带式输送机传动系统设计单级直齿圆柱齿轮减速器设计.docx
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带式输送机传动系统设计单级直齿圆柱齿轮减速器设计
课程设计任务书
设计题目:
带式输送机传动系统设计(一级直齿圆柱齿轮减速器及带传动)
传动简图:
1.电动机2.V带3.减速箱4.联轴器5滚筒6.输送带
原始数据:
(已知条件)
说明:
1.单向运行,有稍微振动;
2.每年按300个工作日计算,每天工作二班。
达成日期:
________年____月_____日
设计指导教师:
_______________年____月____日
任课教师:
____________________年____月____日
评分与考语:
________________________________
(二)设计内容
1、电动机的选择及运动参数的计算
2、V带的传动设计;
3、齿轮传动的设计;
4、轴的设计;
5、联轴器的选择;
6、润滑油及润滑方式的选择;
7、绘制部件的工作图和装置图
(1)、减速器的装置图
(2)、绘制部件的工作图
注:
装置图包含:
尺寸标明、技术要求及特征、部件编号、部件明细表、标
题栏。
部件的工作图包含:
尺寸的标明、公差、精度、技术要求。
10、编写设计说明书
(1)、目录;
(2)、设计任务书;
(3)、设计计算:
详尽的设计步骤及演算过程;
(4)、对设计后的评论;
(5)、参照文件资料。
(三)设计工作量
1.减速器总装图一张
2.部件图二张
3.设计说明一份。
任⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
方案明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
机的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
装置的运和力参数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
件的算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
的算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
器、承、接的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
减速器附件的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
滑与密封⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
小⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
参照料⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
一传动方案说明
第一组:
用于胶带输送机转筒的传动装置
1、工作条件:
室内、灰尘较大、环境最高温度35℃;
2、原始数据:
(1)输送拉力F=5500N;
(2)输送带工作速度(同意输送带的工作速度偏差为±4%);
(3)输送机滚筒直径D=450mm;
(4)卷筒效率η(包含卷筒及轴承的效率);
(5)工作状况:
两班制,连续单向运行,载荷较安稳
(6)使用折旧期:
8年
(7)工作环境:
室内,尘埃较大,环境最高温度38°
(8)动力根源:
电力,三相沟通电源,电压为380/220伏;
(9)检修间隔期:
四年一次大修,两年一次中修,半年一次小修
(10)制造条件及生产批量:
一般机械厂制造,小批量生产
二电动机的选择
1、选择电动机种类
1)电动机种类和构造型式
按工作要乞降工条件,采纳一般用途的Y(IP44)系列三相异步电动机。
它为卧式关闭构造。
2)电动机容量
(1)卷筒轴的输出功率Pw
Fv
Pw
1000
1000
(2)电动机输出功率Pd
Pd
Pw
传动装置的总效率
2
12345
式中,1,2为从电动机至卷筒轴之间的各传动机构和轴承的效率。
由表
2-4查得:
V带传动10.96;
