带式输送机传动装置设计.docx
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带式输送机传动装置设计.docx
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带式输送机传动装置设计
课程设计说明书
课题名称:
带式输送机传动装置设计
学院:
机电工程系
专业班级:
机械105班
学号:
学生
指导老师:
《机械设计基础课程设计》评阅书
题目
带式输送机传动装置设计
学生姓名
学号
指导教师评语及成绩
指导教师签名:
年月日
答辩评语及成绩
答辩教师签名:
年月日
教研室意见
总成绩:
室主任签名:
年月日
摘要
减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置,用来降低转速和增大转矩,以满足工作需要,在某些场合也用来增速,称为增速器。
减速器的类别是根据所采用的齿轮齿形、齿廓曲线划分;减速器的品种是根据使用的需要而设计的不同结构的减速器;减速器的型式是在基本结构的基础上根据齿面硬度、传动级数、出轴型式、装配型式、安装型式、联接型式等因素而设计的不同特性的减速器。
减速器是机械行业中较为常见而且比较重要的机械传动装置。
它的种类非常多,各种减速器的设计各有各的特点,但总的设计步骤大致相同。
其设计都是根据工作机的性能和使用要求,如传递的功率大小、转速和运动方式,工作条件,可靠性,尺寸,维护等
本次课程实际,要求设计二级齿轮减速箱。
单向运输,有轻微振动,经常满载,空载启动,两班制工作,使用期限为10年,输送带速度容许误差为±5%。
首先选择设计方案,确定出最佳方案后,计算出总传动比、各轴的转速、功率及转矩。
然后设计箱体以及传动件的润滑方式。
设计齿轮的大小。
计算出齿轮的相关参数。
齿轮确定后设计各个轴的尺寸。
根据轴上的功率、转速、转矩,计算出轴上的各个受力。
得出轴的最小直径,根据联轴器、轴承、齿轮等具体要求设计出各段轴的具体长度以及直径。
之后再进行强度校核。
轴确定后进行键的选择与校核。
基本的零件确定之后,再设计减速箱的相关箱体附件,如视孔盖、游尺、起吊装置、定位销,起盖螺钉等。
设计完成后绘制相关的装配图(A0)。
关键词:
减速器、齿轮、主动轴、传动装置
目录
摘要I
1设计任务1
1.1设计目的1
1.2工作条件1
1.3设计要求1
1.4设计步骤1
2传动系统方案的拟定2
2.1组成2
2.2特点2
2.3确定传动方案2
2.4电动机的选择2
3传动零件的设计计算5
3.1齿轮传动的主要参数和几何参数计算5
3.2轴的设计计算13
3.3轴的校核17
3.4键的校核18
3.5高速轴轴承寿命的校核19
3.6润滑密封设计20
4箱体及附件的结构设计和选择21
总结23
参考文献24
1设计任务
1.1设计目的
综合运用机械设计课程和其他先修课程的知识,分析和解决机械设计问题,进一步巩固,加深和拓宽所学的知识。
通过设计实践,逐步树立正确的设计思想,增强创新意识和竞争意识,熟悉掌握机械设计的一般规律,培养分析问题和解决问题的能力。
通过设计计算,绘图以及运用技术标准,规范,设计手册等有关设计资料,进行全面的机械设计基本技能的训练。
1.2工作条件
单向运输,有轻微振动,经常满载,空载启动,两班制工作,使用期限为10年,输送带速度容许误差为±5%。
带式输送机驱动卷筒的圆周力F=2.15KN
运输带工作速度V=1.65m/s;运输带卷筒直径D=310mm
1.3设计要求
1、CAD绘制减速器装配图一张(A0)。
2、设计说明书一份
3、设计报告一份
1.4设计步骤
1、传动装置总体设计方案。
2、电动机的选择。
3、确定传动装置的总传动比和分配传动比。
4、计算传动装置的运动和动力参数。
5、齿轮的设计。
6、滚动轴承和传动轴的设计。
7、键联接设计。
8、联轴器的设计与校核。
9、箱体结构设计。
10、润滑密封设计。
2传动系统方案的拟定
2.1组成
传动装置由电机、减速器、工作机组成。
2.2特点
齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀,要求轴有较大的刚度。
2.3确定传动方案
传动方案:
初步确定传动系统总体方案如图2-1所示。
图2-1
为了估计传动装置的总传动比范围,以便选择合适的传动机构和拟定传动方案,可先由已知条件计算驱动卷筒的转速
。
2.4电动机的选择
1、电动机类型和结构形式:
按工作要求及工作条件,选用一般用途Y系列三相异步电动机。
卧式封闭结构。
2、工作机有效功率
3、查各零件传动效率值
联轴器(弹性)
,滚动轴承
,齿轮
滑动轴承
故:
4、电动机输出功率
查表20-1选定电动机额定功率
5、工作机转速
6、选择电动机
查表2-1单级圆柱齿轮传动比范围
=3-6
取高速级传动比
查表20-1选择
,额定功率为4kw,满载转速是960r/min。
7、理论总传动比
8、传动比分配
取
,所得数值符合一般圆柱齿轮传
动比的常用范围。
9、各轴转速
10、各轴输入功率
11、各轴的转矩
带式传动装置的运动和动力参数
表2-1
轴名
功率P/Kw
转矩T/Nmm
转速n/r/min
传动比i
电机轴
5.5
36476
1440
1
Ⅰ轴
5.445
36100
1440
4.35
Ⅱ轴
5.23
150900
331
3.35
Ⅲ轴
5.02
484300
99
3传动零件的设计计算
3.1齿轮传动的主要参数和几何参数计算
