带式运输机传动装置课程设计文档格式.docx
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带式运输机传动装置设计
题目性质
及来源
性质
□理论研究■应用研究□技术开发□其他
主要内容
设计用于带式运输机的一级直齿圆柱齿轮减速器
传动简图如下:
原始数据:
数据编号
1
2
3
4
5
运输带工作拉力F/N
1100
1150
1200
1250
1300
运输带工作速度V/(m/s)
1.5
1.6
1.7
1.55
卷筒直径D/mm
250
260
270
240
6
7
8
9
10
1350
1400
1450
1500
1600
1.8
280
300
工作条件:
一班制,连续单向运转。
载荷平稳,室内工作,有粉尘。
使用期限:
10年
动力来源:
三相交流电(220V/380V)
运输带速度允许误差:
±
5%。
备注
设计计算说明书
一、传动方案拟定
设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动
(1)工作条件:
使用年限8年,工作为单班工作制,载荷平稳,环境清洁。
(2)原始数据:
输送带拉力F=1200N;
带速V=1.7m/s;
滚筒直径D=270mm;
滚筒长度L=500mm。
二、电动机选择
1、电动机类型的选择:
Y系列三相异步电动机
2、电动机功率选择:
(1)传动装置的总功率:
η总=η带×
η2轴承×
η齿轮×
η联轴器×
η滚筒
=0.96×
0.982×
0.97×
0.99×
0.96
=0.885
(2)电机所需的工作功率:
P工作=FV/(1000η总)
=1200×
1.7/(1000×
0.885)
=2.305KW
3、确定电动机转速:
计算滚筒工作转速:
n筒=60×
1000V/(πD)
=60×
1000×
1.7/(π×
270)
=120.25r/min
按手册P7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I’a=3~5。
取V带传动比I’1=2~4,则总传动比理时范围为I’a=6~20。
故电动机转速的可选范围为n’d=I’a×
n筒=(6~20)×
120.25=721.5~2405.01r/min符合这一范围的同步转速有750、1000、和1500r/min。
根据容量和转速,由有关手册查出有三种适用的电动机型号:
因此有三种传支比方案:
如指导书P15页第一表。
综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比,可见第2方案比较适合,则选n=1000r/min
。
4、确定电动机型号
根据以上选用的电动机类型,所需的额定功率及同步转速,选定电动机型号为Y132S-6。
其主要性能:
额定功率:
3KW,满载转速960r/min。
三、计算总传动比及分配各级的传动比
1、总传动比:
i总=n电动/n筒=960/120.25=7.98
2、分配各级传动比
(1)据指导书P7表1,取齿轮i齿轮=3(单级减速器i=3~6合理)
(2)∵i总=i齿轮×
I带
∴i带=i总/i齿轮=7.98/3=2.66
四、运动参数及动力参数计算
1、计算各轴转速(r/min)
n0=n电机=960r/min
nI=n0/i带=960/2.66=360.9(r/min)
nII=nI/i齿轮=120.3(r/min)
nIII=nII=120.3(r/min)
计算各轴的功率(KW)
P0=P工作=2.305KW
P
=P0η带=2.305×
0.96=2.2128KW
=P
×
η齿×
η承=2.10KW
η承×
η联=2.10×
0.98×
0.99
=2.037KW
3计算各轴扭矩(N·
mm)
4To=9550×
P0/n0=9550×
2.305×
1000/960=22.93N·
m
T
=9550×
/n
2.2128×
1000/360.9
=58.55N·
2.10×
1000/120.3
=166.71N·
TIII=9550×
PIII/nIII
2.037×
=161.74N·
五、传动零件的设计计算
1、皮带轮传动的设计计算
(1)选择普通V选带截型
由课本P83表5-9得:
kA=1
PC=KAP=1×
2.305=2.305KW
由课本P82图5-10得:
选用A型V带
(2)确定带轮基准直径,并验算带速
由课本图5-10得,推荐的小带轮基准直径为63~100mm
则取dd1=100mm>
dmin=63
dd2=n1/n2·
dd1=960/360.9×
100=266mm
由课本P74表5-4,取dd2=270mm
实际从动轮转速n2’=n1dd1/dd2=960×
100/270
=355.56r/min
转速误差为:
(n2-n2’)/n2=(360.9-355.56)/360.9
=0.0148<
0.05(允许)
带速V:
V=πdd1n1/60×
1000
=π×
100×
960/60×
=5.03m/s
