1、 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)院 系 工學(xué)院 材料系 班 級(jí) 模具設(shè)計(jì) 141 設(shè)計(jì)1組 倪榮雪 王瓊 學(xué) 號(hào) 15 16 指導(dǎo)老師 閆芳 設(shè)計(jì)時(shí)間15年11.30-12.11機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1、 設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置 1-V帶傳動(dòng) 2-電動(dòng)機(jī) 3-圓柱齒輪減速器 4-聯(lián)軸器 5-輸送帶 6-滾筒 圖1 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖 2、 原始數(shù)據(jù)參數(shù)輸送帶工作拉力F/N2300輸送帶工作速度v/(m/s)1.5滾筒直徑D/mm400每日工作時(shí)數(shù)T/h24傳動(dòng)工作年限/a5三、設(shè)計(jì)工作量1、 電子說(shuō)明書(shū)一份并打印。2、 減速器裝配圖1份，打印為A3或A2 幅面。3、 繪制出主動(dòng)軸、從動(dòng)軸、

2、主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪、減速器箱體、箱蓋的零件圖，打印。4、 打印要求：所有零件及裝配圖均按標(biāo)準(zhǔn)圖紙繪制，比例1：1，打印時(shí)可以縮打。圖紙橫放，左側(cè)裝訂邊。目錄一、傳動(dòng)方案擬定二、電動(dòng)機(jī)的選擇三、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)四、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算五、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算六、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算七、鍵連接的選擇及計(jì)算八、參考文獻(xiàn)九、總結(jié)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一、 傳動(dòng)方案擬定1-帶傳動(dòng)（V帶設(shè)計(jì)=0.96） 2-電動(dòng)機(jī)（三相異步電機(jī)） 3-圓柱一級(jí)齒輪減速器（8級(jí)精度=0.97）優(yōu)先選滾動(dòng)軸承深溝球軸承=0.99） 4-凸緣聯(lián)軸器（=0.97-0.98） 5-輸送帶 6-滾筒（=0.96）二、電動(dòng)機(jī)

3、選擇 1、電動(dòng)機(jī)類型的選擇： 按已知的工作要求和條件，選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)2、選擇電動(dòng)機(jī)所需的電動(dòng)輸出功率為：所以： 由電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間的總效率（包括工資效率）為： 式中：1、2、3、4、5分別為帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)的軸承、齒輪傳動(dòng)、聯(lián)軸器和滾筒的傳動(dòng)效率，取1=0.96、2=0.97、3=0.99、4=0.97、5=0.96.則：w·=0.87所以： ,工作機(jī)所需電動(dòng)機(jī)功率Kw為滿足PmPr的條件，電動(dòng)機(jī)額定功率Pm應(yīng)取為4kw電動(dòng)機(jī)的選擇 計(jì)算輸送機(jī)滾筒的工作轉(zhuǎn)速3、確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速：滾筒軸的工作轉(zhuǎn)速為：按推薦的合理傳動(dòng)比范圍，取V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比i1=24，單級(jí)齒輪傳動(dòng)比i2=

4、35，則合理總傳動(dòng)比的范圍i=620。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為： 4、電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選定：符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750r/min、1000r/min、1500r/min,再根據(jù)計(jì)算出的容量，由設(shè)計(jì)手冊(cè)附表8.1表1.電動(dòng)機(jī)型號(hào)方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率Pd/kW電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動(dòng)比帶齒輪1Y132M-44100096012.573.144綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸，重量以及帶傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比，比較三個(gè)方案可知方案二比較適合。因此，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M2-6.其主要性能如下：v帶的傳動(dòng)比，單級(jí)齒輪傳動(dòng)比，則合理的傳動(dòng)比范圍為。電動(dòng)機(jī)外形尺寸和

