范例1带式运输机传动系统中的展开式二级圆柱齿轮减速器副本.docx
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范例1带式运输机传动系统中的展开式二级圆柱齿轮减速器副本
设计任务书
1、电动机的选择(3)
2、计算传动装置的运动和动力参数(4)
3、传动件设计(齿轮)(6)
4、轴的设计(10)
5、滚动轴承校核(17)
6、连接设计(19)
7、减速器润滑及密封(19)
&箱体及其附件结构设计(20)
9、设计总结(22)
10、参考资料(23)
设计任务书
设计题目4:
带式运输机传动系统中的展开式二级圆柱齿轮减速器
nd■,
电动机
联轴器
1、系统简图
输送带
2、工作条件
单向运转,有轻微振动,经常满载,空载起动,单班制工作,使用期限5年,输送带速度容许
误差为犬%。
3、原始数据
已知条件
题号
D1
D2
D3
D4
D5
D6
输送带拉力F(N)
1.6X03
1.8X03
2X103
2.2相3
2.4为03
2.6103
输送带速
度v(m/s)
1.0
1.1
0.9
0.9
1.2
1.0
滚筒直径
D(mm)
400
350
300
300
300
300
注:
小组成员按次序选题,本设计所选题号为D5。
4、传动方案的分析
带式输送机由电动机驱动。
电动机通过连轴器将动力传入减速器,再经联轴器将动力传至输送机滚筒,带动输送带工作。
传动系统中采用两级展开式圆柱齿轮减速器,其结构简单,但齿轮相对轴承位置不对称,因此要求轴有较大的刚度,高速级和低速级都采用直齿圆柱齿轮传动。
设计内容
计算及说明
结果
电动机的选择
二、电动机的选择
1类型选择
根据动力源和工作条件,电动机的类型选用Y系列封闭式三相异步电动机满足要求。
2、功率选择
(1)工作机主轴所需功率FW
Fvl~W(1-1)
1000
式中,FTE^IO’N,v=1.Om/s,代入上式得:
1.6心03".0FW=kW=1.6kW
1OOO
(1-2)
(2)电动机所需功率巳
电动机所需功率为:
巳=匹
从电动机至卷筒主动轴之间的传动装置的总效率为:
w联轴器n轴承n齿轮n卷筒(1-3)
查文献[2]表11-9,有:
联轴器传动效率(2个)口联轴器=0.99
轴承传动效率(4对)H轴承=0.98,
齿轮传动效率(8级2对)H齿轮=0.97,
滚筒传动效率(1个)11卷筒=0.96,
则:
n=0.99^0.98^0.97^0.96=0.817
Pw_丄丄-1.96kW
d口0.817
(3)电动机额定功率巳
Pv=1.6kW
”=0.817
Fd=1.96kW
选取电动机额定功率Fm,使玖=(1L1.3)Fd
设计内容
计算及说明
结果
查文献[2]表20-5取Fm=2.2kw;
3、电动机转速选择
根据已知条件计算出工作机卷筒的转速为:
60I000v60"000".0“.
仇==—=48r/min
兀D400兀
查[2]推荐二级圆柱齿轮减速器传动比为:
r=8〜40
故电动机转速为:
nm=|'nw=(8L40)x48=(384L1920)r/min
4、电动机型号选择
符合这一范围的转速有:
750r/min、1000r/min、1500r/min
三种,综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和减速器的传动比,选用同步转速为1000r/min的电动机作为原动机。
根据电动机类型、容量和转速,查[2]表20-5,选定电动机型号
为Y126M-6的电动机。
主要性能如下表1-1:
表1-1电动机型号
Pm=2.2kW
nw=48口min
r=8〜40
nw=384L1920r/mi
型号
额定功率
kW
满载时
额定转速
Nm
质量
kg
转速nd
17’min
电流A
(380V)
效率
%
功率因数
Y112M-6
2.2
940
5.6
80.5
0.74
2.0
45
计三、计算传动装置的运动和动力参数
算传动装置的运动和动力参数
1传动装置的总传动比:
根据电动机的满载转速nm和滚筒转速nw可算出传动装置总传动
比为:
nm
i总=一
nw
940
——19.58
48
2、二级圆柱齿轮减速器分配到各级传动比:
(1)高速级的传动比为:
:
1.4i总=、1.419.58=5.24
(1-2)
(2)低速级的传动比为:
.i总
12:
i1
19.58
5.24
=3.74
(1-3)
3、计算传动装置各轴的运动和动力参数:
(1)各轴的转速:
1轴m=nm=940rmin
2轴n2=®940179.4rmin,
115.24
3轴n3=匹==48r/min,
123.74
卷筒n卷筒二n3=48rmin
(1-1)
1轴
R=Rd"联轴器
=1.960.99=1.94kW,
2轴
F2-F1轴承
齿轮=1.940.980.97=1.84kW,
3轴
F3=R?
