毕业设计论文:带式运输机的一级圆柱齿轮减速器.doc
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目录
第1部分课程设计任务书及传动装置总体设计 -2-
1.1课程设计任务书 -2-
1.1.1本组设计数据:
-3-
1.2该方案的优缺点 -4-
第2部分电动机的选择 -4-
2.1原动机选择 -4-
2.2电动机的外型尺寸(mm) -6-
第3部分计算减速器总传动比及分配各级的传动比 -6-
3.1减速器总传动比 -6-
3.1.1各级传动比分配 -6-
3.2传动装置的运动和动力设计:
-6-
第4部分各齿轮的设计计算 -9-
4.1齿轮设计步骤 -9-
第5部分轴的设计计算及校核计算 -11-
5.1从动轴设计 -11-
5.2主动轴的设计 -16-
第6部分滚动轴承的选择及校核计算 -20-
6.1从动轴上的轴承 -20-
6.2主动轴上的轴承 -21-
第7部分键联接的选择及校核计算 -21-
7.1根据轴径的尺寸,选择键 -21-
7.2键的强度校核 -22-
第8部分减速器箱体、箱盖及附件的设计计算 -23-
8.1主要部件介绍:
-23-
8.2减速器附件的选择 -24-
8.3箱体的主要尺寸设计 -25-
第9部分润滑与密封 -27-
9.1减速器的润滑 -27-
9.2减速器的密封 -27-
第10部分参考资料目录 -28-
第11部分设计小结 -28-
设计计算及内容
部分计算结果
第1部分课程设计任务书及传动装置总体设计
1.1课程设计任务书
设计带式运输机传动装置(简图如下)
原始数据:
题号
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
B8
B9
B10
B11
B12
带拉力KN
5
5
5
5
6
6
6
6
7
7
7
7
带速度m/s
2.1
2.2
2.3
2.4
2.1
2.2
2.3
2.4
2.1
2.2
2.3
2.4
筒直径mm
180
180
180
180
200
200
200
200
220
220
220
220
题号
B13
B14
B15
B16
B17
B18
B19
B20
B21
B22
B23
B24
带拉力KN
6
6
6
6
7
7
7
7
8
8
8
8
带速度m/s
2.1
2.2
2.3
2.4
2.1
2.2
2.3
2.4
2.1
2.2
2.3
2.4
筒直径mm
180
180
180
180
200
200
200
200
220
220
220
220
题号
B25
B26
B27
B28
B29
B30
B31
B32
B33
B34
B35
B36
带拉力KN
6
6
6
6
7
7
7
7
8
8
8
8
带速度m/s
2.1
2.2
2.3
2.4
2.1
2.2
2.3
2.4
2.1
2.2
2.3
2.4
筒直径mm
220
220
220
220
240
240
240
240
260
260
260
260
工作条件:
连续单向运转,工作时有轻微振动,两班制工作(16小时/天),
5年大修,运输速度允许误差为。
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(三视图,A1图纸)。
(2)零件工作图两张(A3图纸,高速轴、低速级大齿轮)
自选项。
(3)设计计算说明书一份(30页左右)。
1.1.1本组设计数据:
第B35组数据:
带拉力(kN)8
运输机带速度V/(m/s)2.3
卷筒直径D/mm260
已给方案:
外传动机构为带传动,减速器为单级圆柱齿轮减速器。
传动方案:
(上面已给定)
1)外传动为带传动。
2)减速器为单级圆柱齿轮减速器。
3)方案简图如下:
1.2该方案的优缺点
该工作机有轻微振动,由于V带有缓冲吸振能力,采用V带传动能减小振动带来的影响,并且该工作机属于中小功率、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。
减速器为一级圆柱齿轮减速器,原动机部分为Y系列三相交流异步电动机,减速器低速轴与工作机轴连接用的联轴器选用凸缘联轴器,滚动轴承选用深沟球轴承等。
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。
第2部分电动机的选择
2.1原动机选择
传动装置总效率:
=0.97
(见机械设计课程设计第94页,表10-2)
为Ⅰ轴轴承效率为齿轮传动效率为Ⅱ轴轴承效率为联轴器效率为卷筒效率
电动机的输出功率:
其中PW为工作机(即输送带)所需功率
(卷筒转速)
取
根据根据机械设计课程设计指导书表1推荐的传动比合理范围,取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围3~6,取普通V带传送的传动比范围2~4。
则总传动比理论范围为:
=6~24。
故电动机转速的可选范为:
=×=(6~24)×169=1014~4056r/min
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器传动比,选择电动机为Y180L-4型,同步转速1500r/min,满载转速1470r/min。
