1 2013 年 5 月 30 日 浙 江 工 業(yè) 大 學(xué) 機(jī) 械 學(xué) 院浙 江 工 業(yè) 大 學(xué) 機(jī) 械 學(xué) 院浙 江 工 業(yè) 大 學(xué) 機(jī) 械 學(xué) 院浙 江 工 業(yè) 大 學(xué) 機(jī) 械 學(xué) 院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 姓名： 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師：白少先 目錄 一、 設(shè)計(jì)題目 2 二、 工作原理 2 三、 原始數(shù)據(jù) 2 四、 傳動(dòng)方案的分析和擬定 2 五、 電動(dòng)機(jī)的選擇 3 六、 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì) 5 七、 軸和軸承的組合設(shè)計(jì) 10 八、 鍵的選擇和強(qiáng)度校核 19 九、 聯(lián)軸器的選擇 21 十、 減速器的潤(rùn)滑與密封 22 十一、減速器裝配草圖俯視設(shè)計(jì) 22 十二、設(shè)計(jì)小結(jié) 25 十三、參考資料 26 2 一、設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置 二、工作原理 通過(guò) V 帶和單級(jí)齒輪減速箱，電動(dòng)機(jī)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成傳動(dòng)帶的動(dòng)能。傳動(dòng)裝置是將原動(dòng)機(jī)的 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給工作機(jī)的中間裝置， 能夠變速、 改變運(yùn)動(dòng)形式或運(yùn)動(dòng)方向以滿足工作裝置 的需要。 三、原始數(shù)據(jù) 1. 輸送帶拉力 F:1600(N) 2. 輸送帶速度 V：1.8（m/s） 3. 卷筒直徑 D：320（mm） 4. 輸送帶速度允許誤差：5% 5. 工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，平穩(wěn)無(wú)過(guò)載，空載啟動(dòng)， 2 班制工作，每班按 8 小時(shí)計(jì)算。 6. 使用期限：10 年 7. 動(dòng)力來(lái)源：三相交流電（220V/380V） 四、傳動(dòng)方案的分析和擬定； 機(jī)器一般是由原動(dòng)機(jī)、 傳動(dòng)裝置和工作裝置組成。 傳動(dòng)裝置是將原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng) 力傳遞給工作機(jī)的中間裝置， 能夠變速、 改變運(yùn)動(dòng)形式或運(yùn)動(dòng)方向以滿足工作裝置的需 要，是機(jī)器的重要組成部分。傳動(dòng)裝置是否合理將直接影響機(jī)器的工作性能、重量和成 本。 合理的傳動(dòng)方案除滿足工作裝置的功能外， 還要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 制造方便、 成本低廉、 傳動(dòng)效率高和使用維護(hù)方便。 本設(shè)計(jì)中原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，工作機(jī)為皮帶輸送機(jī)。傳動(dòng)方案采用了兩級(jí)傳動(dòng)，第一 級(jí)傳動(dòng)為帶傳動(dòng)，第二級(jí)傳動(dòng)為單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器。 帶傳動(dòng)承載能力較低，在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時(shí)，結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大，但有過(guò)載保 護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，還可緩和沖擊和振動(dòng)，故布置在傳動(dòng)的高速級(jí)，以降低傳遞的轉(zhuǎn)矩，減小帶 傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸。 齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命較長(zhǎng)，是現(xiàn)代機(jī)器中 應(yīng)用最為廣泛的機(jī)構(gòu)之一。本設(shè)計(jì)采用的是單級(jí)直齒輪傳動(dòng)。 傳動(dòng)方案如圖： 3 五、電動(dòng)機(jī)的選擇，傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算； 1. 電動(dòng)機(jī)類型的選擇： Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī) 2. 電動(dòng)機(jī)功率的選擇： 工作機(jī)所需功率：kwwFvPw88. 228808 . 11600= 傳動(dòng)裝置總效率： 816.0 96.097.097.098.096.0 3 543 3 21 = = = 總 查表可得， 輸送機(jī)滾筒軸至輸送帶間的傳動(dòng)效率96. 0 5 = 滑塊聯(lián)軸器效率97. 0 4 = 8 級(jí)精度圓柱齒輪傳動(dòng)（稀油潤(rùn)滑）效率97. 0 3 = 一對(duì)滾動(dòng)軸承效率98. 0 2 = 取 V 帶的傳動(dòng)效率為96. 0 1= 電動(dòng)機(jī)的輸出輸出功率：kw P P w d 53. 3 816. 0 88. 