2022年机械设计方案设计方案一带式输送机传动装置 .docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 机械设计课程设计运算说明书设计题目：设计一带式输送机传动装置机械设计及其自动化专业二班设计者指导老师韦衡冰2022 年 12 月 20 日梧州学院名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 目录一 设计 任务书 2 二. 传动装置总体设计 3 三 电动机的挑选 4 四 V 带设计 6 五带轮 的设计 8 六齿轮的设计及校核 9 七高速 轴的设计校核 14 八低速 轴的设计和校核 21 九 .轴承强度的校核 29 十键的挑选和校核 31 十一.减速箱的 润滑方式和密封 种类的挑

2、选 32 十二. 箱体的 设置 33 十三.减速器附件的 挑选 35 十四.设计总结 37 十五；参考文献 38 1 / 20 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 一任务设计书第1题 ： 设计一带式输送机传动装置题号1-A 1-B 1-C 1-D 1-E 输送带的牵引力 F/kN 2 1.25 1.5 1.6 1.8 输送带的速度 v/m/s 1.3 1.8 1.7 1.6 1.5 输送带滚筒的直径 D/mm 180 250 260 240 220 工作条件：连续单向运转,载荷平稳,空载起动,使用期 10年每年300

3、个日）,小批量生产,两班制工作,输送机工作轴转速答应误差为 5%；生产条件：中等规模机械厂,可加工78 级齿轮及蜗轮；动力来源：电力,三相沟通 380/220）；设计工作量： 1.减速器装配图一张 A1）2 / 20 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2.零件图 13） 3.设计说明书一份 挑选数据：输送带的牵引力 F=2kN 输送带的速度 v=1.3m/s 输送带滚筒的直径 D=180 二、挑选电动机1传动装置的总效率： = 1 2 2 3 4 5 式中： 1为 V 带的传动效率,取 1=0.96； 2为两对滚动

4、轴承的效率,取 2=0.99； 3为一对圆柱齿轮的效率,取 3=0.97； 4为弹性柱销联轴器的效率,取 4=0.98； 5为运输滚筒的效率,取 5=0.96；所以,传动装置的总效率 0.96=0.86 电动机所需要的功率 =0.96 0.99 0.99 0.97 0.98P=FV/ =2000 1.3/0.86=3.02kw；2卷筒的转速运算 =60 1000V/ D=60 1000 1.3/3.14 180=138r/min V带传动的传动比范畴为 =25；机械设计第八版 155页：传动比大,会减小带轮包角；当带轮的包角减小到肯定程度时,带传动就会打滑,从而无法传递规定的3 / 20 名师

5、归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 功率；因此,带传动的传动比一般为i 7, 举荐值为 i= 25；单级圆柱齿轮减速器,举荐传动比为8 10 ；详见机械设计第八版 413页,表 18-1 单级圆柱齿轮减速器 总传动比的范畴为 16,50；电动机的转速范畴为 2208,5520；3挑选电动机的型号：依据工作条件,挑选一般用途的Y 系列三相异步电动机,依据电动机所需的功率,并考虑电动机转速越高,总传动比越大,减速器的 尺 寸 也 相应 的增大 , 所 以选 用 Y112M-2 型 电动 机； 额 定 功率 4KW , 满 载

6、 转 速 2890r/min ）, 额 定 转 矩 2.2N/m ） , 最 大 转 矩 2.3=13.6m/s机械设计第八版 155页: 当带传动的功率肯定时,提高带速,可以降低带传动的有郊拉力,相应地削减带的根数或者V带的横截面积,总体上削减带传动的尺寸；但是,提高带速,也提高了 V带的离心力,增加了单位时间内带的循环次数,不利于带传动的疲惫强度和寿命；降低带速就有相的反的利弊；由此可见,带速不宜过高或过低,一般举荐 v=525m/s,最高带速 vmax30m/s；明显 13.6m/s,初步确定中心矩=500mm 详见到机械设计第八版 5.运算带所需的基准长度：152页,中心距的选定L d

7、o=2a0+ 2/4a0=2 500+3.14 90+280/2+280-902/4 500=1599mm详见机械设计第八版 158页公式 8-22的引用带的基准长度 L d依据 Ldo由表8-2选取 Ld=1600mm 6.运算实际中心距 a =500+1600-1599/2=501mm 机械设计第八版 158页公式 8-23的引用6 / 20 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - =158.2790 0机械设计第八版 158页公式 8-25的引用 7.确定带的根数 Z Z =5.2/1.66+0.36）0.96 0

