;····································

17、;9</p><p>　　4.3蝸輪軸的設(shè)計·······························

18、·····························10</p><p>　　4.4軸承的校核··&

19、#183;····································

20、;·························13</p><p><b>　　五、箱體的設(shè)計計算</b></p><

21、p>　　5.1箱體的結(jié)構(gòu)形式和材料·································&#

22、183;············15</p><p>　　5.2箱體主要尺寸··················&#

23、183;····································

24、······15</p><p>　　六、減速器結(jié)構(gòu)與潤滑、密封方式的概要說明·····················16</p>

25、<p>　　七、課程設(shè)計小結(jié)·································&#

26、183;································17</p><p>　

27、　八、參考文獻···································

28、83;····································&

29、#183;···19</p><p><b>　　一、設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　設(shè)計題目：帶式運輸機傳動裝置設(shè)計</p><p><b>　　設(shè)計要求：</b></p><p>　　設(shè)計用于帶式運輸機的傳動裝置。</p><p>　

30、　連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，空載起動，運輸帶允許誤差為。</p><p>　　使用期限為10年，小批量生產(chǎn)，兩班制工作（8小時/天）。</p><p><b>　　原始技術(shù)數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　課程設(shè)計內(nèi)容</b></p><p>　?。?）傳動裝置的總體設(shè)計。</p>

31、;<p>　?。?）傳動件及支承的設(shè)計計算。</p><p>　?。?）減速器裝配圖及零件工作圖。</p><p>　?。?）設(shè)計計算說明書編寫。</p><p>　　每個學生應完成：（1）部件裝配圖一張（A1）。</p><p>　?。?）零件工作圖2張（A3）。</p><p><b>　　

32、（3）說明書一份。</b></p><p><b>　　二、電機的選擇計算</b></p><p>　　2.1.選擇電動機的類型</p><p>　　按工作要求和條件選取Y系列一般用途全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動機，電壓380V。</p><p>　　2.2選擇電動機容量</p><p&

33、gt;　　工作機所需的功率： </p><p>　　設(shè)備工作機所需電動機的功率</p><p>　　由電動機至工作機之間的總效率： </p><p>　　其中 分別為聯(lián)軸器，滾動軸承，蝸桿和卷筒的傳動效率。查表可知=0.99（彈性柱銷聯(lián)軸器）、=0.98（滾子軸承）、</p><p>　　=0.72（單頭蝸桿）、 =0.96（卷筒）

34、 </p><p><b>　　所以：</b></p><p>　　所以電動機輸出功率： </p><p>　　因載荷平穩(wěn)，電動機額定功率略大于計算功率即可，所以選取電動機的額定功率為4kw。</p><p>　　2.3確定電動機轉(zhuǎn)速</p><p>　　滾筒的

35、工作轉(zhuǎn)速為 </p><p>　　2.4確定電動機型號</p><p>　　蝸桿減速器的傳動比范圍為10～40，電動機的可選范圍為：</p><p>　?。?0～40）×47.77=477.7～1910.8r/min。</p><p>　　符合要求的轉(zhuǎn)速有750，1000，1500 r/min。</p><

36、p>　　綜合考慮電動機和傳動裝置的情況來確定最后的轉(zhuǎn)速，為降低電動機的重量和成本，可以選擇同步轉(zhuǎn)速1500r/min，電動機的型號為Y112M-4。</p><p><b>　　三、運動和動力參數(shù)</b></p><p>　　3.1 計算總傳動比：</p><p>　　3.2計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)</p><p&

37、gt;　　3.2.1 電動機軸：</p><p><b>　　轉(zhuǎn)速：</b></p><p><b>　　功率：</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)矩： </b></p><p>　　3.2.2 蝸桿軸：</p><p><b>　

38、　轉(zhuǎn)速：</b></p><p><b>　　功率：</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)矩： </b></p><p>　　3.2.3 蝸輪軸：</p><p><b>　　轉(zhuǎn)速：</b></p><p><b>　　功率：

