带式输送机的传动装置两级同轴式圆柱斜齿轮减速器机械设计专业课程设计.doc
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1、机械设计课程设计题目:设计一带式输送机传动装置(两级同轴式圆柱斜齿轮减速器)方案图如下:1234561电动机2V带传动3减速器4联轴器5鼓轮6输送带 目 录1. 设计目22. 设计方案33. 电机选取54. 装置运动动力参数计算75.带传动设计 96.齿轮设计187.轴类零件设计288.轴承寿命计算319.键连接校核3210.润滑及密封类型选取 3311.减速器附件设计 33 13.心得体会 3414参照文献 351. 设计目 机械设计课程是培养学生具备机械设计能力技术基本课。课程设计则是机械设计课程实践性教学环节,同步也是高等工科院校大多数专业学生第一次全面设计能力训练,其目是: (1)通过
2、课程设计实践,树立对的设计思想,增强创新意识,培养综合运用机械设计课程和其她先修课程理论与实际知识去分析和解决机械设计问题能力。 (2)学习机械设计普通办法,掌握机械设计普通规律。 (3)通过制定设计方案,合理选取传动机构和零件类型,对的计算零件工作能力,拟定尺寸和掌握机械零件,以较全面考虑制造工艺,使用和维护规定,之后进行构造设计,达到理解和掌握机械零件,机械传动装置或简朴机械设计过程和办法。 (4)学习进行机械设计基本技能训练,例如:计算,绘图,查阅设计资料和手册,运用原则和规范等。2. 设计方案 据所给题目:设计一带式输送机传动装置(两级同轴式圆柱斜齿轮减速器)方案图如下:1234561
3、电动机2V带传动3减速器4联轴器5鼓轮6输送带 技术与条件阐明:1)传动装置使用寿命预定为 15 年每年按300天计算, 2 班制工作每班按8小 时计算2)工作机载荷性质是平稳、轻微冲击、中档冲击、严重冲击;单、双向回转;3)电动机电源为三相交流电,电压为380/220伏;4)传动布置简图是由于受车间地位限制而拟订出来,不应随意修改,但对于传动件型式,则容许作适当选取;5)输送带容许相对速度误差35%。设计规定 1)减速器装配图1张; 2)零件图2张(低速级齿轮,低速级轴); 3)设计计算阐明书一份,按指引教师规定书写 4)有关参数:F=2050N,V=1.2,D=300mm。设计内容计算及阐
4、明结 果电动机选取装置运动和动力参数计算带传动设计齿轮设计轴类零件设计轴承寿命计算键连接校核润滑及密封类型选取减速器附件设计心得体会参照文献参照文献3.1 电动机类型选取 按工作规定和工作条件选用Y系列鼠笼三相异步电动机。其构造为全封闭自扇冷式构造,电压为380V。3.2 选取电动机容量工作机有效功率P=,依照任务书所给数据F=2050V,V=1.2。则有:P=2.46KW从电动机到工作机输送带之间总效率为 =式中,分别为联轴器,轴承,齿轮传动,卷筒和V带传动效率。据1表9.1知=0.99,=0.98,=0.97,=0.96,=0.96,则有: =0.99 =0.792因此电动机所需工作功率为
5、: P=3.11KW3.3 拟定电动机转速按推荐两级同轴式圆柱斜齿轮减速器传动比i=840和带传动比i=24。则系统传动比范畴应为:i=i=(840)(24)=16200工作机卷筒转速为 n= 因此电动机转速可选范畴为 n=i=(16200)76 =(121612160)符合这一范畴同步转速有1500和3000两种,但是综合考虑电动机和传动装置尺寸,质量和价格因素,决定选用同步转速为1500电动机。据1表15.1和15.2可选取Y112M4电动机,其重要参数如表3.1所示 表3.1 Y112M4型电动机重要参数电动机型号额定功率/KW满载转速()Y112M-44 14402.2 2.2电动机型
6、号中心高/mm总长/mm键/mmY112M-4112 400 84.1 传动装置总传动比和分派各级传动比1)传动装置总传动比 i=2)分派到各级传动比 由于i=已知带传动比合理范畴为24。故取i则i在840范畴内故适当。分派减速器传动比,由于i=i其中i为齿轮高速级传动比,i为齿轮低速级传动比。故可先取i=3.64则i=2.64.2 传动装置运动和动力参数计算电动机:转速:n=1440输入功率:P=P=3.11KW输出转矩:T=9.55=9.55 =2.06N1轴:转速:n=输入功率:P=PKW输入转矩:T=Ti=2.06 =3.96N2轴:转速:n=输入功率:P=P =2.84KW输入转矩:
