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带式输送机传动装置(课程设计)

2018-01-07    作者:    来源:    阅读:3077

一、设计题目:带式输送机传动装置

已知条件

题目参数

 输送带工作拉力 F/KN

5.0

输送带工作速度v/(m/s)

1.43

滚筒直径D/mm

350

带式输送机传动装置(课程设计)

按斜齿圆柱齿轮设计减速器

已知条件:

(1)工作情况:两班制,连续单向运转,载荷比较平稳,允许输送带工作速度误差为±0.5%

(2)使用年限:5年

(3)动力源:380/220V交流电

二、主要内容:

    P65页  7.1.2

三、设计工作量:

  1、减速器装配图1张(2号图纸)

   2、零件工作图2张  (3号图纸)

   3、设计说明书1份  (10-15页要求附说明简图)

四、进度安排

基础设计计算——2天

装配图底图——3天

装配图——1.5天

零件图——1.5天

说明书(打印)——2天

目   录

一、电动机的选择…………………………………………………………4

二、传动设计………………………………………………………………5

三、带传动的设计…………………………………………………………7

四、齿轮的设计…………………………………………………………  10

1.齿轮材料及精度的选择……………………………………………… 10

2. 按齿面接触强度设计……………………………………………     10

3.确定主要参数及计算主要尺寸…………………………………………11

4.齿根弯曲疲劳强度校核…………………………………………………12

5.齿轮主要参数……………………………………………………………13

五、轴的设计………………………………………………………………14

1.高速(齿轮)轴的设计……………………………………………………14

2.低速轴的设计……………………………………………………………15

3.轴上其它零件的设计………………………………………………… 16

4.键的选择校核………………………………………………………… 17

5.键的强度校核………………………………………………………… 18

6.输出轴的强度校核…………………………………………………… 19

六、轴承的校核……………………………………………………     20

七、心得体会……………………………………………………       21

 

一、电动机的选择

1、选择电动机类型

    按工作要求和工作条件,选用一般用途的Y(IP44)系列三相异步电动机,它为卧式封闭结构。

2、选择电动机的容量

    卷筒轴的输出功率PW :

    PW =F·V/1000=4000×1.43/1000=5.72kW

    电动机输出功率为Pd              

              Pd=Pw/ηpd

    传动装装置总效率

带式输送机传动装置(课程设计)

    式中:V带效率带式输送机传动装置(课程设计)1=0.96,滚动轴承效率(二对) 带式输送机传动装置(课程设计)2=0.99,闭式齿轮传动效率(单级,斜齿轮)带式输送机传动装置(课程设计)3=0.97, 弹性联轴器效率带式输送机传动装置(课程设计)4=0.99,滚筒效率带式输送机传动装置(课程设计)5=0.96,则:

带式输送机传动装置(课程设计)

    故 Pd= PW/h=5.72/0.86=6.651kw

    因载荷平稳,电动机额定功率带式输送机传动装置(课程设计)略大于带式输送机传动装置(课程设计)即可,由《机械设计基础实训指导》附录查的Y系列电动机数据,选电动机的额定功率为7.5kw。

3、确定电动机转速

    卷筒轴工作转速:由v=1.43m/s,v带传动的传动比i=2~4。而且单级闭式齿轮传动比常用范围为ia‘=3~6,则一级圆柱齿轮减速器传动比选择范围为:

ia=ia‘·i带=3×2~4×6 =6~24

    卷筒的转速带式输送机传动装置(课程设计)

    nw=60×1000V/πD=(60×1000×1.43)/(π×350)=78.031r/min

    故电动机的转速可选范围为

    nd= nw ·ia =78.031×(6~24)= 486.186~1872.744r/min

    按照以上设计数据,可供选择的电动机如下表1—1所示:

表1-1:

方案

电动机型号

额定功率Kw

同步转速/满载转速

带式输送机传动装置(课程设计)(r/min)

  1

Y132M2—4

7.5

/1440

2

Y160M—6

7.5

/970

3

Y160L—8

7.5

/720

    则可选用Y160M—6电动机,满载转速为970带式输送机传动装置(课程设计),额定功率为7.5KW。

二.传动设计

1.传动比的分配

(1)总传动比

ia=970/78.031=12.431

(2)分配减速器各级传动比

ia=ia‘·i带=6~24

为使单级齿轮传动比不至于太大,取带传动的传动比i带=3

减速器的传动比为ia’=12.431/3=4.144 ,本次设计的减速器为单级齿轮减速器,故有:

ia’=4.144   i带=3

2.运动和动力参数计算

0轴(电动机轴)

