/機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計――――――――――〇――――――――――〇―――――――――裝訂線―――――――――〇―――――――――設(shè)計題目：設(shè)計帶式輸送機的傳動裝置工程學(xué)院工程系１0１班設(shè)計者指導(dǎo)教師2012年1月＿9_日廣東海洋大學(xué)目錄械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計任務(wù)書………………3一、傳動方案……………………。?！?。.．……４二、選擇電動機…………………．…………。…………．………4三、計算傳動比和分配傳動比………………………．5四、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)…………..…?！?五、普通V帶傳動…………….……………?！?六、齒輪傳動……………………….…………８七、軸的設(shè)計…………………………。.………。１１(一、）從動軸的設(shè)計………………?！?11（二、）主動軸的設(shè)計…………………….…………．15八、軸承…………………。.…………。17（一、)主動軸軸承……………………?！?。1７（二、)從動軸軸承………………………….……………１７九、鍵的選擇………………………….…………。1８十、聯(lián)軸器的選擇…………………………。．…。１8十一、潤滑方式、潤滑油牌號及密封裝置的選擇…………….………．…19參考資料…………………...……………1９械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目:設(shè)計帶式輸送機的傳動裝置。DDFv動力及傳動裝置原始數(shù)據(jù)分組序號1２34567輸送帶工作拉力F/ｋN３.5３.33。02。82.６2.52．４輸送帶工作速度v/m/ｓ1。11.21。3１．4１.５1。61.7滾筒直徑D／mm250250２5０250２5025025０已知條件輸送帶工作拉力F=3.5kN輸送帶工作速度ｖ=1.1ｍ／s（允許輸送帶速度誤差為±5%）滾筒直徑Ｄ=250ｍm滾筒效率:ηj＝0.９6(包括滾筒與軸承的效率損失);工作情況:每年300個工作日,兩班制，連續(xù)單向運轉(zhuǎn),載荷較平穩(wěn)；使用折舊期:10年;動力來源：電力，三相交流，電壓380／22０V；制造條件及生產(chǎn)批量：一般機械廠制造,小批量生產(chǎn)。設(shè)計內(nèi)容擬定傳動方案，選擇電動機，計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)（包括:確定總傳動比，分配各級傳動比,計算各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩等），齒輪、軸、軸承、鍵、聯(lián)軸器等零部件的設(shè)計計算和選擇;減速器裝配圖和齒輪軸零件圖的設(shè)計;編寫設(shè)計計算說明書.設(shè)計工作量減速器裝配圖Ａ1一張；齒輪或軸零件圖A２二張；設(shè)計計算說明書1份（A4);計算及說明結(jié)果一、傳動方案DFDFv二、選擇電動機1.選擇電動機類型按已知的工作要求格條件,選用Ｙ型全封閉籠型三相型電動機2.選擇電動機功率工作機所需的電動機輸出功率為＝故由電動機至工作機之間的總效率（包括工作機效率）為式中的效率為:（帶傳動），（齒輪傳動的軸承)，（齒輪傳動）,(聯(lián)軸器),(滾筒）所以3。