螺旋輸送機(jī)傳動裝置 課程設(shè)計(jì)說明

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1、 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 計(jì)算闡明書 設(shè)計(jì)題目螺旋輸送機(jī)傳動裝置 目錄 一、 傳動方案擬定..................................4 二、 電動機(jī)的選擇..................................4 三、傳動裝置的總傳動比及分派各級的傳動比的計(jì)算....5 四、傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)的計(jì)算................6 五、 齒輪傳動的設(shè)計(jì)................................6 六、軸的設(shè)計(jì).............

2、.........................8 七、軸承及其組合部件的設(shè)計(jì)........................9 八、鍵連接的選擇與校核............................13 九、 箱體、潤滑及附件的設(shè)計(jì).......................14 十、 總結(jié).........................................16 十一、參照資料....................................17 設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)的傳動裝置 工作條件：螺旋輸送機(jī)持續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作有

3、輕微震動，輸送機(jī)工作軸轉(zhuǎn)速容許誤差±5% ；兩班制工作（每班按8小時(shí)計(jì)算），有效期限8年，小批量生產(chǎn)。 一、傳動方案擬定 第一組數(shù)據(jù)：設(shè)計(jì)一種用于螺旋運(yùn)送機(jī)上的單級圓柱齒輪減速器 1、工作條件： 運(yùn)送機(jī)持續(xù)工作，單向運(yùn)動，載荷變化不大，減速器小批量生產(chǎn)，有效期限8年，兩班制工作（每班8小時(shí)）。 2、原始數(shù)據(jù)： 輸送機(jī)工作軸扭矩T=240N·m, 輸送機(jī)工作軸轉(zhuǎn)速n=155r/min。 二、電動機(jī)的選擇 1、電動機(jī)類型的選擇： 按已知的工作規(guī)定和條件，選用Y系列三相異步電動機(jī)，其構(gòu)造形式選擇基本安裝B3型，機(jī)座帶底腳，端蓋無凸緣，額定電壓380V。 2、擬定電

4、動機(jī)的功率： （1）計(jì)算工作機(jī)所需功率 —工作扭矩，單位為N·m； —工作機(jī)效率，螺旋運(yùn)送機(jī)； —工作機(jī)轉(zhuǎn)速，單位為r/min； =0.4 （2）傳動裝置的總效率： =0.985×××0.975=0.868 （3）電機(jī)所需的工作功率：=10440.67W 3、擬定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速： =11484.74W 和同步轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊查出合適電動機(jī)型號Y160L-4 綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動、減速器的傳動比，則選nm=1460r/min?。 4、擬定電動機(jī)型號： 根據(jù)以上選用的電動機(jī)類型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動機(jī)型號為Y160L-

5、4。 其重要性能：額定功率15KW，滿載轉(zhuǎn)速1460r/min 5、計(jì)算成果： 型號 額定功率/ KW 同步轉(zhuǎn)速/ (r/min) 滿載轉(zhuǎn)速/ (r/min) Y160L-4 15 1500 1460 三、傳動裝置的總傳動比及分派各級的傳動比的計(jì)算 1、總傳動比： 一般，單級圓柱齒輪傳動比范疇=3~5，則合理總傳動比i的范疇為i=6~20，根據(jù)電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速 2、分派各級傳動比： （1） 取=4 （2） 由于=× 因此 3、計(jì)算成果： 參數(shù) 總體 齒輪 V帶 傳動比i 10.07 4 2.5 四、傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)的計(jì)算

6、1、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速： 2、計(jì)算各軸的功率： 3、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)矩： 4、計(jì)算成果： 軸號 輸入功率P/KW 轉(zhuǎn)矩T/ N.m 轉(zhuǎn)速n/(r/min) 1 10.336 67610.478 1460 2 10.026 163395.41 584 五、齒輪傳動的設(shè)計(jì) 1、選擇齒輪材料及精度級別： 所設(shè)計(jì)齒輪傳動屬于閉式傳動，一般齒輪采用軟齒面。根據(jù)課本p167表11-1，小齒輪材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)解決，齒面硬度197-286HBS；大齒輪材料選用45鋼，正火解決，齒面硬度為156~217HBS 精度級別：運(yùn)送機(jī)是一般機(jī)器，速度不高，故選7