P0=Pd=7.5 kw

n0= nd=970 r/min

T0=9550·P0/n0=9550*7.5/970=73.840 N·m

1轴(带传动-高速轴1)

6.651/7.5=0.8868  接近80%所以代7.5 kw进行计算

P1= P0·h2h4·=7.5*0.99*0.99=7.351kw 【h2为轴承的效率,】

n1=n0/i带=970/3=323.333r/min               【h4为带传动的效率】

T1=9550·P1/n1=9550*7.351/323.33=217.122 N·m

2轴(齿轮传动-低速轴2)

P2= P1·h2h3=7.351*0.97*0.99=7.059 kw 【h3为齿轮传动的效率】

nW =n2=n1/ia=323.333/4.144=78.024 r/min

T2=9550·P2/n2=9550·7.059/ 78.024=864.010 N·m

【若为一级减速器则计算到这里即可,】

根据以上数据,我们可以把它列成一个表格,更能清楚的了解数据:

表 2:

轴名

 

功率P/kw

转距T/N.m

转速n/(r/min)

传动比

电机轴(0轴)

5.5

73.840

970

 

1轴

7.351

217.122

323.333

3

2轴

7.059

864.010

78.024

4.144

三.带传动的设计

    已知电机额定功率P=7.5kw,转速n0=970r/min,各轴的转速如表3:

转动轴

输入轴 (0轴)

  1轴

输出轴   (2轴)

滚筒轴

转速n

970

323.333

78.024

 

传动比

    3

4.144

1


    由电动机驱动,工作寿命年限为5年,两班制工作,转向不变单向运行,有轻微的振动。

(1)确定计算机功率Pc

    由表9-12查的KA=1.2,由式(6-11)得

     Pc=KAP=1.2*7.5=9KW

(2)选取普通V带型号

    根据Pc=7.5KW、n0=970r/min,由图9-10选用B型普通V带

(3)根据表6-2选取dd1=125.

    大带轮基准直径dd2=n1/n2*dd1=970/323.333*125=375.0039mm

    按表9-4选取标准值dd2=375mm,则实际传动比i、从动轮实际转速分别为i=dd2/dd1=375/125=3.00 ,  n1=n0/i=970/3.00=323.333r/min

    从动轮的转速误差为:(323.333-323.33)/323.33*100%=0.0003%

    误差率在±5%内,为允许值。

(4)验算带速

      v=πdd1n1/60*1000=3.14*125*970/(60*1000)=6.35m/s

  带速在5~25m/s范围内。

(5)确定带的基准长度Ld和实际中心距a

  初定中心距:0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)

                   350≤a0≤1000

  取a0=650mm.   

由式(6-14)得:    L0=2a0+π/2(dd1+dd2)+(dd2-dd1)2/4a0

                  =2133.47mm

由表9-2选取基准长度Ld=2240mm

由式(6-15)得实际中心距为a≈a0+(Ld-L0)/2=703.13mm

    取a=700mm

    考虑安装、调整和补偿张紧力的需要,中心距应有一定的调节范围。中心距a的变动范围为:

       amin=a-(2bd-0.009Ld)=700-(2×14-0.009×2240)=692.16mm

        amax=a+0.02*Ld=700+0.02*2240=744.8mm

(6)校验小带轮包角α1

    由式(6-16)得  α1=1800-(dd2-dd1)/a*57.3=1590

α1>120,合适。

(7)确定V带根数z

   由式(6-17)得 z=Pc/(P0+△P0)KαKL

      根据dd1=125mm、n0=970r/min,查表9-7,用线性插值法得P0=2.67KW,由表9-9△P0=0.3KW。

   由表9-2查得带长度修正系数KL=1,由表9-11查得包角系数

Kα=0.95,因而得普通V带的根数为

 z=Pc/(P0+△P0)KαKL=7.5/(2.67+0.3)*1*0.95=2.40

圆整得z=3.