5、安裝尺寸。3 計(jì)算總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 1.）為進(jìn)行傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算，應(yīng)首先推算出各軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。各軸轉(zhuǎn)速為電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速，單位為r/min。 由式（2.8)-式（2.10）得：I軸 II軸 滾筒軸 2） 各軸的輸入功率由式（2.11）-（2.13）得：I軸： II軸： 滾動(dòng)軸：3） 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 由式（2.17）計(jì)算電動(dòng)機(jī)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩Td 由式（2.14）-（2.16）得 I軸： II軸： 滾動(dòng)軸： 4） 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算結(jié)果 參數(shù)/軸名 電動(dòng)機(jī)軸 I軸II軸 滾動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n/(r/min)輸入功率p/kw輸入轉(zhuǎn)矩T/(N/m)9603.97 39.50305.733.81 119

6、.0476.43.66457.2676.43.51 439.10傳動(dòng)比i年數(shù)n 3.14 0.96 4 0.96 1 0.965） 進(jìn)行傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算，校核軸，軸承，聯(lián)軸器鍵等。 （1）帶傳動(dòng) （2）齒輪設(shè)計(jì) （3）軸的設(shè)計(jì)6) V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) A.帶型號(hào)，長(zhǎng)度，根數(shù) B。中心距，帶輪直徑，寬度 C。安裝初拉力，對(duì)軸作用力 7) 求計(jì)算功率w=3.97kw，=960r/min,每日工作時(shí)數(shù)24h. 由表8.16查得Ka=1.3,由式（8.12）得Pc=1.3x3.97kw=5.16kw8) 選取V帶型號(hào) 根據(jù)Pc=5.16kw,=9607r/min,由圖8.12選用交點(diǎn)位于A，B型交界處，且箱

7、偏向A型，故選A型V帶。9）確定帶輪基準(zhǔn)直徑由表8.6和8.12得選取=125mm,且大帶輪基準(zhǔn)直徑為 按表8.3選取標(biāo)準(zhǔn)值，則實(shí)際傳動(dòng)比i，從動(dòng)輪的實(shí)際轉(zhuǎn)速分別為 從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速誤差率為：（305-300）/300x100%=1.9%在±5%以內(nèi)為允許值。10) 驗(yàn)算帶速v ，帶速在5-25m/s范圍內(nèi)。11） 確定帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld和實(shí)際中心距a 初步估算中心距：，為圓整計(jì)算，取780mm由式（8.15）得查表8.4選取基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld=2500mm,由式（8.16）得實(shí)際中心距a為：11) 驗(yàn)算小輪包角由式（8.17）得：12） 確定V帶根數(shù)Z，由式（8.18）得，根據(jù)查表8.10根據(jù)

8、內(nèi)插法得由式（8.11）的功率增加量由表8.14查得根據(jù)傳動(dòng)比為i=3.2,ki=1.1373由表8.4查得長(zhǎng)度修正系數(shù)KL=1.09,由圖8.11查得包角系數(shù)ka=0.82,得普通V帶根數(shù)圓，整得Z=213） 求初拉力干及帶輪軸上的壓力FQ 由表8.6查得A型普通V帶的每米長(zhǎng)的質(zhì)量q=0,10kg/m,根據(jù)式（8.19）得單根V帶的初拉力：由式（8.20）可得作用在軸上的壓力FQ為：14） 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（略）15） V帶傳動(dòng)中基本參數(shù)由表8.5帶型號(hào)長(zhǎng)度根數(shù)A型2500mm2根中心距帶輪直徑寬度826mm52mm安裝初拉力對(duì)軸拉力實(shí)際傳動(dòng)機(jī)425.6N1513.2N3.24 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)