轴承
齿轮=1.840.980.97=1.75kW,
卷筒
R卷筒=R3轴承
联轴器=1.750.980.99=1.70kW;
(2)各轴的输出功率:
(3)各轴转矩
1总=19.58心、
h=5.24
2=3.74
各轴转速
m=9407'min
n2=179.4r/min
n3=48r/min
n卷筒=48r/min
各轴功率
R=1.94kW
P2=1.84kW
P3=1.75kW
R卷筒=1.70kW
各轴转矩
Td=19.9Nm
0轴Td=9550Pd=95501.9^19.9Nm
nd940
R1.94
1轴Ti=9550—=9550汉=19.7Nm,
n1940
p184
2轴T^95502=9550江一=98.2Nm,
n2179.4
p175
3轴T3=9550=9550汉=349.1Nm,
n48
P卷筒170
卷筒T卷筒=9550一9550城'=338.7Nm;
n卷筒48'
由以上数据得各轴运动及动力参数表:
T|=19.7Nm
T2=98.2Nm
T3=349.1Nm
T卷筒=338.7Nm
轴名
功率P/kW
转矩T/(Nm)
转速n/(r/min)
电机轴
1.96
19.9
940
1轴
1.94
19.7
940
2轴
1.84
98.2
179
4
3轴
1.75
349.1
48
:
卷筒轴~
1.70
338.7
48
殳计勺容
计算及说明
结果
传
动
件
设
计
(
齿轮)
四、传动零件设计(齿轮)
1、高速级齿轮传动设计
(1)选择材料及确定许用应力
因为传递功率不大,转速不咼,大小齿轮都米用45钢。
大齿轮正火处理,小齿轮调质处理,均用软齿面。
小齿轮45钢调质,齿面硬度197~286HBS,巧加=585MPa,
o>E1=445MPa
大齿轮45钢正火处理,齿面硬度156~217HBS,
◎hiim2=375MPa,◎fe2=310MPa
由表11-5,取SH一1.1,SF-1.25,
丘]_-HJ业_585_532MPa
Sh1.1
IaH^-HJjm^=37^=341MPa
Sh1.1
bH1】=532MPa
bH2】=341MPa
确定公式中的各计算数值:
1)查[1]表11-3,选择载荷系数K=1.5;
4
2)小齿轮的转矩:
T=71=1.9710Nmm;
3)查[1]表11-6,选择齿宽系数;=0.8;
4)齿数比U日1=5.24;
5)由[1]表11-4,选择弹性系数Ze=188;
d1_55.1mm
6)对于标准齿轮,区域系数Zh=2.5;
小齿轮分度圆直径:
莎打平)2
0.8
21^1045・24J1882与
5.24341=55.1mm
齿数取Z1=32,则Z2=i1Z1=5.2432=168
d155.1
设计模数m11.72
Z132
(3)验算轮齿弯曲强度
查[1]有轮齿弯曲强度验算公式(11-6):
2KT乙仏dZ12[二f]
确定公式中的各计算数值:
1)查[1]图11-8,取齿形系数论=2.56;
2)查[1]图11-9,取应力集中系数匕1=1.63;
3)查[1]表11-5,取安全系数Sf-1.25,则:
、I2KT1YFa1Ysa1帖12[升1
3^2汉1.5汉1.97X1042.56汉1.63
V0.8x322248
=1.07mm
m>1.07mm
设计
内容
计算及说明
结果
(4)决定模数
综合按齿面接触强度设计与按轮齿弯曲强度设计结果的比较,以相
对大者为基准,并按[1]表4-1取标准模数m=2mm。
(5)几何尺寸计算
1)分度圆直径:
*=m^=2江32=64mm,
d2=mz2=2汉168=336mm;
2)齿轮齿宽:
b=°dd^i=0.8汉64=51.2mm,
取b2=55mm,d=60mm;
出、士d1+d264+336“c
4)中心距:
a—--200mm
22
(6)齿轮的圆周速度
^d1n13.14乂64740,
v—11—-3.15m/s
60^100060000
对照[1]表11-2可知选用8级精度是合宜的。
2、低速级齿轮传动设计
(1)选择材料及确定许用应力
因为传递功率不大,转速不咼,大小齿轮都米用45钢。
大齿轮正火处理,小齿轮调质处理,均用软齿面。
小齿轮45钢调质,齿面硬度197~286HBS,bH|im1=585MPa,
大齿轮45钢正火处理,齿面硬度156~217HBS, m=2mm 乙=32 z2=168 d1=64mm d2=336mm d=55mm b2=60mm a=200mm 二Hiim2=375MPa,二fe2=310MPa 由表11-5,取Sh=1.1,Sf=1.25, d1- /2KTu+1 ‘ZeZh' 叽u 「H]丿 确定公式中的各计算数值: 1)查[1]表11-3, 选择载荷系数K=1.5; (2)按齿面接触强度设计 查[1]公式(11-3)有小齿轮最小d1设计依据: 小齿轮分度圆直径: ‘>/2KTu+1/eZh、2 g亠96.1mm d1「\■d■uheH1) 2^1.5^9.82x1043.
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