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1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書設(shè)計(jì)題目 帶式輸送機(jī)傳送裝置 飛行器制造工程 專業(yè) 05010902班設(shè) 計(jì) 者 李啟晨指導(dǎo)老師 袁茹2012年07月08日西北工業(yè)大學(xué)計(jì)算項(xiàng)目及內(nèi)容主要結(jié)果一、設(shè)計(jì)題目（4-E）1.題目說(shuō)明設(shè)計(jì)一帶式輸送機(jī)傳動(dòng)用的二級(jí)圓柱齒輪展開式減速器。傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如下圖所示： 1電動(dòng)機(jī)；2聯(lián)軸器；3減速器；4鏈傳動(dòng)；5輸送帶鼓輪2.已知條件題號(hào)輸送帶牽引力 F/KN輸送帶的速度 V/（m/s）輸送帶滾筒的直徑D/mm 4E2.71.1 400連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有輕微震動(dòng)；使用期10年（每年300個(gè)工作日）；小批量生產(chǎn)，輸送機(jī)工作軸轉(zhuǎn)速允許誤差為5%；帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)效率為0.96

2、二、運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算1.電動(dòng)機(jī)選擇初選電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=1500r/min聯(lián)軸器的效率為，高速級(jí)齒輪組和低速級(jí)齒輪組的效率為和，鏈傳動(dòng)的效率為，帶式輸送機(jī)的效率為，軸承效率為= 0.98 取精度為IT=7= 0.96 選擇滾子鏈傳動(dòng)= 0.99 彈性套柱銷聯(lián)軸器= 0.96 由已知條件得到= 0.99 選用角接觸球軸承工作機(jī)所需功率：= 3.09KW傳動(dòng)裝置的總效率 =0.89電動(dòng)機(jī)所需功率：=3.47KW根據(jù)以上數(shù)據(jù)選擇電動(dòng)機(jī)參數(shù)如下:工作功率= 4KW，轉(zhuǎn)速= 1440r/minY112M-4三相異步電動(dòng)機(jī)滿足要求,可供選用.軸伸出端直徑= 28mm 長(zhǎng)度E= 60mm 鍵槽截面尺寸F*G*D=8

3、*24*28電動(dòng)機(jī)中心高112mm2.傳動(dòng)比選擇根據(jù)各類機(jī)械傳動(dòng)的傳動(dòng)比范圍及傳動(dòng)比分配原則選擇各傳動(dòng)比： i=nm/nw=1440/67.14=27.42高速級(jí)傳動(dòng)比;i1=3.45低速級(jí)傳動(dòng)比i2=3；鏈輪傳動(dòng)比i3=33各軸傳動(dòng)參數(shù)(1) 各軸的轉(zhuǎn)速n(r/min)的確定 高速軸的轉(zhuǎn)速： 中間軸的轉(zhuǎn)速： 低速軸的轉(zhuǎn)速： 滾筒軸的轉(zhuǎn)速：(2) 各軸的輸入功率（KW） 高速軸的輸入功率： 中間軸的輸入功率： 低速軸的輸入功率：(3) 各軸的輸入扭矩（Nm） 高速軸的輸入扭矩： 中間軸的輸入扭矩：Nm 低速軸的輸入扭矩：三、傳動(dòng)零件設(shè)計(jì) 1.高速級(jí)齒輪傳動(dòng)計(jì)算(1) 選定齒輪類型，精度等級(jí)，材

4、料及齒數(shù)1) 選用斜齒圓柱齒輪2) 初選小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。3) 精度等級(jí)取7(GB10095-88)4) 初選小齒輪齒數(shù)，則大齒輪齒數(shù)，取51單排鏈傳動(dòng)，初選螺旋角=14(2) 按按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) （1.1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1) 工作時(shí)有輕微振動(dòng)，選Kt=1.62) 由參考文獻(xiàn)2圖10-30選取區(qū)域系數(shù)ZH=2.4353) 由參考文獻(xiàn)2表10-7選取齒寬系數(shù)d=14) 由參考文獻(xiàn)2圖10-26查得5) 小齒輪轉(zhuǎn)距6) 由參考文2表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)7) 由參考文獻(xiàn)2圖

