式链输送机完成课程设计.doc
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1、湖南工业大学课 程 设 计资 料 袋 机械工程 学院(系、部) 2008 2009 学年第 一 学期 课程名称 机械设计课程设计 题 目 链式运输机传动装置设计 成 绩 起止日期 2008 年 12 月 15 日 2008 年 12 月 26 日目 录 清 单序号材 料 名 称资料数量备 注1课程设计任务书12课程设计说明书353课程设计图纸4张 湖南工业大学课程设计任务书2008 2009 学年第一学期 机械工程 学院(系、部) 机械工程及自动化 专业 06-1 班级课程名称: 机械设计课程设计 设计题目: 链式运输机传动装置设计 完成期限:自 2008 年 12 月 15 日至 2008
2、年 12 月 26 日共 2 周内容及任务一、设计的主要技术参数运输链牵引力(F/KN):4输送速度 V/(m/s):0.5链轮节圆直径D/(mm):263工作条件:三班制,使用年限10年,连续单向运转,载荷平稳,小批量生产,运输链速度允许误差5%.二、设计任务传动系统的总体设计; 传动零件的设计计算;减速器的结构、润滑和密封;减速器装配图及零件工作图的设计; 设计计算说明书的编写。三、设计工作量(1) 减速机装配图1张;(2) 零件工作图23张;(3) 设计说明书1份(60008000字)。进度安排起止日期工作内容12.15-12.17传动系统总体设计12.18-12.20传动零件的设计计算
3、;12.21-12.25减速器装配图及零件工作图的设计、整理说明书12.26交图纸并答辩主要参考资料1濮良贵,纪名刚.机械设计.北京:高等教育出版社,2001.2金清肃.机械设计课程设计.武汉:华中科技大学出版社,2007.指导教师(签字): 年 月 日系(教研室)主任(签字): 年 月 日(机械设计课程设计)设计说明书(链式运输机传动装置设计)起止日期: 2008 年 12 月 15 日 至 2008 年 12 月 26 日学生姓名班级学号成绩指导教师(签字)机械工程学院(部)2008年12月目 录一、传动方案图-(5)二、设计方案分析-(6)三、各轴的转速,功率和转速-(7)四、传动零件设
4、计计算-(8)1、V带轮设计计算-(8)2、高速级直齿圆柱齿轮设计计算-(10)3、低速级直齿圆柱齿轮设计计算-(14)五、轴系零件设计计算-(19)1、高速轴设计计算-(19)2、中间轴设计计算-(20)3、低速轴设计计算-(22)4、轴承的校核-(30)六、键的选择及计算-(32)七、减速器附件选-(34)八、心得体会-(35)九、参考资料-(35)十、附图一、 传动方案图设计链式运输机的传动装置传动方案可参考图项目设计方案6运动链牵引力F/(KN)4输送速度V/(m/s)0.5链轮节圆直径D/(mm)263每日工作时间h/小时8传动工作年限/年10计算与说明主要结果二、设计方案分析本传动
5、装置总传动比不是很大,宜采用二级传动。第一级(高速级)采用圆锥-圆柱齿轮减器;第二级(低速级)采用链条链轮机构传动,即在圆锥-圆柱齿轮减速器与链式运输机之间采用链传动。轴端连接选择弹性柱销联轴器。1、选择电动机的类型和结构按工作要求选用笼型三相异步电动机,电压380V2、电动机所需工作功率: (其中取0.96)传动装置的总效率: 电机所需的功率为: 技术参数,选电动机的额定功率为2.2KW因载荷平稳,电动机额定功率略大于即可,由第十九章表191所示三相异步电动机的3、传动比的计算与分配 卷筒轴工作转速为 由表2-2可知,一级圆锥齿轮一级圆柱减速器一般传动比为840,则符合这一范围的同步转速有7
6、50r/min,1000r/min,1500r/min.由于750r/min无特殊要求,不常用,故仅用1000r/min和1500r/min两种方案进行比较。选用前者电动机型号额定功率(KW)同步转速(r/min)满载转速(r/min)额定转矩(KN/m)Y112M-62.210009402.2总传动比: =1.67kwPd=2.02kw= i总=32.31计算与说明主要结果考虑齿轮润滑问题,大齿轮应有相近的浸油深度,查资料得i2=(1.21.3)i3,取i2=1.2 i3,v带传动比i1=2.5,总的传动比i总=i1i2i3其中i总=32.31 i1v带传动比;i2高速圆锥齿齿轮传动比;i3