7、T=1.37N3轴:转速:n输入功率:P =2.69KW输入转矩:T =1.37 =3.39卷筒轴:转速:n输入功率:P=P =2.69 =2.61KW输入转矩:T =3.39 =3.29N 表4.1 各轴运动和动力参数轴 号功率(KW)转矩(N)转速()电机轴3.112.0614401轴2.993.967202轴2.841.37197.83轴2.693.3976卷同轴2.613.29765.1 拟定计算功率P 据2表8-7查得工作状况系数K=1.1。故有: P=KP5.2 选取V带带型 据P和n有2图8-11选用A带。5.3 拟定带轮基准直径d并验算带速 (1)初选小带轮基准直径d有2表8-
8、6和8-8,取小带轮直径d=90mm。 (2)验算带速v,有: v= =6.87 由于6.78在530之间,故带速适当。 (3)计算大带轮基准直径d d5.4 拟定V带中心距a和基准长度L (1)据2式8-20初定中心距a=400mm(2)计算带所需基准长度 L2a+ =2(180+90)+ =1244mm由2表8-2选带基准长度L=1250mm(3)计算实际中心距 a 5.5 验算小带轮上包角5.6 计算带根数z(1)计算单根V带额定功率P由d和n查2表8-4a得 P=1.064KW据n=1440,i=2和A型带,查28-4b得 P=0.17KW查2表8-5得K=0.97,K=0.93,于是
9、: P=(P+P)KK =(1.064+0.17)0.970.93 =1.11KW(2)计算V带根数z z=3.96 故取4根。5.7 计算单根V带初拉力最小值(F)由2表8-3得A型带单位长质量q=0.1。因此 (F)=500 =500 =133N应使实际拉力F不不大于(F)5.8 计算压轴力F压轴力最小值为: (F)=2(F)sin=241330.99 =1053N5.9 带轮设计 (1)小带轮设计 由Y112M电动机可知其轴伸直径为d=28mm,故因小带轮与其装配,故小带轮轴孔直径d=28mm。有4P表14-18可知小带轮构造为实心轮。 (2)大带轮设计 大带轮轴孔取22mm,由4P表1
10、4-18可知其构造为辐板式。6.1 速级齿轮设计1.选定齿轮类型,精度级别,材料及模数 1)按规定传动方案,选用圆柱斜齿轮传动; 2)运送机为普通工作机器,速度不高,故用7级精度;(GB1009588) 3)材料选取。由2表10-1选取小齿轮材料为40Cr(调质)硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质)硬度为240HBS,两者硬度差为40HBS; 4)选小齿轮齿数为Z=24,大齿轮齿数Z可由Z=i 得Z=87.36,取87; 5)初选螺旋角=14。2.按齿面接触疲劳强度设计 按公式: d (1)拟定公式中各数值 1)试选K=1.3。 2)由2图10-30选用区域系数Z=2.433 3)由
11、3图16.2-10可得:=0.78,=0.87 则=0.78+0.87=1.65。 4)由2表10-7选用齿宽系数=1。 5)计算小齿轮传递转矩,由前面计算可知: T=3.96N。 6)由2表10-6查材料弹性影响系数Z=189.8MP 7)由2图10-21d按齿面硬度查小齿轮接触疲劳强度极限=600MP;大齿轮接触疲劳强度极限=550MP。 8)由2图10-19取接触疲劳寿命系数K=0.90; K=0.95。 9)计算接触疲劳许用应力。 取失效概率为1,安全系数S=1,有 =0.9600=540MP =0.95550=522.5MP 因此= =531.25MP (2) 计算 1)计算小齿轮分
12、度圆直径d,由计算公式可得: d =39.17mm 2)计算圆周速度。 v= =1.48 3)计算齿宽b及模数。 b=139.17=39.17mm m=1.58mm h=2.25m=2.251.58=3.56mm b/h=11.00 4)计算纵向重叠度。 =0.318 =0.318124tan14=1.903 5)计算载荷系数K。 已知使用系数K=1,据v=1.57,7级精度。由2图10-8得K=1.08,K=1.417。由2图10-13查得K=1.35,由2图10-3查得K=K=1.4 故载荷系数: K=KKKK =1=2.14 6)按实际载荷系数校正所算得分度圆直径: d=d=39.17=
13、46.25mm 7)计算模数m m=1.86mm3.按齿根弯曲疲劳强度设计 按公式: m(1)拟定计算参数 1)计算载荷系数。 K=KKKK=1 =2.04 2)依照纵向重叠度=1.903,由2图10-28查得螺角影响系数Y=0.88。 3)计算当量齿数。 Z=26.29 Z=95.29 4)查取齿形系数 由2表10-5查得Y=2.592,Y=20216 5)查取应力校正系数 由2表10-5查得Y=1.596,Y=1.777 6)由2图10-20c查得小齿轮弯曲疲劳强度极=500MP,大齿轮弯曲疲劳强度极限=380MP 7)由2图10-18取弯曲疲劳寿命系数K=0.85,K=0.88 8)计算
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