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              课程设计

              带式输送机传动装置(课程设计)

              时间:2018/1/7 0:09:40   作者:   来源:   阅读:37869   评论:7
              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)


              标签:传动装置 
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