《輸送傳動裝置設(shè)計(jì) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《輸送傳動裝置設(shè)計(jì) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)（16頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 題 目 設(shè)計(jì)輸送傳動裝置 院 系 專 業(yè) 姓 名 年 級 指導(dǎo)教師 二零一一年四月 設(shè)計(jì)輸送

2、傳動裝置 【設(shè)計(jì)任務(wù)書】 題目：設(shè)計(jì)輸送傳動裝置 一．總體布置簡圖 如圖1 輸出軸功率P/KW 4 輸出軸轉(zhuǎn)速n/(r/min) 38 傳動工作年限（年） 10 工作制度（班/日） 1 工作場所 礦山 批量 大批 2． 設(shè)計(jì)要求：總傳動比誤差為±5%，單向回轉(zhuǎn)，輕微沖擊。 三．原始數(shù)據(jù)： 四．設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1. 電動機(jī)的選擇與運(yùn)動參數(shù)計(jì)算； 2. 齒輪傳動設(shè)計(jì)計(jì)算； 3. V帶傳動設(shè)計(jì)計(jì)算； 4. 軸的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)； 5. 鍵的選擇； 6. 滾動軸承的選擇； 7. 裝配圖、零件圖的繪制； 8. 設(shè)計(jì)說明書的編寫。 【電動機(jī)的選擇】 1．

3、電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇 ：按照已知條件的工作要求和條件，選用Y型全封閉籠型三相異步電動機(jī)。 2．電動機(jī)容量的選擇： 工作機(jī)所需功率：Pw＝4kW 電動機(jī)的輸出功率：Pd＝Pw/η，η≈0.82，Pd＝4.88kW 電動機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇：nw=38r/min，V帶傳動比i1=2—4，單級齒輪傳動比i2=3—5（查表2.2） nd＝（i1×i2×i2）nw。電動機(jī)轉(zhuǎn)速范圍為684—3800r/min 3．電動機(jī)型號確定：由附錄八查出符合條件的電動機(jī)型號,并根據(jù)輪廓尺寸、重量、成本、傳動比等因素的考慮，最后確定選定Y132S—4型號的電動機(jī)，額度功率為5.5

4、KW，滿載轉(zhuǎn)速1440r/min 【計(jì)算總傳動比和分配傳動比】 1．由選定電動機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速nm和輸出軸轉(zhuǎn)速nw，總傳動比為i=nm/nw，得i=37.89 2．合理分配各級傳動比：V帶傳動比i1=3，閉合齒輪傳動比i2=3.5，開式齒輪傳動比i3=3.6 3．運(yùn)動和動力參數(shù)計(jì)算結(jié)果列于下表： 項(xiàng) 目 電動機(jī)軸 軸I 軸II 軸III 轉(zhuǎn)速（r/min） 1201.2 400.4 114.4 38 功率（kW） 4.72 4.53 4.35 4 轉(zhuǎn)矩（N·m） 31.37 90.33 303.52 1005.26 傳動比 3 3.5 3

5、.6 效率 0.96 0.96 0.92 【傳動件設(shè)計(jì)計(jì)算】 減速器齒輪設(shè)計(jì)： 1．按表11.8選擇齒輪材料 小齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為220—250HBS 大齒輪材材為45鋼正火，硬度為170—210HBS 2．因?yàn)槭瞧胀p速器，由表11.20選用9級精度，要求齒面粗糙度Ra=6.3 3．按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)： 轉(zhuǎn)矩：T=69154 N·mm 查表11.10得：載荷系數(shù)K＝1.1 選小齒輪齒數(shù)Z1＝30，則大齒輪齒數(shù)Z2＝iZ1=3.5×30=105。實(shí)際齒數(shù)比u=3.5 因單級直齒圓

6、柱齒輪為對稱布置，又為軟齒面，由表11.19選取φd（齒寬系數(shù)）=1 4．許應(yīng)接觸應(yīng)力[σH]： 由圖11.23查得 σHlim1＝560MPa σHlim2＝530MPa 由表11.19查得 Sh=1。 N1＝60·n1·j·Lh＝60×480×1×（6×52×80）＝7.2×10e8 N2＝N1/i＝7.2×10e8/3.5=2.05×10e8 由表11.26查得 Zn1＝1 Zn2＝1.05 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力： [σH]1＝Zn1·σHlim1/Sh＝560MPa [σH]2＝Z

