《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（16頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 課程設(shè)計(jì) 題 目：帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 學(xué) 院：交通運(yùn)輸與管理學(xué)院 專 業(yè)：機(jī)電技術(shù)教育 班 級：2012級5班 姓 名：周中華 學(xué) 號：1209050513 指導(dǎo)教師：謝剛老師 日 期：2014年七月 綿陽師范學(xué)院 目 錄 一原始數(shù)據(jù) 3 二 設(shè)計(jì)題目 3 三設(shè)計(jì)的基本步驟 3 1.電動(dòng)機(jī)的選擇 4 2.確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 4 3.計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 5 4.V帶的設(shè)計(jì)和帶輪設(shè)計(jì)

2、6 5.齒輪的設(shè)計(jì) 7 6.傳動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 9 7.鍵的設(shè)計(jì)和計(jì)算 14 8. 潤滑密封設(shè)計(jì) 17 四. 設(shè)計(jì)小結(jié) 18 五 參考資料. 18 設(shè)計(jì)任務(wù)書 1、設(shè)計(jì)的目的 《械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》是為機(jī)械類專業(yè)和近機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生在學(xué)完機(jī)械設(shè)計(jì)及同類課程以后所設(shè)置的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，也是第一次對學(xué)生進(jìn)行全面的，規(guī)范的機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練。其主要目的是： （1）培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他選修課程的基礎(chǔ)理論并結(jié)合實(shí)際進(jìn)行分析和解決工程實(shí)際問題的能力，鞏固、深化和擴(kuò)展學(xué)生有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)。 （2）通過對通用機(jī)械零件、常用機(jī)械傳動(dòng)或簡單機(jī)

3、械設(shè)計(jì)，使學(xué)生掌握一般機(jī)械設(shè)計(jì)的程序和方法，樹立正面的工程大合集思想，培養(yǎng)獨(dú)立、全面、科學(xué)的工程設(shè)計(jì)能力。 （3）課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐中對學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)基礎(chǔ)技能的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生查閱和使用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、手冊、圖冊及相關(guān)技術(shù)資料的能力以及計(jì)算、繪圖、數(shù)據(jù)處理、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等方面的能力。 2、設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)一用于帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中的減速器。要求傳動(dòng)系統(tǒng)中含有單級圓柱齒輪減速器及V帶傳動(dòng)。 在課程設(shè)計(jì)中，一般要求每個(gè)學(xué)生完成以下內(nèi)容： 1）減速器裝配圖一張（A1號圖紙） 2）零件工作圖2~3張（如齒輪、軸或箱體等 3）設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份（約6000

4、~8000字） 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì) 帶式運(yùn)輸機(jī)中使用的單級直齒圓柱齒輪 減速器 一、原始數(shù)據(jù) 運(yùn)輸帶傳遞的有效圓周力F=2500N，運(yùn)輸帶速度V=0.75m/s，滾筒的計(jì)算直徑D=300mm，原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，齒輪單向傳動(dòng)，有輕微沖擊，工作時(shí)間10年，每年按300天計(jì)，單班工作（每班8小時(shí)）。 二、設(shè)計(jì)題目 試按下列一組數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)一帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置，傳動(dòng)簡圖如下。 工作條件及要求：用于運(yùn)輸碎粒物體，工作時(shí)載荷有輕微沖擊，輸送帶允許速度誤差4％，二班制，使用期限10年（每年工作日300天），連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)。 設(shè)計(jì)原

