机械设计基础课程设计说明书编写格式1Word下载.docx
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2输送带工作速度:
V=m/s;
(允许输送带速度误差为±
5%);
3滚筒直径D=mm;
4滚筒效率ηw=0.96(包括滚筒轴承的效率损失)
工作条件:
见下表;
设计工作量:
1减速器装配图一(A1号图幅,绘三视图。
注意图面布置,使其饱满均匀。
技术特性、技术条件、标题拦书写必须规);
(参考手册P250图19-4和P265图19-16,不同1斜齿轮变直齿轮,2轴承为深沟球轴承,3自己计算尺寸,主要检查齿轮中心矩a、总体尺寸、配合尺寸、明细表对应)
2零件工作图一(A3图幅高速轴轴齿轮,图中必需有齿轮参数表);
(参考手册P253图19-7,参数表只列到精度即可)
③设计说明一份(正文5000字,约15页)。
工作条件
工作期限
10年(每年300天)
检修期间隔
3年
两班工作
载荷性质
空载启动、单向连续运转、载荷平稳
生产批量
小批量生产
动力来源
三相交流电、电压220/380V
指导教师(签字):
2.电动机的选择计算
计算过程
计算结果
2.1选择电动机的转速
2.1.1计算滚筒的转速
带式输送机的传动方案示意图见设计任务书。
∵滚筒的直径和工作带的带速已知
∴滚筒转速计算如下:
2.2.2选择电动机的类型及同步转速
因考虑带式输送机需要较大的转矩,而对转速要求不高,故选择电动机的步骤如下:
①选择电动机的类型
因考虑工作条件为空载启动、单向连续运转、载荷平稳,所以选择三相异步电动机,封闭自扇冷式结构,380,系列,同步转速确定为。
(同步转速为1500或1000)
②计算传动装置的总效率(参考手册P187)
传动装置的结构简图如设计任务书图。
总效率的计算如下:
其中:
——带的传动的效率(0.96);
——一对滚动轴承的效率(0.99);
——闭式齿轮传动效率;
(0.98)
——弹性柱销联轴器的效率(0.995);
——滚筒的效率(0.96)。
③确定所需电机的功率
=(kW)
-工作机实际需要的输入功率,kW,
-为工作机实际需要的电动机输入功率,kW。
滚筒的转速为:
传动总效率为:
④.确定电机的型号
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。
因为滚筒的转速。
拟选择同步转速系列的电动机,由表12-1【2】([2]表示参考文献2,所使用机械设计课程设计手册)选择系列三相电动机——型,其额定功率为,满载转速。
由表12-2、3、4、5【2】查得中心高H、轴伸尺寸E、键连接尺寸F。
注意:
1、小带轮的半径应该小于中心高H;
2、小带轮的宽度应小于轴伸尺寸15~20mm,这就要求带的根数不能太大。
一般A型带3~4根,B型带2~3根。
预留15~20mm的空间是预留给拆卸带轮的扳手空间。
参考手册P20图916-17。
3、键连接尺寸应该和高速轴键槽相应。
选4极或6极,1000或1500转的,并尽量选择1500转。
电机型号为:
—型;
额定功率为:
;
满载转速:
。
中心高H=mm
轴伸尺寸E=mm
键连接尺寸F=mm。
3.传动装置的运动和动力参数计算
3.1总传动比的计算
=
3.2各级传动比的分配
根据表2-2.1和各级传动间的尺寸协调、结构均匀,满足,所以带和减速器分配如下:
2~4,最大是7;
3~5,最大为8,并且最好使得齿数互质。
3.3传动装置的运动和动力参数的计算
①各轴的转速计算
根据总的传动比及各级传动比的分配,计算各轴的转速如下:
电机:
;
减速器高速轴:
减速器低速轴:
滚筒的转速:
②各轴的输入功率和转矩
表3-1各轴的输入功率和转矩
功率(KW)
转矩(N·
M)
电机
=
高速轴
低速轴
总传动比:
各级传动比分配:
1、带设计好后,检验传动误差是否超标。
否则,就要对初设传动比进行修正,主要是调整大小带轮直径。
2、齿轮设计完了后,检验总的传动误差是否超标(允许输送带速度误差为±
5%)。
3、若提高传动装置精度,则需要在带设计完后进行本节计算。
4、功率和转矩的计算理论上是按照实际需要功率进行计算,但是实际生产和使用中,为了使所设计的传动装置具有一定的超载能力,此处按额定功率和额定转矩计算。
4.传动零件设计计算
4.1减速器以外传动零件的设计计算
①电机传动形式的选择
从传动的形式和经济效性考虑,确定由电动机传动带,所以带轮的小带轮转速。
②计算功率并选取带型号
根据工况确定工况系数
∵工作班制为2班制
∴工作时间16小时
载荷平稳
根据表8-3[1]查得,故
根据=kW和小带轮转速=r/min,由图8-10[1]可知,工作点处于型相邻区之间,可取型和型分别计算,最后择优选用。
本设计为减少带的根数,现取型带。