確定電動機轉(zhuǎn)速卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速為按推薦的合理傳動比范圍，取V帶傳動比i1’=2~4，單級齒輪傳動比i２’＝3～5，則合理總傳動比的范圍為i’=６~20，故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd'=i’*nｗ＝(６~15)×８4。03r/miｎnd’＝504。1８～１68０.6ｒ/mｉｎ符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有7５0r/miｎ、1０00r/miｎ、１５０0ｒ/min,再根據(jù)計算出的容量有三種適用的電動型號,其技術(shù)參數(shù)以及傳動比的比較情況見下表方案電動機型號額定功率電動機轉(zhuǎn)速／（r/min）傳動裝置的傳動比Pｅd/kW同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速傳動比帶齒輪１Y１60Ｍ２—8５.5750720８。933２．982Y13２M2—６5。５１000960１１．422。54.5683Y1３2S-45．515001440１7。１43。54.897綜合考濾電動機和傳動方案裝置的尺寸、重量以及帶傳動和減速器的傳動比，比較三個方案可知：方案1電動機轉(zhuǎn)速低,外廓尺寸及重量較大，價格較高,雖然總傳比不大,但因電動機轉(zhuǎn)速低,導(dǎo)致傳動裝置尺寸較大。方案３電動機轉(zhuǎn)速較大,但總傳比大,傳動裝置尺寸較大。方案2適中,比較適合。因此選定電動機型號為Y132M2—6，額定功率Ped=5.5ｋw，滿載轉(zhuǎn)速nｍ=９60ｒ／ｍｉn.總傳動比較適中,傳動裝置結(jié)構(gòu)較緊湊。所選電動機的主要外形尺寸和安裝尺寸如下所示:中心高Ｈ外形尺寸L×（AＣ/2+ＡD）×HD底腳安裝尺寸A×B地腳螺栓孔直徑D軸伸尺寸Ｄ×Ｅ裝鍵部位尺寸F×GD1３２515×345×315２16×18018３8×8010×41三、計算傳動比和分配傳動比由選定電動機的滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機主動軸的轉(zhuǎn)速nw，可得傳動裝置的總傳動比為：i=取帶傳動比i０＝２.５齒輪傳動比ｉ1=４．57四、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)1、各軸轉(zhuǎn)速Ⅰ軸II軸卷筒軸2、各軸的輸入功率Ⅰ軸IＩ軸卷筒軸３、各軸輸入轉(zhuǎn)矩電動機軸的輸出轉(zhuǎn)矩TｄⅠ軸IＩ軸卷筒軸運動和動力參數(shù)的計算結(jié)果列于下表：參數(shù)軸名電動機軸Ⅰ軸Ⅱ軸卷筒軸轉(zhuǎn)速ｎ/(r/min）9６0３8484.0384．０3輸入功率Ｐ／kw４.５３4．3494.1764．011輸入轉(zhuǎn)矩T/（N。m）45.０61０8.１5474.６4４5５.８0傳運比i2.54。571效率η0.9６０。９６0.9６五、普通V帶傳動1、確定計算功率ＰC,查表8.2１，查得ＫA=１。2則PC＝KＡP＝1。2×5.５kw=6。6kw2、選取普通Ｖ帶型號根據(jù)PC?=6.6ｋw，ｎ1=９6０ｒ／ｍin，由圖8。13選用A型普通V帶３、確定帶輪基準直徑dd1，dd2根據(jù)表8。６和圖8．1３選取dd1=１０0mm，且dd1=140mm>ddmin=75mｍ大輪基準直徑為（符合標準值）4、驗算帶速v帶速在5～25m/s范圍內(nèi)。5、確定帶的基準長度Ld和實際中心距a由式（8．14）初步確定中心距的范圍取中心距a０=40０由式（8.15)得＝１59７。25ｍm由表8。