5、始數(shù)據(jù)于下表： 組 別 運(yùn)輸帶牽引力FW（N） 運(yùn)輸帶速度VW（m/s） 傳動(dòng)滾筒直徑D（㎜） 1 2600 1.25 320 2 3500 1.45 420 圖1 帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置 1、電動(dòng)機(jī)；2、三角帶傳動(dòng)；3、減速器；4、聯(lián)軸器；5、傳動(dòng)滾筒；6、皮帶運(yùn)輸機(jī) 三、設(shè)計(jì)的基本步驟 1、電動(dòng)機(jī)的選擇及運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算 一般電動(dòng)機(jī)均采用三相交流電動(dòng)機(jī)，如無特殊要求都采用三相交流異步電動(dòng)機(jī)，其中首選Y系列全封閉自扇冷式電動(dòng)機(jī)。 （一）電動(dòng)機(jī)的選擇 ①確定皮帶輸送機(jī)所需功率 PW=FWVW/1000（kw） 式（1—1） PW=2600

6、*1.25/1000=3.25KW ②傳動(dòng)裝置的效率 η=η1η2η3η4η5 式（1----2） 式中： η1-----三角帶傳動(dòng)效率 η2-----齒輪傳動(dòng)效率 η3-----滾動(dòng)軸承的效率 η4-----聯(lián)軸器的效率 η5-----運(yùn)輸機(jī)平型帶傳動(dòng)效率 常見機(jī)械效率參見附表1;由表1查的數(shù)據(jù): ?1=0.95;?2=0.98;?3=0.98;?4=0.99;?5=0.96 ?=0.867 ③電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)的額定功率： P≥PW/η= FWVW/η（kw）式（

7、1---3） P≥3.25/0.867=3.75Kw ④確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)： （1）滾筒軸的工作轉(zhuǎn)速為： nW=601000VW/ΠD（r/min）式（1---4） nw=60*1000*1.25/(3.14*320)=74.6r/min 式中：VW-----皮帶輸送機(jī)的帶速 D----滾筒的直徑 （1）電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速： nˊ=iˊnW 式（1----5） 式中：iˊ是由電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)的減數(shù)比 iˊ=i1ˊi2ˊi3ˊinˊ 式（1----6） i1ˊi2ˊi3ˊinˊ是各級傳動(dòng)比的范圍。 按nˊ的范圍選取電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n （2）常用機(jī)械傳

8、動(dòng)比的范圍見附表2,由表2查的數(shù)據(jù)如下： V帶傳輸比i1=2—4,圓柱齒輪傳動(dòng)比i2=3—5則： 總傳動(dòng)比i’=i1*i2=(2--4)*(3--5)=(6--20) n’=i’nw=(6--20)*nw=(447.6--1492)r/min ⑤列出電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù) 電動(dòng)機(jī)額定功率P（KW） 　4KW 電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速nm（r/min） 　1440r/min 電動(dòng)機(jī)軸伸出端直徑d（mm） 　28mm 電動(dòng)機(jī)軸伸出端的安裝高度（mm） 　112mm 電動(dòng)機(jī)軸伸出端的長度（mm） 　60mm 常用機(jī)械傳動(dòng)效率附表1 機(jī)械傳動(dòng)類型 傳動(dòng)效率 圓柱齒輪傳動(dòng)

9、 閉式傳動(dòng)0.96—0.98（7-9級精度） 開式傳動(dòng)0.94—0.96 圓錐齒輪傳動(dòng) 閉式傳動(dòng)0.94—0.97（7-8級精度） 開式傳動(dòng)0.92—0.95 帶傳動(dòng) 平型帶傳動(dòng) 0.95—0.98 V型帶傳動(dòng) 0.94—0.97 滾動(dòng)軸承（一對） 0.98—0.995 聯(lián)軸器 0.99-0.995 常用機(jī)械傳動(dòng)比范圍附表2 　 傳動(dòng)類型 選用指標(biāo) 平型帶 三角帶 齒 輪 傳 動(dòng) 　 功率（KW） ?。?0） 中（≤100） 大（最大可達(dá)50000） 單級傳動(dòng)比（常用值） 2---4 2---4 圓柱 圓錐 3---5

