课程设计-带式输送机传动系统.pptx

洛阳理工学院机械系洛阳理工学院机械系 机械设计课程设计机械设计课程设计 机械设计课程设计是机械设计课程培养学生设计能机械设计课程设计是机械设计课程培养学生设计能力的一个重要教学环节。其目的是：力的一个重要教学环节。其目的是：1 1、综合运用机械设计课程及其他有关已修课程、综合运用机械设计课程及其他有关已修课程的理论和生产实际知识进行机械设计训练，从而使这些的理论和生产实际知识进行机械设计训练，从而使这些知识得到进一步巩固，加深和扩展。知识得到进一步巩固，加深和扩展。2 2、学习和掌握通用机械零部件，机械传动及、学习和掌握通用机械零部件，机械传动及一般机械设计的基本方法和步骤，培养学生工程设计能一般机械设计的基本方法和步骤，培养学生工程设计能力和分析问题，解决问题的能力。力和分析问题，解决问题的能力。3 3、提高学生在计算，制图，运用设计资料，进、提高学生在计算，制图，运用设计资料，进行经验估算，考虑技术决策等机械设计方面的基本技能行经验估算，考虑技术决策等机械设计方面的基本技能以及机械以及机械CADCAD技术。技术。一、设计目的一、设计目的二、课程设计任务二、课程设计任务名称：名称：带式输送机传动装置带式输送机传动装置 （二级圆柱齿轮减速器）（二级圆柱齿轮减速器）要求：要求：轻微冲击，工作经常满轻微冲击，工作经常满 载，原动机为电动机。载，原动机为电动机。齿轮单向传动，单班制齿轮单向传动，单班制 工作，每班工作，每班8 8小时。运输小时。运输 带速度误差为带速度误差为5%5%。减。减 速器使用寿命速器使用寿命5 5年，每年年，每年 按按300300天计，小批量生天计，小批量生 产，启动载荷为名义载产，启动载荷为名义载 荷的荷的1.51.5倍。倍。1 1、传动方案的分析和拟定；、传动方案的分析和拟定；2 2、电动机的选择与传动装置运动和动力参数的计算；、电动机的选择与传动装置运动和动力参数的计算；3 3、传动件、传动件(如齿轮或蜗杆传动、带传动如齿轮或蜗杆传动、带传动)的设计；的设计；4 4、轴的设计；、轴的设计；5 5、轴承及其组合部件设计；、轴承及其组合部件设计；6 6、键联接和联轴器的选择与校核；、键联接和联轴器的选择与校核；7 7、润滑设计；、润滑设计；8 8、箱体、机架及附件的设计；、箱体、机架及附件的设计；9 9、装配图和零件的设计与绘制；、装配图和零件的设计与绘制；1010、设计计算说明书的编写。、设计计算说明书的编写。三、设计任务量三、设计任务量 1 1、画、画A1A1号装配图号装配图1 1张，张，A3A3号零件图号零件图2 2张。张。2 2、设计论文（说明书）一份，不少于、设计论文（说明书）一份，不少于2020页。页。四、参考资料四、参考资料课程设计指导书课程设计指导书 机械零件设计手册（含齿轮、带、轴、轴承、键）机械零件设计手册（含齿轮、带、轴、轴承、键）机械制图机械制图 机械原理机械原理 机械设计（教材）机械设计（教材）公差与配合公差与配合 1 1、设计准备、设计准备 阅读和研究设计任务书，明确设计内容和要求；阅读和研究设计任务书，明确设计内容和要求；分析设计题目，了解原始数据和工作条件；明确并拟定分析设计题目，了解原始数据和工作条件；明确并拟定设计过程和进度计划。设计过程和进度计划。2 2、传动装置的总体设计、传动装置的总体设计 分析和拟定传动装置的运动简图；选择电动机；分析和拟定传动装置的运动简图；选择电动机；计算传动装置的总传动比和分配各级传动比；计算各轴计算传动装置的总传动比和分配各级传动比；计算各轴的转速、功率和转矩。