螺旋输送机的传动装置设计方案.pdf
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1、.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 1.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T(N m)100 2.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
2、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、电动机类型的选择 选择 Y 系列三相异步电动机。2、电动机功率选择(1)传动装置的总效率:1V 带传动效率1=0.96 2滚动轴承效率2=0.99 3一级圆柱齿轮减速器传动效率3=0.97 4联轴器效率4=0.99 312343=0.96 0.990.97 0.99 =0.895 (2)电机所需的功率:955010095501.78WWWPTnPnPk
3、w 1.781.990.895wdPPkw 因为载荷平稳,略大于即可,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 170/minwnr .V 带传动比范围是 24,以及圆柱齿轮减速器5,则总传动比范围 1020,10201700 3400/minadawini nr 方案 电机型号 额定功率/kw 同步转速/满载转速n/(r/min)传动比 i 1 Y90L-2 2.2 3000/2840 2.91i 2 Y100L1-4 2.2 1500/1420 1.5i 3 Y112M-6 2.2 1000/940 i 综合价格和传动装置结构紧凑
4、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 14208.353170mawnin 2、分配各级传动比 取 V 带传动传动比012i,则减速器的传动比为 018.3534.1762aiii 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 0 轴(电机轴、小带轮轴)000010101011112123121.991420/min1.999550955013.383142011.990.961.911420710/min21.919550955025.671021.9
5、1 0.990.971.8357dmPPkwnnrPTN MnPPkwnnriPTN MnPkwnni 轴(大带轮、高速轴)轴(低速轴)P22223324222310170.02/min4.1761.83595509550103.07170.023170.02/min11.8350.990.991.7981.79895509550100.99170.02rPTN MnnnrPPkwPTN Mn 轴(螺旋输送机轴)000010101011112123121.991420/min1.999550955013.383142011.99 0.961.911420710/min21.9195509550
6、25.671021.91 0.99 0.971.8357dmPPkwnnrPTN MnPPkwnnriPTN MnPkwnni轴(大带轮、高速轴)轴(低速轴)P22223324222310170.02/min4.1761.83595509550103.07170.023170.02/min11.835 0.99 0.991.7981.79895509550100.99170.02rPTN MnnnrPPkwPTN Mn轴(螺旋输送机轴)000010101011112123121.991420/min1.999550955013.383142011.99 0.961.911420710/min2
7、1.919550955025.671021.91 0.99 0.971.8357dmPPkwnnrPTN MnPPkwnnriPTN MnPkwnni轴(大带轮、高速轴)轴(低速轴)P22223324222310170.02/min4.1761.83595509550103.07170.023170.02/min11.835 0.99 0.991.7981.79895509550100.99170.02rPTN MnnnrPPkwPTN Mn轴(螺旋输送机轴).将结果列成表格 轴名 功率P/KW 转矩T/NM 转速n/(r/min)传动比 i 效率 0 轴 1.99 13.38 1420 1
8、轴 1.91 25.6 710 2 0.96 2 轴 1.84 103.59 170 4.176 0.96 3 轴 1.80 101 170 1 0.98 .四、传动零件的设计计算 V 带传动的设计计算 1、确定计算功率 由教材 P156 表 8-7 取 kA=1.2 1.2 1.99 2.388caAPK Pkw 2、选择 v 带的带型 根据、1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1dd。由教材上表 8-7 和 8-9,取小带轮基准直径190ddmm(2)验算带速 V。按书上式子 8-13 验算带速 113.1410014207
9、.4313/601000601000dd nvm s 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212100=200dddidmm 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dL(1)根据教材式子 8-20,120120.7()2102()600ddddddadd 初确定中心距0500amm(2)由式子 8-22 计算带所需的基准长度 22101202()2()24(200 100)2 500+20024 5001476dddddddLaddammmm(100)+由教材上表 8-2 选带的基准长度
10、=1430(3)按式子 8-23 计算实际中心距 a 0014301476(500)47722ddLLaamm 按式子 8-24,计算中心距变化范围 minmax0.0154770.015 1430455.550.034770.03 1430519.9ddaaLmmaaLmm 为 455.55519.9mm 5、验算小带轮上包角1 12157.357.3180()180(200 100)168120477dddda 6、计算带的根数 Z(1)计算单根 V 带的额定功率rp.由1dd=100mm,11420/minnr,查表 8-4 得01.32pkw 根据11420/minnr,2i和 A 型
11、带,查表 8-5 得00.17Pkw 查表 8-6 得0.98K 查表 8-2 得0.96LK,所以r00=(1.32 0.17)0.98 0.96 1.402LPKKkw(P+P)(2)计算 V 带根数 Z ca2.3881.71.402rPzP 取 2 根 7、计算单根 V 带的初拉力0F 由表 8-3 得 V 带的单位长度质量 q=0.105kg/m,所以 2ca02(2.5)500+2.50.982.388500+0.1050.982 7.4313=130.398KPFqvK zvN()(7.4313)8、计算压轴力pF 101682sin2 2 130.398 sin518.7422
