一级带式运输机传动装置机械设计课程设计(共28页)

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1、精选优质文档-倾情为你奉上机械设计课程设计计算说明书设计题目: 设计带式运输机传动装置姓名: 、 学号: 班级: 成绩: 指导教师: 完成时间: 2 机械设计课程设计任务书班级: 姓名: 学号: 设计题目: 设计带式运输机传动装置运动简图: 工作条件及原始数据: 电动机驱动,工作寿命8年(每年工作300天、两班制、每班8小时),带式输送机工作载荷平稳,单向运转。输送带拉力F 1.4 kN;输送带速 v 1.55 m/s;滚筒直径 D 250 mm 设计工作量:1.减速器0#装配图1张(0#坐标草图一同交上)2.主要零件图23张(输入轴、输出轴、大齿轮,均为3#白图)3.设计说明书1份(手写、打

2、印均可)完成时间: 目录1、传动方案拟定32、电动机的选择33、计算总传动比及分配各级的传动比54、运动参数及动力参数计算65、传动零件的设计计算76、轴的设计计算147、滚动轴承的选择及校核计算208、键联接的选择及计算219、箱体结构的设计2210、润滑密封设计2511、联轴器设计2512、设计参考资料2613、设计小结26计算过程及计算说明结果一、传动方案拟定第七组:设计带式运输机传动装置1、工作条件:使用年限8年,工作为二班工作制,载荷平稳,环境清洁。2、原始数据:滚筒圆周力F=1400N;带速V=1.55m/s;滚筒直径D=250mm。3、传动简图:图一二、电动机选择1、电动机类型的

3、选择: Y系列三相异步电动机2、电动机功率选择:3、传动装置的总功率:a=带3轴承齿轮联轴器滚筒 =0.950.9930.970.990.96=0.8494、电机所需的工作功率: Pw=FV/1000=14001.55/1000=2.17KWPd= Pw /总=2.17/0.849=2.56KW5、确定电动机转速:计算滚筒工作转速:n筒=601000V/D=6010001.55/(250)=118.47r/min 按手册表1推荐的传动比合理范围,取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围I齿轮 =35。取V带传动比I带=24,则总传动比理时范围为Ia=620。故电动机转速的可选范围为nd=Ian筒=(

4、620)118.47=7112374r/min符合这一范围的同步转速有750、1000、和1500r/min。根据容量和转速,由有表19-1查出适用的电动机型号:方案电动机型号额定Kw电动机转速n(r/min)同步转速满载转速1Y100L2-43150014402Y132S-6310009603Y132M-83750710综合考虑多方面因素,选择第二种方案,即选电动机型号为Y132S-6,则电动机的技术参数如下表:方案电动机型号额定功Kw电动机转速n(r/min)同步转速满载转速2Y132S-6310009606、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,选定电动机型号

5、为Y132S-6。其主要性能:额定功率:3KW,满载转速960r/min,额定转矩2.0。三、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比:i总=n电动/n筒=960/118.47=8.102、分配各级传动比据指导书表2-1,取齿轮i齿轮=4(单级减速器i=35合理)i总=i齿轮i带i带=i总/i齿轮=8.10/4=2.025四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速n电机=960r/minnI = n电机/i带=960/2.025=474.07(r/min)nII = nI /i齿轮=474.07/4=118.51(r/min)2、计算各轴的功率(KW)P电机=2.56KW输入轴:PI= P电

6、机带轴承=2.560.950.99=2.41KW输出轴:PII= =2.560.950.9920.97=2.31KW滚筒轴:PIII=带3轴承齿轮联轴器=2.560.950.9930.970.99 = 2.27KW4、计算各轴扭矩(Nmm)TI=9.55106 PI/ nI =9.551062.41/474.07 =48549NmmTII=9.55106PII/nII=9.551062.31/118.51 =NmmTIII=9.55106PI/nI=9.551062.27/118.47=Nmm轴的明细表:轴名功率P(KW)转矩T(Nmm)转速r/min传动比电动机轴2.56254679604轴

