带式输送机传动系统设计方案单级直齿圆柱齿轮减速器设计方案doc.docx
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带式输送机传动系统设计方案单级直齿圆柱齿轮减速器设计方案doc
广州科技贸易职业学院
机电系
课程设计报告
机械设计基础课程设计
设计题目:
带式输送机传动系统设计
专业班级:
学号:
设计人:
指导老师:
完成日期:
课程设计任务书
设计题目:
带式输送机传动系统设计(一级直齿圆柱齿轮减速器及带传动)
传动简图:
1.电动机2.V带3.减速箱4.联轴器5滚筒6.输送带
原始数据:
(已知条件)
说明:
1.单向运转,有轻微振动;
2.每年按300个工作日计算,每日工作二班。
完成日期:
________年____月_____日
设计指导教师:
_______________年____月____日
任课教师:
____________________年____月____日
评分与评语:
________________________________
(二)设计内容
1、电动机的选择及运动参数的计算
2、V带的传动设计;
3、齿轮传动的设计;
4、轴的设计;
5、联轴器的选择;
6、润滑油及润滑方式的选择;
7、绘制零件的工作图和装配图
(1)、减速器的装配图
(2)、绘制零件的工作图
注:
装配图包括:
尺寸标注、技术要求及特性、零件编号、零件明细表、标
题栏。
零件的工作图包括:
尺寸的标注、公差、精度、技术要求。
10、编写设计说明书
(1)、目录;
(2)、设计任务书;
(3)、设计计算:
详细的设计步骤及演算过程;
(4)、对设计后的评价;
(5)、参考文献资料。
(三)设计工作量
1.减速器总装图一张
2.零件图二张
3.设计说明一份。
任⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
方案明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
机的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
装置的运和力参数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
件的算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
的算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
器、承、接的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
减速器附件的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
滑与密封⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
小⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
参考料⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
一传动方案说明
第一组:
用于胶带输送机转筒的传动装置
1、工作条件:
室内、尘土较大、环境最高温度35℃;
2、原始数据:
(1)输送拉力F=5500N;
(2)输送带工作速度V=1.4m/s(允许输送带的工作速度误差为±4%);
(3)输送机滚筒直径D=450mm;
(4)卷筒效率η=0.96(包括卷筒及轴承的效率);
(5)工作情况:
两班制,连续单向运转,载荷较平稳
(6)使用折旧期:
8年
(7)工作环境:
室内,灰尘较大,环境最高温度38°
(8)动力来源:
电力,三相交流电源,电压为380/220伏;
(9)检修间隔期:
四年一次大修,两年一次中修,半年一次小修
(10)制造条件及生产批量:
一般机械厂制造,小批量生产
二电动机的选择
1、选择电动机类型
1)电动机类型和结构型式
按工作要求和工条件,选用一般用途的Y(IP44)系列三相异步电动机。
它为卧式封闭结构。
2)电动机容量
(1)卷筒轴的输出功率Pw
Fv
55001.4
Pw
7.7
1000
1000
(2)电动机输出功率Pd
Pd
Pw
Pd7.7kw
传动装置的总效率1?
22?
3?
4?
