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學(xué)校代碼： 10128 學(xué) 號(hào)： 課程設(shè)計(jì) 題 目： 帶式輸送機(jī)的減速傳動(dòng)裝置 學(xué)生姓名： 學(xué) 院： 機(jī)械學(xué)院 系 別： 工業(yè)工程 專 業(yè)： 工 業(yè) 工 程 班 級(jí)： 09-2 指導(dǎo)教師： 李建福 2012年06 月 23日 目 錄 目錄……………………………………………………………1 設(shè)計(jì)任務(wù)書……………………………………………………2 傳動(dòng)方案的擬定及說明………………………………………3 電動(dòng)機(jī)的選擇…………………………………………………3 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)……………………………3 傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………4 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………7 軸承的選擇及計(jì)算……………………………………………9 鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算……………………………………10 聯(lián)軸器的選擇…………………………………………………10 潤(rùn)滑與密封……………………………………………………11 參考資料目錄…………………………………………………11 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 學(xué)院（系）： 機(jī)械學(xué)院 課程名稱： 機(jī)械核計(jì)基礎(chǔ) 指導(dǎo)教師（簽名）： 李建福 專業(yè)班級(jí)： 工業(yè)09-2 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 一、課程設(shè)計(jì)題目 帶式輸送機(jī)的減速傳動(dòng)裝置 二、課程設(shè)計(jì)的目的 1．綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程及其它有關(guān)已修課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練，從而使這些知識(shí)得到進(jìn)一步鞏固、加深和擴(kuò)展。 2．學(xué)習(xí)和掌握通用零部件、機(jī)械傳動(dòng)及一般機(jī)械設(shè)計(jì)的基本方法與步驟，培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力和分析、解決問題的能力。 3．提高學(xué)生在計(jì)算、制圖、運(yùn)用設(shè)計(jì)資料、進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算、考慮技術(shù)決策等機(jī)械設(shè)計(jì)方面的基本技能以及機(jī)械CAD技術(shù)。 三、課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和 要求（包括原始數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)要求、工作量要求等） 原始數(shù)據(jù)： 運(yùn)輸帶工作拉力： F = 2350 N（包括卷筒及其支承的摩擦阻力） 輸送帶工作速度： V = 1.31 m/s 卷 筒 直 徑： D = 220 mm 有關(guān)情況說明： 工作條件：一班制連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，室內(nèi)工作有粉塵；使用壽命：十年（大修期三年）；生產(chǎn)批量：10臺(tái)；生產(chǎn)條件：中等規(guī)模機(jī)械廠，可加工7-8級(jí)精度齒輪；動(dòng)力來源：電力，三相交流（220/380V）；輸送帶速度允許誤差：5% 。 設(shè)計(jì)文件要求： 1.減速器裝配圖A0圖紙1張；2.零件工作圖A2圖紙2張; 3.設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份. 四、工作進(jìn)度安排 1.設(shè)計(jì)準(zhǔn)備階段(約占總學(xué)時(shí)的4%,約0.4天);2.傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)(約占總學(xué)時(shí)的10%,1天);3.各級(jí)傳動(dòng)的主體設(shè)計(jì)(約占總學(xué)時(shí)的5%,約0.5天);4.裝配草圖的設(shè)計(jì)和繪制(約占總學(xué)時(shí)的35%,約3.5天);5. 裝配工作圖的設(shè)計(jì)和繪制和總成(約占總學(xué)時(shí)的25%,約2.5天);6.