发电厂输煤系统带式输送机设计【含CAD图纸、说明书】
本科毕业论文(设计)发电厂输煤系统带式输送机设计 学 院 小三号黑体居中(下同)专 业学 号学生姓名指导教师提交日期 年 月 日2015-JXLW商 丘 工学院 专业代码-编号II诚 信 承 诺 书本人郑重承诺和声明:我承诺在毕业论文撰写过程中遵守学校有关规定,恪守学术规范,此毕业论文(设计)中均系本人在指导教师指导下独立完成,没有剽窃、抄袭他人的学术观点、思想和成果,没有篡改研究数据,凡涉及其他作者的观点和材料,均作了注释,如有违规行为发生,我愿承担一切责任,接受学校的处理,并承担相应的法律责任。毕业论文(设计)作者签名: 年 月 日 III摘 要本课题主要是发电厂输煤系统带式输送机的设计,首先对输送机作了简单的概述;接着分析了输送机的选型原则及计算方法;然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计;接着对所选择的输送机各主要零部件进行了校核。普通型带式输送机由六个主要部件组成:传动装置,机尾或导回装置,中部机架,拉紧装置以及尾部组件。最后简单的说明了输送机的安装与维护。目前,输送机正朝着长距离,高速度,低摩擦的方向发展,近年来出现的气垫式输送机就是其中的一个。在输送机的设计、制造以及应用方面,目前我国与国外先进水平相比仍有较大差距,国内在设计制造带式输送机过程中存在着很多不足。关键词:带式输送机,可调节系统,传动装置;工作原理 ;选型设计IVAbstractAt first it is introduction about the belt conveyor; then analyzed the selection principle and the calculation method of the belt conveyor; and then according to these design criteria and selection calculation method according to the givenparameters selection design; then check on the choice of conveyor main parts. Consists of six main parts: the ordinary belt conveyor tail drive, or back to the device, the middle frame, tension device and tail assembly. Finally, a simple description of the installation and maintenance of conveyor. At present, the conveyor is moving in a long distance, high speed, low friction direction, in recent years the air cushion belt conveyor is one of them. In the design of the conveyor, the manufacture and the application, at present our country compared with foreign advanced level there are still large gaps in the domestic, in the design and manufacture of belt conveyor in the process there are a lot of defects.Key Words:belt conveyor, adjustable systemV目 录第 1 章 绪论11.1 带式输送机的特点11.2 带式输送机的发展及现状.1第 2 章 输煤系统带式输送机的设计计算32.1 输送机的参数设计.32.2 计算步骤.42.2.1 由带宽和带速验算输送能力.42.2.2 驱动圆周力计算.52.2.3 输送机运行功率计算82.2.4 传动滚筒合力 nF13第 3 章 驱动装置的选用与设计153.1 电机的选用.153.2 减速器的选用.163.3 渐开线斜齿圆柱齿轮设计.163.4 低速级斜齿圆柱齿轮设计计算表.203.5 斜齿轮设计参数表.23第 4 章 轴的设计计算244.1 轴的结构设计244.2 轴的结构设计264.3 轴的结构设计284.4 校核轴的强度.29第 5 章 带式输送机部件的选用345.1 输送带.345.1.1 输送带的分类345.1.2 