1、機械課程設計說明書 機械設計課程設計 說明書設計題目： 機械廠裝配車間輸送帶傳動裝置設計 機械工程及自動化 專業班級： 學號設計人 指導教師 完成時間： 2013-01-14 校名：機械課程設計說明書題目D3.機械廠裝配車間輸送帶傳動裝置設計目   錄機械設計任務書機械課程設計任務書 ·························&#

2、183;·················································&#

3、183;···········3機械課程設計第一階段1.1、確定傳動方案 ··································

4、3;·················································

5、3;·····41.2、電動機選擇 ···········································

6、;··················································

7、;··41.3、傳動件的設計 ··············································

8、;··············································8機械課程設計第二階段2.1裝配草圖設計第一階

9、段說明 ·················································&#

10、183;····················162.2軸的設計及校核···························&#

11、183;·················································&#

12、183;··········162.3軸承的設計及校驗·····································&

13、#183;················································212.4鍵的

14、設計及校驗·················································&

15、#183;·······································22機械課程設計第三階段3.1、軸與齒輪的關 ······&#

16、183;·················································&#

17、183;·······························233.2、端蓋設計················

18、3;·················································

19、3;·····························233.3、箱體尺寸的設計··················

20、83;·················································

21、83;·················263.4、齒輪和軸承的潤滑······························&

22、#183;·················································&

23、#183;···27機械課程設計小結4.1、機械課程設計小結 ··········································&#

24、183;·········································28附1：參考文獻機械設計課程設計任務書題目D3.機械廠裝配車間輸送帶傳動裝置設計設計帶式運輸機傳動

25、裝置 1、設計條件： 1）機器功用 由輸送帶傳送機器的零.部件； 2）工作情況 單向運輸、輕度振動、環境溫度不超過35； 3）運動要求 輸送帶運動速度誤差不超過5%； 4）使用壽命 10年，每年350天，每天16小時； 5）檢修周期 一年小修；兩年大修； 6）生產批量 單件小批量生產； 7）生產廠型 中型機械廠 2、設計任務 1）設計內容 1、電動機選型；2、帶傳動設計；3、減速器設計；4、聯軸器選型設計；5、其他。 2）設計工作量 1、傳動系統安裝圖1張；2、減速器裝配圖1張；3、零件圖2張；4、設計計算說明書一份。 3、原始數據 主動滾筒扭矩（Nm） ：800 Nm 主動滾筒速度（m/s）

26、 ：0.8 m/s主動滾筒直徑（mm) :300 mm 二、課程設計第一階段2.1 確定傳動方案（1）、傳動方案：方案：電動機直接通過帶傳動接在兩級圓柱齒輪減速器上，該方案的優點是圓柱齒輪的設計、加工制造容易，采用臥式兩級圓柱齒輪減速器。（2）、減速器內部工作方式：展開式斜齒嚙合。（3）、減速器的總傳動比為28.26，其中帶傳動為2，高速級為4.28低速級為3.30。減速器傳動比范圍為8 i 60。（4）、部分面形式：水平剖分面形式。（5）、軸承類型：深溝球軸承。（6）、聯軸器類型：HL系列其中電動機和輸入軸之間采用彈性套柱銷聯軸器HL1-J；工作機構和輸出軸之間采用HL3-J1。（7）、傳動

27、方案簡圖如下：2.2電動機的選擇1、電動機的輸出功率的計算已知工作機的扭矩T和卷筒轉速n，則工作機輸入功率P：卷筒轉速：n = 60×1000×v/D=6×1000×0.7/(3.14×340)V帶傳動效率： 1 = 0.964對深溝球軸承傳動效率： 24 = 0.9942對8級圓柱齒輪傳動效率： 32 = 0.972聯軸器的傳動效率： 4 = 0.99滾筒傳動效率： 5 = 0.96 = 124.3245 = 0.96×0.99×0.97²×0.99×0.96把上述值代入后得： P = T&#