③确定带轮的基准直径与带速验算
根据所选电机的型号可知,电机中心高为,又传动比确定为,所以小带轮的直径取为。
根据小带轮的直径,确定大带轮的直径,滑动率为0.015[1]
∴大带轮的直径[1]=
由表8-4[1]取=。
此时从动轮实际转速
转速误差<
5%,合适。
根据公式:
[1]
符合设计要求:
4初定中心矩
[2]
现根据结构要求,取mm
选择由电动机传动V带
参考教材P147例题1。
确定带的截型:
带的带型为型
确定小带轮直径:
大带轮直径(半径一般小于减速器中心高):
因为整个传动装置允许的传动误差为5%,所以齿轮齿数圆整就要和此处能够相消一部分误差。
若带速没有在此围,应重新进行设计。
主要是调整带轮直径或者重新选择电动机或重新进行传动比的分配。
5初算带的基准长度
=
=mm
由表8-1[1],选取带的基准长度mm。
6实际中心矩和小带轮包角
中心矩可调整,则
=mm
小带轮包角:
=,大于1200,能满足要求。
7单根V带所能传递的功率和增量
根据=r/min和=mm查表8-2a[1],用插值法求得=kW。
已知型V带,小带轮转速r/min,传动比,
查表8-2b[1]得:
=kW。
8计算V带的根数
]
由表8-5[1]查得=;
由表8-6[1]查得=,故
取z=根。
所采用得V带为。
9作用在带轮轴上的力
由式(8-17)[1]求单根V带的紧力
带传动的中心距为:
确定V带的根数:
Z=
(A型带不多于4根,B型带不多于3根。
)
V带型号:
(例如:
B-1600×
3)
[1](式中q-V带每米的重量)
查表8-8[1]得q=kg/m,故
∴
=N
所以作用在轴上的力为
=N
10带轮的结构和尺寸设计
小带轮的尺寸,基准直径为
参照表以及表电机的外型及安装尺寸可知:
型电机的基本尺寸为:
轴伸直径:
轴伸长度:
中心高:
所以小带轮的轴孔直径,毂长应小于。
根据以上参数及表,确定小带轮的结构为辐板轮,轮槽尺寸及轮宽按表计算,并参照图Ⅴ带轮的典型结构,得到如图的简图。
其中小带轮的各尺寸如表4-1。
表4-1:
小带轮的基本尺寸
大带轮的尺寸计算方法同小带轮:
大带轮的基准直径。
其结构简图如图4-2。
`大带轮的各尺寸如表4-2。
表4-2:
大带轮的基本尺寸
带的紧力F0:
F0=N
作用在轴上的力
=N
课程设计A必有带轮设计,课程设计B,可没有此项设计。
小带轮的基本尺寸:
如表4-1、图4-1。
参考教材141-P143图表。
大带轮的基本尺寸:
如表4-2、图4-2。
4.2减速器的零件设计
①选择齿轮材料、确定许用接触应力
根据工作要求,采用齿面硬度≤350HBS。
小齿轮选用45钢,调质,硬度为260HBS;
小齿轮选用45钢,调质,硬度为220HBS;
由表9-5[1]的公式,可确定许用接触应力:
小齿轮=380+0.7HBS=380+0.7×
260=562MPa
大齿轮=380+0.7HBS=380+0.7×
220=534MPa
②选择齿数和齿宽系数
由于减速器是闭式传动,可选取=,考虑加工和制造方便,取齿宽系数=。
3确定载荷系数
因齿轮相对轴承对称布置,且载荷角平稳,故取=。
4计算中心距
==mm
5选择齿数并确定模数
取=(20,40),则==。
与互质。
==mm
取标准模数(表9-1[1]),=mm。
6齿轮几何尺寸计算小齿轮分度圆直径及齿顶圆直径
大齿轮分度圆直径及齿顶圆直径
中心距:
大齿轮宽度==mm
硬度可调
1、所选取模数必须大于计算模数,若想调小模数,需要对之前的设计数据进行调整。
2、当为小数时,尽量取偶数。
3、
=mm
圆整为整数
小齿轮宽度因小齿轮齿面硬度高,为补偿装配误差,避免工作时在大齿轮齿面上造成压痕,一般应比宽些,取
=+5=mm
7确定齿轮精度等级齿轮圆周速度
或=
根据工作要求和圆周速度,由表9-3[1]选用级精度。
8齿轮弯曲强度验算
△1、确定许用弯曲应力
根据表9-7【1】查得
△2、查齿形系数,比较
小齿轮=,由表9-6[1]查得=;
小齿轮=,由表9-6[1]查得=。
==
因,所以应验算齿轮。
△3、验算弯曲应力计算时应以齿宽带入,则
==MPa<
192MPa,安全。
或==MPa<
184MPa,安全。
齿轮精度等级:
经强度校验,齿轮轮齿满足弯曲强度要求。
齿轮机构见手册P163表11-6
4-3轴的设计计算
(1)减速器高速轴的设计
①选取轴的材料
因为该轴无特殊要求且精度要求较,所以选取45钢,(热处理),由表12-2[1]查得=
②估算最小轴径
按扭转强度式估算最小轴径
由于V带轮配合段直径处有一键槽,应增大3%
按轴的标准调整=
③高速轴的结构设计、受力分析及强度校验
根据带轮的大小,初
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