7、2.4148549474.07轴2.31118.512.025卷筒轴2.27118.47五、传动零件的设计计算1、皮带轮传动的设计计算(1)、选择普通V带截型由课本表2-10得:ka=1.1PC=KaP=1.12.56=2.82KW由课本2-17得:选用A型V带(2)、确定带轮基准直径,并验算带速推荐的小带轮基准直径为75mm 则取dd1=125mm dd2=n1/n2dd1=960/474.07125=253mm取dd2=250mm实际从动轮转速n2=n1dd1/dd2=960125/250 =480r/min传动比误差为:(i。i)/i =2.025-2/2.025 =0.01251200

8、(适用)(5)确定带的根数根据课本表(2-5)P0=1.37KW根据课本表(2-7)P0=0.11KW根据课本表(2-9)K=0.974根据课本表(2-2)KL=1.01Z =PC/(P0+P0)KKL =2.82/(1.37+0.11) 0.9741.01 =1.87根Z =2根(6)计算轴上拉力由课本表2-1查得q=0.1kg/m,由式单根V带的初拉力:F0=+qV2=(2.5/0.974-1)+0.16.282N=177.33N则作用在轴承的压力FQFQ=2ZF0sin1/2=22177.33sin(168.1/2)=705.51N2、齿轮传动的设计计算(1)选择齿轮材料及精度等级 考虑

9、减速器传递功率不大,所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用40Cr调质,齿面硬度为241286HBW,取260 HBW。大齿轮选用45钢,调质,齿面硬度197255HBW ,取230HBW;选8级精度。(2)确定许用应力 确定有关参数如下:传动比i齿=4 取小齿轮齿数Z1=24。则大齿轮齿数:Z2=iZ1=424=96 齿数比:u=i=4查表4.193得:Hlim1=710Mpa Hlim2=580Mpa查表4.213得:Flim1=600Mpa Flim2=450Mpa查表410得:SHlim1=1.1FHlim1=1.25N1=60474.07830012=8.19108N2=N1/u =2.05

10、108查图420 ZN1=1.016 ZN2=1.068查图422 YN1=0.872 YN2=0.898查图423 YX1= YX2=1H1=Hlim1ZN1/SHmin=(7101.016/1.1)Mpa=655.78MpaH2=Hlim2ZN2/SHmin=(5801.068/1.1)Mpa=563.13MpaF1=Flim1 YX1YN1/SFmin=(6000.872/1.25)Mpa=418.56MpaF2=Flim2 YX2YN2/SFmin =(4500.898/1.25)Mpa=323.28Mpa(3)按齿面接触疲劳强度设计1、转矩T1TI=9.55106 PI/ nI =9

11、.551062.41/474.07=48549Nmm2、初步算小齿轮的直径d1Ad 取Ad=96 =1d196=55.24mm取d1=60mm则齿宽B1= d1 =60mm2、 按齿面接触疲劳强度设计d1KA = 1.5设计齿轮精度等级为8级, V= 取Kv=1.02= 1 查图4.12,取= 1.05表45 = 1.1K = KAKv= 1.51.021.051.1=1.774、计算齿面接触应力 查图4.14得 = 2.5 查表46得 =189.8=1.713=d1 = = 50.83mm模数:m=d1/Z1=50.83/24=2.12mm取标准模数:m=2.5mmd1= m Z1 =60m

12、m = 60mm(4)校核齿根弯曲疲劳强度有图4.18查得 = 2.58 = 2.22有图4.16查得 =1.62 =1.75因= 1.713 所以得=0.25+0.75/ =0.25+0.75/1.713=0.688根据(411)式 =54.68F1= 418.56Mpa=37.09F2 =323.28Mpa大小齿轮弯曲疲劳强度满足要求(5)确定齿轮主要尺寸d1 = 60mm = d1=60mmd2 = d1i=604 =240mm = 54mma=(d1 + d2)/2 =(60+240)/2=150mm(6)计算齿轮的圆周速度VV=d1n1/601000=3.1460474.07/601

