机械设计课程设计报告

燕山大学机械设计课程设计报告题目：带式输送机传动装置学院：机械工程学院年级专业：2013级机控卓工班学号：130101040030学生姓名：蒋东廷指导教师：齐效文燕山大学课程设计报告目录1项目设计目标与技术要求…………………………………………………………………12传动系统方案制定与分析…………………………………………………………………13传动方案的技术设计与分析………………………………………………………………23.1电动机选择与确定………………………………………………………………………23.1.1电动机类型和结构形式选择……………………………………………………23.1.2电动机容量确定…………………………………………………………………33.1.3电动机转速选择…………………………………………………………………43.2传动装置总传动比确定及分配…………………………………………………………43.2.1传动装置总传动比确定…………………………………………………………43.2.2各级传动比分配…………………………………………………………………43.2.2.1分配方案………………………………………………………………………43.2.2.2各级传动比确定………………………………………………………………43.3各轴运动学、动力学参数确定…………………………………………………………54关键零部件的设计与计算…………………………………………………………………54.1设计原则及主要零件材料、加工工艺制定……………………………………………54.2齿轮传动设计方案………………………………………………………………………64.2.1软齿面/硬齿面方案选择…………………………………………………………64.2.2设计及校核原则…………………………………………………………………64.2.3直齿轮/斜齿轮选择方案…………………………………………………………64.3第一级齿轮传动设计计算………………………………………………………………74.3.1第一级齿轮传动参数设计………………………………………………………74.3.2第一级齿轮传动强度校核………………………………………………………94.4第二级齿轮传动设计计算………………………………………………………………104.4.1第二级齿轮传动参数设计………………………………………………………104.4.2第二级齿轮传动强度校核………………………………………………………134.5轴径初估…………………………………………………………………………………144.6键的选择及键联接的强度计算…………………………………………………………154.6.1键联接方案选择…………………………………………………………………154.6.2键联接的强度计算………………………………………………………………164.7滚动轴承选择方案………………………………………………………………………185传动系统结构设计与总成…………………………………………………………………185.1轴上零件的固定方案……………………………………………………………………185.2支承结构的基本形式……………………………………………………………………205.3典型结构的选择与集成设计……………………………………………………………215.4轴系结构设计与方案分析………………………………………………………………225.4.1高速轴结构设计与方案分析……………………………………………………225.4.2中间轴结构设计与方案分析……………………………………………………235.4.3低速轴结构设计与方案分析……………………………………………………235.5输入与输出轴的位置与相对关系；轴系结构与零件定位关系………………………245.6主要零部件的校核与验算………………………………………………………………245.6.1轴系结构强度校核(选择低速轴进行校核).……………………………………245.6.2滚动轴承的寿命计算……………………………………………………………265.7装配图设计………………………………………………………………………………285.7.1装配图布局原则…………………………………………………………………285.7.2装配图整体布局…………………………………………………………………28燕山大学课程设计报告6主要附件与配件的选择……………………………………………………………………306.1联轴器选择………………………………………………………………………………306.2润滑与密封的选择………………………………………………………………………316.2.1润滑方案对比及确定……………………………………………………………316.2.2密封方案对比及确定……………………………………………………………326.3通气器……………………………………………………………………………………336.4油标………………………………………………………………………………………336.5螺栓及吊环螺钉…………………………………………………………………………336.6油塞………………………………………………………………………………………347零部件精度与公差的制定…………………………………………………………………347.1精度制定原则……………………………………………………………………………347.2精度设计的具体实施……………………………………………………………………357.3减速器主要结构、配合要求……………………………………………………………357.4减速器主要技术要求……………………………………………………………………358项目经济性与安全性分析…………………………………………………………………368.1零部件材料、工艺、精度等选择经济性………………………………………………368.2减速器总重量估算及加工成本初算……………………………………………………378.3安全性分析………………………………………………………………………………378.4经济性与安全性综合分析………………………………………………………………379设计小结…………………………………………………………………………………3810参考文献…………………………………………………………………………………3911附录三维图………………………………………………………………………………39燕山大学课程设计报告前言随着自动化生产不断发展，，输送机械化得到广泛应用。