1 帶式輸送機(jī)傳動裝置設(shè)計(jì)書 一 設(shè)計(jì)題目： 輸送帶工作拉力 F=2300N； 輸送帶工作速度 V=s; 滾筒直徑 D=400 每日工作時數(shù) T=24h； 傳動工作年限 a=5； 二 擬定、分析傳動裝置的設(shè)計(jì)方案。 設(shè)計(jì)如下圖帶傳送裝置： 1 電動機(jī)； 2 3 單級圓柱齒輪減速器； 4 聯(lián)軸器； 5 滾筒；6 輸送帶 三 選擇電機(jī)，計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動個動力參 數(shù) （ 1） 按已知的工作要求和條件，選用 （ 2）。選擇電動機(jī)的功率 工作機(jī)所需要的電動機(jī)輸出功率為 w/ v/（ 1000w） 2 所以 v/（ 1000 由電動機(jī)至工作機(jī)之間的總效率（包括工作機(jī)效率）為 w=1 2 3 3 4 5 6 查指導(dǎo)書 1= 2 = 3 =4 =5 = 6= w=d=2300 1000 =筒軸工作轉(zhuǎn)速為 0 1000 400） r/推薦的合理傳動比范圍，取 V 帶傳動的傳動比 4,單級齒輪傳動比 5，則合理總傳動比的范圍為 i=（ 6 20），故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為 620） （ 1434） r/指導(dǎo)書附錄 8，有兩種適用的電動機(jī)型號，其技術(shù)參數(shù)及傳動比的比較情況見下表。 方案 電動機(jī)型號 額定功率 電動機(jī)轉(zhuǎn)速 /（ r/ 傳動裝置的總傳動比 同步速度 滿載速度 1 000 960 500 1440 50 720 合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺、重量記憶帶傳動和減速器的 傳動比，比較三個方案可知：方案 1 比較適中，比較適合；方案 2 轉(zhuǎn)速較高，但總傳動比大，傳動裝置尺寸較大；方案 3，電動機(jī)轉(zhuǎn)速低，外廓尺寸較大，價格較高，雖然總傳動比不大，但因電動機(jī)轉(zhuǎn)速低，導(dǎo)致傳動裝置尺寸較大。綜合各因素，選方案 1比較好。 參考設(shè)計(jì)書，可取發(fā)動機(jī)與 V 帶間的傳動比 單級圓柱齒輪間的傳動比 計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) （ 1），各軸轉(zhuǎn)速 軸： n =nm/60/3=320（ r/ 軸： n =n /20/r/ 卷筒軸： n =r/ 3 （ 2），各軸輸入功率 軸： P =1=（ 軸： P = P 2 3 3=4 卷筒軸： P 4 5 6= （ 3），各軸輸入轉(zhuǎn)矩 計(jì)算電動機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩 d=9550Pd/550 60= 軸： T =9550 P / n =9550 4/320= 軸： T =9550 P / n =9550 卷筒軸： 550 550 運(yùn)動和動力參數(shù)的計(jì)算結(jié)果列于下表： 軸名 參數(shù) 電動機(jī)軸 軸 軸 卷筒軸 轉(zhuǎn)速 n/（ r/ 輸入功率 P/入轉(zhuǎn)矩 T/（ 960 20 4 動比 i 效率 3 傳動零件的設(shè)計(jì) （一） V 帶傳動的設(shè)計(jì) 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算過程 結(jié)果 1. 設(shè)計(jì)功率 表 6得公況系數(shù) d=. 選定帶型 由 60r/圖 6 帶 選 帶 4 3. 確定帶輪基準(zhǔn)直徑考表 660mm 1=160 3 表 600mm 60mm 00帶速 V V= 60 1000） =160 960/（ 60 1000）=m/s） V=m/s） 5. 初定中心距 2（ 462 1320 初定中心距 00mm 00. 帶的基準(zhǔn)長度 0212210 4)()(22d 表 6 800d=2800. 實(shí)際中心距 a a /2=86464 8. 小帶輪包角 1 (18 0 121 157 1=157 帶額定功率 6060r/表 61=1=表 6 根數(shù) z ( 11d由表 6 =L=帶入數(shù)據(jù)得 z= 整 z=2 z=2 5 初拉力 00 （公式 1） 查表 6q=m 則算 0=Q 2s 0Q 401N 401N （二） 齒輪的設(shè)計(jì) 計(jì)算過程和說明 結(jié)果 一 選擇齒輪材料、熱處理、精度等級 軟齒面?zhèn)鲃?因傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高，選用軟齒面?zhèn)鲃?