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用于带式运输机上的三角带—单级圆柱齿轮减速器设计

  • 资源ID:20092       资源大小:1.23MB        全文页数:31页
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用于带式运输机上的三角带—单级圆柱齿轮减速器设计

机械设计基础课程设计1前言1.机械设计课程设计的目的机械设计课程设计是机械类专业和部分非机械类专业学生第一次较全面的机械设计训练,是机械设计和机械设计基础课程重要的综合性与实践性教学环节。其基本目的是1通过机械设计课程的设计,综合运用机械设计课程和其他有关先修课程的理论,结合生产实际知识,培养分析和解决一般工程实际问题的能力,并使所学知识得到进一步巩固、深化和扩展。2学习机械设计的一般方法,掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的设计原理和过程。3进行机械设计基本技能的训练,如计算、绘图、熟悉和运用设计资料(手册、图册、标准和规范等)以及使用经验数据,进行经验估算和数据处理等。2.机械设计课程设计的内容选择作为机械设计课程的题目,通常是一般机械的传动装置或简单机械。课程设计的内容通常包括确定传动装置的总体设计方案;选择电动机;计算传动装置的运动和动力参数;传动零件、轴的设计计算;轴承、联轴器、润滑、密封和联接件的选择及校核计算;箱体结构及其附件的设计;绘制装配工作图及零件工作图;编写设计计算说明书。在设计中完成了以下工作①减速器装配图1张(A0或A1图纸);②零件工作图2~3张(传动零件、轴、箱体等);③设计计算说明书1份,6000~8000字。3.机械设计课程设计的步骤机械设计课程设计的步骤通常是根据设计任务书,拟定若干方案并进行分析比较,然后确定一个正确、合理的设计方案,进行必要的计算和结构设计,最后用图纸表达设计结果,用设计计算说明书表示设计依据。机械设计课程设计一般可按照以下所述的几个阶段进行1.设计准备①分析设计计划任务书,明确工作条件、设计要求、内容和步骤。②了解设计对象,阅读有关资料、图纸、观察事物或模型以进行减速器装拆试验等。③熟悉课程有关内容,熟悉机械零件的设计方法和步骤。机械设计基础课程设计2④准备好设计需要的图书、资料和用具,并拟定设计计划等。2.传动装置总体设计①确定传动方案圆锥齿轮传动,画出传动装置简图。②计算电动机的功率、转速、选择电动机的型号。③确定总传动比和分配各级传动比。④计算各轴的功率、转速和转矩。3.各级传动零件设计①减速器外的传动零件设计(带传动、链传动、开式齿轮传动等)。②减速器内的传动零件设计(齿轮传动、蜗杆传动等)。4.减速器装配草图设计①选择比例尺,合理布置试图,确定减速器各零件的相对位置。②选择联轴器,初步计算轴径,初选轴承型号,进行轴的结构设计。③确定轴上力作用点及支点距离,进行轴、轴承及键的校核计算。④分别进行轴系部件、传动零件、减速器箱体及其附件的结构设计。5.减速器装配图设计①标注尺寸、配合及零件序号。②编写明细表、标题栏、减速器技术特性及技术要求。③完成装配图。6.零件工作图设计①轴类零件工作图。②齿轮类零件工作图。③箱体类零件工作图。机械设计基础课程设计31.设计任务书1.1设计任务设计一用于带式运输机上的三角带单级圆柱齿轮减速器。运输机连续工作,空载启动,载荷变化不大,单向运转使用期限10年,每天工作16小时,每年工作300天。运输带允许速度误差5。1.2原始数据运输带拉力F3.5103N运输带速度V1.65m/s卷筒直径D380mm2.传动系统的方案拟定vF滚筒联轴器电动机单级圆柱齿轮减速器带式运输机三角带传动图13.电动机的选择3.1选电动机类型按工作要求和条件,选用三相笼形异步电动机,封闭式结构,电压380V,Y型3.2选择电动机容量机械设计基础课程设计4电动机所需工作功率为PdwpKWPw为工作机工作时所需要的功率,即Pw1000FV因此Pd1000FVKW由电动机至运输带的传动总效率为ηη1η32η3η4η5式中η1,η2,η3,η4,η5分别为带传动、轴承、齿轮传动、联轴器和卷筒的传动效率。采用V带传动η10.92~0.97(开式传动),取η10.96滚动轴承η20.98(三对)齿轮传动η30.96~0.97,取η30.97联轴器η40.99,滚筒η50.96,则η0.960.9830.970.990.960.833所以Pd1000FV775.583.0100065.1105.33KW3.3确定电动机转速卷筒机工作转速nDV10006038065.110006082.97r/min按指导书表1推荐的传动比合理范围,取V带传动的传动比i124,一级柱减速器传动比i236,则总传动比合理范围为ia624,故电动机转速可选范围为ndian(624)82.97(4981991)r/min.符合这一范围的同步转速有720r/min和1440r/min和960r/min根据容量和转速,由手册查出有两款适用的电动机型号,因此,有三种传动比方案,机械设计基础课程设计5如下表表1方案电动机型号额定功率同步转速满载转速额定转矩最大转矩电动机质量1Y132S-45.5150014402.22.3682Y132M2-65.510009602.02.0843Y160M2-85.57507202.02.0119当选用方案1时,总传动比innm36.1797.821440取i12.9,则i269.236.17当选用方案2时,总传动比innm57.1197.82960取i12.9,则i249.257.11当选用方案3时,总传动比innm6.897.82720取i12.9,则i239.26.8综合考虑电动机和传动装置的尺寸,重量,价格和带传动,减速器的传动比,可见方案1比较合适。