机械设计课程设计:螺旋输送机传动装置.doc
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1、机械设计课程设计:螺旋输送机 传动装置学校:华南农业大学学院:工程学院班级:制作小组:制作人: 辅导老师: 目 录摘要 1设计要求 2螺旋输送机传动简图 2第一章 :电动机的选择1.1:选择电动机 31.2:选择电动机的功率 31.3:选择电动机的转速 31.4:确定传动装置总传动比及其分配 41.5:计算传动装置的运动和动力参数 5第二章 :普通V带的设计计算2.1:确定计算功率 62.2:选取普通V带的型号 62.3:确定带轮基准直径和 62.4:验算带速 62.5:确定V带基准长度和中心距 72.6:验算小带轮上的包角 72.7:确定V带的根数 82.8:确定带的初拉力v 82.9:计算
2、带传动的轴压力 92.10:V带轮的结构设计 9第三章 :单极齿轮传动设计3.1:选择齿轮类型、材料、精度及参数 113.2:按齿面接触疲劳强度设计 113.3:按齿根弯曲疲劳强度设计 143.4:几何尺寸计算 173.5齿轮结构设计 19第四章 :轴的设计计算第一节 :输入轴的设计4.1:输入轴的设计 194.2:输入轴的受力分析 224.3:判断危险截面和校核 25第二节 :输出轴的设计4.1:输出轴的设计 254.2:输出轴的受力分析 284.3:判断危险截面和校核 31第五章 :轴承的计算与选择5.1:轴承类型的选择 315.2:轴承代号的确定 325.3:轴承的校核 32第六章 :平
3、键的计算和选择6.1:高速轴与V带轮用键连接 356.2:低速轴与大齿轮用键连接 366.3:低速轴与联轴器用键连接 36第七章 :联轴器的计算和选择7.1:类型的选择 377.2:载荷计算 377.3:型号的选择 37第八章 :减速器密封装置的选择8.1:输入轴的密封选择 388.2:输出轴的密封选择 38第九章 :减速器的润滑设计9.1:齿轮的润滑 389.2:轴承的润滑 39第十章 :减速箱结构尺寸的设计10.1:箱体的结构尺寸 38设计小结 41参考文献 42摘 要螺旋输送机是一种不具有挠性牵引构件的旋转类型的物料输送机械,俗称绞龙,是矿产、饲料、粮油、建筑业中用途较广的一种输送设备,
4、由钢材做成的,用于输送温度较高的粉末或者固体颗粒等化工、建材用产品。螺旋输送机的结构简单、横截面尺寸小、密封性好、工作可靠、制造成本低,便于中间装料和卸料,输送方向可逆向,也可同时向相反两个方向输送。如果从输送物料位移方向的角度划分,螺旋输送机分为水平式螺旋输送机和垂直式螺旋输送机两大类型,主要用于对各种粉状、颗粒状和小块状等松散物料的水平输送和垂直提升。其中,螺旋输送机的传动装置是必不可少的重要部分,本次小组设计的是水平螺旋输送机,由电机带动,V带传动,经减速器减速然后带动输送机。螺旋输送机的广泛应用对于提高劳动生产率,实现物料输送过程的机械化和自动化,都具有重要的现实意义。关键字:螺旋输送
5、机、减速器、物料输送设计要求:螺旋输送机题目:设计一个螺旋输送机传动装置,用普通V带传动和圆柱齿轮传动组成减速器。输送物料为粉状或碎粒物料,运送方向不变。工作时载荷基本稳定,二班制,使用期限10年(每年工作日300天),大修期四年,小批量生产。工作量:一张A0装配图,零件图3-4张,不少于30页设计计算说明书。原始数据:输送机主轴功率():5.6 输送机主轴转速():100螺旋输送机传动简图: 图1 螺旋输送机传动装置简图 1螺旋输送器 21级直齿圆柱齿轮减速器 3V带传动 4电动机 5联轴器计算项目计算过程计算结果第一章:电动机的选择1.1:选择电动机Y系列异步电动机运行可靠、寿命长、使用维
