課程設(shè)計(jì)--帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　題 目： 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) </p><p>　　專(zhuān)業(yè)年級(jí)： 焊接技術(shù)及自動(dòng)化11-1班 </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　學(xué) 號(hào)：

2、 </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p><b>　　材料工程系</b></p><p>　　完成時(shí)間： 2012 年 8 月 31 日</p><p>　　機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</p><p>　　

3、目錄（可以自動(dòng)生成）</p><p>　　（一）電機(jī)的選擇3</p><p>　?。ǘ﹤鲃?dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算4</p><p>　　（三）V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)5</p><p>　?。ㄋ模?減速器（齒輪）參數(shù)的確定7</p><p>　?。ㄎ澹?軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及驗(yàn)算8</p><p>

4、;　?。┞?lián)軸器的選擇10</p><p>　?。ㄆ撸╂I連接的選擇和計(jì)算11</p><p><b>　　（一）電機(jī)的選擇</b></p><p>　　1.選擇電機(jī)的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式：</p><p>　　依工作條件的要求，選擇三相異步電機(jī)</p><p><b>　　封閉式結(jié)構(gòu)&l

5、t;/b></p><p><b>　　u=380v</b></p><p><b>　　Y型</b></p><p><b>　　2.電機(jī)容量的選擇</b></p><p>　　工作機(jī)的功率P工作機(jī)=F牽*V運(yùn)輸帶/1000= 3.6kw</p><

6、;p>　　V帶效率： 0.96 </p><p>　　滾動(dòng)軸承效率： 0.98 </p><p>　　齒輪傳動(dòng)效率（閉式）:0.97 x 1 (對(duì))</p><p>　　聯(lián)軸器效率： 0.99 </p><p>　　傳輸總效率= 0.84 </p><p>　　則，電機(jī)功率= 4.1 kw</p>

7、<p><b>　　3.電機(jī)轉(zhuǎn)速確定</b></p><p>　　工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n工作機(jī)== 76.43 r/min</p><p>　　V帶傳動(dòng)比范圍：2~4 一級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比范圍：3~6 </p><p>　　總傳動(dòng)比范圍：4~20</p><p&

8、gt;　　∴電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為： 305.7 ~ 1528.7 r/min </p><p>　　在此范圍的電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速有: 750r/min 1000r/min 1500r/min </p><p>　　依課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)67頁(yè)Y系列三相異步電機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)（JB30 74-82）選擇電機(jī)的型號(hào)為； Y112M-4 性能如下表

9、：</p><p>　　4電機(jī)主要外形和安裝尺寸：</p><p>　　基本安裝尺寸，B3的安裝形式，中心高在80~280㎜之間 </p><p>　　BB </p><p>　

10、　（二）傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 L</p><p>　　所選電機(jī)滿(mǎn)載時(shí)轉(zhuǎn)速nm=1440 r/min</p><p>　　總傳動(dòng)比：i總== 18.84 </p><p>　　1.分配傳動(dòng)比及計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速</p><p><b>　　i總=iD×i</b></p>&

11、lt;p>　　帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比iD= 4 </p><p>　　一級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比i= 4.72 </p><p>　　則高速軸I軸轉(zhuǎn)速n1= 360r/min </p><p>　　則低速軸II軸的轉(zhuǎn)速n2= 76.43r/min </p><p>　　2.各軸輸入功率，輸出功率</p&g

12、t;<p>　　P輸出=P輸入，效率如前述。</p><p>　　則高速軸I軸的輸入功率PI= 3.6 KW

13、

14、 </p><p>　　輸出功率PI＇= 3.456 KW</p><p>　　則低速軸II軸的輸入功率PII= 3.456 KW，</p>&l

15、t;p>　　輸出功率PII＇= 3.187 KW</p><p>　　3.各軸輸入轉(zhuǎn)矩: </p><p>　　小帶輪輸入轉(zhuǎn)矩Td= 23.875N·m</p><p>　　I 軸輸入轉(zhuǎn)矩TI= 91.68N·m </p><p>　　II軸輸入轉(zhuǎn)矩TII= 398.22N·m </p>