39、</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)矩： </b></p><p>　　3.2.4 滾筒軸：</p><p><b>　　轉(zhuǎn)速：</b></p><p><b>　　功率：</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)矩：<

40、/b></p><p>　　四、傳動零件的設(shè)計計算與校核</p><p>　　4.1蝸輪蝸桿的選擇</p><p>　　4.1.1選擇蝸輪蝸桿類型：根據(jù) GB/T10085-1988的推薦，采用漸開線蝸桿ZI</p><p>　　4.1.2 材料的選擇</p><p>　　蝸桿選擇45鋼，螺旋齒面要求調(diào)質(zhì)處理，硬

41、度為45～55HRC，蝸輪用鑄錫磷青鋼ZCuSn10P1，金屬模鑄造，為了節(jié)約成本，僅齒圈用鑄錫磷青鋼制造，而輪轂用灰鑄鐵HT100制造。</p><p>　　4.1.3按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計</p><p><b>　　傳動中心矩：</b></p><p>　　確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩=525.7N·m</p>&l

42、t;p><b>　　確定載荷系數(shù)K</b></p><p>　　因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布系數(shù),,由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不太大，可選取動荷系數(shù),則</p><p><b>　　確定彈性影響系數(shù)</b></p><p>　　因蝸輪材料是鑄錫磷青銅，故=160</p><p><b>　

43、　確定接觸系數(shù)</b></p><p>　　先假設(shè)蝸桿分度圓d1和傳動中心矩a的比值，可查得=2.75</p><p><b>　　確定許用接觸應力</b></p><p>　　根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅，蝸桿螺旋齒面硬度>45HRC，從表中查得</p><p><b>　　應力循環(huán)次數(shù)<

44、/b></p><p><b>　　壽命系數(shù)=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　==0.72*268=193</p><p><b>　?。?）計算中心矩</b></p><p>　　取中心矩a=160mm

45、因i=30.14</p><p>　　取m=8 , 蝸桿分度圓直徑,</p><p>　　驗證傳動比：,符合要求。</p><p>　　4.1.4蝸輪與蝸桿的主要參數(shù)和幾何尺寸</p><p><b>　　（1）蝸桿</b></p><p><b>　　分度圓直徑</b>&

46、lt;/p><p><b>　　齒數(shù)</b></p><p><b>　　軸向齒距</b></p><p><b>　　導程</b></p><p>　　直徑系數(shù)，齒頂圓直徑，齒根圓直徑</p><p><b>　　分度圓導程角，齒寬</b&

47、gt;</p><p><b>　　(2)蝸輪</b></p><p><b>　　蝸輪齒數(shù)=31,</b></p><p><b>　　變位系數(shù)為,</b></p><p><b>　　蝸輪分度圓直徑,</b></p><p>&

48、lt;b>　　蝸輪喉圓直徑,</b></p><p><b>　　蝸輪齒根圓直徑,</b></p><p><b>　　蝸輪咽喉母圓半徑，</b></p><p><b>　　蝸輪寬。</b></p><p>　　4.1.5校核齒跟彎曲疲勞強度</p&g

49、t;<p><b>　　當量齒數(shù)</b></p><p>　　根據(jù) , , ,螺旋角系數(shù)=</p><p><b>　　許用彎曲應力</b></p><p>　　從表11-8中查得：</p><p><b>　　=56MPa</b></p><

50、p><b>　　壽命系數(shù)=</b></p><p>　　所以彎曲強度滿足要求。</p><p>　　4.1.6驗算效率η</p><p>　　已知=5°42′38″≈5.7°</p><p>　　, 與相對滑動速度有關(guān)</p><p>　　從表11-18中用插值法查得：&

