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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目： 帶式輸送機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)裝置 系 別 航空工程系 專業(yè)名稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級學(xué)號 088105429 學(xué)生姓名 袁小龍 指導(dǎo)教師 賀紅林 二O一二 年 六 月 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 I、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目： 帶式輸送機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) II、畢 業(yè)設(shè)計(jì)(論文)使用的原始資料(數(shù)據(jù))及設(shè)計(jì)技術(shù)要求 1）輸送物料為：煤炭顆粒，粒度為10mm；運(yùn)輸量Q＝80t/h； 2）運(yùn)輸帶速度=1.5 m/s，帶寬B=800mm； 3）滾筒直徑D=400 mm，輸送帶拉力F=2200N； 4）滾筒效率（包括軸承與滾筒的效率損失）； 5）工作情況：兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)； 6）使用折舊期：8年； 7）工作環(huán)境：室內(nèi)，灰塵較大，環(huán)境最高溫度； 8）制造條件及生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)； 9）動(dòng)力來源：電力，三相交流，電壓380/220v； 運(yùn)動(dòng)簡圖（參考） II、畢 業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作內(nèi)容及完成時(shí)間： （1）查閱相關(guān)資料，外文資料翻譯（6000字符以上），撰寫開題報(bào)告 4周 （3）擬定帶式輸送機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)方案確定 1周 （4）傳動(dòng)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)計(jì)算 1周 （5）帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)三維總體裝圖設(shè)計(jì) 4周 （6）帶式輸送機(jī)主要零（部）件工作圖設(shè)計(jì) 2周 （7）畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）撰寫 3周 （8）畢業(yè)設(shè)計(jì)審查、畢業(yè)答辯 2周 Ⅳ 、主 要參考資料： [1] 美輸送設(shè)備制造協(xié)會(huì)編. 散狀物料帶式輸送機(jī). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1984 [2] 濮良貴. 機(jī)械設(shè)計(jì)（第8版）. 北京：高等教育出版社，2008 [3] 王昆等編. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì). 高等教育出版社，1995 [4] 龔桂義. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)圖冊. 北京：高等教育出版社，1989 [5] 中國煤炭建設(shè)協(xié)會(huì). 帶式輸送機(jī)工程設(shè)計(jì)規(guī)范. 北京：中國計(jì)劃出版社，2000 [6] M. A. Alspaugh. Latest Developments in Belt Conveyor Technology. MINExpo 2004, Las Vegas, NV, USA [7] Phonix Conveyor Belt. Phoenix Conveyor Belts Design Fundamentals. Hamburg, 2004 [8] 芮曉明. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及電廠金屬材料. 北京：中國電力出版社，2000 航空制造工程 學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專業(yè)類 0881054 班 學(xué)生（簽名）： 袁小龍 日期： 自 20 年 月 日 至 20 年 月 日 指導(dǎo)教師（簽名）： 助理指導(dǎo)教師(并指出所負(fù)責(zé)的部分)： 機(jī)械設(shè)計(jì) 系（室） 主任（簽名）： 附注:任務(wù)書應(yīng)該附在已完成的畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書首頁。 學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人聲明，所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含法律意義上已屬于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他學(xué)位申請的論文或成果。對本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 日期： 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)南昌航空大學(xué)科技學(xué)院可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 作者簽名： 日期： 導(dǎo)師簽名： 日期： 帶式輸送機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名：袁小龍 班級：0881054 指導(dǎo)老師：賀紅林 摘要：帶式輸送機(jī)在煤炭運(yùn)輸、交通、糧食運(yùn)輸、礦石等多個(gè)領(lǐng)域有所運(yùn)用。本文首先介紹了帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置的研究背景，未來發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展方向。 本文為了研究帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)，完成了以下工作。 （1） 擬定帶式輸送機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)方案 （2） 傳動(dòng)方案的總體設(shè)計(jì)計(jì)算 （3） 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)總體狀圖設(shè)計(jì) （4） 帶式輸送機(jī)主要零部件工作圖設(shè)計(jì) （5） 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明說的撰寫 關(guān)鍵詞 ：電動(dòng)機(jī)；齒輪；軸；帶式輸送機(jī)。 指導(dǎo)老師簽名： Design of belt conveyor Student name : Yuan XiaoLong Class : 0881054 Supervisor : He HongLin Belt conveyer system is known as an efficient mean of transporting bulk materials, it has a high requirement of reliablity.With the development of mining work conditions, the convery route become more and more complex, and it′s conveyance ability with transport distance is all other transport a machine equipments can't compare to, its structure simple, circulate balance, revolve credibility. This article sums up the feasible scheme of the key technology, aimed at the primitive parameter of the belt conveyor of coal colliery.In the article, through the design calculation of choosing the equipments and the design of some important parts of the belt conveyor, the system can finish the mission safely and dependably on the occasion. The ordinary belt conveyor consists of six main parts: Drive Unit, Jib or Delivery End, Tail Ender Return End, Intermediate Structure, Loop Take-Up and Belt. The article passes the comparison which tenses device merit and shortcoming of main function and a few kinds that the introduction tenses device in going into detail to tense the foundation of the main form of device with domestic currently.We serve the purpose at last. Keywords: Motor, Gear, Shaft Signnature of Supervison: 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 1 目 錄 1 緒 論............................................................1 1.1帶式輸送機(jī)的發(fā)展與現(xiàn)狀 ..................................1 1.2國外煤礦用帶式輸送機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 ..................2 1.3 國內(nèi)煤礦用帶式輸送機(jī)的技術(shù)現(xiàn)狀及存在的問題： ............3 1.4我國煤礦用帶式輸送機(jī)的發(fā)展 ..............................4 2．傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) .................................6 2.1 擬定傳動(dòng)方案 ............................................6 2.2 選擇原動(dòng)機(jī)—— 電動(dòng)機(jī) ....................................6 2.3 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的確定及各級傳動(dòng)比的分配 ................9 2.4 算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) .............................10 3 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 .................................12 3.1 減速箱外傳動(dòng)零件—— 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) .........................12 3.2 減速器內(nèi)傳動(dòng)零件—— 高速級齒輪設(shè)計(jì) .....................15 3.3 減速器內(nèi)傳動(dòng)零件—— 低速級齒輪設(shè)計(jì) .....................20 3.4 軸的設(shè)計(jì)—— 輸入軸的設(shè)計(jì) ...............................24 3.5 軸的設(shè)計(jì)—— 輸出軸的設(shè)計(jì) ...............................27 3.6 軸的設(shè)計(jì)—— 中速軸的設(shè)計(jì) ...............................31 4 部件的選擇與設(shè)計(jì) ...................................31 4.1 軸承的選擇 .............................................31 4.2 輸入軸輸出軸鍵連接的選擇及強(qiáng)度計(jì)算 .....................32 4.3 滾動(dòng)軸承的潤滑和密封 ...................................34 4.4 聯(lián)軸器和軸承端蓋的選擇 .................................35 4.5 其它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ...........................................35 4.6 箱體 ...................................................38 全文總結(jié)． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．40 參考文獻(xiàn) .............................................41 致 謝 ...............................................42 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 1 1 緒 論 現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展導(dǎo)致能源消耗的激增，隨之而來的是與工業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的運(yùn)輸 設(shè)備有了長足的進(jìn)步。在帶式輸送機(jī)方面，隨著運(yùn)行阻力計(jì)算方法、動(dòng)力學(xué)分 析、高張力輸送帶設(shè)計(jì)、接頭分析、清掃和監(jiān)控技術(shù)、PLC 技術(shù)的應(yīng)用，帶式 輸送機(jī)以廣泛應(yīng)用在礦山、冶金、煤炭等部門，并在長距離輸送機(jī)、轉(zhuǎn)彎輸送 機(jī)、雙向輸送機(jī)、垂直提升輸送機(jī)和氣墊帶式輸送機(jī)等方面取得了新的發(fā)展。 帶式輸送機(jī)由于具有長距離連續(xù)運(yùn)輸、運(yùn)輸量大、運(yùn)行可靠、效率高和易 于自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在國外高產(chǎn)高效礦井，順槽可伸縮帶式輸送機(jī)主要參數(shù)一 般為：運(yùn)距為 1200～2000～3000M，帶速為 3.5～ 4m/s，輸送量為 2500～3000t/h，驅(qū)動(dòng)總功率為 1500～3000kw、最大達(dá) 11000kw。目前國產(chǎn)帶 式輸送機(jī)的主要參數(shù)要比國外低得多，運(yùn)行性能尤其是工作可靠性差距更大。 輸送帶是帶式輸送機(jī)的承載構(gòu)件，帶上的物料隨帶一起運(yùn)行，根據(jù)需要物 料可在輸送機(jī)端部和中部位置卸下。輸送帶用旋轉(zhuǎn)地托輥支撐，運(yùn)行阻力小。 帶式輸送機(jī)可沿水平和傾斜路線布置，在輸送原煤時(shí)，設(shè)計(jì)向上的最大輸送角 一般為 17o～18o；向下最大輸送傾角一般為 15o～16o。當(dāng)采用花紋輸送帶加 之采取其他相應(yīng)措施上運(yùn)傾角可高達(dá) 28o～29o；下運(yùn)傾角可達(dá) 25o～28o。當(dāng) 采用某些特殊措施時(shí)，可實(shí)現(xiàn)更大的運(yùn)輸傾角，乃至垂直提升。 本課題的研究意義與目的在于，本課題所涉及的帶式輸送機(jī)為地面上運(yùn)、 長距離輸送機(jī)，其所需要解決的主要問題在于軟啟動(dòng)問題以及拉緊裝置的選取， 同時(shí)需要大工作量的計(jì)算，而且還需考慮多級驅(qū)動(dòng)與功率平衡問題。 [1] 1.1帶式輸送機(jī)的發(fā)展與現(xiàn)狀 長距離、大運(yùn)量、高速是帶式輸送機(jī)的最新發(fā)展方向。與其他運(yùn)輸設(shè)備 (如機(jī)車類)相比，帶式輸送機(jī)不僅具有長距離(單機(jī)長度可達(dá) 5000米，而且可 以實(shí)現(xiàn)多機(jī)進(jìn)行串聯(lián)搭接，運(yùn)距可達(dá) 206km )、大運(yùn)量、連續(xù)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)，而 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 且運(yùn)行可靠，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和集中控制，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。帶式輸送機(jī)運(yùn) 行維護(hù)費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于公路汽運(yùn)方式，而且只要生產(chǎn)時(shí)間超過 5年，帶式輸送機(jī) 輸送方式比公路汽運(yùn)的總投資要小得多，所以在企業(yè)的生產(chǎn)過程中，凡能實(shí)現(xiàn) 帶式輸送機(jī)輸送的場合，一般都采用連續(xù)的帶式輸送機(jī)輸送。與其他設(shè)備相比， 帶式輸送機(jī)有以下優(yōu)點(diǎn)： (1)輸送物料種類廣泛； (2)輸送能力范圍寬； (3)輸送線路的適應(yīng)性強(qiáng)； (4)靈活的裝卸料，可以靈活實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)或多點(diǎn)受料或卸料； (5)可靠性和安全性高； (6)費(fèi)用低。 1.2國外煤礦用帶式輸送機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 國外對于長距離地面輸送帶式輸送機(jī)的研究和使用較早，主要用于港口、 鋼廠、水泥廠、礦山等場合。帶式輸送機(jī)也是煤礦最為理想的高效連續(xù)運(yùn)輸設(shè) 備，特別是煤礦高產(chǎn)高效現(xiàn)代化的大型礦井，帶式輸送機(jī)己成為煤炭高效開采 機(jī)電一體化技術(shù)與裝備的關(guān)鍵設(shè)備。 國外帶式輸送機(jī)技術(shù)的發(fā)展主要表現(xiàn)在三個(gè)方面： (1)帶式輸送機(jī)功能多元化、應(yīng)用范圍擴(kuò)大化，如大傾角帶式輸送機(jī)、管 狀帶式輸送機(jī)、空間轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)等各種機(jī)型； (2)帶式輸送機(jī)本身的技術(shù)向長運(yùn)距、大運(yùn)量、高帶速等大型帶式輸送機(jī) 方向發(fā)展； (3)帶式輸送機(jī)本身關(guān)鍵零部件向高性能、高可靠性方向發(fā)展。 