帶式運輸機傳動裝置設計【F=2800,V=1.3,D=250】
36頁 9200字數(shù)+論文說明書+3張CAD圖紙【詳情如下】
從動軸.dwg
帶式運輸機傳動裝置裝配圖.dwg
帶式運輸機傳動裝置設計說明書【F=2800,V=1.3,D=250】.doc
齒輪.dwg
目 錄
1 設計任務書…………………………………………………………… 3
2 總體方案設計………………………………………………………… 5
3 動力機選擇…………………………………………………………… 6
4 傳動參數(shù)的設計計算……………………………………………… 7
5 V帶傳動設計計算…………………………………………………… 8
6 V帶輪設計和計算…………………………………………………… 10
7 各齒輪設計和計算……………………………………………………10
8 軸和鍵的設計計算……………………………………………………37
9 軸承的選擇和校核………………………………………………… 33
10 箱體的設計…………………………………………………………… 35
11 潤滑和密封的設計……………………………………………………36
12 設計總結……………………………………………………………… 37
13 參考資料……………………………………………………………… 37
帶式運輸機傳動裝置的設計
1、設計任務
1.1 技術參數(shù)：
運輸帶工作拉力：2800N
運輸帶工作速度：1.3M/S
卷筒直徑：250mm
1.2 工作條件：
連續(xù)單向運轉，工作時有輕微振動，小批量生產，單班制工作，運輸帶允許誤差為+-5%
2、系統(tǒng)總體方案設計
根據(jù)要求及已知條件對于傳動方案的設計可選擇二級展開式圓柱齒輪減速器。它能承受較大的載荷且傳動平穩(wěn)，能實現(xiàn)一定的傳動比。
3、動力機選擇
3.1 選擇電動機的類型和結構
因為裝置的載荷平穩(wěn)，且在有粉塵的室內環(huán)境下工作，溫度不超過35℃，因此可選用Y系列三相異步電動機，它具有國際互換性，有防止粉塵、鐵屑或其他雜物侵入電動機內部的特點，B級絕緣，工作環(huán)境也能滿足要求。而且結構簡單、價格低廉。
3.1.1 電機所需的功率為： =2800×1.3/(1000×0.96)=3.79 kW
3.2 電動機至工作機的總效率： =0.83
——V帶傳動的效率，取0.96； ——滾動滾子軸承傳動的效率，取0.98；
——圓柱齒輪傳動的效率，取8級精度，即0.97； ——聯(lián)軸器傳動的效率，取0.99；
——滾動球軸承傳動的效率，取0.99
3.3 所需電動機的功率：
=3.79/0.83=4.57 kW
3.4 電動機額定功率：
=5.4 kW
根據(jù)表17-7（機設課設）得 =5.5 kW
3.5選取電動機型號
由表17-7（機設課設）查出有三種適用的電動機型號，其技術參數(shù)及傳動比的比較情況見下表：
電動機型號 同步轉速
r/min 額定功率
kW 滿載轉速
r/min
質量
Kg
Y132S-4 1500 5.5 1440 2.2 2.3 68
Y132M2-6 1000 5.5 960 2.0 2.0 84
3.6 確定電動機型號
綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量以及鏈傳動和減速器的傳動比，可知型號為Y132M2-6的電動機比較合適。其額定功率為 =5.5 kW，滿載轉速 =960 r/min。
3.7 傳動比的分配
電動機的滿載轉速； =960 r/min
工作機的轉速： = =99.3 r/min
傳動系統(tǒng)的總傳動比：
=9.6
初定V帶傳動比 =2
則減速器的傳動比： =4.8
按公式（3-7 機設課設）得高速級的傳動比 ：
=2.5
則低速級的傳動比
十一減速器的潤滑與密封
1、潤滑
齒輪采用浸油潤滑，軸承采用飛濺潤滑.
齒輪圓周速度 <5m/s所以齒輪采用浸油潤滑，軸承采用飛濺潤滑;浸油潤滑不但起到潤滑作用，同時有助箱體散熱。為了避免浸油潤滑的攪油功耗太大及保證齒輪嚙合區(qū)的充分潤滑，傳動件浸入油中的深度不宜太深或太淺，設計的減速器的合適浸油深度 對于圓柱齒輪一般為1個齒高，但不應小于10㎜ ，保持一定的深度和存油量。油池太淺易激起箱底沉渣和油污，引起磨料磨損，也不易散熱。
2 、密封
減速器需要密封的部位很多，有軸伸出處、軸承室內側、箱體接合面和軸承蓋，窺視孔和放油孔的接合面等處。
1） 軸伸出處的密封
起作用是使?jié)L動軸承與箱外隔絕,防止?jié)櫥吐┏龊拖潴w外雜質、水及灰塵等侵入軸承室，避免軸承急劇磨損和腐蝕，選用油溝槽密封。
2）軸承內側的密封
該密封處選用擋油環(huán)密封，其作用用于油潤滑軸承，防止過多的油、雜質進入軸承室以內以及嚙合處的熱油沖入軸承內。擋油環(huán)與軸承座孔之間應留有不大的間隙，以便讓一定量的油能濺入軸承室進行潤滑。
3） 蓋與箱座接合面密封 在接合面上涂上密封膠。
3 、附件的設計
3.1 窺視孔蓋和窺視孔
為了檢查傳動件的嚙合、潤滑、接觸班點、齒側間隙及向箱內注油等，在箱蓋頂部設置便于觀察傳動件嚙合區(qū)的位置并且有足夠大的窺視孔，箱體上窺視孔處應凸出一塊，以便加式出與孔蓋的接觸面。本設計中取A=150mm,A1=186mm,A=168mm,B=285mm,B1=205mm,B2=302mm,d4=M6,n=4,R=8mm,h=5mm,Δ=3mm，孔蓋用M6的螺釘緊固。
3.2 排油孔、放油油塞、通氣器、油標
為了換油及清洗箱體時排出油污，在箱座底部設有排油孔，并在其附近做出一小凹坑，以便攻絲及油污的匯集和排放，平時排油孔用油塞及封油墊封住。本設計中取螺塞M16*1.5 ,油圈22×16 。
為溝通箱內外的氣流，應在箱蓋頂部或窺視空板上安裝通氣器，可以使箱內的熱脹氣體自由的溢出,數(shù)據(jù)查手冊.
