1、機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 課程名稱: 機(jī)械設(shè)計(jì) 題目名稱: 機(jī)械廠裝配車間輸送帶傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)學(xué)生學(xué)院: 材料學(xué)院 專業(yè)班級(jí): 材料10-3班 學(xué) 號(hào): 學(xué)生姓名: 尹圣楠 目 錄機(jī)械設(shè)計(jì)任務(wù)書機(jī)械課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 1機(jī)械課程設(shè)計(jì)第一階段1.1、確定傳動(dòng)方案21.2、電動(dòng)機(jī)選擇 31.3、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì) 5機(jī)械課程設(shè)計(jì)第二階段2.1裝配草圖設(shè)計(jì)第一階段說(shuō)明172.2軸的設(shè)計(jì)及校核172.3滾動(dòng)軸承的選擇212.4鍵和聯(lián)軸器的選擇22機(jī)械課程設(shè)計(jì)第三階段3.1、減速器箱體及附件的設(shè)計(jì)233.2、潤(rùn)滑方式、潤(rùn)滑劑及密封裝置的選擇24機(jī)械課程設(shè)計(jì)小結(jié)4.1、機(jī)械課程設(shè)計(jì)小結(jié) 25附1：參考文獻(xiàn)機(jī)械課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

2、一、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容題目D9（新版）.機(jī)械廠裝配車間輸送帶傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置（見 圖1）。圖2為參考傳動(dòng)方案。圖1 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置圖2 參考傳動(dòng)方案二、課程設(shè)計(jì)的要求與數(shù)據(jù)1、設(shè)計(jì)條件： 1）機(jī)器功用 由輸送帶傳送機(jī)器的零、部件； 2）工作情況 單向運(yùn)輸、輕度振動(dòng)、環(huán)境溫度不超過(guò)35； 3）運(yùn)動(dòng)要求 輸送帶運(yùn)動(dòng)速度誤差不超過(guò)5%； 4）使用壽命 10年，每年350天，每天16小時(shí)； 5）檢修周期 一年小修；兩年大修； 6）生產(chǎn)批量 單件小批量生產(chǎn)； 7）生產(chǎn)廠型 中型機(jī)械廠 2、設(shè)計(jì)任務(wù) 1）設(shè)計(jì)內(nèi)容 1、電動(dòng)機(jī)選型；2、帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)；3、減速器設(shè)計(jì)；4、聯(lián)軸器選型設(shè)計(jì)；5、

3、其他。 2）設(shè)計(jì)工作量 1、傳動(dòng)系統(tǒng)安裝圖1張；2、減速器裝配圖1張；3、設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書一份。 3、原始數(shù)據(jù) 主動(dòng)滾筒扭矩（Nm） ：1000 主動(dòng)滾筒速度（m/s） ：0.6 主動(dòng)滾筒直徑（mm） ：340- 0 -設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果一、機(jī)械課程設(shè)計(jì)第一階段1.1 確定傳動(dòng)方案（1）、傳動(dòng)方案：方案：電動(dòng)機(jī)直接通過(guò)帶傳動(dòng)接在兩級(jí)圓柱齒輪減速器上，該方案的優(yōu)點(diǎn)是圓柱齒輪的設(shè)計(jì)、加工制造容易，采用臥式兩級(jí)圓柱齒輪減速器。（2）、減速器內(nèi)部工作方式：展開式斜齒嚙合和直齒嚙合。（3）、減速器的總傳動(dòng)比為42.7，其中帶傳動(dòng)為2，高速級(jí)為5.27，低速級(jí)為4.05。（4）、部分面形式：水平剖分面形式。

4、（5）、軸承類型：圓錐滾子軸承和深溝球軸承。（6）、聯(lián)軸器類型： HL和TL系列（7）、傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖如下：1.2電動(dòng)機(jī)的選擇1、電動(dòng)機(jī)的輸出功率的計(jì)算已知工作機(jī)的扭矩T和卷筒轉(zhuǎn)速，則工作機(jī)輸入功率：上式中：工作機(jī)的扭矩T=1000 Nm，卷筒轉(zhuǎn)速： V帶傳動(dòng)效率： 1 = 0.96 4對(duì)深溝球軸承傳動(dòng)效率： 24 =0.994 2對(duì)8級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)效率： 32 = 0.972 聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率： 4 = 0.99 滾筒傳動(dòng)效率： 5 = 0.96。把上述值代入后得：=4.31kW2、電動(dòng)機(jī)的輸入功率P的計(jì)算：本題中起動(dòng)系數(shù) ，故查表16-2得，Y系列1500r/min電動(dòng)機(jī)的具體牌號(hào)為：Y13

