帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置.doc

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______________________________________________________________________________________________________________ 重慶交通大學(xué) 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置說明書 2013—2014學(xué)年第二學(xué)期 學(xué)院： 機(jī)電與汽車工程學(xué)院 專業(yè)： 機(jī)械電子工程 班級(jí)： 機(jī)電子3班 姓名： 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)老師： 孫鵬飛 前言 在21世紀(jì)的今天，對(duì)現(xiàn)代帶學(xué)生的能力要求越來越高了，為了能夠熟練的掌握書本知識(shí)并用于實(shí)踐中去，學(xué)校在我們學(xué)習(xí)《機(jī)械設(shè)計(jì)》的同時(shí)進(jìn)行一次設(shè)計(jì)，以便提高我們?cè)谶@方面的結(jié)合能力。 本說明書根據(jù)我們《機(jī)械設(shè)計(jì)》的老師的指導(dǎo)和書本的知識(shí)所設(shè)計(jì)的。在設(shè)計(jì)過層中，邢老師給了一些寶貴意見，使我在設(shè)計(jì)過程和編寫說明書是有了不少的改進(jìn)。 本說明書把卷揚(yáng)機(jī)的一些數(shù)據(jù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的處理，使讀者能夠比較清楚的了解卷揚(yáng)機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理。 在設(shè)計(jì)過程中老師給了許多寶貴的意見在此表示感謝。 書中存在著一定的錯(cuò)誤和缺點(diǎn)，希望老師能給予指出改正。 設(shè)計(jì)者 2014年5月 目錄 一、 課程設(shè)計(jì)的目的……………………………………………… 4 二、 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容……………………………………………… 4 三、 課程設(shè)計(jì)的要求……………………………………………… 5 四、 設(shè)計(jì)計(jì)算 ……………………………………………… 6 1、電動(dòng)機(jī)的選擇 ……………………………………………… 6 2、傳動(dòng)裝置的數(shù)據(jù)處理…………………………………………… 7 3、帶的設(shè)計(jì) ……………………………………………… 8 4、渦輪蝸桿的設(shè)計(jì) ……………………………………………… 10 5、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ……………………………………………… 14 6、軸承的校核 ……………………………………………… 24 7、聯(lián)軸器的選擇 ……………………………………………… 25 8、箱體的結(jié)構(gòu) ……………………………………………… 26 五、 總結(jié) ……………………………………………… 28 一、 課程設(shè)計(jì)的目的 機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)基本要求規(guī)定，每個(gè)學(xué)生必須完成的一個(gè)課程設(shè)計(jì)。它是機(jī)械設(shè)計(jì)課程的最后一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也是高等工科院校大多數(shù)專業(yè)學(xué)生第一次較全面的設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練，其基本目的是： a) 培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)踐的設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)和有關(guān)先休課程的理論，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐分析和解決工程實(shí)際問題的能力，鞏固、加深和擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)； b) 通過制訂設(shè)計(jì)方案，合理選擇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和零件類型，正確計(jì)算零件工作能力、確定尺寸和選擇材料，以及較全面地考慮制造工藝和維護(hù)要求，之后進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，達(dá)到了解和掌握機(jī)械零件、機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡(jiǎn)單機(jī)械的設(shè)計(jì)過程和方法； c) 進(jìn)行設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練。例如計(jì)算.繪圖.熟悉和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（手冊(cè)、圖冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等）以及使用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù).進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算和處理數(shù)據(jù)的能力。 二、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容 課程設(shè)計(jì)通常選擇一般用途的機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡(jiǎn)單機(jī)械為題，如設(shè)計(jì)圖1所示卷揚(yáng)機(jī)的減速器或整機(jī)。 課程設(shè)計(jì)通常包括以下內(nèi)容：決定傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)方案；選擇電動(dòng)機(jī)：計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)；傳動(dòng)零件、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算；軸承、聯(lián)結(jié)件、潤(rùn)滑密封和聯(lián)軸器的選擇及校驗(yàn)計(jì)算；機(jī)體結(jié)構(gòu)及其附件的設(shè)計(jì)；繪制裝配圖及零件工作圖；編寫計(jì)算說明書。 三、課程設(shè)計(jì)的要求 一、原始數(shù)據(jù) 題號(hào) 參數(shù) D1 運(yùn)輸帶工作拉力F/N 2400 運(yùn)輸帶工作速度v/(m/s) 1.0 卷筒直徑D/mm 380 二、工作條件與計(jì)算要求 連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷有輕微振動(dòng)。運(yùn)輸帶速度允許誤差± 5%；兩班制工作，3年大修，使用期限15年。(卷筒支承及卷筒與運(yùn)輸帶間的摩擦影響在運(yùn)輸帶工作拉力F中已考慮。)　　 三、設(shè)計(jì)任務(wù)量 1）減速器裝配圖1張（0號(hào)或1號(hào)）； 2）零件工作圖1~3張； 3）設(shè)計(jì)說明書1份。 1－電動(dòng)機(jī)　2－蝸桿減速器　3－聯(lián)軸器　4－卷筒　5－運(yùn)輸帶 四．設(shè)計(jì)計(jì)算 1.電動(dòng)機(jī)的選擇 (1).按工作要求和條件，選用三相異步電動(dòng)機(jī)，電壓380V，Y型。 (2).選擇電動(dòng)機(jī)容量 電動(dòng)機(jī)所需的工作功由= 式中：、、、、 分別為帶傳動(dòng)、軸承、單級(jí)蝸桿、聯(lián)軸器和卷筒的傳動(dòng)效率。 取=0.96，=0.98（滾子軸承），=0.90（蝸桿，不包括軸承效率），=0.99（滑塊聯(lián)軸器），=0.96，則 ==0.80 所以 ===3kW (3).確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 卷筒軸工作轉(zhuǎn)速為 n===51 按《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)》推薦的傳動(dòng)比合理范圍，去V帶傳動(dòng)比的傳動(dòng)比=2～4，單級(jí)蝸桿傳動(dòng)比=10～40，則總傳動(dòng)比=20～160，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為n=·n=(20～160)×96=1920～15360符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速是3000r/min。 查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》表2.2可得如下表的1種傳動(dòng)方案 方案 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定 kW 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 電動(dòng)機(jī)重 量 N 同步轉(zhuǎn)速 滿在轉(zhuǎn)速 1 Y112M-2 4 3000 2890 45 由各因素考慮而選擇1號(hào)方案。 2傳動(dòng)裝置的數(shù)據(jù)處理 由前面的傳動(dòng)計(jì)算可得傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比==2890/51=57。 由式=·來分配傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比，式中、分別為帶傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表（常用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的性能及使用范圍）V帶的傳動(dòng)比=3，則減速器的傳動(dòng)比為 ==57/3=19 （1）.確定各軸轉(zhuǎn)速 軸 ==2890/3=963 Ⅱ 軸 ==963/19=50.7 卷筒軸 ==50.7 （2）.確定各軸輸入功率 Ⅰ 軸 =·=·=3×0.96=2.88kw Ⅱ 軸 =·=··=2.88×0.98×0.90=2.54kw 卷筒軸 =·=··=2.54×0.98×0.99=2.46kw 式中、、分別為相鄰兩軸間的傳動(dòng)效率; (3).