机械设计课程设计——带式运输机.docx
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目录
目录 1
第一章
课程设计题目 5
1.1设计带式运输机 5
1.2
运动简图 5
1.3原始设计数据 5
1.4工作条件 5
第二章
总体设计 7
2.1
电动机的选择。
7
2.1.1电动机型号选择:
7
2.1.2工作所需功率:
7
2.1.3电动机所需功率:
7
2.1.4电动机转速的选择:
7
2.2传动比分配 8
2.3
传动装置的运动和动力参数 8
2.3.1各轴的转速计算 8
2.3.2各轴输出功率计算 8
2.3.3各轴输入转矩计算 9
第三章
传动零件设计 10
3.1V带的设计与计算 10
3.1.1确定计算功率Pca 10
3.1.2选择V带的带型 10
3.1.3确定带轮的基准直径dd1 10
3.1.4验算带速v 10
3.1.5计算大带轮的直径 10
3.1.6确定V带的中心距a和基准长度Ld 10
3.1.7计算V带根数Z 11
3.1.8计算单根V带的初拉力的最小值。
11
3.1.9计算轴压力Fp 11
3.1.10带轮设计 11
3.1.11V带传动的主要参数 11
3.2高速级齿轮传动设计 12
3.2.1选定高速齿轮类型,精度等级,材料及齿数 12
3.2.2按齿面接触强度设计 12
3.2.3按齿根弯曲疲劳强度设计 14
3.2.4几何尺寸的计算 15
3.2.5修正计算结果 16
3.2.6高速级齿轮的参数 17
3.2.7高速大齿轮结构参数 17
3.3低速级齿轮传动设计 18
3.3.1选定低速级齿轮类型,精度等级,材料及齿数 18
3.3.2按齿面接触疲劳强度设计 18
3.3.3按齿根弯曲疲劳强度设计 20
3.3.4几何尺寸的计算 21
3.3.5修正计算结果 22
3.3.6低速级齿轮的参数 23
3.3.7低速大齿轮结构参数 23
第四章
轴的设计 25
4.1轴的材料选择和最小直径估算。
25
4.1.1高速轴:
25
4.1.2中间轴:
25
4.1.3低速轴:
25
4.2轴的结构设计 25
4.2.1高速轴 25
4.2.2中间轴 26
4.2.3低速轴 26
4.2.4细部机构设计 27
第五章
轴的校核 28
5.1中间轴上作用力的计算 28
5.2支反力的计算 28
5.2.1垂直面受力 29
5.2.2水平支反力 29
5.2.3垂直平面内转矩 29
5.2.4计算、绘制水平面弯矩图:
29
第六章
键的选择和校核 31
6.1高速轴大带轮处键的校核 31
6.2中间轴键的校核 31
6.2.1高速级大齿轮处键 31
6.2.2低速级小齿轮处键 31
6.3低速轴键校核 32
6.3.1低速级大齿轮处键 32
6.3.2低速轴联轴器处键 32
第七章
滚动轴承的选择和校核 33
7.1高速轴的轴承校核 33
7.1.1轴承受力图如图 33
7.2.2计算当量动载荷 33
7.2.3验算轴承的寿命 33
7.2中间轴的轴承校核 34
7.2.1轴承受力图 34
7.2.2计算当量动载荷 34
7.2.3验算轴承的寿命 34
7.3低速轴的轴承校核 35
7.3.1轴承受力图如图 35
7.3.2计算当量动载荷 35
7.3.3验算轴承的寿命 35
第八章
联轴器的选择与校核 36
8.1联轴器的选择 36
8.2
校核联轴器 36
第九
章箱体设计 37
第十章
润滑、密封的设计 38
10.1润滑 38
10.2密封 38
第十一章
总结 39
参考文献 40
第一章
课程设计题目
1.1设计带式运输机
采用二级直齿减速器。
1.2运动简图
1.3
原始设计数据
图1-1
表1-1
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
参数
运输带工作拉力F(KN)
3.0
3.2
3.5
3.8
4
4.2
4.5
5
5.5
6
运输带工作速度v(m/s)
2.0
1.8
1.6
1.9
1.9
1.9
1.8
1.7
1.6
1.5
滚筒直径D(m)
40
45
40
40
40
45
45
45
45
45
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
每日工作时数T(h)
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
使用折旧期(y)
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
根据学号选取第⑤组数据。
1.4工作条件
