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1、 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計設(shè)計計算說明書設(shè)計題目： 帶式輸送機(jī)傳動裝置設(shè)計設(shè) 計 者： _ 寧秀闊_學(xué) 號： 11130199_專業(yè)班級： 機(jī)械1103班 指導(dǎo)教師： 李 克 旺 完成日期： 2013年12月?日北京交通大學(xué)海濱學(xué)院目 錄一、 課程設(shè)計的任務(wù)1二、 電動機(jī)的選擇2三、 傳動裝置的總傳動比和分配各級傳動比4四、 傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)的計算4五、 傳動零件的設(shè)計計算6六 中間軸（軸）的設(shè)計、強(qiáng)度校核15七 滾動軸承的選擇和壽命計算19八、 鍵連接的選擇和計算19九、 潤滑和密封的選擇20十、 減速器箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸21十一、 設(shè)計總結(jié)23十二、 參考資料24一、 課程設(shè)計的任務(wù)1設(shè)計

2、目的課程設(shè)計是機(jī)械設(shè)計課程重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械設(shè)計能力的技術(shù)基礎(chǔ)課。課程設(shè)計的主要目的是：(1)通過課程設(shè)計使學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計課程及有關(guān)先修課程的知識，起到鞏固、深化、融會貫通及擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計方面知識的作用，樹立正確的設(shè)計思想。(2)通過課程設(shè)計的實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程實(shí)際問題的能力，使學(xué)生掌握機(jī)械零件、機(jī)械傳動裝置或簡單機(jī)械的一般設(shè)計方法和步驟。(3)提高學(xué)生的有關(guān)設(shè)計能力，如計算能力、繪圖能力以及計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)能力等，使學(xué)生熟悉設(shè)計資料(手冊、圖冊等)的使用，掌握經(jīng)驗(yàn)估算等機(jī)械設(shè)計的基本技能。2設(shè)計題目帶式輸送機(jī)傳動裝置設(shè)計。帶式輸送機(jī)已知條件：方案號輸送帶

3、工作拉力F(N)輸送帶工作速度V(mm)鼓輪直徑（mm）915702.22203.設(shè)計任務(wù)1選擇（由教師確指定）一種方案，進(jìn)行傳動系統(tǒng)設(shè)計；2確定電動機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速，分配各級傳動的傳動比，并進(jìn)行運(yùn)動及動力參數(shù)計算；3進(jìn)行傳動零部件的強(qiáng)度計算，確定其主要參數(shù)；4對齒輪減速器進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，并繪制減速器裝配圖（草圖和正式圖各1張)；5校核中間軸的強(qiáng)度、軸承壽命、鍵強(qiáng)度；6繪制中間軸及中間軸大齒輪零件工作圖（注：當(dāng)中間軸為齒輪軸時，可僅繪一張中間軸零件工作圖即可）；7編寫課程設(shè)計計算說明書。4傳動裝置部分簡圖二、電動機(jī)的選擇1電動機(jī)類型的選擇按已知工作要求和條件選用Y系列一般用途的全封閉自扇冷式籠型三

4、相異步電動。2 確定電動機(jī)輸出功率Pd電動機(jī)所需的輸出功率Pd=Pw/ 其中：Pw-工作機(jī)的輸入功率-由電動機(jī)至工作機(jī)的傳動總效率工作機(jī)的輸入功率： 總效率 =3軸承2齒輪2聯(lián)軸器帶 查表可得：帶 =0.97， 軸承=0.99，齒輪=0.98， 聯(lián)軸器=0.99，則 = 0.9930.9820.9920.97=0.886 電動機(jī)所需的功率：Pd = Pw/=3.454/0.886=3.898 KW3確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速工作機(jī)轉(zhuǎn)速nw v= 確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍: 雙級圓柱齒輪傳動比范圍為i減=1220，則電動機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為:nd=nw i總=( 1220) nw = ( 1220)191 =22

5、923820 r/min其中： i總= i減=1220i減減速器傳動比符合這一轉(zhuǎn)速范圍的同步轉(zhuǎn)速有1000、1500 、3000 r/min，根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊查出適用的電動機(jī)型號。（建議：在考慮保證減速器傳動比i減14時，來確定電機(jī)同步轉(zhuǎn)速）。4.確定電動機(jī)型號根據(jù)所需效率、轉(zhuǎn)速，由機(jī)械設(shè)計手冊 或指導(dǎo)書選定電動機(jī)： Y112M-2 型號（Y系列）數(shù)據(jù)如下: 額定功率P：4 kw (額定功率應(yīng)大于計算功率)滿載轉(zhuǎn)速：nm =2890 r/min （nm電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速）同步轉(zhuǎn)速： 3000 r/min電動機(jī)軸徑: 28 mm電動機(jī)軸長: 400 mm三、傳動裝置的總傳動比和分配各級傳動

