設(shè)計(jì)一套含單級直齒圓柱齒輪減速器的臺帶式運(yùn)輸機(jī)中使用的傳動裝置 機(jī)械課程設(shè)計(jì)

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1、目錄 一、設(shè)計(jì)任務(wù)書2 二、電動機(jī)的選擇3 三、傳動裝置運(yùn)動和動力參數(shù)的確定4 四、V帶傳動的設(shè)計(jì)6 五、齒輪傳動的設(shè)計(jì)7 六、軸的設(shè)計(jì)9 七、滾動軸承的選擇11 八、鍵的選擇12 九、聯(lián)軸器的選擇12 十、潤滑、密封的設(shè)計(jì)12 參考文獻(xiàn)13 設(shè)計(jì)體會14 一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書 (1) 課程設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)一套含單級直齒圓柱齒輪減速器的臺帶式運(yùn)輸機(jī)中使用的傳動裝置。 (2) 原始數(shù)據(jù)及工作條件：運(yùn)輸帶傳遞的有效圓周力F=4500N，運(yùn)輸帶速度V=0.9m/s，滾筒的計(jì)算直徑D=350mm，原動機(jī)為電動機(jī)，齒輪單向傳動，有輕微沖擊，工作時(shí)間10年，每年按300天計(jì)，單

2、班工作（每班8小時(shí)）。 (3) 傳動裝置簡圖如下： 電機(jī) 帶傳動 單級齒輪減速器 鏈傳動 聯(lián)軸器 滾筒 運(yùn)輸帶 I 軸 II 軸 III 軸 Fv V D 二、 電動機(jī)的選擇 (1) 原始數(shù)據(jù)： 有效圓周力 F(KN) 滾筒的直徑 D(mm) 運(yùn)輸帶的速度 V(m/s) 使用期限 T(年) 4.5 350 0.9 10 工作情況：有輕微沖擊，單班制(8小時(shí)),每年工作300天 根據(jù)動力源和工作條件，選用Y系列三相異步電動機(jī)。 (2) 計(jì)算工作所需功率Pw=(FV)/1000=(4.5×1000×0.9)/1000=4.05kw

3、(3) 原電動機(jī)功率P電機(jī)=Pw/η總 η帶=0.95，η軸承=0.986，η齒輪=0.975， η鏈=0.965，η滾筒=0.96，η聯(lián)軸器=0.99， η總=η帶×η4軸承×η齒輪×η鏈×η滾筒×η聯(lián)軸器=0.808， P電機(jī)=4.05/0.808=5.01kw，故選取電動機(jī)額定功率為5.5kw。 (4) 確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速 n電機(jī)= i總×n滾筒 i總=i帶×i齒輪×i鏈 i帶=2，i鏈=2.44，i齒輪=3， i總=2×3×2.44=14.64 n滾筒=60×1000v/π＝60×1000×0.9/（3.14×350）=49.14r/min n電機(jī)=14.64×49.

4、14＝719.41r/min，故選取電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n=720r/min。 (5) 選擇電動機(jī)型號 據(jù)電動機(jī)額定功率選擇其型號為Y160M2-8。 其額定功率Pm=5.5kw，同步轉(zhuǎn)速n=720r/min，滿載轉(zhuǎn)速n=720r/min 。 三、 傳動裝置運(yùn)動和動力參數(shù)的確定 (1) 分配傳動比 i總=720/49.14=14.65，i平=，取i帶=2，i齒=3，則i鏈=i總/（i帶×i齒）=2.44 (2) 各軸的轉(zhuǎn)速 n電=720r/min， I軸 n1=n電/i帶=360r/min II軸 n2=n電/i齒×i帶=120r/min III軸

5、 n3=n電/i鏈×i帶×i齒=49.18r/min (3) 各軸的輸入功率 P電機(jī)=5.01kw I軸 P1=P電機(jī)×η帶=4.76kw II軸 P2=P電機(jī)×η帶×η軸承×η齒輪=4.583kw III軸 P3=P電機(jī)×η帶×η2軸承×η齒輪×η鏈=4.367kw (4) 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 T電=9550×P電/n電=66.51N·m I軸 T1=9550×P1/n1=104.17N·m II軸 T2=9550×P2/n2=314.06N·m III軸 T3=9550×P3/n3=821.49N·m 將各軸的運(yùn)動和動力參數(shù)的計(jì)算數(shù)值整理成表格，