(1)、工作情况:
传动不逆转,载荷平稳允许运输带速度误差为±
5%;
(2)、滚筒效率:
η
j=0.96(包括滚筒与轴承的效率损失);
(3)、工作环境:
室内,灰尘较大,最高环境温度35°
C;
(4)、动力来源:
电力,三相交流,电压380/220V;
(5)、检修间隔期:
四年一次大修,两年一次中修,半年一次小修;
(6)、制造条件及生产批量:
一般机械厂生产制造,小批量。
电动机常用转速1000r/min,1500r/min和3000r/min
滚筒的工作转速nw=60´1000v=60´1000´1.9=90.764r/min
pD
3.14´400
D为滚筒直径。
总传动比i=nm,其中nm为电动机满载转速。
nw
方案
电动机型号
额定功率
表2-1
同步转速 满载转速
传动比
第二章
总体设计
2.1电动机的选择。
2.1.1电动机型号选择:
根据动力源和工作条件,选用Y型三相异步电动机。
2.1.2工作所需功率:
Pw=
P×v
1000h×i 1000´0.96
=4000´1.9kw=7.9166kw»7.92kw
2.1.3电动机所需功率:
通过查《机械设计课程设计手册》表1-7
确定各级传动的机械效率,V带h1=0.96,
8级精度齿轮h2=0.97,联轴器h3=0.99,轴承h4=0.99。
总效率h=h1×h2×h3×h4=096´097´099´099=091188»0912
故电动机所需Pd=Pw=7.92=8.68kw
h
0.912
由表《课程设计手册》12-1选取电动机额定功率为11kw。
2.1.4电动机转速的选择:
由表《课程设计手册》12-1查得相关数据得出下表2-1
/kw
r/min
r/min
A
Y160L-6
11
1000
970
10.687
B
Y160M-4
11
1500
1460
16.085
C
Y160M1-2
11
3000
2930
32.285
由《课程设计手册》表1推荐传动比合理范围。
取V带转动比i'1=2~4,二级圆柱直齿减速器传动比i'2=8~40。
则总传动比合理范
围I'd=16~160。
为了合理分配传动比及传动装置结构紧凑故选用方案C。
2.1.5电动机的型号确定
根据电动机的功率和转速选用电动机型号Y160M1-2,由表《课程设计手册》12-9
电动机中心高H=160mm外伸轴直径D=48mm,外伸轴长度E=110mm。
2.2传动比分配
根据选择的电动机型号可知总传动比I'a=32.285
选择V带传动比i1=2.5
i'
减速器的传动比i=i
a
=
32.285
2.5
=12.914
1
高速齿轮传动比i2=
1.3i=1.3´12.914=4.097
低速齿轮传动比i3=i2=4.097=3.152
1.3 1.3
2.3传动装置的运动和动力参数
2.3.1各轴的转速计算
nm=2930r/min
n
n 2930
m
1
= =
i1 2.5
=1172r/min
n2=n1=
i2
117=286.063r/min
4.097
n3=n2=286.063=90.764r/min
i3 3.152
n4=n3=90.764r/min
2.3.2各轴输出功率计算
pd=8.68kw
p1=pd×h1=8.333kw
p2=p1×h2×h4=8.002kwp3=p2×h2×h4=7.684kwp4=p3×h3×h4=7.531kw
表2-2
2.2.3各轴输入转矩计算
Td=9550pd=9550´8.68N×m=28.291N×m
nm
T 9550 9550
1
=
p
1
n1
= ´
2930
8.333N×m=67.901N×m
1172
T2=9550p=9550´
2
n2
8.002N×m=267.140N×m
286.063
T 9550 9550
3=
p
3
n3
=
´
T4=9550p=9550´
4
n4
7.684
90.764
7.531
90.764
N×m=808.494N×m
N×m=792.396N×m
各轴运动及动力参数如下表2-2
轴号
转速r/min
功率kw
转矩N×m
传动比
0
2930
8.68
28.291
1
1172
8.333
67.901
2.5
2
286.063
8.002
267.140
4.097
3
90.764
7.684
808.494
3.152
4
90.764
7.531
792.396
1
第三章
传动零件设计
3.1V带的设计与计算
3.1.1确定计算功率Pca
查表《机械设计》8-7,取工作情况系数KA=1.2
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