输送带的连接355.2 传动滚筒.365.2.1 传动滚筒的作用及类型365.2.2 传动滚筒的选型及设计365.2.3 传动滚筒结构375.2.4 传动滚筒的直径验算385.3 托辊.385.3.1 托辊的作用与类型385.3.2 托辊的选型41VI5.3.3 托辊的校核44第 6 章 防偏装置的设计46第 7 章 机架的设计47结论48致 谢49参考文献50第 1 章 绪论1第 1 章 绪论1.1 带式输送机的特点带式输送机连续输送带输送器连续输送是运输的一个或主要类型固定升力,运输,运输通过连续流动,它的特征是所述安装点的形成的安装点之间的连续流马苏整体运动,从装载点到交货点卸货完成物流。连续运输设备,可分为以下几类。(1)这样的皮带输送机,斗式提升机板式输送机,刮板运输机,嵌入式输送机,牵引输送机,成员如悬挂输送,(2)螺旋输送机,振动输送机,无牵引机构输送器如辊式输送机;(3)的流体输送装置,诸如这样的空气输送设备,液压传送装置。此外,输送装置的机械采矿,高速,前进速度,为了除去基于总生产时间频率偏移,输送机是在多数,这是在槽的运输设备影响的煤炭生产能力机采矿作业,请延长或缩短的槽沿槽带更为灵活。煤炭运输罐和的充电站为仓库煤运输设备工作面输送机,一个输送带输送桥拆除沿槽,.如果要继续探索皮带输送机的长度的工作中,在电动机的额定功率的增长减少必须不超过最大允许长度的最小值;短,不能体合同迄今它可以减少。加工电压存储装置中,为了进行操作,是在带驱动辊的摩擦。1.2 带式输送机的发展及现状皮带输送机,输送系统目前已被近年来广泛国民经济的各个部门使用的,结合露天和地下矿山的传送带,它已成为一个重要组成部分。被布置,该结构有控制的爬坡能力,简单易于操作的维修和保养,安全可靠,是一种先进的,大规模的一小段运输距离,运行成本低,可节省资金投入自动化你可以。支持斜槽,滚子轴承,非接触支持:因为不是溶液条件和此时的摩擦系数的带的耐磨损性,滑动最原始的皮带传送带,滑槽应用,它不会被促进。然而,惰轮以及惰轮的维护的数量,高速传输,在许多明显的缺点的情况下,特别是将是最大的障碍传送带的发展。 1970-1980 在用于磁带支持部件的垫的液体形式,以非接触气垫皮带输送机,磁垫,不与模型的类型的直接接触,以降低制造成本,更多的人,适合于高速,这将节省的金属材料,并广泛应用于大容量的机会。目前,带式输送机趋向于大的运输能力,高带宽,高倾角,长度和一个单圈的水平,提高合理使用皮带张力,板形槽,双通道,挂波纹挡边斗,纸板肋骨袋,圆管一样,你可以分割 8 大类中的固定和移动管形;分通过驱动皮带输送机,辊可分为三大类,没有辊,和一个直的驱动器。总之,皮带输送机是不可缺少的必需工具。以及基于互联网的实现,显著,这是越来越多的竞争力,皮带输送机,开发,生产设计,缩短销售周期。商丘工学院本科毕业设计(论文)2,制成显著的进步,研发新产品,在关键技术开发已被列为令人满意的结果, STJ DT 系列的专用皮带系列,多功能的发展各种适应。 20 世纪 90 年代,随着发展和现代物流技术的需求,中国的,灵活的输送机,长距离,大容量的大型浸降低运输皮带输送机。然而,80 的自上世纪下半叶。我们的皮带输送机是,越来越多的发展,从而提高了整个工业化产业的快速发展,你有一个很大的发展。软启动和制动系统和PLC 控制,电子控制装置的核心,那就是消化运行齿圈,以确保它已研制成功,完全在美国和国际技术的输送带可比性,以实现传送带技术的多样化,因此发展进入带式输送机的新时代。第 2 章 输煤系统带式输送机的设计计算3第 2 章 输煤系统带式输送机的设计计算2.1 输送机的参数设计某一发电厂输煤系统带式输送机输送原煤以便供电,部分参数如下:1. 输送能力-800t/h;2. 物料堆积密度-0.9t/m;3. 动堆积角-30;4. 最大粒度不超过-300mm;5. 输送机机长-150m;6. 提升高度-4.5m;7. 导料槽长-4.5m.在此可获得重要数据如下:(1)运输物料:原煤(2)物料特性:最大粒度小于 300。从相关专业书目表格找到并设得:散装密度-0.9t/m动堆积角-30(这里往往设 0.7,静堆积角就是 ) ,305.147.0物料温度50(3)工作环境:在外作业、多潮湿、有粉尘(4)输送机系统以及尺寸:机长 150m、高度差 4.5m输送能力 Q=800t/h从相关专业书目表格找到并设得以下参数:先选设设计参数:(1) 上托辊间距设得 1.2m,下托辊间距设得 3m。回程分支托辊往往设 2.5-3.上托辊槽角设 35、前倾设 2,下托辊是平行托辊。上下托辊大小都是 108mm。(2)能过下表,选择带速 2.5m/s表 2-1 带速推荐值表带速选择原则:1.