1、機械設計課程設計 計算說明書 設計題目： 設計帶式運輸機傳動裝置 姓名： 、學號： 班級： 成績： 指導教師： 完成時間：2 機械設計課程設計任務書 姓名：學號：班級： 設計帶式運輸機傳動裝置設計題目： 運動簡圖： 工作條件及原始數據：小時），帶式輸送300天、兩班制、每班8年（每 年工作電動機驅動，工作壽命8機工作載荷平穩，單向運轉。F 1.4 kN ; 輸送帶拉力=v 1.55 m/s;輸送帶速 =D = 250 mm 滾筒 直徑 設計工作量: 1. 減速器0#裝配圖1張（0#坐標草圖一同交上） 2. 主要零件圖23張（輸入軸、輸出軸、大齒輪，均為 3#白圖） 3. 設計說明書1份（手寫、

2、打印均可） 完成時間： 目錄 1、傳動方案擬定 3 2、電動機的選擇 3 3、計算總傳動比及分配各級的傳動比 5 4、運動參數及動力參數計算 6 5、傳動零件的設計計算 7 6、軸的設計計算 14 7、滾動軸承的選擇及校核計算 20 8鍵聯接的選擇及計算 21 9、 箱體結構的設計22 10、潤滑密封設計 25 11、聯軸器設計 25 12、設計參考資料 26 13、設計小結 26 計算過程及計算說明結果 一、傳動方案擬定 第七組：設計帶式運輸機傳動裝置 1、工作條件：使用年限8年，工作為二班工作制， 載荷平穩，環境清潔。 2、原始數據：滾筒圓周力 F=1400N帶速V=1.55m/s ； 滾

3、筒直徑D=250mm F=1400N、傳動簡圖：3V=1.55m/s. D=250mm 圖一二、電動機選擇系列三相異步電動機、電動機類型的 選擇：1 Y、電動機功率選擇：2 、傳動裝置的總功率：33 Xnnnn = nn滾筒聯軸器齒輪軸承帶a 3 0.96 0.99 X 0.99 X 0.97 X =0.95=0.849 =0.849、電機所需的工作功率=FV/1000 1.55/1000=2.17KW=140=2.17KW = =2.56KW=2.17/0.849=2.56KW 、確定電動機轉速 計算滾筒工作轉速D =61000V118.47r/min (n 25=61001.55=118.

4、47r/min 按手冊推薦的傳動比合理范圍，取圓柱齒 傳動一級減速器傳動比范齒=3。帶 動=2，貝V總傳動比理時范圍=62。電動機轉速的可選范圍 118.47=711 2374r/mi n 62) =75100 1500r/mi 根據容量和轉速由有19-查出適用的電動 型號 額定 n (r/mi n)電動機轉速Ped Kw 方電動機型 同步轉滿載轉速案號速1 Y100L2-4 1440 3 1500 2 960 3 1000 Y132S-6 Y132M-8 3 3 750 710 即選電動機綜合考慮多方面因素，選擇第二種方案， ,則電動機的技術參數如下表：型號為 Y132S-6 n(r/mi

5、n) 功電動機轉速額疋電動機型方p同步轉滿載轉速 edKw案號速960 3 2 Y132S-6 1000 6、確定電動機型號 所需的額定功率及根據以 上選用的電動機類型，Y132S-6。同步轉速，選定電 動機型號為速轉，滿載額定功率：3KW主其要性能。， 額定轉矩2.0960r/min 三、計算總傳動比及分配各級 的傳動比=960/118.47=8.10 /n=n1、總傳動比：i筒電動 總2、分配各級傳動比i=35單級減速器i，據指導書 表2-1取齒輪(=4齒輪 電動機 型號 Y132S-6 i=8.10總 合理)i帶 v i=i x總齒輪.i=i/i=8.10/4=2.025總帶齒輪 四、運

