机械设计说明书1B设计一带式输送机传动装置.docx
- 文档编号:17274894
- 上传时间:2023-07-23
- 格式:DOCX
- 页数:76
- 大小:181.18KB
机械设计说明书1B设计一带式输送机传动装置.docx
《机械设计说明书1B设计一带式输送机传动装置.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《机械设计说明书1B设计一带式输送机传动装置.docx(76页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
机械设计说明书1B设计一带式输送机传动装置
机械设计课程设计
计算说明书
设计题目1—B设计一带式输送机传动装置
材料成型及控制工程专业
04021003班
设计者刘碧颖
指导老师董海军
2013年8月21日
西北工业大学
一、设计任务书
二、传动方案的拟定
三、传动装置的数据计算
四、传动零件的设计计算
五、箱体结构尺寸
六、设计总结
七、参考文献
计算项目及内容主要结果
一、设计任务书
传动简图如图所示,设计参数列于表中2-1中。
工作条件:
连续
单向运转,载荷平稳,空载启动,使用期十年(每年300个工作日),小批量生产,两班制工作,输送机工作转速允许误差为±5%。
带式输送机的传动效率为0.96。
(一)、原始数据:
输送带的牵引
输送带滚筒的
输送带的速度
直径D
力
使用年限(年)
V(m/s)
(mm)
F(KN)
1.25
1.8
250
10
(二)、设计内容和要求
1.编写设计计算说明书一份,其内容通常包括下列几个方面:
(1)传动系统方案的分析和拟定以及减速器类型的选择;
(2)电动机的选择与传动装置运动和动力参数的计算;
计算项目及内容主要结果
(3)传动零件的设计计算(如齿轮传动,带传动等);(4)轴的设计计算;
(5)轴承及其组合部件设计;
(6)键联接和联轴器的选择及校核;(7)减速器箱体,润滑及附件的设计;(8)轴承寿命校核
(9)轴的强度校核;
(10)装配图和零件图的绘制;(11)设计小结;
(12)参考文献。
2.要求每个学生完成以下工作:
(1)减速器装配图1张(A1图纸)
(2)零件工作图2张。
(3)设计计算说明书1份。
二、传动方案的拟定
由图可知,该设备原动机为电动机,传动装置为减速器,工作机
为带式输送机。
减速器为一级斜齿圆柱齿轮传动和一级带传动,轴承初步选用
角接触球轴承。
联轴器选用弹性套柱销联轴器联轴器。
三、传动装置的数据计算
(一)、电动机的选择:
1、选择电动机系列
按工作要求及工作条件,选用三相异步电动机,封闭式扇式结构,即:
Pw2.34275KW
电压为380VY系列的三相交流电源电动机。
计算项目及内容
2、选择电动机系列
1.工作机所需要的功率:
Pw(kw)
PwFwVw/w1.251.8/0.962.34375(kw)
2.传动装置的效率:
带0.96
轴承
0.99
齿轮0.97
联轴器
0.99
2
0.960.99
0.99
0.970.990.903
带
轴承
齿轮
联轴器
3.电机所需的工作功率:
Pw(kw)
PdPw/2.34375/0.9032.59551(kw)
4.电机额定功率的选择:
由于要求pedpd,因此选择Y100L2-4
Y系列三相异步电动机(同步转速1500r/min)
电机型号额定功率/kw满载转速/(r/min)
Y100L2-431430
主要结果
i10.36
(二)、确定传动装置的总传动比和分配传动比
1.总传动比:
滚筒转速为:
nW
100060Vm
1000601.8
πd
138r/min,因此有:
π220
i总
1430
10.36
nm/nw
138
2、分配各级传动比:
(1)选用带传动的传动比:
按带传动与一级齿轮减速器关系进行设计,设带传动的传动比为id,一级齿轮减速器的传动比为i1,应使idi1,以便使整个传动系统的尺寸较小,结构紧凑。
又带传动比一般取2~4,故取id3。
(2)选用齿轮传动的传动比:
计算项目及内容
i1iid
10.363.45。
3
3、计算各轴转速(r/min
)
n电机
1430
r/min
n1
n电机/i1
1430
476.7r/min
3
n2
n1/i2
476.7=138.2r/min
3.45
4、计算各轴的功率(KW)
p0
p工作
3kw
p1
p0?