在煤礦井下，由于受環(huán)境條件的限制，其帶式輸送機(jī)的技術(shù)指標(biāo)要比地面 用帶式輸送機(jī)的指標(biāo)為低。國外通常使用的帶式輸送機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)如表 1.1所示。 [1] 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 3 表 1.1 國外帶式輸送機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo) 國外 300--500萬 t/a高產(chǎn)高效礦井 主要參數(shù) 順槽可伸縮帶式輸送機(jī) 大巷與斜井固定式強(qiáng)力帶式輸送機(jī) 運(yùn)距（m） 2000～3000 >3000 帶速（m/s） 3.5～4 4～5，最高達(dá) 8 輸送量（t/h） 2500～3000 3000～4000 驅(qū)動(dòng)總功率 （kw） 1200～2000 1500～3000，最大達(dá) 10100 1.3 國內(nèi)煤礦用帶式輸送機(jī)的技術(shù)現(xiàn)狀及存在的問題： 從 20世紀(jì) 80年代起，我國煤礦用帶式輸送機(jī)也有了很大發(fā)展，對帶式輸 送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)品的開發(fā)都取得了可喜的成果，輸送機(jī)產(chǎn)品系列不 斷增多，從定型的 SDJ, SSJ, STJ, DT等系列發(fā)展到多功能、適應(yīng)特種用途的 各種帶式輸送機(jī)系列，但這一階段的發(fā)展大都基于我國 70年代前后引進(jìn)帶式 輸送機(jī)的變形和改進(jìn)，主體結(jié)構(gòu)沒有大的變化。進(jìn)入 90年代后，隨著煤礦現(xiàn) 代化的發(fā)展和需要，我國對大傾角帶式輸送機(jī)、高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮帶 式輸送機(jī)及長運(yùn)距、大運(yùn)量帶式輸送機(jī)及其關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵零部件進(jìn)行了理論 研究和產(chǎn)品開發(fā)，應(yīng)用動(dòng)態(tài)分析技術(shù)和中間驅(qū)動(dòng)與智能化控制等技術(shù)，研制成 功了軟啟動(dòng)和制動(dòng)裝置以及 PLC控制為核心的防爆電控裝置。隨著我國煤礦高 產(chǎn)高效礦井的發(fā)展，煤礦井下帶式輸送機(jī)到目前己達(dá)到表 1.2所示的主要技術(shù) 指標(biāo)。 表 1.2 國內(nèi)帶式輸送機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo) 主要參數(shù) 順槽可伸縮帶式輸送機(jī) 大巷與斜井固定式強(qiáng)力帶式輸送機(jī) 運(yùn)距（m） 2000～3000 >4500 帶速（m/s） 2.5～4.5 3-5 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 輸送量（t/h） 1500～3000 2000～3000 驅(qū)動(dòng)總功率（km） 900～1600 1500～3000 從表 1.1和表 1.2的比較可以看出，我國煤礦高產(chǎn)高效礦井配套國產(chǎn)帶式 輸送機(jī)的水平基本達(dá)到了國際水平。目前，在帶式輸送機(jī)產(chǎn)品中，主要存在的 問題但關(guān)鍵零部件的可靠性水平還有待于進(jìn)一步提高。 在煤礦井下，由于煤層和井下地質(zhì)結(jié)構(gòu)等原因，有時(shí)不得不采用下運(yùn)帶式 輸送機(jī)。由于下運(yùn)方式對制動(dòng)技術(shù)、可靠性、安全性等要求較高，在礦井開拓 及運(yùn)輸方式設(shè)計(jì)時(shí)，大都盡量避免下運(yùn)運(yùn)輸方式，這也是目前下運(yùn)帶式輸送機(jī) 應(yīng)用較少的原因。 [1] 1.4我國煤礦用帶式輸送機(jī)的發(fā)展 （1）大型化、智能化 為了適應(yīng)高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要，帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸能力要加大， 控制自動(dòng)化水平要提高，長運(yùn)距、高帶速、大運(yùn)量、大功率是帶式輸送機(jī)今后 發(fā)展的必然趨勢。在今后的 10年內(nèi)，輸送量要達(dá)到 4000～5000t/h，帶速要提 高到 6m/s，順槽可伸縮輸送機(jī)頭部集中驅(qū)動(dòng)要達(dá)到 3000米，對于固定強(qiáng)力帶 式輸送機(jī)要達(dá)到 5000米，單機(jī)驅(qū)動(dòng)功率 1000～1500KW,輸送帶要達(dá)到 PVG3150 和 ST6000以上。 （2）提高關(guān)鍵零部件的性能和可靠性 設(shè)備開機(jī)率的高低主要取決于輸送機(jī)關(guān)鍵零部件的性能和可靠性。而 要提高關(guān)鍵零部件的性能和可靠性，除了進(jìn)一步完善和提高現(xiàn)有零部件的性能 和可靠性外，還要不斷開發(fā)研究新的技術(shù)和零部件，如高性能可控軟啟動(dòng)技術(shù)、 動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)、高效儲(chǔ)帶裝置、快速自移機(jī)尾、高壽命托輥等，使帶式 輸送機(jī)的性能進(jìn)一步提高。 （3）擴(kuò)大功能，一機(jī)多用化 帶式輸送機(jī)是一種理想的連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備，但目前其效能還沒有充分發(fā)揮， 資源有所浪費(fèi)。如將帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)作適當(dāng)修改，并采取一定的安全措施，就 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 5 可拓展到運(yùn)人、運(yùn)料或雙向運(yùn)輸?shù)裙δ埽龅揭粰C(jī)多用，使其發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì) 效益。 （4）開發(fā)專用機(jī)種 圖１－１ｔｄ７５型固定式帶式輸送機(jī) 中國煤礦的地質(zhì)條件差異較大，在運(yùn)輸系統(tǒng)的布置上經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些特殊 要求，如彎曲、大傾角(>25°)直至垂直提升、長運(yùn)距下運(yùn)帶式輸送機(jī)等，而 有些場合常規(guī)的帶式輸送機(jī)是無法滿足要求的。為了滿足煤礦井下的某些特殊 要求，應(yīng)開發(fā)滿足這些特殊要求帶式輸送機(jī)，如波紋擋邊輸送機(jī)、管狀帶式輸 送機(jī)、平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)、線摩擦多驅(qū)動(dòng)帶式輸送機(jī)、大傾角上運(yùn)帶式輸送 機(jī)、打傾角下運(yùn)帶式輸送機(jī)等。 [1] 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 2．傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)，主要包括擬定傳動(dòng)方案、選擇原動(dòng)機(jī)、確定總傳動(dòng) 比和分配各級傳動(dòng)比以及計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)。 2.1 擬定傳動(dòng)方案 機(jī)器通常由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作機(jī)三部分組成。傳動(dòng)裝置將原動(dòng)機(jī)的 動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳遞給工作機(jī)，合理擬定傳動(dòng)方案是保證傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)質(zhì)量的基礎(chǔ)。 課程設(shè)計(jì)中，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，擬定傳動(dòng)方案，分析傳動(dòng)方案的優(yōu)缺點(diǎn)。題目 中給定以下傳動(dòng)方案如下圖所示： 圖 2-1 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)方案簡圖 傳動(dòng)方案應(yīng)滿足工作機(jī)的性能要求，適應(yīng)工作條件，工作可靠，而且要求 結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊，成本低，傳動(dòng)效率高，操作維護(hù)方便。 2.2 選擇原動(dòng)機(jī)——電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)為標(biāo)準(zhǔn)化、系列化產(chǎn)品，設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)工作機(jī)的工作情況和運(yùn)動(dòng)、 動(dòng)力參數(shù)，根據(jù)選擇的傳動(dòng)方案，合理選擇電動(dòng)機(jī)的類型、結(jié)構(gòu)型式、容量和 轉(zhuǎn)速，提出具體的電動(dòng)機(jī)型號。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 7 2.2.1 選擇電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式 電動(dòng)機(jī)有交、直流之分，一般工廠都采用三相交流電，因而選用交流電動(dòng) 機(jī)。