帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

(一)

機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)6/29/2023武漢理工大學(xué)張松林謝英放6/29/2023一、性質(zhì)：

實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)第一章概述6/29/2023第一章概述二、機(jī)械設(shè)計(jì)的目的（1）通過課程設(shè)計(jì)使學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程及有關(guān)先修課程的知識(shí)，起到鞏固、深化、融會(huì)貫通及擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面知識(shí)的作用，樹立正確的設(shè)計(jì)思想。（2）通過課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程實(shí)際問題的能力，使學(xué)生掌握機(jī)械零件、機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡單機(jī)械的一般設(shè)計(jì)方法和步驟。（3）提高學(xué)生的有關(guān)設(shè)計(jì)能力，如計(jì)算能力、繪圖能力以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）能力等，使學(xué)生熟悉設(shè)計(jì)資料（手冊、圖冊）的使用，掌握經(jīng)驗(yàn)估算等機(jī)械設(shè)計(jì)的基本技能。6/29/2023三、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和任務(wù)內(nèi)容：1、擬訂，計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)；3、進(jìn)行傳動(dòng)件、分析傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)方案；2、選擇電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算，校核軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵等；4、繪制減速器裝配圖；5、繪制零件工作圖；6、編寫計(jì)算說明書。第一章概述6/29/2023任務(wù)（記）1、繪制減速器裝配圖1張；（1號(hào)圖紙，1：2畫）2、零件工作圖1張；（畫低速軸，2號(hào)圖紙，1：1畫）（周四圖板、丁字尺到位）3、設(shè)計(jì)說明書一份；（20頁A4紙，封面計(jì)算機(jī)打印，心得體會(huì)500字左右）第一章概述6/29/2023四、課程設(shè)計(jì)的步驟1設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作（1）熟悉任務(wù)說明書，明確設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求；（2）熟悉設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，有關(guān)資料、圖紙等；（3）觀察錄像、實(shí)物、模型，或進(jìn)行減速器裝拆實(shí)驗(yàn)等，了解減速器等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與制造過程。第一章概述6/29/20236/29/20236/29/20236/29/2023

減速器的結(jié)構(gòu)1—下箱體2—油標(biāo)指示器3—上箱體4—透氣孔5—檢查孔蓋6—吊環(huán)螺釘7—吊鉤8—油塞9—定位銷釘10—起蓋螺釘孔6/29/20232總體設(shè)計(jì)（1）確定傳動(dòng)方案；（2）選擇電動(dòng)機(jī)；（3）計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比，分配各級傳動(dòng)比；（4）計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩。第一章概述6/29/20233、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）計(jì)算帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸；（2）計(jì)算各傳動(dòng)件上的作用力。第一章概述6/29/20234、裝配圖的草圖的繪制 （1）確定減速器的結(jié)構(gòu)方案（2）繪制裝配圖的草圖（草圖紙），進(jìn)行軸、軸上零件和軸承組合的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（3）校核軸的強(qiáng)度、校核深溝球軸承的壽命；（4）繪制減速器附件。第一章概述6/29/20235、裝配圖的繪制（1）畫底線圖，畫剖面線；（2）選擇配合，標(biāo)注尺寸；（3）編寫零件序號(hào)，列出明細(xì)欄；（4）加深線條，整理圖畫；（5）書寫技術(shù)條件、減速器特性等。第一章概述6/29/20236、零件工作圖的繪制 （1）繪制軸類零件工作圖；（2）繪制其他零件的工作圖。

第一章概述6/29/20237、編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書（1）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書，內(nèi)容包括所有的計(jì)算，并附有必要的簡圖；（2）說明書中最后一段內(nèi)容應(yīng)寫出設(shè)計(jì)總結(jié)。一方面總結(jié)設(shè)計(jì)課題的完成情況，另一方面總結(jié)個(gè)人所設(shè)計(jì)的收獲和體會(huì)以及不足之處第一章概述6/29/2023五、課程設(shè)計(jì)的有關(guān)注意事項(xiàng)1）草圖是提高設(shè)計(jì)質(zhì)量的關(guān)鍵草圖也應(yīng)該按正確圖的化例尺寸化，而且作用的順序要得到畫草圖時(shí)應(yīng)注意的各零件之間的相關(guān)位置，有些細(xì)部結(jié)構(gòu)可簡化畫出。2）

