带式输送机传动装置设计-机械毕业设计

第29-页目录设计任务书…………………2第一部分传动装置总体设计……………4第二部分V带设计………6第三部分各齿轮的设计计算……………9第四部分轴的设计………13第五部分校核……………19第六部分主要尺寸及数据………………21设计任务书课程设计题目：设计带式运输机传动装置（简图如下）原始数据：数据编号35710运输机工作转矩T/(N.m)690630760620运输机带速V/(m/s)50.9卷筒直径D/mm320380320360工作条件：连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期限为10年，小批量生产，单班制工作（8小时/天）。运输速度允许误差为。课程设计内容1）传动装置的总体设计。2）传动件及支承的设计计算。3）减速器装配图及零件工作图。4）设计计算说明书编写。每个学生应完成：部件装配图一张（A1）。零件工作图两张（A3）设计说明书一份（6000~8000字）。本组设计数据：第三组数据：运输机工作轴转矩T/(N.m)690。运输机带速V/(m/s)0.8。卷筒直径D/mm320。已给方案：外传动机构为V带传动。减速器为两级展开式圆柱齿轮减速器。第一部分传动装置总体设计传动方案（已给定）外传动为V带传动。减速器为两级展开式圆柱齿轮减速器。方案简图如下：二、该方案的优缺点：该工作机有轻微振动，由于V带有缓冲吸振能力，采用V带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用V带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。减速器部分两级展开式圆柱齿轮减速，这是两级减速器中应用最广泛的一种。齿轮相对于轴承不对称，要求轴具有较大的刚度。高速级齿轮常布置在远离扭矩输入端的一边，以减小因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均现象。原动机部分为Y系列三相交流异步电动机。总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。计算与说明结果三、原动机选择（Y系列三相交流异步电动机）工作机所需功率：=0.96(见课设P9)传动装置总效率：（见课设式2-4）（见课设表12-8）电动机的输出功率：（见课设式2-1）取选择电动机为Y132M1-6型（见课设表19-1）技术数据：额定功率（）4满载转矩（）960额定转矩（）2.0最大转矩（）2.0Y132M1-6电动机的外型尺寸（mm）：（见课设表19-3）A：216B：178C：89D：38E：80F：10G：33H：132K：12AB：280AC：270AD：210HD：315BB：238L：235四、传动装置总体传动比的确定及各级传动比的分配总传动比：（见课设式2-6）各级传动比分配：（见课设式2-7）初定第二部分V带设计外传动带选为普通V带传动确定计算功率：1）、由表5-9查得工作情况系数2）、由式5-23（机设）2、选择V带型号查图5-12a(机设)选A型V带。3.确定带轮直径（1）、参考图5-12a（机设）及表5-3（机设）选取小带轮直径（电机中心高符合要求）（2）、验算带速由式5-7（机设）（3）、从动带轮直径查表5-4（机设）取（4）、传动比i（5）、从动轮转速4.确定中心距和带长（1）、按式（5-23机设）初选中心距取（2）、按式(5-24机设)求带的计算基础准长度L0查图.5-7(机设)取带的基准长度Ld=2000mm(3)、按式(5-25机设)计算中心距:a(4)、按式（5-26机设）确定中心距调整范围5.验算小带轮包角α1由式(5-11机设)6.确定V带根数Z(1)、由表（5-7机设）查得dd1=112n1=800r/min及n1=980r/min时，单根V带的额定功率分呷为1.00Kw和1.18Kw，用线性插值法求n1=980r/min时的额定功率P0值。(2)、由表（5-10机设）查得△P0=0.11Kw(3)、由表查得（5-12机设）查得包角系数(4)、由表(5-13机设)查得长度系数KL=1.03(5)、计算V带根数Z，由式（5-28机设）取Z=5根7．