7、n2·σHlim2/Sh＝557MPa 試算小齒輪分度圓直徑，確定模數(shù)： d1≥ 76.43×3√KT1（μ+1）/φdμ[σH]e2=51.82mm m=d1/z1=1.73mm 由表11.3取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=2mm 5．主要尺寸計(jì)算： 分度圓直徑 d1=mz1=2×30=60mm d2=mz2=2×105=210mm 齒寬 b=φdd1=1×60=60mm 取b2=60mm 則b1=b2+5=65mm 中心距a=0.5×m（Z1+Z2）=135mm 6．按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核: 由式（11.12）得出

8、，如σF≤[σF]，則校核合格。 確定有關(guān)系數(shù)和參數(shù)： 齒形系數(shù)YF，查表11.12得 YF1=2.54 YF2=2.14 應(yīng)力學(xué)整系數(shù)Ys，查表11.13得 Ys1=1.63 Ys2=1.88 許應(yīng)彎曲應(yīng)力[σF] 由圖11.24查得 σFlim1=210Mpa σFlim2=190Mpa 由表11.9查得 SF=1.3 由圖11.25查得 YNI=YN2=1 由式（11.16）可得 [σF]1=YNI·σFlim/SF=162Mpa [σF]2=YNI·σFlim/SF=146MPa

9、 故計(jì)算出 σF1=21Mpa＜ [σF]1 σF2=20Mpa＜[σF]2 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核合格。 7． 驗(yàn)算齒輪的圓周速度： V=π·d1·n1/（60×1000）=1.5m/s 由表11.21可知，選9級精度合適 8． 幾何尺寸計(jì)算及繪制齒輪零件工作圖： 以大齒輪為例，齒輪的直頂圓直徑為：da2=d2+2ha=214mm，由于200＜da2＜500之間，所以采用腹板式結(jié)構(gòu)。齒輪零件工作圖略。 開式齒輪設(shè)計(jì)： 1．按表11.8選擇齒輪材料 小齒輪選用40Cr合金鋼表面淬火，硬度為48—55HRS 大齒輪選用40Cr合金鋼調(diào)質(zhì)，硬度

10、為240—260HBS 2． 由表11.20選用9級精度，要求齒面粗糙度Ra=6.3 3．按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)：轉(zhuǎn)矩：T=230000N·mm 查表11.10得 載荷系數(shù)K＝1.1 選小齒輪齒數(shù)Z1＝20，則大齒輪齒數(shù)Z2＝iZ1=3.92×20=78.4，圓整數(shù)78。 實(shí)際齒數(shù)比u=3.9，誤差為0.5%＜±5% 因單級直齒圓柱齒輪為不對稱布置，又為硬齒面，由表11.19選取φd（齒寬系數(shù)）=0.5 4．許應(yīng)接觸應(yīng)力[σH]： 由圖11.23查得 σHlim1＝800MPa σHlim2＝720M

11、Pa 由表11.19查得 Sh=1.1 N1＝60·n1·j·Lh＝60×137×1×（6×52×80）＝2.05×10e8 N2＝N1/i＝2.05×10e8/3.9=5.26×10e7 由表11.26查得 Zn1＝1.11 Zn2＝1.25 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力： [σH]1＝Zn1·σHlim1/Sh＝807MPa [σH]2＝Zn2·σHlim2/Sh＝818MPa 試算小齒輪分度圓直徑，確定模數(shù)： d1≥ 76.43×3√KT1（μ+1）/φdμ[σH]e2=75.82mm m=d1/z1=3.7

12、91mm 由表11.3取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=4mm 5．主要尺寸計(jì)算： 分度圓直徑 d1=mz1=4×20=80mm d2=mz2=4×78=312mm 齒寬 b=φdd1=0.5×80=40mm 取b2=40mm 則b1=b2+5=45mm 中心距a=0.5×m（Z1+Z2）=196mm 6．按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核: 由式（11.12）得出，如σF≤[σF]，則校核合格。 確定有關(guān)系數(shù)和參數(shù)： 齒形系數(shù)YF，查表11.12得 YF1=2.81 YF2=2.25 應(yīng)力學(xué)整系數(shù)Ys，查表11.13得 Ys1=1

13、.56 Ys2=1.77 許應(yīng)彎曲應(yīng)力[σF] 由圖11.24查得 σFlim1=720Mpa σFlim2=250Mpa 由表11.9查得 SF=1.5 由圖11.25查得 YNI=YN2=1 由式（11.16）可得 [σF]1=YNI·σFlim/SF=480Mpa [σF]2=YNI·σFlim/SF=167MPa 故計(jì)算出 σF1=173Mpa＜ [σF]1 σF2=157Mpa＜[σF]2 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核合格。 7．驗(yàn)算齒輪的圓周速度： V=π·d1·n1/（60×1000）=

