皮带运输机传动装置设计.docx
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皮带运输机传动装置设计
机械设计
设计说明书
皮带运输机传动装置设计
起止日期:
年月日至年月日
学生姓名
班级
学号
成绩
指导教师(署名)
课程设计任务书
2010—2011学年第一学期
机械工程课程名称:
设计题目:
学院(系、部)机械设计制造及其自动化
机械设计课程设计
皮带运输机传动装置设计
专业
班
达成限期:
自
年月
日至
年月日共
周
一、设计的主要技术参数:
运输带牵引力F=2500N;输送速度;滚筒直径D=300mm。
工作条件:
工作时有稍微震动,室外工作,运输带速度同意偏差±5%,单班制(每班
内工作8h),寿命为10年。
容二、设计任务:
传动系统的整体设计;传动零件的设计计算;减速器的构造、润滑和密封;
及减速器装置图及零件工作图的设计;设计计算说明书的编写。
任三、每个学生应在教师指导下,独立达成以下任务:
务
(1)减速机装置图1张A0;
(2)零件工作图2张A3,中间轴和中间轴的大齿轮;
(3)设计说明书1份。
起止日期
工作内容
进
度传动系统整体设计
安传动零件的设计计算
排减速器装置图及零件工作图的设计、整理说明书
交图纸并辩论
1.《机械设计(第八版)》(濮良贵,纪明刚主编高教第一版社)
主2.《机械设计课程设计》(金清肃主编华中科技大学第一版社)
要3.《工程图学》(赵大兴主编高等教育第一版社)
参
4.《机械原理》(朱理主编高等教育第一版社)
考
资5.《交换性与丈量技术基础》(徐雪林主编湖南大学第一版社)
料6.《机械设计手册(单行本)》(成大先主编化学工业第一版社)7.《资料力学》(刘鸿文主编高等教育第一版社)
指导教师:
系(教研室)主任(署名):
2011年
年
12
月
月
1设计任务书
.........................................................................................................
1
课程设计的设计内容..............................................................................
1
课程设计的原始数据...............................................................................
1
课程设计的工作条件...............................................................................
1
2传动方案的制定.................................................................................................
2
3原动机的选择......................................................................................................
3
选择电动机的种类...................................................................................
3
选择电动机的容量....................................................................................
3
工作机所需的有效功率..................................................................
3
电动机的输出功率.........................................................................
3
确立电动机的转速....................................................................................
4
4确立总传动比及分派各级传动比.....................................................................
5
传动装置的总传动比................................................................................
5
分派传动比...............................................................................................
5
5传动装置运动和动力参数的计算.....................................................................
6
各轴的转速...............................................................................................
6
6传动件的设计及计算..........................................................................................
8
高速齿轮的计算........................................................................................
8
选定齿轮种类,精度等级,资料及齿数......................................
8
按齿面接触强度设计......................................................................
8
按齿根曲折强度设计....................................................................
10
几何尺寸计算................................................................................
11
低速级直齿圆柱齿轮的设计计算..........................................................
11
选定齿轮种类,精度等级,资料及齿数...................................
11
按齿面接触强度设计....................................................................
12
按齿根曲折强度设计....................................................................
13
几何尺寸计算................................................................................
15
7轴的构造设计及计算.......................................................................................
16
高速轴的构造设计及计算.....................................................................
16
轴上的功率P1、转速n1和转矩T1的计算...................................
16
求作用在齿轮上的力...................................................................
16
初步确立轴的最小直径...............................................................
16
轴的构造设计...............................................................................
17
求轴上的载荷...............................................................................
19
按弯扭合成应力校核轴的强度...................................................
21
精准校核轴的疲惫强度...............................................................
22
中间轴的构造设计及计算.....................................................................
25
轴上的功率P1、P2、转速n2和转矩T1、T2的计算..................
25
求作用在齿轮上的力...................................................................
26
初步确立轴的最小直径...............................................................
26
轴的构造设计...............................................................................
27
求轴上的载荷...............................................................................
28
低速轴的构造设计及计算.....................................................................
32
轴上的功率P3、转速N3和转矩T3的计算............................
32
求作用在齿轮上的力...................................................................
32
初步确立轴的最小直径...............................................................
32
轴的构造设计...............................................................................
33
求轴上的载荷...............................................................................
35
按弯扭合成应力校核轴的强度...................................................
37
精准校核轴的疲惫强度...............................................................
37
各轴轴承校核........................................................................................
41
7.5连结零件设计计算..................................................................................
43
键的选择.......................................................................................
43
7.5.2强度校核........................................................................................
44
8箱体的设计及计算...........................................................................................
45
9减速器的润滑计算...........................................................................................
47
9.1齿轮的润滑计算.....................................................................................
47
9.2轴承的润滑计算.....................................................................................
47
10密封.................................................................................................................
48
参照文件...............................................................................................................
49
结束语...................................................................................................................