零件工作圖的設(shè)計(jì)和繪制(約占總學(xué)時(shí)的10%,約1天);7.設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的編寫(約占總學(xué)時(shí)的9%,約1天);8.設(shè)計(jì)總結(jié)和答辨(約占總學(xué)時(shí)的2%,約0.2天). 五、主要參考文獻(xiàn) 1.楊可楨 程光蘊(yùn) 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 高等教育出版社 2.陳秀寧 施高義 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》 浙江大學(xué)出版社 審核批準(zhǔn)意見 系（教研室）主任（簽字）: 一、傳動(dòng)方案的擬定及說明 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求及條件，帶式輸送機(jī)減速傳動(dòng)裝置選定為帶傳動(dòng)+單級(jí)圓柱齒輪減速器（閉式）。 主要特點(diǎn)： 1. 高速級(jí)選用帶傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；便于維護(hù)；成本低。同時(shí)還可以緩沖、吸震。 2.低速級(jí)采用圓柱齒輪，傳動(dòng)承載能力大，傳動(dòng)比恒定，效率高，工作可靠，壽命長(zhǎng)。 D V F 傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖見圖一： 二．電動(dòng)機(jī)的選擇 1.電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇 按工作要求和條件，選用Y系列三相籠式異步電動(dòng)機(jī)。 2.電動(dòng)機(jī)容量的選擇 1)工作機(jī)所需功率Pw Pw＝Fv/1000 =3.079 kw 2)電動(dòng)機(jī)的輸出功率 Pd＝Pw/η=3.442 kw η＝ ＝0.8944 其中：h1=0.96（帶傳動(dòng)）； h2=0.97（齒輪傳動(dòng)8級(jí)）； h3=0.99（滾動(dòng)軸承）； h4=0.98（低速級(jí)滑塊聯(lián)軸器）； 　　因載荷平穩(wěn)，故取電動(dòng)機(jī)額度功率3 kw。 ３.電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 nd＝（i12i23）nw nw=60V/Dp=113.78 r/min nd＝（2～4）（3～5）nw=（6～20）113.78=（682.68～2275.6）r/min 初選為同步轉(zhuǎn)速為1500r/min的電動(dòng)機(jī)。 ４.電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定 選電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y100L2-4,其額定功率為3kW， 滿載轉(zhuǎn)速1430r/min?；痉项}目所需的要求。 三．傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 1. 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配 由電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速nd和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速nw可確定傳動(dòng)裝置應(yīng)有的總傳動(dòng)比為： i＝nd /nw＝12.66 考慮到帶傳動(dòng)的承載能力以及結(jié)構(gòu)尺寸的限制，故取 ib＝3.0，　　 ig=i/ib=4.22 速度偏差為0.5%<5%，所以可行。 2. 各軸轉(zhuǎn)速、輸入（輸出）功率、輸入轉(zhuǎn)矩 ①各軸轉(zhuǎn)速 Ⅰ軸 Ⅱ軸 工作軸 ②各軸輸入功率 Ⅰ軸 Ⅱ軸 工作軸 ③各軸輸入轉(zhuǎn)矩 Ⅰ軸 Ⅱ軸 工作軸 項(xiàng) 目 電動(dòng)機(jī)軸 高速軸Ⅰ 低速軸Ⅱ 工作軸 轉(zhuǎn)速n（r/min） 1430 476.67 112.95 112.95 功率P（kW） 輸入 3.30 3.17 2.67 輸出 3.0 轉(zhuǎn)矩T（Nm） 輸入 66.11 268.02 225.75 輸出 20.034 傳動(dòng)比i 3.0 4.22 1.0 效 率h h1=0.96 h2h3=0.980 h3h4=0.970 四．傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 皮帶選取應(yīng)用廣泛的普通V帶。 4.1求計(jì)算功率 =1.33.079=4KW 4.2選取普通V帶型號(hào) 根據(jù)=4KW，=1430r/min，由圖13-15查出此坐標(biāo)點(diǎn)位于A型線附近，故選取A型帶。 