6、動參數及動力參數計算1、計算各軸轉速 n=960r/mi n 電機=nn 電機 /i=960/2.025=474.07(r/min)i 帶 =474.07/4=118.51(r/min) /in= n 齒輪川 2、計算各軸 的功率(KW =2.56KW P 電機輸入軸：Xn 0.99=2.41KW 0.95 Xn =2.56 xx = PP帶電機軸承i輸出軸：?p?= P軸 承帶齒輪電機 ii2 =2.56 X 0.95 X 0.99 X 0.97 =2.31KW 滾筒軸： 3P=nXnXqXn聯軸器帶軸承齒輪悵=2.56 X 0.95 X 0.99 X 0.97 X 0.99 = 2.27K

7、W 4、計算各軸扭矩(N mR 66T=9.55 X 10 P/ n2.41/474.07X 10X =9.55 m . i=4齒輪 i=2.025 帶 n 電機=960r/mi n n= i474.07r/mi n n= ii 118.51r/mi n P=2.56KW 電機 P=2.41KW i=2.31KW Pii =2.27KW Pi 軸的 明細 表： 軸名 電動 機軸 I軸 軸 卷筒 軸 五、 傳動 零件 的設 計計 算 1、皮 帶輪 傳動 的設 計計 mmt P/nn T= i =48549N 10T=9. 55 X ii =9.55 X 10 II6 X 2.31/1 18.51

8、 48549N -mmT= ii 186149N mriT in 182987N mm 算 (1) 、選 擇普 通由 課本 表 =186149N mm T=9.55 X 10iii 6=9.55/ nPi 610XX 2.27/118.4 7 =182987N mm 動轉速轉（功率PKWJ矩T傳（Nmm r/mi比n 960 2.56 25467 4 2.41 48549 474. 07 2.31 186149 118. 51 2.025 2.27 182987 118.47V 帶截型 2-10 得： k=1.1 a P=KP=1.1X 2.56=2.82KW ca帶 由課本 2-17 得：選

9、用 A 型V (2)、確定帶輪基準直徑，并驗算帶速推薦的小 帶輪基準直徑為75mm則取d=125mm Mn d=n d=960/474.07 x 125=253mmn2d2=250mn 取dd2=960 x 125/250 二n 實際從動輪轉速 nd/d。2畑 =480r/min 傳動比誤差為：(i。一 i ) /i =2.025-2/2.025 ) =0.01250.05(允許 n V: V=dn/60 x 1000 帶速 1d1960/60125 xx 1000 =nX=6.28m/s在 525m/s 范圍內，帶速 合適。、確定帶長和中心矩(3) )a 1205 ) 確定帶的根數(2-5根

10、據課本表()P=1.37KW oP根 據課本表(2-7) =0.11KW 0=0.974 2-9 根據課本表 ()Ka =1.01 K根據課本表(2-2 ) “ /(PZ =P+P)KK L0C0X 1.01 =2.82/(1.37+0.11) X 0.974 =1.87 根 Z =2根(6)計算軸上拉力由課本表2-1查得 q=0.1kg/m，由式單根 V帶的初拉力：500P52 +qV=FC)?1(0KZv?500?2.822= X (2.5/0.974-1)+0.1X 6.28N 2B28=177.33N 則作用在軸承的壓力 F q168.1/2 ） 12=2 X 2X 177.33sin

11、（F=2ZFsin a iQ=705.51N 2、齒輪傳動的設 計計算 （1）選擇齒輪材料及精度等級考慮減速 器傳遞功率不大，所以齒輪米用軟齒面。小齒輪選用 40Cr調質，齒面硬度為 241286HBW 取260 HBWJ大 齒輪選用45鋼，調質，齒面硬度197255HBW,取 230HBW選8級精度。確定許用應力（2）=4確定 有關參數如下：傳動比i齒=24。則大齒輪齒數：取 小齒輪齒數 Z1=iZZ=4 X 24=96仁 齒數比：u=i=4 查 表 4.19 3 得：a =710Mpa（x =580Mpa日佔血 a =450Mpa-查表 4.213 得：a =600Mpa簡 fSW得： =