，采用按疲勞?qiáng)度設(shè)計(jì)，按彎曲疲勞強(qiáng)度校核的設(shè)計(jì)方法。 1. 表 7小齒輪： 45 鋼， 調(diào)制，硬度 240齒輪： 45 鋼，正火，硬度 190齒輪： 45 鋼，調(diào)制，硬度 240齒輪： 45 鋼，正火，硬度 190. 選擇精度等級 選 8 級精度 8 級精度 二按齒面疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 231 )(12 t=1 10 P1/20000 （ 取齒寬系數(shù)d=1 d=1 選 5 則 5 1=25 13 6 取整 13 之比 U 實(shí) =1=113/25=差分析： U=（ ，在工程允許范圍內(nèi) 點(diǎn)區(qū)域系數(shù) H=取彈性系數(shù) M H H= 70 20 1） 選取接觸疲勞極限 由圖 7 70 20 2） 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 0 320 24 5 365=10 1/10 10 10 （ 3） 查取接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)，由圖 7 4）選取接觸應(yīng)力最小安全系數(shù) （ 5）計(jì)算許用接觸應(yīng)力 1H = H 570Z 1 2H = 取 H = 2H = = 計(jì)算小齒輪直徑 之前的公式 k K= （ 1）查表 7 （ 2）查取動載系數(shù) 7 圓周速度 320/（ 60 1000） =m/s） 7 V 00=可查得 3）查圖 7向載荷系數(shù) K= 4） 查圖 7間載荷分布系數(shù) 1=1/2） =圖得=1 = 確定主要幾何參數(shù) 1. 模數(shù) m=1=5=表 4m=2 m=2 2. 分度圓直徑 d1= 25=50mm d2= 113=226mm 0mm 26. 中心距 a=m(2)/2=2（ 25+113） /2 a=138齒寬 b=1 50=50 0 可取 0mm 0 0 彎曲疲勞強(qiáng)度校核 F = F 1. 查取齒形系數(shù) 7 查取應(yīng)力修正系數(shù) 7 F = 8 （ 1） 查取 （圖 7 =430=320=430=320 2） 查取彎曲疲勞強(qiáng)度系數(shù) 7 （ 3） 選取彎曲最小安全系數(shù) 1=430 1/07 2=320 1/28F= 1=307 2=228 2 100000/（ 50 602） =F 1 = 2 彎曲疲勞強(qiáng)度滿足 強(qiáng)度條件通過 1. 小齒輪尺寸設(shè)計(jì) 根據(jù)表 4齒輪齒頂圓直徑 4此設(shè)計(jì)為齒輪軸 則小齒輪為最簡單的齒輪 齒頂高 根高 1+ 2=頂圓直徑 4根圓直徑 25 2=45. 大齒輪尺寸設(shè)計(jì) 由于大齒輪 26 200,500之間 故可選腹板式圓柱齒輪，首先需設(shè)計(jì)出與之聯(lián)接的軸 （三） 軸的設(shè)計(jì) 1. 選擇軸的材料 查表 5 號鋼，正火處理， b=600. 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步計(jì)算軸徑 查表 10= 9 3 軸此處開有一個鍵槽，則將軸徑增大 5%，即 105%=標(biāo)準(zhǔn)手冊選 d=481） 結(jié)構(gòu)草圖 確定軸上零件數(shù) 4個 確定軸上零件位置 軸承 齒輪 軸承 聯(lián)軸器 確定軸的形狀 階梯軸 2） 軸上零件的定位方式 齒軸：用軸環(huán)和套筒做軸向固定，用平鍵和過盈配合作周向固定。 左軸承：用軸環(huán)和有過盈的過渡配合固定。 右軸承：用套筒和有過盈配合的過渡配合固定。 聯(lián)軸器：軸肩作軸向固定，周向用平鍵 按要求繪制結(jié)構(gòu)草圖，設(shè)計(jì)書后附。 3） 確定軸的尺寸 確定軸的各段直徑 于 d=整為 8 表 10a= d2=48= 5 指導(dǎo)書附錄 10 軸承型號為 6212，即 0 B=22 查 表 10a= d4=整 8 查 表 10a= d5=10 取整 8度 b= b=7考慮軸承裝拆，將左端軸承軸肩定位高度定位 0 2）確定各段長度 根據(jù)齒保持一定的間隙， L” =1020 L” =15 L =5輪轂寬 50取間隙為 2則 08軸頸 + L” + L +B=2+15+5+22=44軸身 0 經(jīng)驗(yàn)參數(shù) 聯(lián)軸器處的長度查附錄 9 得 4設(shè)計(jì)說明書后附聯(lián)軸器圖及尺寸） L” + L b=15+5 7=13 總跨度 L=B 2+L5+b+2 B 2=13+7+48+44=112 按彎扭矩組合校核軸的強(qiáng)度 (后附圖 ) 求軸的作用力，繪制軸的空間受力圖（ a） 從動輪上的轉(zhuǎn)矩 T=9550 P/n=9550 輪受的圓周力 000T/000 26=4517N 齒輪受的徑向力 517 644N 做垂直平面內(nèi)的彎矩圖（ b），求支點(diǎn)反力： =1644/2=822N D 點(diǎn)最大彎矩： L/2=822 = 作水平面彎矩圖（ c），求支點(diǎn)反力： =4517/2=2259N D 點(diǎn)最大彎矩： L/2=2259 = 合成彎矩圖（ d） 最大合成彎矩在 值為： 22 作扭矩圖（ e）。