5、2S4-2-B3型額定功率為：5.5kW; 額定轉(zhuǎn)矩：2.2; 最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩：2.2 3、計(jì)算總傳動(dòng)比并確定傳動(dòng)比1）、計(jì)算總傳動(dòng)比在上面已經(jīng)確定了電機(jī)滿載轉(zhuǎn)速為=1440r/min傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比 為1440/33.722）、傳動(dòng)比的分配 取帶傳動(dòng)比為=2 而 而設(shè)高速級(jí)與低速級(jí)傳動(dòng)滿足=（1.3-1.4）即： ，得5.274.054、傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算 1）、各個(gè)參數(shù)說(shuō)明： 、 、I、II、III軸的轉(zhuǎn)速（） 、 、I、II、III軸的輸入功率（） 、 、I、II、III軸的輸入轉(zhuǎn)矩()電動(dòng)機(jī)實(shí)際輸出功率（） 電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)（）2）、各個(gè)軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算： 3）、各個(gè)軸功率的計(jì)算：

6、4)、各個(gè)軸扭矩的計(jì)算 將以上數(shù)據(jù)列表如下：軸號(hào)轉(zhuǎn)速輸出功率輸出扭矩傳動(dòng)比效率電機(jī)軸14405.1731.01720.95軸7204.9165.1275.270.96軸136.624.72329.944.050.96軸37.584.531151.1810.99卷筒軸37.584.481023.051.3、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)1、V帶的設(shè)計(jì)1) 確定V帶型號(hào)工作情況系數(shù)KA 查表4-6計(jì)算功率Pc 由Pc=KAP=1.2 x 5.5V帶型號(hào) 根據(jù)Pc和n1值查圖4.62) 確定帶輪基準(zhǔn)直徑D1和D2小帶輪直徑D1 查表4.7大帶輪直徑D2 D2=(n1/n2)D1=1440/720x100=200 mm

7、 按表4.7圓整3) 驗(yàn)算帶速vv=D1n1/60000=x100x1440/6000要求V帶速在525 m/s 范圍內(nèi)4) 確定V帶長(zhǎng)度Ld和中心距a按0.7(D1+D2) a02(D1+D2) 初選a0a0=600mm，初算帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度LL=2 a0+ =2x600+ =1675 mm按表4.3圓整aa0+=500+(1800-1675)/25) 驗(yàn)證小帶輪包角=180- (200-100)/662x57.36) 確定V帶根數(shù)z單根V帶試驗(yàn)條件下許用功率P0 查表4.4傳遞功率增量P0 查表4.5(i=200/100=2)包角系數(shù)Ka 查表4.8長(zhǎng)度系數(shù)KL 查表4.3z= =4.437)

8、計(jì)算初拉力F0F0= = =141.45N8) 計(jì)算軸壓力QQ=2zF0 =2 x 5x 141.45.4 x =1410.43 N2、齒輪的設(shè)計(jì)1、高速級(jí)圓柱齒輪設(shè)計(jì)及計(jì)算（斜齒圓柱齒輪）1） 選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力 由（機(jī)械設(shè)計(jì)課本）表6.2選 ：小齒輪40Cr調(diào)質(zhì)： 大齒輪45正火： 許用接觸應(yīng)力與齒輪材料、熱處理方法、齒面硬度、應(yīng)力循環(huán)次數(shù)等因素有關(guān)。 其計(jì)算公式為： 接觸疲勞極限 查（機(jī)械設(shè)計(jì)課本）圖64得：接觸強(qiáng)度壽命系數(shù) 應(yīng)用循環(huán)次數(shù)N 由（機(jī)械設(shè)計(jì)課本）式67： 查（機(jī)械設(shè)計(jì)課本）圖65得； 接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)：，則 所以取許用彎曲應(yīng)力 ：由（機(jī)械設(shè)計(jì)課本）式612，彎曲

