2022年机械设计方案课程设计方案带式输送机传动装置说明书.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 带式输送机传动装置设计说明书班级：机械 1004 班 设计者： 冯维坤学号： 100800426 指导老师：岳晓丽日期： 2022.1.92022.2.28 1 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 目录一、工作条件及设计任务 二、电动机挑选 三、传动比安排 四、传动装置的运动和动力参数运算 .5 五、传动零件的设计运算 1.V带参数设计运算 2.高速机齿轮参数设计运算 3.低速级齿轮参数设计运算 六、轴的设计与校 .10 .14 核 七、轴承寿命校 核 八、

2、键的挑选及校核 九、减速器箱体结构尺. . 26 寸 十、联轴器和轴承的挑选 . 1联轴器的选 择. . . . 28 2轴承的选 择 . 十一、润滑与密封选2 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 择 . 十二、设计心得 十三、参考文. . . 献 . . 一、工作条件 原始数据）及设计任务1设计用于带式运输机的传动装置,工作条件为：1）每天一班制工作,每年工作 年；300 天,使用年限 10 年,大修期 32）连续单向回转,工作时有稍微振动,运输带答应速度误差5%；3）齿轮精度等级为 7-8 级；4）动力

3、源为三相沟通电；5）批量生产,铸造箱体,齿轮为斜齿轮；传动简图如下：3 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - v2.设计任务：1）传动装置设计运算：递交设计运算草稿原件；2）画图：1）手工绘制减速器装配草图,A1图纸一张；2）减速器三维造型,只做减速器部分；3）运算机生成减速器工程图：装配图 件图A3）、低速轴零件图 A3）；3. 原始数据：运输带的工作 Fw=3500N；拉力运输带工作速度 Vw=0.9m/s ；卷筒直径 D=330mm 、电机的挑选及传动比安排1. 挑选电机容量 4 / 32 名师归纳总结

4、 - - - - - - -第 4 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 已 知 运 输 机 工 作 时 运 输 带 上 的 拉 力 D=330mm；运输机带速 Vw=0.9m/s Fw=3500N； 滚 筒 半 径查表可知 :V 带传动效率 =0.96, 齿轮副 传动效率 一对, 8级 , 滚动轴承效率 一对）, 齿式联轴器效率, 工作机 、传动装置的动力参数运算 如图, 1 轴为电机轴, 2 轴为高速轴, 3 轴为中间轴, 4 轴为低速 轴,5 轴为滚筒轴,就 1 轴 电机轴 参数为：=4kw；=960r/min ,39.79N m 2 轴高速轴）参数为：P2=

5、 P1=4 0.96=3.84kw ；=480r/min ；76.4 N m 3 轴中间轴）参数为：= =136.13r/min ；6 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4轴低速轴）参数为：；5轴滚筒输入轴）参数为：；各轴运动和动力参数轴号功率kw 转速r/min转矩效率传动比N m1轴电机4 960 39.79 0.96 2 轴）3.84 480 76.4 0.96 3.526 2轴高速0.96 2.6113 轴）3.688 136.13 258.73 0.98 1 3轴中间7 / 32 名师归纳总结

6、- - - - - - -第 7 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 轴）4轴低速3.542 52.097 649.29 轴）5轴滚筒3.472 52.097 636.46 轴）三、V带参数设计运算1. 确定运算功率：由156页表 8-7 查得工作情形系数2、挑选 V带型号依据,查图 8-11 机械设计课本157页选 A 型 V带；3. 确定带轮直径 1 初选小带轮的基准直径 准直径 =125mm : 由课本表 8-6 和表 8-8, 取小带轮的基且, 即电机中心高符合要求；,2验算带速 v: 按式在5-30m/s 范畴内 , 故带速合适 . 3运算大带轮的基准直