28、183;n/9550 = 800×50.96/9550×0.822、電動機的輸入功率P的計算：本題中起動系數kd = 1.2，故P kd×P = 1.2×5.21 查表16-2得:Y系列1500r/min電動機的具體牌號為：Y132S4-2-B3型額定功率為：5.5kW堵轉轉矩/額定轉矩：2.2 Nm最大轉矩/額定轉矩：2.2 Nm 3、計算總傳動比并確定傳動比計算總傳動比在上面已經確定了電機滿載轉速為n = 1440 r/min傳動裝置的總傳動比為 1440/50.96傳動比的分配 取帶傳動比為=2 而設高速級與低速級傳動滿足=（1.3-1.4）即：

29、，得4.283.304、傳動裝置運動參數的計算 各個參數說明： n1、n2、n3I、II、III軸的轉速（r/min） P1、P2、P3I、II、III軸的輸入功率（kW） T1、T2、T3I、II、III軸的輸入轉矩(Nm) P0電動機實際輸出功率（kW） n電動機滿載轉（r/min） 各個軸轉速的計算： n1 = n/i0 = 1440/2 n2 = n1/i12 = 720/4.28 n3 = n2/i23 = 168.22/3.30各個軸功率的計算： P1 = P0×1×2 = 6.25×0.96×0.99 P2 = P1×2×

30、;3 = 5.94×0.98×0.98 P3 = P2×2×3 = 5.70×0.98×0.98 T1 = 9550P1/n1 = 9550×5.94/720 T2 = 9550P2/n2 = 9550×5.70/168.22 T3 = 9550P3/n3 = 9550×5.48/50.98將以上數據列表如下：軸號轉速n功率P輸出轉矩T傳動比i效率電機軸14406.2520.95軸17205.9478.794.280.97軸2168.225.70323.593.300.97軸350.985.481026.

31、5610.97車輪軸50.985.481026.56 注：其中傳動比和效率為上下相鄰兩格參數內的，如“傳動比2，指的是電機軸和軸1之間的傳動比為2”2.3、傳動件的設計1、V帶的設計確定V帶型號工作情況系數KA 查表4-6計算功率Pc 由Pc = KAP = 1.2×5.5V帶型號 根據Pc和n1值查圖4.6確定帶輪基準直徑D1和D2小帶輪直徑D1 查表4.7大帶輪直徑D2 D2 = (n1/n2)·D1 = 1440/720x100 按表4.7圓整驗算帶速vV = ·D1·n1/60000 = x100x1440/60000要求V帶速在525 m/s

32、范圍內確定V帶長度Ld和中心距a按0.7(D1+D2) a0 2(D1+D2) 初選a0 = 600mm，初算帶基準長度LL= 2 a0+ = 2x600+按表4.3圓整aa0+=600+(1800-1675)/2驗證小帶輪包角=180°- (200-100)/662x57.3°確定V帶根數z 單根V帶試驗條件下許用功率P0 查表4.4傳遞功率增量P0 查表4.5(i=200/100=2)包角系數Ka 查表4.8長度系數KL 查表4.3z = = 6.6/(1.32+0.17)×0.98×1.01=4.478 圓整得z = 5 計算初拉力F0F0 = =

33、 計算軸壓力QQ = 2·z·F0·=2 x 5x 140.4 x 2、齒輪的設計 1）、閉式傳動 采用軟齒面 HBS 2）、齒輪的結構與齒輪的尺寸有關。齒輪的材料是根據齒輪尺寸決定的，尺寸小時采用鍛鋼（40、45鋼）；尺寸大時（如圓柱齒輪d > 500mm）時，由于受到鍛造設備能力的限制，采用鑄鋼。當毛坯的制造方法不同時，齒輪的結構也不同，也就是齒輪結構必須與毛坯的制造方法相適應。故不同的尺寸的齒輪要視其材料而決定結構。 3）、圓柱齒輪在強度計算中得到的齒寬應作為大齒輪齒寬，而小齒輪寬度應該取得大一些。一般，以補償軸安裝誤差，保證足夠的齒寬接觸。 4）、齒