4選取基準長度Ｌｄ=１600ｍm由式(８.16）得實際中心距a為中心距a的變動范圍為6、校驗小帶輪包角由式(８．1７）得７、確定V帶根數(shù)z由式(8．1８)得根據(jù),，查表8.9用內(nèi)插法得：取=1。63kｗ由式（8．１1）得功率增量Ｐ０為由表8。18查得根據(jù)傳動比i=２．5,查表8.19得Ki＝１．137３，則由表8。4查得帶長度修正系數(shù)ＫＬ＝０.99,由圖8。11查得包角系數(shù)Ka=0.94，得普通V帶根數(shù):＝4．05根圓整取得4根。8、帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計9、設(shè)計結(jié)果選用4根普通A型帶,中心距401mｍ,帶輪直徑dd1=140ｍm,ｄd2=３50mm六、齒輪傳動1、選擇齒輪材料及精度等級小齒輪選用4５鋼調(diào)質(zhì)，硬度220～２50ＨＢS,在大齒輪選用45鋼正火,硬度值為1７0~21０HBS，由表10。２1選8級精度,要求表面粗糙度2、按齒面接觸疲勞強度設(shè)計1）查表10。１２得彈性系數(shù)2）載荷系數(shù)K，查表１０．11取K=1．１3）4）齒寬系數(shù)，查表10。20得=15）許用接觸應(yīng)力，由圖１0.2４查得由表1０。10查得查圖10.27得ＺNT1＝1．02,ZＮＴ2=1.0８由式(１0.１３)得故3、確定有關(guān)系數(shù)與參數(shù)1)模數(shù),齒數(shù)由表10。3查取標準模數(shù)ｍ=２mｍ因齒輪均為軟齒面，取2）分度圓直徑和齒寬齒寬傳動的中心距為此值與初選的值相差不大，故不必重新計算.4、校核齒根彎曲疲勞強度由式（1０。3７)得出F，如F≤［F］則校核合格。確定有關(guān)系數(shù)與參數(shù)：1、齒形系數(shù)ＹF查表10．13得YF1=2。65,ＹF2=2.1８2、應(yīng)力修正系數(shù)Ys查表１０．１4得Ys1=1．5９,Ｙs2=1．８０5６3、許彎曲應(yīng)力［Ｆ]由圖10.２5查得Flm１=210ＭPａ,Flm2=190MPa由圖10.１０查得SF=1．3由圖10．2６查得ＹＮT１=YNT2=１由式（1０。14）可得:故由式（1０.３7）可得：齒根彎曲強度校核合格５、驗算齒輪的圓周速度v由表１０。2２可知,選8級精度是合適的。6、幾何尺寸計算及繪制零件圖.七、軸的設(shè)計(一、）從動軸的設(shè)計１、選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力因軸的材料無特殊要求,故選用４５鋼,正火處理，由表14.7查得強度極限σb=６０0ＭＰa,再由表1４。2得許用彎曲應(yīng)力［σ－1b]=５5MPａ．2、按鈕轉(zhuǎn)強度估算直徑根據(jù)表１4.１得C=（107～11８)，又由式(14。2）得：由于軸的最小直徑處要安裝聯(lián)軸器，會有鍵槽存在，故將計算直徑加大3%~5%，取為39。９7~４4.94mm。由設(shè)計手冊取標準直徑d1=40mm。３、設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)并繪制結(jié)構(gòu)草圖。由于設(shè)計的是單級減速器，可將齒輪布置在箱體內(nèi)部中央，將軸承對稱安裝在齒輪兩側(cè)，軸的外伸端安裝半聯(lián)軸器。（1)、確定軸上零件的位置和固定方式要確定軸的結(jié)構(gòu)形狀，必須先確定軸上零件的裝配順序和固定方式。確定齒軸從軸的右端裝入，齒輪的左端用軸肩定位,右端用套筒固定.這樣齒輪在軸上的軸向位置被完全確定。齒輪的周向固定用平鍵連接。