7、径 . 依据表 8-8, 即为标准数据 4. 确定中心距 和带长 1初选中心距8 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 即 初定2求带的运算基准长度2181.41mm 由表 8-2 取带的基准长度 =2000mm 3运算实际中心距 a: 409.3mm 从而确定中心距调整范畴469.3mm 379.3mm 5. 验算小带轮包角6. 确定 V带根数 Z 1运算单根 V带的额定功率由=125mm, n1=960r/min , 查 表8-4a得=1.3816kw ； 由n1=960r/min, 传动比为 2,A 型

8、带, 查表 8-4b 得 P0=0.1116Kw；查表 8-5 得=0.955, 表 8-2 得=1.03 于是1.47KW 2运算 V带根数9 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2.72 取 Z=3根7运算单根 V 带初拉力最小值其 中 由 表8-3查 得q=0.1kg/m 应使实际初拉力值大于或等于8运算对轴的压力最小值1041.81N9. 考虑弹性滑动后 , 带的实际传动比为其中取=1%-2%,考虑到此处为小功率的带传动, 弹性滑动不会太明显,=1% 所以=2.02 四、齿轮参数设计运算 一）.高速

9、级齿轮参数设计1. 选定齿轮类型、精度等级、材料和齿数1 选用斜齿圆柱齿轮传动,精度等级为8 级；取2 小齿轮材料为 45 刚,调质,硬度为240HBS；3 大齿轮材料为 45 刚,正火,硬度为200HBS；4 初 选 小 齿 轮=24 , 就24 3.526=84.62,10 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - =85；5 初选2按齿面接触强度设计1）确定公式内的各运算值1 试选 =1.6 2 由图 10-30修正由使用系数,依据 v=1.57m/s ,8 级精度,由图 10-8 查得动载荷系数,由表

10、10-4 查得,由图 10-13 查得,由表 10-3 查得所以载荷系数按实际的载荷系数矫正所得的分度圆直径：就3按齿根弯曲强度设计,即12 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 运算大 . 小齿轮的 , 并加以比较经运算；13 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - ；代入较大值参加运算 . 6转矩2运算将上述相关数据代入结果为3修正对比按两种方法设计的模数 于由齿根弯曲疲惫强度运算的模数, 由齿面接触疲惫强度运算的模数

11、大 , 由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲强度所打算的承载才能, 所以可取由弯曲强度算得的模数2.23并就近圆整为标准值. 结合按接触强度算得的小齿轮分度圆直径, 算出小齿轮的齿数=91大齿轮齿数,取重心距 150.73 将中心距圆整为 150mm 按圆整后的中心距修正螺旋角；由于 值转变不多,故不用重新运算；14 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 小齿轮分度圆直径 66.67mm 大齿轮分度圆直径运算齿轮宽度66.67mm 圆整后取, （二） .低速级齿轮参数设计1. 选定齿轮类型、精度等级、材料和齿数

12、1 选用斜齿圆柱齿轮传动,精度等级为 8 级；2 小齿轮材料为 45 刚,调质,硬度为 240HBS；3 大齿轮材料为 45 刚,正火,硬度为 200HBS；4 初选小齿轮齿数为 =38 , 就 38 2.613=99.294, 取=100；5 初选；2. 按齿面接触强度设计即1确定公式内的各运算数值1试选=1.6 ；2由于为非对称布置,由表10-7 取齿宽系数；3由表 10-6 查得材料的弹性影响系数4齿数比=2.613；5）由课本图 10-30 ,选取区域系数15 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - -

13、6由 图 10-21d 按 齿 面 硬 度 查 得 小 齿 轮 的 接 触 疲 劳 强 度 极 限525Mpa,大齿轮的接触疲惫强度极限 390Mpa；7运算应力循环次数,求出接触疲惫许用应力60 136.13 110 300 8=；由图 10-19 取接触疲惫寿命系数, 取失效概率为 1%,安全系数 S=1,就许用接触应力为；8转矩；2 运算将上述有关值代入得结果；低速级小齿轮的圆周速度齿宽 b 17.38 模数；5.535mm 16 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 纵向重合度3修正由使用系数,依据

