铸工车间自动送砂带式运输机传动装置设计说明书.docx
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铸工车间自动送砂带式运输机传动装置设计说明书.docx
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铸工车间自动送砂带式运输机传动装置设计说明书
设计计算及说明
结果
一.《机械设计》课程设计任务书
l.题目:
铸工车间自动送砂带式运输机传动装置设计
2.任务:
(1).减速器装配图(1号)…………1张
(2).低速轴工作图(2号)…………1张
(3).大齿轮工作图(2号)…………l张
(4).设计计算说明书……………1份
3.时间:
2011年12月18日至2012年1月14日
4.设计参数:
(1).传动带鼓轮转速n=80r/min
(2).鼓轮轴输入功率P=3.3kW
(3).使用年限:
5年
5.其它条件:
双班制16小时工作、连续单向运转、载荷平稳,有轻微振动、
设计计算及说明
结果
二、传动方案
2.1传动方案说明
一、选择传动机构类型的基本原则为:
1.传递大功率时,应充分考虑提高传动装置的效率,以减少能耗、降低运行费用。
2.载荷多变和可能发生过载时,应考虑缓冲吸振及过载保护问题。
3.传动比要求严格、尺寸要求紧凑的场合,可选用齿轮传动或蜗杆传动。
4.在多粉尘、潮湿、易燃易爆场合,宜选用链传动、闭式齿轮传动或蜗杆传动。
根据本次课程设计的要求,此设计采用的传动方案为单级圆柱齿轮传动。
二、传动装置的合理布置
传动装置布置的原则:
1.传动能力小的带传动应布置在高速轴。
2.开式齿轮传动应布置在低速轴。
这样具有以下优点:
1.适用于中心距较大的传动。
2.具有良好的挠性,可缓冲吸收振动。
3.过载时出现打滑现象,使传动失效,但可防止其他零件损坏。
4.结构简单成本低。
缺点:
外廓尺寸大、无固定传动比、寿命短、传动效率低。
结论:
对于此传动装置的要求,低速轴由于其要求以固定的传动比传动,且所需传动效率很高,所以齿轮传动适用。
设计计算及说明
结果
2.2电动机的选择
2.2.1电动机的类型和结构型式
类型:
根据电源及工作机条件,选用卧式封闭型Y(IP44)系列的三相交流异步电动机ZBK22007-88
2.2.2选择电动机容量:
(1)工作机所需功率PW=3.3kW
(2)电动机的输出功率PdPd=PW/η
电动机至工作机主动轴之间的总效率:
η总=η1·η2·η3·η4…ηn
根据辅导书P7表2-4:
η总=η带·η滚动轴承·η齿轮·η滚动轴承·η连轴器
=0.95×0.97×0.98×0.98×0.97
=0.86
所以电动机输出功率:
Pd=Pw÷η总=3.3÷0.86=3.837kW
(3)确定电动机额定功率:
Ped≥Pd,根据《课程设计》P196选择电动机,电动机额定功率为Ped=4kW
2.2.3选择电动机的转速
由《课程设计》书P4页表2-1:
V带传动的单级传动比推荐值为2~4
圆柱齿轮传动的单级传动比推荐值为3~6,
鼓轮转速为80r/min。
所以电动机转速应在
nd=nw×i带×i齿轮=80×(2×)3~80×(4×6)
=80×6~80×24
=528~2112r/min
2.2.4选择电动机的型号:
查《课程设计》P196表20-1
型号
额定功率
同步转速<转/分>
满载转速
<转/分>
质量
总传动比
Y132M1-6
4
1000
960
73
13.71
Y160M1-8
4
750
720
118
10.29
η总=0.86
Pd=3.837kW
Ped=4kW
设计计算及说明
结果
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比,可见方案1比较合适。
因此选用电动机型号为Y132M1-6
2.2.5电动机外形简图和主要安装尺寸(辅导书P197表20-2)
电动机外形示意图
(1).电动机的主要技术数据表:
电动机
型号
额定功率(kW)
电动机转速(r/min)
质量(kg)
同步
满载
Y132M1-6
4
1000
960
73
(2).电动机的外型和安装尺寸表:
H=132mm
A=216mm
B=178mm
C=89mm
D=38mm
E=80mm
F×GD=10×8mm
G=33mm
K=12mm
AB=280mm
AD=210mm
AC=135mm
HD=315mm
AA=60mm
BB=238mm
HA=18mm
L=515mm
2.3总传动比的确定和各级传动比的分配
2.3.1理论总传动比
i总=18
2.3.2各级传动比的分配及其说明
取V带传动比:
i带=4
电动机型号Y132M1-6
i总=18
i带=4
则单级圆柱齿轮减速器传动比
i齿=i总÷i带=18÷4=4.5
由于i齿轮值一般取3—6
所以i齿轮符合其常规范围。
2.4计算传动装置的运动和动力参数
2.4.1各轴的理论转速
电动机轴:
n0=nm=1440r/min
高速轴:
nⅠ=n0/i带=1440/4=360r/min
低速轴:
nⅡ=nⅠ/i齿轮=360/4.5=80r/min
2.4.2各轴的输入功率
电动机轴:
P0=Ped=4kW
高速轴:
PⅠ=P0×η带=4×0.96=3.84kW
低速轴:
PⅡ=PⅠ×η齿轮×η滚动轴承=3.84×0.99×0.97=3.68kW
2.4.3各轴的理论转矩
电动机轴:
T0=9.55×106×P0/n0
=9.55×106×4/1440