2 = 總 由上可確定電動(dòng)機(jī)的額定功率kwPm4= 3. 轉(zhuǎn)速的選擇： 卷筒的轉(zhuǎn)速minr4 .107r1.79 0.32 1.8 =s D V nw 各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比范圍：V 帶傳動(dòng)比范圍 24，一級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比 35， 則 總 傳 動(dòng) 范 圍 比2065342I=， 則 電 動(dòng) 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 的 可 選 范 圍 ： ()min/21484 .6444 .107206Irmn wm =， 所 以 轉(zhuǎn) 速 為 750r/min 、 1000r/min 和 1500r/min 的電動(dòng)機(jī)均符合，三者進(jìn)行比較，如下： 選用 Y112M-4，主要外形和安裝尺寸如下： 電動(dòng)機(jī)型 號(hào) 額定功率 /kw 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速/(r/min) 質(zhì)量/kg 實(shí)際傳動(dòng) 比 同步滿載 Y160M1-847507201356.70 Y132M1-641000960958.94 Y112M-44150014408013.41 4 中心高 H 外形尺 寸 L （AC/2+ AD） HD 底腳安 裝尺寸 A B 底腳螺 栓直徑 K 軸伸尺 寸 DE 鍵連接 部分尺 寸 F (GD-G) 112 400 (115+190 )265 190 140 12286087 4. 傳動(dòng)比的分配 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比：41.13 4 .107 1440 = w m n n I 分配傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比 I III=，為使 V 帶傳動(dòng)尺寸不至過(guò)大，滿足 I IIe 時(shí)的軸向系數(shù)） 軸承軸向載荷： NYRS NYRS BB AA 4062/ 8502/ = = NSA eRA NSFA SFS BB AA BaA BaA 406 57. 0/ 973 1 1 = = =+= +選取軸承合適。 20 B.低速軸滾動(dòng)軸承校核 a 初步選取的軸承：32010X2 kNCkNC rr 2 .66,8 .45 0 = b.軸承 A 的徑向載荷： NRRR AVAHA 14999575 .1153 2222 =+=+= 軸承 B 的徑向載荷： NRRR BVBHB 1157965 .1153 2222 =+=+= 外部軸向力NFa534 2 = 查表可得5 . 1=Y（Y 是 A/Re 時(shí)的軸向系數(shù)） 軸承軸向載荷： NYRS NYRS BB AA 3862/ 5002/ = = NSA eRA NSFA SFS BB AA BaA BaA 386 92. 0/ 920 1 1 = = =+= +選取軸承合適。 21 八、鍵的選擇及強(qiáng)度校核 A.帶輪與輸入軸間鍵的選擇及校核 軸徑mmd25=，帶輪寬 B=63mm,A 型平鍵mmb8=，mmh7=， mmL50=，校核 mmbLl42=,mNT=32.75,mm h k5 . 3 2 =, a011a41 25423.5 75.3210002102 3 MPMP kld T pp = B.小齒輪與輸入軸間鍵的選擇及校核 軸徑mmd40=，齒輪輪寬 B=65mm,A 型平鍵mmb12=，mmh8=， mmL50=，校核 mmbLl38=,mNT=32.75,mm h k4 2 =, a110a8 .24 40384 75.3210002102 3 MPMP kld T pp = C.輸出軸與大齒輪間鍵的選擇與校核 軸徑mmd55=，齒輪輪寬 B=60mm,A 型平鍵mmb16=，mmh10=， mmL50=，校核 mmbLl34=,mNT=32.286,mm h k5 2 =, a110a2 .61 55345 1086.3222102 33 MPMP kld T pp = D.輸出軸與聯(lián)軸器間鍵的選擇及校核 軸徑mmd40=，輪轂寬度 B=82mm,A 型平鍵mmb12=，mmh8=， mmL63=，校核 mmbLl51=,mNT=32.286,mm h k4 2 =, a110a70 4051?4 1086.3222102 33 MPMP kld T pp = 九、聯(lián)軸器的選擇 選取聯(lián)軸器的型號(hào)，取工況系數(shù)5 . 1 a =K，聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩計(jì)算轉(zhuǎn)矩 22 429.48mm286.325 . 1=TKT aca 應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩，選用彈性柱銷聯(lián)軸 器，型號(hào)為 HL3，軸孔直徑為 40mm，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度為 112mm，半聯(lián)軸器與軸的配合長(zhǎng)度 84mm. 十、減速器的潤(rùn)滑與密封 1.潤(rùn)滑 滾動(dòng)軸承采用脂潤(rùn)滑。 齒輪采用浸油潤(rùn)滑， 即將齒輪浸入油中， 當(dāng)齒輪回轉(zhuǎn)時(shí)粘在其上的油液被 帶到嚙合區(qū)進(jìn)行潤(rùn)滑，同時(shí)油池的油被甩上箱壁，有助散熱。為避免浸油潤(rùn)滑 的攪油功耗太大和保證輪齒嚙合區(qū)的充分潤(rùn)滑， 傳動(dòng)件浸入油中的深度不宜太 深或太淺，一般浸油深度以浸油齒輪的一個(gè)齒高為適度，但不得少于 10mm。 2.箱體密封 軸伸出處的密封： 墊圈式密封： 利用矩形截面的毛墊圈嵌入梯形槽中所產(chǎn)生的對(duì)軸的壓緊作 用， 獲得防止?jié)櫥吐┏龊屯饨珉s質(zhì)灰質(zhì)等侵入軸承室的密封效果。 