7、低速直齿齿轮传动比。所以传动比分配为i1=2.5,i2=3.77,i3=3.14。三、各轴的转速,功率和转速1、各轴的转速可根据电动机的满载转速和各相邻轴间的传动比进行计算,转速(r/min)。 轴:n1=940轴:n2=n1i1 轴:n3=n2i2轴 :n4=n3i32,各轴的输入功率(kw) 3,各轴输入扭矩的计算i1=2.5i2=3.77i3=3.14n1=940 r/minn2=376 r/minn3=99.73r/minn4=31.76r/minP1=2.02kwP2=1.861 kwP3=1.767kwP4=1.682 kw计算与说明主要结果 将以上算得的运动和动力参数列表如下:轴
8、号输入功率P/KW转矩T/n.mm转速n/r/min 传动比 2.022.05210494011.8614.727 1043762.51.7671.692 10599.733.771.6825.058 10531.763.14四、传动零件设计计算1、V带轮设计计算带传动的主要失效形式是打滑和疲劳破坏。要求分析:已知电动机功率p=2.02kw,传动比i1=2.5,每天工作8小时。(1)、确定计算功率Pca 由表8-7查得工作情况系数KA=1.1,所以 1.1 2.02=2.222KW(2)、选择v带的带型 根据Pca、n1由图8-11选用A型。()、确定带轮的基准直径dd1并验算带速v1)初选小
9、带轮的基准直径dd1。由表8-6和表8-8,取小带轮的基准直径dd1106mm2) 验算带速v。按式(8-13)验算得因为5m/sv30m/s,故带速合适。3) 计算大带轮的基准直径。根据式(8-15a),计算大带轮的基准直径ddi1.d2.5106mm265mm根据表8-8。圆整为dd2280mm4) 确定v带的中心距a和基准长度Lda、 根据式(8-20),初定中心距a500mm。b、 由式(8-22)计算带所需的基准长度Pca=2.222kwdd1=106mmv=5.21m/sdd2=265mma0=500mm计算与说明主要结果由表8-2选带的基准长度Ld=1600mmc、 按式(8-2
10、3)计算实际中心距a1。 中心距的变化范围为 5).验算小带轮上的包角a 6).计算带的根数z 1)计算单根v带的额定功率Pr。 由dd1=106mm和n1=940r/min,查表8-4a得P0=1.15kW 根据n1=940r/min,i1=2.5和A型带,查表8-4b得po=0.11kw。 查表8-5得ka=0.96,表8-2得kl=0.89,于是 Pr=(p0+po) kakl =(1.15+0.11) 0.960.89kw =1.077kw 2)计算v带的根数z。 所以取3根。 7)计算单根v带的初拉力的最小值(f0)min 由表8-3的A型带的单位长度质量q=0.1kg/m,所以 应
11、使带的实际初拉力Fo1.5(Fo)minLd=1600mma=490mmPr=1.077kwZ=3=93.181N计算与说明主要结果8).计算压轴力Fp 压轴力的最小值为 (Fp)min=2Z(F0)minsin() =2393.181sin() =535.22N带型小带轮直径(mm)中心距(mm)根数小带轮包角()A1064903161.42、高速一级圆锥齿轮设计计算因该例中的齿轮传动均为闭式传动,其失效主要是点蚀。考虑加工的成本和使用性,在满足同样功能的前提下,按使用条件属中速,低载,重要性和可靠性一般齿轮传动,齿轮材料由表10-1选择:小齿轮材料为4Cr,调质处理,齿面硬度为241286
12、HBS大齿轮材料为45号钢,调质处理,齿面硬度为217255 HBS(1)确定许应力 A、确定极小应力Hlim和Flim齿面硬度:小齿轮按280 HBS,大齿轮按220HBS,二者材料硬度差为60HBS。由图10-21d按齿面硬度查得接触疲劳强度极限 Hlim1=600MPa,Hlim2=550MPa。由图10-20c按齿轮的弯曲疲劳强度极限 Flim1=500MPa,Flim2=380MPa。B.计算应力循环数N,由式10-13计算NN=60n2jLh=603761 (3830010) =1.624109N2=N1i2C.计算许应力1)计算接触疲劳许应力(Fp)min=535.22NHlim