9、疲勞強(qiáng)度極限 查（機(jī)械設(shè)計(jì)課本）圖67， 彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù) 查（機(jī)械設(shè)計(jì)課本）圖68彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù) 查（機(jī)械設(shè)計(jì)課本）圖69 彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù)：則： 2）、齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 確定齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)，按，估取圓周速度，參考（機(jī)械設(shè)計(jì)課本）表6.7、表6.8選取齒輪為：2公差組8級(jí)小輪分度圓直徑，由（機(jī)械設(shè)計(jì)課本）式65得齒寬系數(shù) 查（機(jī)械設(shè)計(jì)課本）表6.9，按齒輪相對(duì)軸承為非對(duì)稱布置小輪齒數(shù) ， 在推薦值2040中選 大輪齒數(shù)： 圓整取104齒數(shù)比 傳動(dòng)比誤差： 小輪轉(zhuǎn)矩 ： 載荷系數(shù)K： 使用系數(shù) 查表6.3動(dòng)載系數(shù) 由推薦值1.051.4取齒間載荷分配系數(shù) 由推薦值1.01.2取

10、齒向載荷分布系數(shù) 由推薦值1.01.2取載荷系數(shù)K 得材料彈性系數(shù) 查表6.4節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 查圖63（） 螺旋角系數(shù)重合度系數(shù) ，由推薦值0.750.88取0.78，齒輪模數(shù)m 按表6.6圓整m2.5m標(biāo)準(zhǔn)中心距a 圓整后?。?分度圓螺旋角：小輪分度圓直徑 ： 圓周速度v ： 齒寬b ，大輪齒寬： 小輪齒寬 ： 3）、 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算由（機(jī)械設(shè)計(jì)課本）式610 當(dāng)量齒數(shù) 齒形系數(shù) 查表6.5 小輪 大輪應(yīng)力修正系數(shù) 查表6.5 小輪 大輪重合度 ： 解得： 重合度系數(shù)解得：故 4）、齒輪其他主要尺寸計(jì)算大輪分度圓直徑： 根圓直徑 ： 頂圓直徑 5）、 高速級(jí)圓柱齒輪幾何參數(shù)項(xiàng)目小齒輪

11、大齒輪模數(shù)m2.52.5齒數(shù)Z21111壓力角2020分度圓直徑d53.77284.22 齒頂高h(yuǎn)a3.1253.125 齒根高f2.52.5齒頂圓直徑da58.77289.22齒根圓直徑df47.5278標(biāo)準(zhǔn)中心距a169齒寬b50432、低速級(jí)圓柱齒輪設(shè)計(jì)及計(jì)算（直齒圓柱齒輪）1） 選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力 由（機(jī)械設(shè)計(jì)課本）表6.2選 ：小齒輪40Cr調(diào)質(zhì)： 大齒輪45正火： 許用接觸應(yīng)力與齒輪材料、熱處理方法、齒面硬度、應(yīng)力循環(huán)次數(shù)等因素有關(guān)。 其計(jì)算公式為： 接觸疲勞極限 查（機(jī)械設(shè)計(jì)課本）圖64得：接觸強(qiáng)度壽命系數(shù) 應(yīng)用循環(huán)次數(shù)N 由（機(jī)械設(shè)計(jì)課本）式67： 查（機(jī)械設(shè)計(jì)課本）圖

12、65得； 接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)：，則 所以取許用彎曲應(yīng)力 ：由（機(jī)械設(shè)計(jì)課本）式612，彎曲疲勞強(qiáng)度極限 查（機(jī)械設(shè)計(jì)課本）圖67， 彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù) 查（機(jī)械設(shè)計(jì)課本）圖68彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù) 查（機(jī)械設(shè)計(jì)課本）圖69 彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù)：則： 2）、齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 確定齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)，按，估取圓周速度，參考（機(jī)械設(shè)計(jì)課本）表6.7、表6.8選取齒輪為：2公差組8級(jí)小輪分度圓直徑，由（機(jī)械設(shè)計(jì)課本）式65得齒寬系數(shù) 查（機(jī)械設(shè)計(jì)課本）表6.9，按齒輪相對(duì)軸承為非對(duì)稱布置小輪齒數(shù) ， 在推薦值2040中選 大輪齒數(shù)： 圓整取105齒數(shù)比 傳動(dòng)比誤差： 小輪轉(zhuǎn)矩 ： 載荷系數(shù)K： 使

