带式输送机传带式输送机传动装置设计.docx
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1、带式输送机传动装置设计目录第一部分 设计技术要求4第二部分 传动装置总体设计方案5第三部分 电动机的选择53.1 电动机的选择53.2 确定传动装置的总传动比和分配传动比6第四部分 计算传动装置的运动和动力参数7第五部分 V 带的设计85.1 V 带的设计与计算85.2 带轮的结构设计11第六部分 齿轮传动的设计12第七部分 传动轴和传动轴承及联轴器的设计187.1 输入轴的设计187.2 输出轴的设计23第八部分 键联接的选择及校核计算298.1 输入轴键选择与校核298.2 输出轴键选择与校核29第九部分 轴承的选择及校核计算3019.1 输入轴的轴承计算与校核309.2 输出轴的轴承计算
2、与校核30第十部分 联轴器的选择31第十一部分 减速器的润滑和密封3311.1 减速器的润滑3211.2 减速器的密封33第十二部分 减速器附件及箱体主要结构尺寸33设计小结36参考文献36第一部分设计技术要求2一、初始数据设计一级直齿圆柱齿轮减速器,初始数据电机型号:Y112M-4 N=4KW,V = 2m/s,D = 500mm,设计年限(寿命):10 年,每天工作班制(8 小时/班):2 班制,每年工作天数:300 天,三相交流电源,电压 380/220V。二. 设计步骤1. 传动装置总体设计方案2. 电动机的选择3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比4. 计算传动装置的运动和动力参数
3、5. 设计 V 带和带轮6. 齿轮的设计7. 滚动轴承和传动轴的设计8. 键联接设计9. 箱体结构设计10. 润滑密封设计11. 联轴器设计第二部分传动装置总体设计方案一. 传动方案特点1. 组成:传动装置由电机、V 带、减速器、工作机组成。2. 特点:齿轮相对于轴承对称分布。33. 确定传动方案:考虑到电机转速高,V 带具有缓冲吸振能力,将V 带设置在高速级。选择 V 带传动和一级直齿圆柱齿轮减速器。二. 计算传动装置总效率ha=h1h23h3h4h5=0.960.9930.970.990.96=0.859h1 为 V 带的效率,h2 为轴承的效率,h3 为齿轮啮合传动的效率,h4 为联轴器
4、的效率,h5 为工作装置的效率。第三部分电动机的选择3.1 电动机的选择圆周速度 v:v=2m/s工作机的转速为:经查表按推荐的传动比合理范围,V 带传动的传动比 i1=24,一级圆柱直齿轮减速器传动比 i2=26,则总传动比合理范围为 ia=424,电动机转速的可选范围为 nd = ian = (424)76.4 = 305.61833.6r/min。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比,选定型号为 Y112M-4 的三相异步电动机,额定功率为 4KW,满载转速 nm=1440r/min,同步转速 1500r/min。电动机主要外形尺寸:4中心高外形尺寸地脚螺栓
5、安地脚螺栓孔装尺寸直径电动机轴伸出段尺寸键尺寸HLHDABKDEFG112mm40026519014012mm3.2确定传动装置的总传动比和分配传动比2860824(1) 总传动比:由选定的电动机满载转速 n 和工作机主动轴转速 n,可得传动装置总传动比为:(2) 分配传动装置传动比:式中 i0、i 分别为带传动和减速器的传动比。为使V 带传动外廓尺寸不致过大,初步取 i0=4,则减速器传动比为:5第四部分计算传动装置的运动和动力参数(1)各轴转速:输入轴:输出轴:工作机轴:(2)各轴输入功率: 输入轴:n _=.监.Jlll=1 4 钊=360r/min,l14_jn,360叮=76.4 3
6、1/ mini4.71.1Ol= n,ll.=76.43r/ min片P lllx” =4 x0.96 =3,B:4Kw输出轴:PII= P- I x,lnLI.:!.x,lnll:.J,.:=3貂x 0.99)(0. 97 =3.69Kw工作机轴:pll l = PII:)(ll2 ll(,lh=3”,69 )(0.9 沪 0.99 ee 3,b2Kw则各轴的输出功率: 输入轴:P= P广见3_8 心 0.99=3 .BKw输出轴:PII= P- Jl叮2 = 3.6 扣 0.99 = 3.,6 5k w工作机轴:6P = P xn =3.6 2x0 9 9 = 3.5 8Kw 川出2(3)