因此选用型号为Y132S-4的电机。电动机主要外型和安装尺寸如下表所示表2中心高外形尺寸底脚安装尺寸地脚螺栓孔轴伸尺寸装键部位尺寸HL(AC/2ABKDEFGDAD)DH13247534531521614012386010314.计算传动装置的总传动比和分配各级传动比4.1计算总传动比由选定的电动机满载转速mn和工作机主动轴转速n可得传动装置总传动比innm4.1797.8214404.2分配传动装置传动比由式ii1i2式中i1i2分别为带传动和减速器的传动比。为使减速器传动外廓尺寸不致过大,初步取i12.9,则i21ii69.24.17机械设计基础课程设计65.计算传动装置的运动和动力参数5.1计算各级轴转速Ⅰ轴n11ni55.4969.21440r/minⅡ轴nⅡ2ni76.82655.496r/min卷筒轴nⅢnⅡ82.76r/min5.2各轴输入功率Ⅰ轴PPdη14.80.964.61KWⅡ轴PPη2η34.610.980.974.38KW卷筒轴PⅢPη2η44.380.980.994.25KW5.3各轴输出功率Ⅰ轴PPη22.780.984.52KWⅡ轴PPη22.650.984.29KW卷筒轴PⅢPⅢη22.570.984.17KW5.4各轴输入转矩电动机输出转矩Tdmdnp9550955083.3114408.4NmⅠ、Ⅱ轴输入转矩Ⅰ轴TTdi1η131.832.90.9688.61NmⅡ轴TⅡTi2η2η388.6160.980.97505.4Nm卷筒轴输入转矩TⅢTⅡη2η4505.40.980.99490.34Nm5.5各轴输出转矩Ⅰ轴TTη288.610.9886.84Nm机械设计基础课程设计7Ⅱ轴TⅡTⅡη2505.40.98495.29Nm卷筒轴输出转矩TⅢTⅢη2490.340.98480.53Nm运动和动力参数计算结果整理于下表表3轴名功率P(KW)转矩T(Nm)转速r/min传动比i效率η输入输出输入输出电动机轴4.831.8314402.90.96Ⅰ轴4.614.5288.6186.84496.5560.95Ⅱ轴4.384.29505.4495.2982.7660.97卷筒轴4.254.17490.34480.5313.796.传动零件的设计计算6.1V带的设计6.1.1确定计算功率caP由表8-7工作情况系数Ak1.2(空载启动,载荷变动不大,每天工作16小时),故1.24.85.76caAdPkPKW6.1.2选择V带的带型因为小带轮转速即为电动机转速所以三角带选普通V带根据caP和mn由图(8-11)选用A型带。6.1.3确定大小带轮基准直径2d1d并验算带速V(1)初选小带轮的基准直径1d因为1mindd,为了提高V带寿命,宜选取较大直径。由表8-6和表8-8,mindd75mm1d75~112mm取小带轮的基准直径1d112mm(2)验算带速V由式(8-13)得V111214408.44/601000601000mdnms机械设计基础课程设计8因V在530m/s范围内,故带速合适。(3)计算大带轮的基准直径d2d由式(8-15)得d2di1d2.9112325mm根据表(8-8),取d2d355。6.1.4确定v带的中心距a和基准长度Ld(1)根据式(8-20),0.7(d1d+d2d)≤a0≤2(d1d+d2d)0.7(112355)≤a0≤2(112355)327≤a0≤934初步选取中心距a0800mm(2)由式(8-22)计算带所需的基准长度L0≈2a0221d1d20dd24dddda()()24802112355235224800(355)(112)mm。查表(8-2),对A型带选用Ld2500mm。(3)按式(8-23)计算实际中心距aa≈a002500235280094822dLLmm。由式(8-24)得amina-0.015Ld800-0.0152500911mmamaxa0.03Ld8000.032500981mm则中心距变化范围911~981。6.1.5验算小带轮上的包角α1由式(8-25)得α1180-2157.357.3180325112948dddd167机械设计基础课程设计9因α1>120,则包角合适。6.1.6计算v带根数z(1)计算单根V带的额定功率Pr由d1d112mm和nm1440r/min,查表9-4a),得P01.61KW,根据nm1440r/min,i2.9和A型带,查表(8-4b)得△P00.17KW查表(8-5)得K0.97查表(8-2)得KL0.99即Pr(P0△P0)KKL(1.610.17)0.970.991.71KW(2)计算V带的根数由式(8-26)得z5.763.371.71carPp取z46.1.7计算单根V带的初拉力的最小值(F0)min由查表(8-4)得A型带的单位长度质量q0.1kg/m,故由式(8-27)得单根v带的初拉力(F0)min22.5500caPKqvKzv22.50.975.765000.18.440.9748.44142N应使带的实际初拉力F0>(F0)min。6.1.8计算压轴力Fp由式(8-28)得Fp2zF0sin116724142sin109822N机械设计基础课程设计106.1.9带轮的结构设计安装小带轮的轴径d28mm,小带轮的基准直径1d112mm即1d≤300mm,故采用腹板式。大带轮的基准直径2d325,故大带轮采用轮辐式。根据表8-10得e150.3fmin9则带宽1241152963Bzefmm因为B第三版中国农业出版社[7]单辉祖主编材料力学(第二版)高等教育出版社[8]东南大学戴枝荣主编高等教育出版社机械设计基础课程设计31忽略此处..

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