設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置

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1、目錄一、 任 二、 體方案 1 方案分析 2 機(jī)的 3 比分配 4 系 的運(yùn) 和 力參數(shù)三、 零件的 算 1 的 2 的 3 的 構(gòu) 及 算 4校核 一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書1. 設(shè)計(jì)題目：帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置（簡(jiǎn)圖如下）原始數(shù)據(jù)：參數(shù)題號(hào)12345輸送帶工作23002100190022002000拉力 F/N輸送帶工作151 6161818速度 v/(m/s)滾 筒 直 徑400400400450450D/mm每日工作時(shí)2424242424數(shù) T/h傳動(dòng)工作年55555限 /a注：傳動(dòng)不逆轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，起動(dòng)載荷為名義載荷的1 25 倍，輸送帶速度允許誤差為5%2設(shè)計(jì)工作量：設(shè)計(jì)說明書1 份減速器裝配圖

2、1 張（ A0 或 A1）零件工作圖1 3 張本組設(shè)計(jì)選第 5 組數(shù)據(jù)二、總體方案設(shè)計(jì)1傳動(dòng)方案分析在分析傳動(dòng)方案時(shí)應(yīng)試注意常用機(jī)械傳動(dòng)方式的特點(diǎn)及在布局上的要求：1) 帶傳動(dòng)平穩(wěn)性好，能緩沖吸振，但承載能力小，宜布置在高速級(jí)；2) 鏈傳動(dòng)平穩(wěn)性差，且有沖擊、振動(dòng)，宜布置在低速級(jí)；3) 蝸桿傳動(dòng)放在高速級(jí)時(shí)蝸輪材料應(yīng)選用錫表銅，否則可選用鋁鐵青銅；4) 開式齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑條件差，磨損嚴(yán)重，應(yīng)布置在低速級(jí)；5) 錐齒輪 、斜齒輪宜放在調(diào)整級(jí)。傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖：該方案的優(yōu)點(diǎn)：該工作機(jī)有輕微振動(dòng)，由于V 帶有緩沖吸振能力，采用V 帶傳動(dòng)能減小振動(dòng)帶來的影響，并且該工作機(jī)屬于小功率、載荷變化不大，可以采用

3、 V 帶這種簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，并且價(jià)格便宜、標(biāo)準(zhǔn)化程度高，大幅度降低了成本?？傮w來講，該傳動(dòng)方案滿足工作機(jī)的性能要求、適應(yīng)工作條件、工作可靠，此外還結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、成本低傳動(dòng)效率高。2.電動(dòng)機(jī)的選擇（ 1）選擇電動(dòng)機(jī)按已知的工作要求和條件，選用Y132M2 6 電動(dòng)機(jī)。（ 2）選擇電動(dòng)機(jī)功率工作機(jī)所需的電動(dòng)機(jī)輸出功率為Pd=Pw/Pw=FV/1000w所以Pd=FV/1000w由電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間的總效率（包括工作機(jī)效率）為 w=1 2 3 4 5 6式中： 1、 2、 3、 4、 5、 6 分別為帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)的軸承、齒輪傳動(dòng)、聯(lián)軸器、卷筒軸的軸承及卷筒的效率。 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 P6 表

4、 23得：各項(xiàng)所取值如下表：種類取 值帶傳動(dòng)V 帶傳動(dòng)096齒輪傳動(dòng)的軸承球軸承099齒輪傳動(dòng)8 級(jí)精度的一般齒輪傳動(dòng)097聯(lián)軸器十字滑塊聯(lián)軸器098卷筒軸的軸承球軸承099卷筒的效率096 w=096 0 992 0 97098099 096085所以 Pd=FV/1000 w =2000181000085kW=423kW(3)確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速nw =601000 D 60100018 450r/min=764r/min按推薦的合理傳動(dòng)比范圍， 取 V 帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比 i1單級(jí)齒輪傳動(dòng)比2則合理總傳動(dòng)比的范圍為i =24,i =35,，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為=620 nd =i

5、 nw=(620)76 4 r/minnd =（ 4581528）r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 750 r/min 、1000 r/min、1500 r/min，由機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)書附錄 8 附表 81 查出有三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，其技術(shù)參數(shù)及傳動(dòng)比的比較情況見下表。方案電動(dòng)機(jī)型額定功率電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 / r/min傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比號(hào) Ped kW同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動(dòng)比帶齒輪1Y160M25575072094233 14 82Y132M2551000960125734 19 63Y132S55150014401885355385 4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)

