螺旋输送机的传动装置设计说明书.pdf
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1、.题目三:螺旋输送机的传动装置设计题目三:螺旋输送机的传动装置设计下图为螺旋输送机的六种传动方案,设计该螺旋输送机传动系统。螺旋输送机的传动方案螺旋输送机的传动方案1. 1. 设计数据与要求设计数据与要求螺旋输送机的设计数据如下表所示。 该输送机连续单向运转, 用于输送散粒物料,如谷物、型沙、煤等,工作载荷较平稳,使用寿命为8 年,每年300 个工作日,两班制工作。一般机械厂小批量制造。学号-方案编号17-a)输送螺旋转速n(r min)170输送螺旋所受阻力矩T100(N m)2. 2. 设计任务设计任务1)分析各种传动方案的优缺点,选择(或由教师指定)一种方案,进行传动系统设计。2) 确定
2、电动机的功率与转速,分配各级传动的传动比,并进行运动及动力参数计算。3)进行传动零部件的强度计算,确定其主要参数。4)对齿轮减速器进行结构设计,并绘制减速器装配图。5)对低速轴上的轴承以及轴等进行寿命计算和强度校核计算。6)对主要零件如轴、齿轮、箱体等进行结构设计,并绘制零件工作图。7)编写设计计算说明书。.一、电动机的选择1 1、电动机类型的选择电动机类型的选择选择 Y 系列三相异步电动机。2 2、电动机功率选择、电动机功率选择(1)传动装置的总效率:V 带传动效率滚动轴承效率一级圆柱齿轮减速器传动效率联轴器效率3=1234 =0.960.9930.970.99 =0.895(2)电机所需的
3、功率:.PWnP100 9550WnPW1.78kwT 9550Pd因为载荷平稳,略大于Pw1.781.99kw0.895即可,根据 Y 系列电机技术数据,选电机的额定功率为 2.2kw。(3)确定电机转速,输送螺旋输送机轴转速nw170r/minV 带传动比围是 24,以及圆柱齿轮减速器 5,则总传动比围 1020, 10: 20iandianw1700:3400r/min方案123Y90L-2Y100L1-4Y112M-6电机型号额定功率同步转速/满载转速传动比/kw2.22.22.2n/(r/min)3000/28401500/14201000/940i2.91i1.5ii综合价格和传动
4、装置结构紧凑考虑选择方案 2,即电机型号 Y100L1-4.二、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比ianm1420 8.353nw1702、 分配各级传动比取 V 带传动传动比i012,则减速器的传动比为i ia8.3534.176i012注:以上分配只是初步分配,实际传动比必须在传动零件参数确定后算出。一般,实际值与设计求值允许有 3%5%误差。.三、动力学参数计算0P0轴(电机轴、小带轮轴) Pd1.99kwn nm1.991420r / minP0kw0 PdP01.990rn09550nm1420/ minT955013.383N M00n01420P01.99n0142011
5、轴(大带轮、高速轴)轴(大带轮、高速轴)T0 95500 9550 13.383 N M2轴(低速轴)P P231.910.990.97 1.835kw22轴(低速轴)1P P231.910.990.97 1.835kw21n10P2 P1.910.99 0.97 1.835kw12371n2n710170.02r / min1n2ni14.176710170.02r / minn2i4.176170.02r / minP21.835i4.176T2 9550P2 95501.835103.07 N MT2 9550nP 9550170.021.835103.07N MT2 9550n2 95
6、50 170.02103.07 N Mn2170.0223轴(螺旋输送机轴)3轴(螺旋输送机轴)3轴(螺旋输送机轴)nn3n2170.02r / minn12n 2170.02r / min3n31170.02r / minP3 P12421.8350.990.99 1.798kwP P21.8350.9942P30.990.991.7981.798kwkwP21.835 0.991.7983 P242T2 9550P 95501.798100.99N MP21.798100.99N M2 9550170.023T 9550nT2 9550 100.99 N M2 9550n3170.023将
7、结果列成表格PP011.990.96 1.91kw1P1轴(大带轮、高速轴)1 P011.990.96 1.91kwn011420P P1.99 0.96 1.91kwn0101420 710r / minnn1 710r / min1i201n01420i2n101 710r / minP1.91i01P121.91 25.6N MT 9550 95501T1 9550 9550 25.6N M1n7101P1.91n7101T1 95501 9550 25.6N Mn17102轴(低速轴).轴名功P/KW率转T/NM13.3825.6矩转速传动比 i效率n/(r/min)142071017
