机械设计课程设计---带式运输机.docx
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机械设计课程设计---带式运输机.docx
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机械设计课程设计说明书
第一章任务书 1
1.1课程设计说明 3
1.2课程设计任务书 3
1.2.1运动简图 3
1.2.2原始数据 4
1.2.3已知条件 4
1.2.4设计工作量:
4
第二章减速器设计步骤 5
2.1电动机的选择 5
2.1.1选择电动机的类型 5
2.1.2选择电动机的容量 5
2.1.3确定电动机转速 6
2.2确定传动装置的总传动比和分配传动比 7
2.2.1分配减速器的各级传动比 7
2.2.2计算各轴的动力和动力参数 7
2.3传动零件的设计计算 9
2.3.1V带设计 9
2.3.2齿轮设计:
10
2.4减速器结构设计 17
2.5轴的设计及效核 18
2.5.1初步估算轴的直径 18
2.5.2联轴器的选取 19
2.5.3初选轴承 19
2.5.4轴的结构设计(直径,长度来历) 20
2.5.5中速轴的校核 23
2.6轴承的寿命计算 28
2.7键连接的选择和计算 29
2.8减数器的润滑方式和密封类型的选择 29
2.8.1齿轮传动的润滑 29
2.8.2润滑油牌号选择 29
2.8.3密封形式 29
30
2.9设计总结 30
致谢 30
参考资料 30
第一章 任务书
1.1课程设计说明
本次设计为课程设计,通过设计二级齿轮减速器,学习机械设计的基本过程、步骤,规范、学习和掌握设计方法,以学习的各种机械设计,材料,运动,力学知识为基础,以《机械设计》、《机械原理》、《机械制图》、《机械设计课程设计手册》、
《制造技术基础》、《机械设计课程设计指导书》以及各种国标为依据,独立自主的完成二级减速器的设计、计算、验证的全过程。
亲身了解设计过程中遇到的种种问题和解决的方法,思考、分析最优方案,这是第一次独立自主的完成设计过程,为毕业设计以及以后的就业工作做下铺垫。
1.2课程设计任务书
课程设计题目1:
带式运输机
1.2.1运动简图
1.2.2原始数据
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
3.53.8 4
4.2
4.5
5 5.5
6
运输带工作速度v(m/s)2.0 1.8
1.61.91.9
1.9
1.8
1.71.6
1.5
滚筒直径D(mm) 400450
400400400
450
450
450450
450
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
1.2.3已知条件
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:
ηj=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。
1.2.4设计工作量:
1、减速器装配图1张(A0或A1);
2、零件工作图1~3张;
3、设计说明书1份。
机械设计课程设计说明书
第二章减速器设计步骤
2.1电动机的选择
2.1.1选择电动机的类型
按工作要求和条件,选用三机笼型电动机,封闭式结构,电压380V,Y型。
2.1.2选择电动机的容量
p
pw
Fv kw
(2-1)
a
a
d 1000
(其中:
pd为电动机功率,pw为负载功率,a为总效率。
) 由电动机到传输带的传动总效率为
3
a 1 2
2
3 4 5
图2-1运动简图
式中:
1、 2、 3、 4、 5分别为带传动、轴承、
0.95
齿轮传动、联轴器和卷筒的传动效率。
取
1 (带传动), 0.98(球轴承),
2
0.97(斜齿轮),
3 4
0.99(弹性联轴器),
5
0.96(已知)。
a 0.96
所以
0.983
0.972
0.99
0.96
0.80
p pd Fv
3.81000
1.9
9.025
a
a
d 1000
1000
0.80
因载荷平稳,电动机额定功率pw只需要稍大于pd
即可,按表2.1中Y系列的
电动机数据,选电动机的额定功率11kw
表2.1各种电机参数
2.1.3确定电动机转速
卷筒转速为
601000v
6010001.9
D
3.14400
n 90.76r/min
'
按推荐的传动比合理范围,取V带传动的传动比i1
2~4,二级圆柱齿轮减速
'
器的传动比为i2