6、比1傳動裝置的總傳動比i總= i減= nm/ nw =289/191=15.13nw工作機(jī)分配軸轉(zhuǎn)速2分配各級傳動比減速器傳動比分配原則：各級傳動尺寸協(xié)調(diào)，承載能力接近，兩個大齒輪直徑接近以便潤滑（浸油深度）。i減=i高*i低i高高速級傳動比i低低速級傳動比建議?。?i高=1.3i低 則： i減=1.3 i2低 i高=1.3i低=4.42四、傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)的計算1計算各軸的轉(zhuǎn)速軸（高速級小齒輪軸）：n=nm=2890 r/min軸（中間軸）：n= n/ i高= 2890/4.42= 654 r/min軸（低速級大齒輪軸）：n=n/i低=654/3.4= 192 r/min軸（與軸通過

7、聯(lián)軸器相連的軸）: nW= n= 191 r/min2計算各軸的輸入功率和輸出功率軸： P入=Pd聯(lián)軸器帶=3.8980.99 =3.86kwP出= P入軸承=3.860.99 =3.82 kw軸： P入= P出齒輪 =3.820.98 =3.74 kwP出= P入軸承 =3.740.99 =3.71 kw軸： P入= P出齒輪 =3.710.98 =3.63 kwP出= P入軸承 =3.630.99 =3.60 kw軸: P入= P出聯(lián)軸器 =3.600.99 =3.56 kwPW=P出=3.560.97 =3.45 kw3.計算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩和輸出轉(zhuǎn)矩 公式: T=9.55106P/n (

8、Nmm)軸： T入=9.55106P入/ n=9.553.86/2890=1.28104 (Nmm) T出=9.55106P出/ n=9.553.82/2890=1.26104(Nmm)軸： T入=9.55106P入/ n=9.553.74/654=5.45104(Nmm) T出=9.55106P出/ n=9.553.71/654=5.4104(Nmm)軸： T入=9.55106P入/ n=9.553.63/192=1.805105(Nmm) T出=9.55106P出/ n=9.553.60/192=1.79105(Nmm)軸： T入=9.55106P入/ n=9.553.56/191=1.7

9、8105(Nmm) TW=T出=9.55106P出/ n=9.553.45/191=1.73105(Nmm)將運(yùn)動和動力參數(shù)計算結(jié)果進(jìn)行整理并列于下表：軸名功率P（kw）轉(zhuǎn)矩T （Nmm）轉(zhuǎn)速n（r/min）傳動比i輸入輸出輸入輸出電機(jī)軸3.4543.89817270019490028901軸3.863.82124001260028904.42軸3.743.7154500540006543.4軸3.633.601805001790001921軸3.563.45178000173000191五、傳動零件的設(shè)計計算1設(shè)計高速級齒輪1）選精度等級、材料及齒數(shù)(1) 確定齒輪類型：兩齒輪均取為漸開線標(biāo)

10、準(zhǔn)直齒圓柱齒輪。(2) 材料選擇：小齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，大齒輪材料為45鋼（正火），硬度為200HBS，二者材料硬度差為40HBS。(3) 運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級精度。(4) 選小齒輪齒數(shù)Z120，大齒輪齒數(shù)Z2i高Z14.4220=88.4，圓整取Z2=88。 2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計由設(shè)計計算公式109a進(jìn)行試算，即確定公式各計算數(shù)值(1) 試選載荷系數(shù)(2) 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1 T1=T出=12600(Nmm) （注：見“四、傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)的計算”）(3) 由表107選取齒寬系數(shù)(4) 由表106查得材料的彈性影響系數(shù)：ZE=1

11、89.8(5) 由圖1021d查得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(6) 由式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1=60n1jLh=6028901（2830010）=8.3232109N2=N1/i高=1.883109(7) 由圖1019曲線1查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) (8) 計算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)為S=1，由式1012得(9) 試算小齒輪分度圓直徑，代入中的較小值(10) 計算圓周速度V (11) 計算齒寬b(12) 計算齒寬與齒高之比 b/h模數(shù)齒高 (13) 計算載荷系數(shù)K 根據(jù)v= 6.07 m/s，7級精度，由圖108查得動載荷系數(shù)Kv= 1.13

