数控技术毕业设计(论文)单级齿轮减速器输送机传动装置.doc
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1、单级齿轮减速器输送机传动装置 摘 要 带式输送机是现代最重要的散状物料输送设备,被广泛使用于电力、冶金、化工、煤炭、矿山和港口等领域。随着带式输送向着高带速、长距离、大运量的大型发展,拓展运人、运料和双向运输等功能,做到一机多用,使其发挥最大的经济效益,从而大大的提高了生产效率,降低劳动力。本次课程设计为带式输送机传动系统的设计,首先分析了带式输送机的发展前景,根据所设计的工作条件分析和确定传动方案,接着通过计算对带式输送机有关零部件进行合理选择、校核以及对重要零部件选择合理经济的润滑方式。根据工作的需求,选择合理经济的方案应保证工作可靠且结构简单、尺寸紧凑、加工方便、成本低廉、传动效率高和使
2、用维护便利。通过带式输送机传动系统的设计,进一步巩固和所学基本知识并使所学知识得到综合运用,并为在今后学习本专业和进行此类设计打下了坚实的基础,对自己将来工作中有很大的帮助。关键词:带式输送机,带传动,齿轮传动 目 录摘 要I第1章 绪论11.1设计题目11.1.1设计思路11.1.2设计的目的和要求11.2设计内容11.2.1内容安排1第1章设计步骤31.1设计课题:31.2计算过程及计算说明41.2.1 传动方案拟定4第2章电动机选择51、电动机类型和结构的选择:52、电动机容量选择:53、确定电动机转速52.1确定传动装置的总传动比和分配级传动比:62.2传动装置的运动和动力设计72.2
3、.1 运动参数及动力参数的计算7第3章V带的设计9第4章齿轮传动的设计计算11第5章轴的设计155.1齿轮轴的设计155.2输出轴的设计计算18第6章箱体结构设计22第7章键联接设计247.1输入轴与大带轮联接采用平键联接247.2输入轴与齿轮1联接采用平键联接247.3输出轴与齿轮2联接用平键联接24第8章滚动轴承设计258.1输入轴的轴承设计计算258.2输出轴的轴承设计计算26第9章密封和润滑的设计269.1密封269.2润滑27第10章联轴器的设计27第11章设计小结27致谢(三号黑体居中)30参考文献31附录1I附录2II第1章 绪论1.1设计题目按要求设计一台直齿圆柱齿轮一级减速器
4、1.1.1设计思路(1)根据工作功率计算电动机功率,确定电动机(2)根据电动机满载转速和工作机转速,确定传动装置总传动比(3)根据总传动比分配各部分分传动比(4)根据分传动比确定各轴转速、功率(5)根据各轴转速确定带及减速器参数(6)验算所选零件的温度(7)绘图(8)成稿1.1.2设计的目的和要求目的:机械设计基础课程设计是机械设计基础课堂理论学习的一个后续教学环节,其目的是:(1)综合运用机械设计基础课程及其它选修课程的理论和生产实际知识进行机械设计训练,使理论和生产实践知识密切的结合起来,从而使这些知识得到进一步的巩固加深和扩展。(2)学习和掌握通用机械零件,机械传动装置或简单机械的一般设
5、计方法,培养学生工程设计能力和分析问题解决问题的能力。(3)对学生在计算、制图、运用设计资料(包括手册、标准和规范等)以及经验估算、考虑技术决策、机械CAD技术等机械设计方面的基本技能进行一次训练,以提高这些技能的水平。要求:1.减速器装配图一张A2纸 2.零件工作图若干张(传动零件、轴、箱体等) 3.设计计算说明书一份(A4纸)1.2设计内容1.2.1内容安排(1)传动方案的分析与拟定(2)电动机的选择与传动装置运动和动力参数的计算(3)传动件(如齿轮传动、带传动的设计)(4)轴的设计(5)轴承及其组合部件的设计(6)键联接和联轴器的选择及校核(7)箱体及附件的设计(8)装配图及零件图的设计
6、和绘制(9)设计计算说明书的编写第1章 设计步骤1.1 设计课题: 设计一用于带式运输上的单级直齿圆柱齿轮减速器。运输机连续工作,单向运转,工作中有轻微震动,经常满载,空载启动。减速器小批量生产,使用期限8年(每年以300天计),两班制工作,卷筒不包括其轴承效率为97%,运输带允许速度误差为5%。 原始数据 题号3运输带拉力F(KN)4.5运输带速度V(m/s)1.2卷筒直径D(mm) 900设计人员(对应学号)46 1511 25 设计任务要求:1. 减速器装配图纸一张(2号图纸)2. 轴、齿轮零件图纸各一张(3号或4号图纸)3. 设计说明书一分1.2 计算过程及计算说明1.2.1 传动方案
