1、哈爾濱理工大學榮成學院機械設計課程設計題 目： 帶式輸送機傳動裝置設計 專業年級： 焊接技術及自動化11-1班 學生姓名： 左 云 飛 學 號： 1130340132 指導教師： 劉 新 娜 材料工程系完成時間： 2012 年 8 月 31 日機械設計課程設計任務書學生姓名：左 云 飛 學號：1130340132 專業：焊接技術及自動化任務起止時間： 2012年 8 月 20 日至 2012年8 月31日設計題目：帶式輸送機傳動裝置機械原理課程設計工作內容：一傳動方案如下圖1所示：1電動機；2V帶傳動； 3單級圓柱齒輪減速器4聯軸器；5帶式輸送機；6鼓輪；7滾動軸承圖1 帶式輸送機傳動裝置方案

2、圖二、工作條件單向連續平穩轉動，常溫下兩班制工作，空載啟動，裝置壽命為7年。三、原始數據鼓輪直徑d/mm450傳送帶運行速度V/m/s1.8運輸帶上牽引力F/N2000四、設計任務：1.低速零部件組裝圖一張（A2圖紙）2.設計說明書一份在一周內完成并通過答辯。資料：機械原理工程力學機械制圖指導教師簽字： 2012年 月 日目錄（可以自動生成）（一）電機的選擇3（二）傳動裝置的運動和動力參數計算4（三）V帶傳動設計5（四） 減速器（齒輪）參數的確定7（五） 軸的結構設計及驗算8（六）聯軸器的選擇10（七）鍵連接的選擇和計算11（一）電機的選擇1.選擇電機的類型和結構形式：依工作條件的要求，選擇三

3、相異步電機封閉式結構u=380vY型2.電機容量的選擇工作機的功率P工作機=F牽*V運輸帶/1000= 3.6kwV帶效率： 0.96 滾動軸承效率： 0.98 齒輪傳動效率（閉式）:0.97 x 1 (對)聯軸器效率： 0.99 傳輸總效率= 0.84 則，電機功率= 4.1 kw3.電機轉速確定工作機主動軸轉速n工作機= 76.43 r/minV帶傳動比范圍：24 一級圓柱齒輪減速器傳動比范圍：36 總傳動比范圍：420電動機轉速的可選范圍為： 305.7 1528.7 r/min 在此范圍的電機的同步轉速有: 750r/min 1000r/min 1500r/min 依課程設計指導書67

4、頁Y系列三相異步電機技術數據（JB30 74-82）選擇電機的型號為； Y112M-4 性能如下表：電機型號功率KW滿載時額定轉 矩質量轉速nr/min電壓V電流A功率因數Y112M-4 4 1440380 2.0 470N 4電機主要外形和安裝尺寸： 基本安裝尺寸，B3的安裝形式，中心高在80280之間 BB （二）傳動裝置的運動和動力參數計算 L 所選電機滿載時轉速nm=1440 r/min總傳動比：i總= 18.84 1.分配傳動比及計算各軸轉速i總=iD×i帶傳動的傳動比iD= 4 一級圓柱齒輪減速器傳動比i= 4.72 則高速軸I軸轉速n1= 360r/min 則低速軸II

5、軸的轉速n2= 76.43r/min 2.各軸輸入功率，輸出功率P輸出=P輸入，效率如前述。則高速軸I軸的輸入功率PI= 3.6 KW 輸出功率PI= 3.456 KW則低速軸II軸的輸入功率PII= 3.456 KW，輸出功率PII= 3.187 KW3.各軸輸入轉矩: 小帶輪輸入轉矩Td= 23.875N·mI 軸輸入轉矩TI= 91.68N·m II軸輸入轉矩TII= 398.22N·m （三）V帶傳動設計1. 確定計算功率Pc已知電機輸出功率，依教材機械設計基礎表 11-5 ，取KA=1.2,故Pc= 4.32Kw 2. 選擇普通V帶型號已知Pc，nm，結

6、合教材機械設計基礎，由圖 11-8 確定所使用的V帶為 A 型。 3. 確定大小帶輪基準直徑d1，d2。由機械設計基礎表 11-6 取d1= 100 ，帶傳動比iD已知，則d2=iD·d1= 4004.驗算帶速v 7.536m/s 5.求V帶基準長度和中心距（L0，a） 初定中心距=1.5（d1+d2)= 750 ,選a0= 750 帶長 = 2315 由表 11-2 ，對 A 型帶進行選用，Ld= 2500 則實際中心距： 842.5 6.驗算小帶輪包角 159.6º >120°合格。7.求V帶根數Z已知n1，d1 ，查表 11-3 得P0= 1.32 已