34、輪傳動的參數及尺寸分別進行標準化，也不能圓整，而有的尺寸則不能標準化，也不能圓整，如圓柱齒輪模數、壓力角、中心距應該標準化，而齒數、齒寬及其他結構尺寸應該圓整；齒頂圓直徑、齒根圓直徑、齒高、齒頂高、齒根高等則不能圓整小數點后至少保留2位準確數字，而嚙合角、螺旋角等則應計算到度、分、秒。 5）、開式的傳動： 開式的傳動主要失效形式是磨損，故按彎曲強度計算時，所得的模數要增大10%20%，并取標準值。作為動力傳動的齒輪，其最小模數不得小于1.5，開式齒輪要采用耐磨性較好的材料。 由于開式齒輪往往是懸臂式布置故而剛度小，因此齒寬小一些，以避免大的載荷集中。 3、低速級圓柱齒輪設計及計算選擇齒輪材料，

35、確定許用應力由（機械設計課本）表6.2選 ：小齒輪40Cr調質： 大齒輪45正火： 許用接觸應力 H與齒輪材料、熱處理方法、齒面硬度、應力循環次數等因素有關。 其計算公式為： 接觸疲勞極限,查（機械設計課本）圖64得：接觸強度壽命系數ZN 應用循環次數N 由式67： N1 = 60×n1×j×Lh = 60×720×1×10×350×16 N2 = N1/i = N1/4.28查圖65得； ZN1 = 1.0ZN2 = 1.04接觸強度最小安全系數： SHmin = 1，則 H1 = 700×1/1 H2

36、 = 550×1.04/1所以取 H = 520N/mm²許用彎曲應力F ：由（機械設計課本）式612，彎曲疲勞強度極限 查（機械設計課本）圖67， 彎曲強度壽命系數YN ,查（機械設計課本）圖68YN1 = YN2 = 1彎曲強度尺寸系數YX 查（機械設計課本）圖69 YX = 1彎曲強度最小安全系數SFmin = 1.4則： 齒面接觸疲勞強度設計計算 確定齒輪傳動精度等級，按，估取圓周速度vt = 2m/s，參考（機械設計課本）表6.7、表6.8選取齒輪為：2公差組8級小輪分度圓直徑d1，由（機械設計課本）式65得齒寬系數 查（機械設計課本）表6.9，按齒輪相對軸承為非

37、對稱布置小輪齒數z1， 在推薦值2040中選 z1 = 27大輪齒數z2： z2 = i z1 = 4.28×27 = 115.56圓整取115齒數比u u = z2/z1 = 115/27=4.26傳動比誤差： S = u/u = (4.28-4.26)/4.26 = 0.00470.05小輪轉矩T1： T1=7.88×10載荷系數K： 使用系數 查表6.3動載系數 由推薦值1.051.4齒間載荷分配系數 由推薦值1.01.2齒向載荷分布系數 由推薦值1.01.2 材料彈性系數ZE 查表6.4節點區域系數ZH斜 （）ZH直（=0，x1=x2=0）查圖63 ZH斜=2.45

38、 ZH直=2.5螺旋角系數重合度系數 ，由推薦值0.750.88取0.78，故齒輪模數m m = d1×cos/z1 = 52.26×cos12o/27按表6.6圓整m 2標準中心距a a = m(z1+z2)/(cos) = 2×(27+118)/(2×cos12o) 圓整后取：a = 145 mm分度圓螺旋角：= arccos(m×(z1+z2)/2a)=arccos(2×(27+118)/(145×2)小輪分度圓直徑d1： d1 = mz1cos = 2×27×cos11.68o 圓周速度v ： v

39、 = d1n1/60000 = 3.14×53×720/60000 齒寬b b = ad1 = 1×55大輪齒寬b2 b2 = b小輪齒寬b1： 3）、 齒根彎曲疲勞強度校核計算由（機械設計課本）式610 當量齒數Zv Zv1 = Z1/cos3=27/cos311.68o Zv2 = Z2/cos3= 118/cos311.68o齒形系數YFa 查表6.5 小輪YFa1 = 2.57 大輪YFa2 = 2.18應力修正系數YSa 查表6.5 小輪YSa1 = 1.61 大輪YSa2 = 1.79重合度a： 解得： a = 1.7485重合度系數: F1 = 2&

