带式输送机的传动装置(两级同轴式圆柱斜齿轮减速器).doc
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1、目 录一、设计任务书1二、传动方案的分析和拟定3三、电动机的选择5四、传装置运动及动力参数计算7五、带传动设计 9六、齿轮设计18七、轴类零件设计28八、轴承的寿命计算31九、键连接的校核32十、润滑及密封类型选择 33十一、减速器附件设计 33 十二、心得体会 34十三、参考文献 35一 设计任务书1.设计题目:带式输送机的传动装置(两级同轴式圆柱斜齿轮减速器)1电动机2V带传动3减速器4联轴器5鼓轮6输送带123456 2已知条件:1)传动装置的使用寿命预定为10年每年按300天计算,2班制工作,每班按8小 时计算;2)工作机的载荷性质是平稳、轻微冲击、中等冲击、严重冲击;单、双向回转;3
2、)电动机的电源为三相交流电,电压为380/220伏;4)传动布置简图是由于受车间地位的限制而拟订出来的,不应随意修改,但对于传动件的型式,则允许作适宜的选择;5)输送带允许的相对速度误差35%。6)相关参数:F=2050N,V=1.2,D=300mm。3设计目的:机械设计课是培养学生机械设计能力的技术基础课。机械设计课程设计是机械设计课程的重要实践教学环节。1)通过课程设计,综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论和实际知识,培养分析和解决实际问题的能力,掌握机械设计的一般规律,树立正确的设计思想;2)学会从机器功能的要求出发,合理选择执行机构和传动机构的类型,制动传动方案,合理选择标准部件的
3、类型和型号,正确计算零件的工作能力,确定其尺寸,形状,结构和材料,并考虑制造工艺,使用、维护、经济和安全等问题,培养机械设计能力;3)通过课程设计,学习运用标准、范围、手册、图册和查阅科技文献资料以及计算机应用等,培养机械设计的基本技能和获取有关信息的能力。4设计内容:1)减速器装配图1张;2)零件图2张(传动零件轴等);3)设计计算说明书一份。 5课程设计步骤1)设计准备2)传动装置的总体设计3)传动件的设计计算(齿轮和轴类零件)4)装配图的设计5)零件工作图设计(齿轮和轴类零件)6)编写设计说明书7)总结和答辩二 传动方案的分析和拟定已知:已知输送带工作速度为1.2m/s,滚筒直径为300
4、mm,输送带工作拉力为2050N。连续单向运转,工作时载荷较平稳有轻微振动,使用寿命为10年。该传送机有轻微振动,由于V带有缓冲吸振能力,采用V带传动能减小振动带来的影响,并且该工作机属于小功率、载荷变化不大,可以采用V带这种简单的结构,并且价格便宜,标准化程度高,大幅度降低了成本。减速器部分采用两级同轴式圆柱斜齿轮减速器。设计方案的优缺点:该工作机有轻微振动,由于V带有缓冲吸振能力,采用V带传动能减小振动带来的影响,并且该工作机属于小功率、载荷变化不大,可以采用V带这种简单的结构,并且价格便宜,标准化程度高,大幅降低了成本。减速器部分两级展开式圆柱齿轮减速,这是两级减速器中应用最广泛的一种。
5、齿轮相对于轴承不对称,要求轴具有较大的刚度。高速级齿轮常布置在远离扭矩输入端的一边,以减小因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均现象。原动机部分为Y系列三相交流异步电动机。总体来讲,该传动方案满足工作机的性能要求,适应工作条件、工作可靠,此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。计 算 及 说 明结 果三 电动机的选择3.1 电动机类型的选择 按工作要求和工作条件选用Y系列鼠笼三相异步电动机。其结构为全封闭自扇冷式结构,电压为380V。3.2 选择电动机的容量工作机有效功率P=,根据任务书所给数据F=2050V,V=1.2。则有:P=2.46KW从电动机到工作机输送带之间的总效率为 =式中,分
6、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所以电动机所需的工作功率为: P=3.11KW3.3 确定电动机的转速按推荐的两级同轴式圆柱斜齿轮减速器传动比i=840和带的传动比i=24。则系统的传动比范围应为:i=i=(840)(24)=16200工作机卷筒的转速为 n= 所以电动机转速的可选范围为 n=i=(16200)76 =(121612160)符合这一范围的同步转速有1500和3000两种,但是综合考虑电动机和传动装置的尺寸,质量和价格因素,决定选用同步转速为1500的电动机。
7、据1表15.1和15.2可选择Y112M4电动机,其主要参数如表3.1所示 表3.1 Y112M4型电动机主要参数电动机型号额定功率/KW满载转速()Y112M-44 14402.2 2.2电动机型号 中心高/mm总长/mm键/mmY112M-4112 400 8四 传装置运动及动力参数计算4.1 传动装置总传动比和分配各级传动比1)传动装置总传动比 i=2)分配到各级传动比 因为i=已知带传动比的合理范围为24。故取i则i在840的范围内故合适。分配减速器传动比,因为i=i其中i为齿轮高速级的传动比,i为齿轮低速级的传动比。故可先取i=3.64则i=2.64.2 传动装置的运动和动力参数计算
8、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: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2.693.39
9、76卷同轴2.613.2976五 带传动设计5.1 确定计算功率P 据2表8-7查得工作情况系数K=1.1。故有: P=KP5.2 选择V带带型 据P和n有2图8-11选用A带。5.3 确定带轮的基准直径d并验算带速 (1)初选小带轮的基准直径d有2表8-6和8-8,取小带轮直径d=90mm。 (2)验算带速v,有: v= =6.87 因为6.78在530之间,故带速合适。 (3)计算大带轮基准直径d d5.4 确定V带的中心距a和基准长度L (1)据2式8-20初定中心距a=400mm(2)计算带所需的基准长度 L2a+ =2(180+90)+ =1244mm由2表8-2选带的基准长度L=1