10、 2---3 最大值 6 15 10 6---10 由查表可得電動(dòng)機(jī)選用Y112M-4 額定功率4kw 同步轉(zhuǎn)速1440r/min 2.總傳動(dòng)比的計(jì)算及傳動(dòng)比的分配 （1）傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 i=nm/nW 式（2—1） 取電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)為1440r/min,反推i’, i’=1440/74.6=19.3 取i’=20 （2）分配傳動(dòng)裝置各級傳動(dòng)比 i=i1i2i3in 式（2—2） 式中：i1、i2、i3in從附表2中選值 I1=4;i2=5

11、; 3.傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 (1)、各軸的功率計(jì)算： P1=Pη1η3 式（3—1） 軸Ⅰ P1=3.75*0.95*0.98=3.5kw P2=Pη1η2η3 式（3—2） 軸Ⅱ P2=3.75*0.98*0.98*0.95=3.42kw (2)、各軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算： 高速軸轉(zhuǎn)速n1=nm/i1（r/min） 式（3—3） 軸Ⅰ n1=nm/i1=1440/4=360(r/min)

12、低速軸轉(zhuǎn)速n2=nm/（i1i2）（r/min） 式（3—4） 軸Ⅱ n2=nm/(i1*i2)=1440/(4*5)=72(r/min) (3)、各軸扭矩的計(jì)算：T=9.5510^6PK/nK (N.mm) 式（3—5） 軸Ⅰ T1=9.55*10^6*3.5/360=9.28*10^4 (N.mm) 軸Ⅱ T2=9.55*10^6*3.42/72=45.36*10^4 (N.mm) 4.三角帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) (1)、選擇三角帶型號； 選擇V帶型號 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 表13--1得 =1.4 查圖13--2選用A型V帶

13、 (2)、選擇帶輪的基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速（5m/s≤V≤25m/s）； 確定帶輪直徑和；i=4 由圖9-7取=112mm， 取=450mm， 驗(yàn)算帶速 介于5~25m/s范圍內(nèi)，合適。 (3)、確定中心距和帶長，驗(yàn)算小輪包角；（α1≥120） 確定帶長和中心距a， 所以有 。 初定中心距=800mm，則帶長 由表13--2 選用=2500mm，則實(shí)際中心距 驗(yàn)算小帶輪上的包角， 合適 (4)、按許用功率計(jì)算帶的根數(shù)；確定帶的根數(shù)

14、 分別查表13--3得 =1.20kw，表13--6 =0.11kw，表13--7=0.96，表13--2=1.03 圓整為整數(shù) 取3根 ， (5)、確定作用在軸上的壓力；查表得13--1 q=0.10kg/m，初拉力 作用在軸上的壓力 (6)、確定帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸（只要求繪制大帶輪的零件圖）； 由于帶輪直徑和屬于中等直徑，所以帶輪采用腹板式，材料選用HT150，帶輪的輪槽尺寸查表13--10得 5.齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 所設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)屬于閉式傳動(dòng)，為

15、使結(jié)構(gòu)緊湊，選用20CrMnTiA合金鋼, 該對齒輪為硬齒面齒輪，熱處理工藝：滲碳淬火,齒面硬度56-62HRC， =1100，=850。因?yàn)槭瞧胀p速器，由表《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第二版中表選8級精度，要求齒面粗糙度Ra≤3.2～6.3um。 因兩齒輪均為鋼質(zhì)齒輪，可 求出d1值。確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)： （1） 轉(zhuǎn)矩T1 （3） 齒輪Z1和齒寬系數(shù)ψd 小齒輪的齒數(shù)z1取為30，則大齒輪齒數(shù)Z2=530=150。故Z2=150,因單級齒輪傳動(dòng)為對稱布置，而齒輪齒面又為軟齒面，由表11--6選取 d=1。 （4） 許用接觸應(yīng)力 由圖《機(jī)械設(shè)