13、000=1.49m/s名称小齿轮大齿轮中心距a150mm传动比i4d60mm240mmZ2496m2.5mm2.5mm齿顶高系数11顶隙系数0.250.25da65mm245mmdf53.75mm233.75mm齿宽b60mm54mm六、轴的设计计算1、 低速轴的设计计算各轴间用圆角过渡 倒角(1)按扭矩初算轴径选用45钢调质,硬度217255HBW根据表31,取C=120d0C=120(2.31/118.47)1/3mm=32.29mm考虑有键槽,将直径增大5%,则d0=32.29(1+5%)mm=33.90mm选d0=34mm2、轴的结构设计为满足轴上的零件的定位,紧固要求和便于轴的装拆,

14、常将轴做成阶梯状。小齿轮的直径小,可以直接铸造到轴上,为了能选用合适的圆钢和减少切削加工量,阶梯轴各相邻轴段的直径不宜相差太大,一般非定位轴肩取1 2mm,定位轴肩取510mm。各段的两个阶梯之间的直径之差视具体情况而定。为了便于切削加工,一根轴上的圆角半径应尽可能相同;各退刀槽(砂轮越程槽)应取相同的宽度及相同的倒角尺寸;一根轴上各键槽应开在轴的同一母线上。为了便于加工和检测,轴的直径应取圆整值;与标准件配合的轴段应取标准值。为了便于装配,轴端应加工出倒角。单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央,相对两轴承对称分布,齿轮左面由轴肩定位,右面用套筒轴向固定,联接以平键作过渡配合固定,两轴承分别以轴

15、肩和大筒定位,则采用过渡配合固定(2)确定轴各段直径、圆角和长度由外向内确定各段直径,由内向外确定各段长度工段:d1=34mm 长度取L1=50mm有表12-13 R= 1.6mm h=3mm考虑轴承端面和箱体内壁,齿轮端面和箱体内壁应有一定距离,通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度。II段:d2=d1+2h=34+23=40mmd2=40mm L2=40mm初选用6009型申购球轴承,其内径为45mm,宽度为16mm. 取套筒长为20mm,取该段长为mm,安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm,故III段 长:L3=(2+24+16)= 42mm 直径d3=45mm段直径: c = 1 h = 1

16、.5d4=d3+2h=45+21.5=48mm长度L4=54-2=52mm段直径d5=56mm. 长度L5=12mm段直径d6=45mm 长度L6=28mm由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=224mm3、按弯矩复合强度计算已知d1=34mm求转矩:已知T2=Nmm求圆周力:Ft根据课本P142得Ft=2T2/d1=2/34=10949N求径向力FrFr=Fttan=10949tna200=3985.45因为该轴两轴承对称,所以:(1)绘制轴受力简图(如图a)(2)绘制垂直面弯矩图(如图b)轴承支反力:FAY=FBY=Fr/2=1992.73NFAZ=FBZ=Ft/2=5474.5N由两边对称

17、,知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为MC1=FAyL/2=1992.7350/2=49818.25Nmm (3)绘制水平面弯矩图(如图c)截面C在水平面上弯矩为:MC2=FAZL/2=5474.550/2=.5Nmm(4)绘制合弯矩图(如图d)MC=(MC12+MC22)1/2=(49818.32+.52)1/2=Nmm(5)绘制扭矩图(如图e)转矩:T=9.55(P2/n2)106=Nmm(6)绘制当量弯矩图(如图f)转矩产生的扭剪文治武功力按脉动循环变化,取=1,截面C处的当量弯矩:Mec=MC2+(T)21/2=+(1)21/2=Nmm(7)校核危险截面C的强度e=Mec/0.1