10、250mm(3)计算实际中心距 a 5.5 验算小带轮上的包角5.6 计算带的根数z(1)计算单根V带的额定功率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: 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带的初拉力最小值(F)由2表8-3得A型带的单位长质量q=0.1。所以 (F)=500 =500 =133N应使实际拉力F大于(F)5.8 计算压轴力F压轴力的最小值为: (F)=2(F
11、)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,故小带轮的轴孔直径d=28mm。有4P表14-18可知小带轮结构为实心轮。 (2)大带轮设计 大带轮轴孔取22mm,由4P表14-18可知其结构为辐板式。六 齿轮设计6.1 高速级齿轮设计1.选定齿轮类型,精度等级,材料及模数 1)按要求的传动方案,选用圆柱斜齿轮传动; 2)运输机为一般工作机器,速度不高,故用7级精度;(GB1009588) 3)材料的选择。由2表10-1选择小齿轮材料为40Cr(调质)硬度为280HBS,大齿轮的材料为45钢(调质
12、)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)确定公式中各数值 1)试选K=1.3。 2)由2图10-30选取区域系数Z=2.433 3)由3图16.2-10可得:=0.78,=0.87 则=0.78+0.87=1.65。 4)由2表10-7选取齿宽系数=1。 5)计算小齿轮传递的转矩,由前面计算可知: T=3.96N。 6)由2表10-6查的材料的弹性影响系数Z=189.8MP 7)由2图10-21d按齿面硬度查的小齿轮的接触疲劳强度极限=6
13、00MP;大齿轮的接触疲劳强度极限=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 所以= =531.25MP (2) 计算 1)计算小齿轮的分度圆直径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)计算纵向重合度。 =0.318 =0.318124tan
14、14=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)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径: d=d=39.17=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)确定计算参数 1)计算载荷系数。 K=KKKK=1 =2.04 2)根据纵向重合度=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
15、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查得小齿轮的弯曲疲劳强度极=500MP,大齿轮的弯曲疲劳强度极限=380MP 7)由2图10-18取弯曲疲劳寿命系数K=0.85,K=0.88 8)计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数S=1.4,则有: =303.57Mp =238.86MP 9)计算大、小齿轮的 ,并加以比较 =0.01363 =0.01649 (2)设计计算 m 对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 m 大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,取 m
16、=1.5mm,已可满足弯曲疲劳强度,用接触疲劳强度算得分度圆直径d=46.25mm来计算应有的齿数。于是由: Z= = =29.9 取Z=30,则Z=3.64=1094.几何尺寸计算(1)计算中心距 a= =107.9mm 圆整为108mm(2)按圆整后的中心距修正螺旋角 =arccos=arccos=14.45 因值在允许范围内,故等参数比用修正 (3)计算大,小齿轮的分度圆直径 d46.63mm d=169.43mm (4)计算齿轮宽度 b=46.63=46.63mm 圆整后取B=47mm,B=52mm 5. 大小齿轮各参数见下表 高速级齿轮相关参数名称符号计算公式及说明法面模数端面模数法
17、面压力角端面压力角螺旋角齿顶高齿根高全齿高分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径基圆直径中心距6.2 低速级齿轮设计 1.选定齿轮类型,精度等级,材料及齿数 1)按选定的齿轮传动方案,选用圆柱斜齿轮; 2)选用7级精度;(GB10095-88) 3)材料的选择。由2表10-1选择小齿轮材料为40Cr(调质)硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质)硬度为240HBS二者的硬度差为40HBS; 4)初选小齿轮齿数为Z=24,大齿轮Z=2.6=62.4,取63; 5)初选螺旋角。2.按齿面接触疲劳强度设计 d (1)确定公式内各数值 1)初选K=1.3 2)由2图10-30选区域系数Z=2.433 3
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- 关 键 词:
- 输送 传动 装置 两级 同轴 圆柱 齿轮 减速器