交流電動(dòng)機(jī)分異步、同步電動(dòng)機(jī)，異步電動(dòng)機(jī)又分為籠型和繞線型兩種， 其中以普通籠型異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用最多，目前應(yīng)用較 300廣的 Y系列自扇冷式籠 型三相異步電動(dòng)機(jī)，電壓為 380V，其結(jié)構(gòu)簡單、起動(dòng)性能好，工作可靠、價(jià)格 低廉、維護(hù)方便，適用于不易燃、不易爆、無腐蝕性氣體、無特殊要求的場合， 如運(yùn)輸機(jī)、機(jī)床、農(nóng)機(jī)、風(fēng)機(jī)、輕工機(jī)械等。 2.2.2 確定電動(dòng)機(jī)的功率 電動(dòng)機(jī)功率選擇直接影響到電動(dòng)機(jī)工作性能和經(jīng)濟(jì)性能的好壞：若所選電 動(dòng)機(jī)的功率小于工作要求，則不能保證工作機(jī)正常工作；若功率過大，則電動(dòng) 機(jī)不能滿載運(yùn)行，功率因素和效率較低，從而增加電能消耗，造成浪費(fèi)。 1. 帶式輸送機(jī)所需的功率 wP 由[1]中公式（2-3）得： 3/102.1.5/03.FVKW??? 設(shè)計(jì)題目給定：輸送帶拉力 F（N）= N 輸送帶速度 V(m/s)=1.5 m/s 2. 計(jì)算電動(dòng)機(jī)的輸出功率 dP 根據(jù)文獻(xiàn)[1]（《機(jī)械零件設(shè)計(jì)指導(dǎo)》關(guān)陽等編 遼寧科學(xué)技術(shù)出版）表 2— 2確定部分效率如下： 彈性聯(lián)軸器： （兩個(gè)）9.01?? 滾動(dòng)軸承（每對）： （共三對，兩對減速器軸承，一對滾筒軸承）.2 圓柱齒輪傳動(dòng)： （精度 7級）98.03 傳動(dòng)滾筒效率： 64?? V帶傳動(dòng)效率： 5.帶 得電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)間的總效率: 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 85.09.608.9.032341 ??????帶?? 輸送機(jī)效率: 54?w 電動(dòng)機(jī)的輸出功率： 32.1..1dwFVPKW 2.2.3 確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 同一類型、相同額定功率的電動(dòng)機(jī)低速的級數(shù)多，外部尺寸及重量較大， 價(jià)格較高，但可使傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及尺寸減少；高速電動(dòng)機(jī)則與其相反， 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮各方面因素，選取適當(dāng)?shù)碾妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。 三相異步電動(dòng)機(jī)常用的同步轉(zhuǎn)速有 ， ， ，min/30rin/150rmin/10r ，常選用 或 的電動(dòng)機(jī)。min/750rin/150r1 1. 計(jì)算滾筒的轉(zhuǎn)速 w 工作機(jī)的轉(zhuǎn)速： 66.71.6/in40VrD?????? 設(shè)計(jì)題目給定：滾筒直徑 D=400mm 輸送帶速度 V(m/s)=1.5 m/s 2. 確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 dn 由參考文獻(xiàn)[1] V帶傳動(dòng)比范圍為 ，所以總傳動(dòng)比合理范圍為4~2?i ，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍是：20~6?總i()71.6/min429.6~13./mindnrr?? 表 2-1 電動(dòng)機(jī)性能 電 動(dòng) 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 n/(r/min)方 案 電 動(dòng) 機(jī) 型 號 額 定 功率 （ KW） 同 步 轉(zhuǎn) 速 滿 載 轉(zhuǎn) 速 參 考 價(jià) 格 (元 ) 參 考 重 量 （ kg） 1 Y112M-4 4 1500 1440 230 45 2 Y132M1-6 4 1000 960 350 73 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 9 3 Y132M2-6 5.5 1000 960 500 84 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 750r/min、1000r/min、1500r/min、3000r/min 由參考文獻(xiàn)[1]中表 h1—1查出有三種使用的電動(dòng)機(jī)型號： 表 2-1中，綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量，價(jià)格以及總傳動(dòng)比， 即選定 2方案，電動(dòng)機(jī)型號為 Y132M1-6。其主要參數(shù)如下： 表 2-2電動(dòng)機(jī)相關(guān)參數(shù) 表 2-3帶式輸送機(jī)相關(guān)參數(shù) 2.3 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的確定及各級傳動(dòng)比的分配 由選定電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速 和工作機(jī)主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速 可得傳動(dòng)裝置的總mnwn 傳動(dòng)比 對于多級傳動(dòng) 計(jì)算出總傳動(dòng)比后，應(yīng)合理地wmni/???nii???321 分配各級傳動(dòng)比，限制傳動(dòng)件的圓周速度以減少動(dòng)載荷。 2.3.1 計(jì)算總傳動(dòng)比 由電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速 和工作機(jī)主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速960/minnr? 可得總傳動(dòng)比：71.6/miwnr? 96013.47.w? 型 號 額 定 功 率 滿 載 轉(zhuǎn) 速 計(jì) 算 輸 出 功 率 軸 伸 尺 寸 D E?中 心 高 裝 鍵 部 位 尺 寸F GD? Y132M2- 6 5.5kw 960 r/min 3.95kw 38 80mm 132mm 10 41mm 皮 帶 速 度 皮 帶 拉 力 滾 筒 直 徑 工 作 條 件 每 天 時(shí) 間 設(shè) 計(jì) 壽 命 轉(zhuǎn) 速 功 率 1.5/s N32.10?400m 平 穩(wěn) 連 續(xù) 16 小 時(shí) 8 年 71.66r /min 3.95kw 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 2.3.2 合理分配各級傳動(dòng)比 由參考文獻(xiàn)[1]中表 2—3，取帶傳動(dòng)比 ， ，則一級減速器傳3?帶i1.4i 動(dòng)比 。13.47i?減 帶 表 2-4傳動(dòng)比分配 總 傳 動(dòng) 比 電 機(jī) 滿 載 轉(zhuǎn) 速 帶 輪 傳 動(dòng) 比 為 齒 輪 傳 動(dòng) 比 為 滾 筒 轉(zhuǎn) 速13.4i? 960r/min =3vi=4.471i71.66 r/min 2.4 算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 為進(jìn)行傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算，應(yīng)首先推算出各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩，一般 按由電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間運(yùn)動(dòng)傳遞的路線推算各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)。 2.4.1 0軸（電機(jī)軸）輸入功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩 3.95dPkW?6/minnr 3.9500.246ddTNm??? 2.4.2 Ⅰ軸（高速軸）輸入功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩 013.950.7IddPKW??????帶 1/6/2/minmnir帶 01.4.12IdTN? ?帶 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 11 2.4.3Ⅱ軸（低速軸）輸入功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩 1223.7509.83.64IIIPKW???????210/.6/min4.nir 12.709.851.3ITi Nm?????? 2.4.4Ⅲ軸（滾筒軸）輸入功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩 12.409.3.56IIPKW????? 327.6/minnr 158.3.08ITNm? ? 各項(xiàng)指標(biāo)誤差均介于+0.5%～-0.5%之間。各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)見表表 2- 5： 表 2-5各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 軸 名 功 率 P (/kw) 轉(zhuǎn) 矩 T（ N/ m） 轉(zhuǎn) 速 n (r/min) 傳 動(dòng) 比 i 效 率 ? 