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1、Xxx 學(xué) 院機械設(shè)計課程設(shè)計說明書院 系： 機電系 年 級： 2012級 專 業(yè)： 機械設(shè)計及其自動化 班 級： 機電12151 學(xué) 號： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 機械設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書學(xué)生姓名: 指導(dǎo)老師： 1、 設(shè)計題目：設(shè)計帶式運輸機傳動裝置。運輸機工作平穩(wěn)，單向運轉(zhuǎn)，三班工作，使用限期10年，大修期3年，輸送帶速度允差為3%-5%。其中減速器由一般規(guī)模中小型批量生產(chǎn)。2、 設(shè)計參數(shù)：題號：S1-11 運輸帶拉力F=3000N 運輸帶的線速度V=1.2ms 驅(qū)動卷筒直徑：D=400mm 輸送帶速度允差為3%-5% 傳動裝置布置圖三、設(shè)計內(nèi)容： 一）設(shè)計計算 1.電動機的選擇與傳動裝置運動
2、和動力參數(shù)的計算； 2.帶傳動的設(shè)計； 3.傳動零件的設(shè)計； 4.軸的設(shè)計；軸承及其組合的選擇及校核； 5.鍵聯(lián)接和聯(lián)軸器的選擇及校核； 6.箱體、潤滑及附件的設(shè)計。 二）圖紙的繪制 減速器裝配圖繪制，從動齒輪零件圖。 三）編寫課程設(shè)計說明書內(nèi)容包括：目錄、設(shè)計任務(wù)書、設(shè)計計算的所有內(nèi)容、課程設(shè)計總結(jié)、參考文獻。四、課程設(shè)計要求 設(shè)計完成后，每位學(xué)生提交： 1.減速機裝配圖一張（A1）； 2.從動齒輪零件圖一張； 3.詳細設(shè)計計算說明書一份。 1目 錄機械設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書.1一、 選擇電動機，確定傳動方案及計算運動參數(shù).3 1.1 方案選擇.3 1.2 電動機的選擇.3 1.3 傳動比的分配
3、及轉(zhuǎn)速校核.5 1.4 傳動系統(tǒng)各軸轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩的計算.6二、帶傳動的設(shè)計.7三、齒輪傳動的設(shè)計.9四、軸的設(shè)計.14 4.1 低速軸的設(shè)計.14 4.2 高速軸的設(shè)計.16五、滾動軸承的校核設(shè)計.21 5.1低速軸軸承的校核計算.21 5.2 高速軸軸承的校核計算.21六、平鍵聯(lián)接的選用和計算.22 6.1低速軸的鍵聯(lián)接選用及校核方法.22 6.2高速軸的鍵聯(lián)接選用及校核方法.23七、聯(lián)軸器的選擇計算.23八、箱體及附件的設(shè)計.24 九、潤滑與密封.25致謝.26參考文獻. .27- 3 -一、 選擇電動機，確定傳動方案及計算運動參數(shù)1.1傳動方案的擬定及說明 傳動方案初步確定為兩級減速
4、器包括第一級減速為帶輪減速第二級為一級圓柱齒輪輪廓傳動減速. 一般常選用同步轉(zhuǎn)速為750r/min的電動機作為原動機，傳動比約在1315左右，可選用任務(wù)書中的傳動方式進行設(shè)計。則有如下傳動方案：1.2電機的選擇（1）、電機容量的選擇有書第十頁表2-3可得 電機所需功率 取工作記得工作效率=0.98則有： 電動機輸出功率 (K為載荷系數(shù)通常 K=（1.0-1.3）)傳動裝置的總效率 式中，為從電動機至滾筒軸之間的各傳動機構(gòu)和軸承的效率。由參考書表3-1查得：V帶傳動效率，滑動軸承傳動效率為，齒輪傳動效率為，聯(lián)軸器傳動效率為 。則故(2)、電動機額定功率范圍P=（1.01.3）4.068=（4.0