16、<p><b>　　（三）V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1. 確定計(jì)算功率Pc</p><p>　　已知電機(jī)輸出功率，依教材《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表 11-5 ，取KA=1.2,故Pc= 4.32Kw </p><p>　　2. 選擇普通V帶型號(hào)</p><p>　　已知Pc，nm，結(jié)合教材《

17、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》，由圖 11-8 確定所使用的V帶為 A 型。</p><p>　　3. 確定大小帶輪基準(zhǔn)直徑d1，d2。</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表 11-6 取d1= 100㎜ ，帶傳動(dòng)比iD已知，則d2=iD·d1= 400㎜</p><p>　　4.驗(yàn)算帶速v 7.536m/s

18、</p><p>　　5.求V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度和中心距（L0，a）</p><p>　　初定中心距=1.5（d1+d2)= 750㎜ ,選a0= 750㎜</p><p>　　帶長(zhǎng) = 2315㎜ </p><p>　　由表 11-2 ，對(duì) A 型帶進(jìn)行選用，Ld= 2500㎜</p><p>　　則實(shí)際中心距

19、： 842.5㎜

20、 </p><p><b>　　6.驗(yàn)算小帶輪包角</b></p><p>　　159.6º >120°合格。</p><p><b>　　7.求V帶根數(shù)Z</b></p><p>　　已知n1，d1 ，查表 11-3 得P0= 1.32 &

21、lt;/p><p>　　已知傳動(dòng)比iD，查表 11-3 得ΔP0= 0.17 </p><p>　　已知1，查表 11-4 得K= 0.95 ，查表 11-2 得KL= 1.09 則V帶根數(shù)Z= 3 。 </p><p>　　8.求作用在帶輪上的壓力FQ</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表 11-1 ，可知

22、A 型帶每米質(zhì)量q=0.10Kg/m </p><p>　　單根V帶的拉力F0=2= 161.56N </p><p>　　作用在軸上的壓力FQ=2ZF0 sin= 954.65 N.</p><p>　?。ㄋ模?減速器（齒輪）參數(shù)的確定</p><p>　　1. 選擇材料及確定許用應(yīng)力

23、 由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表 13-9 得：</p><p>　　小齒輪用：40Cr，熱處理方式：表面淬火 ，齒面硬度為241~286HRC </p><p>　　大齒輪用： 45 ，熱處理方式： 正火 ，齒面硬度為 162~210HRC </p><p>　　由表 13-3 ，取安全系數(shù)SH= 1 ，SF= 1。</p>

24、<p><b>　　則許用應(yīng)力為：</b></p><p>　　【σH1】=σHlim1/SH= 550MPa . 【σH2】= σHlim2/SH= 525MPa </p><p>　　【σF1】=σFE1/SF= 267MPa . 【σF2】= σFE2/SF= 233MPa </p><p>　　2. 按齒面接觸強(qiáng)度

25、設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)齒輪按 8 級(jí)精度制造，按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)。</p><p>　　由表 13-10 得載荷系數(shù)K= 1 ，由表 13-15 得齒寬系數(shù)Φd= 1 。</p><p>　　小齒輪輸入功率P= 3.456Kw，轉(zhuǎn)矩T1=9.55××= 91680N·m ，</p><p>　

26、　由表 13-11 可得彈性系數(shù)ZE= 189.8 </p><p>　　則小齒輪直徑d1≥=69.13</p><p>　　齒數(shù)取Z1= 30 ，Z2=i`Z1= 141 模數(shù)m=d1/z1= 3.33 </p><p>　　按表 13-1 ，標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m= 3 ，實(shí)際傳動(dòng)比i=Z2/Z1= 4.7 </p><p>　　實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)

27、中心距離a= 256.5㎜ </p><p>　　齒寬 90㎜ （圓整）</p><p>　　為補(bǔ)償安裝誤差，取小齒輪齒寬b1=b+5= 95㎜ </p><p>　　3.驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度</p><p>　　由圖 13-12 ，取齒形系數(shù)YFa1= 2.53 , YFa2= 2.15 .</p><p>　