13、用系數(shù) 查表6.3動(dòng)載系數(shù) 由推薦值1.051.4取齒間載荷分配系數(shù) 由推薦值1.01.2取齒向載荷分布系數(shù) 由推薦值1.01.2取載荷系數(shù)K 得材料彈性系數(shù) 查表6.4節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 查圖63（） 重合度系數(shù) ，由推薦值0.750.88取0.78，齒輪模數(shù)m 按表6.6圓整m4m標(biāo)準(zhǔn)中心距a 圓整后?。?小輪分度圓直徑 ： 圓周速度v ： 齒寬b ，大輪齒寬： 小輪齒寬 ： 3）、 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算由（機(jī)械設(shè)計(jì)課本）式610 齒形系數(shù) 查表6.5 小輪 大輪應(yīng)力修正系數(shù) 查表6.5 小輪 大輪重合度 ： 解得： 重合度系數(shù)解得：故 4）、齒輪其他主要尺寸計(jì)算大輪分度圓直徑： 根圓直徑

14、： 頂圓直徑 低速級(jí)圓柱齒輪幾何參數(shù)如下：項(xiàng)目小齒輪大齒輪模數(shù)m44齒數(shù)Z2393壓力角2020分度圓直徑92372齒頂高h(yuǎn)a55齒根高f44齒頂圓直徑da100380齒根圓直徑df82322標(biāo)中心距a232齒寬b80.673.6二、機(jī)械課程設(shè)計(jì)第一階段2.1、裝配草圖設(shè)計(jì)第一階段說(shuō)明 1）、減速器裝備圖采用三個(gè)視圖及必要局部剖視圖才能表達(dá)完整。根據(jù)傳動(dòng)件尺寸大小，參考類似的減速器裝配圖，估計(jì)出待設(shè)計(jì)的減速器外部輪齒尺寸，并考慮標(biāo)題欄、明細(xì)欄、零件序號(hào)及技術(shù)要求等位置，選擇合適的比例尺，合理的布局圖面。 2）、在俯視圖的位置上畫三根線作為傳動(dòng)軸1、2、3的中心線，并繪出傳動(dòng)件的外廓。小輪寬度應(yīng)

15、大于大齒輪510mm，二級(jí)傳動(dòng)件之間的軸向間隙=815mm。 3）、畫出箱體內(nèi)壁線及減速器中心線。在俯視圖上小齒輪端面與箱體內(nèi)壁之間間隙和大齒輪頂圓之間間隙為。4）、按純扭矩初步估算軸徑。確定軸的跨距。先按純扭矩確定軸徑，在經(jīng)軸的階梯化吧跨距準(zhǔn)確的確定下來(lái)。按照純扭矩計(jì)算軸徑時(shí)，用降低許用扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力的方法來(lái)計(jì)入彎矩的影響。2.2、軸的設(shè)計(jì)及校核 1、軸1的設(shè)計(jì)計(jì)算1）、計(jì)算作用在齒輪上的力 圓周力 徑向力 軸向力2）、初步估算軸的直徑 選取45號(hào)鋼材作為軸的材料，調(diào)制處理 由式8-2：，計(jì)算軸的最小直徑并加大3%以考慮鍵槽的影響。查表8.6 取A=115 則 =22.46高速軸工作簡(jiǎn)圖如圖(

16、a)所示首先確定個(gè)段直徑A段：=25mm 由最小直徑算出。B段：=28mm。C段：=30mm，與軸承（深溝球軸承6206）配合，取軸承內(nèi)徑D段：=38mm， 設(shè)計(jì)非定位軸肩取軸肩高度h=4mmE段：=46mm，將高速級(jí)小齒輪設(shè)計(jì)為齒輪軸，考慮依據(jù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書p116G段， =30mm, 與軸承（深溝球軸承6206）配合，取軸承內(nèi)徑F段：=54mm, 設(shè)計(jì)非定位軸肩取軸肩高度h=4mm第二、確定各段軸的長(zhǎng)度A段：=55mm。B段：=55mm，考慮軸承蓋與其螺釘長(zhǎng)度然后圓整取55mmC段：=29mm, 與軸承（深溝球軸承6360）配合,加上擋油盤長(zhǎng)度（參考減速器裝配草圖設(shè)計(jì)p24）=B+3+2=