计算单根V带初拉力F0，由式（5-29）机设。q由表5-5机设查得8．计算对轴的压力FQ，由式（5-30机设）得9．确定带轮的结构尺寸，给制带轮工作图小带轮基准直径dd1=112mm采用实心式结构。大带轮基准直径dd2=280mm，采用孔板式结构，基准图见零件工作图。第三部分各齿轮的设计计算一、高速级减速齿轮设计（直齿圆柱齿轮）1.齿轮的材料，精度和齿数选择，因传递功率不大，转速不高，材料按表7-1选取，都采用45号钢，锻选项毛坯，大齿轮、正火处理，小齿轮调质，均用软齿面。齿轮精度用8级，轮齿表面精糙度为Ra1.6，软齿面闭式传动，失效形式为占蚀，考虑传动平稳性，齿数宜取多些，取Z1=34则Z2=Z1i=34×2.62=892.设计计算。（1）设计准则，按齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。（2）按齿面接触疲劳强度设计，由式（7-9）T1=9.55×106×P/n=9.55×106×5.42/384=134794N·mm由图（7-6）选取材料的接触疲劳，极限应力为бHILim=580бHILin=560由图7-7选取材料弯曲疲劳极阴应力бHILim=230бHILin=210应力循环次数N由式（7-3）计算N1=60n,at=60×(8×360×10)=6.64×109N2=N1/u=6.64×109/2.62=2.53×109由图7-8查得接触疲劳寿命系数；ZN1=1.1ZN2=1.04由图7-9查得弯曲；YN1=1YN2=1由图7-2查得接触疲劳安全系数：SFmin=1.4又YST=2.0试选Kt=1.3由式(7-1)(7-2)求许用接触应力和许用弯曲应力将有关值代入式(7-9)得则V1=(πd1tn1/60×1000)=1.3m/s(Z1V1/100)=1.3×(34/100)m/s=0.44m/s查图7-10得Kv=1.05由表7-3查和得KA=1.25.由表7-4查得Kβ=1.08.取Kα=1.05.则KH=KAKVKβKα=1.42,修正M=d1/Z1=1.96mm由表7-6取标准模数：m=2mm(3)计算几何尺寸d1=mz1=2×34=68mmd2=mz2=2×89=178mma=m(z1＋z2)/2=123mmb=φddt=1×68=68mm取b2=65mmb1=b2+10=753.校核齿根弯曲疲劳强度由图7-18查得，YFS1=4.1，YFS2=4.0取Yε=0.7由式(7-12)校核大小齿轮的弯曲强度.二、低速级减速齿轮设计（直齿圆柱齿轮）1.齿轮的材料，精度和齿数选择，因传递功率不大，转速不高，材料按表7-1选取，都采用45号钢，锻选项毛坯，大齿轮、正火处理，小齿轮调质，均用软齿面。齿轮精度用8级，轮齿表面精糙度为Ra1.6，软齿面闭式传动，失效形式为占蚀，考虑传动平稳性，齿数宜取多些，取Z1=34则Z2=Z1i=34×3.7=1042.设计计算。设计准则，按齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。（2）按齿面接触疲劳强度设计，由式（7-9）T1=9.55×106×P/n=9.55×106×5.20/148=335540N·mm由图（7-6）选取材料的接触疲劳，极限应力为бHILim=580бHILin=560由图7-7选取材料弯曲疲劳极阴应力бHILim=230бHILin=210应力循环次数N由式（7-3）计算N1=60nat=60×148×(8×360×10)=2.55×109N2=N1/u=2.55×109/3.07=8.33×108由图7-8查得接触疲劳寿命系数；ZN1=1.1ZN2=1.04由图7-9查得弯曲；YN1=1YN2=1由图7-2查得接触疲劳安全系数：SFmin=1.4又YST=2.0试选Kt=1.3由式(7-1)(7-2)求许用接触应力和许用弯曲应力将有关值代入式(7-9)得则V1=(πd1tn1/60×1000)=0.55m/s(Z1V1/100)=0.55×(34/100)m/s=0.19m/s查图7-10得Kv=1.05由表7-3查和得KA=1.25.