目87H8擊￡107羽1隔車(chē)展P羽I隔制奎￡羽1隔腔缺決？1癢的衆(zhòng)鳶441 :核孩義M￥辛葛粋釧車(chē)腿辭：目的決樑裁z-H^gWS^Blft機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)2

計(jì)算說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目：皮帶運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置學(xué)生姓名 學(xué)院名稱(chēng) 專(zhuān)業(yè) 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 2013年8月28日

《《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)2》任務(wù)書(shū)編號(hào)2—1—_3姓名 專(zhuān)業(yè) 年級(jí) 班級(jí) 設(shè)計(jì)完成日期 指導(dǎo)教師 設(shè)計(jì)題目：皮帶運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置 (f | ‘ 」 (f | ‘ 」1—電動(dòng)機(jī) 2—三角帶傳動(dòng) 3—圓柱齒輪減速器 4—開(kāi)式齒輪傳動(dòng)5—運(yùn)輸帶 6—滾筒原始數(shù)據(jù)項(xiàng) 目設(shè) 計(jì)方 案1234運(yùn)輸帶曳引力F（牛頓）3100320036004000運(yùn)輸帶速度v（米/秒）0.970.90.80.75滾筒直徑D（毫米）600555510512每日工作時(shí)數(shù)T（小時(shí)）24242424傳動(dòng)工作年限（年）10101010注：傳動(dòng)不逆轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，起動(dòng)載荷為名義載荷的1.25倍，運(yùn)輸帶轉(zhuǎn)速允許誤差為±5%。設(shè)計(jì)工作量：設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)丄份，減速器裝配圖丄張，減速器零件圖丄張目錄TOC\o"1-5"\h\z一、 傳動(dòng)方案的擬定及說(shuō)明 3二、 電動(dòng)機(jī)的選擇 3三、 傳動(dòng)比的分配 41、 總傳動(dòng) 42、 各級(jí)傳動(dòng)比 4四、 傳動(dòng)件運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 41、 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速 42、 計(jì)算各軸的輸入功率 43、 計(jì)算各軸扭矩 4五、 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 51、 皮帶輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 52、 開(kāi)式齒輪傳動(dòng)計(jì)算 63、 減速器內(nèi)齒輪傳動(dòng)計(jì)算 8六、 校驗(yàn)總傳動(dòng)比 10七、 軸的設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核計(jì)算 101、輸入軸的尺寸設(shè)計(jì) 10112、輸出軸的尺寸設(shè)計(jì)11TOC\o"1-5"\h\z3、輸出軸強(qiáng)度校核 12八、 輸出軸軸承的壽命計(jì)算 14九、 鍵的強(qiáng)度校核計(jì)算 141、 減速器內(nèi)大齒輪聯(lián)接鍵強(qiáng)度校驗(yàn) 142、 減速器外小齒輪聯(lián)接鍵強(qiáng)度校驗(yàn) 14十、減速器的部分結(jié)構(gòu)尺寸 151、 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 152、 箱體附件的設(shè)計(jì)選擇 16十一、潤(rùn)滑與密封 16十二、參考資料目錄 16

計(jì)算過(guò)程與說(shuō)明結(jié)果—、傳動(dòng)方案擬定設(shè)計(jì)方案3：F=3600N（1）工作條件：使用年限10年，工作為一班工作制，載荷平穩(wěn)，環(huán)境f v=0.8m/s清潔。D=510mm（2）原始數(shù)據(jù)：滾筒圓周力F=3600N；帶速v=0.8m/s；滾筒直徑D=510mm。二、電動(dòng)機(jī)選擇1、電動(dòng)機(jī)類(lèi)型的選擇：Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)n 總=0.82總2、電動(dòng)機(jī)功率選擇：（1）傳動(dòng)裝置的總功率：n筒=29.96r/minn=nxn3xn xn xn總1帶1軸承1閉式齒輪1開(kāi)式齒輪'滾筒P奸=3.512KW工作=0.95x0.993x0.97x0.95x0.96=0.82電動(dòng)機(jī)型號(hào)（2）電機(jī)所需的工作功率：Y132M1-6p—F-v_3600x0.8_3512KW工作10001 1000x0.82總3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：計(jì)算滾筒工作：n_60x1000v_60x1000x0.8-29Q6r/min同 兀D 兀x510按手冊(cè)推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取V帶傳動(dòng)比i1=2?3,取圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比范圍i2=3?4,開(kāi)式圓柱齒輪傳動(dòng)i3=3?4。則總傳動(dòng)比理時(shí)范圍為i嚴(yán)18?48?？偣孰妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為n“J/n=539.28?1438.08r/min電機(jī) 總 筒符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000r/min。根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，選n=1000r/min。4、確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)根據(jù)以上選用的電動(dòng)機(jī)類(lèi)型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M1-6。