由于齒輪的圓周速度均小于2m／s,故軸承采用脂潤滑，為了不讓箱體內(nèi)的潤滑油濺到軸承里，故在軸承旁加擋油盤。軸承對稱安裝于齒輪的兩側(cè)，其軸向用軸肩固定，周向采用過盈配合固定.（2)、確定各軸段的直徑如圖軸段1(外伸端)直徑最小，ｄ1=40mm；考慮到要對安裝在軸段１上的聯(lián)軸器進行定位，軸段1上應(yīng)有軸肩,軸段２的直徑同d2=４5mm，為軸段３方便加工軸承的安裝軸段,軸段２應(yīng)有軸肩,同時為能順利的在軸段3上安裝軸承,軸段3必須滿足軸承內(nèi)徑的標準，故取軸段３的直徑d3為50mm，軸段４由軸段3過度,取直徑d4=55ｍm，軸段５是用于定位齒輪，軸肩為h=R（C）+（0.5~2）取3。5mm，故ｄ５=６2mm；軸段６的直徑ｄ６=5５mｍ；軸段7裝軸承與3段一樣，故d7=d3=５0mm。（3)、確定各軸段的長度齒輪輪轂寬度為６2ｍm，為保證輪固定可靠，軸段4的長度應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度，取為60mm;為保證齒輪端面與箱體內(nèi)壁不相碰,齒輪端面與箱體內(nèi)壁間應(yīng)留有一定的間距，取該間距為12mm；為保證軸承安裝在箱體軸承座孔中(軸承寬度為1６mm),并考濾軸承的潤滑方式為脂潤滑，軸承端面距箱體內(nèi)壁的距離為1０~15mm,所以軸段3的長度取44mm，軸承支點距離l=126mm，根據(jù)箱體及聯(lián)軸器以及軸承蓋與聯(lián)軸器要有一定距離1５ｍm，軸段2長取51，軸段1長取60,同樣的方法確定軸段5，6的長度為5mｍ,7為45mm。（4）、選定軸的結(jié)構(gòu)細節(jié)，如圓角、倒角、退刀槽的尺寸。4、按彎矩扭合成強度校核軸徑（１)、畫出軸的受力圖（２）、作水平彎矩圖、支點反力為Ⅰ—Ⅰ載面處的彎矩為Ⅱ—Ⅱ截面處的彎矩為(3）、作垂直面的彎矩圖,支點反力Ⅰ—Ⅰ截面左側(cè)彎矩為:Ⅰ-Ⅰ截面右側(cè)彎矩為：Ⅱ-Ⅱ截面處彎矩為：（4）、作合成彎矩圖Ⅰ-Ⅰ截面:Ⅱ－Ⅱ截面:（5）、作轉(zhuǎn)矩圖(6)、求當量彎矩因減速器單向運轉(zhuǎn)，故可以為轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán)變化，修正系數(shù)a為0。6Ⅰ－Ⅰ截面:Ⅱ-Ⅱ截面：(７）、確定危險截面及校核強度由圖可以看出,截面Ⅰ—Ⅰ、Ⅱ－Ⅱ所受轉(zhuǎn)矩相同，但彎矩MeⅠ〉ＭeⅡ，且軸上還有鍵槽,故截面Ⅰ—Ⅰ可能為危險截面。但由于軸徑d4>d3，故也應(yīng)對截面Ⅱ—Ⅱ進行校核。Ⅰ－Ⅰ截面:Ⅱ—Ⅱ截面：查表14。2得［σ-１b]=５5MPa，滿足σｅ≤［σ-１ｂ]的條件，故設(shè)計的軸有足夠強度，并有一定裕量。５、繪制軸的零件圖(二、)主動軸的設(shè)計1、選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力因軸的材料無特殊要求，故選用45鋼，正火處理，由表１4．４查得強度極限σb=6０0MＰa,再由表１4.２得許用彎曲應(yīng)力［σ－1b］=55ＭＰa．2、按鈕轉(zhuǎn)強度估算直徑根據(jù)表１4.1得C=（118～1０7),又由式（１4。２)得:由于軸的最小直徑處要安裝V帶輪，會有鍵槽存在,故將計算直徑加大3％~5％,取為2４．67～27.73ｍｍ.由設(shè)計手冊取標準直徑ｄ１＝30mm。3、設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)并繪制結(jié)構(gòu)草圖.由于設(shè)計的是單級減速器,可將齒輪布置在箱體內(nèi)部中央,將軸承對稱安裝在齒輪兩側(cè)。