設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該及時(shí)檢查及時(shí)修改設(shè)計(jì)過程是一個(gè)邊繪制、邊計(jì)算、邊修改的過程。應(yīng)該經(jīng)常進(jìn)行自查或互查有錯(cuò)誤及時(shí)修改。3）

注意計(jì)算數(shù)據(jù)的記錄和管理數(shù)據(jù)是設(shè)計(jì)的依據(jù)、應(yīng)及時(shí)記錄與管理計(jì)算數(shù)據(jù)如有變動(dòng)及時(shí)修改，以便下一部的使用。4）

要有集體觀念。第一章概述6/29/2023六、要求1、分組；2、認(rèn)真，用AoutCAD要經(jīng)老師批準(zhǔn)；3、在教室設(shè)計(jì)，不許到寢室，班長每天考勤。第一章概述6/29/2023七、評分（記）裝配圖50%，零件圖15%，設(shè)計(jì)說明書20%，出勤15%成績評分等級：優(yōu)（A）、良（B）、中（C）、及格（D）、不及格（E）。第一章概述6/29/2023時(shí)間安排第1周周一至周二：運(yùn)動(dòng)學(xué)及V帶、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算周三至周五：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算、裝配圖初步第2周裝配圖、零件圖、設(shè)計(jì)說明書集中講課時(shí)間：第1周：周一和周三的上午第2周：周一上午6/29/2023第二章傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)6/29/2023工作條件1）帶式輸送機(jī)送碎粒物料，如含物型砂、煤等。2）輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向不變，工作載荷穩(wěn)定。3）工作機(jī)傳動(dòng)效率為0.904）使用期限10年，每年300個(gè)工作日，兩班制工作，每日工作8小時(shí)，輸送帶速度允許誤差±5%第二章傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)6/29/2023參數(shù)：題號(hào)：1-1

輸送帶牽引力F=3.2KN，輸送帶速度V=1.6s/mm

滾圓直徑D=450mm

第二章傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)6/29/2023§2.3電動(dòng)機(jī)的選擇(見實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書P117)

目前應(yīng)用最廣泛的是Y系列自扇三相異步電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡單，起動(dòng)性能好，工作可靠，價(jià)格低廉，維護(hù)方便適用于不易燃，不易爆，無腐蝕性氣體，無特殊要求的場合，如運(yùn)輸機(jī)、機(jī)床、風(fēng)機(jī)、農(nóng)機(jī)、輕工機(jī)械等。第二章傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)6/29/2023§2.3電動(dòng)機(jī)的選擇（記）1、選擇電動(dòng)機(jī)類型按已知工作條件和要求選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。2、同步轉(zhuǎn)速選1000r/min或1500r/min(電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越低，極對數(shù)越多，價(jià)格越貴)6/29/20233、選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)工作機(jī)所需的輸出功率為：

Pw=Fv/1000（KW）（F---N,V---m/s）或Pw=Fv（KW）

（F---KN,V---m/s）§2.3電動(dòng)機(jī)的選擇（記）6/29/2023電動(dòng)機(jī)輸出功率:Pd=Pw/η

Pw=Fvη=η2聯(lián)×η帶×η齒×η2軸承×η卷筒?。害锹?lián)=0.99η帶=0.96η齒=0.97η軸承=0.99η卷筒=0.90則η=0.992×0.96×0.97×0.992×0.90=0.81所以Pd=3.2×1.6÷0.81=6.32KW

§2.3電動(dòng)機(jī)的選擇（記）6/29/2023確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)(1)根據(jù)Pd=6.32KW