7、級精度。 2、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算： （1）初步計(jì)算： 齒數(shù)比u= =4 由課本P175表11-6得齒寬系數(shù)： =0.8 轉(zhuǎn)矩T1=67610.478N.m 根據(jù)課本P166圖11-1得接觸疲勞極限： =375Mpa， =585Mpa 由171頁表11-5得：最小安全系數(shù) ， 許用接觸應(yīng)力 由p171 表11—4得 =189.8 ,=2.5 ,荷載系數(shù)K=1.5 , u=4 小齒輪直徑 ==85mm 小齒輪齒數(shù)取 實(shí)際傳動比i=4 模

8、數(shù) 初步齒寬 b=φd d1=0.8×85=68mm 取 mm mm 按照表4-1取m=3， 實(shí)際得 齒頂圓 齒頂圓 齒根圓 中心距 （2）驗(yàn)算彎曲強(qiáng)度 根據(jù)課本圖11-8得齒形系數(shù)：YFa1=2.6，YFa2=2.11 根據(jù)課本圖11-9正系數(shù)： YSa1=1.62，YSa2=1.82 許用彎曲應(yīng)力 [σF1]=248Mpa， [σF2] =356Mpa 驗(yàn)算 因此，輪齒齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠，原設(shè)計(jì)合格 4、計(jì)算成果： 參數(shù) 齒數(shù)z 模數(shù)/mm 直

9、徑/mm 齒寬/mm 傳動比 中心距/mm 齒輪1 30 3 90 75 4 2.5 225 齒輪2 120 360 70 齒輪圓周速度： 對照表11-2可知選用是對的的。 六、軸的設(shè)計(jì) 1、積極軸設(shè)計(jì)： （1）選擇軸的材料，擬定許用應(yīng)力： 軸的材料選為45號鋼，調(diào)質(zhì)解決，硬度217~255HBS，取240HBS。 根據(jù)課本P241表14-3得許用彎曲應(yīng)力： σB=600Mpa，[σ+1b]=200Mpa，[σ0b]=95Mpa，[σ-1b]=60Mpa （2）計(jì)算基本直徑： 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸直徑：查表14-2得=35 c=110 高速

10、軸 取=22mm 低速軸 取=29mm （3）軸上零件的定位，固定和裝配： 單級減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪一面由軸肩定位，令一面用套筒軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分別以軸肩和套筒定位，靠過盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定，軸通。 （4）繪制構(gòu)造簡圖： （5）擬定各軸段尺寸： 1）擬定各軸段直徑： 1. 段：根據(jù)公式的估算值 d1=22mm 2. 段：根據(jù)油封原則 d2=25mm 3. 段：與輕系列深溝球軸承6206配合 d3=31mm 4. 段：與齒輪做成整體

11、 d4=36mm 5. 段：根據(jù)定位軸肩得高度 d5=69mm 6. 段：查表得輕系列深溝球軸的承得安裝直徑 2）擬定軸上各軸段長： 1. 段：l1=76mm 2. 段：l2=33mm 3. 段：l3=66mm 4. 段：不不小于輪轂2~3mm，便于定位可靠，l4=7 mm 5. 段：l5=7mm 6. 段：l6=18mm 總軸 +=207mm （6）校核軸的強(qiáng)度： 11）軸受力分析： 轉(zhuǎn)矩T1=9.55×106 PⅡ/nⅡ=166490.84N.mm ① 齒輪受力： 圓周力Ft1=2

12、T1/d2=2x166490.84/360=924.95N 徑向力Fr1=Ft1tanan=924.95×tan200=336.65N ② AB軸承垂直面直反力： FBV=FAV =/2=168.33N ③ AB軸承水平面直反力： FBH= FAB =Ft1 /2=462.475N 2）危險(xiǎn)截面彎矩： ①垂直面彎矩： MaV= FBV lAB /2=168.33x107/2=9005.66N.m ②水平面彎矩： MaH= FBHlAB /2=462.475x107/2=24742.4125 N.m 3）合成彎矩： a-a截面合成彎矩： Ma=( MaV2+ MaH 2