51、lt;/p><p>　　=0.0206 =1.17 代入式中</p><p>　　=0.216 =0.1998</p><p><b>　　則=0.86 </b></p><p>　　大于原估計值，因此不用重算。</p><p>　　4.1.7精度等級公差和表面粗糙度的確定</p>

52、<p>　　考慮到所設(shè)計的蝸桿傳動是動力傳動，屬于用機械減速器。從GB/T10089-1988圓柱蝸桿、蝸輪精度中選擇8級精度，側(cè)隙種類為f,標注為8f GB/T10089-1988。蝸桿與軸做成蝸桿軸，蝸輪采用齒圈式，用鑄錫磷青銅與鑄鐵輪芯組成，采用H7/r6配合。</p><p><b>　　4.2蝸桿軸的設(shè)計</b></p><p>　　4.2.1

53、軸的材料的選擇</p><p>　　考慮到減速器為普通中用途中小功率減速傳動裝置，軸主要傳遞蝸輪的轉(zhuǎn)矩。選用45鋼，淬火處理。</p><p>　　4.2.2最小直徑的計算</p><p>　　考慮到蝸桿的齒頂圓直徑為96，查表GB 4323-84 選用HL4彈性柱銷聯(lián)軸器，標準孔徑d=45mm，即軸的最小直徑為</p><p>　　聯(lián)軸器軸

54、孔長度為：84mm。</p><p>　　4.2.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　?。?）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，右端需制出一軸肩，取。根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求，取。</p><p>　?。?）選擇滾動軸承。因軸上同時受有徑向力和軸向力，故選用圓錐滾子軸承，參照,選用30212，尺寸，，。結(jié)合箱體的結(jié)構(gòu)要求，取。</p><p>　?。?

55、）右端需制出一定位軸肩，取，為軸環(huán)。取退刀槽長度</p><p>　?。?）蝸桿總長L=82+50+42+12+40+104+40+12+42=424mm。</p><p>　　4.2.4鍵的選擇與校核</p><p>　　根據(jù)軸段直徑，選用A型平鍵連接。尺寸為14×9，L=70mm。</p><p><b>　　,,，符

56、合要求。</b></p><p><b>　　4.3蝸輪軸的設(shè)計</b></p><p>　　4.3.1軸的材料的選擇</p><p>　　選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取A0=112，于是得：</p><p>　　軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑。</p><p&

57、gt;　　4.3.2聯(lián)軸器的選擇</p><p>　　計算轉(zhuǎn)矩=,查表14-1，選取=1.5，則有</p><p>　　查表GB 4323-84 選HL4選彈性聯(lián)軸器，標準孔徑d=42mm，半聯(lián)軸器長度為L=84mm， 。</p><p>　　4.3.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度：</p&

58、gt;<p>　?。?）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，右端需制出一軸肩，定位軸肩高度在（0.07～0.1）d范圍內(nèi)，故</p><p>　　，取直徑d2=50mm。密封圈D=69mm,d=49mm。</p><p>　　（2）選擇滾動軸承。因軸上同時受有徑向力和軸向力，故選用圓錐滾子軸承，參照d2=50mm,選用30211，尺寸，?？紤]到蝸桿軸承端蓋的的外徑為150mm,蝸

59、輪輪轂寬取90mm,蝸輪軸段長為88mm,取蝸輪軸段中心到內(nèi)壁的距離為70mm，，，。</p><p>　?。?）蝸輪軸總長L=82+50+64+88+10+54=348mm</p><p>　　4.3.4鍵的選擇與校核</p><p>　　根據(jù)軸段直徑，選用A型平鍵連接。聯(lián)軸器段選鍵為12×8，L=70mm。</p><p>　　

60、,,，不符合要求。一個鍵不滿足要求，改用雙鍵連接，相隔180°布置雙鍵的工作長度。</p><p><b>　　，滿足要求。</b></p><p>　　蝸輪段選鍵18×11，L=60，,，,滿足要求。</p><p><b>　　4.3.5軸的校核</b></p><p>　　