由于输送机可进行水平倾斜和垂直输送，也可组成空间输送线路，输送线路一般是固定的。输送机输送能力大，运距长，还可在输送过程中同时完成若干工艺操作，所以应用十分广泛。未来输送机将向着大型化发展，扩大适用范围，物料自动分拣，降低能量消耗，减少污染等方面发展。一、继续向大型化发展。大型化包括大输送能力、大单机长度和大输送倾角等几个方面。水力输送装置的长度已达440公里以上。带式输送机的单机长度已近15公里，并已出现由若干台组成联系甲乙两地的“带式输送道”。不少国家正在探索长距离、大运量连续输送物料的更完善的输送机结构。二、扩大输送机的使用范围。发展能在高温、低温条件下、有腐蚀性、放射性、易燃性物质的环境中工作的，以及能输送炽热、易爆、易结团、粘性的物料的输送机。三、使输送机的构造满足物料搬运系统自动化控制对单机提出的要求。如邮局所用的自动分拣包裹的小车式输送机应能满足分拣动作的要求等。四、降低能量消耗以节约能源，已成为输送技术领域内科研工作的一个重要方面。已将1吨物料输送1公里所消耗的能量作为输送机选型的重要指标之一。五、减少各种输送机在作业时所产生的粉尘、噪声和排放的废气。随着国内贸易活动的不断增加，带式输送机因作为一种输送量大、运行费用低、使用范围广、结构简单、便于维护、能耗较小、使用成本低的输送设备而会得到更宽广的应用范围，市场前景十分看好。在冶金、电力、煤炭、化工、建材、码头、粮食等方面的发展日新月异，为了提高生产率，带式输送机已经运用到各个方面。其中起到决定性作用的是传动装置，不同的传动机构决定着整个机器不同的使用条件，而传动机构的性能也间接地反映了更个机器的性能，总的来说传动机构是带式运输机的核心。摘要根据许用切应力计算轴的最小直径，并按许用弯曲应力法对轴进行校核；对齿轮按齿面接触疲劳强度进行设计并按齿根弯曲疲劳强度进行校核；对进行键按照手册进行选择并校核键联接的强度度；进行了轴承的选择，并进行了轴承寿命校核，且对轴承的静载荷、极限转速进行验算；算出使用功率并考虑安全系数和裕度的条件下选取适当的电动机。根据使用地点为室内，载荷性质为平稳的特点等条件选取其他附件与配件，如选用：油标尺、简单性通气器、螺栓、联轴器等。燕山大学课程设计报告-1-设计计算过程结果1项目设计目标与技术要求任务描述：根据：使用条件为室内，大批量，载荷性质平稳，使用年限为八年一班，要求输入轴输出轴交错。设计一个带式输送机传动装置使用的二级减速器。技术要求：F=1406ND=0.28mV=1.37m/s2传动系统方案制定与分析机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。方案制定：本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。传动方案采用了单级传动，传动为二级圆锥圆柱齿轮减速器。分析对比：A、带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有过载保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。链传动工作可靠，平均传动比恒定，轴间距大，瞬时速度不均匀、高速时运动不平稳，适应恶劣环境，多用于低速环境。结论：考虑到工作环境为室内，载荷平稳，工作机应具有缓冲吸振的作用，噪音小，经济低廉等角度最终确定以带传动为工作机传动。B、渐开线圆柱齿轮传动：1、能保证瞬时传动比的恒定，传动平稳性好，传递运动准确可靠。2、传递的功率和速度范围大。3、传动效率高。一般传动效率=0.94～0.99。4、结构紧凑，工作可靠，寿命长。设计正确、制造精良、润滑维护良好的齿轮传动，可使用数年乃至数十年。传动也存在以下不足:1、制造和安装精度要求高，工作时有噪声。2、中心距过大时将导致齿轮传动机构结构庞大、笨重，因此，不适宜中心带传动为工作机传动二级齿轮减速器的第一级选用圆锥齿轮，第二级选用圆柱齿轮。燕山大学课程设计报告-2-设计计算过程结果距较大的场合.圆锥齿轮传动：加工较困难，特别是大直径、大模数的圆锥齿轮，工作时震动和噪音较大，圆周速度不宜过高。所以只有在需要改变轴的布置方向时采用，并尽量放在高速级。蜗杆传动平稳，但效率低，适合用于中小功率间歇运转场合。结论：由于输入轴与输出轴在使用时应保持垂直，且运动连续不间断，所以二级齿轮减速器的第一级选用圆锥齿轮，又由于圆柱齿轮性能好，价格低所以第二级选用圆柱齿轮。C、直齿轮用仿形法、成型法加工比较方便；直齿轮传动能力小，噪音大。斜齿轮相对加工制造困难，会产生轴向力，但是传动能力大、噪音小。结论：由于在室内工作，噪音应较小，且应具有较高的传动能力，所以选择斜齿轮。3传动方案的技术设计与分析3.1电动机选择与确定3.1.1电动机类型和结构形式选择选择电动机类型时，首先考虑的是电动机的性能应能全面满足被驱动机械负载的要求，如启动性能、正反转运行、调速性能、过载能力等。在这个前提下，优先选用结构简单、运行可靠、维护方便、价格便宜的电动机。一般情况下，对于不需要调速或对调速要求不高的生产机械，可优先选用Y系列笼型三相感应电动机。这时应充分考虑电动机的启动容量与电源容量的对应关系。普通笼型电动机的启动转矩不大，特别