40、#215;1.66×78787.5×2.57×1.61×0.679×0.89/60×53×2 F2 = 2×1.66×18181.5×2.18×1.79×0.679×0.89/55×53×2齒輪其他主要尺寸計算大輪分度圓直徑d2： d2 = mz2/cos= 2×118/cos11.68o根圓直徑df： df1 = d1-2hf = 56-2×3 df2 = d2-2hf = 235-2×3頂圓直徑da da1 =

41、d1+2×ha = 55+2×2 da2 = d2+2×ha = 235+2×2高速級圓柱齒輪幾何參數項目小齒輪大齒輪模數m22齒數Z27118壓力角2020分度圓直徑d56236齒頂高ha22齒根高hf33齒頂圓直徑da59239齒根圓直徑df50229標準中心距a146齒寬b61562、高速級圓柱齒輪設計及計算選擇齒輪材料，確定許用應力 由（機械設計課本）表6.2選 ：小齒輪40Cr調質：大齒輪45正火： 高速級齒輪設計跟低速級一樣，將齒寬系數改為0.8。高速級圓柱齒輪幾何參數如下項目小齒輪大齒輪模數m22齒數Z38125壓力角2020分度圓直徑d7

42、5250齒頂高ha33齒根高hf3.753.75齒頂圓直徑da81256齒根圓直徑df69.5242.5標準中心距a162.5齒寬b6560課程設計第二階段設計2.1、裝配草圖設計第一階段說明 1）、準備 減速器裝備圖采用三個視圖及必要局部剖視圖才能表達完整。根據傳動件尺寸大小，參考類似的減速器裝配圖，估計出待設計的減速器外部輪齒尺寸，并考慮標題欄、明細欄、零件序號及技術要求等位置，選擇合適的比例尺，合理的布局圖面。 2）、 在俯視圖的位置上畫三根線作為傳動軸1、2、3的中心線，并繪出傳動件的外廓。小輪寬度應大于大齒輪510mm，二級傳動件之間的軸向間隙=815mm。 3）、 畫出箱體內壁線及

43、減速器中心線。在俯視圖上小齒輪端面與箱體內壁之間間隙和大齒輪頂圓之間間隙為。4）、 按純扭矩初步估算軸徑。確定軸的跨距。先按純扭矩確定軸徑，在經軸的階梯化吧跨距準確的確定下來。按照純扭矩計算軸徑時，用降低許用扭轉剪切應力的方法來計入彎矩的影響。 2.2、軸的設計及校核 1、軸1的設計及校核 1）、計算作用在齒輪上的力 轉矩T1 = 9550×5.94/720軸1上小齒輪分度圓直徑d1 = mz1/cos=2×27/cos11.68o 圓周力Ft = 2×78787.5/55.14 徑向力Fr = Fttan an/cos=2857.73×tan20/co

44、s11.68 軸向力Fa = Fttan= 1062.11×tan11.68 2）、初步估算軸的直徑 選取45號鋼材作為軸的材料，調制處理 由式8-2：，計算軸的最小直徑并加大3%以考慮鍵槽的影響。查表8.6 取A=115 dmin 1.03×115×（5.94/720）1/3 3）、軸的結構設計（1）確定軸的結構方案右軸承從軸右端裝入，靠軸肩定位。齒輪和左軸承從軸的左端裝入，齒輪右側端面靠軸肩定位，齒輪和左軸承之間用定位套筒使左軸承右端面得以定位。左右軸承均采用軸承端蓋，半聯軸器靠軸端檔圈得到軸向固定。齒輪和半聯軸器采用普通平鍵得到軸向固定。采用單列圓錐滾子軸承

