带式运输机传动装置的设计.doc
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1、. .西安科技大学高新学院课程设计报告学 院 机电信息学院 课 程 带式运输机传动装置的设计 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 机械 姓 名 学 号 指导教师 日 期 2015年1月14日 课程设计目的1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先修课程的理论,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的知识;2通过制定设计方案合理选择传动机构和零件类型,正确计算零件工作能力、确定尺寸和选择材料,以及较全面的考虑制造工艺、使用和维护等要求,进行结构设计,达到了解和掌握机械零件、机械传动装置的设计过程和方法;3进行设计基本技能的训练。例如计算、绘
2、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、进行经验估算和处理数据的能力。在本课程设计鼓励采用计算机绘图。课程设计要求用计算机绘制减速器装配图1张(A0或A1号图纸)标题栏、明细表和技术要求均要写上,绘制零件图2张(A3或A4号图纸),分别是齿轮、轴,然后编写一份设计说明书。课程设计注意事项1、 设计过程,轴的结构设计和减速器的外形尺寸的确定很难,一定要认真查阅相关资料,认真计算;2、 在设计过程中,充分发挥自己的独立工作能力及创造能力,对每个问题都应进行分析、比较,并提出自己的见解;3、 随时复习教科书、听课笔记及习题;4、 及时了解有关资料,做好准备工作,充分发挥自
3、己的主观能动性和创造性;5、 认真计算和制图,保证计算正确和图纸质量;课程设计内容 设计参数: 1、运输带工作拉力: F = 2.2 kN; 2、运输带工作速度: v = 1 m/s; 3、卷筒直径: D = 290 mm; 4、连续单向运转,载荷较平稳; 5、使用寿命:使用年限8年; 6、每年工作250天;. .课程设计简要操作步骤1、 传动装置的总体设计方案;2、 电动机的选择;3、 传动装置的运动和动力参数;4、 齿轮几何尺寸计算;5、 齿轮材料选择和强度计算;6、 轴的结构设计和强度校核;7、 键连接设计计算;8、 轴承选择、寿命计算;9、 结构及其附件的设计;10、 联轴器、润滑密封
4、和连接键的选择和校验计算;11、 画装配图和零件工作图;课程设计心得体会 大学以来学了理论力学,材料力学,机械原理,机械设计,互换性与测量基础,工程材料与成型技术基础,还真不知道它们有什么用,我能将它们用在什么地方。通过这次课程设计,我发现以前学的理论基础课程还不是很牢固,没有真正联系实际。自己设计的数据和实践有很大差距,有的不符合机械设计指导书上的要求,还有就是知识的遗忘性大,不会将所学的知识融会贯通等等。这次设计培养了我综合应用机械设计课程及其他课程的理论知识和应用生产实际知识解决工程实际问题的能力,在设计的过程中还培养出了我们的团队精神,大家共同解决了许多个人无法解决的问题,在这些过程中
5、我们深刻地认识到了自己在知识的理解和接受应用方面的不足,在今后的学习过程中我们会更加努力。课程设计评语及成绩评 语成 绩指导教师(签名)日期:附件:. .摘 要 齿轮传动是应用极为广泛和特别重要的一种机械传动形式,它可以用来在空间的任意轴之间传递运动和动力,目前齿轮传动装置正逐步向小型化,高速化,低噪声,高可靠性和硬齿面技术方向发展,齿轮传动具有传动平稳可靠,传动效率高(一般可以达到94%以上,精度较高的圆柱齿轮副可以达到99%),传递功率范围广(可以从仪表中齿轮微小功率的传动到大型动力机械几万千瓦功率的传动)速度范围广(齿轮的圆周速度可以从0.1m/s到200m/s或更高,转速可以从1r/m