4.3求大小帶輪基準(zhǔn)直徑 由所選型號(hào)查表13-9（《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》），選=90mm 由=（1-ε） 故=（1430/476.67）90=264.598mm由表13-9取=265mm 4.4驗(yàn)算帶速 V= 帶速在5～25m/s范圍內(nèi)，合適。 4.5 V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度和中心距 初步選取中心距 =1.5(90+265)=532.5mm 取600mm,符合 帶長(zhǎng) =1770mm 由表13-2（《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》），對(duì)A型帶選用=1800㎜ 實(shí)際中心距㎜ 4.6驗(yàn)算小輪包角 57.3=164〉，合適 4.7求V帶根數(shù) Z= 由n1=1430r/min，d=90㎜，查表13-3（《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》） 由表13-5查得 由a1=164查表13-7得K=0.965查表13-2 K=1.01 由式 Z== 3.33 取4根 （2）齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 1. 齒輪的材料選擇及許用應(yīng)力的確定 齒輪Ⅰ采用45＃鋼調(diào)質(zhì)，表查得齒面硬度為197~286HBS 齒輪Ⅱ采用45＃鋼正火，查表得齒面硬度為156~217HBS。 由表11-1查得 由表11-5查得=1.0 故 [σH1]= [σH2]= 由表11-1查得，，由表11-5查得S=1.25 [σF1]= [σF1]= 2. 齒輪強(qiáng)度設(shè)計(jì) 1）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)公式 mm 式中 載荷系數(shù)K＝1.1(表11-3) 齒寬系數(shù)φd＝0.8(表11-6) 小齒輪轉(zhuǎn)矩T1=70.03Nm ZE＝188(表11-4) ZH＝2.5 齒數(shù)比u=4.22 Zb＝0.98 小齒輪分度圓直徑 d1≥57.94mm 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，取高速級(jí)小齒輪分度圓直徑d1=58.79mm 2）幾何尺寸計(jì)算 參數(shù)選取：Z1＝23 mn=2.5 mm b=12 Z2＝i12Z1=3.48723=97.06 取Z2＝97 1. 計(jì)算齒寬b b1=φdd1 =47.03mm 取 b1=55 mm b2= b1-5=50 mm 2. 中心距 a=153.38mm 圓整后取155mm 3. 按圓整后的中心距修正螺旋角 β=arcos=14.59 因?yàn)棣轮蹈淖儾欢?，故各參?shù)不必修正 4. 計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑 d1=59.40mm d2=250.52mm 5. 計(jì)算圓周速度 v===1.48m/s 3）按齒根彎曲強(qiáng)度校核 校核公式 sF1==76.04＜[σF1] =360MPa 安全。 sF2==18.24＜[σF2] =240Mpa 安全 齒形系數(shù) 齒根修正系數(shù) 五．軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1. 高速軸I的設(shè)計(jì)與計(jì)算 1）軸的材料及許用應(yīng)力 軸的材料選用：45﹟鋼+調(diào)質(zhì)（熱處理） sB =640 MPa s-1 =275Mpa t-1 =155Mpa [s-1] =275Mpa 2）軸的最小直徑的確定 d≥＝20.96mm C根據(jù)軸選材料取110 由于所選軸的軸端與大帶輪相連接，故取 dmin＝f30mm 3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) A. 軸上齒輪位置 齒輪1相對(duì)下箱體呈對(duì)稱布置。 B. 階梯軸各軸段直徑的設(shè)計(jì) 由軸的最小直徑開始，根據(jù)軸肩的定位性質(zhì)不同，確定出下一軸段直徑的大小。 原則：定位軸肩+ ～ ；非定位軸肩+ ～ ； 2. 低速軸Ⅱ的設(shè)計(jì)與計(jì)算 1）軸的材料及許用應(yīng)力 軸的材料選用：45﹟鋼+調(diào)質(zhì)（熱處理） sB =640 MPa s-1 =275Mpa t-1 =155Mpa [s-1] =275Mpa 2）軸的最小直徑的確定 d2≥＝33.43mm A0根據(jù)軸選材料取110 ∴ 取 d2min＝40mm （考慮到與軸1等強(qiáng)度的設(shè)計(jì)） 3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3. 