5
式中,1,2为从电动机至卷筒轴之间的各传动机构和轴承的效率。
由表
2-4查得:
V带传动10.96;滚动轴承η2=0.99;圆柱齿轮传动η3=0.97;
弹性联轴器η4=0.99;卷筒轴滑动轴承η5=0.96,则
η=0.96×0.992×0.97×0.99×0.96≈0.86
故
Pw
7.7
kW
nw59.44r/min
Pd
8.95
0.86
(3)电动机额定功率Ped
由有关表格选取电动机额定功率Ped=11kW。
1)电动机的转速
滚筒轴的转速是nm=601000v/3.14d=59.44r/min
为了便于选择电动机转速,先推算电动机转速的可选范围。
由表2-1查
得V带传动常用传动比范围=2~4,单级圆柱齿轮传动比范围=3~6,则电动机转速可选范围为
n'dnwi1'i2'356.64~1426.56r/min
可见同步转速为750r/min、1000r/min的电动机均符合。
这里初选同步转速分别为750r/min和1000r/min的两种电动机进行比较,如下表:
方电动机
额定
电动机转速
电动
传动装置的传动比
案型号
功率
(r/min)
机
(KW)
同
满载
质量
总传动
V带传
单级减速
步
(kg)
比
动
器
1
Y180L-
11
750
730
38
12.3
3
4
8
2
Y160L-
11
100
970
63
16.32
3
5.44
6
0
i=12.3
由表中数据可知两个方案均可行,但方案1的传动比较小,传动传动装置结构尺寸较小。
因此可采用方案1,选定电动机的型号为Y180L-8。
4)电动机的技术数据和外形、安装尺寸
由表查出Y180L-8型电动机的主要技术数据和外形,安装尺寸,并列表记录备用(略)。
3.计算传动装置总传动比和分配各级传动比
1)传动装置总传动比
nm
730
i
12.3
nw
59.44
2)分配各级传动比
取V带传动的传动比i1
3,则单级圆柱齿轮减速器的传动比为
i
12.3
i2
4
i1
3
所得i2值符合一般齿轮传动和圆柱单级齿轮减速器传动比的常用范围。
P011KW
4.计算传动装置的运动和动力参数
1)各轴转速
电动机轴为0轴,减速器高速轴为Ⅰ轴,低速轴为Ⅱ轴,各轴转速为
n0
nm
730r
/min
n
n0
730/
3243.33r/min
i1
n
n/i2
243.33/460.8r/min
2)各轴输入功率
按电动机额定功率Ped计算各轴输入功率,即
P0Ped11kW
PP01110.9610.56kW
PP12310.560.990.9710.14kW
3)各轴转矩
T09550
P0
9550
11
N?
m
n0
144
730
T
P1
10.56
414.45N?
M
9550
9550
n1
243.33
T
P
955010.14
1592.7N?
m
9550
n
60.8
将计算结果汇总列表备用(略)。
三皮带轮传动的设计计算
1、确定计算功率PC
KA为工作情况系数,查课本表8.21可得,KA=1.2
即PC=KAPed=1.2×11=13.2kw
T0144Nm
PI10.56kw
nI243.33r/min
TI414.45Nm
PII
10.14kw
nII
60.8r/min
TII
1592.7N
m
P=13.2kw
C
dmin=125mm
dd2450mm
2、选择V带的型号
根据计算功率P=13.2kw,主动轮转速n=730r/min,由课本图8.12选择
C1
B型普通V带。
i
3
n2
243.33r/min
3、确定带轮基准直径
dd1、dd2
由课本表8.6和图8.12得dmin=125mm
取dd1=150mm>dmin
大带轮的基准直径,因为i带
n1=3所以n2=243.33r/min
n2
dd2n1dd1
3×150=450mm
n2
由课本表8.3
选取标准值
dd2
,则实际传动比
i
,从动轮的实
450mm
际转速分别为
i
d
d
d2
d1
450
n2
n1
730
V=7.11m/s
3
i
243.33r/min
150
3
4、验算带速V
V
dd1n1
150730
1000
60
5.73m/s
60
1000
带速在5~25的范围内。
5、确定带的基准长度Ld和实际中心距a
根据课本(8.14)式得0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)
得:
420mm≤a0≤1200mm