由表7-4查得Kβ=1.08.取Kα=1.05.则KH=KAKVKβKα=1.377,修正M=d1/Z1=2.11mm由表7-6取标准模数：m=2.5mm(3)计算几何尺寸d1=mz1=2.5×34=85mmd2=mz2=2.5×104=260mma=m(z1＋z2)/2=172.5mmb=φddt=1×85=85mm取b2=85mmb1=b2+10=953.校核齿根弯曲疲劳强度由图7-18查得，YFS1=4.1，YFS2=4.0取Yε=0.7由式(7-12)校核大小齿轮的弯曲强度.总结：高速级z1=34z2=89m=2低速级z1=34z2=104m=2.5第四部分轴的设计高速轴的设计1.选择轴的材料及热处理由于减速器传递的功率不大，对其重量和尺寸也无特殊要求故选择常用材料45钢,调质处理.2.初估轴径按扭矩初估轴的直径,查表10-2,得c=106至117,考虑到安装联轴器的轴段仅受扭矩作用.取c=110则:D1min=D2min=D3min=3.初选轴承1轴选轴承为60082轴选轴承为60093轴选轴承为6012根据轴承确定各轴安装轴承的直径为:D1=40mmD2=45mmD3=60mm4.结构设计(现只对高速轴作设计,其它两轴设计略,结构详见图)为了拆装方便,减速器壳体用剖分式,轴的结构形状如图所示.(1).各轴直径的确定初估轴径后,句可按轴上零件的安装顺序,从左端开始确定直径.该轴轴段1安装轴承6008,故该段直径为40mm。2段装齿轮，为了便于安装，取2段为44mm。齿轮右端用轴肩固定，计算得轴肩的高度为4.5mm，取3段为53mm。5段装轴承，直径和1段一样为40mm。4段不装任何零件，但考虑到轴承的轴向定位，及轴承的安装，取4段为42mm。6段应与密封毛毡的尺寸同时确定，查机械设计手册，选用JB/ZQ4606-1986中d=36mm的毛毡圈，故取6段36mm。7段装大带轮，取为32mm>dmin。（2）各轴段长度的确定轴段1的长度为轴承6008的宽度和轴承到箱体内壁的距离加上箱体内壁到齿轮端面的距离加上2mm，l1=32mm。2段应比齿轮宽略小2mm，为l2=73mm。3段的长度按轴肩宽度公式计算l3=1.4h；去l3=6mm，4段：l4=109mm。l5和轴承6008同宽取l5=15mm。l6=55mm，7段同大带轮同宽，取l7=90mm。其中l4，l6是在确定其它段长度和箱体内壁宽后确定的。于是，可得轴的支点上受力点间的跨距L1=52.5mm，L2=159mm，L3=107.5mm。（3）.轴上零件的周向固定为了保证良好的对中性，齿轮与轴选用过盈配合H7/r6。与轴承内圈配合轴劲选用k6，齿轮与大带轮均采用A型普通平键联接，分别为16*63GB1096-1979及键10*80GB1096-1979。（4）.轴上倒角与圆角为保证6008轴承内圈端面紧靠定位轴肩的端面，根据轴承手册的推荐，取轴肩圆角半径为1mm。其他轴肩圆角半径均为2mm。根据标准GB6403.4-1986，轴的左右端倒角均为1*45。。5.轴的受力分析画轴的受力简图。计算支座反力。Ft=2T1/d1=Fr=Fttg20。=3784FQ=1588N在水平面上FR1H=FR2H=Fr-FR1H=1377-966=411N在垂直面上FR1V=Fr2V=Ft-FR1V=1377-352=1025N画弯矩图在水平面上，a-a剖面左侧MAh=FR1Hl3=96652.5=50.715N·ma-a剖面右侧M’Ah=FR2Hl2=411153=62.88N·m在垂直面上MAv=M’AV=FR1Vl2=352×153=53.856N·m合成弯矩，a-a剖面左侧a-a剖面右侧画转矩图转矩3784×（68/2）=128.7N·m6.判断危险截面显然，如图所示，a-a剖面左侧合成弯矩最大、扭矩为T，该截面左侧可能是危险截面；b-b截面处合成湾矩虽不是最大，但该截面左侧也可能是危险截面。若从疲劳强度考虑，a-a，b-b截面右侧均有应力集中，且b-b截面处应力集中更严重，故a-a截面左侧和b-b截面左、右侧又均有可能是疲劳破坏危险截面。7.