传输容量大,传输距离长,则应该选择带的更高的速度,总之,以提高你应该选择一个较低的磁带速度的生活。商丘工学院本科毕业设计(论文)42.水平线长或向上时,那理应设定带的更高的速度;为了防止皮带速度传输材料要低。3.当运输按照表 2-38 所选择的颗粒材料。4.在数据的时间带速变速器不应超过 1.25 米/秒。5.当使用犁式卸料皮带速度应不超过 2.5 米/秒。6.排出轿厢速度一般应不超过 3.15 米/秒。7.人工配料称重皮带速度传输和一般 1,25 /秒。2.2 计算步骤2.2.1 由带宽和带速验算输送能力通过输送能力、动堆积角、上托辊槽角和物料粒度大小,任何参数的设定都需要有在书上查的好习惯,现找到表格设带宽 B=1000mm。 (从式子,选 1000mm,满足要求)mB802320物料的典型输送能力 从式子(2-26)计算oIhtvo /3569.Im式子里,V-带速 2.5m/s;-物料堆积密度 /m;kg从表格 2-1 织物芯输送带一些数据,设得尼龙帆布带 NN-100.层数设得 4.上覆盖胶厚设得 4.5mm,下覆盖胶厚设得 1.5mm。从式子(2-19)算出最大质量输送能力 :mI(t/h),360Ims式子里, -输送带上物料的最大横截面积() ;-带速(m/s);-输送机的倾角系数;-被输送物料的堆积密度(t/m) ;从表格 2-2 找到并设得 S 为 0.13348(由带宽 B 为 1000mm、动堆积角30、槽角 35)第 2 章 输煤系统带式输送机的设计计算5图 2-1 等长三辊槽形截面找到并设得: 表 2-2 带宽参考表带宽 B=500mm 带宽 B=650mm 带宽 B=800mm 带宽B=1000mm槽 角 动堆积角20动堆积角30动堆积角 20动堆积角 30动堆积角 20动堆积角 30动堆积角 20动堆积角 3030 0.02270.02770.04160.05040.06510.07890.10620.128235 0.0242 0.0289 0.0442 0.0525 0.0692 0.0822 0.1127 0.133545 0.0262 0.0303 0.0477 0.0549 0.0747 0.0861 0.1216 0.1396确定 值:输送机倾角72.1504arcsinrsiLH表 2-3 倾角系数表倾角() 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20k 1.00 0.99 0.98 0.97 0.95 0.93 0.91 0.89 0.85 0.81找到表格 2-3 倾角系数 =0.9991输送能力:,360Ims)/(2.1089.5.2148. ht按照计算结果,带宽 B=1000mm、带速 2.5m/s 是能够达到 800t/h 的输送的能力。2.2.2 驱动圆周力计算输送机的运动阻力分 5 种:它们分别是:商丘工学院本科毕业设计(论文)61. 主要阻力2. 附加阻力3. 特种主要阻力4. 特种附加阻力5. 提升阻力。带式输送机在平稳运作状态下的传动滚筒所要得圆周力是以上五种运行阻力之和,那么式子列出如下:(2-28)stsNHu FF21因为长距离的输送机附加阻力要比主要阻力来的小,用系数 c 作为主要阻力的补充,使结果更加准确。(2-29) HNc从图 2-55 知道 值是 1.58从以上二个式子得出另外一个式子如上:(2-30)stsHFcFu21式子里, -圆周力(N) ;-主要阻力(N) ;H-附加阻力(N) ;-特种主要阻力(N) ;1sF-特种附加阻力(N) ;2-提升阻力(N) ;st-附加阻力影响系数c主要阻力以及输送机上的特殊主要阻力是由全长,额外的强度和特殊附加耐局部阻力产生的。提高是由上升和下降电阻传送带周围设置的正和负点和零产生的材料的强度。主要阻力:1)电阻和返回支腿的支承臂的旋转通过摩擦滚子轴承和接头产生; 2)在辊式输送机被重复弯曲并发生下垂电阻; 3)输送带挤揉的材料强度。附加阻力:1)在惯性阻力和耐磨损性的加速时的材料; 2)在侧壁滑槽摩擦的底部进料区; 3)滚动阻力; 4)旁路肘改向滚筒输送阻力。特种主要阻力:1)由朝向前方的摩擦辊所产生; 2)沿着所述摩擦阻力的总长度设置时产生的导电性输送机障碍物行进道路;特别附加阻力:1)的摩擦阻力的清洗产生的;摩擦阻力 2)沿当尖顶导体,放电产生的电阻体第 2 章 输煤系统带式输送机的设计计算73)指所产生的输送装置的总长度; 4)转动分支带的返回阻力; 5)放电所产生的阻力。主要阻力,通过模拟摩擦系数,采取库伦摩擦定律列得式子如下:cos2GBRUOHqqfLgF往往带式输送机的输送倾角是不会大于 18,所以 列出式子:1cosf式子里, -模拟摩擦系数。 ,设得 0.03;-机长,150m;L-重力加速度,设 g=9.81;g我们已经了解,上托辊是三辊式前倾槽型托辊,它的参数:间距-1.2m,直径-108mm,辊长-380mm,轴承-6205/C4。下托辊为平行托辊,它的参数:直径-108mm,辊长-1150mm,轴承同上-。任何参数的设定都需要有在书上查的好习惯,从相关手册找到上托辊每一辊子旋转部分质量是 4.07kg,下托辊为旋转部分质量是 8.4kg。列式如下:上 )/(18.02.743mkgqRo下 /u从表格 2-1 找到并设得 NN-100 的输送带的参考如下:Bq每层质量-1.02kg/;上覆盖胶-4.5mm,质量-5.10kg/.下覆盖胶-1.5mm,质量-1.70kg/。式子列得:)/(8.107.502.14mkgqB从式子 2-33 得)/(9638.ImG由以上结果来设出主要阻力: )(1.5489.8.102.180.150.2 NqqfLgFBRUOH 特种主要阻力是由托辊前倾阻力以及导料栏板的摩擦阻力构成的。(2-34)gLsF1式子里, -托辊前倾阻力(N) ;商丘工学院本科毕业设计(论文)8-导料栏板摩擦阻力(N) ;gLF本高计三等长托辊中托辊前倾阻力为:(2-35) sinco0gqucGB式子里, -装有前倾托辊的输送长度;-托辊与输送带间的摩擦系数,设得 0.3-0.4;0u-槽型系数,当槽角 =30时 =0.4.当槽角 =45 =0.5;ccc-为输送机倾角;-托辊轴线相对于输送带纵向轴线的前倾角;从式子(2-35)把数据代进去得出: )(7.8062sin7.1co8.9.1053.40 NF 从式子(2-37)算出导料栏板摩擦阻力:)(9.241.56.35.406. 322312bvglIgL 式子里, -物料与导料栏板间摩擦系数,一般设 0.5-0.7;-体积输送能力( ) ;vI hm/-输送带速度(m/s) ;-装有导料栏板的输送区段长度(m) ;l-导料栏板内部宽度(m) ;1b-输送物料堆积密度( ) ;3/t从以上结果,算出特种主要阻力式子:)(6.149.627.801 NFgLs 特种附加阻力又由四种阻力构成。分别是清扫器阻力( )、犁式卸料器阻力(rF)、局部布置的导料栏板阻力( )以及卸料装置阻力( )。按式子(2-38)得aFgL x出:xgLars F2在本次设计中,忽略卸料装置和局部导料栏板,得出 。0xgLaF清扫器阻力 按式子(2-39)得出:rF3PSq式子里, -输送带与清扫器接触面积( ) ;2m根据本设计具体情况,需一个头部清扫器和空段清扫器所以;如下表 1 示出;)(0.)1(.01. 2mSq-清扫器与输送带之间的压力,设 ;P 244/103N-输送带与清扫器之间的摩擦系数,设 0.6;3表 2-4 导料槽栏板内宽、刮板与输送带接触面积第 2 章 输煤系统带式输送机的设计计算9刮板与输送带接触面积 A/m 2带宽 B/mm导料栏板内宽/m1b头部清扫器 空段清扫器500 0.315 0.005 0.008650 0.400 0.007 0.01800 0.495 0.008 0.0121000 0.610 0.01 0.0151200 0.730 0.012 0.0181400 0.850 0.014 0.021选用上述参数可算出: )(1406.083.4NPSFrq 所以特种附加阻力 )(1402Ns提升阻力按照(2-27)得出: gHGst式子里, -每米长度物料的质量 ;Gq)/(mk-提升高度(m) ;H-重力加速度,设 9.81 ;gs/2所以 )(5.39481.549. NFGst 把上面算好的数据带到式子(2-30)得出:FcstusH21)(8.1.206.3.58.2.2.3 输送机运行功率计算传动滚筒轴功率 计算AP传动滚筒轴从式子(2-50)得:)(5.38)(05.28149kWvFuA 电动机功率计算正功率的输送机电机所需功率从式子(2-51)得出: PAM式子里, -电机轴所需功率(kW) ;-传动系统效率,采用不同传动系统系统值也不同;从表格 2-5 分析得:表 2-5 传动系统效率表商丘工学院本科毕业设计(论文)10式子里, -往往取 0.85 到 0.95 之间。21-联轴器效率:1机械式联轴器设: =0.98;液力耦合器设: =0.96;1 1-减速器传动效率;2二级减速器设: ;96.0)8.90(2三级减速器设: ;4-电压降系数,往往设 0.90-0.95;-多机驱动功率不平衡系数,往往设 0.90-0.95,单电机驱动时设 。 1算得:kWPAM 89.4519.046.98053 需要选功率是 45.89kW 的电机,从相关书本表格 17-1 设得电动机 Y250M-4,N=55kW。