確定各軸的轉(zhuǎn)距 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)距 =9550=9550×3.9/2890=9.91N·m Ⅰ 軸 =·=·· =9.91×3×0.96=28.54N·m Ⅱ 軸 =·=··· =28.54×19×0.98×0.90=478.29N·m 卷筒軸 =··=478.29×0.98×0.99=460.03N·m 軸 名 效率P KW 轉(zhuǎn)距T N·m 轉(zhuǎn)速n 傳動(dòng)比 i 效 率 輸 入 輸 出 輸 入 輸 出 電動(dòng)機(jī)軸 3．0 3．82 2890 3 0.98 Ⅰ 軸 2.88 2.82 28.54 36.35 963 Ⅱ 軸 2.54 2.49 478.29 320.67 50.7 19 0.98 卷筒軸 2,。46 2．44 460.03 314.29 50.7 1.00 0.99 3、帶的設(shè)計(jì) 普通v帶的計(jì)算功率 選擇帶型 確定主動(dòng)齒輪的基準(zhǔn)直徑 確定從動(dòng)齒輪的基準(zhǔn)直徑 驗(yàn)算帶的速度v 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 確定中心距a 實(shí)際中心距a 驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角 確定帶的跟數(shù) 確定預(yù)緊力 作用在軸上的壓力 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》查的工作情況系數(shù)=1.2 則=1.2×4=4.8 KW 根據(jù)和n1由《機(jī)械設(shè)計(jì)》選擇SPZ=63～100型窄V帶 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》選擇小帶輪基準(zhǔn)直徑=90mm 根據(jù)公式從動(dòng)齒輪的基準(zhǔn)直徑 =i=3*90=270mm 根據(jù)表選擇，取=280mm 根據(jù)公式帶的速度v= π××N1/（60×1000）=π×90×2890/（60×100）=13.619 m/s 2+（+）+ =2×500+（280＋90）＋ =1583㎜由表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度為1640mm 根據(jù)0.7（+）2（+） 0.7（90+270）2（90+270） 252720 取=500㎜ a+=500+29.5=529.5㎜ ==159.3°> 所以符合要求 Z= 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表得=0.95 查同頁表得=0.99 由N1=2890r/min，=90mm，i=3.0查表8-5c和表8-5d得=1.64kw =0.34kw 所以Z=4.8/[（1.64+0.34）*0.95*0.99]=2.58 取z=3根 =查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表得q=0.07 = =115.32N =2ZSin=681.41N =4.8 KW 選擇SPZ =90mm =270mm ==13.619 m/s =1640mm =500㎜ a=529.5mm =159.3° Z=3 =115.32N =681.41N 4蝸桿蝸輪的設(shè)計(jì) 1）選擇蝸桿傳動(dòng)類型 根據(jù)GB/T10085-1988的推薦，采用漸開線蝸桿（ZI）。 2）選擇材料 考慮到蝸桿的傳動(dòng)傳遞的功效率不大，速度只是中等，鼓蝸桿用45鋼，因希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為45∽55HRC。蝸桿用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1,金屬模鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵HT100制造。 3）設(shè)計(jì)計(jì)算 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果 齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 相關(guān)公式來源于《機(jī)械設(shè)計(jì)》 初步計(jì)算 使用系數(shù) 動(dòng)載荷系數(shù) 齒向載荷系數(shù)K∞ 載荷系數(shù)K 彈性影響系數(shù) 接觸系數(shù)Zρ 基本許用應(yīng)力 ［σH］＾ 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N 壽命設(shè)計(jì)計(jì)算KHN 許用應(yīng)力載荷 ［σH］ 中心距a 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》得： 轉(zhuǎn)速不高選；=1.05 載荷平穩(wěn)選K∞=1； 選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配； 選蝸桿分度圓直徑和傳動(dòng)中心距的比為0.35； 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖； 蝸輪材料為鑄錫磷青銅，蝸桿螺旋齒面硬度>45HRC； 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表； N=60jn2Lh 其中j為蝸輪每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)每個(gè)輪齒嚙合的次數(shù)； n2為蝸輪轉(zhuǎn)速 ；Lh為工作壽命；N=60×1×963×1200÷10=6900000 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》公式 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》公式 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》公式 =1.15 =1.05 K∞=1 K=1.7 =160MPa Zρ=2.9 ［σH］＾ =158MPa N=6900000 KHN=0.59 ［σH］=268MPa a>275mm 校核計(jì)算: a>275mm取a=275mm，因i=10，故從《機(jī)械設(shè)計(jì)》表11-2中取模數(shù)m=8mm，蝸桿分度圓直徑d1=110mm。 