6、in到20000r/min或更高),结构紧凑,维护方便等优点。因此,它在各种机械设备和仪器仪表中被广泛使用。本文设计的就是一种典型的一级圆柱直齿轮减速器的传动装置。其中小齿轮材料为40Cr(调质),硬度约为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质),硬度约为240HBS,齿轮精度等级为7级。轴、轴承、键均选用钢质材料。关键词:减速器、齿轮、轴、轴承、键、联轴器目录一 设计内容及计算项目11.1 传动方案拟定11.2 电动机选择11.3 确定电动机转速11.4 确定电动机型号21.5 计算总传动比及分配各级的传动比21.6 计算运动和动力参数2二 传动零部件的设计计算42.1 确定计算功率并选择V
7、带的带型42.2确定带轮的基准直径并验算带速42.3 计算大带轮的基准直径42.4 确定V带的中心距和基准长度42.5 计算实际中心距42.6 计算带的根数5三 齿轮的设计计算63.1 齿轮材料和热处理的选择63.2 齿轮几何尺寸的设计计算63.3 齿轮弯曲强度校核83.4 齿轮几何尺寸的确定93.5 齿轮的结构设计9四 轴的设计计算114.1 轴的材料和热处理的选择114.2 轴的设计114.3 高速轴的设计114.4低速轴的设计14五 键的校核195.1高速轴上键的校核195.2低速轴上键的校核19六 轴承寿命的验算206.1高速轴上轴承的寿命校核206.2 低速轴上轴承的寿命校核21七
8、其他零部件设计23八 润滑密封及其它258.1 润滑258.2 密封258.3 其它25九 减速器附件的选择确定269.1 箱体主要结构尺寸计算26十 制造、安装及使用说明2710.1 制造要求2710.2 安装要求2710.3 使用说明27十二 设计总结29参考文献30致谢31. .一 设计内容及计算项目1.1 传动方案拟定(1)工作条件:两班制,连续单向运转,载荷较平稳,室内工作;使用年限:8年,年工作250天;检修间隔期:四年大修(轴承寿命),二年小修;动力来源:电力,三相交流,电压380/220 V;运输带速度允许误差:5%;制造条件及生产批量:一般机械厂制造,小批量生产。该工作机有轻
9、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。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。(2)原始数据:运输带工作拉力: F = 2.2 kN; 运输带工作速度: v
10、 = 1 m/s; 滚筒直径: D = 290 mm;1.2 电动机选择1、电动机类型的选择:型号 Y132-6电动机2、电动机功率选择:(1)传动装置的总功率: (1-1) (1-2) (1-3) (1-4)1.3 确定电动机转速计算滚筒工作转速: (1-5)按手册推荐的传动比合理范围,取圆柱齿轮传动一比范围=35。取V带传动比=24,则总传动比理时范围为=620。故电动机转速的可选范围为=3951317r/min符合这一范围的同步转速有750和1000r/min等。根据容量和转速,由有关手册查出有三种适用的电动机型号,综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比,可见第
11、2方案比较适合,则选n=1000r/min。1.4 确定电动机型号根据以上选用的电动机类型,所需的额定功率及同步转速,查表可以确定选择电动机型号为Y132-6。其主要参数见表1-1。表1-1电动机型号参数型号额定功率/KW满载转速r/min同步转速r/minY132-639601000 1.5 计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比:=14.58 (1-6)2、分配各级伟动比 = (1-7) 取V带,=3(单级减速器i=24合理) (1-8)1.6 计算运动和动力参数1、计算各轴转速(r/min) = (1-9) 65.86r/min (1-10)2、计算各轴扭矩(Nm) (1-11) (
12、1-12) 电动机输出轴:=9.55=9.55=71.92(Nm) (1-13)=9.55=9.55=336.41(Nm) (1-14)传动装置的运动参数和动力参数参数见表12表12 传动装置的运动参数和动力参数轴号转速(r/min)输入功率(kW)输入转矩(Nm)I3202.4171.92II65.862.32336.41二 传动零部件的设计计算2.1 确定计算功率并选择V带的带型1、确定计算工率由机械设计课本表510查的工作情况系数,故 (2-1)2、选择V带的带型根据,由机械设计课本图59选用A型。2.2确定带轮的基准直径并验算带速1、初选小带轮的基准直径。查表,取小带轮的基准直径。2、
