带式输送机传动装置一级圆柱直齿轮减速器设计.doc
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1、郑州大学 机械设计课程设计 计算说明书 题 目: 带式运送机传动系统一级直齿圆柱齿轮减速器 学生姓名: 杨泽坤 学 号: 学 校: 郑州大学 专 业: 汽车制造与装配技术 指导教师: 王成明 李霞 张响 张军 目录 第1章 概述31.1 设计的目的31.2 设计的内容和任务31.2.1设计的内容41.2.2 设计的任务41.3 设计的环节5第2章 传动装置的总体设计52.1 拟定传动方案52.2选择原动机电动机62.2.1选择电动机类型和结构型式62.2.2拟定电动机的功率62.2.3拟定电动机的转速82.3传动装置总传动比的拟定及各级传动比的分派82.3.1计算总传动比92.3.2合理分派各
2、级传动比92.4算传动装置的运动和动力参数92.4.1 0轴(电机轴)输入功率 转速 转矩102.4.2 1轴(高速轴)输入功率 转速 转矩102.4.3 2轴(低速轴)输入功率 转速 转矩102.4.4 3轴(滚筒轴)输入功率 转速 转矩110第3章 传动零件的设计计算123.1 减速箱外传动零件带传动设计1323.1.1带传动设计规定:1323.1.2 V带传动设计计算1323.2 减速器内传动零件-齿轮设计1653.2.1选择齿轮类型、精度等级、材料及齿数1653.2.2 按齿面接触强度设计1763.2.3 按齿根弯曲强度计算183.2.4、齿轮几何尺寸计算2103.3 轴的设计输入轴的
3、设计2103.3.1拟定轴的材料及初步拟定轴的最小直径2103.3.2初步设计输入轴的结构2213.4轴的设计输出轴的设计223.4.1初步拟定轴的最小直径2323.4.2初步设计输出轴的结构23第4章 部件的选择与设计254.1轴承的选择254.1.1输入轴轴承254.1.2输出轴轴承254.2输入轴输出轴键连接的选择及强度计算264.3轴承端盖的设计与选择274.3.1类型274.4 滚动轴承的润滑和密封284.5联轴器的选择294.5.1、联轴器类型的选择294.5.2、联轴器的型号选择294.6其它结构设计294.6.1通气器的设计294.6.2吊环螺钉、吊耳及吊钩304.6.3启盖螺
4、钉304.6.4定位销314.6.5油标314.6.6放油孔及螺塞314.7箱体32第5章 结 论33参考文献34 第1章 概述 1.1 设计的目的设计目的在于培养机械设计能力。设计是完毕机械专业所有课程学习的最后一次较为全面的、重要的、必不可少的实践性教学环节,其目的为:1. 通过设计培养综合运用所学所有专业及专业基础课程的理论知识,解决工程实际问题的能力,并通过实际设计训练,使理论知识得以巩固和提高。2. 通过设计的实践,掌握一般机械设计的基本方法和程序,培养独立设计能力。3. 进行机械设计工作基本技能的训练,涉及训练、计算、绘图能力、计算机辅助设计能力,熟悉和运用设计资料(手册、图册、标
5、准、规范等)。1.2 设计的内容和任务1.2.1设计的内容本设计的题目为一级直齿圆柱齿轮减速器,设计的重要内容涉及以下几方面:(1)拟定、分析传动装置的运动和动力参数;(2)选择电动机,计算传动装置的运动和动力参数;(3)进行传动件的设计计算,校核轴、轴承、联轴器、键等;(4)绘制减速器装配图及典型零件图;(5)编写设计计算说明书。1.2.2 设计的任务(1)减速器装配图1张(0号图纸)(2)输入轴输出轴零件图各1张(3)齿轮零件图1张(4)减速器箱体零件图1张(5)设计说明书1份1.3 设计的环节遵循机械设计过程的一般规律,大体上按以下环节进行:1. 设计准备 认真研究设计任务书,明确设计规