轴的弯扭合成强度校核由表10-1查得(1)a-a剖面左侧3=0.1×443=8.5184m3=14.57（2）b-b截面左侧3=0.1×423=7.41m3b-b截面处合成弯矩Mb:=174N·m=278.轴的安全系数校核:由表10-1查得(1)在a-a截面左侧WT=0.2d3=0.2×443=17036.8mm3由附表10-1查得由附表10-4查得绝对尺寸系数;轴经磨削加工,由附表10-5查得质量系数.则弯曲应力应力幅平均应力切应力安全系数查表10-6得许用安全系数=1.3～1.5,显然S>,故a-a剖面安全.(2)b-b截面右侧抗弯截面系数3=0.1×533=14.887m3抗扭截面系数WT=0.2d3=0.2×533=29.775m3又Mb=174N·m,故弯曲应力切应力由附表10-1查得过盈配合引起的有效应力集中系数。则显然S>,故b-b截面右侧安全。（3）b-b截面左侧WT=0.2d3=0.2×423=14.82m3b-b截面左右侧的弯矩、扭矩相同。弯曲应力切应力（D-d）/r=1r/d=0.05，由附表10-2查得圆角引起的有效应力集中系数。由附表10-4查得绝对尺寸系数。又。则显然S>,故b-b截面左侧安全。第五部分校核高速轴轴承FR2H=Fr-FR1H=1377-966=411NFr2V=Ft-FR1V=1377-352=1025N轴承的型号为6008，Cr=16.2kNFA/COr=0计算当量动载荷查表得fP=1.2径向载荷系数X和轴向载荷系数Y为X=1，Y=0=1.2×（1×352）=422.4N验算6008的寿命验算右边轴承键的校核键110×8L=80GB1096-79则强度条件为查表许用挤压应力所以键的强度足够键212×8L=63GB1096-79则强度条件为查表许用挤压应力所以键的强度足够联轴器的选择联轴器选择为TL8型弹性联轴器GB4323-84减速器的润滑1.齿轮的润滑因齿轮的圆周速度<12m/s，所以才用浸油润滑的润滑方式。高速齿轮浸入油里约0.7个齿高，但不小于10mm，低速级齿轮浸入油高度约为1个齿高（不小于10mm），1/6齿轮。2．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≥1.5～2m/s所以采用飞溅润滑，第六部分主要尺寸及数据箱体尺寸:箱体壁厚箱盖壁厚箱座凸缘厚度b=15mm箱盖凸缘厚度b1=15mm箱座底凸缘厚度b2=25mm地脚螺栓直径df=M16地脚螺栓数目n=4轴承旁联接螺栓直径d1=M12联接螺栓d2的间距l=150mm轴承端盖螺钉直径d3=M8定位销直径d=6mmdf、d1、d2至外箱壁的距离C1=18mm、18mm、13mmdf、d2至凸缘边缘的距离C2=16mm、11mm轴承旁凸台半径R1=11mm凸台高度根据低速轴承座外半径确定外箱壁至轴承座端面距离L1=40mm大齿轮顶圆与内箱壁距离△1=10mm齿轮端面与内箱壁距离△2=10mm箱盖，箱座肋厚m1=m=7mm轴承端盖外径D2：凸缘式端盖：D+（5～5.5）d3 以上尺寸参考机械设计课程设计P17～P21传动比原始分配传动比为：i1=2.62i2=3.07i3=2.5修正后：i1=2.5i2=2.62i3=3.07各轴新的转速为：n1=960/2.5=3.84n2=384/2.61=147n3=147/3.07=48各轴的输入功率P1=pdη8η7=5.5×0.95×0.99=5.42P2=p1η6η5=5.42×0.97×0.99=5.20P3=p2η4η3=5.20×0.97×0.99=5.00P4=p3η2η1=5.00×0.99×0.99=4.90各轴的输入转矩T1=9550Pdi1η8η7/nm=9550×5.5×2.5×0.95×0.99=128.65T2=T1i2η6η5=128.65×2.62×0.97×0.99=323.68T3=T2i3η4η3=323.68×3.07×0.97×0.99=954.25T4=T3η2η1=954.23×0.99×0.99=935.26轴号功率p转矩T转速n传动比i效率η电机轴5.52.09601115.42128.653842.50.9425.20323