邵阳学院机械设计课程设计-带式输送机传动装置课程设计.docx

邵阳学院机械设计课程设计课题名称带式输送机传动装置学生姓名学号0540718066系、专业机械设计制造及其自动化指导教师职称2007年12月30日机械设计课程设计是培养学生具有设计能力的技术基础课。机械设计课程设计则是机械设计课程重要的实践性教学环节。通过课程设计实践，可以树立正确的设计思想，增强创新意识，培养综合运用机械设计课程和有其他先修课程的理论与生产实际知识去分析及解决机械设问题的能力。机械设计工作，可以分为计算和结构设计两部分，它们是紧密相关、互相联系的。机械设计完成的图纸表示的是机械的结构，按图纸加工出的机器，应具有使用者要求的性能。所以，机械设计和加工者直接接触的是机械的结构。为了使机械结构具有要求的性能、工作可靠、经济实用，在很多情况下要进行计算。计算做为结构设计的依据，而计算数据必须以机械结构为对象，如强度计算必须知道机械的有关结构尺寸，运动学计算必须知道机械的机构方案，计算结果对这些部分有重要的指导作用。因此，在机械设计中结构设计和计算常是互相交叉、反复进行的。第2章电动机的选择2.1电动机的选择2.1.1 选择电动机的类型。按工作要求和工作条件选用Y系列三相异步电动机。2.1.2 选择电动机的容量：标准电动机的容量由额定功率表示。所选电动机的额定功率应该等于或稍大于工作要求的功率。容量小于工作要求，则不能保证工作机的正常工作，或使电动机长期过载、发热大而过早损坏；容量过大，则增加成本，并且由于效率和功率因数低而造成电能浪费。2.1.3 1工作机的有效功率为：=3.45Zrkr_23007VXI.5ms100o_100O2.1.4 .2电动机到工作机输送带间的总效率为：3小=i345i.2、44、5分别为带、轴承、齿轮、联轴器、滚筒的传动效率。查表得=0.96,772=0.98,773=0.97,14=0.99,5=0.96。所以0.96×0.983×0.97X0.99X0.96=0.852.1.5 .3电动机所需工作功率为:3.450.85=4.O6rw2.124确定电动机的转速取齿轮传动一级减速器传动比的范围i'=360取V带传动比i2,=2o则总的传动比i'=i'i2'=624°3.2.1 各轴的转速。I轴：zz=960rmin11轴：112=%=96。=360.9rmin36.1rminU2.66HI轴：113=112=360.Ir/minIV轴：=生=72.02=/min72rminu5滚筒轴：z=%=72rmin3.2.2 各轴的输入功率：PI=Pd=4.06hvP?=P=4.06×0.96=3.8976h3.90kwP3=P?=3.90wP,=p32.3=3.90×0.98×0.97=3Jlkw尸卷二P4aX小=3.71X0.98X0.97=3.53kw3.2.3 各轴的输入转矩为：电动机输出转矩为：z=9.55×106-三9.55×106×=4.04×104mmrim960I轴：T,=Td=4.04×104NmmII轴：T2=9.55×106-=9.55×106×=1.03×105mm112360.1III轴：=兀=1.03XIO,Nmmp371IV轴：T4=9.55XlO6=9.55×106×-=4.92×105mm472滚筒轴：T堆=T424=4.92XIO5×0.98×0.99=4.77×105Nmm将上述计算结果汇总于下表，以备查用：轴名功率P/kw转矩T(Nmm)转速n(rmin)传动比i电动机4.064.04×IO49601I轴4.064.04×IO49602.666II轴3.901.03×IO5360.11III轴3.901.03×IO5360.15IV轴3.714.92×IO5721滚筒轴3.534.77×IO572第4章皮带轮传动的设计计算4.1 由任务书知选择普通V带进行传动由课本表5-8查得V传动的工作情况系数KA为：Ka=I.18+0.2=1.38Pc=Ka×P=1.38×5.5=7.59kw由Pc=7.59kw,11m=960r/Inin,和课本图5-10得:应选用A型V带。4.2 确定带轮基准直径。由课本表5-10知A型V带的最小直径为75mm,则初选da=100mmo4.3 验算带速。Tmnddl11X960×100LCC,V=5.03mS6000060000V在5-25ms之间，满足带速要求。4.4 计算从动带轮的基准直径。k=2.666=0.02(Id2-Q-Gizddi-(1-0.02)×2.666×100=261.268mm按带轮基准直径系列取dd2=265mm,则实际传动比为：j_ddi_265_2i2(1-)(l-0.02)×100传动比误差相对值为：R=:2-2.666=128%i.2.666因为1.28%<5%固所选大带轮直径可用。