8、017024.17610.960.960.980 轴1 轴2 轴3 轴1.991.911.841.80103.59101.四、传动零件的设计计算V V 带传动的设计计算带传动的设计计算1、确定计算功率由教材 P156 表 8-7 取 kA=1.2PcaKAP1.21.992.388 kw2、选择 v 带的带型根据由教材上图 8-11 选用 A 型3、确定带轮的基准直径dd并验算带速 V(1) 初选小带轮基准直径dd1。由教材上表 8-7 和 8-9,取小带轮基准直径dd190mm(2) 验算带速 V。按书上式子 8-13 验算带速v dd1n16010003.14 100 1420 7.431
9、3m / s601000因为 5m/sv30m/s,故带速合适。(3) 计算大带轮的基准直径。根据书上式子 8-15a,计算大带轮基准.直径dd 2 idd1 2100=200 mm根据表 8-9 查的为标准值。4、确定 V 带中心距 a 和基准长度Ld(1) 根据教材式子 8-20,0.7( dd1dd2)210a02(dd1dd2)600初确定中心距a0500mm(2) 由式子 8-22 计算带所需的基准长度(dd2dd1)2Ld 2a0(dd1dd2)24a0(200100)22500+ (100+200)+mm245001476mm由教材上表 8-2 选带的基准长度(3) 按式子 8-
10、23 计算实际中心距 aa a0Ld Ld 01430 1476 (500 ) 477mm22按式子 8-24,计算中心距变化围amin a0.015Ld 4770.0151430 455.55mmamax a0.03Ld 4770.031430519.9mm为 455.55519.9mm5、验算小带轮上包角157.3o57.3oo1180 (dd2dd1)180 (200100)168o120oa477o6、计算带的根数 Z(1) 计算单根 V 带的额定功率pr.由dd1=100mm,n11420 r/min,查表 8-4 得p01.32 kw根据n11420 r/min,i2和 A 型带,
11、查表 8-5 得P00.17 kw查表 8-6 得K0.98查表 8-2 得KL0.96,所以Pr=(P0+P0) KKL(1.32 0.17) 0.980.961.402 kw(2) 计算 V 带根数 Zz 取 2 根Pca2.3881.7Pr1.4027、计算单根 V 带的初拉力F0由表 8-3 得 V 带的单位长度质量 q=0.105kg/m,所以F0 500(2.5 K)Pca+qv2Kzv(2.50.98) 2.3882 500+0.105 (7.4313)0.9827.4313=130.398N8、计算压轴力Fp1168oFp2zF0sin22130.398sin518.74N22
12、8、结论选用 A 型 V 带 2 根,基准长度 1430mm,带轮基准直径dd1100 mm ,dd2200 mm ,中心距控制在 a=455.44mm519.9mm,单根初拉力F0130.398 N齿轮传动的设计计算齿轮传动的设计计算.1、 选齿轮类型,精度等级,材料及齿数(1) 按图 10-26 所示的传动方案,选用直齿圆柱齿轮传动,压力角为20o。(2) 参考表 10-6,选 7 级精度(3) 材料选择,由表10-1 和其工作环境为多灰尘环境,选择球墨铸铁,小齿轮 QT500-5,240HBS,大齿轮 QT600-2,200HBS。(4) 选小齿轮齿数z119,大齿轮齿数z2uz14.1
13、76 1979.35,取z280,2、 按齿面接触疲劳强度设计(1) 由式子 10-11 试算小齿轮分度圆直径,即d1t32KHtT1u 1ZHZEZ2()duHa)确定公式中的各参数值试选KHt1.3计算小齿轮传递的转矩T125.6Nm2.56104Nmm由表 10-7 选取齿宽系数d1由图 10-20 查得区域系数ZH2.51/2由表 10-5 查得材料的弹性影响系数ZE173.9 MPa由式 10-9 计算接触疲劳强度用重合度系数Z.a1 arccosz1cos/(z12ha) arccos19cos20o/(192)31.767oa2 arccosz2cos/(z22ha) arcco
14、s80cos20o/(802) 23.54oz1(tana1 tan) z2(tana2 tan)/ 219(tan 31.767o tan 20o) z2(tan 23.54o tan 20o)/ 21.685z40.87843计算接触疲劳许用应力H由图 10-25a 查得小齿轮和大齿轮接触疲劳极限分别为H lim1 610MPaH lim2550MPa由式 10-15 计算应力循环次数N1 60n1jLh 607101(283008)1.636109N2 N1/u 1.63610 / 4.21 3.8851089由图 10-23 查取接触疲劳寿命系数KHN10.9,KHN20.95取失效概