18、d43=/0.1483=21.31MPa -1b =60MPa该轴强度足够。2 、高速轴的设计计算(1)按扭矩初算轴径选用45调质钢,硬度(217255HBW)根据课本表6-3取c=115d0c(P3/n3)1/3=115(2.41/474.07)1/3=19.8mm取d0=22mm6.2.2轴的结构设计(1)轴的零件定位,固定和装配 单级减速器中,可以将齿轮安排在箱体中央,相对两轴承对称分布,齿轮左面用轴肩定位,右面用套筒轴向定位,周向定位采用键和过渡配合,两轴承分别以轴承肩和套筒定位,周向定位则用过渡配合或过盈配合,轴呈阶状,左轴承从左面装入,齿轮套筒,右轴承和皮带轮依次从右面装入。(2)

19、确定轴的各段直径和长度 初选6006型深沟球轴承,其内径为30mm,宽度为13mm。考虑齿轮端面和箱体内壁,轴承端面与箱体内壁应有一定矩离,则取套筒长为18mm,则该段长31mm。d0=22mmd1=22mm L1=40m d2=28mm L2=40mmd3=30mm L3=31mm d4=36mm L4=10mmd5=48mm L5=60mm d6=36mm L6=10mmd7=30mm L7=31mm L=226mm轴的明细表: 低速轴高速轴d1=34mm L1=50mmd1=22mm L1=40mmd2=40mmL2=40mmd2=28mmL2=30mmd3=45mmL3=42mmd3=

20、30mmL3=31mmd4=48mmL4=52mmd4=36mmL4=10mmd5=56mm L5=12mmd5=48mm L5=60mmd6=45mmL6=28mmd6=30mmL6=33mmL=224mmd7=30mmL7=31mmL=222mm七、滚动轴承的选择及校核计算低速轴轴承6009 B=16mm d = 45mm D= 75mm低速轴轴承6006 B=13mm d = 30mm D= 55mm八、键联接的选择及校核计算8.1输入轴与带轮联接采用平键联接轴径d1=22mm,L1=40mm查手册123页得,选用A型平键,得:键A 632 GB/T1096-2003 L=32mmTI

21、=48549Nmm h=6mm根据课本P149(6.15)式得p= =448549/22632 =45.97Mpap=110Mpa8.2输出轴与大齿轮联接用平键联接轴径d4=48mm L4=64mm T2=Nmm查手册123页得, 选用A型平键键1456 GB/T1096-2003L =56mm h=9mm据课本P149(6.15)式得p=4/48956=30.8Mpap =110Mpa8.3输出轴与传送带联接用平键联接轴径d1=34mm L1=50mm T2=Nmm查手册123页得, 选用A型平键键1045 GB/T1096-2003L =45mm h=8mm据课本P149(6.15)式得p

22、=4/34845=60.8Mpap =110Mpa九、箱体结构的设计减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量。1. 机体有足够的刚度在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。因其传动件速度小于12m/s,故采用侵油润油,同时为了避免油搅得沉渣溅起,齿顶到油池底面的距离H大于40mm。为保证机盖与机座连接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗糙度为6.33.机体结构有良好的工艺性.铸件壁厚为8mm,圆角半径为R=5。机体外型简单,拔模方便.4.对附件设计 A 视孔盖和窥视孔在机盖顶部开有窥视孔,能看到

23、 传动零件齿合区的位置,并有足够的空间,以便于能伸入进行操作,窥视孔有盖板,机体上开窥视孔与凸缘一块,有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封,盖板用铸铁制成,用M8紧固B 油螺塞:放油孔位于油池最底处,并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧,以便放油,放油孔用螺塞堵住,因此油孔处的机体外壁应凸起一块,由机械加工成螺塞头部的支承面,并加封油圈加以密封。C 油标:油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出.D 通气孔:由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡。E 位销:为保

24、证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度,在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销,以提高定位精度。F 吊钩:在机盖上直接铸出吊钩和吊环,用以起吊或搬运较重的物体。减速器机体结构尺寸如下:名称符号计算公式结果箱座壁厚8箱盖壁厚8箱盖凸缘厚12箱座凸缘厚b12箱座底凸缘厚度20地脚螺钉直径M18地脚螺钉数目a2504轴承旁联接螺栓直径M14机盖与机座联接螺栓直径(0.50.6)M12轴承端盖螺钉直径(0.40.5)M10视孔盖螺钉直径0.30.4)M8定位销直径(0.70.8)10,至外机壁距离查表4.2242018,至凸缘边缘离查表4 .22216外机壁至轴承座端面距离+(812)48大齿轮顶

