机械设计减速器说明书-设计带式运输机的传动装置(30页).doc
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1、-机械设计减速器说明书-设计带式运输机的传动装置-第 28 页 机械设计课程设计说明书课题名称: 带式运输机传动装置的设计 专业班级: 机制中美班 学生学号: 学生姓名: 学生成绩: 指导教师: 课题工作时间:2016年12月12日至 2016年12月 30日 武汉工程大学教务处 摘要机械设计课程设计是在完成机械设计课程学习后,一次重要的实践性教学环节。是高等工科院校大多数专业学生第一次较全面的设计能力训练,也是对机械设计课程的全面复习和实践。其目的是培养理论联系实际的设计思想,训练综合运用机械设计和有关选修课程的理论,结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力,巩固、加深和扩展有关机械设计方面
2、的知识。 本次设计的题目是带式运输机的减速传动装置设计。根据题目要求和机械设计的特点作者做了以下几个方面的工作:决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,传动零件以及轴的设计计算,轴承、联接件、润滑密封和联轴器的选择及校验计算,机体结构及其附件的设计和参数的确定,绘制装配图及零件图,编写计算说明书。 关键字:减速器、带式输送机、V带传动、齿轮传动目 录第一章 概述设计带式输送机的传动装置4 1.系统总体方案的确定4第二章 传动装置总体设计51. 电动机的选择(Y系列三相交流异步电动机)72. 传动装置的总传动比及其分配9第三章 传动零件及轴的设计计算121. V带传
3、动的设计计算122. 齿轮传动的设计计算16第四章 轴的设计计算26 1. 轴的设计计算26第五章 箱体及其附件的结构尺寸设计32 1.箱体的结构尺寸设计32 2.附件的结构设计33 附:1.心得体会35 2.参考文献36 机械设计课程设计任务书设计题目:设计带式运输机的传动装置 注:图中F为输送带拉力(或为输出转矩T),V为输送带速度学号1/17/332/18/343/19/354/205/216/227/238/24鼓轮直径D(mm)300330350350380300360320输送带速度v(m/s)0.630.750.850.800.800.700.840.75输出转矩T(Nm)400
4、370380450460440360430学号9/2510/2611/2712/2813/2914/3015/3116/32鼓轮直径D(mm)340350400450380300360320输送带速度v(m/s)0.800.850.730.900.800.800.840.73输出转矩T(Nm)410390420400420420390400已知条件:1. 工作环境:一般条件,通风良好;2. 载荷特性:连续工作、近于平稳、单向运转;3. 使用期限:8年,大修期3年,每日两班制工作;4. 卷筒效率:=0.96;5. 运输带允许速度误差:5%;6. 生产规模:成批生产。设计内容:1. 设计传动方案;
5、2. 设计减速器部件装配图(A1);3. 绘制轴、齿轮零件图各一张(高速级从动齿轮、中间轴);4. 编写设计计算说明书一份(约7000字)第一章 概述设计带式输送机的传动装置1. 系统总体方案的确定 系统总体方案:电动机传动系统执行机构1) 初选的三种方案如下:图1方案一:展开式两级圆柱齿轮图2方案二:同轴式两级圆柱齿轮图3方案三:分流式两级圆柱齿轮2) 系统方案的总体评价: 以上三种方案:方案一中一般采用斜齿轮,低速级也可采用直齿轮。总传动比较大,结构简单,应用最广。由于齿轮相对于轴承为不对称布置,因而沿齿宽载荷分布不均匀,要求轴有较大的刚度。方案二中减速器横向尺寸较小,两大齿轮浸油深度可大