在5~25m/s范围内,带速合适。
(3)确定带长和中心矩
根据课本P84式(5-14)得
1.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)
1.7(100+270)≤a0≤2×
(100+270)
所以有:
259mm≤a0≤740mm
由课本P84式(5-15)得:
L0=2a0+1.57(dd1+dd2)+(dd2-dd1)/4a0
=2×
500+1.57(100+270)+(270-100)2/4×
500
=1595.35mm
根据课本P71表(5-2)取Ld=1600mm
根据课本P84式(5-16)得:
a≈a0+Ld-L0/2=500+(1600-1595.35)/2
=502.325mm
(4)验算小带轮包角
α1=1800-(dd2-dd1)/a×
57.30
=1800-(270-100)/×
502.325×
=1800-19.390
=160.610>
1200(适用)
(5)确定带的根数
根据课本P1=0.97KW△P1=0.08KW
Kα=0.96KL=0.99
得
Z=PC/P’=PC/(P1+△P1)KαKL
=2.305/【(0.97+0.08)×
0.96×
0.99】
=2.38
(6)计算轴上压力
由课本表查得q=0.1kg/m,单根V带的初拉力:
F0=[500PC/(ZV)]×
(2.5/Kα-1)+qV2
=[500×
2.305/(3×
5.03)]×
(2.5/0.96-1)+0.1×
5.032N
=125.05N
则作用在轴承的压力FQ,
FQ=2ZF0sin(α1/2)=2×
3×
125.05sin(160.610/2)
=739.58N
2、齿轮传动的设计计算
(1)选择齿轮材料及精度等级
考虑减速器传递功率不在,所以齿轮采用软齿面。
小齿轮选用40Cr调质,齿面硬度为240~260HBS。
大齿轮选用45钢,调质,齿面硬度220HBS;
根据表选7级精度。
齿面精糙度Ra≤1.6~3.2μm
(2)按齿面接触疲劳强度设计
由d1≥76.43(kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3
由式(6-15)
确定有关参数如下:
传动比i齿=3
取小齿轮齿数Z1=20。
则大齿轮齿数:
Z2=iZ1=3×
20=120
实际传动比I0=60/20=3
传动比误差:
(i-i0)/I=(3-3)/3=0%<
2.5%可用
齿数比:
u=i0=3
由表取φd=0.9
(3)转矩T1
T1=9.55×
106×
P/n1=9.55×
2.1/120.3
=166708.23N·
mm
(4)载荷系数k
取k=1
(5)许用接触应力[σH]
[σH]=σHlimZNT/SH由课本查得:
σHlimZ1=570MpaσHlimZ2=350Mpa
由课本P133式6-52计算应力循环次数NL
NL1=60n1rth=60×
120.3×
8×
365×
=2.11×
108
NL2=NL1/i=2.11×
108/3=7.03×
107
由课本查得接触疲劳的寿命系数:
ZNT1=0.92ZNT2=0.98
通用齿轮和一般工业齿轮,按一般可靠度要求选取安全系数SH=1.0
[σH]1=σHlim1ZNT1/SH=570×
0.92/1.0Mpa
=524.4Mpa
[σH]2=σHlim2ZNT2/SH=350×
0.98/1.0Mpa
=343Mpa
故得:
d1≥76.43(kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3
=76.43[1×
166708.23×
(3+1)/0.9×
3432]1/3mm
=97.8mm
模数:
m=d1/Z1=97.8/20=4.98mm
根据课本表取标准模数:
m=5mm
(6)校核齿根弯曲疲劳强度
σF=(2kT1/bm2Z1)YFaYSa≤[σH]
确定有关参数和系数
分度圆直径:
d1=mZ1=5×
20mm=100mm
d2=mZ2=5×
60mm=300mm
齿宽:
b=φdd1=0.9×
100mm=90mm
取b=90mmb1=90mm
(7)齿形系数YFa和应力修正系数YSa
根据齿数Z1=20,Z2=90由表6-9相得
YFa1=2.80YSa1=1.55
YFa2=2.28YSa2=1.69
(8)许用弯曲应力[σF]
[σF]=σFlimYSTYNT/SF
由设计手册查得:
σFlim1=290MpaσFlim2=210Mpa
YNT1=0.88YNT2=0.9
试验齿轮的应力修正系数YST=2
按一般可靠度选取安全系数SF=1.25
计算两轮的许用弯曲应力
[σF]1=σFlim1YSTYNT1/SF=290×
2×
0.88/1.25Mpa
=408.32Mpa
[σF]2=σFlim2YSTYNT2/
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- 运输机 传动 装置 课程设计