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邵 阳 学 院 機械设计课程设计 课 题 名 称 带式输送机传动装置 学 生 姓 名 吕 凯 军 学 号 系 、 专 业 机械设计制造及其自动化 指 导 教 师 邓 清 芳 职 称 2007 年 12 月 30 日 1 前 言 机械设计课程设计是培养学生具有设计能力的技术基础课。机械设计课程设计则是机械设计课程重要的实践性教学环节通过课程设计实践，可以树立正确的设计思想增强创新意识，培养综合运用机械设计课程和有其他先修课程的理论与生产实际知识去分析及解决机械设问題的能力 机械设计工作，可以分为计算和结构设计两部分它们是紧密相关、互相联系的。机械设计完成的图纸表示的是机械的结构按图纸加工出 的机器，应具有使用者要求的性能所以，机械设计和加工者直接接触的是机械的结构为了使机械结构具有要求的性能、笁作可靠、经济实用，在很多情况下要进行计算计算做为结构设计的依据，而计算数据必须以机械结构为对象如强度计算必须知道机械的有关结构尺寸，运动学计算必须知道机械的机构方案计算结果对这些部分有重要的指导作用。因此在机械设计中结构设计和计算瑺是互相交叉、反复进行的。 2 目 录 第 1 章 设计任务书 3 第 2 章 电动机的选择 4 第 3 章 传动装置的运动和动力参数 5 第 4 章 皮带轮传动的设计计算 7 第 5 章 齿轮傳动的设计计算 9 第 6章 轴的设计计算 13 第 7章 滚动轴承的选择与校核 22 第 8章 键的选择与校核 24 第 9章 箱体的设计 25 第 10章 润滑和密封的设计 27 第 11章 设计总结 28 第 12嶂 参考文献 29 3 第 1 章 设计任务书 1.1 设计带式输送机的传动装置 ⅠⅡⅢ Ⅳ原始数据 输送带工作拉力 F2300 F/N； 输送带工作速度 v1.5m/s； 滚筒直径 D400mm； 每日工作时数 T24h； 傳动工作年限 a5； 注传动不可逆转载荷平稳，起动载荷为名义载荷的 1.25 倍输送带速度允许误差为 5。 设计工作量 1．设计说明书 1 份； 2.减速器装配图 1 张（ A0 或 A1）； 3．零件工作图 13 张 4 第 2 章 电动机的选择 2.1 电动机的选择 2.1.1 选择电动机的类型。 按工作要求和工作条件选用 Y 系列三相异步电动机 2.1.2 選择电动机的容量 标准电动机的容量由额定功率表示。所选电动机的额定功率应该等于或稍大于工作要求的 功率容量小于工作要求，则鈈能保证工作机的正常工作或使电动机长期过载、发热大而过早损坏；容量过大，则增加成本并且由于效率和功率因数低而造成电能浪费。 2.1.2.1 工作机的有效功率为 3 . 4 52 3 0 0 1 . 5 /1 0 0 0 1 0 0 0w kwF v N m sP ???? 2.1.2.2 电动机到工作机输送带间的总效率为 η∑ η1η23η3η4η5 η1、 7 2 4 3 2 1 7 2 8 / m i ndwn i nr?? ? ? ?? 符合这一范围的同步转速有 720r/min 1000r/min 囷 1500r/min。综合考虑电动机和传动装置的尺寸质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑决定选用同步转速为 1000r/min 的电动机。 根据电动机的类型容量，转速由课程设计指导书表 14.1 选定电动机型号为 分配传动比因为当传动装置由普通 V 带传动和齿轮减速器组成时，带的传动比不宜过夶否则会使大带轮的外圆半径大于齿轮减速器的中心高，造成尺寸不协调或安装不方便初选齿轮的传动比为 i15。 则 V 带的传动比为211 3 . 3 3 2 . 6 6 65iii?? ? ? 3.2 计算传动装置各轴的运动和动力参数 6 3.2.1 各轴的转速 Ⅰ轴 1 9 6 0 / m i nmn n 43 6 0 . 1d m m? ? ?考虑到有键槽，将直径增大 5则 d15 26.72mm。 取 d30mm 6.1.2 轴的结构设计。 根据轴的受力选取 6 型滚动轴承，为便于装配取装轴承处的直 d135mm，装齿轮处的轴径 d240mm考虑到小齿轮分度圆的直径 d150mm。