13、)1/2=(9005.66 2+24742.4125 2) 1/2=26330.38N.m 4）危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩： 取折合系數(shù)a=0.6，則當(dāng)量彎矩為： =33.258MPa 因此，原設(shè)計(jì)強(qiáng)度合格 （3）軸上零件的定位，固定和裝配： 單級減速器中，可將齒輪安排在箱體中央，軸承對稱布置在齒輪兩邊，軸外伸端安裝聯(lián)軸器，齒輪靠油環(huán)和套筒實(shí)現(xiàn)軸向定位和固定，靠平鍵和過盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定，兩端軸承靠套筒實(shí)現(xiàn)軸向定位，靠過盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定 ，軸通過兩端軸承蓋實(shí)現(xiàn)軸向定位，聯(lián)軸器靠軸肩平鍵和過盈配合分別實(shí)現(xiàn)軸向定位和周向定位。 （4）擬定各軸段尺寸： 1）擬定各軸段直徑： ①段：根據(jù)公

14、式的估算值d1=29mm ②段：根據(jù)油封原則，d2=30mm ④ ：與輕系列深溝球軸承6206配合，d3=37mm ⑤ ：為減少加工量，d4=44mm ⑥ ：安裝齒輪處盡量圓整，d5=75mm ⑦ ：配合軸承使用d6= 66mm 2）擬定軸上各軸段長： ①段：與聯(lián)軸器相連，取l1=102mm ②段：l2=35mm ③段：l3=66mm ④段：l4=7mm ⑤段：l5=7mm ⑥段：l6=18mm 總軸長L=l1+l2+l3+l4+l5+l6 =235mm 3、計(jì)算成果： 積極軸 直徑/mm 22 25 31 36 56 66 段長/mm 76

15、66 33 7 7 18 從動軸 直徑/mm 29 30 37 44 75 66 段長/mm 102 35 66 7 7 18 七、軸承及其組合部件設(shè)計(jì) 1、積極軸上的軸承（深溝球軸承6206）： 根據(jù)課本表16-8得溫度系數(shù)： =1 根據(jù)課本表16-9得沖擊載荷系數(shù)： =1 對球軸承，其壽命系數(shù)： ε=3 對于深溝球軸承6206， C=19.5KN 當(dāng)量動荷載 P=Fr1/2=9.75kN 軸承估計(jì)壽命 滿足規(guī)定，所選軸承合格 3、計(jì)算成果： 參數(shù)

16、型號 d/mm B/mm C/KN 積極軸 6206 30 16 19.5 八、鍵連接的選擇與校核 1、聯(lián)軸器與軸聯(lián)接的鍵： 軸徑d1=22mm，軸段長l3=75mm，選用： A型平鍵，8x54，GB/T 1096- l=l-b=32-10=22mm T2=140.067 N.m h=8mm 因此選用合格 2、大齒輪與軸聯(lián)接的鍵： 軸徑d4=28mm，軸段長l4=76mm，選用： A型平鍵，8x56，GB/T 1096- =l-b=76-56=20mm TⅢ=806.975 N.m h=10mm 因此，所選鍵合格 5、計(jì)算成果： 參數(shù)

17、 聯(lián)軸器與軸 大齒輪與軸 鍵寬 8 8 鍵長 63 56 鍵高 8 8 九、箱體、潤滑及附件的設(shè)計(jì) 1、箱體的重要尺寸： （1）考慮鍛造工藝，機(jī)座壁厚z=0.025a+1=6.625mm，取z=8mm （2）機(jī)蓋壁厚 z1=0.02a+1=5.5mm，取z1=10mm （3）機(jī)座凸緣厚b=1.5z=12mm （4）機(jī)蓋凸緣厚b1=1.5=15mm （5）機(jī)座底凸緣厚b2=2.5z=20mm （6）地腳螺栓直徑df=0.036a+12=20.1mm，取df=22mm （7）地腳螺栓數(shù)目n=8 (由于a＞250mm) （8）軸承旁螺栓直徑d1= 0.75

