机械课程设计说明书带式运输机传动装置.docx
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机械课程设计说明书带式运输机传动装置
机械课程设计说明书(带式运输机传动装置)
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课程设计说明书
机械设计
(机械设计基础)
设计题目 带式运输机传动装置
学 院 冶金科学与工程
专业班级
设计者
学 号
指导教师
完成日期 2009年1月8日
中南大学
目 录
一、前言…………….…………………………………………
二、设计任务…………….……………………………………
三、计算过程及计算说明
一 传动方案拟定…………….……………………………
二 电动机的选择……………………………………….…
三 计算总传动比及分配各级的传动比………………。
…
四 运动参数及动力参数计算………………………….…
五 传动零件的设计计算…………………………………。
六 轴的设计计算………………………………………….
七 滚动轴承的选择………………………………………
八 键联接的选择及计算………..…………………………
九 减速箱体结构…………………………………………。
十 润滑和密封…………………………………………..。
。
。
四、小结……………………………………………………。
五、参考资料…………………。
…………………………。
一、前言
(一)
设计目的:
通过本课程设计将学过的基础理论知识进行综合应用,培养结构设计,计算能力,熟悉一般的机械装置设计过程。
(二)
传动方案的分析:
机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成.传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要,是机器的重要组成部分。
传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。
合理的传动方案除满足工作装置的功能外,还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。
本设计中原动机为电动机,工作机为皮带输送机。
传动方案采用了两级传动,第一级传动为带传动,第二级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器。
带传动承载能力较低,在传递相同转矩时,结构尺寸较其他形式大,但有过载保护的优点,还可缓和冲击和振动,故布置在传动的高速级,以降低传递的转矩,减小带传动的结构尺寸。
齿轮传动的传动效率高,适用的功率和速度范围广,使用寿命较长,是现代机器中应用最为广泛的机构之一。
本设计采用的是单级直齿轮传动.
一、设计任务
具体要求:
1、 电动机类型确定
2、 单机减速器的齿轮、轴、轴承、箱体等的设计及强度计算
3、 编写一份设计说明书
4、 装配图一张(1号图纸)、齿轮及轴的零件图各一张
二、计算过程及计算说明
一、传动方案拟定
第三组:
设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动
(1) 工作条件:
使用年限8年,工作为二班工作制,载荷平稳,环境清洁。
(2) 原始数据:
滚筒圆周力F=4200N;带速V=0.85m/s;滚筒直径D=600mm。
二、电动机选择
1、电动机类型的选择:
Y系列三相异步电动机
2、电动机功率选择:
(1)传动装置的总功率:
η总=η带×η4轴承×η闭式齿轮×η联轴器×η滚筒×η开式齿轮
=0.96×0。
994×0。
97×0。
99×0。
96×0.95
=0。
81
(2)电机所需的工作功率:
P工作=FV/1000η总
=4200×0.85/1000×0。
81
=4.421KW
3、确定电动机转速:
计算滚筒工作转速:
n筒=60×1000V/πD
=60×1000×0。
85/π×600
=27。
07r/min
按手册推荐的传动比合理范围,取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围I‘1=3~6。
取V带传动比I’2=2~4,则总传动比理时范围为I‘a=18~144。
故电动机转速的可选范围为n’d=I‘a×n筒=487~4954r/min
符合这一范围的同步转速有750、1000、和1500r/min等。
根据容量和转速,由有关手册查出有三种适用的电动机型号,综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比,可见第2方案比较适合,则选n=1000r/min 。
4、确定电动机型号
根据以上选用的电动机类型,所需的额定功率及同步转速,选定电动机型号为Y132M2-6。
其主要性能:
额定功率:
5。
5KW,满载转速960r/min,质量84kg。
三、计算总传动比及分配各级的传动比
1、总传动比:
i总=n电动/n筒=960/27。
07=35.46
2、分配各级伟动比
(1) 取V带,圆柱齿轮i齿轮=i减速器=3。
8(单级减速器i=3~6合理)
(2) ∵i总=i齿轮×iV带×i减速器
∴iV带=i总/(i齿轮i减速器)=35.46/3。
84=2。
456
四、运动参数及动力参数计算
1、计算各轴转速(r/min)
V带高速轴 nI=n电机=960r/min