6、致相同。结构较复杂,轴向尺寸大,中间轴较长、刚度差,中间轴肩润滑较困难。方案三中一般为高速级分流,且常用斜齿轮,低速级可用直齿或人字齿轮。齿轮相对于轴承为对称布置,沿齿宽载荷分布较均匀。减速器结构较复杂。常用于大功率,变载荷场合。方案一结构简单、效率高、容易制造、使用寿命长、维护方便。由于电动机、减速器与滚筒并列,导致横向尺寸较大,机器不紧凑。但齿轮的位置不对称,高速级齿轮布置在远离转矩输入端,可使轴在转矩作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的弯曲变形部分地抵消,以减缓沿齿宽载荷分布有均匀的现象。总的来讲,该传动方案一满足工作机的性能要求,适应工作条件、工作可靠,此外还有结构简单、尺寸紧凑
7、、成本低、传动效率高等优点。 第二章 传动装置总体设计1.电动机的选择(Y系列三相交流异步电动机)1) 电动机类型和结构型式选择最常用的的电动机是Y系列笼型三相异步交流电动机。其效率高、工作可靠、结构简单、维护方便、价格低,适用于不易燃、不易爆,无腐蚀性气体和无特殊要求的场合。由于启动性较好,也适用于某些要求较高起动转矩的机械。2) 选择电机容量首先估计传动装置的总体传动范围:由卷筒的圆周速度V可计算卷筒的转速工作机所需有效功率从电动机到工作机主轴之间的总效率=123n查文献【1】表3-1知联轴器的传动效率1=0.99,有1个V带传动效率2=0.96滚动轴承3=0.99,有3 对圆柱齿轮传动4
8、=0.97,有2个卷筒效率5=0.96故:查表得:3) 选择电动机的转速选择电动机转速时式中:电动机转速可选范围 各级传动的传动比范围有表2-1查得V带传动常用传动比范围为2-4,圆柱齿轮传动比范围为3-6,其他的传动比都等于1,则电动机转速的可选范围为:所以电动机转速的范围为(916.74-7333.92)r/min可见,同步转速为1000r/min、1500r/min、3000r/min的电动机均符合这里选择常用的同步转速为1500rpm和1000rpm两种4) 确定电动机型号由表20-1知,电动机型号相关表格如下方案号电动机型号额定功率Kw电动机转速r/min电动机质量Kg总传动比参考比
9、价同步满载1Y132S-6310009606318.853.092Y100L2-43150014203827.881.87表1电动机型号相关数据两个方案均可行,方案1对选定的传动方案传动比也适中,故选方案一选定电动机型号为Y132S-6,安装代号B3其它主要参数列于下表电动机型号额定功率Kw电动机转速中心高mm外伸轴径mm轴外伸长度mm同步满载Y132S-63100096013238k680表2 Y100L2-4主要参数2. 传动装置的总传动比及其分配1) 计算总传动比:2) 各级传动比的分配传动比选取见文献【1】表3-2,V带传动常用传动比范围为2-4,圆柱齿轮传动比范围为3-6,对于展开式
10、两级圆柱齿轮减速器,为了使两级的大齿轮有相似的浸油深度,高速级传动比i2和低速级传动比i3可按照下列方法分配:取V带传动比i1=2,i2=1.3*i3则减速器的总传动比为双级圆柱齿轮高速级传动比双级圆柱齿轮低速级传动比3) 各轴的转速n电动机转轴转速:高速轴:中间轴:低速轴:卷筒轴:4) 各轴输入功率P电动机:高速轴:中间轴:低速轴:卷筒轴:5) 各轴输入转矩T电动机转轴:高速轴:中间轴:低速轴:卷筒轴:将以上计算结果整理后列于下表:项目转速功率转矩(N.m)传动比效率电动机轴960329.823.52.70.960.96030.9603高速轴I4802.8857.3中间轴II137.12.7
11、7193.0低速轴III50.82.66500.1卷筒轴:50.82.60488.810.9801表3轴的相关数据第三章 传动零件的设计计算1. V带传动的设计计算1) 已知条件 设计此V带传动h时,已知条件有带传动的工作条件;传递的额定功率;小带轮转速;大带轮转速。设计内容包括选择带的型号;确定基准长度、根数、中心距、基准直径以及结构尺寸;初拉力和压轴力。2) 设计步骤传动带初选为普通V带传动 确定计算功率P为所需传递的额定功率就是电动机额定功率此输送机每日两班制就是工作16小时,且工作载荷平稳。由课本文献【2】P156表8-8查得,工作情况系数=1.2则=1.2*3=3.6kw 选择V带型