6、护方便、性能优良、体积小、重量轻、转动惯量小、用料省等优点,完全符合工作要求和工作条件。故选用Y系列异步电动机。Y系列异步电动机1.2:选择电动机的功率电动机所需的功率: 式中:安全系数,考虑过载或功耗波动等影响,取1.3; 输送机主轴功率,数值为5.6kW; 传动装置的总传动效率 分别为V带传动,一对圆柱齿轮,一对滚动轴承,十字滑块联轴器的传动效率,查得; 1.3:选择电动机的转速续1.3:选择电动机的转速根据输送机主轴转速n及机械传动效率概率值和传动比范围取得普通V带传动比,单级圆柱齿轮减速器的传动比,可计算电动机转速合理转速范围为 综上所述,根据ZB/TK 22007-1988,JB/T
7、 5274-1991,取型号为Y160M-4的电动机,其技术数据如下:电动机型号固定 功率/kW满载 转速起动转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩电动机轴伸出端直径/mm电动机伸出端安装长度/mm电动机中心高度/mm电动机外形尺寸 长宽高/mmY160M-41114602.22.242k6110160600 330 385 电动机的安装及有关尺寸底脚安装尺寸AB地脚螺栓孔尺寸K轴承尺寸DE装键部位尺寸Fh15421101281.4:确定传动装置总传动比及其分配传动装置的总传动比: 取V带传动比,则单级圆柱齿轮减速器传动比为1.5:计算传动装置的运动和动力参数1.5.1:计算各轴输入功率 电动机轴:
8、 轴(减速器高速轴) 轴(减速器低速轴)1.5.2:计算各轴转速电动机轴: 轴I: 轴II: 1.5.3:计算各轴转矩电动机轴:轴I:轴II: 第二章:普通V带的设计计算2.1:确定计算功率 确定工作系数:由于载荷变动小,空、轻载起动,每天工作两班制,选取,故2.2:选取普通V带的型号根据和,确定选用A型V带。A型2.3:确定带轮基准直径和取主动轮的基准直径, 从动轮基准直径为:为滑移率,一般取(1%2%),此处取0.01。按普通V带轮的基准直径系列,取,这样使从动轮增加。从动轮转速:转速的相对误差为:在允许误差范围内。2.4:验算带速带速:因为在允许范围内,所以带速合适。2.5:确定V带基准
9、长度和中心距带的传动中心距为:得:初定中心距为500mm。 计算相应带长: 选取带的基准长度。传动的实际中心距:考虑安装调整和保持张紧力的需要,中心距的变动调整范围为:2.6:验算小带轮上的包角小齿轮包角: 包角合理。2.7:确定V带的根数V带的根数:根据型带,取单根V带的额定功率根据型带,取单根V带的额定功率增量根据包角,取包角修正系数根据型带,取普通V带的带长修正系数代入数据: 选取根。2.8:确定带的初拉力带的初拉力:根据型带,V带的单位长度的质量代入数据: 2.9:计算带传动的轴压力带传动的轴压力: 2.10:V带轮的结构设计续:V带轮的结构设计带轮材料;选用灰铸铁HT150。根据槽型
10、为:查得有关齿槽截面尺寸的数据,单位:mm,与相对应的主动带轮的结构尺寸:确定尺寸如下:因为,所以结构型式采用实心式,设计参数如下:,式中与电机输出轴配合,取定,取,取且外根据直径,取从动带轮的结构尺寸:因为结构型式采用轮辐式,设计参数如下:,式中与减速器输入轴配合,取定,,取取根据直径,取式中:为传递的功率, 为带轮的转速,; 为轮辐数。单位:第三章:单极齿轮传动设计3.1:选择齿轮类型、材料、精度及参数根据工作条件、要求和上文的传递效率的设计(1)选择直齿轮传动(2)选取齿轮精度8级精度(3)取小齿轮材料为40Cr(调质)、硬度为280HBS;大齿轮材料为45钢、调质硬度为240HBS(4
11、)取小齿轮齿数,大齿轮直齿轮8级精度40Cr3.2:按齿面接触疲劳强度设计续3.2:按齿面接触疲劳强度设计续3.2:按齿面接触疲劳强度设计续3.2:按齿面接触疲劳强度设计小齿轮分度圆直径设计公式: 3.2.1 确定计算参数 1.齿轮按标准中心距安装,啮合角=节圆压力角=; 2.试选接触疲劳强度计算的载荷系数; 3.计算小齿轮传递的转矩: 4.选取齿宽系数为 5.区域系数: 6.查得材料的弹性影响系数 7接触疲劳强度用重合度系数由式和 计算: 8.计算接触疲劳许用应力 查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为计算应力循环次数:查表取接触疲劳寿命系数取失效概率为1%,安全系数,由式得 取中的较小者作