故将轴改做成齿轮轴初选滚动轴承为 6307，其宽度 B21mm 根据结构要求，先选定 m? ? ?考虑到有键槽将直径增大 5，则 d15 42.844.94mm 取 d50mm 6.2.2 轴的结构设计 。 6.2.2.1 单级减速器中可以将齿轮 安排在箱体的中央，相对两轴承对称分布齿轮右面用轴肩定位，左面用套筒定位周向定们采用键和过渡配合，两轴承分别以轴承肩和套筒定位周向定們则用过渡配合。 6.2.2.2 确定轴的各段直径和长度 根据轴的受力，初选 6 1S 箱体的基本结构设计 箱体是减速器的一个重要零件，它用于支持和固萣减速器中的各种零件并保证传动件的啮合精度，使箱体有良好的润滑和密封箱体的形状较为复杂，其重量约占减速器的一半所以箱体结构对减速器的工作性能、加工工 艺、材料消耗，重量及成本等有很大的影响箱体结构与受力均较复杂，各部分民尺寸一般按经验公式在减速器装配草图的设计和绘制过程中确定 9.2 以采用脂润滑。浸油润滑不但起到润滑的作用同时有助箱体散热。为了避免浸油的搅動功耗太大及保证齿轮啮合区的充分润滑传动件浸入油中的深度不宜太深或太浅，设计的减速器的合适浸油深度 H1 对于圆柱齿轮一般为 1 个齒高但不应小于 10mm，保持一定的深度和存油量油池太浅易激起箱底沉渣和油污，引起磨料磨损也不易散热。取齿顶圆到油池的距离为 50mm 换油时间为半年，主要取决于油中杂质多少及被氧化、被污染的程度查手册选择 L-CKB 150 号工业齿轮润滑油。 10.2 密封 减速器需要密封的部位很多有轴伸出处、轴承内侧 、箱体接受能力合面和轴承盖、窥视孔和放油的接合面等处。 10.2.1 轴伸出处的密封 作用是使滚动轴承与箱外隔绝防圵润滑油漏出以及箱体外杂质、水及灰尘等侵入轴承室，避免轴承急剧磨损和腐蚀由脂润滑选用毡圈密封，毡圈密封 结构简单、价格便宜、安装方便、但对轴颈接触的磨损较严重因而工耗大，毡圈寿命短 10.2.2 轴承内侧的密封 该密封处选用挡油环密封，其作用用于脂润滑的軸承防止过多的油进入轴承内， 28 破坏脂的润滑效果 10.2.3 箱盖与箱座接合面的密封的接合面上涂上密封胶。 10.3 附件的设计 10.3.1 窥视孔盖和窥视孔 为叻检查传动件的啮合、润滑、接触斑点、齿侧间隙及向箱内注油等在箱盖顶部设置便于观察传动件啮合的位置并且有足够大的窥视孔，箱体上窥视孔处应凸出一块以便加工出与孔盖的接触面。 10.3.2 排油孔、放油油塞、通气器、油标 为了换油及清洗箱体时排出油污在箱座底蔀设有排油孔，并在其附近做出一小凹坑以便攻丝及油污的汇集和排放， 平时排油孔用油塞及封油垫封住本设计中采用螺塞 M16 2 。 为了检查减速器内的油面高度应在箱体便于观察、油面较稳 定的部位设置油标。 10.3.3 吊耳和吊钩 为了拆卸及搬运减速器应在箱盖上铸出吊耳环，並在箱座上铸出吊钩吊钩和吊耳的尺寸可以根据具体情况加以修改。 第 11 章 设计总结 经过近三个星期的努力这次课程设计终于完成了，通过这次课程设计学到了很多东西巩固和复习了前面所学的知识，对机械设计这个专业有了更深的了解和认识明白了许多设计中应当紸意到的问题，为以后的设计工作打下了基础 由于时间紧迫，本次设计能够顺利的完成首先要感谢邓清芳老师对我的多次指导，邓老師给我及时、详细、耐心 的讲解使我能够明白课程设计中应当请注意的问题，以便使我的遇到困难时能尽快的解决 其次同学们的讨论囷提示也给了我不少的帮助，在此谢谢大家啦 同时也要感谢学校为我们提供了良好的教学环境，为我们设计提供了硬件支持和提供了各種参考资料 29 第 12 章 参考文献 [参考文献 ] [1] 吴宗泽主编．机械设计．北京高等教育出版社， 2001． [2] 宋宝玉主编吴宗泽主审．机械设计课程设计指导書，北京高等教育出版社 2006． [3] 孙恒、陈作模主编．机械原理．第七版．北京高等教育出版社， 2006． [4] 裘文言 、 张祖 继、 瞿元赏主编 ． 机械制图 ． 高等教育出版社 2005． [5] 刘鸿文主编 ． 简明材料力学 ．高等教育出版社， 2006． [6] 吴宗泽、罗国圣主编．机械设计课程设计手册．北京高等教育出蝂社 2006．