9、計(jì)算 1）選擇材料及確定許用應(yīng)力小齒輪：45鋼，調(diào)制處理，查表10.9硬度217-255HBW，強(qiáng)度6b=650Mpa,屈服極限6S=360Mpa,大齒輪：45鋼，正火處理（當(dāng)大小齒輪都為輪齒輪面時(shí)，考慮到校齒輪輪齒根較薄彎曲強(qiáng)度較低，且受載次數(shù)較多，放在選擇材料和熱處理時(shí)，一般使小齒輪面硬度比大齒輪高20-50HBW），查表10-9硬度170210HBW，因?yàn)槭瞧胀p速器，由表10.21選8級(jí)精度，要求齒面粗糙度Pa3.26.3um,強(qiáng)度極限6b=580MPa,屈服強(qiáng)度290Mpa.2) 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)1)轉(zhuǎn)矩T1，根據(jù)前i=12.57，可得齒輪傳動(dòng)所需要傳動(dòng)i2=4,I軸實(shí)際轉(zhuǎn)速N

10、1=960/3.14=305.7r/min 2)載荷系數(shù)k，查表10.11取k=1.13)齒數(shù)Z，和齒寬系數(shù)d=0.8查表10.20軟齒面對(duì)稱布置，齒數(shù)Z=25，Z2=100則有（軟齒面24-40）4）許用接觸應(yīng)力【6H】。由圖10.24查得=560MPa,6Hlim2=530MPa由表10.10查得SH=1 SF=1.3【6H1】=6H/SH=560MPa 【6H2】=6H/SH=530MPa 若兩材料都選鍛鋼ZE查表10.12得，代入校核公式得由表10.3取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=3.05） 計(jì)算主要尺寸 按齒數(shù)彎曲疲勞強(qiáng)度校核由式10.24得出6F，。6) 齒形系數(shù)Yf，查表10.13得7) 應(yīng)力修

11、正系數(shù)Ys,查表10.14得Ys1=1.59 Ys2=1.808) 許用彎曲應(yīng)力【6f】，由圖10.25查得，6Flim=210MPa,6Flim2=190MPa由表10.10查得SF=1.3由圖10.26查得Ynt1=Ynt2=1由式10.14得齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1齒輪軸：齒根圓至鍵槽底部的距離應(yīng)將齒輪與軸制成一體。2齒頂圓直徑采用實(shí)體式結(jié)構(gòu)，選用實(shí)體式結(jié)構(gòu)。（小齒輪）大齒輪，選用腹板式結(jié)構(gòu)，查表10.50故，齒根彎曲強(qiáng)度校驗(yàn)合格。10） 驗(yàn)算齒輪的圓周速度V 可知選用9級(jí)精度是合宜的。11) 計(jì)算幾何尺寸及繪制齒輪零件工作圖齒頂高齒根高：小齒輪齒頂圓直徑： 小齒根圓直徑：大齒輪齒頂圓直徑： 大

12、齒根圓直徑 ： 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)的基本參數(shù)材料熱處理分度圓直徑齒寬齒數(shù)小齒輪45鋼調(diào)質(zhì)756525大齒輪45鋼正火30060100模數(shù)實(shí)際傳動(dòng)比中心距34218.75 5 減速器箱體基本尺寸設(shè)計(jì) 查表4.1鑄鐵減速器箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸1）箱體壁厚：齒輪減速器：mmmmmmmmmmmmmm84.581a02.0)mm8(84.71.187.5025.0mm10250.011£=³+=£=+´=³+dddd箱體壁厚取一級(jí)箱座2）3）12925.116.0875.186.0d1406.1475.184/375.04n,.187.5,4250a2075.1

13、8125.187036.012036.0df21»=´=»=´=£»=+´=+=dfmmdfdanmma蓋與座連接螺栓直徑：軸承旁連接螺栓直徑：此時(shí)時(shí)，地腳螺栓數(shù)目：地腳螺栓直徑：4）5.954.9925.118.08.0d895.74.0d1094.9875.185.05.0d175d2432»=´=»=»=´=mmdmmdfmmdfmml定位銷直徑：檢查孔蓋螺釘直徑：軸承蓋螺釘直徑：間距：連接螺栓5）6)7)8) 通氣器的結(jié)構(gòu)形式和尺寸，查表4.4。9) 減壓器軸承端蓋與