61、(1)確定各向應力和反力</p><p>　　蝸輪分度圓直徑d=248 mm </p><p>　　轉(zhuǎn)矩T=525.7 N·m</p><p><b>　　蝸輪的切向力為：</b></p><p>　　Ft=2T/d=2×525.7×103/248=4239.5 N</p>&

62、lt;p><b>　　蝸輪的徑向力為：</b></p><p><b>　　Fr=Ft×</b></p><p>　　=4239.5×tan20°/cos5°42′38″</p><p><b>　　=1550.7 N</b></p><

63、;p><b>　　蝸輪的軸向力為：</b></p><p><b>　　Fa=Ft×</b></p><p>　　=4239.5×tan5°42′38″</p><p><b>　　=423.2 N</b></p><p>　　(2) 垂直平

64、面上：</p><p><b>　　支撐反力：</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=1046 N</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　水平平

65、面：</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　1)確定彎矩</b></p><p><b>　　N·mm</b></p><p>&l

66、t;b>　　垂直彎矩：</b></p><p><b>　　N·mm</b></p><p><b>　　N·mm</b></p><p><b>　　合成彎矩：</b></p><p><b>　　= N·mm<

67、/b></p><p>　　扭矩T=525.7 N·mm</p><p>　　2)按彎矩合成應力校核該軸端強度</p><p>　　進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面）的強度。軸單向旋轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)切應力為脈動循環(huán)變應力。取α=0.6 </p><p><b>　　軸端計算應力：</b>

68、;</p><p><b>　　故是安全的。</b></p><p><b>　　4.4軸承的校核</b></p><p>　　校核30212 查表GB/T297-1994 </p><p>　　額定動載荷Cr=102×103 N</p><p>　　基本靜載荷C

69、or=130×103 N</p><p>　　求兩軸承受到的徑向載荷Fr1和Fr2</p><p>　　由前面設(shè)計蝸輪時求得的：</p><p>　　Fr1v==1046 N</p><p>　　Fr2v==505 N</p><p>　　Fr1H==2054.2N</p><p>　

70、　Fr2H==2185 N</p><p><b>　　Fr1= N</b></p><p><b>　　Fr2= N</b></p><p>　　求兩軸承計算軸向力Fa1和Fa2</p><p>　　查表GB/T297-1994可知 e=0.4</p><p>　　Fd1

71、=Fr1×0.4=2305×0.4=922 N</p><p>　　Fd2=Fr2×0.4=2242×0.4=896.8 N</p><p><b>　　軸向力Fae=</b></p><p>　　因為Fae+Fd2=1286+896.8=2182.8 N=Fa1</p><p>

72、　　Fa2=Fd2=896.8 N</p><p>　　(3) 求當量動載荷P1和P2</p><p>　　由表13-5 分別計算P1、P2，取fp=1.5,則</p><p>　　P1=fp(X1Fr1+Y1Fa1)</p><p>　　=1.5 ×（0.4×2305+1.5×2182.8）</p>

73、;<p><b>　　=6294 N</b></p><p>　　P2=fp×（1×Fr2）=3363 N</p><p><b>　　驗算軸承壽命</b></p><p>　　因為P1>P2，所以軸承的受力大小</p><p><b>　　計算：&

74、lt;/b></p><p>　　所以軸承滿足壽命要求。</p><p><b>　　五、箱體的設(shè)計計算</b></p><p>　　5.1箱體的結(jié)構(gòu)形式和材料</p><p>　　箱體采用鑄造工藝，材料選用HT200。中型鑄件，最小壁厚8～10mm。</p><p><b>　　

75、5.2箱體主要尺寸</b></p><p>　　六、減速器結(jié)構(gòu)與潤滑、密封方式的概要說明</p><p><b>　　減速器的結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　本課題所設(shè)計的減速器，其基本結(jié)構(gòu)設(shè)計是在參照后附裝配圖的基礎(chǔ)上完成的，該項減速器主要由傳動零件（蝸輪蝸桿），軸和軸承，聯(lián)結(jié)零件（鍵，銷，螺栓，螺母等）。箱體和附屬部件以及潤滑