<Ped（電動(dòng)機(jī)的額定功率）,符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750r/mm、1000r/mm和1500r/mm查出有三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)其技術(shù)參數(shù)及傳功比的比較情況見下表：§2.3電動(dòng)機(jī)的選擇（記）6/29/2023所選電動(dòng)機(jī)的主要處型和安裝尺寸如下所示：型號(hào)Y132M-4額定功率Ped=7.5KW，滿載轉(zhuǎn)速nm=1440r/min，伸出軸長度E=80mm直徑D=38mm鍵槽G=33mm,F=10mm中心高H=132mm外廓尺寸=L×HD=515×315說明:后面的計(jì)算功率用實(shí)際功率Pd=6.32KW

計(jì)算,轉(zhuǎn)速用滿載轉(zhuǎn)速nm=1440r/min。因?yàn)槲覀冊O(shè)計(jì)的是專用減速器?！?.3電動(dòng)機(jī)的選擇選方案3

6/29/2023§2.4傳動(dòng)比的分配計(jì)算（記）由于卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速

n卷筒=60×1000V/3.14×D=60×1000×1.6/（3.14×450）=67.8r/min（取68r/min）

而：i總=i帶×i齒輪一般i齒輪=3-5，取i齒輪=4.5(傳動(dòng)比為小數(shù)好，即兩齒輪的齒數(shù)互質(zhì))

一般i帶=2-5(常用值),i帶≤7

即：i帶=i總/i齒輪=21.2/4.5=4.7總傳動(dòng)比6/29/2023§2.5傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算一、各軸的轉(zhuǎn)速n0=nm=1440r/min(電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速)n1=nm/i帶=1440/4.7=306r/minn2=n1/i齒

=306/4.5=68r/min卷筒軸n卷筒

=n2=68r/min6/29/2023二、各軸的輸入功率P0=Pd·η聯(lián)=6.36×0.99=6.3kwP1=P0×η帶×η軸承=6.3×0.96×0.99=5.98kwP2=P1×η齒

=5.98×0.97=5.8kw（只考慮箱內(nèi)，所以軸承就沒有考慮了）卷筒輸入P3=P2×η軸承×η聯(lián)=5.8×0.99×0.99==5.68kw§2.5傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算6/29/2023三、各軸輸出轉(zhuǎn)矩0軸

T0=9550×P0/nm=9550×6.3/1440=41.78N·mⅠ軸

T1=9550×P1/n1

=9550×5.98/306=186.6N·mⅡ軸

T2=9550×P2/n2

=9550×5.8/68=814.5N·m

卷筒軸T3=T2=814.5N·m§2.5傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算6/29/2023Pd=3.2×1.6÷0.81=6.32KWnm=1440r/mini齒輪=4.5i帶=i總/i齒輪=21.2/4.5=4.7計(jì)算結(jié)果6/29/20236/29/20236/29/20236/29/20236/29/2023第三章傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算6/29/2023一、設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)

（設(shè)計(jì)步驟及內(nèi)容按《機(jī)械基礎(chǔ)》教材）1、選擇材料熱處理方式及精度等級根據(jù)工作條件一般用途的減速器采用閉式傳動(dòng)軟齒面，查表得小齒輪45鋼調(diào)質(zhì)處理HBS1=250

大齒輪45鋼正火處理HBS2=210

大、小齒輪硬度差為20-30HBS精度等級：選8級（GB10095-88）第三章傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算6/29/20232、齒數(shù)取Z1=20--40，Z2=Z1i齒輪注意：Z1、Z2取整數(shù)3、齒寬系數(shù)d=b/d1=1

(因?yàn)槭菍ΨQ分布，取大點(diǎn)）大、小齒輪同寬b1=b2，通常小齒輪取寬點(diǎn)。b1=b2+5--8。載荷系數(shù)K：取K=1.3--1.5

第三章傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算6/29/2023第三章傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算4、根據(jù)接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)小齒輪的分度圓直徑《機(jī)械基礎(chǔ)》教材P193d1≥直接取=470MPa

由d1求m(m一定要取標(biāo)準(zhǔn)值，盡量用第一系列)

6/29/2023第三章傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算m定后，先校核彎曲強(qiáng)度，取=400MPa，若彎曲強(qiáng)度合格，計(jì)算齒輪所有尺寸