低速軸Ⅱ的強(qiáng)度校核計(jì)算 1）軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖（a） 計(jì)算齒輪2所傳遞的力 圓周力 其中：d1=58.79mm; T1=66.11Nm 徑向力 d2=4.2258.79=248.09mm 軸向力 2）求水平面的支承反力（b） 3）繪制水平面的彎矩圖（b） 4）求垂直面的支承反力（C） 5）繪制垂直面面的彎矩圖（C） 6）繪制合成彎矩圖（d） 7）繪制扭矩圖（e） 8）求危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩 由合成彎矩圖及扭矩圖可看出，危險(xiǎn)截面在a處。取折合系數(shù)a=0.6 9）校核軸的強(qiáng)度 軸的計(jì)算應(yīng)力為： 強(qiáng)度符合要求。 六．軸承的選擇及計(jì)算 1.軸承類型的選擇 根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、軸承的工作環(huán)境及受力情況，軸I和軸Ⅱ上所用軸承均采用深溝球軸承，其型號(hào)分別為 6009和6011 。 2. 低速軸Ⅱ軸承的選擇計(jì)算 1）深溝球軸承6011的額定動(dòng)、靜載荷 查表: C=30.2KN（額定動(dòng)載荷） C0=21.8KN（額定靜載荷） 2）預(yù)期計(jì)算壽命 3）計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷 1.計(jì)算軸承1與軸承2所承受的徑向載荷Fr1和Fr2 2.計(jì)算軸承1與軸承2所承受的軸向載荷Fa1和Fa2 3.確定判斷系數(shù)e及載荷分配系數(shù)X、Y 故取X1=1 Y1=0 ；X2=0.56 Y2=1.99 4.計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P 4）計(jì)算軸承實(shí)際壽命 兩個(gè)軸承中，取當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算值大者P2作為壽命計(jì)算依據(jù)。 滿足壽命要求 七．鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算 1）低速軸Ⅱ鍵的類型及尺寸 在軸Ⅱ上，齒輪2與之相連接，連接的形式采用普通平鍵連接，鍵的尺寸要根據(jù)軸的直經(jīng)及連接軸段的長(zhǎng)度來選擇。 在a-a位置處： 選用A型鍵 b=16 h=10 L=45 (軸徑d=f58) 在b-b位置處： 選用A型鍵 b=12 h=8 L=50 (軸徑d=f40) 2）鍵的強(qiáng)度校核（擠壓強(qiáng)度） 在a-a位置處： 滿足強(qiáng)度要求 在b-b位置處： 滿足強(qiáng)度要求 八．聯(lián)軸器的選擇 聯(lián)軸器是連接軸Ⅱ與工作機(jī)軸之間的一個(gè)部件，由于所連接的兩軸之間傳遞的扭矩較大，并且對(duì)中性較差，因此選用滑塊聯(lián)軸器。 滑塊聯(lián)軸器的特點(diǎn)： 1.可以調(diào)節(jié)軸向位移；2.可以調(diào)節(jié)角度位移；3.可以調(diào)節(jié)徑向位移。 計(jì)算依據(jù)： Tca=KAT=1.3*225.75=293.48Nm n=112.95r/min 故選擇聯(lián)軸器的參數(shù)為：滑塊聯(lián)軸器 許用轉(zhuǎn)矩T=250 Nm，最高轉(zhuǎn)速n=250r/min。 九．潤(rùn)滑與密封 1）齒輪的潤(rùn)滑 采用浸油潤(rùn)滑，由于齒輪傳動(dòng)的線速度為1.48m/s，所以浸油高度約為一個(gè)齒高。 2）滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 由于齒輪傳動(dòng)的線速度為1.48m/s小于2 m/s，所以軸承選用脂潤(rùn)滑。 3）潤(rùn)滑油的選擇 齒輪所用潤(rùn)滑油，考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選用L-AN15潤(rùn)滑油。 4）密封方法的選取 選用凸緣式端蓋易于調(diào)整，采用梯形槽油氈密封。 軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定位的軸承的外徑?jīng)Q定。 參考資料目錄 [1] 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》，高等教育出版社，楊可楨，程光蘊(yùn)主編，2006年5月第五版； [2] 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》，浙江大學(xué)出版社，陳秀寧，施高義主編，2004年10月第二版； [3]《簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，同濟(jì)大學(xué)出版社，洪鐘德主編，2002年5月第一版； [4]《減速器選用手冊(cè)》，化學(xué)工業(yè)出版社，周明衡主編，2002年6月第一版； [5]《工程機(jī)械構(gòu)造圖冊(cè)》，機(jī)械工業(yè)出版社，劉希平主編 [6]《機(jī)械制圖（第四版）》，高等教育出版社，劉朝儒，彭福蔭主編，2001年8月第四版；