7、拟定第三组:设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动、工作条件:使用年限8年,工作为两班工作制,有轻微震动,环境清洁。、原始数据:滚筒圆周力F=4500N;带速V=1.2m/s;滚筒直径D=900mm;方案拟定:采用带传动与齿轮传动的组合,即可满足传动比要求,同时由于带传动具有良好的缓冲,吸振性能,适应大起动转矩工况要求,结构简单,成本低,使用维护方便。1.电动机 2.V带传动 3.圆柱齿轮减速器4.连轴器 5.滚筒 6.运输带第2章 电动机选择1、电动机类型和结构的选择:选择Y系列三相异步电动机,此系列电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机,其结构简单,工作可靠,价格低廉,维护方便,适用于不易燃,
8、不易爆,无腐蚀性气体和无特殊要求的机械。2、电动机容量选择:电动机所需工作功率为:式(1): 由式(2):因此 由电动机至运输带的传动总效率为:总=式中:、分别为带传动、轴承、齿轮传动、联轴器和卷筒的传动效率。由机械手册查得如下数据:取=0.96,0.99,0.93,0.99,=0.95则:总=0.960.990.930.990.95 =0.81所以:电机所需的工作功率: =5.13(kw)3、确定电动机转速卷筒工作转速为: 根据手册表推荐的传动比合理范围,取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围=35。取带传动比= 。则总传动比理论范围为:a0。故电动机转速的可选范为 Nd=Ian卷筒 =(162
9、0)80 =4801600 r/min则符合这一范围的同步转速有:750、1000和1500r/min根据容量和转速,由相关手册查出三种适用的电动机型号:(如表1)综合考虑电动机和传动装置尺寸重量价格和带传动、减速器传动比,比较两种方案可见第2方案比较适合。故选定电动机型号为Y132M2-6,其主要性能:额定功率为5.5 kw满载转速为960 r/min,额定转矩为22.1 确定传动装置的总传动比和分配级传动比:由选定的电动机满载转速nm和工作机主动轴转速n1、可得传动装置总传动比为: ia=nm/n=nm/n卷筒=960/80=12总传动比等于各传动比的乘积分配传动装置传动比ia=i0i (
10、式中i0、i分别为带传动和减速器的传动比) 2、分配各级传动装置传动比: 根据机械设计基础查得取(普通V带 i=24)因为:iai0i所以:iiai012/342.2 传动装置的运动和动力设计将传动装置各轴由高速至低速依次定为轴,轴,.以及i0,i1,.为相邻两轴间的传动比01,12,.为相邻两轴的传动效率P,P,.为各轴的输入功率 T,T,.为各轴的输入转矩(Nm)n,n,.为各轴的输入转矩(r/min)可按电动机轴至工作运动传递路线推算,得到各轴的运动和动力参数2.2.1 运动参数及动力参数的计算如图所示:(1)计算各轴的转数: 轴:n=nm/ i0=960/3=320(r/min)轴:n
11、= n/ i1 =320/4=80 r/min 卷筒轴:n= n=80 r/min(2)计算各轴的功率:轴: P=Pd01 =Pd1=5.130.96=4.92轴: P= P12= P23 =4.920.930.99 =4.53卷筒轴: P= P23= P24 =4.530.930.99=4.17(3)计算各轴的输入转矩:电动机轴输出转矩为: Td=9550Pd/nm=95505.13/960=51.03 Nm轴: T= Tdi001= Tdi01=51.0330.96=146.97 Nm 轴: T= Ti112= Ti124 =146.9740.990.95=552.9Nm卷筒轴输入轴转矩:
12、T = T24 =520 Nm(4)计算各轴的输出功率:由于轴的输出功率分别为输入功率乘以轴承效率:故:P=P轴承=4.920.99=4.87 KWP= P轴承=4.530.99=4.48KW(5)计算各轴的输出转矩:由于轴的输出功率分别为输入功率乘以轴承效率:则:T= T轴承=146.970.99=145.5 NmT = T轴承 =552.90.99=547.4Nm轴名效率P (KW)转矩T (Nm)转速nr/min传动比 i效率输入输出输入输出电动机轴5.13146.979602.80.96轴4.924.92146.97145.532040.95轴4.534.53552.9547.4801