6、如下表1所示： 表1 各軸的運(yùn)動和動力參數(shù) 軸 號 轉(zhuǎn) 速 (r/min) 功 率 (KW) 轉(zhuǎn) 矩 (N·m) 傳 動 比 Ⅰ 360 4.76 104.17 2 Ⅱ 120 4.583 314.06 2.44 Ⅲ 49.18 4.367 821.49 3 四、 V帶傳動的設(shè)計(jì) (1) 確定計(jì)算功率Pca Pca=KA·P額， KA――工況因數(shù) 由P書103表6―5由所給參數(shù)確定 ，取 KA=1.1，則： Pca=KA·P額=1.1×5.01=5.511kw。 (2) 選取B型帶 根據(jù)Pca

7、﹑nm,由所引用教材圖6-9選用普通B型V帶。 (3) 取主動輪基準(zhǔn)直徑D1=140mm,從動輪直徑D2= iⅠD1=2×140=280,可取D2=280mm。實(shí)際傳動比iⅠ=280/140=2,與原分配傳動比一致，符合要求。驗(yàn)算帶的速度v=D1 nm/60×1000＝3.14×140×720/60×1000＝7.536m/s＜35m/s (4) 確定基準(zhǔn)長度Ld和傳動中心距a 由0.7(D1+ D2)2(D1+ D2),得294840，又因?yàn)樵?00-500之間選擇，所以取=400mm。 Ld′=2++=1468.4mm,取Ld=1500mm 實(shí)際中心距：+=415.8mm (5

8、) 驗(yàn)算小帶輪上的包角а1 а1=180°-（D1 - D2）·180°/π·a =163.46>120°，故該包角合適。 (6) 計(jì)算帶的根數(shù)Z Pca=5.511KW, P0=1.69KW,ΔP0=0.22KW ,Ka=0.96, KL=0.90， Z= Pca/（P0 +ΔP0)KaKL=3.34,取 Z=4根。 （7）計(jì)算帶的初拉力F0 查引用教材表6-1得：q=0.17，則： F0=500Pca（2.5/Ka-1）/vz+qv2=175.0N (8) 計(jì)算作用在軸上的壓軸力Fp Fp=2·z·Fo·sin (a1/2)=1385.44N， 將V帶傳動的主要

9、參數(shù)歸于表2。 表2 V帶傳動的主要參數(shù) 名稱 帶型 帶輪基準(zhǔn)直徑（mm） 傳動比 基準(zhǔn)長度（mm） 中心距（mm） 根數(shù) 預(yù)緊力(N) 壓軸力 (N) 結(jié)果 普通A型V帶 D1=140 D2=280 i=2 1500 415.8 4 175.0 1385.44 (9) 帶輪設(shè)計(jì) 由所引用教材表6-8查得：e=19， f=12.5mm。則： 帶輪圓寬度:B=(Z-1)e+2f=82mm 五、 齒輪傳動的設(shè)計(jì) (1) 選定高速級齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) 按傳動方案選擇標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，選擇小齒輪材料為合金鋼，調(diào)質(zhì)處理，平均硬度

10、為250HBS。大齒輪材料為合金鑄鋼，調(diào)質(zhì)，硬度為200HBS，兩者硬度差為50HBS. (2) 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 根據(jù)兩齒輪的齒面硬度，兩齒輪的齒根彎曲疲勞極限和齒面接觸疲勞極限分別為: δFlim1=0.95×260MPa=247 Mpa， δFlim2=0.8×225MPa=180Mpa， δHlim1=2.5×260MPa=650Mpa， δHlim2=2.3×225MPa=518 Mpa， 查表7-6得， Ysr1=0.89， Ysr2=0.99。，取SF=SH=1。則得： 其齒根許用彎曲應(yīng)力 ： [δF1]= δFlim1/（SF×Ysr1）=247（1