電 機(jī) 軸 3.95 39.294 960 3 0.95 Ⅰ 軸 3.75 112 320 4.77 0.97 Ⅱ 軸 3.64 518.3 71.6 滾 筒 軸 3.56 508 71.6 1 0.98 注：各軸輸出是依據(jù)該軸輸入乘以該軸承效率得出，一對滾動(dòng)球軸承效率取 0.99. 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 3 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 減速箱外傳動(dòng)零件——帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 3.1.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)要求 (1) 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 選擇合理的傳動(dòng)參數(shù)；確定帶的型號、長度、 根數(shù)、傳動(dòng)中心距、安裝要求、對軸的作用力及帶的材料、結(jié)構(gòu)和尺寸等。 (2) 設(shè)計(jì)依據(jù) 傳動(dòng)的用途及工作情況；對外廓尺寸及傳動(dòng)位置的要求；原 動(dòng)機(jī)種類和所需的傳動(dòng)功率；主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速等。 (3) 注意問題 帶傳動(dòng)中各有關(guān)尺寸的協(xié)調(diào)，如小帶輪直徑選定后要檢查它 與電動(dòng)機(jī)中心高是否協(xié)調(diào)；大帶輪直徑選定后，要檢查與箱體尺寸是否協(xié)調(diào)。 小帶輪孔徑要與所選電動(dòng)機(jī)軸徑一致；大帶輪的孔徑應(yīng)注意與帶輪直徑尺寸相 協(xié)調(diào)，以保證其裝配穩(wěn)定性；同時(shí)還應(yīng)注意此孔徑就是減速器小齒輪軸外伸段 的最小軸徑。 3.1.2 V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 (1) 確定計(jì)算功率 由[2]中表 8-7查得工作情況系數(shù) 1.?AK 由[2]中公式 8-21： dcaP?1.3954.caAdPKkW?? (2) 選擇 V帶的帶型 根據(jù) 及 ,由[2]中圖 8-11選用 A型4.cak60/minnr (3) 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 并驗(yàn)算帶速dv ①初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑 1 由[2]中表 8-6和表 8-8，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑 12dm? ②驗(yàn)算帶速 v 按[2]中公式 8-13驗(yàn)算帶的速度 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 13 13.4129605.3/60dnv ms???? 因?yàn)?,故帶速合適。svsm/5/5? ③計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。 根據(jù)[2]中公式 8-15a計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 2d 21326dim??? 由[2]中表 8-8取 5d (4) 確定 V帶的中心距 和基準(zhǔn)長度 0adL ①根據(jù)[2]中公式 8-20， ,????210217. dda??? 初定中心距 50? ②由[2]中公式 8-22計(jì)算所需的基準(zhǔn)長度 ????02121042addaLd ????2355763m???? 由[2]中表 8-2選帶的基準(zhǔn)長度 180dL ③計(jì)算實(shí)際中心距 a 由[2]中公式 8-23計(jì)算00187635518.22dla m?????? (5) 驗(yàn)算小帶輪上的包角 1? 根據(jù)[2]中公式 8-25計(jì)算：????12157.357.38080121.5908da???????????? (6) 計(jì)算帶的根數(shù) z ①計(jì)算單根 V帶的額定功率 rp 由 和 ,查[2]中表 8-4a并用插值法得12dm?960/inn? 01.58Pkw? 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 根據(jù) 和 A帶查[2]中表 8-4b并用插值法得960/min3nr??、 0.12Pkw?? 查[2]中表 8-5得 ，查[2]中表 8-2得 ,0.9K? 1.LK 于是由[2]中公式 8-26：??LArcPz?0????0(1.582)0.931.6rPKkW??? ②計(jì)算 V帶的根數(shù) z 4.32.76crz?? 取 3根 (7) 計(jì)算單根 V帶的初拉力的最小值 ??min0F 根據(jù)[2]中公式 8-27： ??2min05.2)( qvzKPFc????? 2.093.640.153.175N?? 其中 q由[2]中表 8-3得 A型帶 ，應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力 。./qkgm??0minF? (8) 計(jì)算壓軸力 壓軸力的最小值由[1]中公式 8-28得： ????10minmin 153.2s23.7sin78.62pFz N?????? (9) 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 查[2]中表 8-10得大、小帶輪總寬度： 94Bm?? V型帶傳動(dòng)相關(guān)數(shù)據(jù)見表 3-1。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 15 表 3-1 V型帶傳動(dòng)相關(guān)數(shù)據(jù) 計(jì) 算 功 率 （ kw?cP ） 傳 動(dòng) 比 i 帶 速 V (m/s) 帶 型 根 數(shù) 單 根 初 拉 力 （ N） 壓 軸 力 （ N） 2.64 3 5.63 A 3 135.17 788.86 小 帶 輪 直 徑 (mm) 大 帶 輪 直 徑 (mm) 中 心 距 (mm) 基 準(zhǔn) 長 度 （ mm） 帶 輪 寬 度 (mm) 小 帶 輪 包 角 112 355 518.5 1800 48 153.150 3.2 減速器內(nèi)傳動(dòng)零件——高速級齒輪設(shè)計(jì) 3.2.1 選擇齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) 按照已經(jīng)選定的傳動(dòng)方案，高速級齒輪選擇如下： (1) 齒輪類型 選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng) (2) 齒輪精度等級 帶式輸送機(jī)為一般機(jī)器速度不高，按照[2]中表 10-8， 選擇 7級精度（GB10095-88） (3) 材料 由[2]中表 10-1選擇：兩者材料硬度差為 40HBS 小齒輪 40Cr 調(diào)質(zhì) 硬度 280HBS 大齒輪 45 鋼 調(diào)質(zhì) 硬度 240HBS (4) 試選擇小齒輪齒數(shù) 241?z 大齒輪齒數(shù) 2.7.5ziZ?? 取 齒數(shù)比215z?1u 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 16 3.2.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) (1) 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值 ①試選載荷系數(shù) 3.1?tk ②小齒輪轉(zhuǎn)矩 664112.89.509.50.103IPT Nmn????? ③由文獻(xiàn)[2]中表 10-6查得材料彈性影響系數(shù) 2.9MPazE ④齒寬系數(shù)：由文獻(xiàn)[2]中表 10—7知齒寬系數(shù) 1?d? ⑤由文獻(xiàn)[2]中圖 10-21d 按齒面硬度查得小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 ；大齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 。MPaH601lim?? aH501lim? ⑥計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) ??81320183052.4hNnjL?????821.4/.65u?? ⑦由文獻(xiàn)[2]中圖 10-19取接觸疲勞壽命系數(shù) 90.1HNK9.2HN ⑧計(jì)算接觸疲勞許應(yīng)力 取失效概率為 1% 安全系數(shù) S=1 由文獻(xiàn)[2]中式 10-12??MPaSKHNH 54069.01lim1 ?????.22li22 (2)計(jì)算 ①試算小齒輪分度圓直徑 td1 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 17 ??3 2112. ??????????HEdtt ZuTKd??243.6803.5189.2.1??????????57m ②計(jì)算圓周速度 v157.8320.96/6061tdnv ms?? ??? ③計(jì)算齒寬 b 1..dtb??? ④計(jì)算齒寬與齒高比 h 模數(shù) 157.82.ttdmZ? 齒高 2..5.146th??5718..46b? ⑤ 計(jì)算載荷系數(shù) 據(jù) ，7 級精度。由圖 10-8查動(dòng)載荷系數(shù) ，直齒輪0.9/vms 1.04vK? ，由文獻(xiàn)[2]中表 10-2查得使用系數(shù) ，由文獻(xiàn)[2]中表1??FHKA 10-4 用插入法查得 7級精度、小齒輪相對非對稱布置時(shí)： 23.208(.6)0.1Hdb???????31..157.842???? 