76、和密封裝置等組成。</p><p>　　箱體為剖分式結(jié)構(gòu)，由I箱體和箱蓋組成，其剖分面通過蝸輪傳動的軸線；箱蓋和箱座用螺栓聯(lián)成一體；采用圓錐銷用于精確定位以確保和箱座在加工軸承孔和裝配時的相互位置；起蓋螺釘便于揭開箱蓋；箱蓋頂部開有窺視孔用于檢查齒輪嚙合情況及潤滑情況用于加住潤滑油，窺視孔平時被封??；通氣器用來及時排放因發(fā)熱膨脹的空氣，以放高氣壓沖破隙縫的密封而致使漏油；副標尺用于檢查箱內(nèi)油面的高低；為了排除油液

77、和清洗減速器內(nèi)腔，在箱體底部設(shè)有放汕螺塞；吊環(huán)螺栓用來提升箱體，而整臺減速氣的提升得使用與箱座鑄成一體的吊鉤；減速氣用地腳螺栓固定在機架或地基上。</p><p><b>　　6.1減速器的潤滑</b></p><p>　　由于V=6.04 m/s<<12 m/s，選用浸油潤滑。</p><p>　　蝸輪潤滑采用AN68型工業(yè)油&l

78、t;/p><p>　　浸油高度為蝸桿外徑的1/3左右</p><p>　　軸承潤滑選用 ZL-3型潤滑脂 (GB 7324-1987）</p><p><b>　　6.2減速器的密封</b></p><p>　　6.2.1箱座與箱蓋凸緣接合面的密封選用在接合面涂漆或水玻璃。</p><p>　　6.2

79、.2 觀察孔和油孔等處接合面的密封用石棉膠橡紙，墊片進行密封。</p><p>　　6.2.3 軸承孔的密封、悶蓋和透蓋用作密封與之對應的軸承外部，軸段外伸端透著間的間隙采用氈圈油封。</p><p>　　6.2.4 軸承靠近機體內(nèi)壁處用擋圈油環(huán)密封以防止?jié)櫥瓦M入軸承的內(nèi)部。</p><p><b>　　七、課程設(shè)計小結(jié)</b></p&

80、gt;<p>　　我這次設(shè)計的是用于帶式運輸機傳動裝置的一級蝸桿減速器。通過三個星期的計算設(shè)計和畫圖，感到受益良多。</p><p>　　這次設(shè)計讓我們進一步鞏固和加深所學的知識，通過設(shè)計把機械設(shè)計及其他有關(guān)先修課程（如機械制圖、理論力學、材料力學、工程材料等）中所獲得的理論知識在設(shè)計實踐中加以綜合運用，使理論知識和生產(chǎn)實踐密切的結(jié)合起來。</p><p>　　通過這次課程設(shè)

81、計，我獲得了如下收獲：</p><p>　　對之前所學知識有了比較深入全面的掌握，知識的綜合應用更是鍛煉了一個人的實踐能力。</p><p>　　之前所學的知識都是很基礎(chǔ)，很零散的，只有真正運用與實踐中才有實際意義。</p><p>　　提高了我的計算和制圖能力，鍛煉了我的動手能力。</p><p>　　其實搞設(shè)計也是挺辛苦的，并不是算算、畫

82、畫就可以了，在這次設(shè)計中我們體會到了作為一個設(shè)計者必須要有嚴謹?shù)膽B(tài)度，來不得半點馬虎。</p><p>　　最后，感謝老師對我這次課程設(shè)計的辛勤指導。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 濮良貴,紀名剛. 機械設(shè)計.北京：高等教育出版社，2006</p><p>　　[2] 王大康.