证券企业建筑物的综合布线系统项目设计方案

- 1 - 设计带式运输机传动装置设计书 一、 课程设计题目： 设计带式运输机传动装置（简图如下） 原始数据： 数据编号 3 5 7 10 运输机工作转矩 T/(690 630 760 620 运输机带速V/(m/s) 筒直径 D/20 380 320 360 工作条件： 连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期限为 10 年，小批量生产，单班制 - 2 - 工作（ 8小时 /天）。运输速度允许误差为 %5 。 二、 课程设计内容 1）传动装置的总体设计。 2）传动件及支承的设计计算。 3）减速器装配图及零件工作图。 4）设计计算说明书编写。 每个学生应完成： 1） 部件装配图一张（ 2） 零件工作图两张（ 3） 设计说明书一份（ 60008000字）。 本组设计数据： 第三组数据：运输机工作轴转矩 T/( 690 。 运输机带速 V/(m/s) 。 卷筒直径 D/ 320 。 已给方 案：外传动机构为 减速器为两级展开式圆柱齿轮减速器。 - 3 - 第一部分 传动装置总体设计 一、 传动方案（已给定） 1） 外传动为 2） 减速器为两级展开式圆柱齿轮减速器。 3） 方案简图如下： 二、该方案的优缺点： 该工作机有轻微振动，由于 用 且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用 V 带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。减速器 部分两级展开式圆柱齿轮减速，这是两级减速器中应用最广泛的一种。齿轮相对于轴承不对称，要求轴具有较大的刚度。高速级齿轮常布置在远离扭矩输入端的一边， - 4 - 以减小因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均现象。原动机部分为 Y 系列三相交流 异步电动机。 总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。 计 算 与 说 明 结果 三、原动机选择（ Y 系列三相交流异步电动机） 工作机所需功率：Pww= (见课设 m i n. 传动装置总效率： a（见课设式 2 87654321 a （见课设表 12 a 电动机的输出功率： 课设式 2 取 KP 选择电动机为 （见课设表 19 技术数据：额定功率 （ 4 满载转矩（ 960 额定转矩（ ） 最大转矩（ ） - 5 - （见课设表 19 A： 216 B： 178 C： 89 D： 38 E： 80 F： 10 G： 33 H：132 K： 12 280 270 210 315 238 L： 235 四、传动装置总体传动比的确定及各级传动比的分配 1、 总传动比： 课设式 2 2048960 各级传动比分配： （见课设式 2 21 外传动带选为 普通 V 带传动 1、 确定计算功率： 1）、由表 5A 2）、由式 5设） 2、选择 V 带型号 查图 5设 )选 A 型 - 6 - （ 1）、参考图 5设）及表 5设）选取小带轮直径 a 1121 2 1 （电机中心高符合要求） （ 2）、验算带速 由式 5设） a 1111 0 060 1129601 0 0 060 （ 3）、从动带轮直径 31 1 查表 5设） 取 a 2802 （ 4）、传动比 i （ 5）、从动轮转速 m i n 112 i a 和带长 （ 1）、按式（ 5选中心距 1021 a 取 000 （ 2）、按式 (5求带的计算基础准长度 - 7 - 004)112280()280112(27002(2)()(2222212100查图 设 )取带的基准长度 0003)、按式 (5计算中心距 :a La d 19602000700(2 00 (4)、按式（ 5定中心距调整范围 a d 780)a x a d 690)i n 由式 (5 1 2 01 6 6601 8 0 121 a dd 带根数 Z (1)、由表（ 5设）查得 12 00r/80r/根 线性插值法求 80r/的额定功率 00960(800980 (2)、由表（ 5设）查得 3)、由表查得（ 5得包角系数 (4)、由表 (5查得长度系数 5)、计算 ，由式（ 5 - 8 - 00 Z=5根 7计算单根 V 带初拉力 式（ 5设。 60)00 20 设查得 8计算对轴的压力 式（ 5 F Q 1588)2160s i s i 0 9确定带轮的结构尺寸，给制带轮工作图 小带轮基准直径 12带轮基准直径 80用孔板式结构，基准图见零件工作图。 第三部分 各齿轮的设计计算 一、 高速级减速齿轮设计（直齿圆柱齿轮） 度和齿数选择，因传递功率不大，转速不高，材料按表 7取，都采用 45号钢，锻选项毛坯，大齿轮、正火处理，小齿轮调质，均用软齿面。