13、验算带速。验算带的速度 (2-2)因为,故带速合适。2.3 计算大带轮的基准直径计算大带轮的基准直径 (2-3)故圆的基准直径为。2.4 确定V带的中心距和基准长度初定中心距为。计算所需基准长度 (2-4)查表选带轮基准长度。2.5 计算实际中心距 (2-5)中心距的变化范围为。 验算带轮包角 (2-6)2.6 计算带的根数1、计算单根V带的额定功率由和,查表得根据,和A型带查表得查表得,表82得,于是 (2-7)2、计算V带的根数Z 取3根 (2-8)3、确定带的初拉力和压轴力由表1表83得A型带单位长度质量,所以 (2-9)应使带的实际初拉力压轴力最小值 (2-9)三 齿轮的设计计算3.1
14、 齿轮材料和热处理的选择小齿轮选用45号钢,调质处理,硬度为280HBS。大齿轮选用45号钢,正火处理,硬度为240HBS。3.2 齿轮几何尺寸的设计计算按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸由机械零件设计手册查得 ,SHlim = 1 (3-1) (3-2) (3-3)由机械零件设计手册查得 接触疲劳强度: 弯曲疲劳强度寿命系数: 取失效率为1%,安全系数S=1。 由 (3-4) (3-5) (3-6) (3-7)1、 小齿轮的转矩 (3-8) (3-9) (3-10)2、 选载荷系数K由原动机为电动机,工作机为带式输送机,载荷平稳,齿轮在两轴承对称布置。查机械原理与机械零件中表得,取K1。3、
15、计算齿数比 =4.864、 选择齿宽系数 根据齿轮为软齿轮在两轴承间为对称布置。查机械原理与机械零件表得,取,查得材料的弹性影响系数,标准齿轮。5、 计算小齿轮分度圆直径 (3-11) 6、 确定齿轮模数m (3-12) m =(0.0070.02)a = (0.0070.02)157.69=1.13.15 (3-13) 取m=27、 确定齿轮的齿数和 取 Z1 = 26 (3-14) 取 Z2 = 126 (3-15)8、实际齿数比 (3-16)齿数比相对误差 (3-17)/=2.19/176=0.0124 (3-24)计算大齿轮齿根弯曲应力为: (3-25) 故齿轮的弯曲强度足够。3.4
16、齿轮几何尺寸的确定根据齿顶圆直径由机械零件设计手册得 h*a =1,c* = 0.25 (3-26) (3-27)齿距: P = 23.14=6.28(mm) (3-28)齿根高: (3-29)齿顶高: (3-30)齿根圆直径: (3-31) (3-31)3.5 齿轮的结构设计 小齿轮采用齿轮轴结构,大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构大齿轮的关尺寸计算如下:轴孔直径: d=50 (3-32)轮毂直径: =1.6d=1.650=80 (3-33)轮毂长度: (3-25) (3-34)轮缘厚度: 0 = (34)m = 68(mm) 取 =8轮缘内径: =-2h-2=256-24.5-28 = 221
17、(mm) (3-35)取D2 = 220(mm) 腹板厚度 (3-36)取c=16(mm)腹板中心孔直径=0.5(+)=0.5(80+221)=150.5(mm) (3-37)腹板孔直径=0.25(-)=0.25(221-80)=35.25(mm) (3-38) 取=30(mm) (3-39)齿轮倒角n=0.5m=0.52=1 (3-40)齿轮结构如图3-1所示:图3-1齿轮结构四 轴的设计计算4.1 轴的材料和热处理的选择由机械零件设计手册中的图表查得选45号钢,调质处理,HB217255,=640MPa =355MPa =275MPa4.2 轴的设计齿轮机构的参数见表4-1: 表4-1 齿
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- 运输机 传动 装置 设计
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