14、0.57m/s 由表11.21可知，選9級精度合適 8．幾何尺寸計(jì)算及繪制齒輪零件工作圖： 以大齒輪為例，齒輪的直頂圓直徑為：da2=d2+2ha=320mm，由于200＜da2＜500之間，所以采用腹板式結(jié)構(gòu)。齒輪零件工作圖略。 【V帶傳動設(shè)計(jì)】 1．確定功率Pc： 查表9.21得 Ka（工作情況系數(shù)）=1.1 Pc=Ka?p=4.4KW。 2． 選取普通V帶型號： 根據(jù)Pa=4.4Kw，n1=1440r/min，由圖9.13選用A型普通V帶。 3． 確定帶輪基準(zhǔn)直徑： 根據(jù)表9.6和圖9.13選?。篸d1=100mm＞dmin=90mm

15、 大帶輪基準(zhǔn)直徑為 dd2=(n1/n2)dd1=270mm，按表9.3選取標(biāo)準(zhǔn)直徑值dd2=265mm 實(shí)際n2轉(zhuǎn)速489.8r/min，誤差相對率2%，總誤差＜±5%允許。 4． 驗(yàn)算帶速V： V=π·d1·n1/（60×1000）=6.78m/s，帶速在5-25m/s范圍內(nèi)。 5．確定帶的基準(zhǔn)長度Ld和實(shí)際中心距a： 初定中心距a0=1200mm， 則Ld0：Ld0=2a0+π(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)2/4a0=2963.38mm 查表9.4取基準(zhǔn)長度Ld=2800mm 實(shí)際中心距a為a≈a0+(ld-Ld0）/2=1

16、118.31mm 中心距變動范圍為 amin=a-0.015Ld=1076mm amax=a+0.03Ld=1202mm 6． 驗(yàn)算小帶輪的包角： a1=180o-57.3o（dd2-dd1）/a=171o＞120o,合格。 7． 確定V帶根數(shù)z： 確定有關(guān)系數(shù)和參數(shù) 根據(jù)dd1=90mm，n=1440r/min，查表9.9，得P0=1.07Kw 由表9.18查得Ka=0.001275 根據(jù)傳動比i=2.94，查表9.19得Ki=1.1373， 則△P0=Kb·n·(1-1/Ki)=0.18Kw 由表9.4查得帶長度修

17、正系數(shù)KL=1.11，由圖9.12查得包角系數(shù)Ka=0.98 得z≥Pc/(P0+△P0)KaKL=3.24，圓整得z=4 8． 求單根V帶初拉力： 由表9.6查得A型普通V帶的每米長質(zhì)量q=0.10Kg/m 得F0=（500Pc/ZV）·（2.5/Ka-1)+qv2=46.78N. 9．計(jì)算帶輪軸上所受的壓力Fσ=2·F0·z·sin(a1/2)=373.08N 10．帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)略 11．設(shè)計(jì)結(jié)果： 選用4根A—2800 GB/T 13575.1—92 V帶，中心距a=1118mm，小帶輪直徑90mm，大帶輪直徑265mm，軸上壓力 Fσ=373.0

18、8N 【軸的設(shè)計(jì)計(jì)算】 Ⅰ軸的設(shè)計(jì) 1． 選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力： 由已知條件可知此減速器傳遞的功率屬于中小功率，對材料無特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。由表16.1查得強(qiáng)度極限 σB=637Mpa，再由表16.3查得許用彎曲應(yīng)力[σ-1b]=60Mpa 2．按鈕轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑（最小直徑） 查表16.2得 C=118—107 得 d≥C3√p/n=（107—118）·3√3.48/480=20.7—22.8mm。 考慮到軸的最小直徑處要安裝帶輪，會有鍵槽存在，故需將估算直徑加大3%-5%，取為21.32—23.94mm，由設(shè)計(jì)手冊取標(biāo)準(zhǔn)直徑d

19、=24mm 3． 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)草圖: Ⅰ軸的結(jié)構(gòu)草圖 Ⅱ軸的設(shè)計(jì)： 1．選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力： 由已知條件可知此減速器傳遞的功率屬于中小功率，對材料無特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。由表16.1查得強(qiáng)度極限 σB=637Mpa，再由表16.3查得許用彎曲應(yīng)力[σ-1b]=60Mpa 2．按鈕轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑（最小直徑） 查表16.2得 C=118—107 得 d≥C3√p/n=（107—118）·3√3.31/137=30.9—34.1mm。 考慮到軸的