18、df = 16mm （9）機(jī)蓋與機(jī)座連接螺栓直徑 d2=(0.5~0.6) df =10~12mm，取d2=11mm （10）連接螺栓d2的間距l(xiāng)=150~200mm，取l=175mm（11）軸承蓋螺栓直徑d3=(0.4~0.5) df=8~10mm，取d3=9mm （12）檢查孔蓋螺栓直徑d4=(0.3~0.4) df=6~8mm，取d4=7mm （13）定位銷直徑d=(0.7-0.8)d2=8.4~9.6mm，取d=9mm （14）螺栓至機(jī)壁距離C1=20mm （15）螺栓至凸緣外緣距離C2=18mm （16）軸承旁凸臺半徑R1

19、=C2=20mm （17）凸臺高度h，以低速級軸承座外徑擬定，便于調(diào)節(jié)扳手空間 （18）外壁至軸承座端面距離l1=C1+C2+(5~10)=47~52mm， 取l1=52mm （19）大齒輪齒頂圓與箱內(nèi)壁間的距離 Δ1>1.2z=9.6mm， 取Δ1=10mm （20）齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁間的距離 Δ2>z=8，取Δ2=9mm （21）機(jī)蓋筋厚m1=0.85z1=8.5mm，取m1=9mm （22）機(jī)座筋厚m2=0.85z=8.5mm，取m2=9mm （23）軸承端蓋外徑D2=67+(5~5.5) 取D2=82mm （2

20、4）軸承端蓋凸緣厚度t=(1~1.2)d3，取t=8mm （25）軸承旁連接螺栓的距離S=D2=56mm. 2、潤滑與密封： （1）齒輪的潤滑： 由于為單級圓柱齒輪減速器，速度ν<12m/s，采用浸油潤滑，為保證齒輪嚙合處的充足潤滑，并避免攪油損耗過大，減少齒輪運(yùn)動的阻力和油的溫升，浸油深度h約為2個齒高，但不不不小于10mm，因此浸油深度約為12mm。 （2）滾動軸承的潤滑： 由于軸承周向速度為，因此宜開設(shè)油溝，運(yùn)用機(jī)體內(nèi)潤滑油的飛濺直接潤滑。 （3）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GB443-89全損耗系統(tǒng)用油L-AN15潤滑油

21、。 （4）密封措施的選用： 選用凸緣式端蓋易于調(diào)節(jié)，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擬定為GB894.1-86-25軸承蓋構(gòu)造尺寸按用其定位的軸承的外徑?jīng)Q定。 為避免機(jī)體內(nèi)潤滑油和外部雜質(zhì)進(jìn)入機(jī)體內(nèi)部影響機(jī)體工作，在構(gòu)成機(jī)體的各零件間，需設(shè)立不同形式的密封裝置。對于無相對運(yùn)動的結(jié)合面，常用密封膠、耐油橡膠墊圈等；對于旋轉(zhuǎn)零件如外伸軸的密封，則需根據(jù)其不同的運(yùn)動速度和密封規(guī)定考慮不同的密封件和構(gòu)造。 由于密封界面的相對速度不是很大，采用接觸式密封，輸入軸與軸承蓋間以及輸出軸與軸承蓋間采用粗羊毛氈封釉圈。 3、附件的選擇： 通氣器選用M18×1.5

22、 油表裝置選用游標(biāo)尺M(jìn)12 起吊裝置選用箱蓋吊耳，箱座吊耳. 放油螺塞選用外六角油塞及墊片M12×1.5 起蓋螺釘選用GB/T5780 M12×20材料Q235 高速軸軸承蓋上螺釘選用GB5782～86 M12X20材料Q235 低速軸軸承蓋上的螺釘選用GB5783～86 M8×20材料Q235 螺栓選用GB5782～86M20×75材料Q235 十、總結(jié) 一周的機(jī)械設(shè)計(jì)基本課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，這一周之內(nèi)我收獲了諸多專業(yè)知識。 通過繪圖，我練習(xí)鞏固了cad制圖的技巧，繪圖工作雖然繁瑣復(fù)雜，但是按照各個原則耐心做下來，我學(xué)會了使用多種機(jī)靈的繪圖工具，使設(shè)計(jì)圖更加清晰。從勾