的转速、功率和转矩。3 3、各级传动的主体设计、各级传动的主体设计 计算带传动和齿轮传动主要参数和尺寸。计算带传动和齿轮传动主要参数和尺寸。五、设计步骤五、设计步骤 4 4、装配草图的设计和绘制、装配草图的设计和绘制 装配草图设计准备工作：分析和选择传动装置的装配草图设计准备工作：分析和选择传动装置的结构方案；结构方案；初绘装配草图及轴和轴承的计算：作轴、轴上零件初绘装配草图及轴和轴承的计算：作轴、轴上零件和轴承部件的结构设计；校核轴的强度、滚动轴承的寿和轴承部件的结构设计；校核轴的强度、滚动轴承的寿命和键、联轴器的强度；命和键、联轴器的强度；完成装配草图，并进行检查和修正。完成装配草图，并进行检查和修正。5.5.装配工作图的绘制和总成装配工作图的绘制和总成 绘制装配图；标注尺寸、配合及零件序号；编绘制装配图；标注尺寸、配合及零件序号；编写零件明细栏、标题栏、技术特性及技术要求等。写零件明细栏、标题栏、技术特性及技术要求等。6.6.零件工作图的设计和绘制零件工作图的设计和绘制 齿轮类零件的工作图；齿轮类零件的工作图；轴类零件的工作图；轴类零件的工作图；1 1、选择电动机、选择电动机 选择电动机依据：功率选择电动机依据：功率P P，转速，转速n n 电动机转速计算电动机转速计算 工作机转速工作机转速n nw w ：因因V=V=（DnDn）/60*1000/60*1000（m/sm/s）故故n nw w=（V*60*1000V*60*1000）/D/D（rpmrpm）其中其中V V为输送机带速为输送机带速 （m/sm/s）D D为卷筒直径为卷筒直径 （mmmm）电动机转速电动机转速n nd d:n nd d=n=nw wi i总总=(840)n=(840)nw w（rpmrpm）其中其中i i总总=840=840，为减速器总传动比，为减速器总传动比第一阶段设计的主要内容第一阶段设计的主要内容 电动机功率计算电动机功率计算 工作机功率：工作机功率：P P w w=FV/1000=FV/1000（kwkw）其中其中 F F为输送带拉力为输送带拉力 （N N），），V V为输送带速（为输送带速（m/sm/s）电动机需要功率：电动机需要功率：P Pd d=P=P w w/（kwkw）总效率：总效率：=1 1.2 2.3 3n n 1 1为为卷筒轴承效率，卷筒轴承效率，22为为卷筒效率卷筒效率 33为为低速级联轴器效率，低速级联轴器效率，44为为 IIIIII轴轴承效率轴轴承效率 55为为低速级齿轮啮合效率，低速级齿轮啮合效率，66为为IIII轴轴承效率轴轴承效率 77为为高速级齿轮啮合效率，高速级齿轮啮合效率，88为为I I轴轴承效率轴轴承效率 99为为高速级联轴器效率（效率值查设计手册）高速级联轴器效率（效率值查设计手册）选定电动机选定电动机根据求出的根据求出的P P、n n查手册。查手册。转速转速n n：建议选用同步转速为：建议选用同步转速为15001500（rpmrpm）功率功率P P：为使传动可靠，额定功率应大于计算功率：为使传动可靠，额定功率应大于计算功率即即 P P额额 P Pd d=P=PW W/总总选定电动机：型号（选定电动机：型号（Y Y系列）系列）同步转速同步转速n n、满载转速满载转速n nm m 额定功率额定功率P P额额、轴的中心高、轴的中心高、电动机轴径、电动机轴径、起动转矩起动转矩/额定转矩的比值。额定转矩的比值。