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)及幾何尺寸 模數(shù)m 蝸桿分度圓直徑d1 蝸桿頭數(shù)z1 蝸桿直徑系數(shù)q 分度圓倒程角γ 蝸桿軸向齒距pa 蝸桿齒頂圓直徑da1 蝸桿齒根圓直徑df1 蝸桿軸向齒厚sa 蝸輪齒數(shù)z2 蝸輪變位系數(shù)x2 蝸輪分度圓直徑d2 蝸輪喉圓直徑da2 蝸輪齒根圓直徑df2 蝸輪咽喉母圓半徑rg 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》查表 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》查表 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》查表 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》查表 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》查表 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》查表得pa=πm =3.14*8 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》查表得da1= d1+2ha1=80+2*1*8 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》查表得df1= d1-hf1 =80-2*(8+0.25)= 90.8mm 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表得sa=1/2mπ=1/2*3.14*8 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》查表 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》查表 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》查表得d2=m z2 =8*20 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》查表得da2= d2+2ha2=176mm 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》查表得df2 = d2-2hf2=140.8mm 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》第245頁表11-3得rg2 a-1/2da2 M=8 d1=110mm z1=2 q=13.75 γ=11°18′36″ pa=25.12mm da1=126mm df1=90.8mm sa=12.56mm z2=20 x2=-0.375 d2=160mm da2=176mm df2=140.8mm rg2=187mm 驗(yàn)算傳動(dòng)比i= z1/ z2=20/2=10 這時(shí)傳動(dòng)比誤差為（11。7-11）/11=0。063 =6.3％，是允許的。 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果 精度等級(jí)公差和表面粗糙度的確定 考慮到所設(shè)計(jì)的蝸桿傳動(dòng)是動(dòng)力傳動(dòng)，屬于通用機(jī)械減速器，從GB/T10089-1988圓住蝸桿，蝸輪精度中的選擇8級(jí)精度，側(cè)隙種類為f，標(biāo)注為8f GB/T10089-1988。 8級(jí)精度 8f 5．軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 一．輸出軸的設(shè)計(jì) 材料選擇45鋼 已知條件： Ⅱ 軸 ==963/10=50.7 Ⅱ 軸 =·=··=2.54kw Ⅱ 軸 =·=···=478.92N·m 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果 初步確定軸的最小直徑dmin 聯(lián)軸器的選擇 按《機(jī)械設(shè)計(jì)》公式dmin=，根據(jù)表取=112， dmin==41.3mm 輸出軸的最小直徑顯然上安裝聯(lián)軸器的直徑d1-2與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需要同時(shí) 選擇聯(lián)軸器的型號(hào)。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca=KAT2，查表，考慮到轉(zhuǎn)矩很小故取KA=1.3則： Tca=KAT2=1。3×478290=621777 N·mm 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》《滑塊聯(lián)軸器（JB/ZQ4384-1997）》 選擇WH7型滑塊聯(lián)軸器其公稱轉(zhuǎn)矩為9000000 N·mm 。