按照结构设计要求初定中心距a0=1000mm由.课本式(8.15)得:
L0
(dd2
dd1)2
2a0+(dd1dd2)
4a0
2
=2
×1000+
(150+450)+(450
150)2
L0=2964.5mm
2
4
1100
=2964.5mm
查课本表8.4
可得:
Ld=3150mm
由课本(8.16)
式得实际中心距a为a≈a0+LdL0=1092.75mm
Ld=3150mm
2
中心距a的变动范围为
amin=a-0.015Ld
amax=a+0.03Ld
=(1092.75-0.015×3150)mm=1045.5
=(1092.75+0.03×
3150)mm=1187.25mm
amin=1045.5mm
6、校验小带轮包角a1
、
amax=1187.25m
dd2
dd1
m
由课本式(8.17)
得:
a1=180
57.3
a
=18045015057.3
1092.75
=164.3120a1164.3120
7、确定V带根数Z
由课本(8.18式)得
Z
PC
P0)KaKl
(P0
根据dd1=150mm、n1=730r/min,查表8.10,用内插法得
P0
2.13
1.82
800)
1.82+
(730
980
800
=2.16kw
P02.16kw
取P0=2.16kw
由课本式(8.11)得功率增量为
P0为
P0
2.16kw
P0=Kbn1(1
1)
Ki
由课本表8.18查得Kb2.6494
103
根据传动比i=3.21本表8.19得
,则
Ki=1.1373
P0=2.649410
3
1
Z=6根
(
)
kw
7301
1.1373
=0.23kw
由课本表8.4查得带长度修正系数KL
=1.03,本图
8.11查得包角系数
=0.23kw
P0
Ka=0.86,得普V
z
13.2
根
0.23)
1.09
0.86
(2.16
=5.89根
F0
280.6N
圆整得z=6根
8、求初拉力F0及带轮轴上的压力FQ
由课本表8.6查得B型普通V带的每米长质量q=0.17kg/m,根据课本式
(8.19)得单根V带的初拉力为
500Pc
2.5
1)
qv
2
FQ=4417N
F0
(
zv
Ka
=500
13.2(2.5
1)
0.17(5.73)2N
6
5.73
0.86
=371.6N
由课本式(8.20)可得作用在轴上的压力FQ为
a1
FQ=2F0zsin
164.3
=2×371.6×6sinN
=4417
9、设计结果
选用6根B型V带,中心距a=1092.75mm,带轮直径dd1=150mm,dd2=450mm,轴上压力FQ=4417N。
四齿轮传动的设计计算
1、选择齿轮材料及精度等级
根据课本表10.9可得,齿轮选用20CrMnMo钢,渗碳淬火,齿面硬度
为58~62HRC,心部硬度≥32HRC。
因为是普通减速器、由课本表10.21
选8级精度,要求齿面粗糙度Ra
T1=4.14×105
3.2~6.3m。
N·mm
2、按齿面接触疲劳强度设计
因两齿轮均为钢质齿轮,可应用课本式(10.22)求出d1值。
确定有关K=1.1
参数与系数:
1)转矩T1
d=1
T1=9.55×106P
9.5510610.56N·mm=4.14×105N·mm
Hlim1
=
n1
243.33
560MPa
2)载荷系数K
Hlim2
=530Mp
查课本表10.11取K=1.1
a
3)齿数z1和齿宽系数
d
N1=4.9×108
小齿轮的齿数z1取为25,则大齿轮齿数z2=100。
因单级齿轮传动为
N2=1.23×108
对称布置,而齿轮齿面又为软齿面,由课本表
10.20选取d=1。
4)许用的接触应力
H
由课本图10.24查得Hlim1=Hlim2=1500Mpa
由课本表10.10查得SH=1
N1=60njLh=60×243.33×1×(7×300×16)=4.9×108
N2=N1/i=4.9×108/4=1.225×108
查课本图10.27得ZNT1=0.95,ZNT2=1.06。
由课本式(10.13)可得
H1=H2=
ZNT1Hlim1
0.951500MPa1425MPa
SH
1
ZE-材料弹性系数(
),按表查取ZE=189.8
ZH-节点区域系数,考虑节点处轮廓曲率对接触应力的影响,由图查取。
对于标准直齿轮,a=25°,ZH=2.5
Ze-重合度系数,考虑重合度对单位齿宽载荷的影响,其值
可由图查取,Ze=0.76,故
d1
3