2 2、传动比分配、传动比分配 分配原则：分配原则：各级传动尺寸协调，承载能力接近，各级传动尺寸协调，承载能力接近，两个大齿轮直径接近以便润滑（浸油两个大齿轮直径接近以便润滑（浸油 深度）。深度）。i i总总=i=i减减=i=i高高*i i低低=n=nm m/n/nw wi i减减减速器传动比减速器传动比i i高高减速器内高速级传动比减速器内高速级传动比i i低低减速器内低速级传动比减速器内低速级传动比n nmm电动机满载转速电动机满载转速n nww工作机转速工作机转速i i高高=（1.21.3)i1.21.3)i低低i i减减=（1.21.3)i1.21.3)i低低2 2 注意问题注意问题1 1、各级传动的传动比最好在推荐范围内选取。、各级传动的传动比最好在推荐范围内选取。2 2、应注意使传动级数少、传动机构数少、传动系统简单，、应注意使传动级数少、传动机构数少、传动系统简单，以提高传动效率和减少精度的降低。以提高传动效率和减少精度的降低。3 3、应使各传动的结构尺寸协调、匀称及利于安装，外廓尺、应使各传动的结构尺寸协调、匀称及利于安装，外廓尺 寸尽可能紧凑，绝不能造成互相干涉。寸尽可能紧凑，绝不能造成互相干涉。4 4、在卧式齿轮减速器中，常设计各级大齿轮直径相近，可、在卧式齿轮减速器中，常设计各级大齿轮直径相近，可 使其浸油深度大致相等，便于齿轮浸油润滑。使其浸油深度大致相等，便于齿轮浸油润滑。5 5、总传动比分配还应考虑载荷性质。对平稳载荷，各级传、总传动比分配还应考虑载荷性质。对平稳载荷，各级传 动比可取简单的整数，对周期性变动载荷，为防止局部动比可取简单的整数，对周期性变动载荷，为防止局部 损坏，各级传动比通常取为质数。损坏，各级传动比通常取为质数。6 6、对传动链较长、传动功率较大的减速传动，一般按前小、对传动链较长、传动功率较大的减速传动，一般按前小 后大的原则分配传动比，即自电动机向低速的工作轴各后大的原则分配传动比，即自电动机向低速的工作轴各 级传动比依次增大较为有利，这样可使各级中间轴有较级传动比依次增大较为有利，这样可使各级中间轴有较 高的转速及较小的转矩，从而可以减小中间级传动机构高的转速及较小的转矩，从而可以减小中间级传动机构 及其轴的尺寸和重量。及其轴的尺寸和重量。3 3、计算各轴的、计算各轴的n n，P P，T T各轴转速各轴转速电机轴：电机轴：n nm m（满载）（满载）I I轴：轴：n nI I=n=nm m II II轴：轴：n n IIII=n=nI I/i/i高高输入功率输入功率 电动机轴：电动机轴：P Pd d=P=Pw w/总总 I I轴轴:P:P I I=P=Pd d（为为联轴器效率）联轴器效率）IIII轴：轴：P P I I I I=P=P I I*1212（1212为为I I轴至轴至 IIII轴效率）轴效率）各轴扭矩各轴扭矩电动机轴：电动机轴：Td=9550*PTd=9550*Pd d/n/n（NmNm）I I轴和轴和IIII轴公式相同轴公式相同列表备用：列表备用：轴轴 号号功率功率 P扭矩扭矩 T转速转速 n 传动比传动比i电动机轴电动机轴 Pd Td nm i=1 I 轴轴PI入入PI出出TI入入TI出出 n I II 轴轴PII入入PII出出TII入入TII出出 n II4 4、齿轮传动设计、齿轮传动设计1 1、采用斜齿或直齿圆柱齿轮闭式软齿面传动；、采用斜齿或直齿圆柱齿轮闭式软齿面传动；2 2、选用中碳钢，传动用模数、选用中碳钢，传动用模数m1.5-2mmm1.5-2mm；3 3、强度计算中的功率用输入功率；、强度计算中的功率用输入功率；4 