23、勒輪廓到完善細(xì)節(jié)，從畫中心軸到標(biāo)注尺寸，每次遇到不會的問題，教師都耐心教導(dǎo)我們，給我們解答，我可以順利完畢這次的課程設(shè)計(jì)，更要感謝教師和同窗的教導(dǎo)和協(xié)助?？粗约旱膱D，我的心中布滿了成就感，這是嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真才干收獲的極致成果。 通過設(shè)計(jì)計(jì)算，我學(xué)會了齒輪設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則，學(xué)會了查找相應(yīng)的表格和規(guī)范，在合理范疇內(nèi)設(shè)計(jì)多種零件的尺寸和規(guī)格。機(jī)械設(shè)計(jì)規(guī)定嚴(yán)謹(jǐn)與經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，更要兼顧實(shí)際工業(yè)加工規(guī)定。幾天設(shè)計(jì)下來，我不僅鞏固了課堂知識，更理解到了許多課外的規(guī)范和規(guī)定，這為我后來的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)大俠了良好的基本。 最后感謝教師，讓我再這次課程設(shè)計(jì)學(xué)到了許多AUTO Cad的和機(jī)械工業(yè)設(shè)計(jì)的專業(yè)知識。我會更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乜?/p>

24、待學(xué)術(shù)研究，更加以更嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的態(tài)度看待我將來的學(xué)習(xí)。 十一 參照資料 張美麟：《機(jī)械基本課程設(shè)計(jì)》 化學(xué)工業(yè)出版社， 劉瑞新：《Auto CAD 中文版應(yīng)用教程》 機(jī)械工業(yè)出版社， 楊可楨：《機(jī)械設(shè)計(jì)基本》 高等教育出版社， T=240N·m n=155r/min Y系列三相異步電動機(jī) =0.868 工作功率 =9062.5kw =1460r/min nm=1460r/min Y160L-4 Pm=11.5KW =1460r/

25、min =10.07 =4 =2.5 =1460r/min =584r/min =10.336kw =10.181kw =67610.478N.m =163995.405N.m 小齒輪45鋼，197~286HBS 大齒輪45鋼，156~217HBS 7級精度 u==4 =0.8 T1=67610.478N·m =375Mpa =585Mpa =340.91Mpa =531.818Mpa YFa1=2.6 YFa2=2.

26、11 YSa1=1.62 YSa2=1.82 [σF1]=284Mpa [σF2]=356Mpa 45鋼，200HBS σB=600Mpa [σ+1b]=200Mpa [σ0b]=95Mpa [σ-1b]=60Mpa C=115 d1=22mm d2=25mm d3=31mm 深溝球6206 d4=36mm d5=69mm d6=56mm l1=76mm l2=33mm l3=66

27、mm =7mm l5=7mm l6=18mm L=207mm lAB=107mm lK=100mm T1=166490.84N.mm Ft1=924.95N Fr1=336.65N FBV=168.33N FAV=168.33N FBH=462.475N FAH=462.475N MaV=9005.66N.m MaH=24742.4125N.m Ma=26330.38 N.m = 33.258Mpa 45號鋼240HBS d1=29mm d2=30mm 深溝球62

28、06 d3=37mm d4=44mm d5=75mm d6=66mm l1=102mm l2=35mm l3=66mm l4=7mm l5=7mm l6=18mm L=235mm =1 =1 ε=3 C=22.0KN Lh =75320h A型平鍵8×63 σP=19.07Mpa A型平鍵8x56 σP =88.472Mpa A型平鍵8x56 l’=54mm z=8mm z1=10mm b=12mm b1=15

29、mm b2=20mm df=22mm n=8個 d1=16mm d2=11mm l=175mm d3=9mm d4=7mm d=9mm C1=20mm C2=18mm R1=20mm l1=52mm Δ1=10mm Δ2=9mm m1=9mm m2=9mm D2=82mm t=8mm S=56mm h=12mm GB443-89 L-AN15