16、計(jì)基礎(chǔ)》中11--1查的 =1100，=850,由表（11-5）?。篠H=1.0，SF=1.25， [бH1]= бHlim/SH=1100/1.0Mpa=1100Mpa [бH2]= бHlim2/SH=1100/1.0Mpa=1100Mpa [бF1]= бFE/SF=850/1.25Mpa=680Mpa [бF2]= бHlim/SH=850/1.25Mpa=680Mpa 載荷系數(shù)K 查表11--3取K=1;i=5 應(yīng)為Z1=30所以Z2=Z1*i=150; 模數(shù) 齒寬 取b2=75mm;b1=80mm 由表10.3取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m

17、=2.5mm 分度圓 d1=mz1=2.530mm=75mm d2=mz2=2.5150=375mm a= m（z1+z2）=0.52.5（30+150）=225mm 校核輪齒彎曲強(qiáng)度 則校核合格確定有關(guān)系與參數(shù)： （1）、齒形系數(shù)YF 查圖11—8可得：YF1=2.6 ， YF2=2.21 （2）、應(yīng)力修正系數(shù)YS 查 圖11—9 得YS1=1.625， YS2=1.8 （3）、許用彎曲應(yīng)力 齒輪的圓周速度： 由表11--2可知，選8級精度是合適的。 輸送帶允許帶速誤差為5%合格。 6.考慮到減速器為普通中用途中小功率減速

18、傳動(dòng)裝置，軸主要傳遞齒輪轉(zhuǎn)矩。 輸入功率P=3.42kW，輸出轉(zhuǎn)速n=72r/min 可得 ① 聯(lián)軸器的選擇類型： 考慮到輸出裝置的載荷較平穩(wěn)，功率不大，轉(zhuǎn)速較低，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器 （查表GB/T 5014-85） ②聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩： 工作轉(zhuǎn)矩： 故計(jì)算轉(zhuǎn)矩： ③確定型號： 查設(shè)計(jì)手冊（GB 5843—86）選用TL8型彈性套柱銷聯(lián)軸器GB GB/T 5014-85 TL公稱扭矩（亦即許用轉(zhuǎn)矩）為710N/m， 允許的軸的直徑為45mm，采用鑄鐵結(jié)構(gòu)時(shí)許用轉(zhuǎn)速為，采用鋼制時(shí)為。 軸孔直徑45mm，這些數(shù)據(jù)均符合本題要求，故選用。 查表GB 501

19、4-85 TL8彈性套柱銷連軸器，標(biāo)準(zhǔn) 孔徑d=45mm，即軸伸直徑為45mm，軸孔長度為84mm， ①從聯(lián)軸器向左起第一段，由于聯(lián)軸器處有一鍵槽，軸徑應(yīng)增加5%，取50mm，半聯(lián)軸器長84mm，軸段長L1=80mm； ②右起第二段，考慮聯(lián)軸器的軸向定位要求，該段直取55mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器左端面間的距離為30mm，故取該段長L2=55mm； ③右起第三段，該段裝有滾動(dòng)軸承，因?yàn)檩S承只有徑向力，選用深溝球軸承6212 ，GB/T 276-94，并采用凸緣式軸承蓋，實(shí)現(xiàn)軸承系兩端單向固定，軸伸處用C型普通平鍵聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)

20、周向固定。其尺寸為dDB=60mm95mm18mm，該段直徑為60mm，長度L3=軸承寬+（0.08-0.1）a+（1020）mm，取L3=35mm ④右起第四段，該段裝有齒輪，直徑取65mm，齒輪寬b=80mm,為了保證定位的可靠性，取軸段長度L4=78mm； ⑤右起第五段，考慮齒輪的軸向定位，需有定位軸肩，取軸肩直徑為70mm，長度為L5=10mm ⑥右起第六段，該段為滾動(dòng)軸承的定位軸肩，其直徑應(yīng)小于滾動(dòng)軸承內(nèi)圈外徑，取75mm，長度L6=10mm， ⑦右起第七段，該段為滾動(dòng)軸承安裝處，取軸徑60mm，長度L7=18mm。 作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為： 圓周力：