12、1.1 4 查表一Hlim1 = 1.25 FHlim112 300 XX 8474.07=60NXX 1 X =8.1910 8=NN10 X /u =2.05 21=1.068 20 Z4 查圖一=1.016 Z N2N1 F =705.51N q i=4 齒 Z=24 1Z=96 2u=48 10=8.19NX 18 10=2.05NX 2 =1.016 Zn1=1.068 Z n2 查圖 422 Y=0.872 Y=0.898n2n= Y=1 = 1 查圖 423 Y X2X)Mpa=(rZ/S (710X H655.78Mpa 1.016/1.1(T = HimiNi HHmin=6

13、55.78Mpa ) Mpa Z彷=彷 彷=2 /S= (580 X 1.068/1.1 HminHlim2HN2=563.13Mpa Mpa H563.13Mpa =(600X 0.872/1.25 ) /S彷= 彷= YYF1N1Flim1Fmin=418.56Mpa 450Mpa F1418.56Mpa X 0.898/1.25 ) = (T (T YY/S(Fim2N22X2FFmin=323.28Mpa 彷= (3)按齒面接觸疲勞強度設計T1 F2323.28Mpa 、轉矩 166X 2.41/474.07 10 PI/ nX =9.55T10 =9.55 T= X ii=48549

14、Nmm2、初步算小齒輪的直徑 148549N - mm Tu?1 A d 1?d12u?d=1 A=96 取？dTu?i=55.24mm 96d d=60mm 1?2u?取 d=60mm 1B=60mm 1則齒寬B= X d=60mm ? d按齒面接觸疲勞強度設 計、2 zzzKT 21?j d2?HEi)?3i?K = 1.5 A設計齒輪精度等級為8級，？?0?60?474.07取 V Kv=1.02 iis/1.?49m?100060?60?1000= 1查圖 4.12，取= 1.05 ?GiFKd/K2T60/?2?485491.5 tA1A12940.?60bb= 1.1 5表 4k?

15、 1.1=1.77 X 1.05 X K = KKv= 1.5 X 1.02kka?4、計 算齒面接觸應力查圖4.14得=2.5Zh =189.8 查表 46 得 MPaZE?111?=1.713 ?)?2(88?3cos.20.?1.?1.883?624ZZ?4713.4?1 =?93Q?Z?33zzzKT 21?u d 2?HE1)g?1?U?d2?1.77?4854952.5?l89.8?).93 =2?)314563.13 = 50.83mm 模數： m=d/Z=50.83/24=2.12mm 11取標準模數：m=2.5mm = 60mm Z= md X =60mmb =1.5 KaK

16、v=1.02 = 1.05 K? = 1.1 k?K=1.77 =2.5 zh= Ze189.8 MPa=1.713 ?= 0.93 z? m=2.5mm d= 60mm 1= 60mm B1 1 11. 校核齒根彎曲疲勞強度 =2.58= 2.22 有圖 4.18 查得 YYFa1Fa1=1.62=1.75有圖 4.16 =2.58Y1Fa = 查得YYsa12Sa因=1.713 所以得? 2.22 Y1Fa=1.62 =0.25+0.75/1.713=0.688 Y1Sa=1.75 =0.25+0.75/ ?y?根據(411)式 Y2Sa =0.688 Y? 2KT?YY?Y2Fa1F1F

17、ambd12?1.77/；48549= =54.68 688.?0.58?162?260/60?2.5=54.68 (T = 418.56Mpa ?F(T F12KT ?Y?YY怎FaFa2F2mbd12?1.77?l8549 f1=37.09 =688.75?D62?1.?1.60?50?2.5=37.09 dC=12Qaon 考慮有鍵槽，將直徑增大 5%，則 d(1+5%)mm=33.90mm X =32.29 0 選d=34mm、軸的結構設計2為滿足軸上的零件的 定位，緊固要求和便于軸的裝拆，常將軸做成階梯狀。 小齒輪的直徑小，可以直接鑄造到軸上，為了能選用 合適的圓鋼和減少切削加工量，

18、階梯軸各相鄰軸段的 直徑不且相差太大，一般非定位軸肩取12mm定 位軸肩取510mm各段的兩個階梯之間的直徑之差 視具體情況而定。為了便于切削加工，一根軸上的 圓角半徑應盡可能相同；各退刀槽（砂輪越程槽）應 取相同的寬度及相同的倒角尺寸；一根軸上各鍵槽應 開在軸的冋 母線上。為了便于加工和檢測，軸的 直徑應取圓整值；與標準件配合的軸段應取標準值。 為了便于裝配，軸端應加工出倒角。單級減速器中 可將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒 輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，聯接以平 鍵作過渡配合固定，兩軸承分別以軸肩和大筒定位， 則采用過渡配合固定 ）確定軸各段直徑、圓角和長 度2 （工段