4.5 确定中心距a。和带的基准长度Ld0.55(dai+dd2)a2(dd+dd2)0.55(100+265)a2(100+265)200.75a730取ao=6OOmm带长L=2圆+工+五)+一24。0C%/sc”八(265-100)2=2×600+(100+265)+24×600=1784.4mm由课本表5-4得：Ld=1800mm、匚Ld-Ld/八八1800-1784.4o实际中心距a=ao-=600+=607.8mm224.6 校核小带轮的包角1-CCodd2-ddlLrCUai180°×57.30a=18Oo265-100573o607.8=164.440因为a=164.44°>120°,所以满足要求。4.7 确定V带的根数：PCZ-(Po+NPGkak由课本表5-6得：Po=O.95由课本表5-9得:Po=O.ll=7.377.59Z-(0.95+0.11)×0.961.01P75Fo三500-1)+v2VZka7592SFo=500×-×(1)+0.1×(5.03)25.03×80.96=153.432VF=2zFosin=2×8×153.43×sin82.220=2432.28N2,20n=上x360.1=72.02100nn1=172-72.021=eg%<5%72dQ-390d115x3/-=25.44mm360.1Ft2l×1.03×1041202vdi502Ex70+'x(140+110)=6403n140Fch=4120+2432-6403=149NTc=KT=1.5×4.92×105=7.38×105mm=738mC50×112JB50×842T22×4.92×105=3936NFah-Fch-=1968N2轴的水平面受力图轴的水平面弯矩图Fr=Fttana=3936tan20°=1432.62VFrFCV=FAV=-=763N2Mb=Mbn2+Mbv2=7137760+5014?=146601.3mm轴的盆矩图Mb=329598.2Nmm146601.3+4.25×4.7SyJS2+S24.252+4.72Pn16670CLlOh-36017736.2JFA=Jfah2+Fav=6446.8N16670r33400V3726Fa=Fah2+Fav2=6446.8NLlOh=16670fC):J10=47699.416670r62000¼36017736.2)Fa=Fb=/Fah2+Fav2=19682+716.32=2094.3N716670fCYLlOh几16670f71600YSC=53537oo722513.2job=8mm,h=7mm,L=50mm即：键8×100GBT1096oL=L-b=50-8=42mm.K=0.5h=0.5×7=3.5mm查课本表13-1,得轻微冲击载荷时，键联接的许用挤压应力。p=100120MPa02Tdlk2x1.03x1053.5×42×30=46JMPa<p所以键的挤压强度足够。8.1.1 输出轴上键的选择及校核。输出轴上开有两个键槽，分别与齿轮及联轴器联接。8.1.1.1 与齿轮联接的键，选择C型，根据轴径d=60mm。查手册得b×h=18x11,即键宽为18,键宽为18,键高为11,取标准长度为L=40mm,所以l=L-b=40-182=31mmok=O.5h=0.5×11=5.5mmo2Tdlk2x4.92xl()55.5×31×6O=96.2MPa<p所以键的挤压强度足够。8.LL2与联轴器联接的键，选择C型，根据轴径d=50mm.查手册得b×h=14×9,即键宽为14,键宽为9,取标准长度为L=100mnb所以1=L-b=100-14/2=93mmok=0.5h=0.5×9=4.5mmo2Tdlk=96.2MPa<p2x4.92x1()54.5×93×50所以键的挤压强度足够。第9章箱体的设计9.1 箱体的基本结构设计。箱体是减速器的一个重要零件，它用于支持和固定减速器中的各种零件，并保证传动件的啮合精度，使箱体有良好的润滑和密封。箱体的形状较为复杂，其重量约占减速器的一半，所以箱体结构对减速器的工作性能、加工工艺、材料消耗，重量及成本等有很大的影响。箱体结构与受力均较复杂，各部分民尺寸一般按经验公式在减速器装配草图的设计和绘制过程中确定。9.2 箱体的材料及制造方法：选用铸铁，砂型铸造。