5、685.288）KW由表選取電動機額定功率（3）、電動機的轉(zhuǎn)速 為了估計傳動裝置的總傳動比范圍，以便選擇合適的傳動機構(gòu)擬定傳動方案，可先由已知條件計算其驅(qū)動卷筒的轉(zhuǎn)速，即 為了便于選擇電動機轉(zhuǎn)速，先推算電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍。由任務(wù)書中推薦減速裝置傳動比范圍，則電動機轉(zhuǎn)速可選范圍為可見同步轉(zhuǎn)速為750r/min 的電動機符合。由表20.1選定電動機的型號為Y160M2-8。主要性能如下表：電機型號額定功率滿載轉(zhuǎn)速伸出端直徑伸出端安裝長度Y160M2-85.5KW720r/min42mm110mm（4）、計算傳動裝置的總傳動比并分配傳動比1）、總傳動比（符合616）2)、分配傳動比 假設(shè)V帶傳動分
6、配的傳動比，則齒輪的傳動比二、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)2.1、各軸轉(zhuǎn)速減速器傳動裝置各軸從高速軸至低速軸依次編號為：軸、軸，滾筒軸為軸。各軸的轉(zhuǎn)速為（r/min）高速軸的轉(zhuǎn)速 低速軸的轉(zhuǎn)速 軸的轉(zhuǎn)速 2.2、各軸輸入功率為()軸的輸入功率 軸的輸入功率 軸的輸入功率 滾筒軸輸入功率 P=5.5*0.95*0.99*0.96*0.99=4.92KW2.3、各軸輸入轉(zhuǎn)矩（Nm) 1）、軸的轉(zhuǎn)矩為 2）、軸的轉(zhuǎn)矩為 3）、軸的轉(zhuǎn)矩為 將各數(shù)據(jù)匯總?cè)缦?表1 傳動參數(shù)的數(shù)據(jù)表 軸軸軸功率PkW5.55.2254.97轉(zhuǎn)矩T(Nm)72.95221.77829.06轉(zhuǎn)速n(rmin)72022557
7、.25三、傳動件的設(shè)計計算3.1設(shè)計帶傳動的主要參數(shù)1）、 已知帶傳動的工作條件：三班制，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷變動小，所需傳遞的額定功率p=5.5kW，小帶輪轉(zhuǎn)速, 大帶輪轉(zhuǎn)速，傳動比。2）、設(shè)計內(nèi)容包括選擇帶的型號、確定基準長度、根數(shù)、中心距、帶的材料、基準直徑以及結(jié)構(gòu)尺寸、初拉力和壓軸力等等。3）、確定計算工率由表8-8查得工作情況系數(shù) ，故選擇V帶的帶型根據(jù) 由圖8-11選用B型。4）、確定帶輪的基準直徑并驗算帶速v(1)、初選小帶輪的基準直徑 。由表8-9，取小帶輪的基準直徑=150mm。(2)、驗算帶速v。因為5m/sv30m/s，故帶速合適。(3)、計算大帶輪的基準直徑。=i1=mm
8、 根據(jù)表8-9，圓整為。5)、確定V帶的中心距a和基準直徑。(1)、根據(jù)式 即 初定中心距(2)、由由表8-2選帶的基準長度。(3)、計算實際中心距a。 因為a Min =a-0.015Ld=586.5a Max =a+0.03Ld=691 中心距的變化范圍為586.5mm-691mm。6)、驗算小帶輪上的包角 7)、計算單根V帶的額定功率 。由=150mm和 ，查表8-4a得kW。根據(jù),i1=3.5查表8-5得。查表8-6得，表8-2得，于是8)、計算V帶的根數(shù)z。 取Z=5根。9）、計算單根V帶的初拉力的最小值由表8-3得B型帶的單位長度質(zhì)量q=0.70kg/m,所以應(yīng)使帶的實際初拉力10
9、）、計算壓軸力壓軸力的最小值為3.2、齒輪傳動設(shè)計1）、選定齒輪的類型、精度等級、材料及齒數(shù)(1)、按圖所示的傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。(2)、帶式機為一般工作機器，速度不高，故選用7級精度（GB1009588）。(3)、材料選擇。由表10-140（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS。(4)、選小齒輪齒數(shù)，齒輪傳動比為i2=3.93，則大齒輪齒數(shù)，取。2）、按齒面接觸疲勞強度設(shè)計由設(shè)計計算公式進行計算，即 進行計算。3）、確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值(1)、試選載荷系數(shù)(2)、計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。(3)、由表10-7選取齒寬系數(shù)。(4)、由表10-6查