19、： d=34mmo 由外向內確 定各段直徑， 由內向外確 定各段長度 d=34mm 1 長度取L=50mm 1 有表 12-13 R= 1.6mm h=3mm 考慮軸承端面和箱體內壁，齒輪端面和箱體內壁d=34mmi應有一定 距離，通過密封蓋軸段長應根據密封蓋的寬L=50mmi度。d=40mm 2 +2h=34+2:d=d x 3=40mm II 段 i2 =40mm d=40mm L 22L45mm, =40mm初選用6009型申購球軸承，其內徑為 2d16mm. =45mm 寬度為3取套筒長為20mm取該段長為mm安裝齒輪段長L=42mm 度應比輪轂寬度小2mm故III段長： =45mm

20、直徑 d) L=(2+24+16= 42mm33d c = 1 h = 1.5 =48mm W段直徑：4 x 1.5=48mm d=d+2h=45+24長度 L=54-2=52mm 4=12mm L=52mm Ld V段直徑=56mm.長度55L長度=28mm如段直徑 4d=56mm =45mm 66L=224m m由上述軸各段長度可算得軸支承 5L=12mm 跨距、按彎矩復合強度計算 3已知d=34mm 5d=45mm 1mm=186149NT求轉矩：已知2求圓周力：Ft 得 6L=28mm P142根據課本 6L=224mm Ft=2T/d=2 X 186149/34=10949N 2iF

21、r 求徑向力 0=3985.45 a tna20=10949 X Fr=Ft tan 因為該軸兩軸承對稱，所以：（1）繪制軸受力簡圖 （如圖a）b）（2）繪制垂直面彎矩圖（如圖 軸承支 反力：=Fr/2=1992.73N =FF bya=F2=5474.5N F=Fbzaz在垂直的彎矩也對稱。截面C由兩邊對稱，知 截面 C 面彎矩為 mm M=FL/2=1992.73X 50/2=49818.25N AyC1 （3） 繪制水平面彎矩圖（如圖 c） C在水平面上彎矩為：截面mm 50/2=136862.5N L/2=5474.5M=F X ） d（4）繪制合 彎矩圖（如圖1/2 22222）+M

22、=（M+136862.5M=（49818.3 c2ccmm =145647N Ft=10949N Fr=3958.45N F =1992.73N ayF =5474.5N az M= C49818.3N mm M=136862.5c2 N mm M=145647 cN mm )繪制扭矩圖(如圖e(5) 6mm =186149N/n)x 10 T=9.55 轉矩：x( P22 (6)繪制當量彎矩圖(如圖 f) T=186149 轉矩產生的扭剪文治武功力按脈動循環變化，取amm N-，截面 C處的當量彎矩：=1 i/222 a T)+(Mec=M c 1/2 22186149) X =145647

23、+(1Mec mm =236356N mm =236356N校核危險截面（7）C的強度33彷 =236356/0.仁Mec/0.1d X 48e4. (T = e21.31Mpa T = -1b60MPa 故該 軸強度足夠 d=22mm0 =60MPa （T =21.31MPa /n 033=22mm d取o軸的結構設計6.2.2）軸的零件定位，固定和 裝配（1 單級減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，相對 兩軸承對稱分布，齒輪左面用軸肩定位，右面用套筒 軸向定位，周向定位采用鍵和過渡配合，兩軸承分別 以軸承肩和套筒定位，周向定位則用過渡配合或過盈 配合，軸呈階狀，左軸承從左面裝入，齒輪套筒，