扭矩 T= 作當(dāng)量彎矩圖（ f） 最大當(dāng)量彎矩在 D 點(diǎn)處，因是單向跳動，扭矩可以認(rèn)為是按脈動循環(huán)變化，故 =： 45 1 0 . 5T 2222（）（ 確定最大當(dāng)量彎矩處的軸徑，即 11 查表 100=55入式3 1000 【 = 考慮此處有一鍵槽，將直徑增大 5%，即 d= 365 24h 故型號為 6212深溝球軸承符合要求 大齒輪尺寸設(shè)計(jì) 由于大齒輪 30 200,500之間 故可選腹板式圓柱齒輪，首先需設(shè)計(jì)出與之聯(lián)接的軸 由于軸 的尺寸已經(jīng)設(shè)計(jì)出來，可以由表 7算出大齒輪的尺寸如下： 12 由于軸頭直徑 8可知 68=109于 10 12，取 =10mm += 23009） =160mm = 230=25mm c=50=15mm n= r 5 四）齒輪軸的設(shè)計(jì) 1. 選擇軸的材料 查表 5 號鋼，正火處理， b=600查表 10=3 軸此 處開有一個鍵槽，則將軸徑增大 5%，即 28 105%=標(biāo)準(zhǔn)手冊選 d=303） 結(jié)構(gòu)草圖 確定軸上零件數(shù) 4個 確定軸上零件位置 軸承 齒輪 軸承 聯(lián)軸器 確定軸的形狀 階梯軸 4） 軸上零件的定位方式 齒軸：用軸環(huán)和套筒做軸向固定，用平鍵和過盈配合作周向固定。 左軸承：用軸環(huán)和有過盈的過渡配合固定。 13 右軸承：用套筒和有過盈配 合的過渡配合固定。 聯(lián)軸器：軸肩作軸向固定，周向用平鍵 按要求繪制結(jié)構(gòu)草圖，設(shè)計(jì)書后附。 5） 確定軸的尺寸 確定軸的各段直徑 于 d=整為 0 表 10a= d2=30= 4 指導(dǎo)書附錄 10 軸承型號為 6208，即 0 B=18 查 表 10a= d4=整 6 查 表 10a= d5=整 2度 b= b=5考慮軸承裝拆，將左端軸承軸肩定位高度定位 6 2）確定各段長度 根據(jù)齒保持一定的間隙， L” =1020 L” =10 L =5輪轂寬 60取間隙為 2則 08軸頸 + L” + L +B=2+10+5+18=35軸身 0 經(jīng)驗(yàn)參數(shù) 聯(lián)軸器處的長度查附錄 9 得 4設(shè)計(jì)說明書后附聯(lián)軸器圖及尺寸） L” + L b=10+5 5=10 總跨度 L=B 2+L5+b+2 B 2=10+5+48+35=98彎扭矩組合校核軸的強(qiáng)度 (后附圖 ) 求軸的作用力，繪制軸的空間受力圖（ a） 從動輪上的轉(zhuǎn)矩 T=9550 P/n=9550 4/320=輪受的圓周力 000T/000 0=4772N 齒輪受的徑向力 772 737N 14 做垂直平面內(nèi)的彎矩圖（ b），求支點(diǎn)反力： =1737/2=869N D 點(diǎn)最大彎矩： L/2=869 = 作水平面彎矩圖（ c），求支點(diǎn)反力： =4772/2=2386N D 點(diǎn)最大彎矩： L/2=2386 = 合成彎矩圖（ d） 最大合成彎矩在 值為： 22 作扭矩圖（ e）。扭矩 T= 作當(dāng)量彎矩圖（ f） 最大當(dāng)量彎矩在 D 點(diǎn)處，因是單向跳動，扭矩可以認(rèn)為是按脈動循環(huán)變化，故 =： 1 4 41 1 9 . 5T 2222（）（ 確定最大當(dāng)量彎矩處的軸徑，即 查表 100=55入式3 1000 【 = 441000 考慮此處有一鍵槽，將直徑增大 5%，即 d= 365 24h 故型號為 6207深溝球軸承符合要求 (五 )鍵的設(shè)計(jì)和校核 1）查標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)軸徑以及鍵工作環(huán)境，選擇圓頭普通平鍵 初選尺寸為 b=20mm h=12=56）查表 9【 p= p=100N/其中，鍵的工作長度 l=66 扭矩 T=直徑 d=68【 p= 4 1000 68 12 36） =00 則，經(jīng)校核該平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度足夠 . I 軸與聯(lián)軸器聯(lián)接鍵 1）查標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)軸徑以及鍵工作 環(huán)境，選擇圓