14、 v=0.685m/s ,8 级精度,由图10-8 查得动载荷系数,由表10-4查得,由图10-13 查得,由表 10-3 查得所以载荷系数按实际的载荷系数矫正所得的分度圆直径就3. 按齿根弯曲强度设计即运算大 . 小齿轮的 , 并加以比较经运算；代入较大值参加运算 . 6转矩2运算18 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 将上述相关数据代入结果为3修正对比按两种方法设计的模数 于由齿根弯曲疲惫强度运算的模数, 由齿面接触疲惫强度运算的模数大 , 由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲强度所打算的承载才能, 所

15、以可取由弯曲强度算得的模数1.81并圆整为标准值, 结合按接触强度算得的小齿轮分度圆直径大齿轮齿数, 算出小齿轮的齿数=10199.29 ,取重心距 179.07 ；将中心距圆整为 180mm 按圆整后的中心距修正螺旋角由于 值转变不多,故不用重新运算；小齿轮分度圆直径大齿轮分度圆直径计 算 齿 轮 宽 度, 圆 整 后 取, 五、轴的设计与校核19 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 初估轴的最小直径按扭矩初估轴的直径 C=110就: , 查表 机设 15-3, 得 C=103 至 126, 取；开键槽

16、处 1+5%）2）初选轴承由于高速轴上装有斜齿轮 , 就在齿轮啮合过程中会产生轴向力 ,为了能承担轴向力的作用 , 并且适应较高的转速 , 所以选用角接触球轴承, 型号为 7206C 依据轴承确定轴上安装轴承的直径为:d=30mm,且由于没有大齿轮的圆周速度超过 2m/s, 所以挑选脂润滑 , 就每个轴承旁边都要安装挡油环；3）结构设计 参见结构简图）其中,轴上 2 段和 5 段装有轴承和挡油环,其直径为 30mm,4段装有齿轮,其直径为 40mm,1 段装有带轮,其直径为 28mm,3 段不装任何零件,但考虑到挡油环的轴向定位,及整个轴的比例和谐 ,取 3 段直径为 52mm；20 / 32

17、 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 轴段 5 的长度和为轴承7206C的宽度和挡油环厚度以及箱体内壁到齿轮端面的距离 初估轴的最小直径；开键槽处 1+5%）2）初选轴承 由于中间轴上装有斜齿轮 , 就在齿轮啮合过程中会产生轴向力 , 为了 能承担轴向力的作用 , 并且适应相对较高的转速 , 所以选用角接触球 轴承, 型号为 7208C,依据轴承确定轴上安装轴承的直径为 :d=40mm 3）结构设计 初估轴的最小直径；开键槽处 1+5%）2）初选轴承由于低速轴上装有斜齿轮 , 就在齿轮啮合过程中会产生轴向力 , 为

18、了能承担轴向力的作用 , 并且适应相对较高的转速 , 所以选用角接触球轴承 , 型号为 7210C 依据轴承确定轴上安装轴承的直径为 :d=50mm 3）结构设计 参见结构简图）其中轴段 1 和 4 装有轴承、挡油环及垫圈,其直径为 50mm,轴段 1 长度为 64mm,轴段 4 长度为 100mm；轴段 2 装有斜齿轮,其直径为 60mm,长度为 92mm；轴段 3 为适应箱体而自然形成,其直径为70mm,长度为 84mm；轴段 5 连接联轴器,其直径为 40mm,长度为120mm； 二）、低速轴的校核1. 画轴的受力简图如下图,轴的受力简图为：22 / 32 名师归纳总结 - - - -

19、- - -第 22 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2. 运算相关力的大小已知 =649.29N m,=261.58mm就圆周力 =径向力 =轴向力齿轮轴向力引起的弯矩为Ma1= /2=175.68Nm 在Ft 方向上有 Fat+Fct=Ft=4964.37N Fat90=Fct170 解得Fat=3245.93N,Fct=11718.44N；在Fr方向上有 Far+Fcr=1871.85N Far90+170）=Fr 170 解得Far=1223.9N,Fbr=647.95N. 就低速轴的受弯矩图为：23 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第