=26530N•mm
高速轴:
TⅠ=9.55×106×PⅠ/nⅠ
=9.55×106×3.84/360
=101870N•mm
低速轴:
TⅡ=9.55×106×PⅡ/nⅡ
=9.55×106×3.688/80
=440250N•mm
2.4.4各轴的运动和动力参数汇总表
轴
P(kW)
n(r/min)
T(N•mm)
电动轴O
4
1440
26530
高速轴I
3.84
360
101870
低速轴II
3.688
80
440250
i齿=4.5
n0=1440r/min
nⅠ=360r/min
nⅡ=80r/min
P0=Ped=4kW
PⅠ=3.84kW
PⅡ=3.68kW
T0=26530N•mm
TⅠ=101870N•mm
TⅡ=440250N•mm
设计计算及说明
结果
三.传动设计
3.1V带传动
3.1.1V带传动的设计计算
1、确定计算功率Pc
由课本P218表13-8“工作情况系数KA”查得KA=1
故Pc=KA•P=1.0×4=4.0kW
(2)选取普通V带型号
根据Pc=4.0kW,n1=1440r/min,由课本P219图13-15,确定选用A型。
d1=75~100mm
(3)小带轮基准直径d1及大带轮基准直径d2
由课本P219表13-9“V带轮最小基准直径”,取d1=100mm,
由课本P211式13-9得d2=(n1/n2)×d1×(1-ε)
=(1440/360)×100×(1-0.02)=400mm
(4)验算带速V
V=(d1×n1×π)/(60×1000)=(100×1440×π)/(60×1000)=7.539m/s,
在5~25m/s范围内,带速合适。
(5)求V带基准长度Ld和中心距a
初步选取中心距a0=1.5(d1+d2)=1.5(100+400)=750,取a0=750mm,
符合0.7(d1+d2)=350mm 由式13-2得带长(教科书P205式13-2) KA=1 Pc=4kW d1=100mm d2=400mm V=7.539m/s 设计计算及说明 结果 L0=2a0+(π/2)×(d1+d2)+[(d2-d1)²/4a0] =2×750+(π/2)×(100+400)+[(400-100)²/(4×750)]=2315mm 由表13-2对A型带选用基准长度Ld=2500mm 再由式13-16计算实际中心距: a≈a0+(Ld-L0)/2=750+(2500-2315)/2=842mm (6)小带轮包角α,由式13-1得 α1=180°-[(d2-d1)/a]×57.3° =180°-[(400-100)/842]×57.3°≈159°>120° ∴主动轮包角合适。 (7)V带根数z, 由式13-15得z=Pc/[P0] =Pc/[(P0+ΔP0)×Kα×KL] 由n1=1440r/min,d1=100mm,i带=d2/[d1(1-ε)]=4.08 查表13-3用内插法得: P0=1.3kW(教科书P214页) 由表13-5得: ΔP0=0.17kW 查表13-7得Kα=0.95, 查表13-2得KL=1.09, 则Z=Pc/[(P0+ΔP0)KαKL]=4.0/[(1.3+0.17)×0.95×1.09]=2.63 取Z=3根 式中: P0—单根普通V带的基本额定功率; ΔP0—单根普通V带i≠1时额定功率的增量; Kα—包角修正系数; KL—带长修正系数。 V带传动主要传动参数见下表: 带型 Ld (mm) d1 (mm) d2 (mm) a (mm) Z (根) V (m/s) KA A 2500 100 400 842 3 7.539 1.0 3.1.2带轮结构设计: 由于带轮低速运转(V<30m/s),所以采用铸铁材料,常用材料的牌号为HT150或HT200。 3.2齿轮传动设计计算 3.2.1齿轮的设计计算 1、齿轮传动设计计算 (1)选择齿轮类型、材料、精度等级及齿数 [1]选用斜齿圆柱齿轮传动。 [2]选用软齿面、闭式传动。 由课本P166~167表11-1得 小齿轮: 20CrMnTi,渗碳淬火,表面硬度56~62HRC;Hlim1=750MPaFE1=420MPa 大齿轮: 20Cr,渗碳淬火,表面硬度56~62HRC;Hlim2=750MPaFE2=420MPa 查课本P171表11-5“最小安全系数SH,SF的参考值”得 SH=1.0,SF=1.25 [H1]=Hlim1/SH=750/1.0=750MPa [H2]=Hlim2/SH=750/1.0=750MPa [F1]=FE1/SF=420/1.25=336MPa [F2]=FE2/SF=1500/1.25=336MPa [3]初选精度等级9级。 [4]初选小齿轮齿数: Z1=20 大齿轮齿数: Z2=i齿轮×Z1=4.5×20=90,取Z2=90 实际传动比为i=90/20=4.5 [5]选取螺旋角β=15º 2、按齿面弯曲强度设计计算 ⑴载荷系数K: 查课本P169表11-3“载荷系数K”得 K=1.3 ⑵齿宽系数d: 查课本P175表11-6“齿宽系数d”得 d=0.8 ⑶小齿轮上的转矩T1: T1=101866.7N.mm ⑷齿形系数和齿根修正系数: ZV1=Z1/cos3β=20/cos315°=22.19 ZV2=Z2/cos3β=90/cos315°=99.86 查P173图11
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- 铸工 车间 自动 送砂带式 运输机 传动 装置 设计 说明书