其主要性能：額定功率：4KW，滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速960r/min。三、 計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比1、 總傳動(dòng)比：i總=n+/n=960/29.96=32.043總 電機(jī) 筒2、 分配各級(jí)傳動(dòng)比取減速器：2=圓柱齒輪i3=3.8(單級(jí)減速器i=3~4合理)Ji總十也.?.V帶i,=iJ(i2xi3)=32.043/3.82=2.2191丿總、 23四、 運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算1、 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速(r/min)帶咼速軸n=n=960r/min0 電機(jī)減速器高速軸ni=n0/i]=960/2.219=432.63(r/min)開(kāi)式齒輪高速nII=nI/i2=432.63/3.8=113.85(r/min)傳動(dòng)滾筒軸nIII=nII/i3=113.85/3.8=29.96(r/min)2、 計(jì)算各軸的輸入功率(KW)帶高速軸P0=P=3.512KW0 工作減速器高速軸PI=P0^n帶=3.512x0.95=3.336KW開(kāi)式齒輪高速PII=P^n閉式齒輪承F齒=3.336x0.99x0.97=3.204KW滾筒軸Pra=P￡n軸承勺開(kāi)式齒輪=3.204x0.99x0.95=3.013KW3、 計(jì)算各軸扭矩(N?m)電動(dòng)機(jī)輸出軸T0=9.55x103P0/n0=9.55x103x3.512/960=34.937N?m減速器高速軸T[=9.55x103P/n[=9.55x103x3.336/432.63=74.640N?m開(kāi)式齒輪高速T[i=9.55x103Pn/ni[=9.55x103x3.204/102.9=268.759N?mi總=32.043JL總V帶1=2.219減速器‘2=3.8開(kāi)式齒輪1=3.8n0=960r/minni=432.63r/minnii=113.85r/minniii=29.96r/minP0=3.512KWP[=3.336KWP[[=3.204KW卩皿=3.013KWT0=34.937N?mT[=74.640N?mT[[=268.759N?mT[[[=960.419N?m