20、 23 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - Ft 方向上,=Fat 90=292.134N m Fr 方向上,292.134Nm m；=Far90=110.151N=Fcr 170+Ma1=285.83N m 3. 判定危急截面转矩 =649.29N m,就合成后的弯扭图如下：弯矩图：扭矩图：由以上可知截面 B为危急截面；24 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 24 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4. 校核轴的当量弯矩为 , 其中, 由于齿轮啮合扭转切应 力 应 为 脉 动 循 环 变 应 力 , 所 以 0

21、.6 ；取 较 大 值 , 即=408.71Nm；由得轴弯扭合成强度条件为：其 中 ：, d=60mm, b=20mm, t=6mm, 带 入 得；由于轴的材料为 45 钢、调质处理查 表 15-1 取轴的许用应力为： =60Mpa,就有, , 故满意强度要求 . 六、低速轴轴承寿命校核1. 径向载荷的大小及齿轮轴向力的大小两轴承的径向载荷分别为 Far=1223.9N,Fcr=647.95N；齿轮轴向力 Fa=1343.21N,2. 派生轴向力的大小25 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 25 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - Fda Fd

22、c 初选 e=0.4 489.56N 向右, 259.18N 向左 由于齿轮轴向力也向左 , 且 放松,就轴向力为：, 所以 A 轴承压紧 ,C 轴承Fa1=1343.21+259.18=1602.31N,Fa2 =259.18N ；已知轴承代号为 7210C,查表14-2可得该轴承基本额定静载荷 Cor=32000N；因 Fa1/Cor=0.0500, 查表 13-5 可得 =0.427；因 Fa2/Cor=0.0081, 查表 13-5 可得 =0.372；按修正后的 e 重新运算实际派生轴向力：522.61N；240.39N；就实际轴向力为：1583.6N；240.39N 3当量动载荷的

23、求解由于Fa1/Far=1.293, 就经查 表 13-5可得X1=0.44,Y1=1.35 由于Fa2/Fcr=0.371, 就经查 表 13-5可得X2=1,Y2=0 26 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 26 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 由式子, 其中由于受稍微振动 , 取为 1；就2676.38N, 647.95N, 故只需对 A轴承进行校核；4检验 A轴承的寿命查表 14-2 可得轴承 7210C的基本额定动载荷为 C=42.8KN；由= 年3 年所以所选轴承满意使用年限的要求；七、键的挑选与校核1. 各轴上键的选取依据轴的

24、直径大小及齿轮的定位精度要求,键的选取如下：低速轴：带轮端 108 L=22 GB1096-79 齿轮端 12 8 L=28 GB1096-79 中间轴：大齿轮端 16 10 L=45 GB1096-79 小齿轮端 16 10 L=45 GB1096-79 低速轴：齿轮端 20 2. 低速轴键的校核 12 L=40 GB1096-79 键 20 12 L=40 GB1096-79 就 k=0.5h=0.5 12=6,强度条件为：查表得许用挤压应力27 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 27 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 八、箱体的结构尺寸

25、参数运算公式名称符号结果a250 n=4 箱座壁厚8mm 箱盖壁厚8mm 箱盖凸缘厚度12mm 箱座凸缘厚度12mm 箱座底凸缘厚度20mm 地脚螺钉直径20mm 地脚螺钉数目4 轴承旁联接螺栓直径16mm =0.50.6 ）机盖机座联接螺栓直径10mm 轴承端盖螺钉直径=0.40.5 ）10mm n=4 视孔盖螺钉直径=0.30.4 ）8mm 定位销直径=0.70.8 ）8mm ,至外机壁距查机械课程设计指导书26mm 离查机械课程设计指导书,至凸缘边缘距离24mm =+1.2大齿轮顶圆与内机壁距10mm 离齿轮端面与内机壁距离10mm 机盖,机座肋厚6.8mm 107mm +5轴承端盖外径