4、角方向确定应使中间轴的轴向力有所抵消；角方向确定应使中间轴的轴向力有所抵消；=8-15=8-15，Z Z1 1=20-40=20-40，Z Z2 2=iZ=iZ1 1求出后圆整；求出后圆整；因圆整因圆整Z Z2 2时时i i变化了故须验算传动比误差：变化了故须验算传动比误差：i=i=（i-Zi-Z2 2/Z/Z1 1）/i100%5%/i100%5%5 5、为使图面匀称，中心距：、为使图面匀称，中心距：a a高高 120 a120 a低低 1401406 6、检查浸油深度，当高速级大齿轮浸油、检查浸油深度，当高速级大齿轮浸油1 1个齿高时，个齿高时，低速级大齿轮浸油深度小于其分度圆半径的六分低速级大齿轮浸油深度小于其分度圆半径的六分 之一到三分之一，以降低搅油功耗。之一到三分之一，以降低搅油功耗。5 5、验算传动系统速度误差、验算传动系统速度误差 输送带速实际输送带速实际V Vw w在求解过程中与理论在求解过程中与理论V V发生了变发生了变化，故应验算系统误差。化，故应验算系统误差。（V-VV-Vw w）/V/V 5%5%，若不满足重新计算。若不满足重新计算。6 6、计算轴类零件、计算轴类零件 初估初估I I、IIII、IIIIII轴径，注意第轴径，注意第I I 根轴是否设根轴是否设计成齿轮轴，对轴进行弯扭合成强度验算。计成齿轮轴，对轴进行弯扭合成强度验算。轴承的选择，同一根轴上的两个轴承型号相同。轴承的选择，同一根轴上的两个轴承型号相同。对对IIII轴上的轴承进行寿命计算。轴上的轴承进行寿命计算。键的选择：对轴上的键进行强度校核。键的选择：对轴上的键进行强度校核。注意：注意：力的结果取整数；力的结果取整数；齿轮几何参数精确到小数点后两位；齿轮几何参数精确到小数点后两位；传动比精确到小数点后两位；传动比精确到小数点后两位；螺旋角精确到分；螺旋角精确到分；设计公式要写明来源出处。设计公式要写明来源出处。原始数据原始数据方方 案案12345678910运输带运输带拉力拉力FN1800180019001900200020002100210022002200运输带运输带速度速度Vm/s1.11.21.11.20.91.00.91.00.91.0卷筒直卷筒直径径Dmm300 300 300 300 300 300 300 300 300 300第二阶段设计的主要内容第二阶段设计的主要内容1 1、草图设计（装配图的俯视图）、草图设计（装配图的俯视图）2 2、装配图、装配图3 3、零件图、零件图4 4、撰写论文、撰写论文草图设计是装配图设计的规划和准备阶段草图设计是装配图设计的规划和准备阶段装配图设计是对草图的进一步细化和完善装配图设计是对草图的进一步细化和完善特点：特点：“算画结合算画结合”边画边算边画边算1 1、草图设计、草图设计 准备工作准备工作 A1A1图纸一张，比例最好图纸一张，比例最好1:11:1，用仪器画。，用仪器画。主要传动件的参数计算完备（如：齿轮几何尺寸、主要传动件的参数计算完备（如：齿轮几何尺寸、轴径估算）。轴径估算）。要求要求 草图设计正确，迅速，主要结构要表达清楚。各草图设计正确，迅速，主要结构要表达清楚。各零件尺寸可随时标注在图纸上。零件尺寸可随时标注在图纸上。草图不要求线型，同样零件可只细画一个，其它草图不要求线型，同样零件可只细画一个，其它简画。简画。所有零件尺寸随手画在草图上，以免再次查找所有零件尺寸随手画在草图上，以免再次查找。任务任务（以设计手册为参考资料）（以设计手册为参考资料）1 1、通过草图设计检查传动比分配是否合理；低速轴与、通过草图设计检查传动比分配是否合理；低速轴与 高速大齿轮是否干涉；两大齿轮浸油深度是否合理。