45、和彈性柱銷聯軸器。 （2）確定各軸段長度和直徑 1段 根據圓整（按照GB5014-85）,并由、選擇聯軸器型號為HL6-JA型聯軸器(按照GB5014-85),比轂孔長度78mm短15mm，作為第一段的長度。2段 為使半聯軸器定位，軸肩高度，孔倒角C取3mm（GB6403.4-86）,且符合標準密封內徑（JB/ZQ4606-86）。取端蓋寬度28mm，端蓋外端面與半聯軸器右端面26mm3段 為便于拆裝軸承內圈，且符合標準軸承內徑。查GB/T297-95，暫選滾動軸承型號為30204， d3=30mm，其寬度B=20。T=21.75,軸承潤滑方式選擇：d3×720 = 30×

46、720 21300 105，故選擇脂潤滑，齒輪與箱體內壁間隙取10，考慮軸承脂潤滑，要求軸承與齒輪間要有擋油環，取擋油環軸承距箱體內壁為f = 13.5mm，l3 = 29mm 4段，定位軸承 5段 取齒根圓直徑為直徑，齒寬為軸段長度。6軸肩略低于軸承內徑2 3mm。取d6 = 38mm,l6 = 85.5mm7段 該段軸徑直徑與右側軸承處直徑相同，為30mm；該段軸長度為50mm下面是軸1的彎矩圖和扭矩圖： 2、軸2的設計 1）、計算作用在齒輪上的力 轉矩T2 = 9550×5.7×1000/168.22 軸2上大齒輪分度圓直徑d2 = mz/cos= 2×11

47、8/cos11.68º 圓周力Ft2 = 2T2/d2 = 2×70858/235 徑向力Fr2 = Ft2tan an/cos= 603×tan20º/cos11.68º 軸向力Fa2 = Ft2tan= 602×tan11.68º 軸2上小齒輪分度圓直徑d3 = mz3 = 2×38 圓周力Ft3 = 2T3/d3 = 2×102656/76 徑向力Fr3 = Ft3tan an/cos= 27015×tan20º/cos11.68º 軸向力Fa3 = Ft3tan=11

48、0040×tan11.68º2）、初步估算軸的直徑 選取45號鋼材作為軸的材料，調制處理 由式8-2：，計算軸的最小直徑并加大3%以考慮鍵槽的影響。查表8.6 取A=115 則 dmin 1.03×115×（5.7/168.22）1/3 3）、軸的結構設計（1）確定軸的結構方案兩個齒輪和左右軸承分別從軸的相應兩端裝入，大齒輪右側端面和小齒輪左側端面靠軸肩定位，齒輪和左軸承之間用定位套筒使左軸承右端面得以定位。左右軸承均采用軸承端蓋 （2）確定各軸段長度和直徑段 根據圓整（按照GB5014-85）,且符合標準軸承內徑。查GB/T297-95，暫選滾動軸承型

49、號為30204，d1 = 30mm，其寬度T = 16mm。軸承潤滑方式選擇脂潤滑，取箱體內壁距軸承距離為f = 10mm，小齒輪左側端面距箱體內壁距離為10mm，故l1 T+f+10+10 = 27mm段 齒輪內軸段，為便于拆裝齒輪，取d2 = 35mm，略大于前面軸徑；長度l2 = 62mm段 為了使減速器整體好看，取大小齒輪之間距離l3 = 15mm，該段軸徑比兩側軸徑大10mm，以靠軸肩定位齒輪。段 齒輪內軸段，為便于拆裝齒輪，取d4 = 35mm；長度l4 = 63.5mm。段 該段軸承與第一段基本相同，僅到箱體內壁距離不同。取l5 = 35mm3、軸3的設計 1）、計算作用在齒輪上

50、的力 轉矩 軸1上小齒輪分度圓直徑 圓周力 徑向力 軸向力 方向如圖所示： 2）、初步估算軸的直徑 選取45號鋼材作為軸的材料，調制處理 由式8-2：，計算軸的最小直徑并加大3%以考慮鍵槽的影響。查表8.6 取A=115 則 3）、軸的結構設計（1）確定軸的結構方案右軸承從軸右端裝入，靠軸肩定位。齒輪和左軸承從軸的左端裝入，齒輪右側端面靠軸肩定位，齒輪和左軸承之間用定位套筒使左軸承右端面得以定位。左右軸承均采用軸承端蓋，半聯軸器靠軸端檔圈得到軸向固定。齒輪和半聯軸器采用普通平鍵得到軸向固定。采用單列圓錐滾子軸承和彈性柱銷聯軸器。 （2）確定各軸段長度和直徑 1段 根據圓整（按照GB5014-8