齿轮精度用 8级，轮齿表面精糙度为 齿面闭式传动，失效形式为占蚀，考虑传动平稳性，齿数宜取多些，取 4 则 - 9 - 1i=34 9 （ 1）设计准则，按齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。 （ 2）按齿面接触疲劳强度设计，由式（ 7 3 1112 106 P/n=106 84=134794 N 图（ 7取材料的接触疲劳，极限应力为 80 60 由图 7取材料弯曲疲劳极阴应力 30 10 应力循环次数 7算 0n, 0 (8 360 10)=109 N1/u=109/109 由图 7由图 7 ； 由图 7 选式 (77许用接触应力和许用弯曲应力 6381m 5822m - 10 - 3281m i 3002m i 将有关值代入式 (7 31221 则 0 1000)=s ( 1/100)=(34/100)m/s=s 查图 7 表 7和得 K A= = =H= =修正 M=1=表 7m=23) 计算几何尺寸 d1= 34=68 d2= 89=178 a=m(2=123 b= 68=68 5 b1=0=75 由图 7 - 11 - 由式 (7核大小齿轮的弯曲强度 . 1323211 21212 二、低速级减速齿轮设计（直齿圆柱齿轮） 度和齿数选择，因传递功率不大，转速不高，材料按表 7采用 45号钢，锻选项毛坯，大齿轮、正火处理，小齿轮调质，均用软齿面。齿轮精度用 8 级，轮齿表面精糙度为 齿面闭式传动，失效形式为占蚀，考虑传动平稳性，齿数宜取多些，取 4 则 1i=34 04 （ 1） 设计准则，按齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。 （ 2）按齿面接触疲劳强度设计，由式（ 7 3 1112 106 P/n=106 48=335540 N 图（ 7取材料的接触疲劳，极限应力为 80 60 由图 7取材料弯曲疲劳极阴应力 30 10 - 12 - 应力循环次数 7算 0n 0 148 (8 360 10)=109 N1/u=109/108 由图 7由图 7 ； 由图 7得接触疲劳安全系数： 选 式 (77许用接触应力和许用弯曲应力 5 8 01m 5862m i nl 3281m i 3002m i 将有关值代入式 (7 3 1221 则 0 1000)=s ( 1/100)=(34/100)m/s=s 查图 7 表 7和得 K A= =H= =修正 - 13 - M=1=表 7m=3) 计算几何尺寸 d1=34=85d2=104=260a=m(2=b= 85=85 5 b1=0=95 由图 7 式 (7核大小齿轮的弯曲强度 . 1323211 5 5 4 21212 总结：高速级 4 9 m=2 低速级 4 04 m=四部分 轴的设计 高速轴的设计 由于减速器传递的功率不大，对其重量和尺寸也无特殊要 - 14 - 求故选择常用材料 45钢 ,调质处理 . 按扭矩初估轴的直径 ,查表 10 c=106至 117,考虑到安装联轴器的轴段仅受扭矩作用 .取 c=110 则 : 1103 1103 1103 1 轴选轴承为 6008 2 轴选轴承为 6009 3 轴选轴承为 6012 根据轴承确定各轴安装轴承的直径为 : 02=453=60现只对高速轴作设计 ,其它两轴设计略 ,结构详见图 )为了拆装方便 ,减速器壳体用剖分式 ,轴的结构形状如图所示 . (1)初估轴径后 ,句可按轴上零件的安装顺序 ,从左端开始确定直径 安装轴承 6008,故该段直径为 402 段装 - 15 - 齿轮，为了便于安装，取 2 段为 44轮右端用轴肩固定，计算得轴肩的高度为 3段为 535段装轴承，直径和 1 段一样为 404 段不装任何零件，但考虑到轴承的轴向定位，及轴承的安装，取 4 段为 426 段应与密封毛毡的尺寸同时确定，查机械设计手册，选用 d=36取 6段 367段装大带轮，取为 32mm （ 2）各轴段长度的确定 轴段 1的长度为轴承 6008的宽度和轴承到箱体内壁的距离加上箱体内壁到齿轮端面的距离加上 222 段应比齿轮宽略小 2 33 段的长度按轴肩宽度公式计算 4 段： 09轴承 6008 同宽取557段同大带轮同宽，取 0中 l4， 于是，可得轴的支点上受力点间的跨距 2=159 （ 3） 为了保证良好的对中性，齿轮与轴选用过盈配合 H7/轴承内圈配合轴劲选用 轮与大带轮均采用 A 型普通平键联接，分别为 16*63 0*80 （ 4） 为保证 6008 轴承内圈端面紧靠定位轴肩的端面，根据轴承手册的推荐，取轴肩圆角半径为 1他轴肩圆 角半径均为 - 16 - 2据标准 的左右端倒角均为 1*45。 （ 1） 画轴的受力简图。 （ 2） 计算支座反力。 T1/468 2 =3784 588N 在水平面上 r 37711N 在垂直面上 t 3 5 7 7323 377025N （ 3） 画弯矩图 在水平面上， 66 m 面右侧 M11 153= m 在垂直面上 52 153= m 合成弯矩， - 17 - 2 3 . 9 78 5 2 面右侧 2 . 7 98 5 222 画转矩图 转矩 2/ t 3784（ 68/2） =m 显然，如图所示， 面左侧合成弯矩最大、扭矩为T，该截面左侧可能是危险截面； 面处合成湾矩虽不是最大，但该截面左侧也可能是危险截面。若从疲劳强度考虑， 面右侧均有应力集中，且 面处应力集中更严重，故 面左侧和 面左、右侧又均有可能是疲劳破坏危险截面。 成强度校核 由表 10 M P 01 000 06001 (1)3=443= 5 1 8 874) 2222 = （ 2） 3=423=面处合成弯矩 - 18 - 174 N m 2222 =27 8. 轴 的 安 全 系 数 校 核 : 由表 102,155,300,650 11 M P 1)在 443=附表 10得 , 由附表 10得绝对尺寸系数 ;轴经磨削加工 , 由附表 10得质量系数 弯曲应力 M P 应力幅 M 平均应力 0m 切应力 T 6 8 安全系数 3001 19 - 222 查表 10许用安全系数 S =然 SS ,故 (2)抗弯截面系数 3=533=扭截面系数 533= 74 N m,故弯曲应力 7 4 M 0m 切应力 M P T 由附表 10 。 则 20 - 222 显然 SS ,故 （ 3） 423=m3 面左右侧的弯矩、扭矩相同。 弯曲应力 M P 4 M P 0m 切应力 M P T （ ，由附表 10 。由附表 10得绝对尺寸系数 。又 。则 21 - 222 显然 SS ,故 第五部分 校 核 高速轴轴承 lF r 8 4 F R 1 37711N lF t 1 377025N 轴承的型号为 6008， 6.2 ） 2） 计算当量动载荷 X 查表得 和轴向载荷系数 =1， Y=0 X = 1 352） = 3） 验算 6008的寿命 2 8 8 0 02 4 4 8 4 8 63841 6 6 6 3验算右边轴承 - 22 - 2 8 8 0 09 9 1 7 73841 6 6 6 7 6200 33 L 键 1 10 8 L=80 强度条件为 M P 查表许用挤 压应力 10 所以键的强度足够 键 2 12 8 L=63 强度条件为 M P 查表许用挤压应力 10 所以键的强度足够 联轴器的选择 联轴器选择为 速器的润滑 因齿轮的圆周速度 12 m/s，所以才用浸油润滑的润滑方式。 高速齿轮浸入油里约 齿高，但不小于 10速级齿轮浸入油高度约为 1个齿高（不小于 10 1/6齿轮。 - 23 - 2滚动轴承的润滑 因润滑油中的传动零件（齿轮）的圆周速度 V 2m/ 第六部分 主要尺寸及数据 箱体尺寸 : 箱体壁厚 箱盖壁厚 箱座凸缘厚度 b=15盖凸缘厚度 5座底凸缘厚度 5脚螺栓直径 16 地脚螺栓数目 n=4 轴承旁联接 螺栓直径 12 联接螺栓 l=150承端盖螺钉直径 8 定位销直径 d=6mm 1=1818 13 mm 2=1611 承旁凸台半径 1台高度根据低速轴承座外半径确定 外箱壁至轴承座端面距离 0- 24 - 大齿轮顶圆与内箱壁距离 1=10轮端面与内箱壁距离 2=10盖，箱座肋厚 m1=m=7承端盖外径 凸缘式端盖： D+（ 5 上尺寸参考 机械设计课程设计 动比 原始分配传动比为： 正后 ： 轴 新 的 转速 为 ： 60/84/47 47/8 各轴的输入功率 P1= 7 =2= 5=3= 3=4= 1=轴的输入转矩 550 7/550 2= T1 6 5= 3= T2 4 3= - 25 - 4= 2 1=号 功率 p 转矩 T 转速 n 传动比 i 效率 电机轴 60 1 1 1 84 48 8 作机轴 8 1 轮的结构尺寸 两小齿轮采用实心结构 两大齿轮采用复板式结构 齿轮 z=34 8 m=2 d=44 b=75 8 ha=ha*m=1 2=2mm c*)m=(1+ 2=h=ha+da=28+2 2=72mm df=28 2 3 p= m=s= m/2=2/2=- 26 - e= m/2=2/2=c=c*m=2=轮 由轴可 得 78 9 m=2 b=65 9 ha=ha*m=1 2=2 h=ha+1 2= da=278 2 2=182 df=278 2 73 p= m=s= m/2=2/2=e= m/2=2/2=c=c*m=2=T 1202 0 49=0 822=162 020 R=5 c=65=13 齿轮 3尺寸 由轴可得 , d=49 5 4 m=2.5 b=95