7、知傳動比iD，查表 11-3 得P0= 0.17 已知1，查表 11-4 得K= 0.95 ，查表 11-2 得KL= 1.09 則V帶根數Z= 3 。 8.求作用在帶輪上的壓力FQ 由機械設計基礎表 11-1 ，可知 A 型帶每米質量q=0.10Kg/m 單根V帶的拉力F0=2= 161.56N 作用在軸上的壓力FQ=2ZF0 sin= 954.65 N.（四） 減速器（齒輪）參數的確定1. 選擇材料及確定許用應力 由機械設計基礎表 13-9 得：小齒輪用：40Cr，熱處理方式：表面淬火 ，齒面硬度為241286HRC 大齒輪用： 45 ，熱處理方式： 正火 ，齒面硬度為 162210HRC

8、 由表 13-3 ，取安全系數SH= 1 ，SF= 1。則許用應力為：【H1】=Hlim1/SH= 550MPa . 【H2】= Hlim2/SH= 525MPa 【F1】=FE1/SF= 267MPa . 【F2】= FE2/SF= 233MPa 2. 按齒面接觸強度設計設齒輪按 8 級精度制造，按齒面接觸強度設計。由表 13-10 得載荷系數K= 1 ，由表 13-15 得齒寬系數d= 1 。小齒輪輸入功率P= 3.456Kw，轉矩T1=9.55××= 91680N·m ，由表 13-11 可得彈性系數ZE= 189.8 則小齒輪直徑d1=69.13齒數取Z1

9、= 30 ，Z2=iZ1= 141 模數m=d1/z1= 3.33 按表 13-1 ，標準模數m= 3 ，實際傳動比i=Z2/Z1= 4.7 實際標準中心距離a= 256.5 齒寬 90 （圓整）為補償安裝誤差，取小齒輪齒寬b1=b+5= 95 3.驗算輪齒彎曲強度由圖 13-12 ，取齒形系數YFa1= 2.53 , YFa2= 2.15 .由圖 13-14 ，取外齒輪齒根修正系數YSa1= 0.90 ，YSa2= 1.0 判斷： 27.3 【F1】判斷： 22.6 【F2】滿足條件 合適 4.齒輪的圓周速度 1.32m/s 對照表 13-7 可知，選著 8 級精度是合適的。（五） 軸的結構

10、設計及驗算1.高速軸及低速軸的材料選擇根據表 16-1 得，高速軸材料為： 45 ，熱處理方式：調質 低速軸材料為： 35 ，熱處理方式： 調質 高速軸極限強度【B1】= 650MPa ，低速軸極限強度【B2】 560MPa 根據表 16-8 得，兩根軸的許用彎曲應力【-1b】= 55MPa 2軸頸初估初選小輪軸頸，根據扭轉強度計算初估軸頸。由表 16-7 得常數C 110 = 23.69 ，結合大帶輪輪轂內徑，圓整后暫取d1= 25 大輪軸頸= 39.20 ，結合聯軸器內徑，圓整后暫取d2= 40 3軸的徑向尺寸設計 根據軸及軸上零部件的固定，定位，安裝要求，初步確定軸的徑向尺寸。高速軸：（

11、帶尺寸的草圖） 35mm 30mm 30mm28mm25mm 各尺寸確定的依據：= 23.2 ，結合大帶輪輪轂內徑，圓整后暫取d1= 25 。 d2 軸肩高h=(23)C,C為倒角，取1.0，同時還要結合密封圈的尺寸,一般d2=d1+h。d3 要便于軸承安裝，因為這與軸承是過盈配合，要滿足所選軸承的內徑系列。d4設計為齒輪軸，應便于齒輪安裝，根據齒輪軸的齒數和模數計算，需圓整。d5 與d3相同。 低速軸：（帶尺寸的草圖）48mm50mm43mm45mm47mm50mm45mm40mm 各尺寸確定的依據：大輪軸頸= 38.56 ，結合聯軸器內徑來確定，圓整后暫取d1= 40 d2 用軸肩對聯軸器

12、作軸向固定，軸肩高h=(23 )C,C為倒角，取1.0，同時還要結合密封圈的尺寸 。 d3 要便于軸承安裝，因為這與軸承是過盈配合，要滿足所選軸承的內徑系列。 一般d3=d2+(34) d4 要便于齒輪安裝，d4=d3+（34），需圓整。 d5 對齒輪起定位作用，一般取d5=d4+2h。 d6 用軸肩對軸承作軸向固定。查軸承手冊。根據軸承拆卸尺寸來確定。d7 與d3相同。 5.軸的軸向尺寸設計根據軸及軸上零部件的固定，定位，安裝要求，初步確定軸的軸向尺寸。高速軸：（帶尺寸的草圖） 48mm 15.2mm 34mm 37.6mm 54mm 各尺寸確定的依據： L1 根據設計的帶的根數，然后再乘以

13、e，便得出，但為了更足夠，還要再加1020。L2=K+e+(C-B),e=7.2,K=16,B=13,C=C1+C2+(5 10)+ Ò.其中Ò為機體的壁厚，C1，C2為軸承旁連接螺栓直徑確定的扳手空間。 L3=B+（23）+H，通常H取1015 L4=b-(23)，當然還要和你的圖的距離相配合。 L5=H+-L5+軸承寬度 4.2mm低速軸：（帶尺寸的草圖）41mm16mm15.2mm48mm 37mm 88mm 各尺寸確定的依據： 首先根據軸徑選取相應的聯軸器，再根據聯軸器的長度確定，一般要小于聯軸器的長度一點。 。L2=K+e+(C-B),e=9.6,K=20,B=1