转动轴承η=0.99;
圆柱齿轮传动η
=0.97;
弹
2
3
性联轴器η4=0.99;卷筒轴滑动轴承η5=0.96,则
η=0.96×0.992×0.97×0.99×0.96≈
故
Pd
Pw
Pd
(3)电动机额定功率Ped
由相关表格选用电动机额定功率Ped=11kW。
1)电动机的转速
滚筒轴的转速是nm
为了便于选择电动机转速,先计算电动机转速的可选范围。
由表
2-1查
得V带传动常用传动比范围=2~4,单级圆柱齿轮传动比范围=3~6,则电动机转速可选范围为
nd'
nwi1'
i2'
/min
可见同步转速为750r/min、1000r/min
的电动机均切合。
这里初选同步
转速分别为750r/min
nw59.44r/min
和1000r/min的两种电动机进行比较,以下表:
方电动机
额定
电动机转速
电动
传动装置的传动比
案型号
功率
(r/min)
机
(KW)
同
满载
质量
总传动
V带传
单级减速
步(kg)比动器
1Y180L-117507303834
8
2Y160L-11100970633
60
由表中数据可知两个方案均可行,但方案1的传动比较小,传动传动装置构造尺寸较小。
所以可采纳方案1,选定电动机的型号为Y180L-8。
4)电动机的技术数据和外形、安装尺寸
由表查出Y180L-8型电动机的主要技术数据和外形,安装尺寸,并列表记录备用(略)。
3.计算传动装置总传动比和分派各级传动比
1)传动装置总传动比
nm
730
i
nw
2)分派各级传动比
取V带传动的传动比i1
3,则单级圆柱齿轮减速器的传动比为
i
i2
4
i1
3
所得i2值切合一般齿轮传动和圆柱单级齿轮减速器传动比的常用范围。
4.计算传动装置的运动和动力参数
1)各轴转速
电动机轴为0轴,减速器高速轴为Ⅰ轴,低速轴为Ⅱ轴,各轴转速为
n0
nm
730r/min
n
n0
730/3243.33r/min
i1
n
n/i2
2)各轴输入功率
按电动机额定功率Ped计算各轴输入功率,即
P011KW
P0
Ped
11kW
T0
144Nm
P
P0
1
11
P
P1
2
3
3)各轴转矩
PI
nI
243.33r/min
T0
9550
P0
9550
11
144Nm
n0
730
TI
414.45Nm
T9550
P1
9550
PII
414.45NM
60.8r/min
n1
nII
TII
1592.7Nm
T9550
P
9550
1592.7Nm
n
将计算结果汇总列表备用(略)。
三皮带轮传动的设计计算
C
1、确立计算功率P
C
KA为工作状况系数,查课本表8.21可得,KA
即
PC=KAPed×
2、选择V带的型号
dmin=125mm
依据计算功率PC,主动轮转速n1=730r/min,由课本图8.12选择
B型一般V带。
3、确立带轮基准直径dd1、dd2
由课本表8.6和图8.12得dmin=125mm
450mm
dd2
取dd1=150mm>dmin
大带轮的基准直径,因为i带
n1
=3
所以n2
3
n2
i
n2
243.33r/min
dd2
n1
dd1
3×150=450mm
n2
由课本表
选用标准值
dd2
,则实质传动比
i
,从动轮的实
450mm
际转速分别为
d
i
d
d2
d1
450
n2
n1
730
3
i
243.33r/min
150
3
4、验算带速V
V
dd1n1
150730
1000
60
5.73m/s
60
1000
带速在5~25的范围内。
5、确立带的基准长度Ld和实质中心距a
依据课本(8.14)式得0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)
得:
420mm≤a0≤1200mm
依据构造设计要求初定中心距a0=1000mm由.课本式(8.15)得:
L0
2a0
+(dd1
(dd2dd1)2
dd2)
2
4a0
=2×1000+(150+450)+
(450150)2
241100
查课本表8.4可得:
Ld=3150mm
由课本(8.16)
式得实质中心距a为a≈a0+Ld
L0
2
中心距a的改动范围为
amin=a-0.015Ld
amax=a+0.03Ld
L0
=(1092.75-0.015×