带
30.96
2.88kw
p2
p1?
齿轮?
轴承
2.88
0.97
0.99
2.77kw
5、计算各轴扭矩(N·mm)
9550P0
9550
3
T0
1430
20.03N?
m
n0
9550p1
9550
2.88
57.70N?
m
T1
476.7
n1
9550p2
9550
2.77
191.4N?
m
T2
138.2
n2
电机轴
输入轴
输出轴
功率
3
2.88
2.77
转矩T(N.m)
20.03
57.70
191.4
转速n(r/min)
1430
467.7
138.2
传动比i
3
3.45
效率
0.96
0.9618
四、传动零件的设计计算
(一)V带的设计
主要结果
A型V带
D190mm
id3
1、皮带轮传动的设计计算
(1)选择V带带型:
计算项目及内容
主要结果
选择普通V带截型,由《机械设计》课本,表
6.7查得:
kA=1.1
pca
KAp1.13
3.3kw
D2
267.3mm
n0
1430r/min
Ld
1600mm
由《机械设计》课本,图6.10可知,应选择A型带
(2)确定带轮基准直径,并验算带速
由图6.10可知,小带轮的基准直径dd1
80
100mm,取dd1
90mm
大带轮基准直径:
dd2idd1
3
90
270mm
,由表6.9,取dd2
280mm
验算带速:
v
dd1n1
90
1430
6.74ms,带速处于
3根
60
1000
60000
5-25之间,
带速合适。
(3)确定带长和中心矩
按设计要求,
0.7(dd1dd2)
a0
2(dd1
dd2),即
259mm
a0
740mm取a0500mm
280
90
2
L'd
2
500
90280
1598.95mm
2
4
500
查表取Ld1600mm
(4)确定实际中心距及验算包角
a
a0
Ld
L'd
500
1600
1598.95
500.525mm
2
2
安装时所需最小中心距
amina
0.015Ld
500.525
0.015
1600
476.525mm
安装时所需最大中心距
amaxa
0.03Ld
500.525
0.031600
548.525mm
包角1
180
280
90
57.3
158.25
120
,包角合适。
500.525
(5)计算单根V带的基本额定功率
由dd190mm和n1
1430r/min,查表6.4得A型V带功率为
p11.0588kw。
计算项目及内容
主要结果
(6)计算单根V带的额定功率
按传动比i
3查表6.5得,P10.17kW
pr
p0
p0
KAKL(1.05880.17)0.950.991.1557kw
(7)确定带的根数
pca
3.3
z
pr
1.15572.8554,可以选z=3
(8)计算轴上压力
由表6.3得q0.105kg/m
张紧力:
F0
500
3.3
2.5
1
0.105
6.742
137.91N
3
6.74
0.95
压轴力:
FQ
2
z
F0
sin
23137.91sin(158.25/2)812.60N
2
(9)带轮结构设计
由于da300mm,所以可采用腹板式结构。
(二)、齿轮传动的设计
1、选定齿轮类型
1)由传动方案,选用斜齿圆柱齿轮传动。
2)减速器为一般工作机器,速度不高,故选用7级精度(GB10095-88)。
3)材料选择。
由《机械设计》表8.1,选择小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为250HBS,大齿轮为45钢(调质),硬度为210HBS,二者材料硬度差为40HBS。
4)选小齿轮齿数z120,大齿轮齿数z23.452069,取z269。
2、参数选择
1)由表8.2,由于齿轮工作条件平稳,试选载荷系数Kt1.1。
计算项目及内容
2)初选螺旋角为15度。
3)计算小齿轮传递的转矩。
T9550P95502.8857.70N?