13、.000.99卷筒轴4.174.17520492.8480第3章 V带的设计 (1)选择普通V带截型由机械设计基础课本1P165表9-6得 KA=1.2 P=5.13 PC=KAP=1.25.13=6.156 根据PC=6.156,n=320 r/min由课本1P165图9-9得知其交点在B型交界线处,故选B型 V带。 (2)确定带轮的基准直径,并验算带速: 由课本1P165表9-9及P164表9-3取小带轮d1=180mmd2=n1d1(1-)/n2=id1(1-) =3180(1-0.01)=534.6mm 由课本【1】P164表9-3取d2=560mm (虽使n2略有减少,但其误差小于5
14、%,故允许) 带速验算: V=/(100060)=960180/(100060) =9.04 m/s 介于525m/s范围内,故合适(3)确定带长和中心距a:初定中心距为580mm取带的基准长度为 =2+(d1+d2)+=2580+(180+560)+ =2384.63 mm 根据课本【1】P162由表9-2选取相近的Ld=2240mm确定实际中心距 a=+=580+=507.69 mm(4)验算小带轮上的包角=- =-=120 合适(5)确定带的根数Z根据课本【1】表9-4a和b当=180 mm =960 r/min =3.22当i0=3时=0.03查课本【1】表9-5得=0.88查表9-2
15、得=1.00则V带的根数为: Z= = = 1.987(故要取2根B型V带)(6)计算轴上的压力 由课本【1】表9-1查得q=0.17由课本P166 9-18单根V带的初拉力公式为 = = =327 N由课本【1】9-19得作用在轴上的压力为 =2Zsin =22327sin=1217 N带轮示意图如下第4章 齿轮传动的设计计算(1)选择齿轮传动类型、材料、热处理方式、精度等级。根据机械设计手册【2】卷3表14-182,选用便宜便于制造的材料,小齿轮选硬齿面,大齿轮选软齿面,小齿轮的材料为45号钢调质,齿面硬度为250HBS,大齿轮选用45号钢正火,齿面硬度为200HBS。精度等级:运输机是一
16、般机器,速度不高故齿轮精度初选8级。(2)、初选主要参数 Z1=20 ,u=4 Z2=Z1u=204=80 由课本【1】P116表7-4取=1.1(3)按齿面接触疲劳强度设计计算小齿轮分度圆直径 d1确定各参数值1、 查课本表6-6 取K=1.22、轮名义转矩T1=9.55106P/n1=9.551064.92/320 =1.47 Nmm3、许用应力查课本图6-21小齿轮的齿面平均硬度为240HBS许用应力可根据课本【1】表7-3通过线性插值来计算即:=513+=532=301+=309=491=2914、重合度系数t=1.88-3.2(1/Z1+1/Z2) =1.88-3.2(1/20+1/
17、80)=1.68大齿轮的齿面平均硬度为190HBS由课本【1】表7-3线性插值求得许用应力分别为=491,=291 d1=76.6=152.52 mm (4)确定模数 m=7.63由课本【1】P104标准模数第一系列上的值,取标准模数值 m=8(5) 按齿根弯曲疲劳强度校核计算 校核式中 小轮分度圆直径d1=mZ=820=160mm齿轮啮合宽度b=dd1 =1.1160=176 mm复合齿轮系数 YFS1=4.36YFS2=3.98重合度系数Y=0.25+0.75/t =0.25+0.75/1.68=0.6834许用应力 查图6-22(a) Flim1=245MPa Flim2=220Mpa
18、查表6-8 ,取SF=1.25 则 计算大小齿轮的并进行比较=0.02224 0.0226 取较大值代入公式进行计算 则有4.28F2故满足齿根弯曲疲劳强度要求(6) 几何尺寸计算 d1=mZ=820=160mmd2=mZ1=880=640 mma=m (Z1+Z2)=8(20+80)/2=400mmb=176 mm b2=176 mm取小齿轮宽度 b1=180mm (7)验算初选精度等级是否合适齿轮圆周速度 v=/(601000) =3.14320160/(601000) =2.68 m/s因为 m/s可知选择8级精度合适。第5章 轴的设计5.1 齿轮轴的设计 1 确定轴上零件的定位和固定方
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