5、10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限8) 由參考文獻(xiàn)2式（10-13）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)9) 由參考文獻(xiàn)2圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù) ；10) 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由參考文獻(xiàn)2式（10-12）得：計(jì)算各數(shù)據(jù)1) 試計(jì)算小齒輪分度圓直徑，有計(jì)算公式得2) 計(jì)算圓周速度m/s3) 計(jì)算齒寬b及模數(shù)4) 計(jì)算縱向重合度 5) 計(jì)算載荷系數(shù)K已知載荷平穩(wěn)，由參考文獻(xiàn)2表10-2選取使用系數(shù)取根據(jù)，7級(jí)精度，由參考文獻(xiàn)2圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)；由表10-4查得的計(jì)算公式和直齒輪的相同故；由參考文獻(xiàn)2圖10-13查得由表10-3

6、查得 故載荷系數(shù)6) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由參考文獻(xiàn)2式（10-10a）得 7) 計(jì)算模數(shù)(3) 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由參考文獻(xiàn)2式（10-17） 確定計(jì)算參數(shù)1) 計(jì)算載荷系數(shù)2) 根據(jù)縱向重合度，從參考文獻(xiàn)2圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)Yb=0.883) 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)4) 查取齒型系數(shù)由參考文獻(xiàn)2表10-5查得；5) 查取應(yīng)力校正系數(shù)由參考文獻(xiàn)2表10-5查得；6) 由參考文獻(xiàn)2圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞極限，大齒輪的彎曲疲勞極限7) 由參考文獻(xiàn)2圖10-18，查得彎曲疲勞壽命系數(shù)，；8) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞許用應(yīng)力S=1.4，由文獻(xiàn)2式（10-12

7、）得 9) 計(jì)算大，小齒輪的 ，并加以比較大齒輪的數(shù)值大設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒跟彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算出的分度圓直徑=41.19mm來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由 取20則 取69(4) 幾何尺寸計(jì)算1) 計(jì)算中心距 將中心距圓整為92mm。2) 按圓整后的中心距修正螺旋角 因b值改變不多，故參數(shù)、等不必修正。3) 計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑 4) 計(jì)算齒輪寬度 圓整后取；。2.低速級(jí)齒輪傳動(dòng)計(jì)算(1) 選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù)1) 選用斜齒圓柱齒輪2) 初選小齒輪材料小齒輪材

8、料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。3) 精度等級(jí)取74) 初選小齒輪齒數(shù)，則大齒輪齒數(shù)，取73。初選螺旋角=14(2) 按按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) （1.1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1) 工作時(shí)有輕微振動(dòng)，選Kt=1.62) 由參考文獻(xiàn)2圖10-30選取區(qū)域系數(shù)ZH=2.4353) 由參考文獻(xiàn)2表10-7選取齒寬系數(shù)d=14) 由參考文獻(xiàn)2圖10-26查得5) 小齒輪轉(zhuǎn)距T2=87.86Nm6) 由由參考文2表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)7) 由參考文獻(xiàn)2圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的

9、接觸疲勞強(qiáng)度極限8) 由參考文獻(xiàn)2式（10-13）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)9) 由參考文獻(xiàn)2圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù) ；10) 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由參考文獻(xiàn)2式（10-12）得：計(jì)算數(shù)據(jù)1) 試計(jì)算小齒輪分度圓直徑，有計(jì)算公式得取=52mm2) 計(jì)算圓周速度3) 計(jì)算齒寬b及模數(shù)4) 計(jì)算縱向重合度 5) 計(jì)算載荷系數(shù)K已知載荷平穩(wěn)，由參考文獻(xiàn)2表10-2選取使用系數(shù)取根據(jù)，7級(jí)精度，由參考文獻(xiàn)2圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)；由表10-4查得的計(jì)算公式和直齒輪的相 同故；由參考文獻(xiàn)2圖10-13查得由表10-3查得 故載荷系數(shù)6) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓

10、直徑，由參考文獻(xiàn)2式（10-10a）得： mm7) 計(jì)算模數(shù)mm(3) 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由參考文獻(xiàn)2式（10-17） 確定計(jì)算參數(shù)1) 計(jì)算載荷系數(shù)2) 根據(jù)縱向重合度，從參考文獻(xiàn)2圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)Yb=0.8753) 查取齒型系數(shù)由參考文獻(xiàn)2表10-5查得YFa1=2.5919；YFa2=2.2202,4) 查取應(yīng)力校正系數(shù)由參考文獻(xiàn)2表10-5查得；Ysa1=1.5964,Ysa2=1.76985) 由參考文獻(xiàn)2圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞極限，大齒輪的彎曲疲勞極限6) 由參考文獻(xiàn)2圖10-18，查得彎曲疲勞壽命系數(shù)，；7) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞許用應(yīng)力S

11、=1.4，由文獻(xiàn)2式（10-12）得 8) 計(jì)算大，小齒輪的 ，并加以比較大齒輪的數(shù)值大 設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒跟彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取mn=2mm，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算出的分度圓直徑=77.2mm來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由 取Z1=28則Z2=28x3=84取85(4) 幾何尺寸計(jì)算1) 計(jì)算中心距 將中心距圓整為117mm。2) 按圓整后的中心距修正螺旋角 因b值改變不多，故參數(shù)、等不必修正。3) 計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑 mmmm4) 計(jì)算齒輪寬度 圓整后取B1=65；B2=60。小結(jié)： 項(xiàng)目d/

12、mmzmn/mmB/mm材料高速級(jí)齒輪141.352024040Gr齒輪2142.656924545鋼低速級(jí)齒輪357.98282.57540Gr齒輪4182.23852.57045鋼 四、鏈傳動(dòng)計(jì)算選擇材料40,50.ZG310570.熱處理回火熱處理硬度4050HRC無(wú)劇烈振動(dòng)及沖擊的鏈輪1. 選擇鏈輪齒數(shù)取小鏈輪齒數(shù)=21取大鏈輪齒數(shù)=321=632. 確定計(jì)算功率查表的=1.1, =1.21,單排鏈=1,則計(jì)算功率的=4.962KW3. 選擇;鏈條型號(hào)和節(jié)距根據(jù)=4.962KW, =156.9r/min ,由2查圖9-11可選20A， ,查表9-1得鏈條節(jié)距為p=31.75mm4. 計(jì)

13、算鏈節(jié)數(shù)和中心矩初選中心矩=(3050)p=(3050)31.75=952.51587.5取=1000mm鏈節(jié)數(shù)=106.35 取=110 查表取中心矩計(jì)算系數(shù)=0.24421最大中心矩=1055mm5. 計(jì)算鏈速V,確定潤(rùn)滑方式=6.04m/s由=6.04m/s和鏈號(hào)20A查圖9-14可知應(yīng)采用油池潤(rùn)滑或油盤飛濺潤(rùn)滑6. 計(jì)算壓軸力軸材料為45號(hào)鋼,調(diào)質(zhì)處理有效圓周力: =617.1N鏈輪水平布置時(shí)的壓軸力系數(shù)=1.15,則壓軸力為=1.15617.2=707.98N五、軸的設(shè)計(jì)及校核1. 材料選用及熱處理軸一選用40Cr,調(diào)質(zhì)處理軸二、軸三均選用45，調(diào)質(zhì)處理由參考文獻(xiàn)2表15-3查得、2

14、. 估算最小直徑(按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度)由參考文獻(xiàn)2表15-3確定=110mm=15.41mm(按一個(gè)鍵槽,軸頸增大7%為17mm)考慮到彈性套柱銷聯(lián)軸器的規(guī)格,取最小直徑為=25mm(第二根) =115mm=23.98mm(考慮到兩個(gè)鍵槽,軸頸增大15%為27.577mm) =28mm考慮到角接觸球軸承的規(guī)格,取最小直徑為=30mm(第三根)=115mm=33.06mm(考慮到兩個(gè)鍵槽,軸頸增大15%為38.02mm)=39mm考慮到與鏈輪連接，取最小直徑為=40mm3. 軸的設(shè)計(jì)校核(對(duì)于軸1) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：根據(jù)所設(shè)計(jì)的齒輪及選用的軸承7206C、聯(lián)軸器，設(shè)計(jì)計(jì)算每一段的長(zhǎng)度寬度，并根據(jù)定位確定軸