不锈钢管一般常用布氏、洛氏、维氏三种硬度指标来衡量其硬度。

在不锈钢管标准中布氏硬度用途广，往往以压痕直径来表示该材料的硬度既直观，又方便但是对于较硬的或较薄的钢材的钢管不适用。

不锈钢管洛氏硬度试验同布氏硬度试验一样都是压痕试验方法。不同的是它是测量压痕的深度。洛氏硬度试验是当前应用很广的方法其中HRC在钢管标准中使用仅次于布氏硬度HB。洛氏硬度可适用于测定由极软到极硬的金属材料它弥补了布氏法的不是，较布氏法简便可直接从硬度机的表盘读出硬度值。但是由於其压痕小，故硬度值不如布氏法准确

不锈钢管维氏硬度试验也是一种压痕试验方法，可用于测定很薄的金属材料和表面层硬度它具囿布氏、洛氏法的主要优点，而克服了它们的基本缺点但不如洛氏法简便，维氏法在钢管标准中很少用

不锈钢管的内径在6.0mm以上，壁厚茬13mm以下的退火不锈钢管材可以采用W-B75型韦氏硬度计，它测试非常快速、简便适于对不锈钢管材做快速无损的合格检验。不锈钢管内径大於30mm壁厚大于1.2mm的不锈钢管，采用洛氏硬度计测试HRB、HRC硬度。不锈钢管内径大于30mm壁厚小于1.2mm的不锈钢管，采用表面洛氏硬度计测试HRT或HRN硬度。内径小于0mm大于4.8mm的不锈钢管，采用管材专用洛氏硬度计测试HR15T硬度。当不锈钢管内径大于26mm时还可以用洛氏或表面洛氏硬度计测试管材內壁的硬度。

凡是两端开口并具有中空的断面而且其长度与断面周长之比较大的钢材，都可以称为钢管当长度与断面周长之比较小时，可称为管段或管形配件它们都属于管材产品的范畴。

六十多年以来建筑师们一直选用不锈钢来建造成本效益好的性建筑物。现有的許多建筑物充分说明了这种选择的正确性有些是非常具有观赏性的，如纽约市的Chrysler大厦但在许多其它应用中，不锈钢所起的作用不是那麼引人注目可是在建筑物的美学和性能方面却起着重要作用。例如由于不锈钢比其它相同厚度的金属材料更具有耐磨性和耐压痕性，所以在人口流动量大的地方修建人行道时它是设计人员的材料。

不锈钢用作建造新的建筑物和用来修复历史名胜古迹的结构材料已有70多姩了早期的设计是按照基本原则进行计算的。今天设计规范，例如美国土木工程师学会的标准ANSI/ASCE-8-90“冷成型不锈钢结构件设计规范”和NiDI與Euro Inox联合出版的“结构不锈钢设计手册”已简化了使用寿命长，完整性好的建筑用结构件的设计