20、最小直徑處要安裝齒輪，會有鍵槽存在，故需將估算直徑加大3%-5%，取為31.83—35.81mm，由設(shè)計(jì)手冊取標(biāo)準(zhǔn)直徑d=34mm 3．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)草圖: Ⅱ軸的結(jié)構(gòu)草圖 Ⅲ軸的設(shè)計(jì)： 1．選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力： 由已知條件可知此減速器傳遞的功率屬于中小功率，對材料無特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。由表16.1查得強(qiáng)度極限 σB=637Mpa，再由表16.3查得許用彎曲應(yīng)力[σ-1b]=60Mpa 2．按鈕轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑（最小直徑） 查表16.2得 C=118—107

21、 得 d≥C3√p/n=（107—118）·3√3.01/35=47.29—52.16mm。 由設(shè)計(jì)手冊取標(biāo)準(zhǔn)直徑d=50mm 3．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)草圖略 【鍵連接的選擇】 均選擇A型平鍵。 代號 軸徑/mm 鍵寬/mm 鍵高/mm 鍵長/mm Ⅰ軸Ⅰ鍵 24 8 7 50 Ⅰ軸Ⅱ鍵 34 10 8 56 Ⅱ軸Ⅰ鍵 34 10 8 36 Ⅱ軸Ⅱ鍵 45 14 9 50 【滾動軸承的選擇及計(jì)算】 I軸： 1．經(jīng)強(qiáng)度校核，選擇滾動軸承 6206型 d=30mm D=62mm B=16mm 2．公差等級

22、選擇：選普通級PO軸承。 II軸： 1．經(jīng)強(qiáng)度校核，選擇滾動軸承 6208型 d=40mm D=80mm B=18mm 2．公差等級選擇：選普通級PO軸承。 【箱體結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算】 1．類型選擇：選擇一級鑄鐵圓柱齒輪減速器。 2．箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸：（mm） 名 稱 箱座壁厚δ 箱蓋壁厚δ1 箱蓋凸緣厚度b1 尺 寸/mm 8 8 12 箱座凸緣厚度b 箱底凸緣厚度b2 地腳螺釘直徑df 地腳螺釘數(shù)目n 軸承旁連接螺栓直徑d1 12 20 16 4 12 蓋與座連接螺栓直徑d2 連接螺

23、栓d2的間距l(xiāng) 軸承端蓋螺釘直徑d3 檢查孔蓋螺釘直徑d4 定位銷直徑d 10 150 8 6 8 df、d1、d2至外箱壁直徑C1 df、d2至凸緣邊緣距離C2 軸承旁凸臺半徑R1 凸臺高度h 外箱壁至軸承座端蓋的距離l1 16 14 16 40 40 齒頂圓與內(nèi)箱避間的距離△1 齒輪端面與內(nèi)箱避間的距離△2 箱蓋、箱座肋厚m1、m2 軸承端蓋外徑D2 軸承旁連接螺栓距離S 12 12 6.8、6.8 102 125 【減速器附件的選擇】 通氣器：由于在室內(nèi)使用，選通氣器（一次過濾），采用M18×1.5 油面指示器：選用游標(biāo)尺

24、M16 起吊裝置：采用箱蓋吊耳、箱座吊耳 放油螺塞：選用外六角油塞及墊片M16×1.5 【潤滑與密封】 一、齒輪的潤滑：采用浸油潤滑，由于低速級周向速度為，所以浸油高度約為六分之一大齒輪半徑，取為35mm。 二、滾動軸承的潤滑：由于軸承周向速度為，所以宜開設(shè)油溝、飛濺潤滑。 三、潤滑油的選擇：齒輪與軸承用同種潤滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選用L-AN15潤滑油。 四、密封方法的選?。哼x用凸緣式端蓋易于調(diào)整，采用悶蓋安裝骨架式旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈實(shí)現(xiàn)密封。密封圈型號按所裝配軸的直徑確定為（F）B25-42-7-ACM，（F）B70-90-10-ACM。軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定位的軸承的外徑?jīng)Q定。 【參考資料】 陳立德.《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》.北京:高等教育出版社,2007 陳立德.《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》.北京：高等教育出版社，2007