21、 徑向力： 根據(jù)軸承支反力的作用點(diǎn)以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置建立如下所示的力學(xué)模型。 該軸兩軸承對稱 繪制軸受力簡圖，（圖a） 繪制垂直面彎矩圖，（圖b） 由兩邊對稱知截面c的彎矩也對稱 繪制水平彎矩圖，（圖c） 截面c在水平面上的彎矩 繪制合彎矩圖，（圖d） 繪制扭矩圖，（圖d） 繪制當(dāng)量彎矩圖，（圖e） 剖面C處當(dāng)量彎矩最大，而其直徑與相鄰段相差不大，所以剖面C為危險(xiǎn)截面。 查表13-1，60MPa 故確定的尺寸是安全的。 7.滾動(dòng)軸承的選擇 選擇深溝球軸承 代號6209 直徑

22、 因?yàn)檩S承主要受徑向力，所以P=Fr= 徑向力： 軸承應(yīng)有的徑向基本額定載荷 壽命校核 所以軸承壽命足夠，軸承合格。 8.鍵的選擇及強(qiáng)度校核（低速軸的鍵），鍵的尺寸選擇可參照《公差與配合》教材的相關(guān)章節(jié)。 (1).選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸 一般8級以上精度的尺寸的齒輪有定心精度要求，應(yīng)用普通平鍵A型 根據(jù) =45mm =55mm 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，?。? (2).聯(lián)軸器和帶輪鍵的選擇 =45mm =29mm 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，?。? 聯(lián)軸器 b=14

23、 h=9 L=74 帶輪 b=8 h=7 L=38 (3).主動(dòng)軸鍵的校核 由普通平鍵連接的擠壓強(qiáng)度校核 查課本表10--11 []=110MP 則其工作長度 h≈2k， TⅢ=143.2Nm 由式（6-1）得： 兩者都合適. 9 潤滑及密封 1、減速器的潤滑 為了降低摩擦，減少磨損和發(fā)熱，提高機(jī)械效率，減速器的傳動(dòng)零件和軸承等必須進(jìn)行潤滑。由于齒輪轉(zhuǎn)速低，可以選擇油池潤滑。 2、減速器的密封 為了阻止?jié)櫥瑒┝魇Ш头乐雇饨缁覊m、水分及其他雜物

24、滲入，減速器中應(yīng)該設(shè)置密封裝置。 由減速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可選擇接觸式密封中的氈圈油封密封 四、設(shè)計(jì)小結(jié) 在經(jīng)歷了這次的課程設(shè)計(jì)，我對機(jī)械設(shè)計(jì)的了解有加深了一層。在這個(gè)過程中，我遇到了很多的問題，比如：數(shù)據(jù)，公式的不熟悉，假設(shè)的不太靠譜，計(jì)算出錯(cuò)等。這暴露了我在學(xué)習(xí)中的不足之處。缺少自己動(dòng)手。經(jīng)過這次的作業(yè)，我發(fā)現(xiàn)了自己的問題所在。并且重新掌握了該掌握的知識(shí)。不僅掌握了一個(gè)完整的設(shè)計(jì)思路，更多的是遇到問題該怎么解決。在解決問題的途中去完善自己。在這個(gè)過程中，我對自己有了一個(gè)更直觀的認(rèn)識(shí)，對理論知識(shí)不太牢固，不能理論聯(lián)系實(shí)際，切實(shí)的用理論知識(shí)來解決實(shí)際問題。這個(gè)作業(yè)，是我們將學(xué)過的知識(shí)系統(tǒng)的聯(lián)系起來，是對我所學(xué)的知識(shí)的中和運(yùn)用。 五 參考資料 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》 陳立德主編 高等教育出版社 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 陳立德主編 高等教育出版社 《幾何畫法及工程制圖》熊逸珍 戴立玲 黃素華主編 湖南大學(xué)出版社 《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》徐學(xué)林主編 湖南大學(xué)出版社 《 金屬材料與熱處理》 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第五版 楊可楨 程光蘊(yùn) 李仲生 主編