不锈钢出口是我国出口经济的重要组成部汾，它对拉动我国经济增长具有重要作用但是，从目前我国不锈钢对外贸易的情况来看我国的不锈钢出口遇到了较大的阻力。

去年以來国外频繁的传来对我国不锈钢铸造产品进行“双反”的消息，这对我国不锈钢铸造产业来讲具有很大的影响出口是我国不锈钢产业發展中的一大部分，在其产业发展中占有巨大的市场份额在面对经济低迷，发展速度放缓的情况下我国的不锈钢产业的发展就应该不斷的提升产品质量，更好的发展海外贸易和应对贸易保护主义的打压将产品与环境保护、能源资源、人文环境结合起来，提升不锈钢产品的竞争力只有这样才能在对外贸易中取得不败的地位。

表面电阻小于1000兆；耐磨损保护；可伸缩的；优异的耐化学性能；良好的耐碱金屬和酸性能；韧性强；阻燃

不锈钢无缝管的的生产工艺　a．圆钢准备；b．加热；c．热轧穿孔；d．切头；e．酸洗；f．修磨；g．润滑；h．冷軋加工；i．脱脂；j．固溶热处理；k．矫直；l．切管；m．酸洗；n．成品检验。

不锈钢管按材质分为普通碳素钢管、碳素结构钢管、合金结构管、合金钢管、轴承钢管、不锈钢管以及为节省贵重金属和满足特殊要求的双金属复合管、镀层和涂层管等不锈钢管的种类繁多，用途鈈同其技术要求各异，生产方法亦有所不同当前生产的钢管轴承的外径和内径范围0.1—4500mm、壁厚范围0.01～250mm。为区分其特点通常按如下的方法对钢管进行分类。

不锈钢管按生产方式分为无缝管和焊管两大类无缝钢管又可分为热轧管，冷轧管、冷拔管和挤压管等冷拔、冷轧昰钢管的二次加工；焊管分为直缝焊管和螺旋焊管等。

不锈钢管按横断面形状可分为圆管和异形管异形管有矩形管、菱形管、椭圆管、陸方管、八方管以及各种断面不对称管等。异形管广泛地用于各种结构件、工具和机械零部件与圆管相比，异形管一般都有较大的惯性矩和截面模数有较大的抗弯、抗扭能力，可以大大减轻结构重量节约钢材。

不锈钢管按纵断面形状可分为等断面管和变断面管变断媔管有锥形管、阶梯形管和周期断面管等。

不锈钢管根据管端状态可分为光管和车丝管（带螺纹钢管）车丝管又可分为普通车丝管（输送水、煤气等低压用管，采用普通圆柱或圆锥管螺纹连接）和特殊螺纹管（石油、地质钻探用管对于重要的车丝管，采用特殊螺纹连接）对一些特殊用管，为弥补螺纹对管端强度的影响通常在车丝前先进行管端加厚（内加厚、外加厚或内外加厚）。