8~40,则从电动机到卷筒轴的总传动比合理范围为
'
ia 16~160。
故电动机转速的可选范围为
n
i
n
d a
' ' (16~160) 90
1457~14521.6r
min
可见,电动机同步转速可选1500r
min、和3000r
min两种。
根据相同容量的两
种转速,从表2-1中查出两个电动机型号,再将总传动比合理分配给V带和减速器,就得到两种传动比方案,如表2-2所示。
表2-2两种不同的传动比方案
方案 电动机型
额定功
电动机转速
电动机
传动装置的传动比
号 率Ped
rmin
重量Kg
kw
同步转
速
满载转
速
总传
动比
V带
减
速器
1 Y160M1-2
11
3000
2930
117 33.33
2.08
16
2 Y160M-4
11
1500
1460
123 16.67
2.08
8
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和带传动、减速器的传动比,选择第1
种方案,即电动机型号为Y160M1-2。
电动机中心高H=160mm,外伸轴段D³E=42³110mm。
2.2确定传动装置的总传动比和分配传动比
2.2.1确定传动装置的总传动比和各级传动比
总传动比i
nm 2930
n 90.76
32.28
又有i
i0i(
i0为带传动的传动比,i为减速器的总传动比,且i0
2~4)
初取i
2则i
i 16.14
i0
2.2.2分配减速器的各级传动比
得i1
按展开二级圆柱齿轮减速器推荐高速级传动比i1
1.4i
1.4 16.14
4.75
(1.3~1.5)i2,取i1
1.4i2,
2 i
所以i i
1
16.14
4.75
3.40
2.2.3计算各轴的动力和动力参数
(1)计算各轴转速
i
Ⅰ轴 n=nm=2930=1465r
min
2
I
0
Ⅱ轴 n
nI 1465
r= =
i
=308.42
min
1
II 4.75
Ⅲ轴 nIII=nII=308.42=90.71rmin
i2 3.4
卷通轴nIV=nIII=90.71r
(2)计算各轴输入功率、输出功率
min
Ⅰ轴PI=Pd
=9.025³0.95=8.57kw
1
Ⅱ轴PII=PI 2 3=8.57³0.98³0.97=8.15kw
Ⅲ轴PIII=PII 2 3=8.15³0.98³0.97=7.75kw
卷筒轴PIV=PIII 2 4=7.75³0.98³0.99=7.52kw
各轴的输出功率为输入功率乘轴承效率0.98,分别为
P
Ⅰ轴 '=
I
PI 2
=8.57³0.98=8.40kw
P
Ⅱ轴 '=
II
PII 2
=8.15³0.98=7.99kw
P P
Ⅲ轴 '=
III
III2
=7.75³0.98=7.60kw
P P
卷筒轴 '=
IV
IV2
=7.52³0.98=7.37kw
(3)计算各轴的输入、输出转矩。
电动机轴输出转矩
d
T 9550Pd
nm
9550
9.025
2930
29.42N m
Ⅰ轴输入转矩TI
9550PI
nI
9550
8.57
1465
55.87N m
Ⅱ轴输入转矩
Ⅲ轴输入转矩
TII
TIII
9550PII
nII
9550PIII
nIII
9550
9550
8.15
308.42
7.75
90.71
252.36N m
815.92N m
卷筒机输入转矩TIV
9550PIV
nIV
9550
7.52
90.71
791.71N m
各轴的输出转矩分别为各轴的输入转矩乘轴承效率0.98
T
Ⅰ轴输出转矩 '
Ⅰ
TⅠ 2
55.87
0.98
54.75N m
Ⅱ轴输出转矩Ⅲ轴输出转矩
" TⅡ
T
T
'
'
Ⅲ TⅢ
2 252.36
2 815.92
0.98
0.98
247.31N m
799.60N m
Ⅳ
卷筒机输出转矩T'
TⅣ 2
791.71
0.98
775.88N m
轴
功率P/KW
转距T/N*M
名
输入
输出
输入
输出
转速n
r/min
转动
"i
效率
电
9.025
29.42 2930
表2-3运动和动力参数计算结果
机
2
0.95
Ⅰ轴
8.57
8.40
55.87
54.75
1465
Ⅱ轴
8.15
7.99
252.36
247.31
308.42
4.75
0.97
Ⅲ轴
7.75
7.60
815.92
799.60
90.71
3.40
0.97
机械设计课程设计说明书
卷筒
轴
7.52
7.37
791.71
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