6、比， 比較三個(gè)方案可知：方案 1 的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低，久廓尺寸及重量較大，價(jià)格較高，雖然總傳動(dòng)比不大， 但因電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低， 導(dǎo)致傳動(dòng)裝置尺寸較大。 方案 3 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高，但總傳動(dòng)比大，傳動(dòng)裝置尺寸較大。方案 2 適中，比較適合。因此，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y132M2 6，所選電動(dòng)機(jī)的額定功率 Ped=4kW ，滿載轉(zhuǎn)速 nm=960 r/min ，總傳動(dòng)比適中，傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊。3.計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)（ 1） 各軸轉(zhuǎn)速軸： n =nm i0=960 3 r/min=320 r/min軸： n = n i 1=3204 19 r/min=76 4 r/min卷筒軸： nw= n =764

7、 r/min（ 2） 各軸的輸入功率軸： P =Pd 01=4 23096 kW=4 06 kW軸： P = P 12= P 2 3=406099097 kW=39 kW卷筒軸： Pw= P 34= P 5 6=3 9 0 99096 kW=3 7 kW（ 3）各軸輸入轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩： Td=9550Pdnm=9550 4 23960N m=42 1 N m軸： T = Td i0 01=42 1 3096 N m 121 2 N m軸： T = T i 1 12= T i 1 2 3=12124190 99097N m487 7 N m卷筒軸： Tw= T i 234= T i 25 6

8、=48771099096 N m 463.4 N m運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算結(jié)果列于下表：軸電動(dòng)機(jī)軸軸軸卷筒軸參名數(shù)轉(zhuǎn)速 n/( r/min)96032076.476.4輸入功率 p/ kW4.234.063.93.71輸入轉(zhuǎn)矩 T/ N m42.1121.2487.7463.4傳動(dòng)比 i34.191效率0.960.960.95三、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1.選擇聯(lián)軸器的類型和型號(hào)一般在傳動(dòng)裝置中有兩個(gè)聯(lián)軸器： 一個(gè)是連接電動(dòng)機(jī)軸與減速器高速軸的聯(lián)軸器，另一個(gè)是連接減速器低速軸與工作機(jī)軸的聯(lián)軸器。 前者由于所連接軸的轉(zhuǎn)速較高，為了減小起動(dòng)載荷、 緩和沖擊，應(yīng)選用具有較小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的彈性聯(lián)軸器，如彈性柱銷聯(lián)

9、軸器等。 后者由于所連接軸的轉(zhuǎn)速較低， 傳遞的轉(zhuǎn)矩較大， 減速器與工作機(jī)常不在同一底座上而要求有較大的軸線偏移補(bǔ)償，因此常選用無彈性元件的撓性聯(lián)軸器，例如十字滑塊聯(lián)軸器等。根據(jù)設(shè)計(jì)的尺寸所選的聯(lián)軸器有關(guān)數(shù)據(jù)如下表：d許用轉(zhuǎn)矩許用轉(zhuǎn)速D0DLS/ N m/ r/min36,4050025060110160+0.50.502.設(shè)計(jì)減速器外傳動(dòng)零件帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)注：以下所涉及到的公式、表、圖都是來自機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第三版第八章。（ 1） .確定計(jì)算功率 Pc由表 8.21 查得 KA=1.4,由式 8.12 得Pc=KA P=1.4 5.5 7.7 kW（ 2） 選取普通 V 帶型號(hào)根據(jù) Pc=7.7 k

10、W，n1=960 r/min,由圖 8.12 選用 B 型普通 V 帶。（ 3）確定帶輪基準(zhǔn)直徑dd1，dd2根據(jù)表 8.6 和圖 8.12 選取 dd1=140mm,且 dd1=140mmdmin =125mm 大帶輪直徑為dd2= n1dd1/n2=960140 320mm=420mm按表 8.3 選取標(biāo)準(zhǔn)值 dd2=400mm,則實(shí)際傳動(dòng)比 i，從動(dòng)輪的實(shí)際轉(zhuǎn)速分別為 i= dd2/ dd1=400/140mm=2.86n2= n1/i=960/2.86 r/min=336 r/min從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速誤差率為（336320）/320100%=5%在 5%以內(nèi)為允許值（ 4）驗(yàn)算帶速 VV=d

11、d1 n1 601000 140960601000m/s=7.03m/s帶速在 5 25 m/s 范圍內(nèi)（ 5）確定帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 L d 和實(shí)際中心距 a 利用下式初步確定中心距 a00.7(dd1+ dd2)a02(dd1+ dd2)即0.7（ 140 400)mma0 2（ 140400)mm 378 mm a01080mm取 a0=500mmL0=2a0 +/2(dd1+ dd2)+（dd2 dd1） 2/4a0= 2 500 /2（ 140400)（ 400140)2(4500)）=1881.6mm由表 8.4 選取基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld=1800mm由式 8.16 得實(shí)際中心距為a a0 +