高速大齿轮是否干涉；两大齿轮浸油深度是否合理。2 2、轴的结构设计和轴系零件设计（补充设计计算）定出、轴的结构设计和轴系零件设计（补充设计计算）定出 支点距后对中间轴进行弯扭强度验算。支点距后对中间轴进行弯扭强度验算。3 3、轴承的组合设计：确定轴承的型号和工作位置、润滑、轴承的组合设计：确定轴承的型号和工作位置、润滑 方式和密封装置，对中间轴上的轴承进行寿命计算。方式和密封装置，对中间轴上的轴承进行寿命计算。4 4、确定箱体的结构及各部分尺寸。、确定箱体的结构及各部分尺寸。5 5、减速器附件设计（吊钩吊耳、观察窗、油标尺等）。、减速器附件设计（吊钩吊耳、观察窗、油标尺等）。6 6、确定联接件结构尺寸及位置。、确定联接件结构尺寸及位置。7 7、验算。、验算。设计计算中需要验算的内容设计计算中需要验算的内容1 1、各级齿轮传动的强度验算、各级齿轮传动的强度验算2 2、各个轴的弯扭合成强度验算、各个轴的弯扭合成强度验算3 3、各个轴键的强度验算、各个轴键的强度验算4 4、各个轴上的滚动轴承寿命验算、各个轴上的滚动轴承寿命验算5 5、两级传动大齿轮浸油深度验算、两级传动大齿轮浸油深度验算6 6、选择减速器内齿轮润滑方式验算、选择减速器内齿轮润滑方式验算7 7、选择滚动轴承的润滑（剂）方式验算、选择滚动轴承的润滑（剂）方式验算设计中应注意的问题设计中应注意的问题1 1、轴外伸端长度、直径应与联轴器孔径匹配。、轴外伸端长度、直径应与联轴器孔径匹配。2 2、润滑剂和润滑方式的选择、润滑剂和润滑方式的选择 减速器内齿轮的润滑剂和润滑方式按圆周速度减速器内齿轮的润滑剂和润滑方式按圆周速度V V确定；确定；轴承的润滑剂和润滑方式按速度因数轴承的润滑剂和润滑方式按速度因数dndn确定。确定。由于齿轮和轴承可能分别采用润滑油和润滑脂，此时二由于齿轮和轴承可能分别采用润滑油和润滑脂，此时二 者不能相混，否则轴承润滑脂被冲走，应在轴承处采用者不能相混，否则轴承润滑脂被冲走，应在轴承处采用 密封装置挡油盘。注意并不是每个轴承处都安挡油盘。密封装置挡油盘。注意并不是每个轴承处都安挡油盘。齿轮和轴承同时采用油润滑时，注意开设油槽。齿轮和轴承同时采用油润滑时，注意开设油槽。3 3、油底油面高度、油底油面高度3050mm3050mm，以保证足够的油量。，以保证足够的油量。4 4、轴承盖选嵌入式结构。、轴承盖选嵌入式结构。5 5、齿轮与轴的结合方式可设计成齿轮与轴分离，也可以、齿轮与轴的结合方式可设计成齿轮与轴分离，也可以 设计成齿轮轴。设计成齿轮轴。箱体结构设计箱体结构设计机座壁厚机座壁厚 按二级齿轮减速器按二级齿轮减速器a a选择壁厚，选择壁厚，a a为低速级中心距。为低速级中心距。轴承座旁螺栓扳手空间轴承座旁螺栓扳手空间 扳手空间大操作方便，但太大螺栓太长，安装不扳手空间大操作方便，但太大螺栓太长，安装不便，且要合于螺栓长度系列。螺栓中心到机座外壁距便，且要合于螺栓长度系列。螺栓中心到机座外壁距离、到机座外凸边缘尺寸要合适。离、到机座外凸边缘尺寸要合适。起盖螺钉起盖螺钉 起盖用起盖用 ，两个对角线布置。，两个对角线布置。定位销定位销 镗轴承孔定位用，锥度镗轴承孔定位用，锥度 1 1：5050，两个对角线布置，两个对角线布置。观察窗观察窗 注油、观察两对齿轮啮合情况，以能进手为宜。注油、观察两对齿轮啮合情况，以能进手为宜。通气孔通气孔 平衡机体内外压力。平衡机体内外压力。吊钩吊钩 起吊整机用，与底座铸出。起吊整机用，与底座铸出。