28、　由圖 13-14 ，取外齒輪齒根修正系數(shù)YSa1= 0.90 ，YSa2= 1.0 </p><p>　　判斷： 27.3 ≦【σF1】</p><p>　　判斷： 22.6 ≦ 【σF2】</p><p>　　滿(mǎn)足條件 合適 </p><p><b>　　4.齒輪

29、的圓周速度</b></p><p>　　1.32m/s </p><p>　　對(duì)照表 13-7 可知，選著 8 級(jí)精度是合適的。</p><p>　?。ㄎ澹?軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及驗(yàn)算</p><p>　　1.高速軸及低速軸的材料選擇</p><p>　　根據(jù)表 16-1 得，高速軸材料為：

30、 45 ，熱處理方式：調(diào)質(zhì) </p><p>　　低速軸材料為： 35 ，熱處理方式： 調(diào)質(zhì) </p><p>　　高速軸極限強(qiáng)度【σB1】= 650MPa ，低速軸極限強(qiáng)度【σB2】 560MPa </p><p>　　根據(jù)表 16-8 得，兩根軸的許用彎曲應(yīng)力【σ-1b】= 55MPa </p><p>

31、<b>　　2．軸頸初估</b></p><p>　　初選小輪軸頸，根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算初估軸頸。由表 16-7 得常數(shù)C 110 </p><p>　　= 23.69 ，結(jié)合大帶輪輪轂內(nèi)徑，圓整后暫取d1= 25㎜ </p><p>　　大輪軸頸= 39.20㎜ ，結(jié)合聯(lián)軸器內(nèi)徑，圓整后暫取d2= 40㎜ </p>&l

32、t;p><b>　　3軸的徑向尺寸設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)軸及軸上零部件的固定，定位，安裝要求，初步確定軸的徑向尺寸。</p><p>　　高速軸：（帶尺寸的草圖）</p><p><b>　　各尺寸確定的依據(jù)：</b></p><p>　　= 23.2 ，結(jié)合大帶輪輪轂內(nèi)徑，

33、圓整后暫取d1= 25㎜ 。 d2 軸肩高h(yuǎn)=(2~3)C,C為倒角，取1.0，同時(shí)還要結(jié)合密封圈的尺寸,一般d2=d1+h。</p><p>　　d3 要便于軸承安裝，因?yàn)檫@與軸承是過(guò)盈配合，要滿(mǎn)足所選軸承的內(nèi)徑系列。d4設(shè)計(jì)為齒輪軸，應(yīng)便于齒輪安裝，根據(jù)齒輪軸的齒數(shù)和模數(shù)計(jì)算，需圓整。d5 與d3相同。 &

34、lt;/p><p>　　低速軸：（帶尺寸的草圖）</p><p><b>　　各尺寸確定的依據(jù)：</b></p><p>　　大輪軸頸= 38.56㎜ ，結(jié)合聯(lián)軸器內(nèi)徑來(lái)確定，圓整后暫取d1= 40㎜ </p><p>　　d2 用軸肩對(duì)聯(lián)軸器作軸向固定，軸肩高h(yuǎn)=(2~3 )C,C為倒角，取1.0，同時(shí)還要結(jié)合密封圈

35、的尺寸 。</p><p>　　d3 要便于軸承安裝，因?yàn)檫@與軸承是過(guò)盈配合，要滿(mǎn)足所選軸承的內(nèi)徑系列。 一般d3=d2+(3~4) </p><p>　　d4 要便于齒輪安裝，d4=d3+（3~4），需圓整。

36、 </p><p>　　d5 對(duì)齒輪起定位作用，一般取d5=d4+2h。 </p><p>　　d6 用軸肩對(duì)軸承作軸向固定。查軸承手冊(cè)。根據(jù)軸承拆卸尺寸來(lái)確定。d7 與d3相同。

37、 </p><p>　　5.軸的軸向尺寸設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)軸及軸上零部件的固定，定位，安裝要求，初步確定軸的軸向尺寸。</p><p>　　高速軸：（帶尺寸的草圖）</p><p><b>　　各尺寸確定的依據(jù)：</b></p><