11、×0.89）MPa=278Mpa， [δF2]= δFlim2/（SF×Ysr2）=180/（1×0.99）MPa=182Mpa。 其齒面許用接觸應(yīng)力： [δH1]= δHlim1/SH=650/1MPa=650Mpa， [δH2]= δHlim2/SH=518/1MPa=518Mpa。 (3) 計(jì)算幾何尺寸 選取小齒輪齒數(shù)Z1=30，則Z2=i2Z1=330=90,齒寬系數(shù)為：=1.T1=9550×P/n1＝72.95, K=1.5。 d1≥﹛2Kt·T1/·εα?(u﹢1)/u(ZH·ZE﹚/[δH]﹜1/3= 62.85mm；模數(shù)m=d1/Z1=2.09, 取m=2mm,

12、d1=mZ1=2×30=60mm, d2=mZ2=290=180mm。 高速級齒輪傳動的尺寸見表3。 高速級齒輪傳動的尺寸 名稱 計(jì)算公式 結(jié)果/mm 法面模數(shù) m 2 壓力角 а 20° 齒數(shù) Z1﹑Z2 30﹑90 傳動比 i2 3 分度圓直徑 d1=mZ1 ,d2=mZ2 60,180 齒頂高 ha=ha*m 2.6 齒根高 hf=m(c*+ha*) 3.12 齒頂圓直徑 da1=m(Z1+2ha*),da2=m(Z2+2ha*) 81, 272 齒根圓直徑 df1=m(Z1-2ha*-2c*),df2=m(Z2-2ha

13、*-2c*) 67.8,358.8 標(biāo)準(zhǔn)中心距 a=m/2(Z1+Z2) 220.5 六、 軸的設(shè)計(jì) 1、軸的材料選擇和最小直徑估算 根據(jù)工作條件，初選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度法進(jìn)行最小直徑估算，即：dmin=A0。初算軸徑時(shí)，若最小直徑軸段開有鍵槽，還要考慮鍵槽對軸強(qiáng)度的影響。當(dāng)該軸段截面上有一個(gè)鍵槽時(shí)，d增大5％~7％，兩個(gè)鍵槽時(shí)，d增大10％~15％。的值由教材表9-3確定：高速軸A01=105, 低速軸A02=100 高速軸：d＇1min=23.29mm， 因高速軸最小直徑處裝有大帶輪，設(shè)有一個(gè)鍵槽，則：d1min=d＇1min(1+0.05)=2

14、4.45mm，取為整數(shù)d1min=25mm。 低速軸：d＇2min=32.9mm， 因低速軸最小直徑處安裝聯(lián)軸器，設(shè)有一個(gè)鍵槽。則：d2min=d＇2min(1+0.05)=34.55mm，取d2min=35mm 2、高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (1) 各軸段直徑的確定 ：最小直徑，安裝大帶輪的外伸軸段，==24mm。 ：密封處軸段，根據(jù)大帶輪的軸向定位要求，定位高度h=(0.07~0.10)d11 密封圈的標(biāo)準(zhǔn)，=40mm。 ：滾動軸承處軸段，=47mm。 ：軸環(huán)，根據(jù)齒輪的軸向定位要求，=57mm。 ：過渡軸段，由于各級齒輪傳動的線速度均小于，滾動軸承

15、采用脂潤滑，考慮擋油盤的軸向定位，=64mm。 ：滾動軸承處軸段，==47mm。 (2) 各軸段長度得確定 ：由大帶輪的轂孔寬度B確定，=40mm。 ：由箱體結(jié)構(gòu)、軸承端蓋、裝配關(guān)系等確定，=75mm。 ：由滾動軸承確定，=38mm。 ：由擋油盤及裝配關(guān)系決定，=35mm。 ：由高速級小齒輪確定，=80mm。 ：由擋油盤及裝配關(guān)系決定，==35mm。 ：由滾動軸承、擋油盤及裝配關(guān)系等確定，=35mm。 3、低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (1) 各軸段直徑的確定 ：滾動軸承處軸段，=45mm。 ：軸環(huán)，根據(jù)齒輪軸向定位要求