17、16+11+2=29mmG段：=29mm, 與軸承（深溝球軸承6206）配合,加上擋油盤長(zhǎng)度F段：，=2-2=11-2=9mmE段：，齒輪的齒寬D段：=104mm。2、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1）、按齒輪軸設(shè)計(jì)，軸的材料取與高速級(jí)小齒輪材料相同，40Cr，調(diào)質(zhì)處理，查表15-31，取2）初算軸的最小直徑因?yàn)閹л嗇S上有鍵槽，故最小直徑加大3%，=45mm。根據(jù)減速器的結(jié)構(gòu)，軸的最小直徑應(yīng)該設(shè)計(jì)在與軸承配合部分，初選圓錐滾子軸承30209，故取=45mm軸的設(shè)計(jì)圖見草圖，由下向上同一號(hào)軸知道：首先，確定各段的直徑A段:=45mm,與軸承（圓錐滾子軸承30209）配合，=41mm。B段：=50mm, 非定位軸肩

18、，與齒輪配合,=8mm。C段：=58mm, 齒輪軸上齒輪的分度圓直徑,=75mm。D段：=50mm, 。E段：=45mm， =43mm。3、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算軸的材料選用40Cr（調(diào)質(zhì)），可由表15-3查得=107所以軸的直徑: =49.4mm。因?yàn)檩S上有兩個(gè)鍵槽，故最小直徑加大6%，=50mm。由表13.1(機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書)選聯(lián)軸器型號(hào)為L(zhǎng)H4軸孔的直徑=50mm長(zhǎng)度L=84mm軸設(shè)計(jì)圖 如下：首先，確定各軸段直徑A段: =60mm, 與軸承（深溝球軸承6212）配合B段: =65mm,非定位軸肩,h取5mmC段: =75mm,定位軸肩，取h=5mmD段: =65mm, 非定位軸肩，h=3

19、.5mmE段: =60mm, 與軸承（深溝球軸承6360）配合F段: =58mm,按照齒輪的安裝尺寸確定G段: =50mm, 聯(lián)軸器的孔徑然后、確定各段軸的長(zhǎng)度A段: =43mm,由軸承長(zhǎng)度，3，2，擋油盤尺寸B段: =78mm，齒輪齒寬減去2mm，便于安裝C段: =10mm, 軸環(huán)寬度，取圓整值根據(jù)軸承（深溝球軸承6212）寬度需要D段: =62mm,由兩軸承間距減去已知長(zhǎng)度確定E段: =29mm, 由軸承長(zhǎng)度，3，2，擋油盤尺寸F段: =57mm, 考慮軸承蓋及其螺釘長(zhǎng)度，圓整得到G段: =84mm,聯(lián)軸器孔長(zhǎng)度。4、軸的校核計(jì)算第一根軸:求軸上載荷已知：設(shè)該齒輪軸齒向是右旋，受力如右圖：

20、由材料力學(xué)知識(shí)可求得水平支反力: 垂直支反力: 合成彎矩由圖可知,危險(xiǎn)截面在C右邊W=0.1=9469=/W=14.49MPa70MPa軸材料選用40Cr 查手冊(cè)符合強(qiáng)度條件!第二根軸和第三根軸的具體校核步驟省略，兩根軸都符合強(qiáng)度條件。2.3、滾動(dòng)軸承的選擇1) 高速軸（1軸）上滾動(dòng)軸承的選擇因?yàn)橹慰缇嗖淮螅什捎脙啥斯潭ㄊ捷S承組合方式，軸承類型選擇深溝球軸承，軸承的預(yù)期壽命為 h。由前計(jì)算結(jié)果所知，軸承所受徑向力 N軸向力 N基本額定動(dòng)載荷 KN，基本額定靜載荷 KN軸承工作轉(zhuǎn)速 r/min初選滾動(dòng)軸承 6206 GBT27694 (參見附錄E-2) e =0.21 X=0.56 Y =2.09,徑向當(dāng)量動(dòng)載荷 因?yàn)?所以選深溝球軸承6206 GBT27694 滿足要求，相關(guān)數(shù)據(jù)如下：D=62 mm B=16 mm mm 低速軸的軸承校核同上，具體步驟省略，符合強(qiáng)度。2.4、鍵聯(lián)接和聯(lián)軸器的選擇1) 高速軸（1軸）由前面的計(jì)算結(jié)果知：工作轉(zhuǎn)矩T=24.42 Nm，工作轉(zhuǎn)速 r/min選擇工作情況系