【正文】 1 新鄉(xiāng)學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 螺旋輸送機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號(hào)： 院 系： 機(jī)電工程學(xué)院 年級(jí)專業(yè)： 10 級(jí)切削一班 指導(dǎo)老師： 劉建華（副教授） 2 引言 ……………………………………………… 3 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求 ………………………… 3 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) …………………………… 4 電動(dòng)機(jī)的選擇 …………………… ……………… ..4 總傳動(dòng)比的計(jì)算和分配各級(jí)傳動(dòng)比 ……… …… ..5 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 … … ………… ..6 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 …………………………… 7 帶輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 …………… ……………… ..7 高速嚙合齒輪的設(shè)計(jì) ……… …………………… ..9 低速嚙合齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 ……… ………………… ..12 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 …………………………… 16 高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核 ………… …………… ...6 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核 …… ………………… ..21 中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核 ………… …………… ..26 滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算 ……………………… … … 31 高速軸軸承的計(jì)算 ……………… ………………… 31 中間軸軸承的計(jì)算 ……………… ………………… 32 低速軸軸承的計(jì)算 ………………… ……………… 33 鍵的選擇與計(jì)算 ………………………………… ..34 高速軸 …… ………………………………………… 34 低速軸 ……… ……………………………………… 34 中間軸 ……………… ……………………………… 34 減速器附件的選擇 ……………………………… ..34 箱體和軸承端蓋的設(shè)計(jì) ………………………… ..35 潤(rùn)滑與密封的選擇 ……………………………… 36 1參考資料 ………………………………………… .36 1課程設(shè)計(jì)小結(jié) …………………………………… ..36 3 1．引言 機(jī)械設(shè)計(jì)課程是培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)能力的技術(shù)基礎(chǔ)課。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)課程的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，其基本目的是： 1） 通過課程設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他先修課程的理論和實(shí)際知識(shí)，培養(yǎng)分析和解決實(shí)際問題的能力，掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，樹立正確的設(shè)計(jì)思想； 2）學(xué)會(huì)從機(jī)器功能的要求出發(fā)，合理選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)的類型，制定傳動(dòng)方案，合理選擇標(biāo)準(zhǔn)部件的類型和型號(hào)，正確計(jì)算零件的工作能力，確定其尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)及材料，并考慮制造工藝、使用、維護(hù)、經(jīng)濟(jì)和安全等問題，培養(yǎng)機(jī)械設(shè)計(jì)能力； 3）通過課程設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)和查閱科技文獻(xiàn)資料以及計(jì)算機(jī)應(yīng)用等，培養(yǎng)機(jī)械設(shè)計(jì)的基本技能和獲取有關(guān)信息的能力。 在本課程設(shè)計(jì)中用計(jì)算機(jī)繪圖或手工繪圖都能達(dá)到以上要求，但是由目前發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)盡量采取計(jì)算機(jī)繪圖。 要求：某螺旋輸送機(jī)連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，較大沖擊載荷，兩班制工作，工作年限 10 年，工作機(jī)轉(zhuǎn)速的 允許誤差為 5%，小批量生產(chǎn)，試設(shè)計(jì)該螺旋輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置部分。 螺旋輸送機(jī)的原始數(shù)據(jù)如下表： 數(shù)據(jù)編號(hào) 運(yùn)輸機(jī)工作軸轉(zhuǎn)矩 T（ ） 1550 運(yùn)輸及工作軸轉(zhuǎn)速 n(r/min) 120 傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖如下： 4 （ 1）選擇電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式 根據(jù)減速裝置工作條件和工作要求，選用三相鼠籠 Y型異步電動(dòng)機(jī)，采用密封結(jié)構(gòu)。 （ 2）選擇電動(dòng)機(jī)的功率 工作機(jī)的輸出功率為 1 1 5 5 0 1 2 0 1 9 .59 5 5 0 9 5 5 0ww k w k w k wnTP ?? ? ? 電動(dòng)機(jī)的功率為 wd PP ?? 電動(dòng)機(jī)輸送帶的總功率為 ?????? 543321? 根據(jù)表 21 得， V 帶傳動(dòng)效率 1??；滾動(dòng)軸承 2??（三對(duì)齒輪軸承）；圓柱齒輪副效率 3??（齒輪精度為 8 級(jí)）；圓錐齒輪傳動(dòng)?? （ 8 級(jí)精度的一般錐齒輪傳動(dòng)）；齒輪聯(lián)軸器 ?? ，則 3 ??????? 1 9 . 5 2 2 . 4 70 . 8 6 8wd kw kwPP ?? ? ? 5 通過查表，選額定功率 kwPd 30e ?的電機(jī)。 （ 3）確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 按表 21,22 推薦的傳動(dòng)比合理的范圍， V 帶傳動(dòng)常用傳動(dòng)比范圍4~21?i ，二級(jí)圓錐 圓錐齒輪減速器傳動(dòng)比范圍 2 8~15i ? ，輸送機(jī)的工作轉(zhuǎn)速 min/120rnw ?