10、得材料的彈性影響系數(shù)(5)、由圖10-21d按齒面硬度差得小齒輪的接觸疲勞強度極限；大齒輪的接觸疲勞強度極限。4）、計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。(1)、由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)。(2)、計算接觸疲勞許用應(yīng)力。取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1,則5）、計算(1)、試算小齒輪分度圓直徑代人中較小的值。(2)、計算圓周速度6）、計算齒寬。7）、計算齒寬與齒高之比。模數(shù) 齒高 齒高比 8）、計算載荷系數(shù)。根據(jù)，7級精度，由圖10-8查得動載系數(shù);直齒輪，。由表10-2查得使用系數(shù)。由表10-4用插值法查得7級精度、小齒輪相對支承對稱布置時，。由，查圖10-13得，故載荷系數(shù)9）、按實際的載荷系數(shù)校正所算
11、得的分度圓直徑10）、計算模數(shù)m。11）、按齒根彎曲疲勞校核公式對小齒輪進行設(shè)計。12） 、確定公式內(nèi)的各計算值：(1)、由圖10-24c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限，大齒輪的彎曲疲勞極限。(2)、圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)，。13)、計算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞許用安全系數(shù)S=1.4，則14）、計算載荷系數(shù)K。15）、查取齒形系數(shù)。由表10-5查得 。16）、查取應(yīng)力校正系數(shù)。由表10-5查得 。17）、計算大、小齒輪的并加以比較。大齒輪的數(shù)值大。18）、設(shè)計計算 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲彎曲強度
12、所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強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)，可取彎曲疲勞強度算得的模數(shù)2.307mm，并就近圓整為標準值為m=2.5mm，按接觸強度算得的分度圓直徑，算出小齒輪齒數(shù) ，取 ，取19)、幾何尺寸的計算(1)、計算分度圓直徑(2)、計算中心距 3)、計算齒輪寬度 取。壓力角齒根圓直徑73.75376.25模數(shù)m2.5分度圓直徑62.5247.5齒頂圓直徑 71.5271.5中心距a=167.5齒寬 67.5 75 代號結(jié)構(gòu)尺寸計算公式結(jié)果/mm輪轂處直徑=1.6d=1.6X4070輪轂軸向長L=（1.2-1.5）d60倒角尺寸nN=0.51齒根圓處
13、厚度=(2.5-4)8腹板最大直徑=-2378.5孔板分布直徑=0.5(+)224.25板孔直徑=0.25(-)60腹板厚CC=0.318則 如下圖四、軸的設(shè)計計算 選取軸的材料為45鋼調(diào)質(zhì)，查表15-1得許用應(yīng)力為。為了對軸進行校核，先求作用在軸上的齒輪的嚙合力。第一號和第二號嚙合齒輪上的作用力分別為4.1、低速軸的設(shè)計 (1)、初步確定軸的最小直徑。按公式 初步計算軸的最小直徑。軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取。則又因為低速軸II有兩個鍵槽，應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對軸的強度的削弱。故軸應(yīng)相應(yīng)地增大10%-15%。現(xiàn)將軸增大10%。則增大后的最小軸徑但是由于輸出軸與聯(lián)軸器連接則最