半聯(lián)軸器的孔徑d1=50mm，故取d1-2=50mm； 半聯(lián)軸器的長(zhǎng)度L=122mm半聯(lián)軸器與軸配合的彀孔長(zhǎng)度L1=85mm dmin =41.3mm d1=50mm d1-2=50mm； L=122mm 2.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段長(zhǎng)度； 1） 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，1-2軸段右端需制出一軸肩，故取2-3段的直徑d2-3=48mm；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=52mm。半聯(lián)軸器與軸配合的彀孔長(zhǎng)度L1=85mm，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故1-2段的長(zhǎng)度比L1略短一些，現(xiàn)取l1-2=82mm。 2） 初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作 要求并根據(jù)d2-3=58mm，由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》第75頁表6-7選擇0基本游戲組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30210，其尺寸為d×D×T=50mm×90mm×21.75mm，故d3-4=d7-8=50mm；而l7-8=23mm。 右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。，由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得30212安裝尺寸為d6-7=60mm。 3） 取安裝蝸輪處的軸段4-5的直徑d4-5=64mm；蝸輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知蝸輪輪彀的寬度為80mm，為了使套筒端面可靠地壓緊蝸輪，此軸段應(yīng)略短于輪彀寬度，故取l4-5=76mm。蝸輪的右端采用軸肩定位，軸肩的高度h>0.07d，取h=6mm，則軸環(huán)處的直徑d5-6=76mm。軸環(huán)寬度b>1.4h，取l5-6=12mm。 4） 軸承端蓋的總寬度為20mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離l=30mm，故取l2-3=50mm 5） 取蝸輪距箱體內(nèi)壁之距離a=16mm，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)應(yīng)該距離箱體內(nèi)壁一段距離s，取s=8mm，則 l3-4=T+s+a+(80-76)=22+8+16+4=55mm l6-7=a+s- l5-6=16+8-12=12mm d1-2=50mm； l1-2=82mm。 d2-3=58mm l2-3=82mm d3-4=60mm l3-4=55mm d4-5=64mm l4-5=76mm d5-6=76mm l5-6=10mm d6-7=60mm。 l6-7=12mm d7-8=60mm l7-8=23mm 3.軸上零件的周向定位 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果 軸上零件的周向定位 蝸輪，半聯(lián)軸器的周向定位均采用平鍵連接。按d4-5查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》第53頁表4-1得b×h=14mm×9mm，鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為63mm（標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)）， 同時(shí)為了保證蝸輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇蝸輪輪彀與軸的配合H7/n6；同樣，半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)結(jié)，選用平鍵為16mm×10mm×70mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為H7/k6。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過度配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。 蝸輪與軸 b×h=14mm×9mm H7/n6 半聯(lián)軸器與軸 16mm×10mm×70mm H7/k6 4.確定軸上圓角和倒角尺寸 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果 確定軸上圓角和倒角尺寸 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》第357頁表15-2，取軸端倒角為 2×45°，各軸肩的圓角半徑見圖 軸的受力簡(jiǎn)圖 5.軸上的載荷 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果 作用在蝸輪上的力 蝸輪分度圓直徑d2 圓周力Ft 徑向力Fr 軸向力Fa 支反力F 彎矩M 總彎矩M1 M2 扭矩T d2=160mm Ft=2T2/d2=2×478290/160N=5741N Fr=2T1/d1=2×621777/110=7928 N Fa=Ft×tanβ=5741×tan11.8°=1168N 水平面 FNH1=985N FNH2=756N 垂直面 FNV1=948N FNV2=-20N 水平面 MH=124047 N·mm 垂直面 MV1=60984 N·mm MV2=-1640 N·mm M1=138227 N·mm M2=124057 N·mm =478290 N·mm d2=160mm Ft=5741N Fr=7928 N Fa=1168N FNH1=985N FNH2=756N FNV1=948N FNV2=-20N MH=124047 N·mm MV1=60984 N·mm MV2=-1640 N·mm M1=138227 N·mm M2=124057 N·mm =478290 N·mm 6.