為了檢查減速器內的油面高度，應在箱體便于觀察、油面較穩(wěn)定的部位設置油標。本次設計采用桿式油標M16。
3.3 吊耳和吊鉤
為拆卸及搬運減速器，應在箱蓋上鑄出吊耳環(huán)，并在箱座上鑄出吊鉤，吊鉤和吊耳的尺寸可以根據(jù)具體情況加以修改。
3.4定位銷
定位銷的公稱直徑可取 ,并圓整為標準值。定位銷的總長度應稍大于箱體聯(lián)接凸緣的總厚度，以利裝拆，故取 銷 GB/T 117 6×48
8設計總結
在老師的指導以及本組各位同學的討論，經過二周的時間的設計完成了本課題——磨盤機傳動裝置設計,該裝置具有以下特點及優(yōu)點：
8.1 能滿足所需的傳動比
齒輪傳動能實現(xiàn)穩(wěn)定的傳動比。
8.2 選用的齒輪滿足強度剛度要求
由于系統(tǒng)所受的載荷不大，在設計中齒輪采用了腹板式齒輪不僅能夠滿足強
度及剛度要求，而且節(jié)省材料，降低了加工的成本。
8.3 軸具有足夠的強度及剛度
由于二級展開式齒輪減速器的齒輪相對軸承位置不對稱，當其產生彎扭變形
時，載荷在齒寬分布不均勻，因此，對軸的設計要求最高，通過了對軸長時間的精心設計，設計的軸具有較大的剛度，保證傳動的穩(wěn)定性。
8.4 箱體設計的得體
設計減速器的具有較大尺寸的底面積及箱體輪轂，可以增加抗彎扭的慣性，有利于提高箱體的整體剛性。
8.5 加工工藝性能好
設計時考慮到要盡量減少工件與刀具的調整次數(shù)，以提高加工的精度和生產率。
此外，所設計的減速器還具有形狀均勻、美觀，使用壽命長等優(yōu)點，可以完全滿足設計的要求。
8.6 由于時間緊迫，所以這次的設計存在許多缺點，比如說箱體結構龐大，重量也很大。齒輪的計算不夠精確等等缺陷，我相信，通過這次的實踐，能使我在以后的設計中避免很多不必要的工作，有能力設計出結構更緊湊，傳動更穩(wěn)定精確的設備
9 參考文獻
[1]李育錫主編 《機械設計課程設計》[M] .北京：高等教育出版社 2008.6
[2]濮良貴 紀名剛主編 《機械設計》[M].北京：第八版 高等教育出版社 2006.5
[3]孫桓 陳作模 葛文杰主編 《機械原理》[M].北京：第八版 高等教育出版社2006.5
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[5]徐學林主編 《互換性與測量技術基礎》[M].北京：湖南大學出版社2007.3
1 (論文 ) 題 目 名 稱 帶式傳輸機的傳動裝置設計 課 程 名 稱 學 生 姓 名 學 號 系 、 專 業(yè) 指 導 教 師 2 目 錄 1 設計任務書 …………………………………………………………… 3 2 總體方案設計 ………………………………………………………… 5 3 動力機選擇 …………………………………………………………… 6 4 傳動 參數(shù) 的設計計算 ……………………………………………… 7 5 計計算 …………………………………………………… 8 6 ………………………………………………… 10 7 各齒輪設計和計算 ……… …… … …… ……………………………… 10 8 軸和鍵 的設計計算 …………………………………………………… 37 9 軸承的選擇和校核 ……… ………………………………………… 33 10 箱體的設計 ………………………………………………………… … 35 11 潤滑和密封的設 計………………………………………………… … 36 12 設計總結 …………………………………………………………… … 37 13 參考資料 …………………………………………………………… … 37 3 帶式運輸機傳動裝置的設計 1、 設計任務 術參數(shù) ： 運輸帶工作拉力： 2800N 運輸帶工作速度： 卷筒直徑： 250作條件 ： 連續(xù)單向運轉， 工作時有輕微振動，小批量生產，單班制工作，運輸帶允許誤差為 +2、 系統(tǒng)總體方案設計 根據(jù)要求及已知條件對于傳動方案的設計可選擇二級展開式圓柱齒輪減速器。它能承受較大的載荷且傳動平穩(wěn)，能實現(xiàn)一定的傳動比。 3、動力機選擇 擇電動機的類型和結構 因為裝置的載荷平穩(wěn)，且在有粉塵的室內環(huán)境下工作，溫度不超過 35℃，因此可選用 Y 系列三相異步電動機，它具有國際互換性，有防止粉塵、鐵屑或其他雜物侵入電動機內部的特點， B 級絕緣，工作環(huán)境也能滿足要求。而且結構簡單、價格低廉。 機所需的功率為： / (1 0 0 0 )w w w V ??=2800× 1000× 動機 至工作機的總效率： 3212. . . .v g c l g? ? ? ? ? ??