13、1=600MpaHlim2=550MpaFlim1=500MpaFlim2=380MPaN1=1.624109N2=4.308108计算与说明主要结果取失效概率为0.01,安全系数S=1,由式(10-12)得由图10-19取接触疲劳寿命系数Khn1=0.90,Khn2=0.95MPaMPa2)计算弯曲疲劳许应力。由图10-20c查得弯曲疲劳强度强度极限, .由图10-18取弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.85,KFN2=0.88取弯曲疲劳安全数系数S=1.4,由式(10-12)得3)初步确定齿轮的基本参数和主要尺寸 1)选择齿轮的类型根据齿轮的工作条件和性能要求,选择直齿圆柱齿轮.2)选择齿轮精
14、度等级运输机为一般工作机器,速度不高,故选用7级精度(GB 10095-88).3)初选参数 Z1=21,Z2=213.77=79.17,取Z2=804)初步确定齿轮的主要尺寸因为电动驱动,有轻微震动,根据V,7级精度,由图10-8查得动载系数Kv=1.12;直齿轮,Kha=Kfa=1;由表10-2查得使用系数KA=1;由表10-4用插值法查得7级精度,小齿轮相对支撑非对称布置时,KHB=1.423.故载荷系数K=KAKVKhaKHB=11.1211.423=1.594初步计算出齿轮的分度圆直径d1,m等主要参数和几何尺寸.1试算出小齿轮分度圆直径d1t,代入H中较小的值.=540Mpa=52
15、2.5MPa303.57Mpa238.86MPaZ1=21Z2=80Kv=1.12Kha=Kfa=1KA=1KHB=1.423K=1.594计算与说明主要结果 2计算圆周速度v3计算齿宽bb= d1t =153.08=53.08mm4计算齿宽与齿高之比模数齿高h=2.25mt=2.252.79=6.28mm=5按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径,由式(10-10a)得6计算模数m(5)按齿根弯曲强度设计由式(10-5)得弯曲强度的设计公式为d1t=53.08mmv=1.04m/sb=53.08mmmt=2.79=8.45d1=56.81mmm=2.99mm计算与说明主要结果) 计算载荷系数
16、K,由 =8.45,KHB=1.423,查图10-13得KFB=1.35。故K=KAKVKFaKFb=11.1211.35=1.512) 查取齿型系数,由表10-5得Yfa1=2.65,Yfa2=2.226) 查取应力校正系数,由表10-5查得Ysa1=1.58,Ysa2=1.764。) 计算大、小齿轮的并加以比较=0.01379 =0.01734 大齿轮的数值大) 设计计算: 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,由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力,而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力,仅与齿轮直径(即模数与齿数的乘积)有关。可取由弯
17、曲强度算得的模数 1.95 并就近圆整为标准值m= 2 mm,按接触强度算得的分度圆直径d= 56.81 mm,算出小齿轮齿数Z1= =28.4,取Z1=29大齿轮齿数 Z2=293.77=109.33,取Z2=110这样设计出的齿轮传动,既满足了齿面接触疲劳强度,又满足了齿根弯曲疲劳强度,并做到结构紧凑,避免浪费。KFB=1.35K=1.512Yfa1=2.65Yfa2=2.226Ysa1=1.58Ysa2=1.764m=1.95mmZ1=29Z2=110计算与说明主要结果(6)几何尺寸计算。 1)计算分度圆直径d=Z1m=292=58mmd2=Z2m=1102=220mm2)计算中心距:a
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