16、，=57mm。 ：低速級大齒輪軸段，=77mm。 ：過渡軸段，考慮擋油盤的軸向定位，=57mm。 ：密封處軸段，根據(jù)聯(lián)軸器的軸向定位要求，以及密封圈的標(biāo)準(zhǔn)，=40mm。 ：最小直徑，安裝聯(lián)軸器的外伸軸段，==24mm。 (2) 各軸段長度得確定 ：由滾動軸承、擋油盤及裝配關(guān)系等決定，=35mm。 ：軸環(huán)寬度，=10mm。 ：由低速級大齒輪轂孔寬度決定，=55mm。 ：由裝配關(guān)系、箱體結(jié)構(gòu)等確定，=50mm。 ：由箱體結(jié)構(gòu)、軸承端蓋、裝配關(guān)系等確定，=68mm。 ：由聯(lián)軸器的轂孔寬度確定，=88mm。 七、 滾動

17、軸承的選擇 根據(jù)載荷及速度情況，擬定選用圓錐滾子軸承。由高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，根據(jù)==47mm，選取30210。其基本參數(shù)查表可知，e=0.42，Y=1.4,,Cr=73.2，C0r=73.2。由低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，根據(jù)=45mm，選取30216。其基本參數(shù)查表可知，，。 八、 鍵的選擇 由表10-1查出高速級小齒輪處鍵；低速級大齒輪處鍵；聯(lián)軸器處鍵。齒輪輪轂與軸的配合選為，滾動軸承與軸的配合采用過渡配合。 九、 聯(lián)軸器的選擇 根據(jù)工作要求，為了緩和沖擊，保證減速器的正常工作，輸出軸選用彈性柱銷聯(lián)軸器?？紤]到轉(zhuǎn)矩的變化，取=1.3，則TⅢ=1.3765.89=995.657

18、N.m。按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T5014-1985或手冊，選用HL4型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為1250N.m，孔徑=48mm，L=112mm，=84mm，許用轉(zhuǎn)速為2800，故適用。標(biāo)記：HL4聯(lián)軸器GB/T5014-1985。 十、 潤滑、密封的設(shè)計(jì) 結(jié)合傳動裝置用途查表可知用7407號齒輪潤滑脂（SY4036-1984），滴點(diǎn)不低于,在條件下，工作錐入度為可用于齒輪和聯(lián)軸器的潤滑。密封裝置是使用氈圈密封，其參數(shù)查表可知：速度，壓力，溫度。軸表面拋光使用。 參考文獻(xiàn) [1] 殷玉楓主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 [2] 吳

19、宗澤，羅圣國主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊. 北京：高等教育出版社，1992 [3] 吳宗澤，羅圣國主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊.第2版. 北京：高等教育出版社，1999 [4] 周開勤主編. 機(jī)械零件手冊. 第五版. 北京：高等教育出版社，2001 [5] 王寧俠，魏引煥主編.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005 設(shè)計(jì)體會 通過本次課程設(shè)計(jì)，我深深體會到＂實(shí)踐才是檢驗(yàn)真理的標(biāo)準(zhǔn)。＂這句名言的真正含義。課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不少的過程。只有自己親自動手設(shè)計(jì)過，才能確認(rèn)自己是否真正已經(jīng)掌握好相關(guān)知識了。 坦白說，課程設(shè)計(jì)真的有點(diǎn)累

20、，而且時(shí)間相當(dāng)緊。然而，當(dāng)我慢慢清理自己的設(shè)計(jì)成果，慢慢回味這一周的心路歷程，一種少有的成功喜悅即刻使倦意頓消。在這次設(shè)計(jì)過程中，我遇到了許多困難，一次次的計(jì)算，一次次的修改方案都暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足，但經(jīng)過自己的努力和同學(xué)老師的幫助，終于按時(shí)完成了。 本設(shè)計(jì)最大的不足就是軸的計(jì)算，很多細(xì)節(jié)上的設(shè)計(jì)仍有問題存在，需要改進(jìn)。雖然此次設(shè)計(jì)時(shí)間比較長，但通過這次設(shè)計(jì)我更了解圓柱直齒輪的帶式運(yùn)輸。能完成此次設(shè)計(jì)，我要感謝幫助過我的同學(xué)和老師。 最后,再次感謝我的同窗學(xué)友，因?yàn)槲覀冇泄餐睦硐肱c追求。在設(shè)計(jì)即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入機(jī)械設(shè)計(jì)到計(jì)算說明書的順利完成，多虧有老師、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！雖然此文歷經(jīng)幾次修改，但由于筆者水平有限，文中仍會存在許多不足和缺陷，敬請諸位老師和學(xué)友不吝批評指正，以使我更加深入地研究和提高！