(见机械设计课程设计第210页,表19-1)
技术数据:
额定功率(kW)22满载转矩()1470额定转矩()2.0最大转矩()2.2
2.2电动机的外型尺寸(mm)
A:
279B:
279C:
121D:
48E:
110F:
14G:
42.5H:
180K:
15AB:
355AC:
360AD:
285HD:
430BB:
349L:
710(参考机械设计课程设计第209页表19-1)
第3部分计算减速器总传动比及分配各级的传动比
3.1减速器总传动比
3.1.1各级传动比分配
(机械设计课程设计指导书第7页,表1)
初定:
(带传动)
(单级减速器)
3.2传动装置的运动和动力设计:
可按电动机轴至工作运动传递路线推算,得到各轴的运动和动力参数:
将传动装置各轴由高速至低速依次定为Ⅰ轴,Ⅱ轴,......以及
,......为相邻两轴间的传动比
,......为相邻两轴的传动效率
,......为各轴的输入功率(KW)
,......为各轴的输入转矩(N·m)
......为各轴的输入转矩(r/min)
(1)计算各轴的转数:
Ⅰ轴:
=/=1470/2.9=507r/min
为发动机满载转速,为电动机至I轴传动比。
Ⅱ轴:
=/=507/3=169r/min
卷筒轴:
==169r/min
(2)计算各轴的输入功率:
Ⅰ轴:
=22×0.96=21.12kW
Ⅱ轴:
=21.12×0.99×0.97=20.28kW
卷筒轴:
PⅢ=PⅡ×η23=20.28×0.99×0.99=19.88kW
(3)计算各轴的输入转矩:
电动机输出电动机轴输入转矩为:
Td=9550·Pd/nm=9550×22/1470=142.9N·m
Ⅰ轴:
==142.9×2.9×0.96=397.8N·m
Ⅱ轴:
TⅡ=TⅠ×η12=TⅠ××η2×η3
=397.8×3×0.97×0.99=1146.0N·m
卷筒轴输入轴转矩:
TⅢ=TⅡ·η5·η6=1146.00.990.99=1123.2N·m
(3)计算各轴的输出功率:
由于Ⅰ~Ⅱ轴的输出功率分别为输入功率乘以轴承效率:
故:
=21.12×0.99=20.9kW
=PⅡ×η轴承=20.28×0.99=20.1kW
P´Ⅲ=PⅢ×=19.88×0.99=19.68kW
(4)计算各轴的输出转矩:
由于Ⅰ~Ⅱ轴的输出转矩分别为输入转矩乘以轴承效率:
则:
T´d=9550·Pd/nm×η1=9550×22/1470×0.96=137.2N·m
=397.8×0.99=393.8N·m
=1146.0×0.96=1100.2N·m
T´Ⅲ=TⅢ×=1123.2×0.99=1111.97N·m
综合以上数据,得表如下:
轴名
效率
转矩T(N·m)
转速n
传动比i
效率
P(KW)
r/min
η
输入
输出
输入
输出
电动机轴
22
137.2
1470
2.9
0.96
Ⅰ轴
21.12
20.9
397.8
393.8
507
3
0.96
Ⅱ轴
20.28
20.1
1146.0
1100.2
169
2.9
0.98
卷筒轴
19.88
19.68
1123.2
1111.97
169
第4部分各齿轮的设计计算
4.1齿轮设计步骤
(1)按原理图所示传动方案,选用直齿圆柱齿轮传动,运输机为一般工作机器,速度不高,故选8级精度。
(教材第168页,表11-2)
小齿轮与大齿轮均选软齿面,小齿轮的材料为45钢调质,其硬度为HBS1=197~286,取为250MPa,接触疲劳极限取590MPa,弯曲疲劳极限取450MPa。
大齿轮应比小齿轮硬度低,选用45号钢正火,其硬度为HBS2=156~217,取210HBS,接触疲劳极限取380MPa,弯曲疲劳极限取320MPa。
由教材表11-5,取SH=1.1,SF=1.3。
(2)按齿面接触强度设计
设齿轮按8级精度制造。
取载荷系数K=1.5(表11-3),齿宽系数(表11-6)小齿轮上的转矩
取(表11-4)
齿数取
模数
齿宽按表4-1取m=4mm,实际的
中心距
(3)验算轮齿弯曲强度
齿形系数
由式(11-5)
(4)齿轮的圆周速度
对照表11-2可知选用8级精度是合适的。
总结:
直齿圆柱齿轮:
第5部分轴的设计计算及校核计算
5.1从动轴设计
1、选择轴的材料,确定许用应力
选轴的材料为45号钢,调质处理。
查教材表14-1知
2、按扭转强度估算轴的最小直径
单级齿轮减速器的低速轴为转轴,输出端与联轴器相接,
从结构要求考虑,输出端轴径应最小,最小直径为:
按扭转强度初估轴的直径,查教材表14-2得c=118~107,取c=112则:
从动轴:
考虑键槽的影响以及联轴器孔径系列标准,
3、轴的结构设计
轴结构设计时,需要考虑轴系中相配零件的尺寸以及轴上零件的固定方式,绘制轴系结构草图:
1,5—滚动轴承2—轴3—齿轮轴的轮齿段4—套筒6—密封盖7—轴端挡圈8—轴承端盖9-轴承端盖10—键11-联轴器
1)、联轴器的选择
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- 关 键 词:
- 毕业设计 论文 运输机 一级 圆柱齿轮 减速器