m
n476.7
4)选择齿宽系数
由于是单级齿轮传动,两支承相对齿轮为对称布置,且两轮均为硬齿面,
查表8.4得到d1.0
5)几何参数
经过计算,t20.64692038'49''
b14.0761144'34''
1.60,1.70
3、按齿面接触强度设计
1)区域系数和弹性影响系数
根据计算,ZH2.4247,ZE189.8MPa
2)计算Hlim
小齿轮为调质合金钢,大齿轮为调质碳钢,由表8.6所列公式,得:
Hlim1
1.3HBS1375
1.3
250
375700MPa
Hlim2
HBS2
350
210
350
560MPa
3)计算寿命系数
N1
60n1jlh
60
476.7
(28
300
10)
1.37
109
N10
30
(HBS1)2.4
30
(250)2.4
1.71107
N2
60n2jlh
60
138.2
(28
300
10)
3.98
108
N20
30
(HBS2)2.4
30
(210)2.4
1.12
107
由于N1
N10,N2
N20,所以取KHN1
1,KHN21
4)计算[
H]
主要结果
d1
a=132mm
m=3
z120
z268
计算项目及内容
主要结果
由表8.5,取SH
1,则有
[H]1
KHN1Hlim1
700MPa
KHN2
Hlim2
560MPa
SH
,[H]2
SH
[H]1
[H]2,应取[H][
H]2。
5)计算齿轮参数
由式8.16计算d1
d13
2KT1u
1(ZEZH)2
d
u
[
H]
3
2
1.1
57.70
1000
3.45
1
2.4272
189.8
2
41.07mm
1.0
1.6
3.45
(
)
560
计算法面模数mn
d1cos
41.07
mn
cos151.984mm
z1
20
4.按齿根弯曲疲劳强度计算
1)确定复合齿形系数:
计算当量齿数
z1
20
z2
69
zv1
3
cos3
22.19,zv2
cos3
cos3
76.56
cos
15
15
由表8.3查取相关数据,并经线性插值可得
YFS14.135YFS23.927
2)计算螺旋角系数
由式8.12,
1,取
=1,Y
1
1115
0.875
120
120
3)计算Flim
Flim1
0.44
HBS11860.44250186
296MPa
Flim2
0.23
HBS21600.23
210160
214.3MPa
4)计算寿命系数
N160n1jlh60476.7(2830010)1.37109
计算项目及内容
主要结果
N2
60n2jlh
60
138.2(2
8
300
10)
3.98
108
由于NN0
4
106
,所以取KFN1
KFN2
1
5)计算[
F]
由表8.5,取SF
1.3,则有
[F]1
KFN1
Flim1
KFN2
Flim2
164.85MPa
SF
227.69MPa,[F]2
SF
6)计算齿根弯曲疲劳强度
YFS1
4.135
YFS2
3.927
0.01816,
0.02382
F1
227.69
F
2
164.85
由于YFS1YFS2,故按大齿轮计算弯曲疲劳强度。
F1F2
7)计算齿轮法面模数
2KTY
cos2
YFS2
1
mn3
dz12
F
2
321.1
57.70
103
0.875cos215
0.02382
1.57mm
1.0
202
1.60
4.确定模数及中心距,修正螺旋角
综合考虑齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度,取标准模数mn2.5计算中心距:
mnz1
z2
2.5
(2069)
a
115.0mm,圆整中心距a=115mm。
2cos
2cos15
修正螺旋角:
m
z
z
2.5
2069
arccos
n
1
2
arccos
1440'
2a
2
115
由于螺旋角略小于初选螺旋角,并且所选模数大于计算模数,无需对强度计算结果进行修正。
5.齿轮的其余主要尺寸分别为
mtmn/cos2.58mm
计算项目及内容
主要结果
d1
mtz1
20
2.58
51.6mm
d2
mtz2
69
2.58
178.02mm
b2
dd1
151.6
51mm
选用b153mm
(三)、传动比验证
传动机构的实际传动比为
i0
280
69
idi1
10.73
90
20
与所要求传动比的偏差
ii0
10.36
10.73
3.5%
5%
i
100%
100%
10.36
满足要求,故所选V带及齿轮适合。
(四)、输入轴及其装置的设计
1、输入轴上的转矩T57.70N?