50
1设计任务书
1.1课程设计的设计内容
设计带式运输机的传动机构,其传动转动装置图以下列图-1所示。
图1.1带式运输机的传动装置
1.2课程设计的原始数据
已知条件:
①运输带的工作拉力:
F=2500;
②运输带的工作速度:
v=m/s;
③卷筒直径:
D=300mm;
④使用寿命:
10年,每年工作日300天,单班制,每班8小时。
1.3课程设计的工作条件
设计要求:
①偏差要求:
运输带速度同意偏差为带速度的±5%;
②工作状况:
连续单向运行,工作载荷较安稳;
③制造状况:
大量量生产。
2传动方案的制定
带式运输机的传动方案以下列图所示
Ⅳ
Ⅲ
Ⅰ
Ⅱ
1-电动机2-联轴器3-齿轮一
4-齿轮二5-齿轮三
6-齿轮四
7-皮带与电动相连的轴为
0轴,齿轮一轴连
1轴
中间轴为
2轴
齿轮三连
3轴
3原动机的选择
3.1选择电动机的种类
依据设计要求以及工作条件,采纳一般Y型全关闭自扇冷式笼型三相异步电动机,电压为380V。
3.2选择电动机的容量
3.2.1工作机所需的有效功率
电动机容量的选择。
依据已知条件,工作机所需要的有效功率为
Fv
(KW)
pw
1000
1000
式中:
Pw—工作机所需的有效功率(KW)
F—带的圆周力(N)
V---带的工作速度
3.2.2电动机的输出功率
设:
c——联轴器效率,c0.99(见参照资料【2】表3-3);
g——闭式圆柱齿轮传动效率(设齿轮精度为7级),g(见参照资料【2】表3-3);
b——一对转动轴承效率,b(见参照资料【2】表3-3);d——输送机滚筒效率,d=0.96(见参照资料【2】表3-3);e——V带传动效率,e=0.95(见参照资料【2】表3-3);
5w——输送机滚筒轴(5轴)至输送带间的效率估量传动系统总效率为
01122334
式中:
01c
12bg
23bg
34c
5wbcy
即传动系统的总效率为
工作时,电动机所需的功率为
pw
5.23(KW)
pd
由参照资料【2】表12-1可知,知足pe
pd条件的Y系列三相沟通异步电动
机额定功率pe应取为。
3.3确立电动机的转速
电动机转速的选择。
依据已知条件,可得输送机工作转速
nw为
60000v
nw114.6r/min
D300
初选同步转速为1500rmin的电动机,由参照资料【2】表12-1可知原动机
的型号Y132M-4型。
查参照资料[2]表12-1型号Y132M-4,额定功率为po,
满载转速为no=1440rmin。
查参照资料【2】表12-1
电动机中心高H=100mm。
表
电动机数据
电动机型号
额定功率/KW
满载转速
堵转转速
最大转矩
/(r/min)
额定转速
额定转矩
Y132M-4
1440
4确立总传动比及分派各级传动比
4.1传动装置的总传动比
由参照资料【2】中式(3-5)可知,链式输送机传动系统的总传动比
nm
1440
i
nw
为了便于两级圆柱齿轮减速器采纳浸油润滑,当两级齿轮的配对资料相同,
齿面硬度HBS350,齿宽系数相等时,考虑齿面接触强度靠近相等的条件,取高
速级传动比为3.06。
4.2分派传动比
高速级圆柱齿轮传动比
i12
低速级圆柱齿轮传动比:
i23
i
i12
高速级圆锥齿轮传动比
:
i12
低速级圆柱齿轮传动比
:
i23
5传动装置运动和动力参数的计算
减速器传动装置中各轴由高速轴到低速轴挨次编号为电动机0轴、Ⅰ轴、
Ⅱ轴。
5.1各轴的转速
传动系统各轴的转速,功率和转矩计算以下所示
0轴(电动机轴)
n0
nm
1440r/min
p0
pd
KW
T0
9550
p0
9550
n0
34.68Nm
1440
1轴(减速器高速轴)
n0
1440
1440r
n1
1
i01
min
p1p001
9550
p1
9550
T1
34.34Nm
n1
1440
2轴(减速器中间轴)
n1
1440
n2
351.22r
i12
min
p2p1
12
9550p2
9550
T2
135.17Nm
n2
3轴(减速器低速轴)
n2
n3
114.78r
min
i23
p3p2
23
9550p3
T3
396.88Nm
n3
将5.1中的结果列入以下表
表5.1运动和动力参数
转速n/
轴号功率P/KW转矩T/(N·m)传动比i效率η(r/min)
高速轴
1440
中间轴Ⅰ轴
低速轴Ⅱ轴
6传动件的设计及计算
6.1高速齿轮的计算
6.1.1选定齿轮种类,精度等级,资料及齿数
1)采纳直齿圆柱轮传动
2)精度等级选7级精度
Cr(调质)
)资料选择,由参照资料【
1】表10-1
选择小齿轮资料为
40
硬度
3
为280HBS,大齿轮资料为
45钢(调质),硬度为240HBS,两者资料硬度差为40HBS。
4)选小齿轮齿数Z132
,大齿轮齿数Z23.0632
98取Z2
98。
6.1.2按齿面接触强度设计
由参照资料【1】中设计计算公式(10-9a)进行计算,即
2
KT2u
1
ZE
d1t3
u
d
H
确立公式内的各计算数值
1)试选载荷系数Kt
2)计算小齿轮传达的转矩
T1104Nmm
3)由参照资料【1】表10-7选用齿宽系数d1
4)由参照资料【1】表10-6查得资料的弹性影响系数
ZE189.8Mpa2
5)由参照资料【1】图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲惫强度极限
Hlim3550Mpa大齿轮的接触疲惫强度极限Hlim4490Mpa
6)由参照资料【1】表10-13计算应力循
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- 皮带 运输机 传动 装置 设计