38、;p>　　L1 根據(jù)設(shè)計(jì)的帶的根數(shù)，然后再乘以e，便得出，但為了更足夠，還要再加10~20㎜。L2=K+e+(C-△B),e=7.2,K=16,B=13,C=C1+C2+(5~ 10)㎜+ Ò.其中Ò為機(jī)體的壁厚，C1，C2為軸承旁連接螺栓直徑確定的扳手空間。 </p>&l

39、t;p>　　L3=B+△+（2~3）+H，通常H取10~15㎜ </p><p>　　L4=b-(2~3)，當(dāng)然還要和你的圖的距離相配合。 &

40、lt;/p><p>　　L5=H+△-L5+軸承寬度 </p><p>　　低速軸：（帶尺寸的草圖）</p><p><b>　　各尺寸確定的依據(jù)：</b></p><p>　　首先根據(jù)

41、軸徑選取相應(yīng)的聯(lián)軸器，再根據(jù)聯(lián)軸器的長(zhǎng)度確定，一般要小于聯(lián)軸器的長(zhǎng)度一點(diǎn)。 </p><p>　　。L2=K+e+(C-△B),e=9.6,K=20,B=14,C=C1+C2+(5~ 10)㎜+ Ò.其中Ò為機(jī)體的壁厚，C1，C2為軸承旁連接螺栓直徑確定的扳

42、手空間。 </p><p>　　L3=B+△+（2~3）+H，通常H取10~15㎜ </p><p>　　L4=b-(

43、2~3)，當(dāng)然還要和你的圖的距離相配合。 </p><p>　　L5=1.5h </p><p>　　L6=H+△-L5+軸承寬度

44、 </p><p>　　L7=B B---軸承寬度 </p><p>　　（六）高速軸上的軸承壽命校核</p><p>　　根據(jù) 《課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》選出軸承牌號(hào)</p><p><b>

45、　　高速軸承的主要參數(shù)</b></p><p><b>　　低速軸承的主要參數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)軸的受力情況可知，高速軸上靠近帶輪一側(cè)的軸承所受的徑向力最大，故為最危險(xiǎn)軸承。</p><p><b>　　徑向力計(jì)算：</b></p><p>　　已知軸的各部分尺寸，帶輪的

46、壓軸力，齒輪的受力。</p><p><b>　　2.壽命計(jì)算</b></p><p>　　由表 16-8 得，溫度系數(shù)ft = 1 ,由表 16-9 得，載荷系數(shù)fp= 1.0 </p><p>　　9.03*10 7 小時(shí)</p><p>　　設(shè)計(jì)要求壽命為 5年 ，</p><p&

47、gt;<b>　　滿(mǎn)足要求。</b></p><p><b>　　高速軸軸強(qiáng)度計(jì)算</b></p><p>　　已知軸的各部分尺寸，帶輪的壓軸力，齒輪的受力。</p><p>　　1.求垂直面的支撐反力</p><p>　　因?yàn)槭侵С謭A柱齒輪，所以壓力角α=20°，徑向力Fr=Ft*tan

48、20°,圓周力Ft=2T/d,T=9549P/n=157580N·m 軸向力Fa=0</p><p>　　則F1v=(Fr*L/2-0)/L=683N F2v=Fr-F1v=683N</p><p>　　2.求水平面的支撐反力</p><p>　　F1H=Ft/2=1876N=F2H</p><p>　　2.垂直平面的彎

49、矩圖 </p><p>　　F1v Mav1=Mav2 </p><p>　　Mav1=F2v*L*10-3/2=45N·m</p><p>　　Mav2=F1v*L*10-3/2=45N·m </p><p&

50、gt;<b>　　4.水平面的彎矩圖</b></p><p>　　F1H MaH F2H </p><p>　　MaH=F1H*L*10-3/2=124N·m</p><p>　　5.由圖可知，合成彎矩按最不利的情況，即帶輪壓軸力與齒輪受力共面，</p><p&

51、gt;　　則，= 299N·m[MaF=FQ*K*L/(2*L)=167N] FQ為前面所計(jì)算的作用在軸上的壓力，等于3441N。</p><p><b>　　求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩：T</b></p><p><b>　　=150N·m</b></p><p>　　7.求危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩</p>