m
2、求作用在齿轮上的力
Ft
2T
2
57700
圆周力
d
2236N
51.6
径向力
Fr
Ft
tan
n
841N
cos
轴向力
Fa
Ft
tan
585N
3、初步确定轴的最小直径
选取轴的材料45钢,调质处理,查表
12.5,取A0112。
则有:
dmin
A0
P
20.40mm,增加5%,则
dmin21.42mm取最小直径是22mm
3
n1
考虑到V带大带轮宽度为40mm,按照轴的标准长度取L12=45mm。
4、轴的结构设计
计算项目及内容主要结果
(1)按轴向定位要求确定轴的各段直径和长度
1)轴1-2段:
此段为轴与带轮配合,为满足定位要求,右端为一轴肩,
左端用轴端挡圈定位。
此段d1~222mm。
由公式L(1.5~2)d,取
带长L50mm,为保证轴段挡圈只压在带轮上而不压在轴的端面
上,故1-2段的长度应比L稍短一些,取L1~248mm
2)轴2-3段:
由上文知,此段轴径应略大于轴1-2段,定位轴肩高度
h(0.07~0.1)d,取轴2-3段d2~326.5mm。
轴承端盖的总宽度
为16.4mm。
为了在不拆卸轴短零件的情况下拆卸轴承盖螺钉,则
端盖外端面与带轮左端面的距离lB(3.5~4)d3,取lB28~32mm,
因此取
L2~3
48mm
3)轴
3-4
段:
选角接触球轴承轴承,型号为
7206C,其尺寸为
dD
T
30mm62mm16mm,因此,
d3~4
d6~7
30mm。
取
L3~4
40mm。
右端采用甩油环定位,查表
15-1得定位套筒外径为
da
42mm
4)轴4-5段:
若此段轴与齿轮通过键连接进行配合,则根据上文有:
d3~4d5~6da,取
d4~5
40mm。
经验算,此时e2.5mn,因此该段
轴应设计为齿轮轴。
b1
53mm,因此取L4~553mm
5)轴5-6段:
该段对左端由甩油环定位端轴承起到定位作用,在轴
3-4段已作出说明d5~630mm。
取L5~630mm
5、轴的强度校核
(1)绘制轴的计算简图
计算项目及内容主要结果
图A
图B
图C
图D
图E
(2)计算和绘制弯矩图
水平方向的受力:
由平衡方程
FtFNH1
FNH2可得:
FNH1
1097.7N
54FNH1
56FNH2
FNH2
1138.3N
绘制水平方向弯矩图,如图
A,得水平方向最大弯矩
MH
61471.2
N
计算项目及内容
主要结果
FrFNV1FNV2
FP
竖直方向受力:
由平衡方程
Fad
得
54FNV1FP(80
54)
56FNV2
2
FNV1443.5NFNV2471.9N
绘制垂直方向弯矩图,如图B,的竖直方向弯矩
MV1
65008Nmm,MV2
81775Nmm,MV3
29704.15Nmm
合成弯矩
根据公式M
M
2M
2绘制总弯矩图,如图
得
:
H
V
C,
M1
65008Nmm,M2
102302.8N
mm,M3
68550.2Nmm
(3)确定和绘制转矩图
如图D,知T0.595770034043Nmm
(4)确定和绘制计算弯矩图
如图E,由式McaM2(T)2得:
M
M
M
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 机械设计 说明书 设计 一带 输送 传动 装置
![提示](https://static.bingdoc.com/images/bang_tan.gif)