密封簡(jiǎn)單、 價(jià)廉。 軸承室內(nèi)側(cè)的密封： 封油環(huán)密封： 作用是使軸承室與箱體內(nèi)部隔開(kāi)， 防止油脂漏進(jìn)箱內(nèi)及箱內(nèi) 潤(rùn)滑油濺入軸承室而稀釋和帶走油脂。封油環(huán)做成齒狀，封油效果更好。 箱體與箱座接合面的密封： 在箱體和箱座接合面上涂密封膠密封。 其他部位的密封： 檢查孔蓋板、 排油螺塞、 油標(biāo)與箱體的接合面間均需加紙封油墊或皮封油 圈。螺釘式軸承端蓋與箱體之間需加密封墊片。 十一、減速器裝配草圖俯視圖設(shè)計(jì)（箱體、附件設(shè)計(jì)） 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 減速器的箱體采用鑄造（HT200）制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證齒輪佳合質(zhì) 量，大端蓋分機(jī)體采用配合. 1. 機(jī)體有足夠的剛度 在機(jī)體為加肋，外輪廓為長(zhǎng)方形，增強(qiáng)了軸承座剛度 2. 考慮到機(jī)體內(nèi)零件的潤(rùn)滑，密封散熱。 低速軸上齒輪的圓周速度為sm nd v/4 . 1 60 = ，速度較小，故采用浸油潤(rùn)油， 同時(shí)為了避免油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xmmdh40 6 1 2 = 為保證機(jī)蓋與機(jī)座連接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)， 其表面粗糙度為 3 . 6 3.機(jī)體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性. 鑄件壁厚為 8mm，圓角半徑為 R=5。機(jī)體外型簡(jiǎn)單，拔模方便. 4.對(duì)附件設(shè)計(jì) A視孔蓋和窺視孔 23 在機(jī)蓋頂部開(kāi)有窺視孔，能看到 傳動(dòng)零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空 間，以便于能伸入進(jìn)行操作，窺視孔有蓋板，機(jī)體上開(kāi)窺視孔與凸緣一塊， 有 便于機(jī)械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強(qiáng)密封，蓋板用鑄鐵制成，用 M8 緊固 B排油螺塞： 放油孔位于油池最底處， 并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)， 以便 放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊，由機(jī)械加工成 螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。 C油標(biāo)： 油標(biāo)位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。 油尺安置的部位不能太低，以防油進(jìn)入油尺座孔而溢出. D通氣孔： 由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機(jī)蓋頂 部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達(dá)到體內(nèi)為壓力平衡. E定位銷： 為保證剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度， 在機(jī)體聯(lián)結(jié)凸緣的長(zhǎng)度 方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度. F吊鉤： 在機(jī)蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運(yùn)較重的物體. 減速箱機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸如下： 24 25 十二、心得體會(huì) 經(jīng)過(guò)幾天的努力，機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)計(jì)算和裝配圖基本完成。在設(shè)計(jì)計(jì)算中， 遇 到了不少問(wèn)題，鍛煉了自主查找資料和解決問(wèn)題的能力。同時(shí)，因?yàn)橐仡櫟揭恍┰械幕?礎(chǔ)知識(shí)，所以也對(duì)之前學(xué)過(guò)的工程圖學(xué)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、工程材料和機(jī)械原理的基礎(chǔ) 知識(shí)有了更深刻的理解。但是，我在這次課程設(shè)計(jì)中，沒(méi)有自學(xué)公差和配合，公差和配合的 數(shù)據(jù)是參考模板上的。 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中， 常常發(fā)現(xiàn)自己考慮得不全面不完整， 感覺(jué)設(shè)計(jì)要考慮很多因素和數(shù)據(jù)， 因?yàn)椴磺宄男┦鞘滓囊蛩兀?所以常常會(huì)忽略一些進(jìn)行計(jì)算， 最后驗(yàn)證的時(shí)候又發(fā)現(xiàn)不對(duì)， 所以導(dǎo)致重復(fù)計(jì)算，十分花時(shí)間，以后要注意。但是，這也正鍛煉了自己針對(duì)一個(gè)問(wèn)題， 能 把已經(jīng)儲(chǔ)備的知識(shí)用于其中， 并且能區(qū)分主要因素和次要因素， 然后更全面地去思考和解決 問(wèn)題。 這次也鍛煉了 CAD 畫(huà)圖的能力，之前畫(huà)圖都是用 SW 畫(huà)三維圖，CAD 接觸的很少