6、定和条件,认真阅读减速器参考图,熟悉设计对象。2. 传动装置的总体设计 根据设计规定拟定传动总体布置方案,选择原动机,计算传动装置的运动和动力参数。3. 传动件设计计算 设计装配图前,先计算各级传动件的参数拟定其尺寸,并选好联轴器的类型和规格。一般先计算外传动件、后计算内传动件。4. 装配图绘制 计算和选择支承零件,绘制装配草图,完毕装配工作图。5. 零件工作图绘制 零件工作图应涉及制造和检查零件所需的所有内容。6. 编写设计说明书 设计说明书涉及所有的计算并附简图,并写出设计总结。 第2章 传动装置的总体设计传动装置的总体设计,重要涉及拟定传动方案、选择原动机、拟定总传动比和分派各级传动比以
7、及计算传动装置的运动和动力参数。 2.1 拟定传动方案机器通常由原动机、传动装置和工作机三部分组成。传动装置将原动机的动力和运动传递给工作机,合理拟定传动方案是保证传动装置设计质量的基础。课程设计中,学生应根据设计任务书,拟定传动方案,分析传动方案的优缺陷。现考虑有以下两种传动方案如下图所示: a) b) I 图2-1 带式运送机传动方案比较传动方案应满足工作机的性能规定,适应工作条件,工作可靠,并且规定结构简朴,尺寸紧凑,成本低,传动效率高,操作维护方便。设计时可同时考虑几个方案,通过度析比较最后选择其中较合理的一种。下面为图1中a、b两种方案的比较。a方案 结构简朴,尺寸紧凑,成本低,操作
8、维护方便;b方案 相比较,宽度尺寸较大,成本高。根据传动规定,工作条件,故选择方案a,同时加上V型带传动。即采用V带传动和一级圆柱齿轮减速器传动。2.2选择原动机电动机电动机为标准化、系列化产品,设计中应根据工作机的工作情况和运动、动力参数,根据选择的传动方案,合理选择电动机的类型、结构型式、容量和转速,提出具体的电动机型号。 2.2.1选择电动机类型和结构型式电动机有交、直流之分,一般工厂都采用三相交流电,因而选用交流电动机。交流电动机分异步、同步电动机,异步电动机又分为笼型和绕线型两种,其中以普通笼型异步电动机应用最多,目前应用较300广的Y系列自扇冷式笼型三相异步电动机,电压为380V,
9、其结构简朴、起动性能好,工作可靠、价格低廉、维护方便,合用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体、无特殊规定的场合,如运送机、机床、农机、风机、轻工机械等。2.2.2拟定电动机的功率电动机功率选择直接影响到电动机工作性能和经济性能的好坏:若所选电动机的功率小于工作规定,则不能保证工作机正常工作;若功率过大,则电动机不能满载运营,功率因素和效率较低,从而增长电能消耗,导致浪费。1. 带式输送机所需的功率 由1中公式(2-1)得: 设计题目给定:输送带拉力F(N)=4800N 输送带速度V(m/s)=1.4m/s 2. 计算电动机的输出功率根据文献1(机械设计课程设计唐增宝 常建娥 主编 华中科技大学出版
10、)表22拟定个部分效率如下:弹性联轴器:(一个)滚动轴承(每对):(共三对,两对减速器轴承,一对滚筒轴承)圆柱齿轮传动:(精度7级)传动滚筒效率: V带传动效率:得电动机至工作机间的总效率:电动机的输出功率: 2.2.3拟定电动机的转速同一类型、相同额定功率的电动机低速的级数多,外部尺寸及重量较大,价格较高,但可使传动装置的总传动比及尺寸减少;高速电动机则与其相反,设计时应综合考虑各方面因素,选取适当的电动机转速。三相异步电动机常用的同步转速有,常选用或的电动机。1. 计算滚筒的转速由公式计算滚筒转速:工作机的转速:设计题目给定:滚筒直径D=500mm输送带速度V(m/s)=1.4m/s2.