52、<p>　　=312N·m(認(rèn)為軸的扭切應(yīng)力是脈動(dòng)循環(huán)不變應(yīng)力，所以α=0.6)</p><p>　　計(jì)算危險(xiǎn)截面處的直徑</p><p><b>　　=30㎜</b></p><p>　　因?yàn)樵O(shè)計(jì)的是齒輪軸，不用鍵，軸上也就沒(méi)有鍵槽，軸就不會(huì)被削弱，所以d不用加大。</p><p><b&g

53、t;　?。ò耍┞?lián)軸器的選擇</b></p><p>　　根據(jù)軸孔直徑d2= 40㎜ 輸出轉(zhuǎn)矩T= 482.37N·m 依據(jù)《課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》，選定聯(lián)軸器型號(hào)： TL7</p><p><b>　　聯(lián)軸器選擇表</b></p><p>　?。ň牛╂I連接的選擇和計(jì)算</p>&l

54、t;p>　　本設(shè)計(jì)減速器共需鍵：3 個(gè)</p><p>　　1.高速軸上鍵安裝軸段直徑為：= 25 mm</p><p>　　查表選擇普通圓頭平鍵為：h= 8㎜，b= 12㎜ ，</p><p>　　根據(jù)對(duì)應(yīng)軸段長(zhǎng)度，確定鍵長(zhǎng)L= 40㎜ </p><p>　　2.齒輪軸上所需鍵安裝軸段直徑為：= 48 mm，</p>

55、<p>　　查表選擇普通圓頭平鍵為：h= 8㎜ ，b= 12㎜ ，</p><p>　　根據(jù)對(duì)應(yīng)軸段長(zhǎng)度，確定鍵長(zhǎng)L= 60㎜ </p><p>　　3.大軸上聯(lián)軸器所需鍵,其安裝段直徑為：= 40 mm，</p><p>　　查表選擇普通圓頭平鍵為：h= 10㎜ ，b= 16㎜ ，</p><p>　　根據(jù)對(duì)應(yīng)軸段長(zhǎng)度，確定鍵長(zhǎng)

56、L= 70㎜</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　1 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)，2009年哈爾濱理工大學(xué)機(jī)械基礎(chǔ)工程系編制；</p><p>　　2 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 第五版， 楊可楨主編</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p>&l

57、t;p>　　1 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)，2009年哈爾濱理工大學(xué)機(jī)械基礎(chǔ)工程系編制；</p><p>　　2 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 第2版， 胡家秀主編</p><p>　　附 表 1 機(jī) 體 各 部 分 尺 寸 （mm）</p><p>　　附 表 2 減 速 器 整 體 最 大 幾 何 尺寸及特性

58、尺寸 (mm)</p><p><b>　　心 得 體 會(huì) </b></p><p>　　結(jié)束這段忙碌的日子，還是有些許的不舍，其實(shí)這樣充實(shí)的生活挺好。</p><p>　　首先經(jīng)過(guò)半個(gè)月的緊張學(xué)習(xí)，對(duì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置有了一個(gè)整體認(rèn)識(shí)。從設(shè)計(jì)到制圖，自己各方面能力都有很大的提升，制圖能力，設(shè)計(jì)能力，力學(xué)運(yùn)算都有進(jìn)步。加之

59、老師的精彩講解和悉心指導(dǎo)，通過(guò)反復(fù)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，反復(fù)修改。讓這份認(rèn)識(shí)變成了更深入，更系統(tǒng)的了解。</p><p>　　其次是從之前的單一學(xué)習(xí)工程力學(xué)，機(jī)械制圖，機(jī)械基礎(chǔ)等基礎(chǔ)性課程，到今天將其在課程設(shè)計(jì)上綜合運(yùn)用，都是在原有基礎(chǔ)上的更進(jìn)一步。從開(kāi)始的工作原理到最后零件的加工制造，設(shè)計(jì)要考慮到方方面面，設(shè)計(jì)要站在各種立場(chǎng)上思考各方要求，還要考慮諸如加工成本等各方面的問(wèn)題。最終既要表明設(shè)計(jì)要求，又要表明制造的加工工藝性要