，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 m i n/)7 2 0 0~1 9 2 0(m i n/1 2 0)15~8()4~2(.. 21 rrniin wd ????? 通過查表 128，取型號(hào)為 Y180M2 電動(dòng)機(jī)，主要外形尺寸和安裝尺寸見下表。 電動(dòng)機(jī)主要性能參數(shù) 型號(hào) 額定功率)(kw 滿載轉(zhuǎn)速).( min 1?r 滿載時(shí)效).( min 1?r 額定轉(zhuǎn)矩堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 Y180M2 30 2938 電動(dòng)機(jī)主要外形尺寸和安裝尺寸 單位：mm 中心高 H 外形尺寸HDL? 底腳安裝尺寸 BA? 延伸尺寸ED? 平鍵尺寸GF? 180 726x505 279x241 55x110 16x49 （ 1）總傳動(dòng)比 120293 8 ??? nn wmi 式中 nm ， nw 分別為電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速，螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速， r/min。 （ 2）傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比 iii 21? 式中， i1 ， i2 分別為 V帶傳動(dòng)，二級(jí)圓錐 圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比。為了使 V帶傳動(dòng)外廓尺寸不要太大，初步選 31?i ，則二級(jí)圓錐 圓柱齒輪減 6 速器的傳動(dòng)比 ??? ii i 所得減速器的傳動(dòng)比符合二級(jí)圓錐 圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比的范圍。 （ 3）分配減速器的各級(jí)傳動(dòng)比 以使大錐齒輪直徑不知過大，從而便于加工，高速級(jí)圓錐齒輪傳動(dòng)比取ii 23 ? ，則 ???i 圓柱齒輪傳動(dòng)比 4 ??? iii （ 1）各軸的輸入功率 電動(dòng)機(jī)軸 kwPPdd 30e ?? 1 軸 kwkwPPd ????? ? 2 軸 kwkwPP 4212 ??????? ?? 3 軸 kwkwPP 3223 ?????? ? ?? 輸送機(jī)軸 kwkwPP 5234 ??????? ?? （ 2）各軸的轉(zhuǎn)速 1 軸 m i n/ i n/3293811 rrinn m ??? 2 軸 m i n/48 0m i n/ 9212 rrinn ??? 3 軸 m i n/120m i n/4480423 rrinn ??? 輸送機(jī)軸 m i n/1 2 034 rnn ?? （ 3）各軸的轉(zhuǎn)矩 電動(dòng)機(jī)軸 ).(.293830955095500 mNmNnPT md ???? 7 1 軸 ).(. 111 mNmNnPT ???? 2 軸 ).(.480 222 mNmNnPT ???? 3 軸 ).(.120 333 mNmNnPT ???? 輸送機(jī)軸 ).(.120 444 mNmNnPT ???? 最后，將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行整理，如下表： 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果 軸名 功率)(kwP 轉(zhuǎn)矩 ).( mNT 轉(zhuǎn)速）（ min/r 傳動(dòng)比 效 率(%) 輸入 輸出 輸入 輸出 電動(dòng)機(jī)軸 _ 30 _ 2938 3 1 軸 _ _ 2 軸 _ _ 480 4 3 軸 _ 2116.9 _ 120 1 輸送機(jī)軸 _ 2074.7 _ 120 _ _ V 帶的選擇 （ 1）確定計(jì)算功率 Pca 由表 87 查得工作情況系數(shù) ?KA ，故 kwkwPKP Aca ????? （ 2）選擇 V帶的帶型 根據(jù) kwr Pn dm 30m in,/2938 e ?? ，查圖 811 可知，單根 V 型帶是承載不起的，通過分析、計(jì)算，應(yīng)選取 4 根 V 型帶，帶型為 A。初步取基準(zhǔn)直徑 mmdd 90? 。 8 （ 3）驗(yàn)算帶速 v 。按式（ 813）驗(yàn) 算帶的速度 smv nd d / 293890100060 11 ?? ????? ?? 因?yàn)?smvsm /30/5 ?? ，故帶速合適。 （ 4）計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。 根據(jù)式（ 815a） ,計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑dd2 mmmmdiddd 2 7 0903112 ????? 根據(jù)表 88，應(yīng)選取 mmdd 2802 ?。 （ 5）確定 V帶的中心距 a 和 基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld 1)根據(jù)式（ 820），初定中心距 mmao 400?。 2）由式（ 822）計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 ? ? a ddddaLoddododd 4 1222 )( 221 ????? ? mmmm ]4004)28090(24002[ )90280( 2 ???????? ?? 由表 82 選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 mmLd 1600?。 3）計(jì)算實(shí)際中心距 a 。 mmmma LLa dodo 498)2 (2 ??????? 中心距的變化范圍為 474mm~522mm。 4）驗(yàn)算小帶輪上的包角 ?1 12 0 498)90270()( 211 oooooddo add ?????????? 5）計(jì)算單根 V帶的初拉力的最小值 )(minFo 由表 83 得 A 型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量 mkgq /? ，所以 vK PKF qzvo a caa 2m in )(500)( ???? 9 NN ] 39)(500[ 2 ????? ???? 應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力 )(minFF oo ?。 6）計(jì)算壓軸力 Fp 壓軸力的最小值為 Nozp FF i i n2 1m i nm i n )()( ?????? ? 高速嚙合齒輪的設(shè)計(jì) (1).選定齒輪材料、類型、精度等級(jí)和齒數(shù) 選擇直齒錐齒輪傳動(dòng)，精度等級(jí) 8級(jí)， 大 小齒輪 都 選用 45鋼 (調(diào)質(zhì) )，小齒輪為 260HBS，而大齒輪為 Z1 =18,大齒輪齒數(shù) Z2=uZ1= ?? ,取 Z2=37，齒輪 嚙 合時(shí)Σ =90176。，α=20176。，直齒區(qū)域系數(shù) ZH=。 (2)按齒面疲勞強(qiáng)度計(jì)算 3 2121 )()][( uKTZdRRHE ??? ?? …………………… (式 10— 26) 確定各個(gè)參數(shù)： 1) 初選載荷系數(shù)： ?tK 。 2) 齒數(shù)比： u=