由 ， ，在文獻(xiàn)[2]中查圖 10-13，得 ，故載.hb.42HK?? 35.1??FK 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 18 荷系數(shù) 。1.04.214768AvHK?????? ⑥ 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由文獻(xiàn)[2]中式 10-10a得 ： 331 .7685.59.ttdm? ⑦ 計(jì)算模數(shù) m 19.62.85Z? 3.2.3 按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算 (1) 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值 ① 由文獻(xiàn)[2]中圖 10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaFE501?? 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 。MPaFE3802?? ② 由文獻(xiàn)[2]中圖 10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) ， 。8.01FNK8.2FN ③ 計(jì)算彎曲疲勞許應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) 由[2]中式 10-124?S?? PaSKFENF 57.304.18501????MFEF 86.2.22 ④ 計(jì)算載荷系數(shù) K 1.04.35140AvF?????? ⑤ 查取齒形系數(shù) 由[2]中表 10-5查得： ， 。62.1FaY.Fa ⑥ 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由[2]中表 10-5查得： ， 。59.1?Sa21.78Sa 計(jì)算大小齒輪的 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 19 ?? 01372.5.39621???FSaY?28.64.aSF? 大齒輪的數(shù)值大 (2) 設(shè)計(jì)計(jì)算 ??41332 21.06.80.169.735FaSdYKTm mZ??????? 對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng) 度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) 的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，m 而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積 有關(guān)，可取由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) 1.7136并根據(jù) GB1357-87就近圓 整為標(biāo)準(zhǔn)值 ，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 。2m? 159.6dm? 算出小齒輪的齒數(shù)： 圓整取 30159.6.83dz 1z? 大齒輪的齒數(shù) 圓整取205.9z??2106z 實(shí)際傳動(dòng)比： 163.i 傳動(dòng)比誤差： 允許.5.10%.85i?????? 3.2.4 高速級齒輪幾何尺寸計(jì)算 ①分度圓直徑 13026dzm????21062dzm???? ② 中心距 62a? 表 3-2 高速級齒輪設(shè)計(jì)幾何尺寸及參數(shù) 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 20 齒 輪 壓 力角 模數(shù) 中 心 距 齒 數(shù) 比 齒 數(shù) 分 度 圓 直 徑 齒 根 圓 直 徑 齒 頂 圓 直 徑 齒 寬 小 齒 輪 30 60 55 64 60 大 齒 輪 20° 2 136 3． 54 106 212 207 216 55 ③ 齒輪寬度 取 10dbm??Bm?5 圓周力： 4126.8267tTFN? 徑向力： 1tan0tan085.12r?? ??? 3.3 減速器內(nèi)傳動(dòng)零件——低速級齒輪設(shè)計(jì) 3.3.1 選擇齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) ⑴ 選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng) ⑵ 傳動(dòng)速度不高，選擇 7級精度（GB10095-88） ⑶ 材料選擇 小齒輪 40Cr 調(diào)質(zhì) 硬度 280HBS 大齒輪 45 調(diào)質(zhì) 硬度 240HBS ⑷ 選擇小齒輪齒數(shù) 263?z 大齒輪齒數(shù) 圓整取 6942.8.1iZ?4z? 3.3.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) (1)確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值 試選載荷系數(shù) 3.1?tk 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 21 小齒輪傳遞的扭矩 555239.109.102..3106PT Nmn????? 由[2]中表 10-6查得材料彈性影響系數(shù) 28.MPazE 由[2]中表 10-7選取齒寬系數(shù) 1d? 由[2]中圖 10-21d 按齒面硬度查得 小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 aH603lim?? 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 P54li ⑥ 由[2]中式 10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) ??7326090.61806.310hNnjL?????7742.52.u? ⑦ 由[2]中圖 10-19取接觸疲勞壽命系數(shù) 94.03?HNK98.04?HN ⑧ 計(jì)算接觸疲勞許應(yīng)力 取失效概率為 1% 安全系數(shù) S=1 由[2]中式 10-12??MPaSKHN56409.3lim3 ????? H 398.4li4? (2)計(jì)算 ① 計(jì)算小齒輪分度圓直徑 ，代入td3??2H?342312. ??????????Edt ZuKTd? 2531.0.6189.. 53??????86.54m 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 22 ② 計(jì)算圓周速度 3286.5490..1/6011tdnv ms????? ③ 計(jì)算寬度 b 3..dt?? ④ 計(jì)算齒寬與齒高比 n 模數(shù) m 386.54.32tt mZ? 齒高 ..7.5th??86.541.7b? ⑤ 計(jì)算載荷系數(shù) 據(jù) 7級精度。由[2]中圖 10-8查動(dòng)載荷系數(shù) ；0./vms 01.?vK 直齒輪 。由[2]中表 10-2查得使用系數(shù) 。1??FHKA 由[2]中表 10-4用插入法查得 7級精度、小齒輪相對非對稱布置時(shí) bd?????3210.)6.0(8.2.1?? 3.0.18.549???? 由 查[2]中圖 10-13得 1.54bh.279HK??4.1??FK 故載荷系數(shù) 1.0.4279.AvH??? ⑥ 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由[2]中式 10-10a得333 .4286.589.5ttKdm?? ? ⑦ 計(jì)算模數(shù) m 3..dZ 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 23 3.3.3 按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算 （1）確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值 ① 由[2] 中圖 10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ；大齒MPaFE503?? 輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaFE3802?? ② 由[2]中圖 10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) 9.3FNK98.4FN ③ 計(jì)算彎曲疲勞許應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) 由[2]中式 10-124.1?S?? PaKFENF 29.3.50933???MSFEF 64.1844 ? ④ 計(jì)算載荷系數(shù) K 41.01.????FVAK ⑤ 查取齒形系數(shù) 由[2]中表 10-5查得 6.23?FaY42.8Fa ⑥ 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由[2]中表 10-5查得 59.13Sa41.79SaY? 計(jì)算大小齒輪的 ??FSaY?? ??0123.9.35623???FSaY?4187.469aSF? 大齒輪的數(shù)值大 （2）設(shè)計(jì)計(jì)算 ??532 211.4.310.4692.176FaSYKTm mdZ??????? 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 24 根據(jù)[2]中表 10—1就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 2.5m? 