12、 假設(shè)，由表103查得由表102查得使用系數(shù)KA=1由表104查得由圖1013查得故載荷系數(shù) (14) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式1010a得(15) 計算模數(shù)2）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計由式105得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計公式為確定公式內(nèi)的計算數(shù)值(1) 由圖1020c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限(2) 由圖1018查得彎曲疲勞壽命系數(shù)(3) 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%，安全系數(shù)為S=1.4，由式1012得 (4) 計算載荷系數(shù)(5) 查取齒形系數(shù)由表105查得，(6) 取應(yīng)力校正系數(shù) 由表105查得(7) 計算大小齒輪的，并比較(8) 設(shè)計計算對比計算

13、結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)m=1.241，并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m2mm。但為了同時滿足接觸疲勞強(qiáng)度，須按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=43mm來計算應(yīng)有的齒數(shù)。于是有Z1=d1/m=21.5，取Z1=22大齒輪齒數(shù) 取983）幾何尺寸計算(1) 計算分度圓直徑(2) 計算齒根圓直徑(3) 計算中心距(4) 計算齒寬取4）驗(yàn)算合適2設(shè)計低速級齒輪1）選精度等級、材料及齒數(shù)(1) 確定齒輪類型：兩齒輪均取為漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪。(2) 材料選擇：小齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，大齒輪材料為45鋼（正火），硬度為

14、200HBS，二者材料硬度差為40HBS。(3) 運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級精度。(4) 選小齒輪齒數(shù)Z320，大齒輪齒數(shù)Z4i低Z33.420=68，圓整取Z4=68。 2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計由設(shè)計計算公式109a進(jìn)行試算，即確定公式各計算數(shù)值(1) 試選載荷系數(shù)(2) 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T3 T3=T出=54000(Nmm) （注：見“四、傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)的計算”）(3) 由表107選取齒寬系數(shù)(4) 由表106查得材料的彈性影響系數(shù)：ZE=189.8(5) 由圖1021d查得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(6) 由式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)(7

15、) 由圖1019曲線1查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) (8) 計算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)為S=1，由式1012得(9) 試算小齒輪分度圓直徑，代入中的較小值(10) 計算圓周速度V (11) 計算齒寬b(12) 計算齒寬與齒高之比 b/h模數(shù)齒高 (13) 計算載荷系數(shù)K 根據(jù)v= 0.616 m/s，7級精度，由圖108查得動載荷系數(shù)Kv=1.08 假設(shè)，由表103查得由表102查得使用系數(shù)KA=1由表104查得由圖1013查得故載荷系數(shù) (14) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式1010a得(15) 計算模數(shù)2）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計由式105得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計公式

16、為確定公式內(nèi)的計算數(shù)值(1) 由圖1020c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限(2) 由圖1018查得彎曲疲勞壽命系數(shù)(3) 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%，安全系數(shù)為S=1.4，由式1012得 (4) 計算載荷系數(shù)(5) 查取齒形系數(shù)由表105查得，(6) 取應(yīng)力校正系數(shù) 由表105查得(7) 計算大小齒輪的，并比較(8) 設(shè)計計算 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)m=1.97，并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m2.5mm。但為了同時滿足接觸疲勞強(qiáng)度，須按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d3=?64.86mm來計算

17、應(yīng)有的齒數(shù)。于是有Z3=d3/m=25.944，取Z3=28 大齒輪齒數(shù) 取963）幾何尺寸計算(1) 計算分度圓直徑 (2) 計算齒根圓直徑(3) 計算中心距(4) 計算齒寬取4）驗(yàn)算 合適六 中間軸（軸）的設(shè)計、強(qiáng)度校核1.中間軸上的功率轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩2.求作用在齒輪上的力高速級大齒輪: 低速級小齒輪: 3.軸結(jié)構(gòu)圖中間軸的結(jié)構(gòu)布置圖中間軸受力簡圖取齒輪齒寬中間及軸承寬度中間為力作用點(diǎn)，則可得：, ， 4.軸的受力分析、彎距的計算1)計算支承反力：H面在V面上：2)計算彎矩在H面上：在V面上： 故 3)計算轉(zhuǎn)矩并作轉(zhuǎn)矩圖5作受力、彎矩和扭矩圖軸受力、彎矩和扭矩圖6.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度

18、由合成彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖知，2處當(dāng)量彎矩最大，并且有較多的應(yīng)力集中，為危險截面。 由表15-1查得實(shí)際該截面直徑為： d實(shí)際=44mm滿足：d實(shí)際d計算校核安全。七 滾動軸承的選擇和壽命計算中間軸選用6307 GB/T 276-19941)校核中間軸軸承1和4壽命軸承1徑向載荷軸承4徑向載荷按表13-6,取,故，軸承1壽命：軸承4壽命預(yù)期計算壽命，故安全。 八、鍵連接的選擇和計算中間軸：低速齒輪處選用B1051GB/T 276-1994 高速齒輪處選用B826 GB/T 276-1994 鍵強(qiáng)度校核：1)低速級小齒輪的鍵由表1128選用圓頭平鍵（A型）小齒輪齒寬B=76mm，。 由式1128，查表