8、.99=2.708机械设计第八版 158页公式 8-26的引用 8.运算预紧力机械设计第八版 158页公式 8-27的引用机械设计第八版 149查表8-3得q=0.1kg/m）9.运算作用在轴上的压轴力机械设计第八版 158页公式 8-28的引用 四.带轮结构设计 带轮的材料采纳铸铁主动轮基准直径 dd1=90mm,故采纳腹板式 或实心式）,从动 轮基准直径 dd2=280mm,采纳孔板式；五齿轮的设计1选定齿轮的类型,精度等级,材料以及齿数；.减速器运输机为一般工作机器,工作速度不是太高,所以选用 7级精度 .挑选材料；由表 10-1可挑选小齿轮的材料为 45Gr调质,硬度为 280HBS,

9、大齿轮的材 料为45刚.选小齿轮的齿数为 24,就大齿轮的齿数为 z2=246.96=167.04 ,取 z 2=168 2按齿面接触强度进行设计 由设计公式进行运算,即机械设计第八版 203页公式 10-9a的引用 选用载荷系数 =1.3 3.运算小齿轮传递的转矩 T1=95.5 10 5 2.899/963.3=2.874 10 4N m机械设计第八版 205页:由表10-7选定齿轮的齿宽系数；机械设计第八版 201页:由表10-6查得材料的弹性影响系数 =189.8 由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲惫强度极限 =600Mpa；大 齿轮的接触疲惫强度极限 =550MPa 8 /

10、 20 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - =9 =60 963.3 1 =3.97 108机械设计第八版 206页公式 10-13的引用4.运算接触疲惫许用应力；取失效概率为 1%,安全系数 S=1,得=540Mpa =522.5Mpa 机械设计第八版 205页 公式 10-12 机械设计第八版 207页 K HN1=0.9, KHN2=0.95 5.运算接触疲惫许用应力；试算小齿轮分度圆的直径,带入中较小的值=2.32=41.296mm 1运算圆周的速度=2运算齿宽 b =1 41.296mm=41.296mm

11、3运算齿宽和齿高之比；9 / 20 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 模数 =齿高 =2.25 1.72=3.87 mm 4）运算载荷系数；依据V=2.08mm/s；7级精度,可查得动载系数 =1.08；机械设计第八版 194页图10-8 直齿轮 =1；可得使用系数=1；机械设计第八版 193页=1.31；机械设计第八版 197页表10-4 由10.67,=1.31 可得=1.25 故载荷系数=机械设计第八版 192页 公式 10-2的引用5）按实际的载荷的系数校正所算得的分度圆直径；= mm 6）运算模数 m；

12、= =1.77mm；6按齿根弯曲强度设计弯曲强度的运算公式；机械设计第八版 201页查表可得小齿轮的弯曲疲惫强度极限=500Mpa；大齿轮的弯曲强度极限=380 Mpa 机械设计第八版 208页2）查表可得弯曲疲惫寿命系数=0.86,=0.87；3）运算弯曲疲惫许用应力；取弯曲疲惫安全系数 S=1.4,由式可得= Ma = Ma 4运算载荷系数 K = =1.35 5查取齿形系数；查得2.652.145 机械设计第八版 200页6查取应力校正系数；查表可得 = 1.58 =1.97 机械设计第八版 200页7运算大,小齿轮的 并加以比较；=大齿轮的数值大；11 / 20 名师归纳总结 - -

13、- - - - -第 12 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2）设计运算；对比运算结果,由齿面接触疲惫强度运算的模数 m大于由齿根弯曲疲惫强度运算的模数,由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所打算的承载才能,而齿面接触疲惫强度所打算的承载才能,仅与齿轮直径 即模数与齿数的乘积）有关,可取由弯曲强度算得的模数2.3并就近圆整为标准值 m=1.5,按接触强度运算得的分度圆直径 =42.477mm,算出小齿轮数= ,取29 大齿轮的齿数 =29 6.96=202 综上所述,这样设计出的齿轮传动比稳固,不仅满意了齿面接触疲惫强度,而且满意了齿根弯曲疲惫强度,并做到结

14、构紧凑,提高了效率,有效削减各种失效,再者防止了铺张,故设计这种齿轮；7.几何尺寸的运算运算中心距=3）运算齿轮的宽度12 / 20 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 43.5mm 六轴的设计与校核一）低速轴的运算1.轴的材料选取选取45钢,调制处理,参数如下 : 硬度为 HBS220 抗拉强度极限 B650MPa 屈服强度极限 s355MPa 弯曲疲惫极限 1275MPa 剪切疲惫极限 1155MPa 许用弯应力 1=60MPa2.初步估量轴的最小直径轴上的转速功率 由以上机械装置的运动和动力参数运算部分可知