計(jì)算小齒輪齒數(shù) 圓整取389.5.2dZ?36Z 計(jì)算大齒輪齒數(shù) 圓整取4.64?49 實(shí)際傳動(dòng)比： 95.3i? 傳動(dòng)比誤差： 允許2.6410%.765i????? 3.3.4 低速級齒輪幾何尺寸計(jì)算 ① 分度圓直徑 362.590dZm????4952.37.dZmm??? ② 中心距 4290713a? ③ 齒輪寬度 31db?B48 表 3-3低速級齒輪設(shè)計(jì)幾何尺寸及參數(shù) 齒 輪 壓 力角 模數(shù) 中 心距 齒 數(shù)比 齒數(shù) 分 度 圓直 徑 齒 根 圓直 徑 齒 頂 圓直 徑 齒 寬 小 齒 輪 36 90 83.75 95 90 大 齒 輪 20° 2.5 163.75 2.64 95 237.5 231.25 242.5 85 3.4 軸的設(shè)計(jì)——輸入軸的設(shè)計(jì) 3.4.1 確定軸的材料及初步確定軸的最小直徑 1、確定軸的材料 輸入軸材料選定為 40Cr，鍛件，調(diào)質(zhì)。 2、求作用在齒輪上的力 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 25 根據(jù)輸入軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù),計(jì)算作用在輸入軸的齒輪上的力： 輸入軸的功率 2.8IPKW? 輸入軸的轉(zhuǎn)速 130/minnr 輸入軸的轉(zhuǎn)矩 46.TN??? 圓周力： 128267tFd?? 徑向力： 1tan0tan085.12r N???? 3、初步確定軸的最小徑，選取軸的材料為 45號鋼，調(diào)制處理，根據(jù)[2]中表 15 —3，取 20?A 33min0.8121.50IPdm???? 3.4.2 初步設(shè)計(jì)輸入軸的結(jié)構(gòu) 根據(jù)軸向定位要求初步確定軸的各處直徑和長度 ①已知軸最小直徑為 ，由于是高速軸，顯然最小直徑處將min21.5d? 裝大帶輪，故應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)系列值 ，為了與外連接件以軸肩定位，故取A B段直徑為 。35Bd? ②初選滾動(dòng)軸承。因該傳動(dòng)方案沒有軸向力，高速軸轉(zhuǎn)速較高，載荷不大， 故選用深溝球軸承（采用深溝球軸承的雙支點(diǎn)各單向固定） 。參照工作要求并 根據(jù) ，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的深35Bdm 溝球軸承 6307（參考文獻(xiàn)[3]） ，其尺寸為 ，為防止箱內(nèi)35821dDB??? 潤滑油飛濺到軸承內(nèi)使?jié)櫥♂尰蜃冑|(zhì)，在軸承向著箱體內(nèi)壁一側(cè)安裝擋油 板，根據(jù)需要應(yīng)分別在兩個(gè)擋油板的一端制出一軸肩，故： 。5056DEFdd??、 ③由于軸承厚度為 21mm，根據(jù)[4]中圖 5.3擋油板總寬度為 18mm故 ，根據(jù)箱座壁厚，取 12 且齒輪的右端面與箱內(nèi)壁的距離mlHC39 ，則取 ，根據(jù)[4]中圖 5.3，而擋油板內(nèi)測與箱體內(nèi)壁取12???12 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 26 3mm，故 。根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表 3-1知中間軸的兩齒輪間的距mlG9312?? 離 ，估取 ，且中間軸的小齒輪端面與箱體內(nèi)壁距離為5~0?10? ，因 ， ， 。?3B25?160FBlm? 故 。6129394.5Dl???? ④設(shè)計(jì)軸承端蓋的總寬度為 45mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定） ， 根據(jù)軸承端蓋的拆裝及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與外連 接件的右端面間的距離為 30mm，故 。根據(jù)根據(jù)帶輪寬度可確定mlB75?48Alm? 圖 3-1輸入軸結(jié)構(gòu)簡圖 3.4.3 按彎曲合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 （１）計(jì)算支座反力 H面 0??Am1(1627.5)6209.5BHrpRF???1.82.109.578.695.218rpB N???? ? 0 xF1??AHBprR958.217.8625.19.68AHBrR??? V面 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 27 16271620.49.5.tAVFRN??? （２）計(jì)算 H面及 V面的彎矩，并作彎矩圖 ①H 面 DA段： ()78.6pMxx(19.5)? 當(dāng) 時(shí)，在 D處0?0?H 當(dāng) 時(shí)，在 A處19.5x92.80.2.17Nm??? BC段： ()51HBRxx(65)? 當(dāng) 時(shí)，在 B處0?x0?HM 當(dāng) 時(shí)，在 C處67.598.27.420.7Nm??? ②V 面 0?VBAVD16.2459238.CMRx???? （３）計(jì)算合成彎矩并作圖 0?BD0.17ANm22264(5938.)670CHVC Nm????? （４）計(jì)算 并作圖T?0.36810I???? （5）校核軸的強(qiáng)度 按彎矩合成強(qiáng)度條件，校核危險(xiǎn)點(diǎn)即 C截面圓周表面處應(yīng)力。扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 為靜應(yīng)力，取 ，由[2]中表 15-1查得，軸彎曲疲勞極限3.0?a ??MPa351??? 結(jié)論：?? 22 223670415.6.1CIcaMTMPaW???????? 強(qiáng)度足夠。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 28 3.5 軸的設(shè)計(jì)——輸出軸的設(shè)計(jì) 3.5.1 初步確定軸的最小直徑 33min02.14.96IPdAm???? 1、確定軸的材料 輸出軸材料選定為 45號鋼，鍛件，調(diào)質(zhì)。 2．求作用在齒輪上的力 根據(jù)輸出軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)、低速級齒輪設(shè)計(jì)幾何尺寸及參數(shù)，計(jì)算作用 在輸出軸的齒輪上的力： 輸出軸的功率 2.14PKW?Ⅲ 輸出軸的轉(zhuǎn)速 36/min 輸出軸的轉(zhuǎn)矩 I59.TN?432148.267.0ItFd????4tan9.tan014.r?? ? ３.初步確定軸的最小直徑 33min02.41.96IPdAm???? 3.5.2 初步設(shè)計(jì)輸出軸的結(jié)構(gòu) １．輸出軸最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑 ，為了使所選的軸直徑與gd 聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 查表 14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小故取 ，則：1TKAca? 3.1?AK.359.679.548INm???? 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 29 ２．初選聯(lián)軸器 按照計(jì)算 應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn) GB/T5014-2003,選用型caT 號為 LX3的 Y型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 。半聯(lián)軸器的孔徑1250Nm? ,故取 半聯(lián)軸器長度 。 45gdm?45gdm?L? 3．根據(jù)軸向定位要求初步確定軸的各處直徑和長度 圖 3-4輸出軸結(jié)構(gòu)簡圖 4．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）根據(jù)軸向定位要求初步確定軸的各處直徑和長度 ①根據(jù)已確定的 ，由于 g段軸長與半聯(lián)軸器的軸轂長相同，為45gdm? 了使聯(lián)軸器以軸肩定位，故取 f段直徑為 。70fdm? ②初選滾動(dòng)軸承。因該傳動(dòng)方案沒有軸向力，故選用深溝球軸承（采用深 溝球軸承的雙支點(diǎn)各單向固定） 。參照工作要求并根據(jù) ，由軸承產(chǎn)70fd 品目錄中初步選取 0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的深溝球軸承 61915（參考文獻(xiàn) [3]） ，其尺寸為 ，根據(jù)需要在擋油板的一端制出一軸肩，75106dDB??? 故 。87dm? ③由于軸承厚度為 16mm，擋油板總寬為 18mm故 ，根據(jù)兩齒輪中34elm? 心定位，且中速軸上的小齒輪端面與箱體內(nèi)壁為 12mm，而擋油板內(nèi)測與箱體內(nèi) 壁取 3mm，另外為了使大齒輪更好的固定，則令軸端面在大齒輪空內(nèi)，距離取 3mm，綜上得出 ， 。取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離 a=16mm,圓柱齒輪49al?82blm 之間的距離 c=20mm,再根據(jù)高速軸的尺寸和低速軸的部分尺寸可以算出 。96dl? 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 30 ④設(shè)計(jì)軸承端蓋的總寬度為 44mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定） ， 根據(jù)軸承端蓋的拆裝及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與外連 接件的右端面間的距離為 30mm，故 。