12、号小带轮转速即电动机满载转速=960r/min根据=1.2*3=3.6kw和=960r/min查文献【2】图8-9,选取带型为普通V带A型。 确定带轮的基准直径,并验算带速度v根据V带的带型和电动机的中心高100mm,查文献【2】表8-9选取小带轮的基准直径=125mm验算带速=6.28m/s因为带速不宜过高,一般在5m/sv120 计算带的根数z查文献【2】表8-4插值得P0=1.3816kw查文献【2】表8-5插值得P0=0.1116kw查文献【2】表8-6得=0.96查文献【2】表8-2得=0.96则=2.61故取z=3根 计算单根V带的初拉力F0由文献【2】表8-3得A型带的单位长度质
13、量q=0.105kg/m,所以 计算压轴力=2*4*114*sin161.28/2=900N带型计算功率/kw带速v/(m/s)中心距a/mm基准长度/mm小带轮包角根数z小带轮直径/mm大带轮直径/mmA3.66.28415.61630162.763125250表4 V带的相关数据 带轮的结构设计 由电动机的外形和安装尺寸知,大带轮采用孔板式、小带轮采用实心式的铸造带轮。因为选用普通A型V带轮,查文献【2】表8-11知轮槽截面尺寸:e=150.3mm,=9mm,=11mm,=2.75mm,=8.7mm,=6mm 则带轮轮缘宽度B=(z-1)*e+2f=480.6mm,取B=48mm对小带轮:
14、 小带轮的基准直径=125mm, 则=125+2*2.75=130.5mm初选孔径d=28mm则d1=(1.82)d=53mm,L=(1.52)d=49mm对大带轮: 大带轮的基准直径=250mm, 则=250+2*2.75=255.5mm也初选孔径d=24mm,则d1=(1.82)d=46mm=255.5-2*(2.72+6)=238.06mm=143.53mm=47.265mmS=(1/71/4)B=50/5=10mm据文献【2】式(8-14),带传动实际平均传动比为,取,则=2.032. 齿轮传动的设计计算1) .材料及热处理:高速级:选择大齿轮材料为45钢(调质处理)硬度为240HBS
15、,软齿面小齿轮材料为45Cr(调质处理)硬度为280HBS,软齿面带式运输机为一般工作机器,速度不高,选用7级精度低速轴:选择大齿轮材料为45钢(正火处理)硬度为190HBS,软齿面小齿轮材料为45钢(调质处理)硬度为230HBS,软齿面带式运输机为一般工作机器,速度不高,选用7级精度2) 初选高速级小齿轮齿数Z1=30, 则高速级大齿轮齿数Z2=i12*z1=3.5*30=105,所以取Z2=105,则齿数比u1=3.53) 初选低速级小齿轮齿数z1=30, 则低速级大齿轮齿数z2=i34*z1=2.7*30=81,所以取z2=81,则齿数比u2=2.74) 按齿面接触强度设计 确定公式内的
16、各计算数值a. 试选Kt1.3b. 查表选取尺宽系数1c. 查表得材料的弹性影响系数=189.8d. 按齿面硬度查表10-25d得 高速级:小齿轮的接触疲劳强度极限Hlim1=600MPa 大齿轮的接触疲劳强度极限Hlim2550MPas低速级:小齿轮的接触疲劳强度极限Hlim1=570MPa 大齿轮的接触疲劳强度极限Hlim2310MPase. 计算应力循环次数高速轴:604801(283658)N1/i12低速轴:601361(283003)N2/i34/2.7=式中j为每转一圈同一齿面的啮合次数。Lh为齿轮的工作寿命,单位小时f. 查表得接触疲劳寿命系数高速轴:KHN10.9;KHN20
17、.95低速轴:KHN10.92;KHN20.95 g. 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1,安全系数S1高速轴: =0.9*600/1=540Mpa =523Mpa低速轴: =0.92*620/1=570.4Mpa =0.95*340/1=513Mpa5) 计算 计算两级小齿轮分度圆直径=46.39mm =70.43mm 计算圆周速度高速级:V1=3.14*d1t*n1/(60*1000)=3.14*46.93*480/60000=1.166m/s低速级:V2=3.14*d2t*n2/(60*1000)=3.14*101.96*137.1/60000=0.53m/s 计算齿宽b高速级:=1*4
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