2.2.4 输送带张力计算在皮带张力在整个传送带长度取决于电路配置,数量及驱动辊的位置时,运输工作被改变。另一方面,考虑到他们自己的安全带压力和其它部件的紧张的影响,从而使电压为尽可能地低,并考虑到在输送机的正常运作中,电压带以下两个条件必须满足:(1)在驱动辊输送带不打滑状态。输送器应具有足够的预载,以从驱动辊摩擦传递的圆周力,滑动单个驱动条件和传送辊之间出现。 (2) ,用于在输送带凹陷的最低要求应具有足够的张力,以确保在两个中的一个基团传送带实现辊的最大穿透小于一定值。输送带下垂控制:按最大输送计算公式(2-54)的最小允许分支机构的电压暂降有:max08hgqTGB第 2 章 输煤系统带式输送机的设计计算11)(6.1482.901.8. N式子里, -承载分支托辊间距(m) ;0a.)(xh-每米长度输送带的质量(kg/m) ;Bq-每米长度物料的质量(kg/m) ;G对于回程分支中:max8hgqTBnu)(5.4021.903N式子里,相同符号同上。检查皮带不打滑状态:如以下,通过摩擦传送带传送的驱动辊的圆周力,以确保工作不驱动辊和传送带,围绕较小的一端的辊之间滑动 T2 卷筒纸张力要符合下列式子:(2-53):图 2-2 作用于输送带的张力11maxin2 eFkeFTuAu)(0.653.285496.1N在以上式里, (满载输送机启动制动稳定工况下的最大圆周力(N) ;uAukmax-启动系数,设 1.3-1.7 区间;-圆周力(N);uF-传动滚筒与输送带之间摩擦系数,看表格 2-6 设得 ; 25.0-输送带在传动滚筒上的围包角( 弧度 ) )2.48(416式子里,设 ;210-尤拉系数,看表格 2-6 设得, 2.5 。e表 2-5 传动滚筒和输送带之间的摩擦系数商丘工学院本科毕业设计(论文)12表 2-6 尤拉系数由 计算各点张力忽略附加阻力可得 点张力:)(0.1653min2NT 6TrBRuFHgqfLg21408.95.108.21.950. )(648)(618093N所以取 =16530N 可得稳定运行工况下输送带最大张力:2T)(.394.6maxFu输送带层数计算:输送带层数从式子 2-68 计算得(层)19.3018.4maxBnTZ式子里, -稳定工况下输送带安全系数;第 2 章 输煤系统带式输送机的设计计算13-带宽(mm) ;B-输送带纵向扯断强度(N/(mm 层) ;按表格 2-3 设 4 层,与初选相同。 校核辊子载荷:承载分支式子(2-6)算出:承载分支托辊:gqIeaPBm6.30式子里, -承载分支托辊静载荷(N) ;0-辊子载荷系数;e-承载分支托辊间距(m);0a-质量输送量(t/h) ;mI-带速(m/s);-每米长度输送带质量(kg/m) ;Bq)(6.93810526.381.0 NP任何参数的设定都需要有在书上查的好习惯,找到相关引用书目找出上辊长380mm,直径 108mm,轴承 6205-C4 承载能力为 2270N,因而达到要求。回程分支从式子(2-7))(2.3081.9031NgqeaPBu式子里, -设 1;同上书本中找出并高得下辊长 1150mm,直径 108mm。 ,轴承 6205/C4 承载能力1230N,因而达到要求。动载计算:承载分支托辊从式子(2-8):adsfpP0,因而达到要求。)(270)(.163.2.1693 N式子里,: -承载分支托辊静载荷(N) ;0-从表格 2-24 找到并设得取 1.2;sf-从表格 2-25 找到并设得取 1.32;d-从表格 2-26 找到并设得取 1.1;af回程分支从式子(2-9)得所以也满足要求。)(1230)(7.41.2.30 NfpPasu 各特性点张力:由计算出来的不打滑条件可知传动滚筒奔离点的最小张力为商丘工学院本科毕业设计(论文)1416530N,在此令 就满足了空载边垂度条件;uTNS16530NFt 1940222 978.3NFqgLfSrBRUi2165.850.9784 64523. S867S90.89NFqgLf rBRUi26451405021.43.11 1210175. SSN6.8923 所以满足承载边保证下垂度最小张力要求。拉紧装置重锤质量计算:对于垂直框架重锤拉紧装置:HqfLqgeFGBhRuBu)1(.2max)(6.8485.210953.)82.0(.957k 2.2.5 传动滚筒合力 nF每个弯头滑轮力是按照不同类型的侧向位置传送带折叠辊类型的测定中,为了减小弯曲滑轮品种有大致相同的曲率直径滑轮始终以完全相同的模型。 min2axunkN7.5.73116507.24根据值 ,找到相关引用书目表格 6-1 设传动滚筒直径 800mm,输送机代号为nF10080.1,许用合力 73kN,达到上面要求。