【正文】 1 2 第 一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)用于帶速傳輸機(jī)的傳動(dòng)裝置。 工作原理及已知條件 工作原理 :工作傳動(dòng)裝置如下圖所示： 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：運(yùn)輸帶工作拉力 F=2900N 運(yùn)輸帶工作速度 ? =卷筒直徑 D=410mm 工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)輕微沖擊，灰塵較少； 運(yùn)輸帶速度允許誤差177。 5%； 兩 班制工作，使用期 5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 )。 加工條件：批量生產(chǎn)，中等規(guī)模機(jī)械廠 ，可加工 7～ 8級(jí)齒輪。 設(shè)計(jì)工作量： 1張； 1～ 3張； 原始數(shù)據(jù) 已知條件 傳送帶工作 拉力 F(N) 傳送帶工作速 度 v（ m/s） 滾筒直徑 D （ mm） 參數(shù) 2900 410 3 第二章 傳動(dòng)方案選擇 傳動(dòng)方案的選擇 該工作機(jī)采用的是原動(dòng)機(jī)為 Y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，三相籠型異步電動(dòng)機(jī)是一般用途的全封閉自扇冷式電動(dòng)機(jī)，電壓 380 V，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、價(jià)格低廉、維護(hù)方便； 另外其傳動(dòng)功率大，傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩也比較大，噪聲小，在室內(nèi)使用比較環(huán)保。 因?yàn)槿嚯妱?dòng)機(jī)及輸送帶工作時(shí)都有輕微振動(dòng)，所以采用彈性聯(lián)軸器能緩沖各吸振作用，以減少振動(dòng)帶來(lái)的不必要的機(jī)械損耗。 總而言之，此工作機(jī)屬于小功率、載荷變化不大的工作機(jī)，其各部分零件的標(biāo)準(zhǔn)化程度高，設(shè)計(jì)與維護(hù)及維修成本低；結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，傳動(dòng)的效率比較高，適應(yīng)工作條件能力強(qiáng)，可靠性高，能滿足設(shè)計(jì)任務(wù)中要求的設(shè)計(jì)條件及環(huán)境。 第三章 選擇 電動(dòng)機(jī)的選擇 ，確定傳動(dòng)方案及計(jì)算運(yùn)動(dòng)參數(shù) 電動(dòng)機(jī)的選擇 （ 1） 選擇電動(dòng)機(jī)的類型 按工作要求和條件選 取 Y 系列 ,一般用途全封閉自扇冷鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)。 選擇電動(dòng)機(jī)容量 （ 1）工作機(jī)各傳動(dòng)部件的傳動(dòng)效率及總效率 (根據(jù) 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》 表 選取相關(guān)的效率 )： ???? ???32221179。 ?4 其中 ： ?1為 聯(lián)軸器 的效率，為 ； ?2為 每對(duì)滾動(dòng)軸承 軸承的效率，為 ， ?3 渦輪 蝸桿的傳動(dòng)效率 效率為 ；其中 ?4 為 卷筒的傳遞 效率，為 . 4 所以減速機(jī)構(gòu)的總效率 ： ? =179。 179。 179。 179。 = （ 2）選擇電動(dòng)機(jī)的功率 所選電動(dòng)機(jī)的額定功率應(yīng)該等于或稍大于工作要求的功率。容量小于工作要求，則不能保證工作機(jī)的正常工作，或使電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載、發(fā)熱大而過(guò)早損壞；容量過(guò)大，則增加成本，并且由于效率和功率因數(shù)低而造成電能浪費(fèi)。 電動(dòng)機(jī)所需的功率 ： 總?/wd PP ? 式中 ： dP — 工作機(jī)要求的電動(dòng)機(jī)輸出功率，單位為 ： KW； ?總— 電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間傳動(dòng)裝置的總效率； wP — 工作機(jī)所需輸入功率，單位為 ： KW； 輸送機(jī)所需的功率 : )1000/(m a x 總?FvPd ? ／ 1000?總 =2900179。 ／ （ 1000179。 ） =。 查 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》 表 ，選取 Y112M— 2 電動(dòng)機(jī) ，其主要參數(shù)如下 : 電動(dòng)機(jī)額定功率 P 4kW 電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 mn 960r/min 電動(dòng)機(jī)軸伸出端直徑 38k6 電動(dòng)機(jī)伸出端安裝長(zhǎng)度 80 方案選擇 根據(jù)傳動(dòng)裝置的工作特性和對(duì)它的工作要求并查閱資料 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》 ，可選擇單級(jí)渦輪蝸桿閉式減速器傳動(dòng)方案，如圖 示的傳傳動(dòng)示意圖。 5 傳動(dòng)比的選擇 （ 1） 總的傳動(dòng)比： 運(yùn)輸及驅(qū)動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)速： )/(1 0 0 060 Dvn w ???? =60 )410/( 0 0 0 ??? ? = 總傳動(dòng)比： 39。 ??? wm nni 由參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》可知，單級(jí)渦輪蝸桿減速器一般傳動(dòng)比的范圍為 7~40，所以所計(jì)算的傳動(dòng)比 39。i 在合理的范圍內(nèi)，即傳動(dòng)比合理可用。 第四章 傳動(dòng)裝置的 運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算 （ 1）實(shí)際總傳動(dòng)比及各級(jí)傳動(dòng)比配置： 由于是蝸桿傳動(dòng)，傳動(dòng)比都集中在蝸桿上，其他不分配傳動(dòng)比。則總傳動(dòng)比 ?i : 圖 渦輪蝸桿傳動(dòng)裝置方案 1電動(dòng)機(jī) 2聯(lián)軸器 3一蝸輪 和 蝸桿 4螺旋輸送機(jī) 5單級(jí)渦輪蝸桿減速器 6 wm nni /?? =960／ = （ 2）各軸轉(zhuǎn)速： 蝸桿軸轉(zhuǎn)速： 因?yàn)楹碗妱?dòng)機(jī)用聯(lián)軸器連在一起，故其轉(zhuǎn)速等于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，則： 1n =960r/min 蝸輪軸轉(zhuǎn)速： 由于和工作機(jī)用聯(lián)軸器相連在一起，其轉(zhuǎn)速等于工作機(jī)主軸轉(zhuǎn)速，則： 2n = 各軸輸入功率計(jì)算 按電動(dòng)機(jī)額定功率 caP 計(jì)算各軸的輸入功率，設(shè) 1P 為蝸桿軸的輸入功率， 2P 為渦輪軸的輸入功率， 3P 為工作幾周的輸入功率 蝸桿軸功率 : kWPP ca ????? ? 蝸輪軸功率： kWPP 1 5 3 ??????? ?? 卷筒軸功率： kWPP 9 8 9 5 2 1 ????????? ??? 各軸輸入轉(zhuǎn)矩計(jì)算 電動(dòng)機(jī)軸 轉(zhuǎn)矩 ： mmNnPT mcad ???????? 66 蝸桿軸 轉(zhuǎn)矩 ： mmNnPT ???????? 61161 蝸輪軸 轉(zhuǎn)矩 ： mmNnPT ???????? 62262 卷筒軸 轉(zhuǎn)矩 ： mmNnPT w ???????? 6363 表 41 各軸動(dòng)力參數(shù)表 軸名 功率P/kw 轉(zhuǎn)矩 T/(N?mm) 轉(zhuǎn)速n/(r/min) 效率 ? 傳動(dòng)比 i 電動(dòng)機(jī)軸 4 960 1 7 第五章 渦輪蝸桿的尺寸設(shè)計(jì) 選擇蝸桿類型 根據(jù) GB/T100851988 的推薦，采用漸開(kāi)線蝸桿（ ZI）。 材料選擇 考慮到蝸桿傳動(dòng)的功率不大，速度中等，故蝸桿采用 45 剛； 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；蝸輪選用鑄錫磷青銅（ ZCuSn10P1） ,金屬 模鑄造；為了節(jié)約貴重有色金屬，僅齒圈用青銅鑄造，而輪芯用灰鑄鐵 （ HT100） 制造。 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 根據(jù)閉式蝸桿蝸輪的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（ 1112）則傳動(dòng)中心距為 ： 3 22 )][(HE ZZKTa ? ?? （ 1）確定輪上轉(zhuǎn)矩 按 1Z =:2，效率為 ，則 226 ????? NnPT （ 2）確定載荷系數(shù) K 因工作是有輕微振動(dòng)，故取載荷分布不均勻系數(shù) 1??K ，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 115 選取使用系數(shù) 1?AK ，由于轉(zhuǎn)速不是很高，沖擊不大，可選取動(dòng)載荷系數(shù) ?VK ，則 K= ?K AK VK =1179。 179。 1≈ 蝸桿軸 960 蝸輪軸 1 卷筒軸 8 （ 3）確定彈性影響系數(shù) EZ 因?yàn)檫x用的是 錫磷青銅（ ZCuSn10P1） 的蝸輪和 45 剛蝸桿相配，故EZ ? 21160MPa （ 4）確定接觸系數(shù) ?Z 先 假設(shè)蝸桿分度遠(yuǎn)直徑和傳動(dòng)中心距的比值為 ad1=，從 《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 1118 中查得 ?Z = （ 5）確定許用接觸應(yīng)力 [? ]H 根據(jù)蝸輪材料為錫磷青銅（ ZCuSn10P1） ，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度＞ 45HRC，可從《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 117查得蝸輪的基本許用應(yīng)力 ??39。H? =268MPa。 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N=60 hLjn2 =60? 1? ? （ 5 30082 ??? ） = 710? 壽命系數(shù) HNK = 108 77 ??，則 ??H? = HNK ??‘ H? =? 268= （ 6）計(jì)算中心距 a3 22 )][(HE ZZKT ? ?? = ) ( 2 ???? 取中心距 a=160mm，因?yàn)?1i =，故從表 112 中選取模數(shù) m= mm，蝸桿分度圓直徑 d1=63mm，這時(shí) d1/a=，從 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 圖 1118中可查得 ,?Z = ?Z ，因此以上計(jì)算結(jié)果可用。 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)及幾何尺寸 蝸桿 蝸桿頭數(shù)： 21?Z 軸向齒距 ： mmmPa ?? ? ； 直徑系數(shù) ： q=； 齒頂圓直徑 ：1ad=63+1179。 2179。 =； 9 齒根圓直徑 ：1fd=632179。（ 1179。 +） =； 分 度圓導(dǎo)程角 ： ? = ??? 3639。1811 （右旋） 軸向齒厚 ： 2s =247。 2=。