19、1128，得 ，鍵校核安全2)高速級大齒輪的鍵由表1128選用圓頭平鍵（A型）大齒輪齒寬B=50mm，。 由式1128，查表1128，得 ，鍵校核安全九、 潤滑和密封的選擇1減速器的潤滑（1） 齒輪的潤滑：除少數(shù)低速（V0.5m/s）小型減速器采用脂潤滑外，絕大多數(shù)減速器的齒輪都采用油潤滑。本設(shè)計高速級圓周速度V12m/s，采用浸油潤滑。為避免浸油潤滑的攪油功耗太大及保證輪赤嚙合區(qū)的充分潤滑，傳動件浸入油中的深度不宜太深或太淺，一般浸油深度以浸油齒高為適度，但不應(yīng)小于10mm。浸油潤滑的油池應(yīng)保持一定的深度和貯油量。油池太淺易激起箱底沉查和油污。一般齒頂圓至油池底面的距離不應(yīng)小于3050mm。

20、為有利于散熱，每傳遞1KW功率的需油量約為0.350.7L。齒輪減速器的潤滑油黏度可按高速級齒輪的圓周速度V選?。篤2.5可選用中極壓齒輪油N320。 （2）軸承的潤滑當(dāng)減速器中浸油齒輪的圓周速度v1.52m/s時，油飛濺不起來，應(yīng)選用脂潤滑。 2減速器的密封軸伸出處的密封：選用粘圈式密封，粘圈式密封簡單，價廉，主要用于脂潤滑以及密封處軸頸圓周速度較低的油潤滑。箱蓋與箱座接合面的密封：在箱蓋與箱座結(jié)合面上涂密封膠密封最為普遍，效果最好。其他部位的密封：檢查孔蓋板、排油螺塞、油標(biāo)與箱體的接合面均需加紙封油墊或皮封油圈。十、減速器箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸減速器采用剖分式鑄造箱體，查表4-1得到減速器箱體

21、的主要結(jié)構(gòu)尺寸見表減速器箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸名稱代號尺寸/mm高速級中心距120低速級中心距155箱座壁厚8箱蓋壁厚8地腳螺栓直徑M20地腳螺栓數(shù)目4地腳螺栓通孔直徑21地腳螺栓沉頭孔直徑32箱座凸緣厚度12箱蓋凸緣厚度12箱座底凸緣厚度20軸承旁連接螺栓直徑M16箱座與箱蓋連接螺栓直徑M12連接螺栓的間距150200視孔蓋螺釘直徑M6定位銷直徑8軸承旁凸臺半徑20凸臺高度結(jié)構(gòu)確定外箱壁至軸承座端面距離47大齒輪齒頂圓與內(nèi)箱壁的距離10齒輪端面與內(nèi)箱壁的距離10箱蓋肋板厚度10箱座肋板厚度10軸承蓋外徑由軸承確定軸承旁連接螺栓距離十一、 設(shè)計總結(jié) 經(jīng)過幾天的努力,我終于將機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計做完了.

22、在這次作業(yè)過程中,我遇到了許多困難,一遍又一遍的計算,一次又一次的設(shè)計方案修改這都暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足.對與機(jī)械專業(yè)的學(xué)生來說，設(shè)計一份千斤頂是很簡單的，但對于一個食品專業(yè)的學(xué)生來說，這還是很有難度的，在同學(xué)與老師的幫助下，還是完成了。通過這次機(jī)械課程設(shè)計，我對機(jī)械有了更深的理解，對千斤頂?shù)脑砗蜆?gòu)造也有了一定的了解，通過課程設(shè)計，使我深深體會到，干任何事都必須耐心，細(xì)致課程設(shè)計過程中，許多計算有時不免令我感到有些心煩意亂：有次因?yàn)椴恍⌒奈矣嬎愠鲥e，只能毫不情意地重來想到世界上因?yàn)槟承┘?xì)小失誤而出現(xiàn)的令世人無比震驚的事故，我不禁時刻提示自己，一定呀養(yǎng)成一種高度負(fù)責(zé)，認(rèn)真對待的良好習(xí)慣十二、 參考資料1 王連明，宋寶玉主編.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計.第4版. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.2010 2 濮良貴.紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計.第八版.北京：高等教育出版社3 吳宗澤等主編. 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊.第3版. 北京：高等教育出版社4 孫恒.陳作模.葛文杰.機(jī)械原理.第七版. 北京：高等教育出版社5 邱宣懷主編.機(jī)械設(shè)計.第4版. 北京：高等教育出版社 25