滾筒軸人[[=9.55"03Pm/n[ii=9550x3.013/29.96=960.419N?m五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1、皮帶輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算選擇普通V帶截型由課本P173表11-5得：KA=1.3?A.p=KP=1.3x4=5?2KWC A由課本P172圖11-9得：選用A型V帶確定大小帶輪基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速由課本表11-6得，推薦的小帶輪基準(zhǔn)直徑為75mm則取d’=125mm>d.=75d1 mind=d?n/n=125x960/432.63=277.373mmd2d10I由課本P174表11-7，取標(biāo)準(zhǔn)值dc=280mmd2實(shí)際從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速ni'=noxdd1/dd2=960x125/280I 0d1d2=428.57r/min轉(zhuǎn)速誤差為：(ni-ni')/ni=(432.63—428.57)/432.63=0.00984v0.05(合適)實(shí)際傳動(dòng)比i'=960/428.57=2.240驗(yàn)算帶速v：兀nd 兀x960x125 /v= 4^1—= =6.28m/s60x1000 60x1000在5?25m/s范圍內(nèi)，帶速合適。確定帶長(zhǎng)和中心矩根據(jù)課本P174式(11-19)得07(dd1+dd2)三a。<2(dd1+dd2)0.7(125+280)<a0<2x(125+280)取a0=650mm由課本P163式(11-1)得：Ld0=2a0+n(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)2/4a0=1945?4mm根據(jù)課本P167表(11-2)取L=2000mmdd”=125mmd1dc=280mmd2ni'=428.57r/mini'=2.24v=6.28m/s取a0=650L=2000mmda=677mmZ=4根F0=168.15NFq=1336.39N根據(jù)課本P174式（11-20）得：a~a+（L-L“）/2=677mm0dd0（4）驗(yàn)算小帶輪包角ai=180°-（dd2-dd1）/ax57.30°=166.88°>120°（合適）（5）確定帶的根數(shù)根據(jù)課本P171表（11-4）內(nèi)插法得P]=1.377KW根據(jù)課本P175表（11-8）內(nèi)插法得厶P1=0.109KW根據(jù)課本P175表（11-9）內(nèi)插法得K=0.968a根據(jù)課本P167表（11-2）0=1.03由課本P174式（11-21）得取z=4z= c=取z=4(P+AP)KK1 1al（6）計(jì)算軸上壓力由課本P167表11-1查得q=0.11kg/m，由課本P175式（11-22）、 廠(chǎng) 500P（2.5J單根V帶的初拉力：F= CI――-1+qv2=168，15N0zv（K丿vay則作用在軸承的壓力Fq,由課本P176式（11-23）Fq=2zF0sina1/2=1336.39N2、開(kāi)式齒輪傳動(dòng)計(jì)算考慮到開(kāi)始傳動(dòng)不易保證良好的潤(rùn)滑，古大小齒輪均擬采用HT300,硬度為220HBW。取齒輪傳動(dòng)精度為9級(jí)。開(kāi)式傳動(dòng)按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算。由課本P210（13-14）求模z1=20Z2z1=20Z2=76m=8mmd]=160mmd=608mm2a=384mm3ez2q]d1F（1） 小齒輪上的轉(zhuǎn)矩Tl=Tii=268.759N^m（2）載荷系數(shù)K 由課本P211表13-5選取K=1.3（3）齒寬系數(shù)由課本P215表13-7選取=0.3d d

取Z]=20,則z2=i?Z]=3.8x20=76,i'=i=3.8許用彎曲疲勞應(yīng)力Qf]的確定齒形系數(shù)YFa和應(yīng)力修正系數(shù)YSa由齒數(shù)Z]=20、z2=76,查P210表13-4得匚1=2.80,Ysai=1?55；匚2=2.23,Ysa2=1?76。許用彎曲疲勞應(yīng)力QF]b]=54mmb=48mm2i'=i=3.8①?gòu)澢跇O限應(yīng)力◎b]=54mmb=48mm2i'=i=3.8FlimQ=QFlim1Flim2=130MPa彎曲疲勞壽命系數(shù)kfnFNN=60njt,=60x113.85x1x300x10x24=4.918x1081hN=N/i=4.918x108/3.8=1.294x1081由圖13-15查得Kfn1=0.92, Kfn2=0.95。FN1 FN2彎曲疲勞安全系數(shù)SF由表13-6，按一般可靠度FSF,=1.25，取SF=1.4Fmin F計(jì)算兩輪的許用彎曲疲勞應(yīng)力Rf]QF]1=K?xa /S匸=0.92x130/1.4=85.429MPaFN1Flim1FQF]2=KFN2xaFlim2/S=0皿130兒4=88.214Mpa(6)計(jì)算大、小齒輪的Y洱Y-Frt丁=2.80x1.55/85.429=0.0508F1Y話(huà)2干=2.23x1.76/88.214=0.0445F2YYYY YY因?yàn)?a1畀1＞舊2畀2，故應(yīng)以-a1畀1代入式（13-14）。F1 F2 F1（7）計(jì)算模數(shù)、'2KT1YY 3：2x1.3x26&76x103x0.0508TOZ2Q] 0.3x202 6.6631d1F