9.3 箱体各部分的尺寸：箱体参数表1：名称称号一级齿轮减速器计算结果机座壁厚0.025a+lmm8mm8机盖壁厚0.02a+lmm8mm8机座凸缘厚度b1.512机盖凸缘厚度bi1.512机座底凸缘厚度P2.5地脚螺钉直径df0.036a+12mm20地脚螺钉数目na250mm4轴承旁连接螺栓直径di0.75df16机座与机盖连接螺栓直径d2(0.50.6)df12连接螺栓d2的间距115020Omm轴承端螺钉直径d3(0.40.5)由10窥视孔盖螺钉直径d4(0.30.4)df8定位销直径d(0.70.8)ch9dfdi、d2至外机壁距离Cl见表2dl、d2至缘边距离C2见表2轴承旁凸台半径RiC2凸台高度h根据低速轴承座外径确定50外机壁到轴承端面距离Iic+C2+(58)mm50内机壁到轴承端面距离h+c+C2+(58)mm58大齿轮齿顶圆与内机壁距离l1.210齿轮端面与内机壁的距离2机盖、机座肋厚mi、m11iO.851,m0.857轴承端盖外径D2轴承座孔直径+(55.5)d3110/130轴承端盖凸缘厚度e(1-1.2)d310轴承旁连接螺栓距离S尽量靠近，以Mdi和Md3不发生干涉为准表2：连接螺栓扳手空间Cl、C2值和沉头座直径螺栓直径M8MlOM12M16M20M24M30Clmin13161822263440C2min11141620242834沉头座直径20242632404860第10章润滑和密封的设计10.1 润滑齿轮采用浸油润滑,轴承采用脂润滑。齿轮圆周速度v<5ms所以采用浸油润滑;轴承DPWn=1.26×104W(23)×IO5所以采用脂润滑。浸油润滑不但起到润滑的作用，同时有助箱体散热。为了避免浸油的搅动功耗太大及保证齿轮啮合区的充分润滑，传动件浸入油中的深度不宜太深或太浅，设计的减速器的合适浸油深度Hl对于圆柱齿轮一般为1个齿高，但不应小于IOmm,保持一定的深度和存油量。油池太浅易激起箱底沉渣和油污，引起磨料磨损，也不易散热。取齿顶圆到油池的距离为50mm。换油时间为半年，主要取决于油中杂质多少及被氧化、被污染的程度。查手册选择L-CKB150号工业齿轮润滑油。10.2 密封减速器需要密封的部位很多，有轴伸出处、轴承内侧、箱体接受能力合面和轴承盖、窥视孔和放油的接合面等处。10.2.1 轴伸出处的密封作用是使滚动轴承与箱外隔绝，防止润滑油漏出以及箱体外杂质、水及灰尘等侵入轴承室，避免轴承急剧磨损和腐蚀。由脂润滑选用毡圈密封，毡圈密封结构简单、价格便宜、安装方便、但对轴颈接触的磨损较严重，因而工耗大，毡圈寿命短。10.2.2 轴承内侧的密封该密封处选用挡油环密封,其作用用于脂润滑的轴承，防止过多的油进入轴承内,破坏脂的润滑效果。10.2.3 箱盖与箱座接合面的密封的接合面上涂上密封胶。10.3 附件的设计10.3.1 窥视孔盖和窥视孔为了检查传动件的啮合、润滑、接触斑点、齿侧间隙及向箱内注油等，在箱盖顶部设置便于观察传动件啮合的位置并且有足够大的窥视孔，箱体上窥视孔处应凸出一块，以便加工出与孔盖的接触面。10.3.2 排油孔、放油油塞、通气器、油标为了换油及清洗箱体时排出油污，在箱座底部设有排油孔，并在其附近做出一小凹坑，以便攻丝及油污的汇集和排放，平时排油孔用油塞及封油垫封住。本设计中采用螺塞M16X2o为了检查减速器内的油面高度，应在箱体便于观察、油面较稳定的部位设置油标。10.3.3 吊耳和吊钩为了拆卸及搬运减速器，应在箱盖上铸出吊耳环，并在箱座上铸出吊钩，吊钩和吊耳的尺寸可以根据具体情况加以修改。第11章设计总结经过近三个星期的努力，这次课程设计终于完成了，通过这次课程设计学到了很多东西，巩固和复习了前面所学的知识，对机械设计这个专业有了更深的了解和认识，明白了许多设计中应当注意到的问题,为以后的设计工作打下了基础。由于时间紧迫，本次设计能够顺利的完成，首先要感谢邓清芳老师对我的多次指导，邓老师给我及时、详细、耐心的讲解，使我能够明白课程设计中应当请注意的问题，以便使我的遇到困难时能尽快的解决。其次同学们的讨论和提示也给了我不少的帮助，在此谢谢大家啦。同时也要感谢学校为我们提供了良好的教学环境，为我们设计提供了硬件支持和提供了各种参考资料。第12章参考文献参考文献1吴宗泽主编.机械设计.北京：高等教育出版社，2001.2宋宝玉主编，吴宗泽主审.机械设计课程设计指导书，北京：高等教育出版社，2006.3孙恒、陈作模主编.机械原理.第七版.北京：高等教育出版社，2006.4裘文言、张祖继、瞿元赏主编.机械制图.高等教育出版社，2005.5刘鸿文主编.简明材料力学.高等教育出版社，2006.6吴宗泽、罗国圣主编.机械设计课程设计手册.北京：高等教育出版社，2006.