15、=138；=2.7841 取 =115 mm 上式为机械设计第八版 370页公式 15-2的引用输出轴的最小直径明显是安装联轴器处的直径 .为了使所选的轴的直径 与联轴器的孔径相适应,故需要同时选取联轴器型号；联轴器的运算转矩,查表 14-13 / 20 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1,考虑到转矩变化小,故取 .就依据运算转矩应小于联轴器公称转矩的条件；查机械零件手册第5版）,选 HL2型弹性套柱销联轴器,半联轴器孔的直径 d1=32mm,长度 L82mm,半联轴器与轴配合的毂孔长度 L1=60mm,取32

16、mm 3.拟定轴的装配方案4. 依据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度；1）选取 d =32mm, 60mm；因 I-II 轴右端需要制出一个定位轴肩,故取 37mm；2）初选滚动轴承；因轴承只受径向力的作用,应选用深沟球轴承,参照工作要求,由轴知其工作要求并依据 d =38mm,查机械零件手册 第五版）,选取轴承型号为 6280,其中 d=40mm,D=80mm,B=18mm,所以d- =d - =40mm,l- =l - =18mm；3）取做成齿轮处的轴段-的直径45mm,齿轮的右端与右轴承之间采纳套筒定位,齿轮的宽度为 44mm,取l - =44mm；4）轴承端盖的总宽度为 20mm；

17、依据轴承端盖的装拆及便于14 / 20 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与带轮右端,面间的距离l30mm, 故取；5）齿轮距箱体内壁 a=10mm,轴承位距箱体内壁 s=5mm, l - =l - =a+s=15mm,d - =d- =42mm；5运算过程依据轴上的结构图作出轴的运算简图；确定轴承的支点位置大致在轴承宽度中间；L 1=l- +l- + l - =119mm L2= l - +l - + l - =46 15 / 20 名师归纳总结 - - - - - - -

18、第 16 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - L3=l - +l - +l- =46 L2+L3=92mm 运算支反力作用在低速轴上的 =Fr= =460.9N 水平面方向 MB0 FNH492-Ft46=0 FNH4=627N =0,垂直面方向 MB 0,故F0,运算弯距水平面弯距=垂直面弯矩MCV3=FNV3合成弯矩16 / 20 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 支反力弯距 M 总弯距扭距 T T190 Nm 6.按弯扭合成应力校核轴的硬度进行校核时,通常只校核轴上承担最大弯距

19、和扭距的截面 即危急截面C）的强度；依据课本式 373页155及上表中的值,并扭转切应力为脉动循环变应力,取0.6,轴的运算应力 MPa12.96 MPa 已由前面查得许用弯应力 1=60MPa,因 判定危急截面截面A, B只受扭矩作用,虽然键槽、轴肩及过渡协作所引起应力集中均将减弱轴的疲惫强度,但由于轴的最小直径是按扭转强度较为富裕地确定的,所以截面A, B均无需校核；从应力集中对轴的疲惫强度的影响来看,截面和 IV 和V处的过盈协作引起的应力集中最严峻；从受载的情形看,截面 C上的应力最大；截面 IV 的应力集中的影响和截面V的相近,但截面 V不受扭距作17 / 20 名师归纳总结 - -

20、 - - - - -第 18 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 用,同时轴径也较大,故可不必作强度校核；截面C上虽然应力最大,但应力集中不大 ,而且这里轴的直径最大,故截面 C不必校核；因而只需校核截面 IV 的右侧即可,由于 IV 的左侧是个轴环直径比较大,故可不必校核；2截面 IV 右侧抗弯截面系数： W0.1d30.1 4539112.5mm3抗扭截面系数： WT0.2d 30.2 45 318225mm 3 弯矩M及弯曲应力为 : M30728.4 16032.2 N mm 1.76MPa 截面上的扭矩截面上的扭转切力 : 10.4Mpa 过盈协作处的

21、的值,由课本附表 3-8用插入法求出,并取,3.50 就 0.8 3.502.8 轴按磨削加工,由课本附图 3-4查得表面质量系数0.92 故得综合系数值为：3.59 2.89 又由课本 31及32得炭钢得特性系数18 / 20 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 0.10.2 ,取0.1 0.050.1 ,取0.05 所以轴在截面的右侧的安全系数为=43.5 10.1 9.84S1.6 因运算精度较低,材料不够匀称,应选取 s1.6）故该轴在截面右侧的强度也是足够的；因无大的瞬时过载及严重的应力循环不对称性,故可略去静强度校核；19 / 20 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页,共 20 页