=v?—— V 帶傳動的效率，取 1g?—— 滾動滾子軸承傳動的效率，取 c?—— 圓柱齒輪傳動的效率，取 8 級精度，即 l?—— 聯(lián)軸器傳動的效率，取 2g?—— 滾動球軸承傳動的效率，取 需電動機的功率： /=動機額定功率： 5.4 據(jù)表 17設課設 ） 得.5 取電動機型號 由表 17設課設）查出有三種適用的電動機型號，其技術參數(shù)及傳動比的比 4 較情況見下表： 電動機型號 同步轉速 r/定功率 載轉速 r/ 轉 轉 矩額 定 轉 矩最 大 轉 矩額 定 轉 矩質量 132500 440 8 000 60 4 定電動機型號 綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量以及鏈傳動和減速器的傳動比，可知 型號為 電動機 比較合適。 其 額定功率為.5 載轉速60 r/ 動比的分配 電動機的滿載轉速；60 r/作機的轉速：6099.3 r/動系統(tǒng)的總傳動比： n? =定 V 帶傳動比0i=2 則減速器的傳動比： 0i? =公式（ 3設課設）得高速級的傳動比1i： 1 低速級的傳動比 2 1i? =、傳動參數(shù)的計算 軸的轉速 n（ r/ 高速軸Ⅰ的轉速 10/mn n i?=960/2=480 中間軸Ⅱ的轉速 2 1 1/n n i?=480/92 低速軸Ⅲ的轉速 3 2 2/n n i?=192/00 滾筒軸Ⅳ的轉速 43100 5 軸的輸入功率 P(高速軸Ⅰ的輸入功率 1 ?=間軸Ⅱ的輸入功率 2 1 1? ? ?＝ 速軸Ⅲ的輸入功率 3 2 1? ? ?＝ 筒軸Ⅳ的輸入功率 4 3 1? ? ?＝ 軸的輸入轉矩 T（ N· m） 高速軸Ⅰ的輸入轉矩 1 1 19 5 5 0 /T P n?=間軸Ⅱ的輸入轉矩 2 2 29 5 5 0 /T P n?=速軸Ⅲ的輸入轉矩 3 3 39 5 5 0 /T P n?= 筒軸Ⅳ的輸入轉矩 4 4 49 5 5 0 /T P n?=動參數(shù)的數(shù)據(jù)表 電動機 軸Ⅰ 軸Ⅱ 軸Ⅲ 滾筒軸Ⅳ 功率 P/矩 T/(N· m) 速 n/(r/960 480 120 動比 i 2 4 效率 η 5、 帶型號 的選定 定計算 功率 由 表 8－ 7 查得工作情況系數(shù) P?=.6 選擇 V 帶的型號 根據(jù)計算功率圖 8取普通 V 帶的帶型為 B 型。 定帶輪的基準直徑 考表 8表 8定小帶輪的基準直徑125 2d>表 15 22 d ≥ 0A 39 為帶輪軸上有兩鍵槽，故最小直徑加大 10%， 據(jù)減速器的結構，軸Ⅱ的最小直徑應該設計在與軸承配合部分，初選圓錐滾子軸承 30209，故取45 軸Ⅱ的設計圖如下： 21 首先，確定各段的直徑 A 段 : 1d =45軸承（深溝球軸承 30209）配合 B 段： 2d =50定位軸肩 C 段：3d=60根 據(jù)經驗公式 ? ?0 0 D 段： 4d =50根據(jù)齒輪的 安裝尺寸 E 段：5d=45根據(jù)軸承軸承配合選內徑 然后確定各段距離： A 段： 1L =43考慮軸承（圓錐滾子軸承 30209）寬度與甩油環(huán)和套筒 還有齒輪的定位的長度（齒輪寬減 3） B 段： 2L =107根據(jù)軸上齒輪的齒寬 C 段：3L=12根據(jù)內箱壁面寬減小齒輪的寬度與大齒輪的寬度再減22?得出 D 段： 7E 段：5L=44根據(jù)齒輪寬和甩油環(huán)和齒輪的定位（齒輪寬減 3）尺寸之和 上零件的周向定位 V 帶輪與軸的周向定位采用平鍵連接。按12d=45 表 6得平鍵截面 b×h=14 9 確 定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為 2× ?45 ，各軸肩處的圓角半徑為 2 核該軸 根據(jù)軸的結構圖做軸的計算簡圖，由手冊查得圓錐滾子軸承 30209 的 a=距為 L=78+9=據(jù)軸的計算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖 矩及軸的受力分析圖如下 ： 22 軸 上的 載 荷 235498712 ?????? H H V V ? ? 23 按彎扭合成 應 力校核 軸 的 強 度 根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及 軸 的 單 向旋 轉 ，扭 轉 切 應 力 為 脈 動 循 環(huán)變應 力，取 ，軸 的 計 算 應 力 W (??? =已 選 定 軸 的材料 為 45 鋼 （ 調質 ），由《機械 設計 （第八版）》表 15 得? ? ? ?116 0 , a? ? ?????