15、肩的高度及寬度。1.求齒輪上的載荷：齒輪的分度圓直徑=41.35mm扭矩=26.26查得軸承7206C的a=14.2，B=16.做出軸的受力分析，得到：，47608，22763。52770 六、軸承校核1. 角接觸球軸承7211C的基本額定動(dòng)載荷 =52.8 KW,基本額定靜載荷=40.5KW。2. 徑向載荷=596-162=434N=274+75=349N=2584N=1799N3.軸向力： 軸承派生軸向力 =是對(duì)應(yīng)表13-5中 =的Y值Y=1.6 E=0.37 NNN=1.當(dāng)量動(dòng)載荷和和 對(duì)軸承1：，對(duì)軸承2，因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中存在輕微沖擊 則 2.驗(yàn)算軸承則因?yàn)閯t所以按照軸承1的受力大小驗(yàn)算。

16、年，則：滿足軸承壽命要求。七 、鍵的選用以及校核（軸一）1. 與聯(lián)軸器連接的鍵的選擇:普通平鍵A型,主要參數(shù)L=32T為第一根軸的扭矩 T=26263N*mmk=0.5h=3.5mml=32-8=24mmd=25mm鍵連接強(qiáng)度計(jì)算 因?yàn)檩d荷性質(zhì)為輕微沖擊鍵的材料為鑄鐵為5060MPa所以滿足強(qiáng)度條件（軸二）1. 與大齒輪連接的鍵的選擇:普通平鍵A型,主要參數(shù)L=56T為第二根軸的扭矩T= 87861N*mmk=0.5h=4mml=56-10=46mmd=35mm鍵連接強(qiáng)度計(jì)算 因?yàn)檩d荷性質(zhì)為輕微沖擊鍵的材料為鑄鐵為5060MPa所以滿足強(qiáng)度條件2. 與小齒輪連接的鍵的選擇:普通平鍵A型,主要參

17、數(shù)L=28T為第二根軸的扭矩T= 87861N*mmk=0.5h=4mml=28-10=18mmd=35mm鍵連接強(qiáng)度計(jì)算 因?yàn)檩d荷性質(zhì)為輕微沖擊鍵的材料為鋼，為120MPa所以滿足強(qiáng)度條件（軸三）3. 與齒輪連接的鍵的選擇:普通平鍵A型,主要參數(shù)L=56T為第三軸的扭矩 226150N*mmk=0.5h=5.5mml=56-18=38mmd=60mm鍵連接強(qiáng)度計(jì)算 因?yàn)檩d荷性質(zhì)為輕微沖擊鍵的材料為鑄鐵為5060MPa所以滿足強(qiáng)度條件4. 與鏈輪連接的鍵的選擇:材料為鋼=120MPa主要參數(shù)及強(qiáng)度校核bh=149L=36mmd=45mm=101.87=120MPa所以滿足強(qiáng)度條件八、減速箱的設(shè)

18、計(jì)箱體采用水平刨分式，刨分面與軸線平面重合，將箱體分為箱蓋和箱座兩部分。材料選為HT150。箱體設(shè)計(jì)主要是在滿足強(qiáng)度，鋼度的前提下，同時(shí)考慮結(jié)構(gòu)緊湊，制造方便，重量輕及使用等方面要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。鑄鐵減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸之一 名稱符號(hào)圓柱齒輪減速器箱座壁厚a:高速級(jí)與低速級(jí)的中心矩0.025a+3=5.625 8mm箱蓋壁厚8地腳螺拴直徑20地腳螺拴數(shù)目4鑄鐵減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸之二名稱符號(hào)尺寸關(guān)系箱座凸緣厚度1.5=12箱蓋凸緣厚度 1.5=12箱座底凸緣厚度2.5=20軸承旁連接螺拴直徑0.75=16箱蓋與箱座連接螺拴直徑(0.50.6)=12軸承蓋螺釘直徑軸承7211C為8；軸承7206為 6；