14、軸承套杯結(jié)構(gòu)時(shí)4. 附件設(shè)計(jì)： 1 視孔蓋和窺視孔在機(jī)蓋頂部開(kāi)有窺視孔，能看到傳動(dòng)零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進(jìn)行操作，窺視孔有蓋板，機(jī)體上開(kāi)窺視孔與凸緣一塊，有便于機(jī)械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強(qiáng)密封，蓋板用鑄鐵制成，用M8緊固2  油螺塞：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(cè)，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊，由機(jī)械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。3  油標(biāo)：油標(biāo)位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。油尺安置的部位不能太低，以防油進(jìn)入油尺座

15、孔而溢出.4 通氣孔：由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機(jī)蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達(dá)到體內(nèi)為壓力平衡.5  蓋螺釘：?jiǎn)⑸w螺釘上的螺紋長(zhǎng)度要大于機(jī)蓋聯(lián)結(jié)凸緣的厚度。釘桿端部要做成圓柱形，以免破壞螺紋.6 定位銷：為保證剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機(jī)體聯(lián)結(jié)凸緣的長(zhǎng)度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度.6 軸的設(shè)計(jì)與校核 設(shè)計(jì)計(jì)算法：已知傳遞功率p=3.66kw.從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n=76.4r/min,分度圓直徑=300mm，傳遞功率=3.81kw，主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速：305.73r/min，分度圓直徑75mm.A高速軸，1

16、.選擇軸的材料熱處理方式由于無(wú)特殊要求，選擇45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。由表14.6查得強(qiáng)度極限6b=650Mpa硬度：217255HBS。屈服極限：6S=360MPa，彎曲疲勞極限：-1=300MPa，彎曲許用應(yīng)力：6+=60MPa。2. |）初步估算軸最小直徑由表14.1查C=107118，由式(14.2)得：mm考慮到軸的最小直徑要安裝聯(lián)軸器，會(huì)有鍵槽存在，故將估算直徑加大3%5%，取為25.8328.5mm,由設(shè)計(jì)手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)直徑d1=28mm3） 設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)并繪制結(jié)構(gòu)草圖 由于設(shè)計(jì)的是單級(jí)減速器，可將齒輪布置在箱體中央，將軸承對(duì)稱安裝在齒輪兩側(cè)： 1.齒輪從軸的右端裝入，齒輪的左端用軸肩（或

17、軸環(huán)）定位，右端用套筒固定，這樣齒輪在軸上的軸向位置被完全確定，齒輪的軸向采用平鍵連接，軸承對(duì)稱安裝于齒輪的兩側(cè)，其軸向由軸肩固定，軸向采用過(guò)盈配合固定。 2.確定各軸段的直徑，軸段（1）（外伸端）直徑最小，d1=28mm.考慮到要求安裝在軸段（1）上的聯(lián)軸器進(jìn)行定位，故取軸段（2）的直徑d2=35mm，由軸肩，同時(shí)為能很順利地在軸段（2）上安裝軸承，軸承（2）必須滿足軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)，軸段（3）的長(zhǎng)度應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度.2 確定各段長(zhǎng)度,4） 從大帶輪開(kāi)始右起第一段，由于帶輪與軸通過(guò)鍵連接，則軸應(yīng)該增加5mm，大帶輪的寬度B=（Z-1),e+2f查表8.3則第一段長(zhǎng)度為L(zhǎng)1=60mm.5）

18、右起第二段 d2=35mm 根據(jù)軸承端蓋的裝拆以及對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求和相底的厚度，取端蓋的外端面的距離為30mm，箱體壁厚1=8mm,則第二段的長(zhǎng)度為：46mm.6） 右起第三段直徑取d3=40mm,該段有滾動(dòng)軸承，選用深溝球軸承，則軸承有徑向力，而軸向力為0，選用6208型軸承查表10.2，其尺寸寬度為B=18mm.L=18+2=20mm7） 右起第四段，為滾動(dòng)軸承定位的軸肩，其直徑應(yīng)小于滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈直徑，d4=42mm,長(zhǎng)度為L(zhǎng)3=15mm.8） 右起第五段，為齒輪軸段，分度圓直徑75mm,齒輪的寬度為：b1=65mm此段的直徑為P5=42mm,長(zhǎng)度為L(zhǎng)4=63mm.9） 右起第六段