，故安全。 確校核 軸 的疲 勞強 度 （ 1） 判斷 危 險 截面 截面 5 右 側 受 應 力最大 （ 2）截面 5 右側 抗彎系數(shù) W=d = 45? =抗扭系數(shù) d =45? =18225 3截面 5 的右側 的彎矩 M 為 ???? 4 1 59 871 上的扭矩 ?1T 為 ?1T =1191000 m 截面上的彎曲 應 力 ?? 截面上的扭轉應 力 T? = 軸 的材料 為 45 鋼 。 調質處 理。 由課 本3555 得： ??551 ??截面上由于 軸 肩而形成的理 論應 力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按《機械 設計 （第八版）》附表3 取。因 ? ? 插 值 后 查 得 ??? ?? =24 又由《機械 設計 （第八版）》附 圖 3得 軸 的材料敏感系數(shù) 為 q?q=有效應力集中系數(shù)為 ? k? =1+ )1( ????q =k?=1+?q（ T? =《機械 設計 （第 八版）》附 圖 3尺寸系數(shù) ?，扭 轉 尺寸系數(shù) ?。 軸 按磨削加工，由《機械 設計 （第八版）》附 圖 3表面 質 量系數(shù) 為 0 ?????? 軸 未 經 表面 強 化 處 理，即 1q? ? ， 則綜 合系數(shù) 為 K 11 ??????? ??k= ? 11 ?????? ??k=取碳 鋼 的特性系數(shù) 0 0 ?????? S?= ??? ?????= ??? ?? ?? 110.2 ????? S= 所以它是安全的 的設計與校核 ： 因為 1d = 2d =55齒輪 ,查（ 1095選鍵為 b × h=149課本106 頁表 6 ? ?b?=100因 1L =1072L =67 鍵長為 902 段鍵長為 50 校核 = 50905 3995102 ???=,結論：可選用此軸承 （ 2.） 軸 2 滾動軸承計算 標 準精度 級 的 圓錐滾子軸 承 30209；其尺寸 為d? D? B=45? 85? 19 1， 由手冊查出 7800N,3500N（ 276） 2， 由表 9出 e 的值 3， 計算比值F /=,結論：可選用此軸承 （ 3.） 軸 3 滾動軸承計算 標 準精度 級 的 圓錐滾子軸 承 30214；其尺寸 為d? D? B=70? 125? 19 1， 由手冊查出 32000N,75000N（ 276） 2， 由表 9出 e 的值 3,計算比值F /=e= 所以 ??=3223N 4，由式 9算軸承壽命 H=24? 365? 10=58400h 33 ?)(1667 010 h ? >H 5,結論：可選用此軸承 十 箱體的設計 名稱 符號 計算公式 結果 箱座壁厚 ? ?? a? 10 箱蓋壁厚 1? ?? a? 8 箱蓋凸緣厚度 1b 11 ?b 15 箱座凸緣厚度 b ?5.1?b 15 箱座底凸緣厚度 2b?b 25 地腳螺釘直徑 腳螺釘數(shù)目 n 6,500~2504,250????承旁聯(lián)接螺栓直徑 114 機蓋與機座聯(lián)接螺栓直徑 2（ .6）承端蓋螺釘直徑 3（ .5）孔蓋螺釘直徑 4（ .4）位銷直徑 d d =（ d 8 1d ， 2d 至外機壁距離 1C 查機械課程設計指導書表 56 22 16 34 2d 至凸緣邊緣距離 2C 查機械課程設計指導書表 54 14 大齒輪頂圓與內機壁距離 1?1? > 12 齒輪端面與內機壁距離 2?2? >? 10 機蓋，機座肋厚 ?? 1 ?? 7 7 軸承端蓋外徑 2D 2 +（ 5 d 130（ 1 軸） 140（ 2 軸） 180（ 3 軸） 軸承旁聯(lián)結螺栓距離 S 2 130（ 1 軸） 140（ 2 軸） 180（ 3 軸） 十一 減速器的潤滑與密封 1、潤滑 齒輪采用浸油潤滑，軸承采用飛濺潤滑 . 齒輪圓周速度 v <5m/s 所以齒輪采用浸油潤滑，軸承采用飛濺潤滑 ;浸油潤滑不但起到潤滑作用，同時有助箱體散熱。為了避免浸油潤滑的攪油功耗太大及保證齒輪嚙合區(qū)的充分潤滑，傳動件浸入油中的深度不宜太深或太淺，設計的減速器的合適浸油深度1 個齒高，但不應小于 10 ㎜ ，保持一定的深度和存油量。油池太淺易激起箱底沉渣和油污，引起磨料磨損，也不易散熱。 2 、密封 減速器需要密封的部位很多，有軸伸出處、軸承室內側、箱體接合面和軸承蓋，窺視孔和放油孔的接合面等處 。 