機械設計課程設計---帶式運輸機減速裝置

1、<p><b>　　機械設計課程設計</b></p><p>　　題 目： 帶式運輸機減速裝置 </p><p>　　專業(yè)年級： </p><p>　　學生姓名： </p><p>　　學 號： </p><p>　　

2、指導教師： </p><p>　　機械設計課程設計任務書</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　（一）電機的選擇3</p><p>　?。ǘ﹤鲃友b置的運動和動力參數(shù)計算4</p><p>　?。ㄈ￢帶傳動設計4</p>

3、<p>　?。ㄋ模p速器（齒輪）參數(shù)的確定5</p><p>　?。ㄎ澹┹S的結構設計及驗算6</p><p>　　（六）高速軸上的軸承壽命校核7</p><p>　?。ㄆ撸└咚佥S軸強度計算7</p><p>　　（八）聯(lián)軸器的選擇8</p><p>　?。ň牛╂I連接的選擇和計算9</p>

4、;<p><b>　?。ㄒ唬╇姍C的選擇</b></p><p>　　1.選擇電機的類型和結構形式,依工作條件的要求，選擇三相異步電機</p><p><b>　　a.封閉式結構</b></p><p><b>　　b.U=380v</b></p><p><

5、b>　　c.Y型</b></p><p><b>　　2.電機容量的選擇</b></p><p>　　工作機的功率P工作機=F牽×V運輸帶/1000= 3.5 Kw</p><p>　　V帶效率： 0.96 </p><p>　　滾動軸承效率： 0.98 </p><

6、p>　　齒輪傳動效率（閉式）: 0.97 x 1 (對)</p><p>　　聯(lián)軸器效率： 0.99 </p><p>　　傳輸總效率η= 0.83 </p><p>　　則，電機功率Pd== 4.22 kw</p><p><b>　　3.電機轉速確定</b></p><p>

7、　　工作機主動軸轉速n工作機== 95.54 r/min </p><p>　　V帶傳動比范圍：2～4 一級圓柱齒輪減速器傳動比范圍：3～6 </p><p>　　總傳動比范圍：4～20</p><p>　　∴電動機轉速的可選范圍為： 382 ～ 1910 r/min </p><

8、;p>　　在此范圍的電機的同步轉速有： 750、1000、1500r/min </p><p>　　依課程設計指導書67頁Y系列三相異步電機技術數(shù)據(jù)（JB30 74-82）選擇電 機的型號為； Y112M-4 性能如下表：</p><p>　　4.電機主要外形和安裝尺寸</p><p>　　（二）傳動裝置的運動和動力參

9、數(shù)計算</p><p>　　所選電機滿載時轉速nm = 1440 r/min </p><p>　　總傳動比：i總 == 15.07 </p><p>　　1.分配傳動比及計算各軸轉速</p><p><b>　　i總=iD×i</b></p><p>　　帶傳動的傳動比iD =

10、 2.8 </p><p>　　一級圓柱齒輪減速器傳動比i = 5.38 </p><p>　　則高速軸I軸轉速n1 = 514.29 r/min </p><p>　　則低速軸II軸的轉速n2 = 95.60 r/min </p><p>　　2.各軸輸入功率，輸出功率</p><p>　　P輸出 =ηP

11、輸入，效率如前述。</p><p>　　則高速軸I軸的輸入功率PI= 3.84 KW

12、

13、 </p><p>　　輸出功率PI＇= 3.76 KW</p><p>　　則低速軸II軸的輸入功率PII= 3.65 KW，</p><p>　　輸出功率PII＇= 3

14、.58 KW</p><p><b>　　3.各軸輸入轉矩</b></p><p>　　小帶輪輸入轉矩Td= 26.53 N·m</p><p>　　I軸輸入轉矩TI= 70.83 N·m </p><p>　　II軸輸入轉矩TII= 365.97 N·m <

15、/p><p><b>　　V帶傳動設計</b></p><p>　　1.確定計算功率Pc</p><p>　　已知電機輸出功率，依教材《機械設計基礎》表 11.5 ，取KA=1.2,故Pc= 4.8 KW </p><p>　　2.選擇普通V帶型號</p><p>　　已知Pc、nm，結合教材《機

16、械設計基礎》，由圖11.8 確定所使用的V帶為 A 型。</p><p>　　3.確定大小帶輪基準直徑d1，d2。</p><p>　　由《機械設計基礎》表 11.6 取d1= 112 mm ，帶傳動比iD已知，則d2=iD·d1= 314 mm </p><p><b>　　4.驗算帶速v</b></p>&