(8)求单根V带的初拉力F0及带轮轴上的压力FQ

  由表9√-1查得B型普通V带的每米长质量q=0.19Kg/m,根据式(6-18)得单根带的初拉力为

  F0=500Pc/zv*(2.5/Kα-1)+qv2=500*7.5/(3*6.35)*(2.5/0.95-1)+0.19×6.352=328.84N

  由式(6-19)可得作用在带轮轴上的压力为

    FQ=2ZF0sinα/2=2*3*328.84*sin1590/2= 1940.00N

四.齿轮的设计

1.选择齿轮材料、热处理、齿面硬度、精度等级及齿数

选用7级精度

因传递功率较大,选用硬齿面齿轮传动。

参考表5-6

小齿轮:40Cr(表面淬火),硬度为48~55HRC

大齿轮:40Cr(表面淬火),硬度为48~55HRC

为增加传动平稳性,选带式输送机传动装置(课程设计),取125

因选用闭式硬齿面传动,故按齿根弯曲疲劳强度设计,然后校核其齿面接触疲劳强度。

2.按齿根弯曲疲劳强度设计

按式(5-52),设计公式为带式输送机传动装置(课程设计)

1)试选载荷系数带式输送机传动装置(课程设计)

2)初选螺旋角β=12带式输送机传动装置(课程设计)

3)小齿轮传递转矩

带式输送机传动装置(课程设计)

4)由表5-14,选齿宽系数带式输送机传动装置(课程设计)

5)端面重合度

带式输送机传动装置(课程设计)

6)轴面重合度

带式输送机传动装置(课程设计)

7) 重合度系数带式输送机传动装置(课程设计)

8) 螺旋角系数 由图5-41,带式输送机传动装置(课程设计)

9) 当量齿数

带式输送机传动装置(课程设计)

10)齿行系数

由表5-13

带式输送机传动装置(课程设计)

11)应力修正系数

由表5-13

带式输送机传动装置(课程设计)

12)弯曲疲劳强度极限

由图5-25查得

带式输送机传动装置(课程设计)

13)接触应力循环次数

由式(5-28)

带式输送机传动装置(课程设计)

14)弯曲疲劳强度寿命系数

由图5-27查得,带式输送机传动装置(课程设计)

15)弯曲疲劳强度安全系数

带式输送机传动装置(课程设计)

16)计算许用弯曲应力

由式(5-29)

带式输送机传动装置(课程设计)

17)计算带式输送机传动装置(课程设计)带式输送机传动装置(课程设计)

带式输送机传动装置(课程设计)

18)计算模数

带式输送机传动装置(课程设计)

19)计算圆周速度

带式输送机传动装置(课程设计)

20)确定载荷系数

由表5-10查取使用系数带式输送机传动装置(课程设计)

根据带式输送机传动装置(课程设计),由图5-28,动载系数带式输送机传动装置(课程设计)

根据带式输送机传动装置(课程设计)

由图5-29,齿间载荷分配系数带式输送机传动装置(课程设计)

由表5-11,齿向载荷分配系数带式输送机传动装置(课程设计)

故载荷系数带式输送机传动装置(课程设计)

21)修正法面模数

带式输送机传动装置(课程设计)

圆整为标准值,取带式输送机传动装置(课程设计)

3.确定齿轮传动主要参数和几何尺寸

1)中心距带式输送机传动装置(课程设计)

圆整为a=160mm

2)确定螺旋角带式输送机传动装置(课程设计)

3)分度圆直径

带式输送机传动装置(课程设计)

4)计算齿宽

带式输送机传动装置(课程设计)

4.校核齿面接触疲劳强度

按式(5-49),校核公式为

带式输送机传动装置(课程设计)

1)弹性系数

由表5-12,查取弹性系数带式输送机传动装置(课程设计)

2)节点区域系数

由图5-40,节点区域系数带式输送机传动装置(课程设计)

3)重合度系数

带式输送机传动装置(课程设计)

4)螺旋角系数

    带式输送机传动装置(课程设计)

5)接触疲劳强度极限

由图5-24查得带式输送机传动装置(课程设计)

6)接触疲劳强度寿命系数

由图5-26查取接触疲劳强度寿命系数

带式输送机传动装置(课程设计)

7)接触疲劳强度安全系数

取失效概率为1%,接触疲劳强度安全系数带式输送机传动装置(课程设计)

8)计算许用接触应力

由式(5-29)

带式输送机传动装置(课程设计)

9)校核齿面接触疲劳强度

带式输送机传动装置(课程设计)

齿轮主要参数

 

斜齿轮参数

法向模数

m,n=2mm

齿数

z1=30mm

z2=125mm

螺旋角

b=14.360

中心距

a=160mm

分度圆直径

d1=61.22mm

d2=255.10mm

齿轮宽度

b2=50mm

b1=56mm

5.选择润滑方式

闭式齿轮传动,,齿轮的圆周速度v≤12m/s,常将大齿轮的轮齿浸入油池中进行浸油润滑,推荐使用中负荷工业齿轮油,润滑油运动粘度带式输送机传动装置(课程设计)

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