14、小軸因與聯(lián)軸器相結(jié)合由1.5816.7=1225.05 則d優(yōu)先選擇50；55(2)、軸上各段直徑的初步確定。 d1=55與銷聯(lián)軸器配合。d2=60，根據(jù)氈圈油封標準，選擇軸徑長度60mm。d3=65，與軸承（深溝球軸承6221）配合，取軸承內(nèi)徑65mm。d4=70，設(shè)計非定位軸肩高度h=2.5mm，內(nèi)徑70 mm.d5=80，設(shè)計定位軸肩高度h=5.5mm。d6=74，設(shè)計定位軸肩高度h=3mm。d7=65,與軸承（深溝球軸承6221）配合長度為23mm。(3)、軸上各段所對應(yīng)的長度。；。(4)、各軸段的倒角設(shè)計按表15-2（零件倒角C與圓角半徑R的推薦值）進行設(shè)計。得如圖：4.2、從動軸的
15、疲勞強度校核1.按彎矩復(fù)合強度計算。由于該傳動齒輪為直齒圓柱齒輪則，從動輪直徑d2=382.5mm,此段直徑d=70mm當(dāng)輪所受的轉(zhuǎn)矩作用在齒輪的圓周力上：作用在齒輪徑向的力：由于前面計算得該軸的跨距L=156則（2）、求支反力垂直向心支反力。水平支反力（3）由于兩邊為對稱截面則中點C處為危險截面C處的垂直彎矩：C截面的水平彎矩：由得=177由于C處最危險則C的當(dāng)量彎矩：(4)計算C處的直徑由 得 由于危險截面處正處于則受力圖如下：4.3、高速軸的設(shè)計主動輪疲勞強度校核。選45鋼，正火處理，查表15-1得硬度為HBS,抗拉強度，許用彎曲應(yīng)力為1、 對軸進行結(jié)構(gòu)設(shè)計（1） 、初定最小軸徑（扭徑）
16、-（只按扭轉(zhuǎn)強度估算）由表15-3可得可選則取55mm由于與皮帶輪連接，又因為皮帶輪的寬度是由皮帶根數(shù)來決定。由于有5條V帶則=（1.8-2）d則軸長L=50mm各段直徑的確定查頁表5-9，兩端初選6207型的深溝球軸承查頁圖8-3、表8-3可得B=26mm 取 取 ?。?） 、各段長度的確定聯(lián)軸器軸孔的長（查選定聯(lián)軸器）-=90mm則得如下齒輪軸：4.4、軸強度的校核（1） 、分度圓直徑（2） 、轉(zhuǎn)矩（3） 、圓周力（4） 、徑向力（5） 、因為兩軸承對稱，有4.5繪制簡圖（1）、求支反力(2)由于兩邊對稱，知截面彎矩也對稱，則截面在垂直面的彎矩為2、 、截面在水平面上的彎矩為：(1)、計算
17、合成彎矩（2）、計算當(dāng)量彎矩，取a=1，則得受力圖如下:五、軸承的校核5.1、低速軸軸承的選擇1）低速軸的軸承選取深溝球軸承6211型Cr=43.2kn2）、計算軸承的徑向載荷 圓周力徑向力：3）、軸承的校驗(1)、軸承的當(dāng)量載荷，因深溝球軸承只受徑向載荷，故,查【2】表13-6得載荷系數(shù)。(2)、由于該減速器的壽命為10年每天三班制軸承應(yīng)有的基本額定動載荷值 ,其中，則(3)、軸承的壽命綜上所得6211軸承符合設(shè)計要求。5.2、高速軸的軸承選取及計算1）、高速軸的軸承選取深溝球軸承6207型，Cr=25.5kN。2）、計算軸承的載荷3）、軸承的當(dāng)量載荷，因深溝球軸承只受徑向載荷，故,查表13
18、-6得載荷系數(shù)。由于該減速器的壽命為10年每天三班制4）5）軸承應(yīng)有的基本額定動載荷值 ,其中，則4）、驗算6207軸承的壽命綜上所得6207軸承符合設(shè)計要求。六、鍵連接的選擇及校核6.1、高速軸的鍵連接1）、高速軸鍵的選取查表6.1普通平鍵的型式和尺寸（GB/T1096-2003）選取A型鍵，bhL=8752軸的直徑為30mm。鍵聯(lián)接的組成零件均為鋼，鍵為靜連接并有輕微沖擊，查表6-2=100120MPa。2）、強度校核故滿足設(shè)計要求。2、低速軸鍵的選取1）、查表6.1普通平鍵的型式和尺寸（GB/T1096-2003）選取A型鍵，bhL=14 9 70，軸的直徑為45mm。鍵聯(lián)接的組成零件均