1） 軸伸 出處的密封 起作用是使?jié)L動軸承與箱外隔絕 ,防止?jié)櫥吐┏龊拖潴w外雜質、水及灰塵等侵入軸承室，避免軸承急劇磨損和腐蝕 ， 選用 油溝槽 密封 。 2）軸承內側的密封 該密封處選用擋油環(huán)密封，其作用用于油潤滑軸承，防止過多的油、雜質進入軸承室以內以及嚙合處的熱油沖入軸承內。擋油環(huán)與軸承座孔之間應留有不大的間隙，以便讓一定量的油能濺入軸承室進行潤滑。 35 3） 蓋與箱座接合面密封 在接合面上涂上密封膠。 3 、附件的設計 視孔蓋和窺視孔 為了檢查傳動件的嚙合、潤滑、接觸班點、齒側間隙及向箱內注油等，在箱蓋頂部設置便于 觀察傳動件嚙合區(qū)的位置并且有足夠大的窺視孔，箱體上窺視孔處應 凸出一塊，以便加式出與孔蓋的接觸面 。本設計中取A=1501=186=168=2851=2052=302mm,6,n=4,R=8mm,h=5 =3蓋用 螺釘緊固。 油孔、放油油塞、通氣器、油標 為了換油及清洗箱體時排出油污，在箱座底部設有排油孔，并在其附近做出一小凹坑，以便攻絲及油污的匯集和排放，平時排油孔用油塞及封油墊封住。本設計中取螺塞 4 5 0 8 6 Q ? ,油圈 22×16 70 62 。 為溝通箱內外的氣流，應在箱蓋頂部或窺視空板上安裝通氣器，可以使箱內的熱脹氣體自由的溢出 ,數(shù)據(jù)查手冊 . 為了檢查減速器內的油面高度，應在箱體便于觀察、油面較穩(wěn)定的部位設置油標。本次設計采用桿式油標 耳和吊鉤 為拆卸及搬運減速器，應在箱蓋上鑄出吊耳環(huán)，并在箱座上鑄出吊鉤，吊鉤和吊耳的尺寸可以根據(jù)具體情況加以修改。 位銷 定位銷的公稱直徑可取 ? ?20 0 并圓整為標準值。定位銷的總長度應稍大于箱體聯(lián)接凸緣的總厚度，以利裝拆，故取 銷 117 6× 48 8 設計總結 在老師的指導以及本組各位同學的討論，經過二周的時間的設計完成了本課題 —— 磨盤機傳動裝置設計 ,該裝置具有以下特點及優(yōu)點： 滿足所需的傳動比 齒輪傳動能實現(xiàn)穩(wěn)定的傳動比。 用的齒輪滿足強度剛度要求 由于系統(tǒng)所受的載荷不大，在設計中齒輪采用了腹板式齒輪不僅能夠滿足強 度及剛度要求，而且節(jié)省材料，降低了加工的成本。 具有足夠的強度及剛度 由于 二級展開式齒輪減速器的齒輪相對軸承位置不對稱，當其產生彎扭變形 時，載荷在齒寬分布不均勻，因此，對軸的設計要求最高，通過了對軸長時間的精心設計，設計的軸具有較大的剛度，保證傳動的穩(wěn)定性。 體設計的得體 設計減速器的具有較大尺寸的底面積及箱體輪轂，可以增加抗彎扭的慣性，有利于提高箱體的整體剛性。 工工藝性能好 設計時考慮到要盡量減少工件與刀具的調整次數(shù)，以提高加工的精度和生產率。 此外，所設計的減速器還具有形狀均勻、美觀，使用壽命長等優(yōu)點，可以完全滿足設 36 計的要求。 于時間緊迫，所 以這次的設計存在許多缺點，比如說箱體結構龐大，重量也很大。齒輪的計算不夠精確等等缺陷，我相信，通過這次的實踐，能使我在以后的設計中避免很多不必要的工作，有能力設計出結構更緊湊，傳動更穩(wěn)定精確的設備 9 參考文獻 [1]李育錫主編 《機械設計課程設計》 [M] 等教育出版社 2]濮良貴 紀名剛主編 《機械設計》 [M]八版 高等教育出版社 3]孫桓 陳作模 葛文杰主編 《機械原理》 [M]八版 高等教育出版社 4]裘文言 張繼 祖 瞿元賞主編 《機械制圖》 [M]等教育出版社 5]徐學林主編 《互換性與測量技術基礎》 [M]南大學出版社 2007.3 1 (論文 ) 題 目 名 稱 帶式傳輸機的傳動裝置設計 課 程 名 稱 學 生 姓 名 學 號 系 、 專 業(yè) 指 導 教 師 2 目 錄 1 設計任務書 …………………………………………………………… 3 2 總體方案設計 ………………………………………………………… 5 3 動力機選擇 …………………………………………………………… 6 4 傳動 參數(shù) 的設計計算 ……………………………………………… 7 5 計計算 …………………………………………………… 8 6 ………………………………………………… 10 7 各齒輪設計和計算 ……… …… … …… ……………………………… 10 8 軸和鍵 的設計計算 …………………………………………………… 37 9 軸承的選擇和校核 ……… ………………………………………… 33 10 箱體的設計 ………………………………………………………… … 35 11 潤滑和密封的設 計………………………………………………… … 36 12 設計總結 …………………………………………………………… … 37 13 參考資料 …………………………………………………………… … 37 3 帶式運輸機傳動裝置的設計 1、 設計任務 術參數(shù) ： 運輸帶工作拉力： 2800N 運輸帶工作速度： 卷筒直徑： 250作條件 ： 連續(xù)單向運轉， 工作時有輕微振動，小批量生產，單班制工作，運輸帶允許誤差為 +2、 系統(tǒng)總體方案設計 根據(jù)要求及已知條件對于傳動方案的設計可選擇二級展開式圓柱齒輪減速器。