開(kāi)式傳動(dòng)，模數(shù)加大10%-15%，取m=1.10x6.663=7.329mm,m=8mm（8）計(jì)算主要幾何尺寸d]=mxZ]=8X20=160mmd=mxz2=8X76=608mm22a=mx（Z1+Z2）/2=384mmb=?Xd]=0.3x160=48mm,取b2=48mm,b,=54mm。d 1 2 13、減速器內(nèi)齒輪傳動(dòng)計(jì)算（1）齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算1） 小齒輪上的轉(zhuǎn)矩Tl=Ti=73.640N?m2）齒寬系數(shù)? 由課本P215表13-7選取?=1d d3）載荷系數(shù)K 由課本P211表13-5選取K=1.34） 彈性系數(shù)ZE由課本表13-3查得ZE=189.8J'MPa匕 匕5） 許用接觸疲勞應(yīng)力9H①接觸疲勞極限應(yīng)力◎中 由圖13-12C查得Hlim◎5’=670MPa, ◎“c=620MPaHlim1 Flim2接觸疲力壽叩系數(shù)KFNFNN=60njt,=60x432.63x1x300x10x24=1.869x1091hN=N/i=1.869x109/3.8=4.918x1081由圖13-15查得Khn1=0.92, Khn2=0.95。安全系數(shù)SH按一般可靠度，取SH_SH._1.0H H Hmin計(jì)算兩輪的許用彎曲疲勞應(yīng)力Rh[b]’=心小x0 /s=0.92x670=616.4MPaH1 HN1 Hlim1 H[b]r=Kgx◎*c/S=0.95x620=589.0MPaH2 HN2 Hlim2 Hz1=27z2=103m=2mmd]=54mmd=206mm2a=130mmb]=60mmb=54mm2i'=3.815v=1.223m/s因?yàn)閇b ]2,故應(yīng)以2代入齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)H1 H2 H2算的設(shè)計(jì)式。d>2.321>2.32x7） 確定齒數(shù)d>2.321>2.32x7） 確定齒數(shù)Z]、Z]和模數(shù)m6）計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1：1.3x74640x4.8i13.8/189.8丫i589.0丿取z]=27z2=i?Z]=3.8x26=102.6，圓整后取z2=103m'=d1/Z]=1.997mm,取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)2mm實(shí)際d]=54mm實(shí)際i'=3.815,△，=（i-i'）/ix100%=-0.39%8） 幾何尺寸計(jì)算d]=mxZ]=2X27=54mmd=mxz2=2X103=206mm22a=mx（Z]+z2）/2=130mmb=0,Xd=1X54=54mm,取b=54mm，b=60mm。

d1 2 19）計(jì)算齒輪圓周速度兀nd 兀x432.63x54v=i= =1.223m/s60x1000 60x1000（2）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度1） 齒形系數(shù)YFa和應(yīng)力修正系數(shù)YSa由齒數(shù)Z]=27、z2=103，查P210表13-4得YFa1=2.57，YSa1=1.60；YFa2=2.178，丫$&2=1.792。2） 許用彎曲疲勞應(yīng)力0F]①?gòu)澢跇O限應(yīng)力◎Fl. 由圖13-14a查得Flim◎“’=520MPa ◎sc=480MPaFlim1 Flim2②彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN 由圖13-15查得FN

KFN1=°.88' KFN2=°.92。彎曲疲勞安全系數(shù)SF 由表13-6F取SF=SF.=1.25FFmm計(jì)算兩輪的許用彎曲疲勞應(yīng)力Rf]2F]1=KFN1%°隔1/SF=°.矽520心=366?°亦2F]2%n2X°隔2/S=0"92^480兒25=353?28MPa3）校核齒根彎曲應(yīng)■2KT1rYYbm2zFa1Sa11-2KT~YYbm2zFa2Sa2■2KT1rYYbm2zFa1Sa11-2KT~YYbm2zFa2Sa2154x4x27 F12X1.3X73640x2.178x1.792=128.134MPa<°]54x4x27 F2故安全。六、 校驗(yàn)總傳動(dòng)誤差i\=i\?i'2?i'3=2.240X3.8X3.815=32.473i=32.043總△i總=(i總-i'總)/i總X100%=-1.34%v±5%丿總、 丿總、丿總、 丿總、七、 軸的設(shè)計(jì)1、輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算選擇軸的材料d]=22mmL.=222mmd]=22mmL.=222mm入軸承6206鍵6x6初算軸徑Ip |3336d1>C3-1=107x3 ——>21.1391mm1 ?斗n \432.63考慮鍵d1=21.1391x1.03=21.7733mm,選取標(biāo)準(zhǔn)直徑d1=22mm各段軸尺寸由于輸入軸上齒輪分度圓直徑較小，所以選擇齒輪軸結(jié)構(gòu)。各段軸徑和軸肩的直徑、長(zhǎng)度如圖所示