传动滚筒扭矩式: 20maxaxDFMumkN1287.9.4671可判定所选数据能达到要求:输送机代号-10080.1,第 2 章 输煤系统带式输送机的设计计算15传动滚筒图号-DTII(A)100A107.从输送机代号和电动机功率找到相关书本表格 7-1 驱动装置得出:驱动装置组合号-565,按根据 565 找到表格 7-3 驱动装置组合表设定驱动装置每个零件的型号:电机 ;液力耦合器 ;制动器 ;减速4250MY4502YOXI315YWZ器 ,再从表格 7-6 驱动装置与传动滚筒组合表找到并设得低速轴联轴器型2531DCY号及尺寸 l。商丘工学院本科毕业设计(论文)16第 3 章 驱动装置的选用与设计从电机和从不相容最重要的是,首先,以确保必要的起动转矩,起动电动机的额定电流执行引擎在传送带上的负载要求大 6 到 7 倍,为了确保该步进电机由于电流过热的影响和燃烧,因为在栅极不减少过电流电压,这需要发动机为起动尽快,驱动电源是该组中的带式输送器,它由联接,减速机,耦合,驱动辊的电动机的组合物的。由一个鼓或通过其耦合,减速机,和链联轴器两个电机驱动扭矩传递给驱动辊。减速器具有两个,三个,切成三个阶段,在右侧伞齿轮的第一步,和在第二和第三的直链和螺旋管道圆柱齿轮减速传动,耦合和变速箱两个,一个是柔性的联轴器联接流体。3.1 电机的选用它打算通过 YB225S-4 发动机,发动机扭矩,性能良好,符合要求。找出相关引用书目找到性能参数表如下: 表 3-1 YB225S型电动机主要性能参数满载电动机型号 额定功率kw 转速 r/min 电流 A 效率功率因数cosYB225S-4 37 1480 69.8 91.8 0.87起动电流/额定电流起动转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩重量 kg7.0 1.9 2.2 3603.2 减速器的选用前面已经了解,输送带宽是 500 毫米,找到相关引用书目表格 277 设得传动滚筒的 D=500mm,那么工作转速是:=76.39r/min60.1.5wvn已经了解电机转速是 =1480 r/min ,mn那么电机和滚筒间的总传动比是:=19.3739.761480wmni3.3 渐开线斜齿圆柱齿轮设计(一)高速级斜齿圆柱齿轮计算表表 3-2 高速级斜齿圆柱齿轮设计计算表项目 计算(或选择)依据 计算过程 单位 计算(或确定)结果第 3 章 驱动装置的选用与设计171选齿轮精度等级 查1表 10-8 选用 7 级精度 级 72材料选择 查1表 10-1小齿轮选用 45 号钢(调质处理)硬度为 250HBS大齿轮选用 45 号钢(调质处理)硬度为 220HBS小齿轮250HBS大齿轮220HBS3选择齿数Z)402(1Zi1U241Z取 8357.9.2取 .4U个12Z913.458U4设得螺旋角 208取 14度 145按齿面接触强度设计(1)试选 Kt 7.13tK取 1.6tK1.6tK(2)区域系数ZH由1图 10-30 43.2HZ 43.2HZ(3)a由1图 10-26 找到并设得a1=0.77 a2=0.871.6421 1.64(4)计算小齿轮传递的转矩 T1找到表格 1 4108.9TNmm4108.9T(5)齿宽系数d 由1表 10-7 5.7d 1.0d(6)材料的弹性影响系数ZE由1表 10-6 8.19EZ21MPa8.9EZ(7) 齿轮接触疲劳强度极限 limH由1图 10-21c由1图 10-215501limH5402551limH0542li0(8)应力循环次数 N 由1式 10-13 81057.9)63(36hLjnN812./U8157.9N2(9)接触疲劳强度寿命系数 KHN由1图 10-19 KHN1 =1.05KHN2 =1.12 KHN1 =1.05KHN2 =1.12(10)计算接触疲劳强度许用应力H取失效概率为,安全系数为S=1,由1式 10-12 得 5.7105.1lim1SKHNHMPa=(577H.5+604.8)=591.15商丘工学院本科毕业设计(论文)188.604152.2lim2SKHNH(11)试算小齿轮分度圆直径 td1按1式(1021)试算3211)(HEdtt ZuTk03.5)198.4.2(59.3160.324 mm =53.03td1(12)计算圆周速度 v 106ndt54.1068.4.ndvtm/s 1.54v(13)计算齿宽 B 3.5.tdbB1=60B2=55 mmB1=60B2=55(14)模数ntm14.2cos0.31Ztnth = 2.25mnt =2.252.14=4.815b/h =53.03/4.815=11.01 度mnt =2.14h = 4.815b/h =11.01(15)计算纵向重合度 = 0.318dz1tan 903.114tan281.903(16)计算载荷系数 K由1表 10-2 找到并设得使用系数 AK根据 v=1.54 m/s,级精度,由1图找到并设得动载荷系数 1.08V由1表找到并设得KH=1.12+0.18(1+0.6d2) d2+0.2310-3b=1.420由1图找到并设得 KF=1.33假定 ,由1表找到并设mNdFtA/10得 1.4H故载荷系数K=KAKVKHKH=11.081.41.42=2.15K=2.15(17)按实际的载荷系数校正分度圆直径由1式 10-10 52.86.1/203.33ttKdm58.521d第 3 章 驱动装置的选用与设计19(18)计算模数 nm1coszdn37.241cos5.8nmmm 2.37nm6按齿根弯曲强度设计(1)计算载荷系数 K K=KAKVKFKFK=11.081.41.33=2.01 K=2.01(2)螺旋角影响系数 Y根据纵向重合度= 1.903 ,从1图 10-28 0.88Y 0.88Y(3)计算当量齿数 ZV 3coszv 30.2614cos331zv 9.8332zv =26.301vz=90.942(4)齿形系数 YFa 由1表YFa1=2.591YFa2=2.198YFa1=2.591YFa2=2.198(5)应力校正系数 YSa 由1表 YSa1=1.597YSa2=1.781 YSa1=1.597YSa2=1.781(6)齿轮的弯曲疲劳强度极限 FE由1图 10-20b由1图 10-20c4001FE3502MPa4001FE3502(7)弯曲疲劳强度寿命系数 1FNK由1图 10-18利用插值法可得0.901FNK0.9520.901FNK0.952(8)计算弯曲疲劳许用应力F取弯曲疲劳安全系数 S1.3,由式10-12 得9.763.140911SFEF.25.52KFENF MPa9.761F25(9)计算大小齿轮的并加FSaY以比较015.92.761FSaY382结论:大齿轮的 系数较大,FSaY以大齿轮的计算0.0FSaY153(10)齿根 由1式 10-17 mm 1.743nm商丘工学院本科毕业设计(论文)20弯曲强度设计计算 =1.743213cosFSndKTYmZ结论:由取 29,那么 Z2 = Z1i 齿 1 =293.59=104.11,9.8245.8cos1ndz1z取 Z2 =1043几何尺寸计算(1)计算中心距 a cos2)(1nmz=137.14cos2)0(a将中心距圆整为 137mm a=137(2)按圆整后的中心距修正螺旋角zn)(ar1 因 值8.137)9(r改变不多,故参数 、 、K等不必修正。HZ度 13.88(3)计算齿轮的分度圆直径 d cosnzm4.598.13cos2d602mm 59.741d214.262(4)计算齿轮的齿根圆直径 df .5fnd由74.5. .1nfm26.09.2.1fdmm 54.741f209.26d(5)计算齿轮宽度 Bb = dd1b=1.059.74=59.74圆整后取:B1 =65B2 =60mm B1 =65B2 =60(6)验算NdTFt 6.328474.591821mmNbKtA /10/9./.63所以合适3.4 低速级斜齿圆柱齿轮设计计算表表 3-3 低速级斜齿圆柱齿轮设计计算表项目 计算(或选择)依据 计算过程 单位 计算(或确定)结果1选齿轮精度等级 查1表 10-8 选用 7 级精度 级 72材料选择 查1表 10-1小齿轮选用 45 号钢(调质处理) ,硬度为 250HBS大齿轮选用 45 号钢(调质处理)硬度为 220HBS小齿轮250HBS大齿轮220HBS3选择齿数 Z)402(34i 253Z70,697.4取个253Z704U=2.8第 3 章 驱动装置的选用与设计2134ZU8.2570U4设得螺旋角 208取 14度 145按齿面接触强度设计(1)试选 Kt .1tK取 1.6tK1.6tK(2)区域系数ZH由1图 10-30 43.2HZ43.2HZ(3) 由1图 10-26 找到并设得 30.78aa4=0.88=0.78+0.88=1.66 1.66(4)计算小齿轮传递的转矩 T 找到表格 151042.3TNmm 51042.3T(5)齿宽系数d 由1表 10-7 7d1.0d(6)材料的弹性影响系数 ZE 由1表 10-6 8.9EZMPa1/2 8.9EZ(7) 齿轮接触疲劳强度极限 limH由1图 10-21c由1图 