7、各轴输入转矩:电动机轴输出转矩:P4Td.=- 9- 5- 5- 0 xI.1,11.=-9-5 - 5-0 x1 44- 0= 26 .5 3 Nm.输入轴:P3.84f .=955O x:.1= 9 550 x.:.:.:= 1 0 1.87 N ml斗3 6 0输出轴:i .= 9 5 50 x-P =9 5 5 0 X 3.69 = 46 1.0 7 N m且I. - - -11!D - - - -76 . 生3工作机轴:i _ = 9 5 5 0 P l=9 550 x 3.6 2 =-452.32Nm1正且111 - l 勺 II - - - -7 6.43各轴输出转矩为: 输入轴
8、:IT,= T,I x1I11,!= 10 L 87x0.99 =1010 . 85N w.输出轴:T11:= T-11又见 钰 1.0 7 x r0,99= 45 6.46 Nm工作机轴:T1 I1ll1= T-I11l1lx 飞 452. 32对 ,9 9=447.8N017第五部分V 带的设计5.1 V 带的设计与计算1. 确定计算功率 PcaA由表查得工作情况系数 K = 1.2,故2. 选择 V 带的带型m根据 Pca、n 由图选用A 型。d3. 确定带轮的基准直径 d 并验算带速 vd1d11) 初选小带轮的基准直径 d 。由表,取小带轮的基准直径d= 90 mm。2) 验算带速
9、v。按课本公式验算带的速度因为 5 m/s v 30m/s,故带速合适。 3)计算大带轮的基准直径。根据课本公式,计算大带轮的基准直径d2d根据课本查表,取标准值为 d= 355 mm。4.确定 V 带的中心距 a 和基准长度 L01) 根据课本公式,初定中心距 a = 500 mm。2) 由课本公式计算带所需的基准长度d由表选带的基准长度 L = 1750 mm。03) 按课本公式计算实际中心距 a 。8按课本公式,中心距变化范围为 482 560 mm。5.验算小带轮上的包角a16. 计算带的根数 z1) 计算单根 V 带的额定功率 Pr。由 dd1 = 90 mm 和nm = 1440
10、r/min,查表得 P0 = 1.06 kW。根据 nm = 1440 r/min,i0 = 4 和 A 型带,查表得DP0 = 0.17 kW。查表得 Ka = 0.92,查表得 KL = 1,于是2) 计算 V 带的根数 z取 5 根。7. 计算单根 V 带的初拉力 F0由表查得 A 型带的单位长度质量 q = 0.105 kg/m,所以8. 计算压轴力 FP9. 主要设计结论带型小带轮基准直径dd1A 型90mm根数大带轮基准直径dd25 根355mm9V 带中心距 a 小带轮包角1单根V 带初拉力F0508mm 150.1126.41N带基准长度 Ld 带速压轴力 Fp1750mm 6
11、.78m/s1221.1N5.2 带轮结构设计1. 小带轮的结构设计1) 小带轮的结构图2) 小带轮主要尺寸计算代号名称内孔直径 d 分度圆直径 dd1计算公式电动机轴直径 D代入数据D = 28mm尺寸取值28mm 90mmdadd1+2ha90+22.7595.5mmd1B(1.82)d(z-1)e+2f(1.82)28(5-1)15+2956mm78mm10L(1.52)B(1.52)78117mm2. 大带轮的结构设计1) 大带轮的结构图2) 大带轮主要尺寸计算代号名称内孔直径 d 分度圆直径 dd2计算公式输入轴最小直径代入数据D = 26mm尺寸取值26mm 355mmdadd1+
12、2ha355+22.75360.5mmd1(1.82)d(1.82)2652mmB(z-1)e+2f(5-1)15+2978mmL(1.52)d(1.52)2652mm1第六部分齿轮传动的设计1. 选精度等级、材料及齿数(1) 材料选择:由表选小齿轮材料为 40Cr 调质处理,硬度范围取为 280HBS, 大齿轮材料为 45 钢调质处理,硬度范围取为 240HBS。(2) 一般工作机器,选用 8 级精度。122(3)选小齿轮齿数 Z = 27,大齿轮齿数 Z = 274.71 = 127.17,取 Z = 127。(4)压力角= 20。2. 按齿面接触疲劳强度设计(1) 由式试算小齿轮分度圆直