11、拟定电动机的转速由参考文献2(机械设计)中表181可知一级圆柱齿轮减速器推荐传动比范围为,由参考文献1 V带传动比范围为,所以总传动比合理范围为,故电动机转速的可选范围是:符合这一范围的同步转速有750r/min、1000r/min、1500r/min由参考文献1中表161查得:方案电动机型号额定功率(KW)电动机转速n/(r/min)参考重量(kg)同步转速满载转速1Y160M-41115001460992Y160L-61110009701423Y180L-811750730151表161中,考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和总传动比,即选定3号方案,电动机型号为Y180L-8。其重要参数如
12、下:表2-1电动机相关参数型号额定功率满载转速计算输出功率轴伸长中心高轴颈键槽宽Y180L-811kw730 r/min9.1kw110mm180mm48mm14mm表2-2带式输送机相关参数皮带速度皮带拉力滚筒直径工作条件天天时间设计寿命转速功率1.4m/s4800N500mm平稳连续8小时202353.5r/min6.7kw2.3传动装置总传动比的拟定及各级传动比的分派由选定电动机的满载转速和工作机积极轴的转速可得传动装置的总传动比对于多级传动计算出总传动比后,应合理地分派各级传动比,限制传动件的圆周速度以减少动载荷。 2.3.1计算总传动比由电动机的满载转速和工作机积极轴的转速53.5r
13、/min, 可得:总传动比2.3.2合理分派各级传动比由参考文献1中表23,取带传动比,i=13.64,则 一级减速器传动比表2-3传动比分派 总传动比电机满载转速电机-高速轴高速轴-低速轴滚筒转速i=13.64730r/min=3=4.5553.5 r/min2.4算传动装置的运动和动力参数为进行传动件的设计计算,应一方面推算出各轴的转速、功率和转矩,一般按由电动机至工作机之间运动传递的路线推算各轴的运动和动力参数。2.4.1 0轴(电机轴)输入功率、转速、转矩 2.4.2 1轴(高速轴)输入功率、转速、转矩 2.4.3 2轴(低速轴)输入功率、转速、转矩 2.4.4 3轴(滚筒轴)输入功率
14、、转速、转矩 各项指标误差均介于+0.5%-0.5%之间。各轴运动和动力参数见表4:表2-4各轴运动和动力参数轴名功率P (/kw)转矩T(N/ m)转速n (r/min)传动比i效率0电机轴7.83102.4373030.95轴7.44291.93243.34.550.98II轴7,291301.7253.4710.99III滚筒轴7.1451275.853.47注:各轴输出都是依据该轴输入乘以该轴承效率得出,一对滚动球轴承效率取0.99.第3章 传动零件的设计计算3.1 减速箱外传动零件带传动设计 参考2中P163例题3.1.1带传动设计规定:1. 带传动设计的重要内容 选择合理的传动参数
15、;拟定带的型号、长度、根数、传动中心距、安装规定、对轴的作用力及带的材料、结构和尺寸等。2. 设计依据 传动的用途及工作情况;对外廓尺寸及传动位置的规定;原动机种类和所需的传动功率;积极轮和从动轮的转速等。3. 注意问题 带传动中各有关尺寸的协调,如小带轮直径选定后要检查它与电动机中心高是否协调;大带轮直径选定后,要检查与箱体尺寸是否协调。小带轮孔径要与所选电动机轴径一致;大带轮的孔径应注意与带轮直径尺寸相协调,以保证其装配稳定性;同时还应注意此孔径就是减速器小齿轮轴外伸段的最小轴径。3.1.2 V带传动设计计算1、拟定计算功率由2中表8-7查得工作情况系数由2中公式8-21:2、选择V带的带
16、型根据及,由2中图8-11选用B型3、拟定带轮的基准直径并验算带速初选小带轮的基准直径由2中表8-6和表8-8,取小带轮的基准直径验算带速按2中公式8-13验算带的速度由于,故带速合适。计算大带轮的基准直径。根据2中公式8-15a计算大带轮的基准直径 由2中表8-8取4、拟定V带的中心距和基准长度 根据2中公式8-20,,初定中心距由2中公式8-22计算所需的基准长度 由2中表8-2选带的基准长度计算实际中心距由2中公式8-23计算5、验算小带轮上的包角根据2中公式8-25计算:6、计算带的根数z计算单根V带的额定功率由和,查2中表8-4a得根据和B型带查2中表8-4b得查2中表8-5得,查2
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