它能承受較大的載荷且傳動平穩(wěn)，能實現(xiàn)一定的傳動比。 3、動力機選擇 擇電動機的類型和結構 因為裝置的載荷平穩(wěn)，且在有粉塵的室內環(huán)境下工作，溫度不超過 35℃，因此可選用 Y 系列三相異步電動機，它具有國際互換性，有防止粉塵、鐵屑或其他雜物侵入電動機內部的特點， B 級絕緣，工作環(huán)境也能滿足要求。而且結構簡單、價格低廉。 機所需的功率為： / (1 0 0 0 )w w w V ??=2800× 1000× 動機 至工作機的總效率： 3212. . . .v g c l g? ? ? ? ? ??=v?—— V 帶傳動的效率，取 1g?—— 滾動滾子軸承傳動的效率，取 c?—— 圓柱齒輪傳動的效率，取 8 級精度，即 l?—— 聯(lián)軸器傳動的效率，取 2g?—— 滾動球軸承傳動的效率，取 需電動機的功率： /=動機額定功率： 5.4 據(jù)表 17設課設 ） 得.5 取電動機型號 由表 17設課設）查出有三種適用的電動機型號，其技術參數(shù)及傳動比的比 4 較情況見下表： 電動機型號 同步轉速 r/定功率 載轉速 r/ 轉 轉 矩額 定 轉 矩最 大 轉 矩額 定 轉 矩質量 132500 440 8 000 60 4 定電動機型號 綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量以及鏈傳動和減速器的傳動比，可知 型號為 電動機 比較合適。 其 額定功率為.5 載轉速60 r/ 動比的分配 電動機的滿載轉速；60 r/作機的轉速：6099.3 r/動系統(tǒng)的總傳動比： n? =定 V 帶傳動比0i=2 則減速器的傳動比： 0i? =公式（ 3設課設）得高速級的傳動比1i： 1 低速級的傳動比 2 1i? =、傳動參數(shù)的計算 軸的轉速 n（ r/ 高速軸Ⅰ的轉速 10/mn n i?=960/2=480 中間軸Ⅱ的轉速 2 1 1/n n i?=480/92 低速軸Ⅲ的轉速 3 2 2/n n i?=192/00 滾筒軸Ⅳ的轉速 43100 5 軸的輸入功率 P(高速軸Ⅰ的輸入功率 1 ?=間軸Ⅱ的輸入功率 2 1 1? ? ?＝ 速軸Ⅲ的輸入功率 3 2 1? ? ?＝ 筒軸Ⅳ的輸入功率 4 3 1? ? ?＝ 軸的輸入轉矩 T（ N· m） 高速軸Ⅰ的輸入轉矩 1 1 19 5 5 0 /T P n?=間軸Ⅱ的輸入轉矩 2 2 29 5 5 0 /T P n?=速軸Ⅲ的輸入轉矩 3 3 39 5 5 0 /T P n?= 筒軸Ⅳ的輸入轉矩 4 4 49 5 5 0 /T P n?=動參數(shù)的數(shù)據(jù)表 電動機 軸Ⅰ 軸Ⅱ 軸Ⅲ 滾筒軸Ⅳ 功率 P/矩 T/(N· m) 速 n/(r/960 480 120 動比 i 2 4 效率 η 5、 帶型號 的選定 定計算 功率 由 表 8－ 7 查得工作情況系數(shù) P?=.6 選擇 V 帶的型號 根據(jù)計算功率圖 8取普通 V 帶的帶型為 B 型。 定帶輪的基準直徑 考表 8表 8定小帶輪的基準直徑125 2d>表 15 22 d ≥ 0A 39 為帶輪軸上有兩鍵槽，故最小直徑加大 10%， 據(jù)減速器的結構，軸Ⅱ的最小直徑應該設計在與軸承配合部分，初選圓錐滾子軸承 30209，故取45 軸Ⅱ的設計圖如下： 21 首先，確定各段的直徑 A 段 : 1d =45軸承（深溝球軸承 30209）配合 B 段： 2d =50定位軸肩 C 段：3d=60根 據(jù)經驗公式 ? ?0 0 D 段： 4d =50根據(jù)齒輪的 安裝尺寸 E 段：5d=45根據(jù)軸承軸承配合選內徑 然后確定各段距離： A 段： 1L =43考慮軸承（圓錐滾子軸承 30209）寬度與甩油環(huán)和套筒 還有齒輪的定位的長度（齒輪寬減 3） B 段： 2L =107根據(jù)軸上齒輪的齒寬 C 段：3L=12根據(jù)內箱壁面寬減小齒輪的寬度與大齒輪的寬度再減22?