mlf74? 5．按彎曲合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 （1）繪制空間受力圖 （2）作水平面 H和垂直面 V內(nèi)的受力圖，并計(jì)算支座反力 ①H 面 0??Bm4821.482576.5rAFRN?? 4.76.3HrH?? ②V 面 4829.82154.5tAV????4.630.6BtAVRFN?? （3）計(jì)算 H面及 V面內(nèi)的彎矩，并作彎矩圖 ①H 面 0?BAM82576.428.9HCAHRNm????? ②V 面 0?VBA821584.362917.5CM??? （4）計(jì)算合成彎矩并作圖 0?BA 2 22(4786.9)17.513860CHVC Nm????? （5）計(jì)算 并作圖T?0.6591.035Nm????Ⅲ （6）校核軸的強(qiáng)度 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 31 按彎矩合成強(qiáng)度條件，校核危險(xiǎn)點(diǎn)即 C截面圓周表面處應(yīng)力。扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 為靜應(yīng)力，取 ，由 [2]中表 15-1查得，軸彎曲疲勞極限3.0?a ??MPa351??? 所以，?? 22 22131860517.4.CIcaMTMPaW?? ??????? 強(qiáng)度是足夠的。 3.6 軸的設(shè)計(jì)——中速軸的設(shè)計(jì) （1）中速軸的功率 2.1PK?Ⅱ 中速軸的轉(zhuǎn)速 9065/minn 中速軸的轉(zhuǎn)矩 3.8TN?Ⅱ （2）初步確定軸的最小徑 33min02.21.49065PdA????中 因?yàn)橹虚g軸最小徑與滾動(dòng)軸承配合，故同時(shí)選取滾動(dòng)軸承，根據(jù)軸的最小 徑初步選取型號為 6407的深溝球軸承，其尺寸為 。根35102dDB??? 據(jù)前兩個(gè)軸的尺寸，不難得出中速軸的尺寸，故其各部分計(jì)算省略。 。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 32 4 部件的選擇與設(shè)計(jì) 4.1 軸承的選擇 軸系部件包括傳動(dòng)件、軸和軸承組合 4.1.1 輸入軸軸承 1. 軸承類型的選擇 由于輸入軸承受的載荷為中等，且只受徑向載荷，于是選擇深溝球軸承。 軸承承受的徑向載荷 ；軸承轉(zhuǎn)速 ；軸承的預(yù)期壽命825.1PN?1320/minnr? 。8130hLh?? 2.軸承型號的選擇 求軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷值 1336 600210825. 5.8hnLCP kN??? ? 按照[3] 表 22-1選擇 的 6007軸承。 .CkN? 4.1.2 輸出軸軸承 1.軸承類型的選擇 由于輸入軸承受的載荷為中等，且只受徑向載荷，于是選擇深溝球軸承。 軸承承受的徑向載荷 ；184.PN? 軸承承受的轉(zhuǎn)速 36/minnr 軸承的預(yù)期壽命 0512hLh?? 2.軸承型號的選擇 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 33 求軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷值 336 6004.12018. 5.3hnLCPkN??? ? 按照[3] 表 22-1選擇 的 6015軸承。.CkN? 4.1.3 中間軸軸承 1.軸承類型的選擇 由于中間軸承受的載荷為中等，且只受徑向載荷，于是選擇深溝球軸承。 軸承承受的徑向載荷 ；79.64PN? 軸承承受的轉(zhuǎn)速 205/minnr 軸承的預(yù)期壽命 81320hLh?? 2.軸承型號的選擇 求軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷值 2336 6009.512079.43.1hnCP kN????? 按照[3]表 22-1選擇 的 6007軸承.1CkN 4.2 輸入軸輸出軸鍵連接的選擇及強(qiáng)度計(jì)算 1、輸入軸鍵連接 由于輸入軸上齒輪 1的尺寸較小，采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，故只為其軸端選擇鍵。 輸入軸軸端選擇 A型普通平鍵。其尺寸依據(jù)軸頸 ，由[2]中表 6-1選25dm? 擇 鍵。鍵長根據(jù)皮帶輪寬度 B=48選取鍵的長度系列取鍵長 L=40。87bh?? ② 校核鍵連接的強(qiáng)度 鍵和聯(lián)軸器的材料都是鋼，由[2]中表 6-2查得許用及壓應(yīng)力 取平均值 。鍵的工作長度??MPap120~???MPap10?? ，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度483lLbm???0.5.73.5Khm??? 由[2]中式 6-1得 ，強(qiáng)度足夠。 332684.7.5p pTaKld?????????Ⅰ 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 34 2、輸出軸鍵連接 ⑴ 輸出軸與齒輪 4的鍵連接 ①選擇鍵連接的類型與尺寸 一般 8級以上的精度的齒輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵連接。由于齒輪 不在軸端，故選用圓頭普通平鍵（A 型） 。據(jù) ，由[2]中表 6-1選擇80dm? 鍵。由輪轂寬度 及鍵的長度系列取鍵長 。214bh??85B?70Lm? ② 校核鍵連接的強(qiáng)度 鍵、齒輪和輪轂的材料都是鋼，由[2]中表 6-2查得許用及壓應(yīng)力 取平均值 。鍵的工作長度??MPap120~???MPap10? ，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度748lLbm???0.5.147Kh??? 由[2]中式 6-1得 ，強(qiáng)度足 33259.64.78p pTPaKld??????????Ⅲ 夠。 ⑵ 輸出軸端與聯(lián)軸器的鍵連接 據(jù)輸出軸傳遞的扭矩 應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩。查國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 5014-ⅢT 85。選用 LX3型彈性聯(lián)軸器。其公稱轉(zhuǎn)矩為 。半聯(lián)軸器孔徑1250Nm? 。145dm? ① 選擇鍵連接的類型及尺寸 據(jù)輸出軸軸端直徑 ，聯(lián)軸器 Y型軸孔 ，軸孔長度45dm?145d? 選取 A型普通平鍵 。2L1490bhL? ② 校核鍵連接的強(qiáng)度 鍵和聯(lián)軸器的材料都是鋼，由[2]中表 6-2查得許用及壓應(yīng)力 取平均值 。鍵的工作長度??MPap120~????MPap10?? ，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 。486lLbm??0.5.94.5Khm??? 由[2]中式 6-1得 ，強(qiáng)度足夠。 3321059.6107.9848p pTPaKld?????????Ⅲ 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 35 4.3 滾動(dòng)軸承的潤滑和密封 當(dāng)浸油齒輪圓周速度 ,軸承內(nèi)徑和轉(zhuǎn)速乘積12/vms? 時(shí)，宜采用脂潤滑。為防止箱體內(nèi)的油浸入軸承與潤滑in/1025rmdn??? 脂混合，防止?jié)櫥魇?，?yīng)在箱體內(nèi)側(cè)裝擋油環(huán)。 4.4 聯(lián)軸器和軸承端蓋的選擇 4.4.1 聯(lián)軸器的選擇 為了隔離振動(dòng)與沖擊，選用彈性柱銷聯(lián)軸器。彈性柱銷聯(lián)軸器具有緩沖和 吸震性，可頻繁的起動(dòng)和正反轉(zhuǎn)，可以補(bǔ)償兩軸的相對位移。根據(jù)以上的計(jì)算 選擇 LX3型彈性柱銷聯(lián)軸器。 4.4.2 軸承端蓋的選擇 根據(jù)箱體設(shè)計(jì)，選用凸緣式軸承端蓋。 4.5 其它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.5.1 通氣器的設(shè)計(jì) 通氣器多裝在箱蓋頂部或窺視孔蓋上，其作用是將工作時(shí)箱內(nèi)熱漲氣體及 時(shí)排出。其結(jié)構(gòu)基本如下： 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 36 圖 4-1通氣器結(jié)構(gòu)圖 4.5.2 吊環(huán)螺釘、吊耳及吊鉤 為便于拆卸及搬運(yùn)，應(yīng)在箱蓋上鑄出吊耳，并在箱座上鑄出吊鉤。 圖 4-2吊耳吊鉤結(jié)構(gòu)圖 4.5.3 啟蓋螺釘 啟蓋螺釘?shù)闹睆揭话愕扔谕咕壜?lián)接螺栓的直徑，螺紋有效長度大于凸緣厚 度。螺桿端部要做成圓柱形或大倒角、半圓形，以免啟蓋時(shí)頂壞螺紋。 圖 4-3啟蓋螺釘結(jié)構(gòu)圖 4.5.4 定位銷 定位銷有圓柱形和圓錐形兩種結(jié)構(gòu)，一般取圓錐銷。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 37 圖 4-4定位銷 4.5.5 油標(biāo) 油標(biāo)用來指示油面高度，常見的有油尺、圓形油標(biāo)、長形油標(biāo)等。一般采 用帶有螺紋部分的油尺。油尺安裝位置不能太低，以防油進(jìn)入油尺座孔而溢出， 不能太高以免與吊耳相干涉，箱座油尺座孔的傾斜位置應(yīng)便于加工和使用。 圖 4-5油標(biāo) 4.5.6 放油孔及螺塞 在油池最低位置設(shè)置放油孔，螺塞及封油墊圈的結(jié)構(gòu)尺寸按照國標(biāo)型號選 擇。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 38 圖 4-6放油孔和螺塞 4.6 箱體 采用 HT200鑄造箱體，水平剖分式箱