13、径,即1) 确定公式中的各参数值。Ht试选载荷系数 K= 1.3。计算小齿轮传递的转矩选取齿宽系数d = 1。H由图查取区域系数 Z = 2.5。查表得材料的弹性影响系数计算接触疲劳强度用重合度系数 Z 。端面压力角:12端面重合度:重合度系数:计算接触疲劳许用应力sH查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为sHlim1 = 600MPa、sHlim2 = 550 MPa。计算应力循环次数:查取接触疲劳寿命系数:KHN1 = 0.88、KHN2 = 0.91。取失效概率为 1%,安全系数 S=1,得:取sH1 和sH2 中的较小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力,即2) 试算小齿轮分度圆直径13(
14、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 v齿宽 bH2) 计算实际载荷系数 KA由表查得使用系数 K = 1.25。V根据 v = 1.13 m/s、8 级精度,由图查得动载系数 K = 1.08。齿轮的圆周力H查表得齿间载荷分配系数 K a = 1.2。H由表用插值法查得 8 级精度、小齿轮相对支承对称布置时,K b = 1.348。由此,得到实际载荷系数3) 可得按实际载荷系数算的的分度圆直径及相应的齿轮模数14模数取为标准值 m = 2.5 mm。3.几何尺寸计算(1) 计算分度圆直径(2) 计算中心距(3) 计算齿轮宽度21取 b = 68、b = 73。
15、4.校核齿根弯曲疲劳强度(1)齿根弯曲疲劳强度条件1) 确定公式中各参数值e计算弯曲疲劳强度用重合度系数 Y由齿数,查图得齿形系数和应力修正系数F计算实际载荷系数 KY= 2.56Y= 2.17Fa1Fa2Y= 1.62Y= 1.83Sa1Sa2F由表查得齿间载荷分配系数 K a = 1.2HF根据 K b = 1.348,结合b/h = 12.09 查图得 K b=1.31815则载荷系数为计算齿根弯曲疲劳许用应力sF查得小齿轮和大齿轮的弯曲疲劳极限分别为sFlim1 = 500 MPa、sFlim2 = 380 MPa。由图查取弯曲疲劳寿命系数 KFN1 = 0.85、KFN2 = 0.8
16、7取安全系数 S=1.4,得2) 齿根弯曲疲劳强度校核齿根弯曲疲劳强度满足要求。主要设计结论齿数 Z1 = 27、Z2 = 127,模数 m = 2.5 mm,压力角a = 20,中心距 a = 192.5 mm,齿宽 b1 = 73 mm、b2 = 68 mm。齿轮参数总结和计算代号名称模数 m 齿数 z计算公式高速级小齿轮2.5mm 27高速级大齿轮2.5mm 127齿宽 b分度圆直径 d73mm67.5mm68mm317.5mm16齿顶高系数 ha1.01.0顶隙系数 c齿顶高 hamha0.252.5mm0.252.5mm齿根高 hfm(ha+c)3.125mm3.125mm全齿高 h
17、ha+hf5.625mm5.625mm齿顶圆直径 dad+2ha72.5mm322.5mm齿根圆直径 dfd-2hf61.25mm311.25mm17第七部分传动轴和传动轴承及联轴器的设计7.1 输入轴的设计111. 输入轴上的功率 P1、转速n 和转矩 TP = 3.84 KWn = 360 r/minT = 101.87 Nm1112. 求作用在齿轮上的力已知小齿轮的分度圆直径为:d = 67.5 mm1则:3. 初步确定轴的最小直径:先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为 45 钢,调质处理,根据表,取0A = 112,得:12输入轴的最小直径是安装大带轮处的轴径,由于安装键将轴径增大
18、5%,故选取:d= 26 mm4. 轴的结构设计图185. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度231) 为了满足大带轮的轴向定位要求,I-II 轴段右端需制出一轴肩,故取II=III 段的直径 d= 31 mm;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径 D = 36 mm。大带轮宽度 B = 78 mm,为了保证轴端挡圈只压在大带轮上而不压在轴的端面上,故 I-II 段的长度应比大带轮宽度 B 略短一些,现取 l12 = 76 mm。2) 初步选择滚动轴承。因轴承只受径向力的作用,故选用深沟球轴承。参23783478照工作要求并根据 d = 31 mm,由轴承产品目录中选择深沟球轴承 6
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