１）、確定各軸段的直徑軸段1（外伸端)直徑最小,d1=3０ｍm；考濾到要對安裝定位,軸段2上應(yīng)有軸肩，ｄ2＝35mm；為軸段３方便加工軸承的安裝軸段,軸段2應(yīng)有軸肩，同時為能順利的在軸段3上安裝軸承,軸段3必須滿足軸承內(nèi)徑的標準,故取軸段3的直徑d3為40mm,軸段5為齒輪軸，軸段4為軸段３到齒輪軸的過度,取d4=４8mm;相同的方法確定軸段６的直徑ｄ6＝48mｍ;軸段7的直徑d7=40mm。２）、確定各軸段的長度軸段1的長度由Ｖ帶輪轂的寬度確定取63mm，軸段5為齒輪軸的寬度６5mm;為保證齒輪端面與箱體內(nèi)壁不相碰,齒輪端面與箱體內(nèi)壁間應(yīng)留有一定的間距，根據(jù)已經(jīng)定好了低速軸的軸段長度情況,確定軸段3的長度為31mm，確定軸段７的長度為３2mm,軸段２長為5２mm,軸段４和6長為8。5ｍｍ;軸承支點距離l＝１25mm。3）、選定軸的結(jié)構(gòu)細節(jié),如圓角、倒角、退刀槽的尺寸。4、按彎矩扭合成強度校核軸徑１）、畫出軸的受力圖2)、作水平彎矩圖、支點反力為Ⅱ－Ⅱ截面處的彎矩為3、求當量彎矩因減速器單向運轉(zhuǎn),故可以為轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán)變化,修正系數(shù)a為0.6.Ⅱ-Ⅱ截面：4、確定危險截面及校核強度從圖中可看出截面Ⅱ－Ⅱ為危險面，應(yīng)對截面Ⅱ-Ⅱ進行校核。Ⅱ—Ⅱ截面：查表14．２得[σ—1b］＝5５MPa,滿足σe≤[σ-1b]的條件，故設(shè)計的軸有足夠強度，并有一定裕量。5、繪制軸的零件圖八、軸承(一、）主動軸軸承選用角接觸軸承7008AC1、求當量動載荷P查手冊得7008AC軸承的C０r=14.5KN,查表15。17得X0=1，Y0=0.７6，由式（15.8)可得：P０=X0Ｆr+Y0Fa＝(1＊８53．63+0.76＊487.6２）Ｎ=1２24.22NP0＝Fr=853。6３N取兩者中較大值為計算值,即P０＝1224。2２N2、靜強度校核由表1５．18，?。?＝1。２～２.5,由式（15．11)得所選軸承的強度足夠。（二、)從動軸軸承選用角接觸軸承7009AＣ１、求當量動載荷P查手冊得700９AＣ軸承的C0r=１9。5ＫＮ，查表１５．17得X0＝1，Ｙ0=0．76,由式（１５。８）可得：P0=Ｘ０Fr+Y０Fa=（1＊820+0.76*468．4）Ｎ=1175。９8ＮP0=Fr=8２0Ｎ取兩者中較大值為計算值,即Ｐ0=117５。9８N2、靜強度校核由表１5.18，取S０=１。2～2．5，由式(15．１1）得所選軸承的強度足夠.九、鍵的選擇１）、大齒輪鍵的選擇，d=５０mｍ,輪轂寬B=62mm，由軸徑d>4４~5０取b=1４mm，ｈ＝9mｍ，選用普通Ａ型鍵L=50ｍm故選用鍵1４X502）、低速軸連接連軸器時用的鍵的選取,d=30ｍm,輪轂寬B=60ｍm，由軸徑ｄ〉22~30取b＝8mm,ｈ=７mｍ，選用普通B型鍵L＝50mm故選用鍵B8Ｘ502）、高速軸與皮帶輪連接時用的鍵的選取,d＝30mｍ，輪轂寬B=6３mｍ,由軸徑d>22～30取b=8mm,h=７mm，選用普通A型鍵L=55mm故選用鍵８Ｘ50十、聯(lián)軸器的選擇根據(jù)軸段的直徑３5mm和所受轉(zhuǎn)矩，查表得K=1．3Ｔc?=KT=１。3＊281．6４6Nm=３66.１４Ｎm查表9.2選?。訪7聯(lián)軸器。十一、潤滑方式、潤滑油牌號及密封裝置的選擇潤滑方式:因減速器內(nèi)部是齒輪傳動，內(nèi)部密封，故選取油浴潤滑。潤滑脂的選擇:根據(jù)減速器屬于低速輕載機械軸承,所以選用通用鋰基潤