10-21 5501limH5402MPa5501limH5402(8)应力循环次数 N 由1式 10-1383067.hLjnN72415.9齿i 83067.N7415.9(9)接触疲劳强度寿命系数KHN由1图 10-19 KHN1 =1.08KHN2 =1.14 KHN1 =1.08KHN2 =1.14(10)计算接触疲劳强度许用应力H取失效概率为,安全系数为 S=1,由1式得H3= 3limHNKS5946.154li4H8.042.9443HMPa=604.8H(11)试算小齿轮分度圆直径 td3按1式(1021)试算 53.80)(1232HEdtt ZuTkmm 80.53td3(12)计算圆周速度 v 062nvt6.1028.54.vm/s =0.65v(13)计算齿宽B 53.83dbB3=85B4=80 mmB3=85B4=80商丘工学院本科毕业设计(论文)22(14)模数 ntm13.cos3Zdtth = 2.25mnt =2.25 3.137.04b/h =80.53/7.04=11.44度 3.13ntmh 7.04b/h =11.44(15)计算纵向重合度 = 0.318dz3tan0.318 1.0 25an14=1.98 =1.98(16)计算载荷系数 K由1表 10-2 找到并设得使用系数 1AK根据 v=0.65s,级精度,由1图找到并设得动载荷系数 1.1V由1表找到并设得KH=1.12+0.18(1+0.6d2) d2+0.2310-3b=1.43由1图找到并设得 KF=1.35假定 ,由1表找到并mNdFKtA/10设得 1.4H故载荷系数K=KAKVKHKH=1 1.1 1.4 1.43=2.20K=2.20(17)按实际的载荷系数校正分度圆直径 d3由1式 10-10 5.896.1203.33ttKdm89.553d(18)计算模数nm3coszdn=3.483coszmnmm =3.48n6按齿根弯曲强度设计(1)计算载荷系数 K K=KAKVKFKF K=1.0 1.1 1.4 1.35=2.079 K=2.079(2)螺旋角影响系数 Y根据纵向重合度=1.981图 10-28 0.88Y0.88Y(3)计算当量齿数 ZV 3coszv37.2cos3zv6.4v =27.373vz76.634(4)齿形系数YFa 由1表YFa3=2.563YFa4=2.227YFa3=2.563YFa4=2.227(5)应力校正系数 YSa 由1表YSa3=1.604YSa4=1.763YSa3=1.604YSa4=1.763(6)齿轮的弯曲疲劳强度极限 FE由1图b由1图4003FE3504MPa4003FE3504(7)弯曲疲劳强度寿命系数 由1图 0.923NK0.923NK第 3 章 驱动装置的选用与设计23FNK0.964FNK0.964FNK(8)计算弯曲疲劳许用应力F取弯曲疲劳安全系数S1.3,由式得3681092.3SFE361509.44SKFENFMPa3F368 4336(9)计算大小齿轮的并加以FSaY比较012.8.23FSaY结7.6.4Sa论:大齿轮的 系数较FSa大,以大齿轮的计算=FSaY0.0117(10)齿根弯曲强度设计计算由1式 37.2cos232FSdnYZKTm=2.37nm结论: 6.45.189cos3ndZ取 35 ,则 Z4 = Z3i 齿 2 =35*2。8=98 取 Z4 =98z3几何尺寸计算(1)计算中心距 a cos2)(43nmza34.17cos25.)983(a将中心距圆整为 171mm =171a(2)按圆整后的中心距修正螺旋角 azn)(r43 因5.13.2)(r值改变不多,故参数 、 等不必修正。KHZ度 54.13(3)计算齿轮的分度圆直径 d cosnzm0.914cos2*3d584mm 90.003d252.004(4)计算齿轮的齿根圆直径df2fnd7.3.2*5.3nfm5.4.0.24fdmm 83.753fd=245.754(5)计算齿轮 b = dd3= 圆整后取: mm B3 =95商丘工学院本科毕业设计(论文)24宽度 B 1.0*90.00=90.00 B3 =95B4 =90B4 =90(6)验算NdTFt 760.91*42352mmbKtA /10/4.8/0.76故合适3.5 斜齿轮设计参数表表 3-4 斜齿轮设计参数表传动类型 模数 齿数 中心距 齿宽 螺旋角高速级斜齿圆柱齿轮 2nm91Z042mm137amm651Bm028.13低速级斜齿圆柱齿轮 5.n384 93454.
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