24、右 軸承和皮帶輪依次從右面裝入。）確定軸的各段直 徑和長度 （2初選6006型深溝球軸承，其內徑為 30mm寬度為13mm考慮齒輪端面和箱體內壁，軸承 端面與箱體內壁應有一定矩離，則取套筒長為18mm 則該段長31mm d=22mm d=22mm L=40m d=28mm L=40mm Y2id=22mm =31mm d=36mm L=10mm d=30mm L i434aL=10mm d=48mm L=60mm d=36mm L=40mm i5656d=31mm L=226mm =28mm d=30mm L277L=40mm軸的明細表：2d=30mm低速軸 高速軸 3L=31mm =40mm

25、 d=50mm d=34mm LL=22mmH3nd=36mm 4=30mm =28mm L=40mm L=40mm 2ddL=10mm 4Ld=45mm =42mm Ld=30mm =31mm d=48mm 33335=1 0mm L=36mm =52mm =48mm dLdL=60mm44445d=56mm L=12mm d=48mm L=60mm =36mm d55556=1 0mm Ld=30mm =28mm L=33mm L=45mm d 6666 Ld=30mm =31mm/7L=222mm L=224mm七、滾動軸承的選擇及校核計算6009 B=16mnd = 45mm D=75

26、mm低速軸軸承 6006 B=13mm d = 30mm D= 55mm低速軸軸承 八、鍵聯接的選擇 及校核計算8.1輸入軸與帶輪聯接采用平鍵聯接 =40mm 軸徑=22mm,Ld =30mm d7=31mm L?L=222mm A型平鍵6 X 32 GB/T1096 -2003 =45.97Mpa (T p CT p A型平鍵 14X 56 GB/T1096 -2003 t =30.8Mpa p T p 10型平鍵AX 45 GB/T1096 查手冊123頁得，選用A型平鍵，得：32 GB/T1096-2003 L=32mm 鍵 A 6 X =48549N mm h=6mm T根據課本 P1

27、49(6.15 )式得 33iO2T?io?4T =4 X = (T 48549/22 X 6X 32 彳dhikdi =45.97Mpa彷=110Mpa p8.2輸出軸與大齒輪聯接用平鍵聯接軸徑d=48mm L=64mm T=186149N- mr 查手冊 123 頁得， 選用 A 型平鍵 鍵 14X56 GB/T1096-2003 L =56mm h=9mm 據課本 P149(6.15 )式得 3310?4T2T?I0 彷=?dhlkdl =4X 186149/48 X 9 X 56=30.8Mpa彷=110Mpa p8.3 輸出 軸與傳送帶聯接用平鍵聯接軸徑d=34mm L=50mm T

28、=186149N- mm2查手冊123頁得， 選用A型平鍵 鍵 10X 45 GB/T1096-2003 L =45mm h=8mm 據課本 P149(6.15 )式得 3310004T22T (T = ?dhlkdl -2003 =4X 186149/34 X 8X 45=60.8Mpa彷=110Mpa p九、 箱體結構的設計 減速器的箱體采用鑄造（HT200）制 成，采用剖分式結構為了保證齒輪佳合質量。 1. 機體有足夠的剛度 在機體為加肋，外輪廓為長方形，增強了軸承座剛度 2. 考慮到機體內零件的潤滑，密封散熱。 因其傳動件速度小于12m/s，故采用侵油潤油，同時 為了避免油攪得沉渣濺起

29、，齒頂到油池底面的距離H 大于40mm 為保證機蓋與機座連接處密封，聯接凸緣應有足夠的 寬度，聯接表面應精創，其表面粗糙度為6.33.機體 結構有良好的工藝性. 鑄件壁厚為8mm圓角半徑為R=5b機體外型簡單， 拔模方便. 4.對附件設計 A 視孔蓋和窺視孔 在機蓋頂部開有窺視孔，冃匕看到傳動零件齒合區的 位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進行操作，窺 視孔有蓋板，機體上開窺視孔與凸緣 塊，有便于機 械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強密封，蓋板用 鑄鐵制成，用M8緊固 B油螺塞： (T =60.8Mpa p CT p 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，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此. 油孔處的機體外壁應凸起一塊，由機械加工成螺塞頭 部的支承面，并加封油圈加以密封。 C油標： 油標位在便于觀察減速器油面及油面穩定之處。 油尺 安置的部位不能太低，以防油進入油尺座