17、lt;p>　　v == 3.01 m/s </p><p>　　5.求V帶基準長度和中心距（L0，a）</p><p>　　初定中心距a0=1.5（d1+d2)= 639 mm ,選a0= 650 mm </p><p>　　帶長L0=2a0+(d1+d2) = 1984.51 mm </p><p>　　由表 11.2

18、 ，對 A 型帶進行選用，Ld = 2000 mm</p><p>　　則實際中心距：a≈a0+= 658 mm

19、 </p><p><b>　　6.驗算小帶輪包角</b></p><p>　　=162.41°>120°合格。</p><p><b>　　7.求V帶根數(shù)Z<

20、;/b></p><p>　　已知n1，d1 ，查表 11.3 得P0 = 0.90 </p><p>　　已知傳動比iD ，查表 11.3 得ΔP0 = 0.09 </p><p>　　已知1，查表 11.4 得Kα = 0.95 ，查表 11.2 得KL = 1.03 </p><p>　　則

21、V帶根數(shù)Z == 5 。 </p><p>　　8.求作用在帶輪上的壓力FQ</p><p>　　由《機械設計基礎》表 11.1 ，可知 A 型帶每米質量q = 0.10 kg/m </p><p>　　單根V帶的拉力F0 == 270 N </p><p>　　作用在軸上的壓力FQ =2ZF0sin= 2673 N <

22、;/p><p>　　（四） 減速器（齒輪）參數(shù)的確定</p><p>　　1.選擇材料及確定許用應力 </p><p>　　由《機械設計基礎》表 13.9 得：</p><p>　　小齒輪用： 35鋼 ，熱處理方式： 調質 ，齒面硬度為180-210 </p><p>　　大齒輪用： 35鋼 ，熱處理方式：

23、正火 ，齒面硬度為 150-180 </p><p>　　由表 13.13 ，取安全系數(shù)SH= 1 ，SF= 1.25 </p><p><b>　　則許用應力為：</b></p><p>　　【σH1】=σHlim1/SH= 550 . 【σH2】= σHlim2/SH= 525 </p>&

24、lt;p>　　【σF1】=σFE1/SF= 168 . 【σF2】= σFE2/SF= 152 </p><p>　　2.按齒面接觸強度設計</p><p>　　設齒輪按 8 級精度制造，按齒面接觸強度設計。</p><p>　　由表 13.10 得載荷系數(shù)K = 1.1 ，由表13.15得齒寬系數(shù)Φd = 1 </p><

25、p>　　小齒輪輸入功率P = 3.84 kw ，轉矩T1 =9.55××= 71.31 N·m ，</p><p>　　由表 13.11 可得彈性系數(shù)ZE = 189.8 </p><p>　　則小齒輪直徑d1 ≥= 54 mm</p><p>　　齒數(shù)取Z1 = 18 ，Z2 =i·Z1 = 98 ,模數(shù)m

26、 =d1 /z1 = 3 </p><p>　　按表 13.1 ，標準模數(shù)m = 3 ，實際傳動比i=Z2/Z1 = 5.39 </p><p>　　實際標準中心距離a = 174 mm </p><p>　　齒寬54 mm （圓整）</p><p>　　為補償安裝誤差，取小齒輪齒寬b1 =b+5= 59 mm </p&g

27、t;<p>　　3.驗算輪齒彎曲強度</p><p>　　由圖 13.12 ，取齒形系數(shù)YFa1 = 2.53 , YFa2 = 2.19 .</p><p>　　由圖 13.14 ，取外齒輪齒根修正系數(shù)YSa1 = 0.9 ，YSa2= 0.98 </p><p>　　判斷： 45.4 MPa ≦【σF1】</p>&

28、lt;p>　　判斷： 42.8 MPa ≦ 【σF2】</p><p>　　滿足條件 合適 </p><p><b>　　4.齒輪的圓周速度</b></p><p><b>　　1.45 m/s </b></p><p>　　對照表

29、13.5 可知，選著 8 級精度是合適的。</p><p><b>　　軸的結構設計及驗算</b></p><p>　　1.高速軸及低速軸的材料選擇</p><p>　　根據(jù)表 16.1 得，高速軸材料為： 45鋼 ，熱處理方式： 正火 </p><p>　　低速軸材料為： 45鋼 ，熱處理方式： 正火 &l