14、4,C=C1+C2+(5 10)+ Ò.其中Ò為機體的壁厚，C1，C2為軸承旁連接螺栓直徑確定的扳手空間。 L3=B+（23）+H，通常H取1015 L4=b-(23)，當然還要和你的圖的距離相配合。 L5=1.5h L6=H+-L5+軸承寬度 L7=B B-軸承寬度 （六）高速軸上的軸承壽命校核 根據 課程設計指導書選出軸承牌號高速軸承的主要參數軸承代號軸承內經mm軸承外徑mm軸承寬度mm徑向基本額定動載荷Cr7006C 30551315.2KN低速軸承的主要參數軸承代號軸承內經mm軸承外徑mm軸承寬度mm徑向基本額定動載荷Cr7009C45751625.8KN根據軸的受

15、力情況可知，高速軸上靠近帶輪一側的軸承所受的徑向力最大，故為最危險軸承。1. 徑向力計算：已知軸的各部分尺寸，帶輪的壓軸力，齒輪的受力。2.壽命計算由表 16-8 得，溫度系數ft = 1 ,由表 16-9 得，載荷系數fp= 1.0 9.03*10 7 小時設計要求壽命為 5年 ，滿足要求。（七） 高速軸軸強度計算已知軸的各部分尺寸，帶輪的壓軸力，齒輪的受力。 1.求垂直面的支撐反力 因為是支持圓柱齒輪，所以壓力角=20°，徑向力Fr=Ft*tan20°,圓周力Ft=2T/d,T=9549P/n=157580N·m 軸向力Fa=0 則F1v=(Fr*L/2-0)

16、/L=683N F2v=Fr-F1v=683N 2.求水平面的支撐反力F1H=Ft/2=1876N=F2H 2.垂直平面的彎矩圖 F1v Mav1=Mav2 Mav1=F2v*L*10-3/2=45N·m Mav2=F1v*L*10-3/2=45N·m 4.水平面的彎矩圖 F1H MaH F2H MaH=F1H*L*10-3/2=124N·m5.由圖可知，合成彎矩按最不利的情況，即帶輪壓軸力與齒輪受力共面，則，= 299N·mMaF=FQ*K*L/(2*L)=167N FQ為前面所計算的作用在軸上的壓力，等于3441N。6. 求軸傳遞的轉矩：T =150

17、N·m7.求危險截面當量彎矩=312N·m(認為軸的扭切應力是脈動循環不變應力，所以=0.6)8. 計算危險截面處的直徑=30因為設計的是齒輪軸，不用鍵，軸上也就沒有鍵槽，軸就不會被削弱，所以d不用加大。（八）聯軸器的選擇根據軸孔直徑d2= 40 輸出轉矩T= 482.37N·m 依據課程設計指導書，選定聯軸器型號： TL7聯軸器選擇表公稱轉矩許用轉數DD1D2轉動慣量質量 500N·m 2800r/m1900.06·15.6kg（九）鍵連接的選擇和計算本設計減速器共需鍵：3 個1.高速軸上鍵安裝軸段直徑為：= 25 mm查表選擇普通圓頭平鍵為

18、：h= 8，b= 12 ，根據對應軸段長度，確定鍵長L= 40 2.齒輪軸上所需鍵安裝軸段直徑為：= 48 mm，查表選擇普通圓頭平鍵為：h= 8 ，b= 12 ，根據對應軸段長度，確定鍵長L= 60 3.大軸上聯軸器所需鍵,其安裝段直徑為：= 40 mm，查表選擇普通圓頭平鍵為：h= 10 ，b= 16 ，根據對應軸段長度，確定鍵長L= 70參考文獻：1 機械設計基礎課程設計指導書，2009年哈爾濱理工大學機械基礎工程系編制；2 機械設計基礎 第五版， 楊可楨主編 總 成 績： 指導教師簽字： 2012 年 月 日參考文獻：1 機械設計基礎課程設計指導書，2009年哈爾濱理工大學機械基礎工程系編制；2 機械設計基礎 第2版， 胡家秀主編 附 表 1 機 體 各 部 分 尺 寸 （mm）名稱符號尺寸機座壁厚7.4機蓋壁厚115機座凸緣厚度b12機蓋凸緣厚度b110機座底凸緣厚度b238地腳螺釘直徑df20地腳螺釘數目n4軸承旁聯接螺栓直徑d115蓋與座聯接螺栓直徑d212連接螺栓d2的間距l170軸承端蓋螺釘直徑d310窺視孔蓋螺釘直徑d48定位銷直徑d11df,d1,d2至外機壁距離c122df,d2至土