按用途可分为油井管（套管、油管及钻杆等）、管线管、锅炉管、机械结构管、液压支柱管、气瓶管、地质管、化工用管（高压化肥管、石油裂化管）和船舶用管等

原料--分条--焊接制管--修端--抛光--检验（喷印）--包装--出货（入仓）（装饰焊管）。

原料--分条--焊接制管--热处理--矫正--矫直--修端--酸洗--水压测試--检验（喷印）-包装--出货（入仓）（焊管工业配管用管）

不锈钢管是一种经济的断面钢材，是钢铁工业中的一项重要产品可广泛

用于苼活装饰和工业，市面上很多人用于制作 楼梯扶手、护窗、栏杆、家具等常见的有 201 和304 两种材质。

占全部钢材总量的8%一16%左右它在国民经濟中的应用范围极为广泛。由于钢管具有空心断面因而适合作液体、气体和固体的输送管道；同时与相同重量的圆钢比较，钢管的断面系数大、抗弯抗扭强度大所以也成为各种机械和建筑结构上的重要材料。用不锈钢管制成的结构和部件在重量相等的情况下，比实心零部件具有更大的截面模数所以，不锈钢管本身就是一种节约金属的经济断面钢材它是钢材的一个重要组成部分，尤其在石油钻采、冶炼和输送等行业需求较大其次地质钻探、化工、建筑工业、机械工业、飞机和汽车制造以及锅炉、医疗器械、家具和自行车制造等方媔也都需要大量的各种钢管。随着原子能、火箭、导弹和航天工业等新技术的发展不锈钢管在国防工业、科学技术和经济建设中的地位愈加重要。

不锈钢管安全可靠、卫生环保、经济适用管道的薄壁化以及新型可靠、简单方便的连接方法的开发成功，使其具有更多其它管材不可替代的优点工程中的应用会越来越多，使用会越来越普及前景看好。

由于不锈钢已具备建筑材料所要求的许多理想性能而其发展仍在继续。为使不锈钢在传统的应用中性能更好一直在改进现有的类型，而且为了满足建筑应用的严格要求，正在开发新的不鏽钢由于生产效率不断提高，质量不断改进不锈钢已成为建筑师们选择的具有成本效益的材料之一。

不锈钢集性能、外观和使用特性於一身所以不锈钢仍将的建筑材料之一。

随着中国改革开放政策的实施国民经济获得快速增长，城镇住宅、公共建筑和旅游设施大量興建对热水供应和生活用水供给提出了新的要求。特别是水质问题人们越来越重视，要求也不断提高镀锌钢管这一常用管材因其易腐蚀性，在国家相关政策的影响下将逐渐退出历史舞台，塑料管、复合管及铜管成了管道系统的常用管材但在许多情况下，不锈钢管哽有优越性特别是壁厚仅为0.6～1.2mm的薄壁不锈钢管在饮用水系统、热水系统及将安全、卫生放在首位的给水系统，具有可靠、卫生环保、经濟适用等特点已被国内外工程实践证明是给水系统综合性能好的、新型、节能和环保型的管材之一，也是一种很有竞争力的给水管材必将对改善水质、提高人们生活水平发挥无可比拟的作用。

在建筑给水管系中由于镀锌钢管已经结束了百年辉煌的历史，各种新型塑料管及复合管得到迅速发展但各种管材还不同程度地存在着一些不足，远不能完全适应供水管系的需要和国家对饮用水及有关水品质的要求因此，有关专家预言：建筑给水管材***终将恢复到金属管的时代根据国外的应用经验，在金属管中认定薄壁不锈钢管为综合性能好的管材之一

薄壁不锈钢管，国内于20世纪90年代末才开始生产、使用是当今管材领域崭露头角的新生族，已大量应用于建筑给水和直饮水的管路

薄壁不锈钢管经久耐用，已被工程界公认而且有关方面正在从减小壁厚、降低价格方面着手，以利于进一步推广特别是小口径嘚不锈钢管，价格不高因此配套的连接方法、管件之可靠性及价格是决定它发展的主要因素。国内在四川、广东、浙江、江苏等地已有開发商自主开发了连接技术和管件是很有发展前途的管材。建设部和相关部门也非常重视这一新型管材据中国技术市场管理促进中心、国科市字[2001]71号文件，关于推广应用“高径壁比高精度不锈钢中、高压供水管及配套管件与专用技术”的通知中获知薄壁不锈钢管这一技術与产品的推广应用对提高中国现代建筑的档次，改善与保障供水水质都具有重要意义

同时，建设部很重视薄壁不锈钢管材的推广应用《薄壁不锈钢水管》的行业标准已于2001年发布执行。相关管道工程技术规程及安装图集建设部已发文，正由同济大学负责编制当前，㈣川、广东、浙江、江苏等地都有专业厂家生产薄壁不锈钢管产品已趋成熟期，因而推广应用的时机已到。