12、（ L dL 0）/2=500+(18001881.6)/2=459mm中心距 a 的變化范圍為amin=a0.015 Ld=(4590.0151800)mm=432mmamax=a+0.03 Ld=(459+0.031800)mm=513mm(6)校驗(yàn)小帶輪包角 1由式 8.17 得 1=1800（ dd2 dd1） 57.30/a =1800（ 400140) 57.30 459 =147.5401200（ 7）確定 V 帶根數(shù)由式 8.18 得Z Pc P0 = Pc(P0+P0)K K L根據(jù) dd1=140mm，n1=960 r/min，查表 8.10 根據(jù)內(nèi)插法可得：P0=1.82

13、+（2.131.82）（ 960800）（ 980 800） kW =2.096kW取 P0=2.1kW由式 8.11 得功率增量 P0P0=K bn1(11/K i)由表 8.18 查得 Kb=2.649410-3根據(jù)傳動(dòng)比 i=2.86，查表 8.19 得 K i=1.1373，則P0=2.649410-3 960（ 111.1373） kW =0.31 kW由表 8.4 查得帶長(zhǎng)度修正系數(shù) K L =0.95,由圖 8.11 查得包角系數(shù) K a=0.92 得普通 V 帶根數(shù)：z=7.7（ 2.1+0.31） 0.920.95=3.66圓整取 z=4（ 8）求初拉力 F0 及帶輪軸上的壓

14、力FQ由表 8.6 查得 B 型普通 V 帶的每米長(zhǎng)質(zhì)量q=0.17kg/m，根據(jù)式 8.19 得單根 V 帶的初拉力為：F0=500 Pc(2.5 Ka1) zv+qv 2=500 7.7（ 2.5 0.921） 4 7.03+0.17（ 7.03）2N =243.53N由式 8.20 可得作用在軸上的壓力FQ 為FQ=2 F0zsina1/20=2243.53 4sin147.54 /2N(9)設(shè)計(jì)結(jié)果選用 4 根 B 4000GB/T 1154 1997 的 V 帶，中心距 a=459mm，帶輪直徑dd1=140mm，dd2=400mm，軸上壓力 FQ=1870.6N2. 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)

15、注：以下所涉及到的公式、表、圖都是來自機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第三版第十章。（ 1） 選擇齒輪材料及精度等級(jí)小齒輪選用 45 鋼調(diào)質(zhì)，硬度為 220250HBS；大齒輪選用 45 鋼正火，硬度為170 210HBS。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Ra3.2 6.3um（ 2） 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)因兩齒輪均為鋼質(zhì)齒輪，可應(yīng)用式10.22 求出 d1 值。確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)： 轉(zhuǎn)矩 T1T1=9.55106P/ n16=9.5510 4.063205=1.2110 Nm 載荷系數(shù) K查表 10.11 取 K=1.4 齒數(shù) z、螺旋角和齒寬系數(shù) d，因單級(jí)齒輪傳動(dòng)為對(duì)稱布

16、置，小齒輪的齒數(shù)取為 z1，則大齒輪齒數(shù)2=25z =105而齒輪齒面又為軟齒面，由表10.20 選取 d=1 許用接觸應(yīng)力 H由圖 10.24 查得Hlim1 =560MPa Hlim2 =530MPa由表 10.10 查得 S =1HN1 =60njLh=60320 1(536524)=8.41108 N2 = N1i=8.411084.19=2.01 108查圖 10.27得 ZNT1 =1ZNT2 =1.06由式 10.13可得F 1 YNT1F lim 1 =SF= 210 MPa1.3=560MPaZNT2 Hlim2 F2=1.06 560= MPa1=562MPam=d1z1=

17、47.0225=1.88由表 10.3 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=2mm（ 3） 計(jì)算主要尺寸d1=m z1=225mm=50mmd2=m z2=2105mm=210mmb=d d1=150=50mm經(jīng)圓整后取 b2=50mmb1= b2+5mm=55mma=1/2m(z1+ z2)=1/2 2 (25+105)mm=130mm（ 4） 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核由式 10.24 得出 F，如果 F F，則校核合格確定有關(guān)系數(shù)與參數(shù) : 齒形系數(shù) Y F查表 10.13 得 YF1=2.65YF2=2.18 應(yīng)力修正系數(shù) Y S查表 10.14得 YS1YS2=1.59=1.80 許用彎曲應(yīng)力 F由圖 10