KT1(u
1)(ZEZHZe)2
du
2
H
5
(
2
3
1.1
4.14
10
5
2.5
)
189.8
0.76
mm29.8
1
5
14252
m=d1
29.8
mm1.2mm
z1
25
H1=532MPa
H2=562MPa
m=2.3mm
d1=62.5
d2=250mm
b=62.5mm
b1=65mm
a=156.25mm
由课本表10.3取标准模数m=2.5mm
3、主要尺寸计算
d1
mz1
2.5
25mm
YF1=2.65
62.5mm
d2
mz2
2.5
100mm
YF2=2.18
250mm
b
dd1
162.5mm
62.5mm
经圆整后取b1=62.5mm
b2=b1+2.5mm=65mm
a
1mz1z2
12.5
25100mm=156.25mm
2
2
4、按齿根弯曲疲劳强度校核
由课本式(10.24)得出
F,如F
F
则校核合格。
确定有关系数与参数:
1)、齿形系数YF
查课本表10.13得YF1=2.65,YF2=2.18
2)、应力修正系数YS
查课本表10.14得YS1
1.59,YS21.80
3)许用弯曲应力F
由课本图10.25查得
Flim1Flim2450MPa。
由课本表10.10
查得
。
SF=1.13
由课本图10.26
查得
YNT1YNT21
由课本式(10.24)可得
YNT1Flim1
450
F1F2
SF
=400MPa
1.13
故
F1
F2
2KT1YFYS
bm2z1
2
1.1
4.14
105
F1400MPa
65
2.52
2.651.59393MPa
25
齿根弯曲强度校核合格。
5、齿轮的圆周速度v
v
d1n1
62.5243.33m/s0.8m/s
1000
60
60
1000
由课本表10.22可知,选8级精度是合适的。
6、几何尺寸计算及绘制齿轮零件工作图。
(见零件图1)
Ⅰ轴:
d1=30mm
五轴的设计计算Ⅱ轴:
d1=48mm
1、选择轴的材料,确定许用应力
由已知条件知减速器传递的功率属小功率,对材料无特殊要求,故选
用45钢并经调质处理。
由课本表
14.7查得强度极限
B=650MPa,再
由课本表14.2得许用弯曲应力
1b=60MPa。
2、按扭转强度估算轴径
根据课本表14.1得C=107~118。
又由课本式(14.2)得
Ⅰ轴:
d
C3
P
(107~118)3
10.56mm
37.6~41.5mm
n
243.33
Ⅱ轴:
d
C3
P
(107~118)3
10.14mm
58.9~65mm
n
60.8
考虑到轴的最小直径处要安装联轴器,会有键槽存在,故将估算直
径加大3%~5%,取为38.7~43.6mm。
由设计手册取标准直径d1=40mm。
Ⅱ轴取为60.7~68.3mm,由设计手册取标准直径
d1=65mm
八联轴器的选择
联轴器通常用来连接两轴并在其间传递运动和转矩,联轴器所连接的两轴,由于制造及安装误差、受载变形和温度变化等影响,往往存在着某种程度的相对位移。
因此,设计联轴器时要从结构上采取各种不同的措施,使联轴器具有补偿上述偏移量的性能,否则就会在轴、联轴器、轴承中引起附加载荷,导致工作情况恶化。
综上所述,故选择挠性联轴器,这种联轴器具有一定的补偿两轴偏移的能力,再根据联轴器补偿位移方法,选弹性柱销联轴器,它仅用弹性柱销(通常用尼龙制成)将两半联轴器连接起来,它传递转矩的能力大、结构更简单、耐用性好,故选择弹性柱销联轴器。
为了隔离震动、缓和冲击和安装方便,拟Ⅰ轴选用选弹性柱销联轴器,Ⅱ轴选用无弹性元件扰性联轴器
2)计算转矩
Tc1=316.8N·m
d1=35mm
由设计手册查的K=1.3
Tc2=1039N·m
P=1.3×9550×10.56
d1=48mm
Tc1=K×9550
=538.8N·m
n1
243.33
Tc2=K×9550P=1.3×9550×10.14=2070.5N·m
n260.8
3)选择型号及尺寸
由Tc1=538.8N·m
d1
=40mm,
·
md1=65mm
,
Tc2=2070.5N
差GB4323—84,Ⅰ轴选用选弹性柱销联轴器,型号为TL8,其中Tn=710N·m,
[n]=3000r/min;Ⅱ轴选用无弹性元件扰性联轴器,型号为HL5,其中
Tn=2000N·m,[n]=3550r/min
九润滑、密封装置的选
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