起盖吊耳起盖吊耳 起吊盖，与上盖一同铸出。起吊盖，与上盖一同铸出。油标尺油标尺 测量油面深度，要有最高液面，最低液面刻度。测量油面深度，要有最高液面，最低液面刻度。位置设计要防止拔不出油标或油外溢。位置设计要防止拔不出油标或油外溢。放油塞放油塞 更换润滑油的出口，在箱体底座最低位置处。更换润滑油的出口，在箱体底座最低位置处。2 2、正式装配图、正式装配图按中心距先画轴心线，再画轴及轴承。按中心距先画轴心线，再画轴及轴承。先画箱内，后画箱外。先画箱内，后画箱外。先粗画，后细画。先粗画，后细画。先画俯视图，再画主视图，最后画侧视图。先画俯视图，再画主视图，最后画侧视图。布图上下左右要适当匀称。布图上下左右要适当匀称。1 1、各视图应能完整表达箱内外结构（达到使他人能、各视图应能完整表达箱内外结构（达到使他人能 拆图的目的）。拆图的目的）。2 2、符合制图国家标准，零件编号，标题栏，明细、符合制图国家标准，零件编号，标题栏，明细 表，技术要求等应齐全。表，技术要求等应齐全。3 3、标注尺寸齐全、标注尺寸齐全 特性尺寸：齿轮中心距及公差值。特性尺寸：齿轮中心距及公差值。外廓尺寸：长外廓尺寸：长*宽宽*高，包括外伸端轴长。高，包括外伸端轴长。安装尺寸：地脚螺钉孔径及定位尺寸、孔距、外安装尺寸：地脚螺钉孔径及定位尺寸、孔距、外 伸端轴中心高。伸端轴中心高。配合尺寸：齿轮与轴、轴承内外圈、键槽、外伸配合尺寸：齿轮与轴、轴承内外圈、键槽、外伸 端与联轴器；装配图标注公差代号。端与联轴器；装配图标注公差代号。4 4、列出减速器特性：功率、转速、传动比。、列出减速器特性：功率、转速、传动比。3 3、零件图、零件图 1 1、中间轴或输出轴，大齿轮。、中间轴或输出轴，大齿轮。2 2、要求：标出全部尺寸、公差值、形位置公差、粗、要求：标出全部尺寸、公差值、形位置公差、粗 糙度、材料及热处理方法技术要求等。糙度、材料及热处理方法技术要求等。轴的键槽处要有移出剖面，齿轮轴列出参数表。轴的键槽处要有移出剖面，齿轮轴列出参数表。4 4、编写设计计算说明书、编写设计计算说明书 1 1、页数不少于、页数不少于2020页（页（1616开），包括封面，目录和开），包括封面，目录和 附录。附录。2 2、轴的弯扭矩图在同一张纸上。、轴的弯扭矩图在同一张纸上。注意事项注意事项 1 1、学生在设计的过程中必须严肃认真，一丝不苟。、学生在设计的过程中必须严肃认真，一丝不苟。2 2、机械设计课程设计是在老师的指导下由学生独立、机械设计课程设计是在老师的指导下由学生独立完完 成的。学生必须发挥设计的主动性，主动思考问题成的。学生必须发挥设计的主动性，主动思考问题 分析问题和解决问题。分析问题和解决问题。3 3、设计中要正确处理参考已有资料和创新的关系。、设计中要正确处理参考已有资料和创新的关系。4 4、学生应在教师的指导下订好设计进程计划，注意掌、学生应在教师的指导下订好设计进程计划，注意掌 握进度，按预定计划保证质量完成设计任务。机械握进度，按预定计划保证质量完成设计任务。机械 设计应边计算，边绘图，边修改，设计计算与结构设计应边计算，边绘图，边修改，设计计算与结构 设计绘图交替进行。设计绘图交替进行。5 5、整个设计过程中要注意随时整理计算结果，并在设、整个设计过程中要注意随时整理计算结果，并在设 计草稿本上记下重要的论据、结果、参考资料的来计草稿本上记下重要的论据、结果、参考资料的来 源以及需要进一步探讨的问题，使设计的各方面都源以及需要进一步探讨的问题，使设计的各方面都 做到有理有据。做到有理有据。