校核軸的強(qiáng)度 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度σca 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。根據(jù)公式（15-5）及軸上的載荷，并取α=0.6 軸的計(jì)算應(yīng)力σca= =14.75MPa σca=14.75MPa 前面選頂?shù)牟牧蠟?5鋼，調(diào)質(zhì)處理，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-1查得[σ-1]=60MPa。因此σca<[σ-1] 故安全。 一．輸入軸的設(shè)計(jì) 材料選擇45鋼 已知條件： 軸 ==2890/3=963 Ⅰ 軸 =·=·=2.98kw Ⅰ 軸 =·=··=28.54N·m 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果 初步確定軸的最小直徑dmin 聯(lián)軸器的選擇 按《機(jī)械設(shè)計(jì)》 dmin=，根據(jù)表，取=112， dmin==16.1mm 輸出軸的最小直徑顯然上安裝聯(lián)軸器的直徑d1-2與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需要同時(shí) 選擇聯(lián)軸器的型號(hào)。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca=KAT2，查表14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩很小故取KA=1.3則： Tca=KAT2=1。3×28540=37102N·mm 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》第101頁表8-9《滑塊聯(lián)軸器（JB/ZQ4384-1997）》 選擇WH3型滑塊聯(lián)軸器其公稱轉(zhuǎn)矩為63N·m 。半聯(lián)軸器的孔徑d1=18mm，故取d1-2=18mm； 半聯(lián)軸器的長(zhǎng)度L=42mm半聯(lián)軸器與軸配合的彀孔長(zhǎng)度L1=23mm dmin =16.1mm d1=18mm d1-2=18mm； L=23mm 2.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段長(zhǎng)度； 6） 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，1-2軸段右端需制出一軸肩，故取2-3段的直徑d2-3=24mm；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=28mm。半聯(lián)軸器與軸配合的彀孔長(zhǎng)度L1=23mm，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故1-2段的長(zhǎng)度比L1略短一些，現(xiàn)取l1-2=20mm。 7） 初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作 要求并根據(jù)d2-3=24mm，由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》選擇0基本游戲組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30205，其尺寸為d×D×T=25mm×52mm×16.25mm，故d3-4=d6-7=25mm；而l6-7=17mm。 右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。，由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》第67頁表6-7查得30210安裝尺寸為d5-6=31mm。 8） 取蝸桿的軸段4-5的直徑d4-5=80mm；長(zhǎng)度比蝸輪的分度圓直徑略長(zhǎng)一些l4-5=380mm 9） 軸承端蓋的總寬度為20mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離l=30mm，故取l2-3=60mm 10） 取蝸桿距箱體內(nèi)壁之距離a=16mm，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)應(yīng)該距離箱體內(nèi)壁一段距離s，取s=8mm，則 l3-4=T+s+a=23+8+16=47mm l6-7=a+s=16+8=24mm 彎扭合成應(yīng)力校核強(qiáng)度和輸出軸相近；這里從略 d1-2=18mm； l1-2=20mm。 d2-3=24mm l2-3=60mm d3-4=25mm l3-4=47mm d4-5=80mm l1-4=325mm d5-6=31mm l5-6=12mm d6-7=25mm l6-7=17mm 剛度的校核 蝸桿軸的彎曲剛度校核計(jì)算 蝸桿軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核 由于蝸桿變形對(duì)其撮合精度影響很大，而蝸桿軸又比較細(xì)，所以一般對(duì)蝸桿軸進(jìn)行強(qiáng)度校核 C點(diǎn)的饒度最大 y=-（Fl2）/(48EI)= =1 θ=0.015 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》第367頁表15-5 y=1<[y]=（0.02 -0.05）ma =0.94- 2.35 θ=0.015<[θ]=0.016 所以符合彎曲剛度的要求。 