51、5）,并由、選擇聯軸器型號為HL3-J型聯軸器(按照GB5014-85),比轂孔長度30短15mm，作為第一段的長度。2段 為使半聯軸器定位，軸肩高度，孔倒角C取3mm（GB6403.4-86）,且符合標準密封內徑（JB/ZQ4606-86）。取端蓋寬度15mm，端蓋外端面與半聯軸器右端面35mm3段 為便于拆裝軸承內圈，且符合標準軸承內徑。查GB/T297-95，暫選滾動軸承型號為60210，其寬度B=15。軸承潤滑方式選擇：，故選擇脂潤滑，取箱體內壁距軸承距離為f=8mm，4段 左側軸肩到齒輪軸的齒輪的離右端面4mm處的距離為35mm，直徑略大于前者取44mm5段 為定位方便故意設的軸肩，

52、取直徑為54mm、長度8mm6段 該段軸徑直徑與段直徑相同，為；該段軸長度由箱體內壁自然生成，為58mm3.5、軸承設計及效驗 1）、第一對軸承的校驗 選用圓錐滾子軸承30210：查表13-2得，由， 得：查表10.5得：查表10.6得，取載荷查表10.3，取由10-6公式得：則故軸承滿足強度要求。2）、第二對軸承的校驗選用圓錐滾子軸承30210：查表13-2得，由，得：查表10.5得：查表10.6得，取載荷查表10.3，取由10-6公式得： 則由于軸向力幾乎為零，因此，查表10.3，取由10-6公式得：則故軸承滿足強度要求。3）、第三對軸承的校驗選用深溝球型軸承6015查表13-2得， 由于

53、軸向力幾乎為零，因此，查表10.3，取由10-6公式得： 則故軸承滿足強度要求。3.6、鍵的設計及效驗1、軸1大帶輪上A10×8×90型普通平鍵 擠壓強度條件為： ，查表3.2得，取，則  滿足強度要求。2、軸2大齒輪 上A16×10×76型鍵 擠壓強度條件為： ，查表3.2得，取，則  滿足強度要求。3、軸2小齒輪上A 16×10×80型鍵 擠壓強度條件為： ，查表3.2得，取，則滿足強度要求。4、軸3齒輪上A22×14×82型鍵擠壓強度條件為： ，查表3.2得，取，則滿足強度要求。5、軸3聯

54、軸器上A20×12×84型鍵擠壓強度條件為： ，查表3.2得，取，則滿足強度要求。3.4、齒輪和軸承的潤滑由于齒輪圓周速度v<12m/s，因而采用浸油潤滑，潤滑油牌號為N46機械潤滑油。四、裝配圖設計第三階段3.1、軸與齒輪的關系第一根軸的軸徑和齒輪齒根圓尺寸相近，故而將齒輪與柱設計為一體，設計成為一個齒輪軸。其余各個齒輪和軸徑相差較大，采用平鍵連接。、 3.2、端蓋設計 材料：HT1501）、軸1： 軸承外徑45，查表15-3知： 選用螺栓直徑=8；端蓋上螺栓數目為4 =115 =140 e=1.2*8=9.6 m由結構確定 由密封尺寸來確定。 b=7 軸2（1）： 軸承外徑40，查表15-3知： 選用螺栓直徑=8；端蓋上螺栓數目為4 =110 =140 e=1.2*10=12 m由結構確定 由密封尺寸來確定。 b=7 軸2（2）： 軸承外徑40，查表15-3知： 選用螺栓直徑=8；端蓋上螺栓數目為4 =110 =140 e=1.2*10=12 m由結構確定 由密封尺寸來確定。 b=