12、为该齿轮副的接触疲劳许用应力,即:3.2.2 试算小齿轮分度圆直径 =62.935mm3.2.3 调整小齿轮分度圆直径 3.2.3.1 计算实际载荷系数前的数据准备 1、圆周速度v 2、齿宽b 3.2.3.2、计算实际载荷系数系数 1、查得使用系数 2、根据8级精度查得动载系数 3、齿轮的圆周力 查表得齿间载荷分配系数 由文献,得8级精度、小齿轮相对支承对称布置时,得齿间载荷分布系数,于是得到实际载荷系数: 4、按实际载荷系数算得的分度圆直径 及相应的齿轮模数 =3.3:按齿根弯曲疲劳强度设计续3.3:按齿根弯曲疲劳强度设计续3.3:按齿根弯曲疲劳强度设计续3.3:按齿根弯曲疲劳强度设计根据下
13、式计算模数: 3.3.1、确定公式中的各参数值 1、试选2、 计算弯曲疲劳强度用重合度系数 3、计算 (1)据文献,查得齿形系数 (2)据文献,查得应力修正系数 (3)据文献,查得小齿轮和大齿轮的齿根弯曲疲劳极限分 别为 (4)据文献,查得弯曲疲劳寿命系数、 (5)取弯曲疲劳安全系数,得: 因为大齿轮的大于小齿轮,所以取 =4、试算模数 3.3.2、调整齿轮模数1、计算实际载荷系数前的数据准备(1)圆周速度 (2) 齿宽b (3)宽高比 2、 计算实际载荷系数 (1)、根据,8级精度,查得动载系数 (2)、计算齿间载荷分配系数 由文献查得齿间载荷分配系数 (3)、由文献查得 (4)、结合,查文
14、献,得 则载荷系数为: 3、按实际载荷系数算得的齿轮模数 对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数,由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度提供的承载能力,而齿面接触疲劳强度所决定的的承载能力,仅于齿轮直径(即模数与齿轮的乘积)有关,可取弯曲强度的模数1.835mm并就近圆整为标准值m=2mm,按接触疲劳强度算的分度圆直径d=69.57mm,算出小齿轮齿数取,则大齿轮齿数这样设计出的齿轮传动,既满足了齿面接触疲劳强度,又满足齿根弯曲疲劳强度,并做到结构紧凑,避免浪费。=3.4:几何尺寸计算续3.4:几何尺寸计算 1、计算分度圆直径 2、计算中心距 3、计算齿轮
15、宽度 考虑不可避免的安装误差,为了保证设计齿宽和节省材料。一般将小齿轮略微加宽,取,而大齿轮的齿宽等于设计齿宽,即齿轮几何尺寸计算结果列于下表:名称代号计算公式小齿轮大齿轮中心距210传动比5模数m2压力角2020齿数z35175分度圆直径d70350齿顶圆直径144354齿根圆直径135345齿宽b7570齿距p6.28法向齿距5.90齿厚s3.14齿槽宽e3.14顶隙c0.5表中,为齿顶高系数(=1);为顶隙系数(=0.25)。3.5齿轮结构设计小齿轮齿顶圆直径160mm,采用实心式结构,决定把输入轴设计为齿轮轴;大齿轮齿顶圆直径500mm,采用腹板式结构;结构如下表;实心式腹板式大齿轮腹
16、板式结构参数:代号计算公式大齿轮(mm)354326由轴的强度及结构要求计算确定64102.4214.267.087021第四章:轴的设计计算第一节 :输入轴的设计4.1:输入轴的设计:续4.1:输入轴的设计:续4.1:输入轴的设计:4.1.1:选取轴的材料和热处理方法:选取轴的材料为45钢,经过调质处理,硬度。4.1.2:初步估算轴的直径:根据选用材料为45钢,的范围为,选取值为120,高速轴功率,代入数据:考虑到轴的外伸端上开有键槽,将计算轴颈增大3%7%后,取标准直径为45mm。4.1.3:输入轴的结构设计: 输入轴系的主要零部件包括一对深沟球轴承,考虑到轴的最小直径为45mm,而差速器
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