减速器高速轴nII=nI/iV带=960/2.456=390。
9(r/min)
减速器低速轴nIII=nII/i减速器=390.9/3.8=102.9(r/min)
传动滚筒轴 nIV=nIII/i齿轮=102。
9/3.8=27。
07(r/min)
2、 计算各轴的输入功率(KW)
V带低速轴 PI=P工作=5.5KW
减速器高速轴 PII=PI×η带=5.5×0。
96=5.28KW
减速器低速轴 PIII=PII×η轴承×η齿轮=5.07KW
开式齿轮高速轴PIV=PIII×η轴承×η联轴器
=5.07×0.99×0。
99=4。
97KW
滚筒轴 PV=PIV×η轴承×η开式齿轮
=4。
97×0.99×0.95=4.67KW
3、 计算各轴扭矩(N·m)
电动机输出轴 TI=9。
55×106PI/nI
=9。
55×103×5。
5/960=54。
714N·m
减速器高速轴 TII=9。
55×106PII/nII
=9.55×106×5。
28/390。
9=128.995N·m
减速器低速轴 TIII=9。
55×106PIII/nIII
=9.55×106×5。
09/102。
9=470.539N·m
开式齿轮高速 TIV=9。
55×106PIV/nIII
=9550×4。
97/102。
9=461。
289N·m
滚筒轴 TV=9。
55×106PV/nIV
=9550×4.67/27。
07=1647。
525N·m
五、传动零件的设计计算
1、 皮带轮传动的设计计算
(1) 选择普通V带截型
由课本P205表13—6得:
kA=1。
1
PC=KAP=1。
1×5.5=6.05KW
由课本P205图13—15得:
选用A型V带
(2) 确定大小带轮基准直径,并验算带速
由课本表13-7得,推荐的小带轮基准直径为75mm
则取dd1=125mm〉dmin=75
dd2=n1/n2·dd1=960/309。
9×125=306。
9mm
由课本P74表5-4,取dd2=300mm
实际从动轮转速n2‘=n1dd1/dd2=960×125/300
=400r/min
转速误差为:
n2-n2‘/n2=390。
9—400/390.9
=-0.023<0.05(允许)
验算带速V:
V=πdd1n1/60×1000
=π×125×960/60×1000
=6.28m/s
在5~25m/s范围内,带速合适。
(3) 确定带长和中心矩
根据课本P195式(13-2)得
0。
7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)
0. 7(125+300)≤a0≤2×(125+300)
取a0=650mm
由课本P195式(13—2)得:
L0=2a0+1。
57(dd1+dd2)+(dd2—dd1)/4a0
=1979.4mm
根据课本P202表(13-2)取Ld=2000mm
根据课本P206式(13-16)得:
a≈a0+Ld-L0/2=660mm
(4)验算小带轮包角
α1=1800-dd2-dd1/a×57。
30
=1650〉1200(适用)
(5)确定带的根数
根据课本P203表(13—3)P1=1.37KW
根据课本P204表(13—4)△P1=0.11KW
根据课本P8204表(13—5)Kα=0.96
根据课本P202表(13-2)KL=1。
03
由课本P204式(13-15)得
Z=PC/P‘=PC/(P1+△P1)KαKL
=4.13
(6)计算轴上压力
由课本P201表13—1查得q=0.1kg/m,由式(13-17)单根V带的初拉力:
F0=500PC/ZV(2。
5/Kα—1)+qV2
=158.5N
则作用在轴承的压力FQ,由课本P87式(5—19)
FQ=2ZF0sinα1/2=1571N
2、齿轮传动的设计计算
(1)选择齿轮材料及精度等级
考虑减速器传递功率不大,所以齿轮采用软齿面.小齿轮选用40Cr调质,齿面硬度为240~260HBS,取250HBS.大齿轮选用45钢,调质,齿面硬度220HBS;根据课本P162表11-2选9级精度。
齿面精糙度Ra≤1.6~3.2μm
σHlimZ1=680Mpa σHlimZ2=560Mpa
通用齿轮和一般工业齿轮,按一般可靠度要求选取安全系数SH=1.0
σFlim1=240Mpa σFlim2=190Mpa
按一般可靠度选取安全系数SF=1.25
[σH]1=σHlim1/SH=680/1.1Mpa
=618.2Mpa
[σH]2=σHlim2/SH=560/1.1Mpa
=509.1Mpa
[σF]1=σFlim1/SF=240/1.3Mpa
=184.6Mpa
[σF]2=σFlim2/SF=190/1。
3Mpa
=146。
2Mpa
(2)按齿面接触疲劳强度计算中心距a
T1=128995N·mm
选取载荷系数K=1。
4 齿宽系数φa==0.4 u=i齿=3.8
则a>=(u+1)3(335/[σH]2*KT1/uφa=178。
5
(3)确定齿数和模数
传动比i齿=3.8
取小齿轮齿数Z1=35。
则大齿轮齿数:
Z2=iZ1=133
实际传动比I0=3。
31
传动比误差:
i-i0/I=1%〈2。
5%可用
模数:
m=2a/Z2+Z1=2*178.5/133+35=2.125mm
根据课本表4-1取标准模数:
m=2.5mm
确定中
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- 机械 课程设计 说明书 运输机 传动 装置