根據(jù)公式φ=5.37×10（T/GIP） G=8.1×10MPa IP=πd/32=4019200 φ=5.37×10（T/GIP） =5.37×10（37100/8.1×10×4019200）=0.51 φ0.51(°)/m=<[φ]=0.5-1(°)/m 所以符合扭轉(zhuǎn)剛度的要求。 6軸承的校核 作用在軸承上的負(fù)荷： 徑向負(fù)荷 軸承受力 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷 驗(yàn)算軸承壽命 A處的軸承，==6321.02N B處的軸承，==8548.9N 外部軸向力==1617.06N 軸承內(nèi)部軸向力=e=0.4×6321.02=2528.4N =0.4=3419.56N 因+=1617.06+2528.4=4145.16>3419.56N= 軸承II被壓緊，故 ==2528.4N =+=3545.46N I軸承，/=2528.4/33400=0.0757 e=0.405 /=2528.4/6321.02=0.4e =0.44, =1.1 當(dāng)量動(dòng)載荷=（+）=9207.6N 因<,故只需驗(yàn)算II軸承 軸承預(yù)期壽命與整機(jī)壽命相同為：3×300×8=7200h 軸承實(shí)際壽命： == =8771.7>7200h 符合使用要求 =2781.24N =9207.6N 7聯(lián)軸器的選擇 1. 減速器與卷筒之間的聯(lián)軸器 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca=KAT2，查表14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩很小故取KA=1.3則： Tca=KAT2=1。3×478290=621777 N·mm 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》《滑塊聯(lián)軸器（JB/ZQ4384-1997）》 選擇WH7型滑塊聯(lián)軸器其公稱轉(zhuǎn)矩為9000000 N·mm 2. 同理選取電動(dòng)機(jī)與減速器的聯(lián)軸器為WH3型滑塊聯(lián)軸器其公稱轉(zhuǎn)矩為63000 N·mm 8箱體的結(jié)構(gòu) 8、箱體的結(jié)構(gòu)尺寸 所用公式 （選自機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)） 結(jié)果 箱體的厚度 箱蓋壁厚度 箱座 蓋 底座凸緣的厚度 地腳螺釘直徑 地腳螺釘數(shù)目N 底座凸緣尺寸 軸承旁連接螺栓直徑 箱座箱蓋連接螺栓直徑 連接螺栓直徑 通孔直徑 沉頭座直徑 凸緣尺寸 定位銷直徑 軸承蓋螺釘直徑 吊環(huán)螺釘直徑 箱體外壁到軸承座端面的距離 大齒輪齒頂圓與箱體內(nèi)壁的距離 齒輪端面與內(nèi)壁距離 （0.025～0.03）a+8 （0.8～0.85）8 b=1.5 =1.5 =2.5 =0.036a+12= N=4 =22 =20 =0.75 =（0.5～0.6） d=11 =12 D=18 =13 =24 D=（0.7～0.8） =（0.4～0.5） =2.5 =++（5～8） >1.2 =15 =10㎜ =9㎜ b=13.5㎜ =12㎜ =20㎜ =16㎜ N=4 =22㎜ =20㎜ =12㎜ =8.8㎜ d=11㎜ =12㎜ D=18㎜ =13㎜ =24㎜ D=20㎜ =7.2㎜ =3㎜ =40㎜ =13㎜ =15㎜ 五、總結(jié) 經(jīng)過一周的設(shè)計(jì)，帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)已經(jīng)全部結(jié)束，通過這一周的時(shí)間，完成了傳動(dòng)裝置的的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與具體數(shù)據(jù)的計(jì)算和相關(guān)的強(qiáng)度校核 通過這一周的設(shè)計(jì)，我學(xué)到了許多的知識(shí)，不光是書本上的一些理論知識(shí)而且在設(shè)計(jì)過程中必須注意的許多問題，學(xué)到了以前在機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)時(shí)沒學(xué)到的很多東西。學(xué)會(huì)了機(jī)械的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的詳細(xì)知識(shí)，并首次接觸了發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇。也通過這次課程設(shè)計(jì)，復(fù)習(xí)鞏固了CAD制圖方面的知識(shí)，提高了自己的能力。 通過這次設(shè)計(jì)我也了解了不少他們?cè)谏a(chǎn)實(shí)踐中要研制一個(gè)新機(jī)器時(shí)的困難性、艱巨性，也了解了不少當(dāng)代大學(xué)生與生產(chǎn)實(shí)踐過程中的生產(chǎn)工人的差距在哪，雖然我們了解了書本知識(shí)要比一般的工人要多，但是我們動(dòng)手實(shí)踐的能力實(shí)在太差了，所以在以后的日子里我們一定要在學(xué)好書本理論知識(shí)的同時(shí)要很好的與實(shí)踐結(jié)合好，這樣才能在畢業(yè)以后能更好的為社會(huì)服務(wù) -可編輯修改-