得出 D 段： 7E 段：5L=44根據(jù)齒輪寬和甩油環(huán)和齒輪的定位（齒輪寬減 3）尺寸之和 上零件的周向定位 V 帶輪與軸的周向定位采用平鍵連接。按12d=45 表 6得平鍵截面 b×h=14 9 確 定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為 2× ?45 ，各軸肩處的圓角半徑為 2 核該軸 根據(jù)軸的結構圖做軸的計算簡圖，由手冊查得圓錐滾子軸承 30209 的 a=距為 L=78+9=據(jù)軸的計算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖 矩及軸的受力分析圖如下 ： 22 軸 上的 載 荷 235498712 ?????? H H V V ? ? 23 按彎扭合成 應 力校核 軸 的 強 度 根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及 軸 的 單 向旋 轉 ，扭 轉 切 應 力 為 脈 動 循 環(huán)變應 力，取 ，軸 的 計 算 應 力 W (??? =已 選 定 軸 的材料 為 45 鋼 （ 調質 ），由《機械 設計 （第八版）》表 15 得? ? ? ?116 0 , a? ? ?????，故安全。 確校核 軸 的疲 勞強 度 （ 1） 判斷 危 險 截面 截面 5 右 側 受 應 力最大 （ 2）截面 5 右側 抗彎系數(shù) W=d = 45? =抗扭系數(shù) d =45? =18225 3截面 5 的右側 的彎矩 M 為 ???? 4 1 59 871 上的扭矩 ?1T 為 ?1T =1191000 m 截面上的彎曲 應 力 ?? 截面上的扭轉應 力 T? = 軸 的材料 為 45 鋼 。 調質處 理。 由課 本3555 得： ??551 ??截面上由于 軸 肩而形成的理 論應 力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按《機械 設計 （第八版）》附表3 取。因 ? ? 插 值 后 查 得 ??? ?? =24 又由《機械 設計 （第八版）》附 圖 3得 軸 的材料敏感系數(shù) 為 q?q=有效應力集中系數(shù)為 ? k? =1+ )1( ????q =k?=1+?q（ T? =《機械 設計 （第 八版）》附 圖 3尺寸系數(shù) ?，扭 轉 尺寸系數(shù) ?。 軸 按磨削加工，由《機械 設計 （第八版）》附 圖 3表面 質 量系數(shù) 為 0 ?????? 軸 未 經 表面 強 化 處 理，即 1q? ? ， 則綜 合系數(shù) 為 K 11 ??????? ??k= ? 11 ?????? ??k=取碳 鋼 的特性系數(shù) 0 0 ?????? S?= ??? ?????= ??? ?? ?? 110.2 ????? S= 所以它是安全的 的設計與校核 ： 因為 1d = 2d =55齒輪 ,查（ 1095選鍵為 b × h=149課本106 頁表 6 ? ?b?=100因 1L =1072L =67 鍵長為 902 段鍵長為 50 校核 = 50905 3995102 ???=,結論：可選用此軸承 （ 2.） 軸 2 滾動軸承計算 標 準精度 級 的 圓錐滾子軸 承 30209；其尺寸 為d? D? B=45? 85? 19 1， 由手冊查出 7800N,3500N（ 276） 2， 由表 9出 e 的值 3， 計算比值F /=,結論：可選用此軸承 （ 3.） 軸 3 滾動軸承計算 標 準精度 級 的 圓錐滾子軸 承 30214；其尺寸 為d? D? B=70? 125? 19 1， 由手冊查出 32000N,75000N（ 276） 2， 由表 9出 e 的值 3,計算比值F /=e= 所以 ??=3223N 4，由式 9算軸承壽命 H=24? 365? 10=58400h 33 ?)(1667 010 h ? >H 5,結論：可選用此軸承 十 箱體的設計 名稱 符號 計算公式 結果 箱座壁厚 ? ?? a? 10 箱蓋壁厚 1? ?? a? 8 箱蓋凸緣厚度 1b 11 ?b 15 箱座凸緣厚度 b ?5.1?b 15 箱座底凸緣厚度 2b?b 25 地腳螺釘直徑 腳螺釘數(shù)目 n 6,500~2504,250????承旁聯(lián)接螺栓直徑 114 機蓋與機座聯(lián)接螺栓直徑 2（ .6）承端蓋螺釘直徑 3（ .5）孔蓋螺釘直徑 4（ .4）位銷直徑 d d =（ d 8 1d ， 2d 至外機壁距離 1C 查機械課程設計指導書表 56 22 16 34 2d 至凸緣邊緣距離 2C 查機械課程設計指導書表 54 14 大齒輪頂圓與內機壁距離 1?1? > 12 齒輪端面與內機壁距離 2?2? >? 