=(1092.75+0.03×
6、校验小带轮包角a1
Ld=3150mm
由课本式(8.17)
得:
dd2
dd1
a1=180
a
450150
=180
amin
=120
、
7、确立V带根数Z
由课本(8.18式)得
PC
Z
(P0P0)KaKl
依据dd1=150mm、n1=730r/min,查表,用内插法得
P0
800)
1.82+
(730
980
800
取P0
由课本式()得功率增量为
P0为
P0=Kbn1(1
1
)
Ki
由课本表8.18查得Kb
103
依据传动比
i
=3.21本表8.19得
,则
Ki
amax
m
a1120
P0
P0=
2.649410
3
(
1
)
kw
7301
P0
由课本表8.4查得带长度修正系数KL=1.03,本图8.11查得包角系数
Ka,得普V
z
根
Z=6根
0.23)
=5.89根
圆整得z=6根
P0
8、求初拉力F0及带轮轴上的压力FQ
由课本表8.6查得B型一般V带的每米长质量q=0.17kg/m,依据课本式F0280.6N()得单根V带的初拉力为
500Pc
1)
qv
2
F0
(
zv
Ka
=500
13.2(
1)0.17(5.73)2N
6
由课本式()可得作用在轴上的压力FQ为
a1
FQ=4417N
FQ=2F0zsin
2
=2×371.6×6sin
N
2
=4417
9、设计结果
采纳6根B型V带,中心距a=1092.75mm,带轮直径dd1=150mm,dd2=450mm,轴上压力FQ=4417N。
四齿轮传动的设计计算
1、选择齿轮资料及精度等级
依据课本表10.9可得,齿轮采纳20CrMnMo钢,渗碳淬火,齿面硬度
为58~62HRC,心部硬度≥32HRC。
因为是一般减速器、由课本表10.21选8级精度,要求齿面粗拙度Ra3.2~6.3m。
2、按齿面接触疲惫强度设计
因两齿轮均为钢质齿轮,可应用课本式(10.22)求出d1值。
确立相关
参数与系数:
1)转矩T1
T1=9.55×106P
9.5510610.56N·×105N·mm
T1=4.14×105
n1
N·mm
2)载荷系数K
查课本表10.11取
3)齿数z1和齿宽系数d
小齿轮的齿数z1取为25,则大齿轮齿数z2=100。
因单级齿轮传动为
d=1
对称部署,而齿轮齿面又为软齿面,由课本表
10.20选用d=1。
4)许用的接触应力
Hlim1
=
H
560MPa
由课本图
查得
Hlim1=Hlim2=1500Mpa
Hlim2
=530Mp
由课本表
查得
SH=1
a
N1=60njLh=60×243.33×1×(7×300×16)=4.9×108
N2=N1/i=4.9×108/4=1.225×108
查课本图10.27得ZNT1=0.95,ZNT2=1.06。
由课本式(10.13)可得
ZNT1
Hlim1
0.951500
H1=H2=
MPa1425MPa
SH
1
ZE-资料弹性系数(
),按表查取ZE
ZH-节点地区系数,考虑节点处轮廓曲率对接触应力的影响,由图查取。
对于标准直齿轮,a=25°,ZH
Ze-重合度系数,考虑重合度对单位齿宽载荷的影响,其值
可由图查取,,故
d1
3
KT1(u1)(ZEZHZe)2
du
2
H
10
5
5
(
2
3
)
mm
1
5
14252
m=d1
29.8mmmm
z1
25
由课本表10.3取标准模数
3、主要尺寸计算
d1
mz1
2.525mmmm
d2
mz2
2.5100mm
250mm
b
dd1
mm
mm
经圆整后取b1
b2=b1+2.5mm=65mm
N1=4.9×108
N2×108
H1=532MPa
H2=562MPa
d1
d2=250mm
b1=65mm
a
1mz1z2
1
25100mm
2
2
4、按齿根曲折疲惫强度校核
YF1
由课本式()得出
F,如
YF2
F
F
则校核合格。
确立相关系数与参数:
1)、齿形系数YF
查课本表10.13得YF1,YF2
2)、应力修正系数YS
查课本表10.14得YS1
,YS2
3)许用曲折应力F
由课本图10.25查得
Flim1Flim2450MPa。
由课本表10.10查得
。
SF
由课本图10.26查得
YNT1YNT21