15、率为 1%,安全系数 S=1,由式 10-14 得H1H2KHN1H lim1SKHN 2H lim2S0.9610 549MPa10.95550 522.5MPa1取二者中较小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力,即HH2522.5 MPab)计算小分度圆直径.d1t32KHtT1u 1ZHZEZ2()duH421.32.56104.2112.5173.90.878423()14.21522.5 35.3mm(2) 调整小齿轮分度圆直径1)计算实际载荷系数前的数据准备圆周速度 Vv d1tn16010003.14 35.3 7101.31m / s60000齿宽 bbdd1t135.335.3
16、mm2)计算实际载荷系数KH由表 10-2 查的使用系数KA1根据v 1.31m/ s、 七级精度, 由图 10-8 查得动载荷系数Kv1.05齿轮的圆周力Ft1 2T1/ d1t 22.56 104/35.3 1.45103NKAFt1/b 11.4510 /35.3 41.07 N / mm 100N / mm3查表 10-3 得齿间载荷分配系数KH1.2查表 10-4 用插值法查得 7 级精度、小齿轮相对轴承对称布置,得齿向载荷分布系数KH1.3078,由此,得到实际载荷系数、KHKAKVKHKH11.051.21.30781.6483)由式 10-12 可得分度圆直径d1 d1t3KH
17、1.648 35.33 38.21mmKHt1.3.由式子 10-13 可按实际载荷系数算得齿轮模数md138.21 2.01z1193、 按齿根弯曲疲劳强度设计(1) 由式子 10-5 计算模数mt32KFtTYYFaYsa1()2dz1Fa) 确定公式中各参数值试选KFt1.3由式子 10-5 计算弯曲疲劳强度用重合度系数Y0.25YFaYsaF0.750.750.250.695a1.6853计算由图 10-17 查得齿形系数YFa12.85, YFa22.225由图 10-18 查得应力修正系数Ysa11.54, Ysa21.775由图 10-24a 查得小齿轮和大齿轮的迟恩弯曲疲劳极限
18、分别为Flim1425,Flim2410由图 10-22 查得弯曲疲劳寿命系数KFN10.85,KFN20.88取弯曲疲劳安全系数 S=1.4,由式子 10-14 得KFN 1F lim10.85 425 258.036 MPaS1.4K0.88 410F2FN 2F lim2 277.538 MPaS1.4F1YFaYsa2.851.540.017F1258.036.YFaYsa2.2251.7750.01423F2277.538YFaYsaYFaYsa0.017因为小齿轮的大,取FF1b) 计算模数mt332KFtTYYFaYsa1()dz12F421.32.56100.0170.6951
19、.296mm2119(2) 调整齿轮模数圆周速度d1mtz11.296 1924.6 mmv d1n160 10003.14 24.6 710 0.915 m / s60000齿宽 bbdd1124.624.6 mm宽高比 b/hh(2ha*c*)mt(210.25)1.2962.916 mmb/ h 8.442)计算实际载荷系数KF根据 v=0.915m/s,7 级精度,由图 10-8 查得动载系数KV1.0243由Ft12T1/d122.5610 /24.6242.07910 NKAFt112.07910384.43100Nb24.624查表 10-3 得齿间载荷分配系数KF1.2由表 1
20、0-4 得用插值法查得KH1.3066,KF1.27.则载荷系数为KFKAKVKFKF11.021.21.271.55由式子 10-13 得按实际载荷系数算得齿轮模数m mt3KF1.551.296 31.376mmKFt1.3m2按就近原则取模数 m=2,则d1 38.21mm, z1d138.2119.105取z120,此时mt1.966 mm满足,z24.1765 2083.53取z283,i 83 4.15,4.1765 4.15 6%204.1765所以改小齿轮齿数为 21,则z2214.176587.7,选大齿轮齿数88.=4.176588/21 3.34% 6%合理4.17654
21、、 几何尺寸计算(1) 计算分度圆直径d1z1m21242mmd2z2m882176 mm(2) 计算中心距a(d1d2)/m(17642)/2109 mm(3) 计算齿轮宽度b dd1142 42mmb1b(5:10) (47 : 52)mm取b150mm,b2b42mm5、 圆整中心距后的强度校核a 110齿轮变位后副几何尺寸发生变化,应重新校核齿轮强度.(1) 计算变位系数和计算啮合角、齿数和、 变位系数和、中心距变动系数和齿顶高降低系数arccos(acos)/aarccos(109 cos20o)/11021.385oz z1+z22188109x x1 x2(invinv)z/(2
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