30、t;/p><p>　　高速軸極限強度【σB1】 600 MPa ，低速軸極限強度【σB2】 = 580 MPa </p><p>　　根據(jù)表 16.8 得，兩根軸的許用彎曲應力【σ-1b 】= 55 N·mm </p><p><b>　　2.軸頸初估</b></p><p>　　初選小輪軸頸，根據(jù)扭

31、轉強度計算初估軸頸。由表 16.7 得常數(shù)C= 110 </p><p>　　= 21.53 ，結合大帶輪輪轂內徑，圓整后暫取d1 = 25 mm </p><p>　　大輪軸頸= 36.98 ，結合聯(lián)軸器內徑，圓整后暫取d2 = 38 mm </p><p>　　3.軸的徑向尺寸設計</p><p>　　根據(jù)軸及軸上零部件的

32、固定，定位，安裝要求，初步確定軸的徑向尺寸。</p><p>　　低速軸：（帶尺寸的草圖）</p><p><b>　　各尺寸確定的依據(jù)：</b></p><p>　　d1=38mm ，d2=d1+(2~3)C=42.8mm ， d3=d2+(1~2)=45mm </p><p>　　d4=d3+(1~2

33、)=47mm ，d5= d4+(2~3)C=54mm ，d6=50d7=d3=52mm </p><p>　　5.軸的軸向尺寸設計</p><p>　　根據(jù)軸及軸上零部件的固定，定位，安裝要求，初步確定軸的軸向尺寸。</p><p>　　低速軸：（帶尺寸的草圖）</p><p><b>　　各尺寸確定的依據(jù)：</b>

34、</p><p>　　L1=80mm ，L2=K+e+（C-△-B）=66.6mm ， L3= B+△+H+（2~3）=32mm ， </p><p>　　L4=b-（2~3）=52mm， L5=1.4h=4.48mm， L6=H+△-0.4H=15.52mm，L7=B=10mm</p><p>　?。╡=1.2d3=9.6, ， K=15 ， B=10mm，

35、 △=5mm，H=15， C= 57mm） </p><p>　　高速軸上的軸承壽命校核</p><p>　　根據(jù) 《課程設計指導書》選出軸承牌號</p><p><b>　　低速軸承的主要參數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)軸的受力情況可知，高速軸上靠近帶輪一側的軸承所受的徑向力最大，故為最危險軸

36、承。</p><p><b>　　1.徑向力計算</b></p><p>　　已知軸的各部分尺寸，帶輪的壓軸力，齒輪的受力。</p><p><b>　　2.壽命計算</b></p><p>　　由表 11.63 得，溫度系數(shù)ft = 1 ,由表 11.61 得，載荷系數(shù)fp= 76418

37、.82 小時</p><p>　　設計要求壽命為 53070 ，</p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p>　?。ㄆ撸└咚佥S軸強度計算</p><p>　　已知軸的各部分尺寸，帶輪的壓軸力，齒輪的受力。</p><p><b>　　求垂直面的支撐反力&l

38、t;/b></p><p><b>　　求水平面的支撐反力</b></p><p><b>　　垂直平面的彎矩圖</b></p><p><b>　　水平面的彎矩圖</b></p><p>　　由圖可知，合成彎矩按最不利的情況，即帶輪壓軸力與齒輪受力共面，則，= 183

39、.62 N·m </p><p><b>　　求軸傳遞的轉矩：T</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　7.求危險截面當量彎矩</p><p><b>　　=</b></p><p>　　8.計算危險截面處

40、的直徑</p><p><b>　　=40.86mm</b></p><p>　　若考慮到鍵對軸的削弱，將d增加5%</p><p>　　故危險軸段直徑為：Φ 42 mm＜結構設計尺寸Φ 69 mm，合格。</p><p><b>　　（八）聯(lián)軸器的選擇</b></p><

41、p>　　根據(jù)軸孔直徑d2 = 38 輸出轉矩T = 365.97 N·m </p><p>　　依據(jù)《課程設計指導書》，選定聯(lián)軸器型號： HL3 </p><p><b>　　聯(lián)軸器選擇表</b></p><p>　?。ň牛╂I連接的選擇和計算</p><p>　

42、　本設計減速器共需鍵： 2 個</p><p>　　齒輪軸上所需鍵安裝軸段直徑為：¢ 47 mm，</p><p>　　查表選擇普通圓頭平鍵為：h = 9 ，b = 14 ，</p><p>　　根據(jù)對應軸段長度，確定鍵長L = 45 </p><p>　　2.大軸上聯(lián)軸器所需鍵,其安裝段直徑為：¢