26、125mm 135mm 九、联轴器和轴承的选取1. 联轴器的挑选28 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 28 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 减速器外伸轴与运输机滚筒轴之间对中较困难,联轴器的类型宜选用齿式联轴器；由于低速轴转矩, 与之相连的轴颈直径d=40mm；由课程设计指导书表 17-4挑选联轴器类型为 GICL2；2. 轴承的挑选 高速轴 7206C d=30mm D=62mm B=16mm 中间轴 7208C d=40mm D=80mm B=18mm低速轴 7210C d=50mm D=90mm B=20mm 十、减速器的润滑和密封

27、 一. 齿轮的润滑 依据 P233,对于闭式齿轮传动 , 当齿轮的圆周速度 12 m/s ,用油润滑的润滑方式；高速齿轮浸入油里约 0.7 个齿高,但不小于 10mm,低速级大齿轮浸入油高度约为 1 个齿高 不小于 10mm）,不超过其 1/3 齿轮的分度圆；为防止传动零件转动时将沉积在油池底部的污物搅起 , 造成齿面的 磨损, 应使低速级大齿轮距油池地面的距离不小于 30-50mm. 由于两级齿轮传动的平均圆周速度为 材料为 45 钢,依据机械设计表1.194m/s ,并且依据齿轮的 10-12 及表 10-11 ,选用中负荷工业齿轮油 滚动轴承的润滑因润滑油中的传动零件齿轮）的圆周速度V减

28、速器的密封由于本减速器滚动轴承采纳脂润滑的方式, 并且速度较小 , 所以采纳毡圈密封 . 就只需在轴承端盖上依据相应的按标准的毛毡大小开 出梯形槽 , 将毛毡制成环形放置在梯形槽中与轴密合接触 . 依据 表 12-11, 本减速器依据轴的结构 , 在高速轴上采 用毡圈 35JB/ZQ4606-86, 低速轴上采纳毡圈 55 JB/ZQ4606-86, 材料 为半粗毛羊毛毡；十一、设计心得 在的平常的学习生活中,我们学习了许多相关的课程,像理论 力学、材料力学、机械原理、机械设计等等；但是却很少有机会把 所学的学问实际运用出来；通过这次机械设计课程设计,使我充分 明白了设计机械的过程,仍有相关的

29、留意事项,补偿了平常上课对 实践学习的一个空白；在这段时间之中我们依次进行了电机的挑选,传动部件的设计计 算、绘制装配草图、强度校核、设计箱体及其附属部件、绘制装配 图零件图；虽然我们设计的减速箱不是什么顶尖的产品,但是通过 这次的学习,使我更深的懂得了机械这个行业；第一在设计过程中30 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 30 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 不能怕麻烦,每一个部件都有许多的参数,我们要逐一挑选匹配的 部件,在这个过程中总有迷茫的时候,有时候同时有好几个零件满 足要求,不知道选哪个好,这时候我们就不能怕麻烦,要将每个零 件都

30、试一遍从而选出正确的；其次要有刻苦专研的精神,在设计的 过程中,我们通常会被一个问题困惑,这时候我们就需要有刻苦专 研的精神,抓住问题的根本从而去解决问题；再次我们要强化我们 的专业学问,只有对自己所学的学问把握的好,才能设计出优良的 产品；虽然课程设计终止了,但是从中学到的学问会让我受益终身；发觉、提出、分析、解决问题和实践才能的提高都会使我在以后的 学习、工作和生活中受益；设计过程,好比是我们人类成长的历 程,常有一些不如意,但究竟我们是初出茅庐的同学,难免会遇到 各种各样的问题,在设计的过程中发觉了自己的不足之处,对以前 所学过的学问懂得得不够深刻,把握得不够坚固；通过查阅大量有 关资料,并和其他同学相互争论,沟通体会和自学,遇到实在搞不 明白的问题准时请教老师,使自己学到了不少学问,也经受了不少 艰辛,但收成同样庞大；十二、参考资料【 1】 .