12、pFzFN 8、结论 选用 A 型 V 带 2 根,基准长度 1430mm,带轮基准直径 12100,200,dddmmdmm中心距控制在 a=455.44mm519.9mm,单根初拉力0130.398FN 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20。(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119,z 大齿轮齿数214.176 19 79.35,
13、zuz取280,z 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 2t13121()HHEtdHK TZ Z Zudu a)确定公式中的各参数值 试选1.3HtK 计算小齿轮传递的转矩4125.62.56 10TN mN mm 由表 10-7 选取齿宽系数1d 由图 10-20 查得区域系数2.5HZ 由表 10-5 查得材料的弹性影响系数1/2173.9EZMPa 由式 10-9 计算接触疲劳强度用重合度系数Z.111222arccoscos/(2)arccos19 cos20/(192)31.767arccoscos/(2)arccos80 cos20/(8
14、02)23.54aaaazzhzzh 11222(tantan)(tantan)/219(tan 31.767tan 20)(tan 23.54tan 20)/21.685aazzz 40.87843z 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 lim1lim2610550HHMPaMPa 由式 10-15 计算应力循环次数 11992186060710 1(2 8 300 8)1.636 10/1.636 10/4.213.885 10hNn jLNNu 由图 10-23 查取接触疲劳寿命系数120.9,0.95HNHNKK 取失效概率为 1%,安全系
15、数 S=1,由式 10-14 得 1lim112lim220.961054910.95550522.51HNHHHNHHKMPaSKMPaS 取二者中较小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力,即 2 522.5HHMPa b)计算小分度圆直径.2t13121()HHEtdHK TZ Z Zudu 4232 1.32.56 104.2112.5 173.90.8784()14.21522.535.3mm(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 V 113.1435.37101.31/60100060000td nvm s 齿宽 b 11 35.3 35.3dtbdmm
16、2)计算实际载荷系数HK 由表 10-2 查的使用系数1AK 根据1.31/vm s、七级精度,由图 10-8 查得动载荷系数1.05vK 齿轮的圆周力 43111312/22.5610/35.31.4510/1 1.4510/35.341.07/100/ttAtFTdNK FbNmmNmm 查表 10-3 得齿间载荷分配系数1.2HK 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1.3078HK,由此,得到实际载荷系数、1 1.05 1.2 1.3078 1.648HAVHHKK K KK 3)由式 10-12 可得分度圆直径.33111.64835.
17、338.211.3HtHtKddmmK 由式子 10-13 可按实际载荷系数算得齿轮模数 1138.212.0119dmz 3、按齿根弯曲疲劳强度设计(1)由式子 10-5 计算模数 1sa3212()FtFatdFK TYY Ymz a)确定公式中各参数值 试选1.3FtK 由式子 10-5 计算弯曲疲劳强度用重合度系数 0.750.750.250.250.6951.6853aY 计算saFaFY Y 由图 10-17 查得齿形系数122.85,2.225FaFaYY 由图 10-18 查得应力修正系数121.54,1.775sasaYY 由图 10-24a 查得小齿轮和大齿轮的迟恩弯曲疲劳
18、极限分别为lim1lim2425,410FF 由图 10-22 查得弯曲疲劳寿命系数120.85,0.88FNFNKK 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4,由式子 10-14 得 1lim110.85425258.0361.4FNFFKMPaS 2lim220.88410277.5381.4FNFFKMPaS.sa12.85 1.540.017258.036FaFY Y sa22.225 1.7750.01423277.538FaFY Y 因为小齿轮的大,取sasa10.017FaFaFFY YY Y b)计算模数 1sa3214322()2 1.3 2.56 100.017 0.6951.296
19、1 19FtFatdFK TYY Ymzmm(2)调整齿轮模数 圆周速度 111.29619 24.6tdmzmm 113.1424.67100.915/60100060000d nvms 齿宽 b 11 24.6 24.6dbdmm 宽高比 b/h*(2)(2 1 0.25)1.296 2.916thhac mmm /8.44b h 2)计算实际载荷系数FK 根据 v=0.915m/s,7 级精度,由图 10-8 查得动载系数1.02VK 由431112/2 2.56 10/24.624 2.079 10tFT dN 311 2.079 1084.43 10024.624AtK FNb.查表
20、 10-3 得齿间载荷分配系数1.2FK 由表 10-4 得用插值法查得1.3066HK,1.27FK 则载荷系数为1 1.02 1.2 1.27 1.55FAVFFKK K K K 由式子 10-13 得按实际载荷系数算得齿轮模数 331.551.2961.3761.3FtFtKmmmmK 按就近原则取模数 m=2,则11138.2138.21,19.1052ddmm zm 取120z,此时1.966tmmm满足,24.176520 83.53z 取283z,834.1520i,4.17654.156%4.1765 所以改小齿轮齿数为 21,则221 4.1765 87.7z,选大齿轮齿数
21、88.4.176588/21=3.34%6%4.1765 合理 4、几何尺寸计算(1)计算分度圆直径 1121 2 42dzmmm 2288 2 176dz mmm (2)计算中心距 12()/(176 42)/2 109addmmm(3)计算齿轮宽度 111 4242(510)(4752)dbdmmbbmm 取150bmm,242bbmm 5、圆整中心距后的强度校核.110a 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 1212arccos(cos)/arccos(109 cos20)/11021.3
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