.681482.620.9635.00954.25483.070.96工作机轴4.90935.264810.98齿轮的结构尺寸两小齿轮采用实心结构两大齿轮采用复板式结构齿轮z1尺寸z=34d1=68m=2d=44b=75d1=68ha=ha*m=1×2=2mmhf=(ha*+c*)m=(1+0.25)×2=2.5mmh=ha+hf=2+2.5=4.5mmda=d1＋2ha=68+2×2=72mmdf=d1－2hf=68－2×2.5=63p=πm=6.28mms=πm/2=3.14×2/2=3.14mme=πm/2=3.14×2/2=3.14mmc=c*m=0.25×2=0.5mm齿轮z2的尺寸由轴可得d2=178z2=89m=2b=65d4=49ha=ha*m=1×2=2mmh=ha+hf=2+2.5=4.5mmhf=(1＋0.5)×2=2.5mmda=d2＋2ha=178＋2×2=182df=d1－2hf=178－2×2.5=173p=πm=6.28mms=πm/2=3.14×2/2=3.14mme=πm/2=3.14×2/2=3.14mmc=c*m=0.25×2=0.5mmDT≈D3≈1.6D4=1.6×49=78.4D0≈da-10mn=182-10×2=162D2≈0.25(D0-D3)=0.25(162-78.4)=20R=5c=0.2b=0.2×65=13齿轮3尺寸由轴可得,d=49d3=85z3=34m=2.5b=95ha=ha*m=1×2.5=2.5h=ha+hf=2.5+3.125=5.625hf=(ha*+c*)m=(1+0.25)×2.5=3.125da=d3+2ha=85+2×2.5=90df=d1-2hf=85-2×3.125=78.75p=πm=3.14×2.5=7.85s=πm/2=3.14×2.5/2=3.925e=sc=c*m=0.25×2.5=0.625齿轮4寸由轴可得d=64d4=260z4=104m=2.5b=85ha=ha*m=1×2.5=2.5h=ha+hf=2.5+3.25=5.625hf=(ha*+c*)m=(1+0.25)×0.25=3.125da=d4+2ha=260+2×2.5=265df=d1-2hf=260-2×3.125=253.75p=πm=3.14×2.5=7.85s=e=πm/2=3.14×2.5/2=3.925c=c*m=0.25×2.5=0.625D0≈da-10m=260-10×2.5=235D3≈1.6×64=102.4D2=0.25(D0-D3)=0.25×(235-102.4)=33.15r=5c=0.2b=0.2×85=17参考文献：《机械设计》徐锦康主编机械工业出版社《机械设计课程设计》陆玉何在洲佟延伟主编第3版机械工业出版社《机械设计手册》设计心得机械设计课程设计是机械课程当中一个重要环节通过了3周的课程设计使我从各个方面都受到了机械设计的训练，对机械的有关各个零部件有机的结合在一起得到了深刻的认识。由于在设计方面我们没有经验，理论知识学的不牢固，在设计中难免会出现这样那样的问题，如：在选择计算标准件是可能会出现误差，如果是联系紧密或者循序渐进的计算误差会更大，在查表和计算上精度不够准在设计的过程中，培养了我综合应用机械设计课程及其他课程的理论知识和应用生产实际知识解决工程实际问题的能力，在设计的过程中还培养出了我们的团队精神，大家共同解决了许多个人无法解决的问题，在这些过程中我们深刻地认识到了自己在知识的理解和接受应用方面的不足，在今后的学习过程中我们会更加努力和团结。由于本次设计是分组的，自己独立设计的东西不多，但在通过这次设计之后，我想会对以后自己独立设计打下一个良好的基础。基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现单片机嵌入式以太网防盗报警系统基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现单片机监测系统在挤压机上的应用MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用HYPERLINK"