26 8 co 2^26 8 co 2^ 胡選擇深溝球軸承，暫取軸承為6206。鍵的選擇輸入軸細(xì)端安裝帶輪，選擇A型鍵，根據(jù)C22的軸徑，鍵大小6x6,長(zhǎng)度為28mm(比軸短10mm)2、輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算選擇軸的材料選常用的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理初算軸徑d1>C3P=118X3：3.204>35.8923mm1 ?n 113.85考慮鍵d1=35.8923x1.03=36.9691mm,選取直徑d1=37mmd=37mm2L出d=37mm2L出=248mm軸承6309鍵14x9鍵10x8各段軸徑和軸肩的直徑、長(zhǎng)度如圖所示齒輪在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱(chēng)分布，齒輪一端用軸肩定位，另一端用套筒軸向定位，周向定位采用鍵和過(guò)渡配合，兩軸承分別以軸承肩和套筒定位，齒輪套筒，左端軸承和外齒輪輪依次從左面裝入。

（4） 初選軸承選擇深溝球軸承，暫取軸承為6309。（5） 鍵的選擇輸出軸中部安裝減速器大齒輪，選擇A型鍵，根據(jù)049的軸徑，鍵大小14x9,長(zhǎng)度為42mm（比軸轂10mm）輸出軸細(xì)端安裝開(kāi)式齒輪大齒輪，選擇A型鍵，根據(jù)037的軸徑,鍵大小10x8,長(zhǎng)度為42mm（比軸轂10mm）3、強(qiáng)度校核（輸出軸）（1） 軸的受力分析Ft=2T/d=2x268.76x1000/206=2609.32N111Fr1=Ft1xtan20°=949.71NFt2=2T1/d2=2x268.76x1000/160=3359.5NFr=Ft2xtan20°=1222.75N22（2） 作軸的空間受力簡(jiǎn)圖FahFhr\ 86.5mmiv/^O.Smnn/ 60.5mmFnAJ 「 Aj X仏 屜/］陽(yáng)求各個(gè)軸承上的水平力和垂直力F=2632.65NAHF=4623.05NAVF=459.89NBHF,=3872.87NBV（3） 作水平和豎直方向的彎矩圖M=113?10N?mAHM=310?75N-mAVFt=2609.32NFr1=949.71NFt2=3359.5NFr=1222.75N2F=2632.65NAHF尸4623.05NF=459.89NBHF尸3872.87NM=330.69N?mAM367.91N-mAe

八、 軸承的壽命計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)條件，軸承的預(yù)期壽命為：24x300x10=72000h6309型深溝球軸承，其內(nèi)徑d為45mm,外徑D=100mm,寬度B為25mmCr=52.8kN該軸承只承受純徑向載荷FrFAr>FBr故p=FAr=JF2+F2=5321.93NrAWAHAV對(duì)于球軸承，取&=3查教材表17—3得：ft=1了 106fC 106 （1x52800丫h60nP60x113.85（5321.93丿r=142958.5h（約19.9年）>72000h,???此軸承合格九、 鍵的校核計(jì)算1、 減速器內(nèi)大齒輪與輸出軸采用A型普通平鍵14x9軸徑d=49mm,L=42mmbxh=14x9,l=L-b=42-14=28mmT=T[[=268.759N?m4Ta =86.764MPav[g]（輪轂材料為鋼，載荷平穩(wěn)，許用擠壓Pdhl p應(yīng)力[o]p=125?150Mpa）故聯(lián)接能滿(mǎn)足擠壓強(qiáng)度要求。2、 輸出軸與減速器外齒輪聯(lián)接用A型