10 機蓋，機座肋厚 ?? 1 ?? 7 7 軸承端蓋外徑 2D 2 +（ 5 d 130（ 1 軸） 140（ 2 軸） 180（ 3 軸） 軸承旁聯(lián)結螺栓距離 S 2 130（ 1 軸） 140（ 2 軸） 180（ 3 軸） 十一 減速器的潤滑與密封 1、潤滑 齒輪采用浸油潤滑，軸承采用飛濺潤滑 . 齒輪圓周速度 v <5m/s 所以齒輪采用浸油潤滑，軸承采用飛濺潤滑 ;浸油潤滑不但起到潤滑作用，同時有助箱體散熱。為了避免浸油潤滑的攪油功耗太大及保證齒輪嚙合區(qū)的充分潤滑，傳動件浸入油中的深度不宜太深或太淺，設計的減速器的合適浸油深度1 個齒高，但不應小于 10 ㎜ ，保持一定的深度和存油量。油池太淺易激起箱底沉渣和油污，引起磨料磨損，也不易散熱。 2 、密封 減速器需要密封的部位很多，有軸伸出處、軸承室內側、箱體接合面和軸承蓋，窺視孔和放油孔的接合面等處 。 1） 軸伸 出處的密封 起作用是使?jié)L動軸承與箱外隔絕 ,防止?jié)櫥吐┏龊拖潴w外雜質、水及灰塵等侵入軸承室，避免軸承急劇磨損和腐蝕 ， 選用 油溝槽 密封 。 2）軸承內側的密封 該密封處選用擋油環(huán)密封，其作用用于油潤滑軸承，防止過多的油、雜質進入軸承室以內以及嚙合處的熱油沖入軸承內。擋油環(huán)與軸承座孔之間應留有不大的間隙，以便讓一定量的油能濺入軸承室進行潤滑。 35 3） 蓋與箱座接合面密封 在接合面上涂上密封膠。 3 、附件的設計 視孔蓋和窺視孔 為了檢查傳動件的嚙合、潤滑、接觸班點、齒側間隙及向箱內注油等，在箱蓋頂部設置便于 觀察傳動件嚙合區(qū)的位置并且有足夠大的窺視孔，箱體上窺視孔處應 凸出一塊，以便加式出與孔蓋的接觸面 。本設計中取A=1501=186=168=2851=2052=302mm,6,n=4,R=8mm,h=5 =3蓋用 螺釘緊固。 油孔、放油油塞、通氣器、油標 為了換油及清洗箱體時排出油污，在箱座底部設有排油孔，并在其附近做出一小凹坑，以便攻絲及油污的匯集和排放，平時排油孔用油塞及封油墊封住。本設計中取螺塞 4 5 0 8 6 Q ? ,油圈 22×16 70 62 。 為溝通箱內外的氣流，應在箱蓋頂部或窺視空板上安裝通氣器，可以使箱內的熱脹氣體自由的溢出 ,數(shù)據(jù)查手冊 . 為了檢查減速器內的油面高度，應在箱體便于觀察、油面較穩(wěn)定的部位設置油標。本次設計采用桿式油標 耳和吊鉤 為拆卸及搬運減速器，應在箱蓋上鑄出吊耳環(huán)，并在箱座上鑄出吊鉤，吊鉤和吊耳的尺寸可以根據(jù)具體情況加以修改。 位銷 定位銷的公稱直徑可取 ? ?20 0 并圓整為標準值。定位銷的總長度應稍大于箱體聯(lián)接凸緣的總厚度，以利裝拆，故取 銷 117 6× 48 8 設計總結 在老師的指導以及本組各位同學的討論，經過二周的時間的設計完成了本課題 —— 磨盤機傳動裝置設計 ,該裝置具有以下特點及優(yōu)點： 滿足所需的傳動比 齒輪傳動能實現(xiàn)穩(wěn)定的傳動比。 用的齒輪滿足強度剛度要求 由于系統(tǒng)所受的載荷不大，在設計中齒輪采用了腹板式齒輪不僅能夠滿足強 度及剛度要求，而且節(jié)省材料，降低了加工的成本。 具有足夠的強度及剛度 由于 二級展開式齒輪減速器的齒輪相對軸承位置不對稱，當其產生彎扭變形 時，載荷在齒寬分布不均勻，因此，對軸的設計要求最高，通過了對軸長時間的精心設計，設計的軸具有較大的剛度，保證傳動的穩(wěn)定性。 體設計的得體 設計減速器的具有較大尺寸的底面積及箱體輪轂，可以增加抗彎扭的慣性，有利于提高箱體的整體剛性。 工工藝性能好 設計時考慮到要盡量減少工件與刀具的調整次數(shù)，以提高加工的精度和生產率。 此外，所設計的減速器還具有形狀均勻、美觀，使用壽命長等優(yōu)點，可以完全滿足設 36 計的要求。 于時間緊迫，所 以這次的設計存在許多缺點，比如說箱體結構龐大，重量也很大。齒輪的計算不夠精確等等缺陷，我相信，通過這次的實踐，能使我在以后的設計中避免很多不必要的工作，有能力設計出結構更緊湊，傳動更穩(wěn)定精確的設備 9 參考文獻 [1]李育錫主編 《機械設計課程設計》 [M] 等教育出版社 2]濮良貴 紀名剛主編 《機械設計》 [M]八版 高等教育出版社 3]孫桓 陳作模 葛文杰主編 《機械原理》 [M]八版 高等教育出版社 4]裘文言 張繼 祖 瞿元賞主編 《機械制圖》 [M]等教育出版社 5]徐學林主編 《互換性與測量技術基礎》 [M]南大學出版社 2007.3