19、為滾動(dòng)軸承的定位軸肩，其直徑小于滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈直徑，D6=42mm,長(zhǎng)度取15mm,10） 右起第七段，該段為滾動(dòng)軸承安裝處，取軸徑為40mm,長(zhǎng)度L5=20mm,11） 求齒輪上作用力的大小，方向。 齒輪分度圓直徑D2=300mm作用在齒輪的轉(zhuǎn)矩為：T1=9.55×106P/n1=3.67×105N.mm求圓周力：（已知）低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算確定軸上零件的定位和固定方式。軸的輸入功率為PII=3.66kw,轉(zhuǎn)速n2=76.4r/min查表14.1【3】C=107-118,又由式14.2得，考慮到軸的最小直徑處要安裝聯(lián)軸器會(huì)有鍵槽存在，故將估算值加大3%5%，取為40.0644

20、.18mm,由設(shè)計(jì)手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)值徑d1=40mm(附表1.12【2】）根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩，Tc=KTII，457.26X1.5=685.89N·m查表13.4彈性柱銷GB/T50142003【1】LX7型凸緣聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度為84mm,軸段長(zhǎng)L1=82mm,【2】右起第二段，考慮到聯(lián)軸器的軸向定位要求，該段的直徑取45mm，根據(jù)軸承端面的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端面的外端面與半聯(lián)軸器左端面的距離為30mm，故該段長(zhǎng)L2=46mm.12) 右邊第三段，該段有滾動(dòng)軸承，選用深溝軸承，則軸承有徑向力，而軸向力為0，選用6210型軸承，其尺寸為d×D×B=50&#

21、215;90×20，那么該段的直徑為50mm,長(zhǎng)度為L(zhǎng)3=33mm.13) 13)右起第四段，該段有齒輪，并且齒輪與軸用鍵連接，直徑要增加3%，大齒輪的分度圓直徑為300mm,則第四段直徑為56mm，齒輪寬b=60mm,為了保證定位的可靠性，取軸段長(zhǎng)度為58mm。14)右起第五段，考慮齒輪寬的軸向定位，定位軸肩，取軸肩的直徑為D5=63.2mm（查表1.14【2】）長(zhǎng)度取L5=6mm.15)右起第六段，該段為滾動(dòng)軸承安裝處，取軸徑為D6=50mm，長(zhǎng)度為.20mm.16)求作用在大齒輪作用力的大小方向。1）大齒輪分度圓直徑：d2=300mm,(2)作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為： 3）求圓周力

22、： （已知）三1)高速軸的強(qiáng)度校核查得抗拉強(qiáng)度 如上所述2)軸長(zhǎng)支長(zhǎng)力：根據(jù)軸承反支力的作用點(diǎn)以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立力學(xué)模型。3)水平面的反支力： 水平面彎矩：4)垂直面上的反支力：由于選用深溝球軸承，則Fa=0,垂直面彎矩： 校核危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度：故設(shè)計(jì)的軸有足夠強(qiáng)度，并有一定的余量。6.軸承的選擇及壽命計(jì)算考慮軸受力較小且主要是徑向力，故選用深溝球軸承6208，基本尺寸d×P×D.根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命：365×24×5=4800h對(duì)于只承受純徑向載荷的向心力軸承其當(dāng)動(dòng)載荷為：P=FpFr=1.8×1038.8=1869.84N 從減速器的使用壽命來(lái)算，軸承使用期限為5年，預(yù)期壽命=4.58× h，故所選軸承可滿足壽命