(一)高速级齿轮传动的设计计算
1、齿轮材料,热处理及精度
运输机为一般的工作机器,速度不高。
齿轮采用直齿圆柱齿轮。
(1)齿轮材料及热处理:
高速级小齿轮选用
钢调质,齿面硬度为小齿轮,280HBS;
高速级大齿轮选用
钢正火,齿面硬度为大齿轮,240HBS。
二者之间硬度差为40HBS,闭式齿轮。
运输机为一般工作机,速度不高,故
选用7级精度。
(2)初选小齿轮齿数Z
=24,大齿轮齿数Z
=i×Z
=4.35×24=104取Z
=105
2、按齿面接触强度初步设计齿轮传动的主要尺寸
(1)确定各参数的值:
①试选载荷系数
=1.3
②计算应力值环数
N
=60n
j
=60*1440*1*365*16*10=5.045*
h
N
=5.045*
/4.5=1.21*
h
③查10-19图得接触疲劳寿命系数:
K
=0.9K
=0.95
④由图10—21d按齿面硬度查小齿轮的接触疲劳强度
=600MPa;大齿
轮的接触疲劳强度
=550MPa
⑤取失效概率为1%,安全系数S=1,得:
[
]
=
=0.9×600=540
[
]
=
=0.95×550=522.5
许用接触应力带入较小值。
⑥查表10-6得材料弹性影响系数:
=189.8MP
⑦由表10-7选取齿宽系数:
=1
⑧小齿轮传递的转矩:
T=5.428×10
N.mm
(2)设计计算
①试算小齿轮分度圆直径d
,代入[
]较小值
=45.65mm
②计算圆周速度
3.44m/s
③计算齿宽b
b=
=45.65mm
④计算齿宽与高之比
:
模数
:
=d
/Z1=1.9mm
齿高h:
h=2.25
=2.25×1.9=4.275
=45.65/4.275=10.67
⑤计算载荷系数K
根据V=3.44m/s,7级精度,查表得:
使用系数
=1;动载系数K
=1.15。
由表10-3得:
K
=
=1
查表10-4得K
=1.418
查图10-13得:
K
=1.33
故载荷系数:
⑥按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径
d
=d
=49.23
⑦计算模数m
m=d
/
=49.23/24=2.05
3、按齿根弯曲疲劳强度设计
由弯曲强度的设计公式
(1)确定公式内各计算数值
①小齿轮传递的转矩
=36110N·m
②由图10—20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限
=500MPa;大齿轮的弯
曲疲劳强度极限
=380MPa
③由图10—18取弯曲疲劳寿命系数
=0.85,
=0.88
④按对称布置,由表查得
⑤计算弯曲疲劳许用应力:
取弯曲疲劳安全系数S=1.4,得:
=303.57MPa
=238.86MPa
⑥载荷系数K
⑦查取齿形系数
和应力校正系数
查表10-5得:
齿形系数:
,
应力校正系数:
⑧计算大小齿轮的
并加以比较
大齿轮的数值大.选用大齿轮的数值
(2)设计计算:
计算模数
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=1.5mm,但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d
=45.65
来计算应有的齿数。
于是有:
取z
=30
得大齿轮齿数:
z
=4.35*30=130.5
取z
=130
4、几何尺寸计算
(1)计算大小齿轮的分度圆直径:
(2)计算中心距:
(3)计算齿轮宽度:
取
,
(二)低速级齿轮传动的设计计算
1、齿轮材料,热处理及精度
运输机为一般的工作机器,速度不高。
齿轮选用软齿面即可。
采用直齿圆柱齿轮。
(1)齿轮材料及热处理:
高速级小齿轮选用
钢调质,齿面硬度为小齿轮,280HBS;
高速级大齿轮选用
钢正火,齿面硬度为大齿轮,240HBS。
二者之间硬度差为40HBS,闭式齿轮。
运输机为一般工作机,速度不高,故
选用7级精度。
(2)初选小齿轮齿数Z
=24,大齿轮齿数Z
=i×Z
=3.35×24=80.4取Z
=81
2、按齿面接触强度初步设计齿轮传动的主要尺寸
(1)确定各参数的值:
①试选载荷系数
=1.3
②计算应力值环数
N
=60n
j
=60*331*1*365*16*10=1.16*
h
N
=1.16*
/3.35=0.35*
h
③查10-19图得接触疲劳寿命系数:
K
=0.9K
=0.95
④由图10—21d按齿面硬度查小齿轮的接触疲劳强度
=600MPa;大齿
轮的接触疲劳强度
=550MPa
⑤取失效概率为1%,安全系数S=1,得:
[
]
=
=0.9×600=540
[
]
=
=0.95×550=522.5
⑥查表10-6得材料弹性影响系数:
=189.8MP
⑦由表10-7选取齿宽系数:
=1
⑧小齿轮传递的转矩:
T=5.428×10
N.mm
(2)设计计算
①试算小齿轮分度圆直径d
,代入[
]较小值
=74.9mm
②计算圆周速度
1.3m/s
③计算齿宽b
b=
=74.9mm
④计算齿宽与高之比
:
模数
:
=d
/Z1=3.12mm
齿高h:
h=2.25
=2.25×3.12=7.02
=74.9/7.02=10.67
⑤计算载荷系数K
根据V=1.3m/s,7级精度,查表得:
使用系数
=1;动载系数K
=1.05。
由表10-3得:
K
=
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- 输送 传动 装置 设计