18、.25查得 F lim1=210MPaFlim2 =190MPa由表 10.10查得 S =1.3F由圖 10.26查得 YNT1 = YNT2 =1Y NT1 F lim1 H 1=SF210= MPa1.3=162MPaY NT2H lim2 F2=SF190= MPa 1.3=146MPa2K T 1故 H= Y H YS1bm2z121.44.211042.65 1.59= MPa 50425=99MPa F1=162MPaY F2Y S2F2= F1Y H Y S1992.181.8= MPa 2.651.59=92 F2=146MPa齒根彎曲強(qiáng)度校核合格。（ 5） 驗(yàn)算齒輪的圓周速

19、度Vd1n1V= m/s601000 50960= m/s601000=2.51m/s由表 10.22 可知，選 8 級(jí)精度是合格的。（ 6） 計(jì)算幾何尺寸及繪制齒輪零件工作圖略。3.軸的設(shè)計(jì)注：以下所涉及到的公式、表、圖都是來自機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第三版第十四章。軸的設(shè)計(jì)（ 1） 選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力由已知條件知減速器傳遞的功率屬小功率，對(duì)材料無特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。 由表 14.7 查得強(qiáng)度極限 B=650MPa，再由表 14.2 得許用彎曲應(yīng)力 1b=60MPa（ 2） 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑根據(jù)表 14.1 得 C=107 118。又由式 14.2 得4.06d1071183m

20、m=24.96 27.52 mm考慮到軸的最小直徑處要安裝聯(lián)軸器，會(huì)有鍵槽存在，故將估算直徑加大 3%5%，取為 24.96 27.45mm。由設(shè)計(jì)手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)直徑 d1=25mm。（ 3） 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內(nèi)部中央， 將軸承對(duì)稱安裝在齒輪兩側(cè)，軸的外伸端安裝半聯(lián)軸器。1）確定軸上零件的位置和固定方式要確定軸的結(jié)構(gòu)開關(guān)， 必須先確定軸上零件的裝配順序和固定方式。 參考圖14.8，確定齒輪從軸的右端裝入，齒輪的左端用軸肩（或軸環(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。齒輪的周向固定采用平鍵連接。軸承對(duì)稱安裝于齒輪的兩側(cè)，其軸

21、向用軸肩固定，周向采用過盈配合固定。2）確定各軸段的直徑，考慮到要對(duì)安裝在軸段如圖所示，軸段 1（外伸端）直徑最小， d1=25mm1 上的聯(lián)軸器進(jìn)行定位，軸段 2 上應(yīng)有軸肩，同時(shí)為能很順利地在軸段2 上安裝軸承，軸段 2 必須滿足軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)，故取軸段2 的直徑， d2 為；用相同的方法確定軸段 3、4 的直徑 d3、 430 mm；為了便于拆卸左軸承，可=35mm d =40mm查出 6207 型滾動(dòng)軸承的安裝高度為3.5 mm，取 d5。=42mm3）確定各軸段的長(zhǎng)度齒輪輪轂的寬度為 50 mm，為了保證齒輪固定可靠，軸段 3 的長(zhǎng)度應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度，取為 48；為保證齒輪端面與

22、箱體內(nèi)壁不相碰，齒輪端面與箱體內(nèi)壁音應(yīng)留有一定的間距， 取該間距為 15 mm，為保證軸承安裝在箱體軸承座孔中（軸承寬度為 17 mm），并考慮軸承的潤(rùn)滑，取軸承端面距箱體內(nèi)壁的距離為5 mm，所以軸段 4 的長(zhǎng)度取為 20 mm，軸承支點(diǎn)距離 l=118 mm；根據(jù)箱體結(jié)構(gòu)及聯(lián)軸器距軸承蓋要有一定距離的要求，取l =75 mm；查閱有關(guān)的聯(lián)軸器手冊(cè)取為 80 mm；在軸段 1、3 上分別加工出鍵槽， 使兩槽處于軸的同一圓柱母線上，鍵槽的長(zhǎng)度比相應(yīng)的輪轂寬度小約 510 mm，鍵槽的寬度按軸段直徑查手冊(cè)得到，詳見 14.6 節(jié)。4)選定燦的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，如圓角、倒角、退刀槽等的尺寸。按設(shè)計(jì)結(jié)果畫出軸的結(jié)構(gòu)草圖（如圖a）（ 4） 按彎扭合成強(qiáng)度校核軸徑?。┊嫵鲚S的受力圖（如圖 b）2)作水平面內(nèi)的彎矩圖（如圖 c）。T1=9.55106P/ n1=1.21105Nm支點(diǎn)反力為Ft1= Ft2= 2T1 =9.55d1