25、圆与内机壁距离10齿轮端面与内机壁距离11机座肋厚 轴承端盖外径 +(55.5) 98轴承旁连接螺栓距离s以和互不干涉为准,一般取s98十. 润滑密封设计对于单级圆柱齿轮减速器,因为传动装置属于轻型的,且传速较低,所以其速度小于12m/s,所以采用浸油润滑。油的深度为 从密封性来讲为了保证机盖与机座连接处密封,凸缘应有足够的宽度,连接表面应精刨,密封的表面要经过刮研。而且,凸缘连接螺柱之间的距离不宜太大,并均匀布置,保证部分面处的密封性。轴承端盖采用嵌入式端盖,易于加工和安装。十一.联轴器设计1.类型选择.为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器十三 参考资料1、机械设计高等教育出版社 主编

26、吕宏 王慧2、机械原理北京大学出版社 主编 王跃进3、材料力学 高等教育出版社 主编 刘鸿文4、互换性与技术测量基础 华南理工大学出版社 主编 黄镇昌十二、设计小结做了两周的课程设计,有很多的心得体会。在课程设计过程中,有时会感到有些心烦意乱。有好几次,因为不小心,我计算出错,只能重来。设计中还存在不少错误和缺点,需要继续努力学习和掌握有关机械设计的知识。通过这次机械课程设计,我对机械有了更深的理解,对减速器的原理和构造也有了一定的了解。通过课程设计,使我深深体会到,干任何事都必须耐心,细致。F=1400NV=1.55m/sD=250mm总=0.849Pw=2.17KWPd=2.56KWn筒=

27、118.47r/min电动机型号Y132S-6i总=8.10i齿轮=4i带=2.025n电机 =960r/minnI=474.07r/minnII=118.51r/minP电机=2.56KWPI=2.41KWPII=2.31KWPIII=2.27KWTI =48549NmmTII =NmmTIII =NmmPC=2.82KWdd1=125mm取标准值dd2=250mmn2=480r/minV=6.28m/s取a0=600Ld=1800mma=602.37mmP0=1.37KWP0=0.11KWK=0.974KL=1.01Z=2根F0=177.33NFQ =705.51Ni齿=4Z1=24Z2=

28、96u=4N1=8.19108N2=2.05108ZN1=1.016ZN2=1.068H1 =655.78Mpa H2 =563.13MpaF1=418.56MpaF2=323.28MpaT1=48549Nmmd1=60mmB1=60mmKA = 1.5Kv=1.02= 1.05= 1.1K=1.77 = 2.5=189.8=1.713=0.93m=2.5mmd1= 60mm= 60mm= 2.58 = 2.22=1.62=1.75=0.688=54.68F1=37.09F2a=150mm=60mm=54mmV =1.49m/sd0=34mmd1=34mmL1=50mmd2=40mmL2=40

29、mmd3=45mmL3=42mmd4=48mmL4=52mmd5=56mmL5=12mmd6=45mm L6=28mmL=224mmFt =10949NFr=3958.45NFAY =1992.73NFAZ =5474.5NMC1=49818.3NmmMC2=.5NmmMC=Nmm T=NmmMec =Nmme=21.31Mpa -1b =60MPa故该轴强度足够d0=22mmd1=22mm L1=40mmd2=28mm L2=40mmd3=30mm L3=31mmd4=36mm L4=10mmd5=48mm L5=60mmd6=36mm L6=10mmd7=30mm L7=31mmL=222mmA型平键632 GB/T1096-2003p=45.97MpapA型平键1456 GB/T1096-2003p=30.8Mpap A型平键1045 GB/T1096-2003p=60.8Mpap专心-专注-专业

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