19、為鋼，鍵為靜連接并有輕微沖擊，查表6-2=100120MPa。2）、強度校核故也符合設(shè)計要求1）、查表6.1普通平鍵的型式和尺寸（GB/T1096-2003）選取A型鍵，bhL=1811 98，軸的直徑為59mm。鍵聯(lián)接的組成零件均為鋼，鍵為靜連接并有輕微沖擊，查表6-2=100120MPa。2）、強度校核 七 聯(lián)軸器的選擇1） 輸出端聯(lián)軸器的選擇： 計算轉(zhuǎn)矩：。 軸的轉(zhuǎn)速：。 低速軸端伸出段的直徑，參考文獻【1】表6.7選擇金屬滑塊聯(lián)軸器，聯(lián)軸器的軸孔直徑。 八、鑄件減速器機體結(jié)構(gòu)尺寸計算表及附件的選擇8.1、鑄件減速器機體結(jié)構(gòu)尺寸計算表名稱符號減速器及其形式關(guān)系機座壁厚0.025a+1mm
20、mm,取8mm機蓋壁厚1,取8mm機座凸緣厚度b1.5=14mm機蓋凸緣厚度b11.51=12mm機座底凸緣厚度p2.5=25mm取25mm地腳螺釘直徑df0.036a+12=19.47mm取20mm地腳螺釘數(shù)目na250mm,n=4軸承旁連接螺栓直徑d1 12mm機蓋與機座連接螺栓直徑d210mm軸承端蓋螺釘直徑d38mm窺視孔蓋螺釘直徑d46mm定位銷直徑d6mmdf、d1、d2至外機壁距離c126mm,18mm,16mmdf、d1、d2至凸緣邊緣距離c224mm,16mm、14mm凸臺高度h51mm大齒輪頂圓與內(nèi)機壁距離112mm小齒輪端面與內(nèi)機壁距離215mm機座肋厚mm=0.85=1
21、0mm啟蓋螺釘d512mm軸承端蓋凸緣厚度e13mm8.2、減速器附件的選擇包括：軸承蓋，窺視孔，視孔蓋，油標，通氣孔，吊耳，吊鉤，放油孔，螺塞，封油墊，氈圈，甩油環(huán)等具體參數(shù)見書127頁表7.1。9、 潤滑與密封潤滑9.1減速器的潤滑1、齒輪的潤滑：根據(jù)齒輪的圓周速度選擇油潤滑，浸油深度為一個全齒高2、軸承的潤滑：滾動軸承根據(jù)軸徑選擇脂潤滑。 潤滑脂的類型為鈣基2號 鈉基2號 。3、減速器內(nèi)傳動零件采用浸油潤滑(L-AN46GB443-1989)，減速器的滾動軸承采用油脂潤滑(鈣基潤滑脂2號GB491-1987)。5、其他零件采用油脂潤滑。9.2密封減速器的密封1、軸伸出處密封：軸伸出處密封
22、的作用是使?jié)L動軸承與箱外隔絕防止?jié)櫥停ㄖ┞┏龊拖渫怆s質(zhì)，水基灰塵等侵入軸承室避免軸承急劇磨損和腐蝕，采用墊圈密封方式2、軸承室內(nèi)側(cè)密封：采用擋油環(huán)密封方式，其作用是防止過多的油，雜質(zhì)以及嚙合處的熱油沖入軸承室3、箱蓋與箱座接合面的密封：采用密封條密封。致 謝： 在課程設(shè)計即即將將結(jié)束之際，首先要感謝指導(dǎo)老師。這兩個星期老師陪著我們一起走過。不僅詳細的列出我們要走的的步驟，還能列出每天要做的計算任務(wù)，讓我們有個明確的設(shè)計方向，可以說讓我們少走了很多的彎路。最后連繪圖的圖層都給我們設(shè)置好了。在此說聲老師您辛苦了。其次也要謝謝和我一組設(shè)計的同學(xué)，無從下手的時候我們一起討論。讓有些問題可以得到了及時的解決，不僅節(jié)約了自己的寶貴時間，也讓自己少做了一些無用功。最后也小小的感謝一下自己。這兩個星期的努力堅持讓自己學(xué)到了很多參考文獻1 周元康.機械設(shè)計課程設(shè)計M.重慶：重慶大學(xué)出版社2 濮良貴.機械設(shè)計M.北京：高等教育出版社 P=4.92kwZ=50. =768.6=2135=59.95=166.53=270.5d=35.57 =59可行K=3.5L=62mmCr=43.2knCr=25.5KN - 28 -
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