由课本式()可得
F1
F
2
YNT1Flim1
450=400MPa
SF
故
F1
F2
2KT1YFYS
bm2z1
2
105
F1400MPa
65
2
2.651.59393MPa
25
齿根曲折强度校核合格。
5、齿轮的圆周速度v
v
d1n1
62.5243.33m/s0.8m/s
60
1000
60
1000
由课本表10.22可知,选8级精度是适合的。
6、几何尺寸计算及绘制齿轮部件工作图。
(见部件图1)
五轴的设计计算
1、选择轴的资料,确立许用应力
由已知条件知减速器传达的功率属小功率,对资料无特别要求,应选
用45
钢并经调质办理。
由课本表14.7查得强度极限
B=650MPa,再
由课本表14.2得许用曲折应力
1b=60MPa。
Ⅰ
轴
:
2、按扭转强度估量轴径
d1=30mm
依据课本表
14.1得C=107~118。
又由课本式()得
Ⅱ
轴
:
Ⅰ轴:
d
C
3
P
(107~118)
3
10.56mm
mm
d1=48mm
n
Ⅱ轴:
d
C
3
P
(
)3
mm58.9~65mm
n
107~118
考虑到轴的最小直径处要安装联轴器,会有键槽存在,故将估量直
径加大3%~5%,取为。
由设计手册取标准直径d1=40mm。
Ⅱ轴取为60.7~,由设计手册取标准直径
d1=65mm
八联轴器的选择
联轴器往常用来连结两轴并在此间传达运动和转矩,联轴器所连结的两轴,因为制造及安装偏差、受载变形和温度变化等影响,常常存在着某种程度的相对位移。
所以,设计联轴器时要从构造上采纳各样不一样的举措,使联轴器拥有赔偿上述偏移量的性能,不然就会在轴、联轴器、轴承中惹起附带载荷,致使工作状况恶化。
综上所述,应选择挠性联轴器,这类联轴器拥有必定的赔偿两轴偏移的能力,再依据联轴器赔偿位移方法,选弹性柱销联轴器,它仅用弹性柱销(往常用尼龙制成)将两半联轴器连结起来,它传达转矩的能力大、构造更简单、耐用性好,应选择弹性柱销联轴器。
为了隔绝震动、和缓冲击和安装方便,拟Ⅰ轴采纳选弹性柱销联轴器,
Ⅱ轴采纳无弹性元件扰性联轴器
2)计算转矩
由设计手册查的
Tc1=K×9550P×9550×10.56
=538.8N·m
n1
Tc2=K×9550
P×9550×
=2070.5N·m
·m
n2
d1=35mm
3)选择型号及尺寸
由·md1=40mm,
·md1=65mm,Tc2=1039N·m
差GB4323—84,Ⅰ轴采纳选弹性柱销联轴器
型号为TL8,此中Tn=710N·m,
d1=48mm
[n]=3000r/min;Ⅱ轴采纳无弹性元件扰性联轴器,型号为
HL5,此中
Tn=2000N·m,[n]=3550r/min
九润滑、密封装置的选择
依据课本11~18页,再依据齿轮的圆周速度,轴承能够用脂润滑和油润
滑润滑,因为齿轮的转速是小于2m/s,故轴承润滑采纳脂润滑,为防备箱体
内的轴承与润滑脂的配合,防备润滑脂流失,应在箱体内侧装挡油环,润滑
脂的装填量不该超出轴承缝隙体积的,在减速器中,齿轮的润滑方式依据齿
轮的圆周速度而定,因为V<12m/s,所以采纳油池润滑,齿轮浸入油池1-2
个齿高妙度,大齿轮的齿顶到油底面的距离为40mm,箱体内采纳SH0357-92
中的50号润滑,装至规定高度。
轴承盖中采纳毡圈油封密封。
十减速器的设计
名称
箱座壁厚
箱盖壁厚
箱盖凸缘厚度
箱座凸缘厚度箱座底凸缘厚度
地脚螺钉直径
地脚螺钉数量轴承旁连结螺栓直径
符号
减速器型式、尺寸关系/mm
结果
齿轮减速器
0.025a+1≥8
8
0.025a+1≥8
8
1
b1
1
12
b
12
b2
20
df
0.036a+12
22
n
A≥250时,n=6
6
d1
0.75df
16
盖与座连结螺d2栓直径
连接螺栓d2l
的间隔
轴承端盖螺钉d3直径
检查孔盖螺钉d4直径
定位销直径d
df、d1、d2至C1
外箱壁距离
df、d2至凸C2
缘边沿距离
轴承旁凸台半R1径
凸台高度h
外箱壁至轴承l1座端面的距离
齿轮顶圆与内
1
箱壁间的距离
齿轮端面与内
2
箱间的距离
(0.5~0.6)df
150~200
(0.4~0.5)df
(0.3~0
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