19、視孔蓋螺釘直徑8定位銷直徑10 , ,至外箱壁距離26,22,18,至凸緣邊緣距離24,16軸承旁凸臺(tái)半徑20凸臺(tái)高度待定外箱壁至軸承座端面距離45大齒輪齒頂圓與內(nèi)箱壁距離38箱座肋厚8軸承蓋外徑軸承7211C 為 140 軸承7206C 為 92軸承旁連接螺拴距離軸承7211C 為 120 軸承7206C 為 77九 、減速器的潤(rùn)滑及密封選擇軸承潤(rùn)滑采用脂潤(rùn)滑,在軸上加裝甩油環(huán)。 附 轉(zhuǎn)軸最高軸1 m/s所以可選氈圈密封十.減速器的附件選擇及說(shuō)明1. 視孔和視孔蓋確定檢查孔尺寸為為120， ， ， =箱體寬- ， 螺釘數(shù)， ， ， 2. 通氣器的選用選擇簡(jiǎn)易式通氣器；3. 游標(biāo)的選用選用圓形

20、游標(biāo)，尺寸為：4. 油塞的選用六角螺塞及封油圈尺寸：5. 吊鉤吊耳的選用吊鉤尺寸為： 吊耳尺寸為: d=b=15，R=15，e=156. 定位銷尺寸確定定位銷直徑可?。橥咕壣下菟ǖ闹睆剑╅L(zhǎng)度應(yīng)大于分箱面凸緣的總厚度。選用d=10mm，l=32mm7. 起蓋螺釘?shù)拇_定為便于開啟箱蓋，在箱蓋側(cè)邊的凸緣上裝一個(gè)啟蓋螺釘。取的螺釘，材料為。設(shè)計(jì)總結(jié)通過(guò)這次二級(jí)展開式圓柱斜齒輪減速器的課程設(shè)計(jì)，我對(duì)機(jī)械機(jī)構(gòu)及其零件的設(shè)計(jì)流程和設(shè)計(jì)規(guī)范有了基本的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，也應(yīng)用了以前在畫法幾何、機(jī)械制圖、材料力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)等課程中學(xué)到的基礎(chǔ)知識(shí)，使我對(duì)這些知識(shí)的掌握更加深了一步。在這次設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我體會(huì)最

21、深的就是經(jīng)驗(yàn)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的重要性。如果沒(méi)有詳細(xì)、可靠的指導(dǎo)，一個(gè)人是很難完成最初的設(shè)計(jì)部分的。當(dāng)然，這也會(huì)對(duì)后面的設(shè)計(jì)造成很大的麻煩。例如，在本次設(shè)計(jì)中，裝配底圖的繪制一定要嚴(yán)格按照書上給定的流程，否則后面的一系列定位都將難以處理。最后就是最初的設(shè)計(jì)中難免有錯(cuò)誤，而且有些錯(cuò)誤往往在設(shè)計(jì)快結(jié)束時(shí)才表現(xiàn)出來(lái)。雖然這次作業(yè)中已經(jīng)無(wú)法修改或來(lái)不及修改，但是我們應(yīng)該記住這次教訓(xùn)，在以后的設(shè)計(jì)工作中盡量避免這些錯(cuò)誤?！緟⒖假Y料】1、 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).李育錫.高等教育出版社 20082、 機(jī)械設(shè)計(jì). 第八版. 濮良貴，紀(jì)名剛. 高等教育出版社，20063、 機(jī)械原理. 第七版. 孫桓，陳作模，葛文杰. 高等教育出版社，20064、 工程制圖基礎(chǔ). 第二版. 孫根正，王永平. 西北工業(yè)大學(xué)出版社，20055、 機(jī)械制圖. 第二版. 臧宏琦，王永平. 西北工業(yè)大學(xué)大學(xué)出版社，20046、 機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù) 王玉 國(guó)防工業(yè)出版社，20087、 AUTOCAD2007中文版標(biāo)準(zhǔn)教程 夏文秀，倪祥明，胡仁喜，2006電動(dòng)機(jī)工作功率= 4KW，轉(zhuǎn)速= 1440r/min選擇Y112M-4三相異步電動(dòng)機(jī)各級(jí)傳動(dòng)比：i1=3.45i2=3i3=3i=27.43各軸轉(zhuǎn)速：各軸功率：各軸扭矩：mm mm