《机械设计》课程设计说明书双级:铸钢车间型砂传送带传动装置设计.doc
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1、机械设计课程设计说明书设计题目 双级:铸钢车间型砂传送带传动装置设计机械工程学院 院(系) 机械工程其自动化专业班级0学号设计人: 指导老师: 完 成 日 期:2009年9月8日XX工程技术大学目录课程设计任务书1一、传动方案21.1 传动方案说明21.2 电动机31.2.1选型说明31.2.2所需功率及额定功率31.2.3 额定转速41.2.4电动机型号及安装尺寸41.3传动比分配51.3.1总传动比51.3.2各级传动比的分配及其说明51.4各轴转速、转矩及传递功率6二、各级传动设计72.1 V带传动72.1.1主要传动参数和其设计计算72.1.2 带轮材料,结构及其主要尺寸92.2 齿轮
2、传动92.2.1 高速级齿轮传动设计92.2.2 低速级齿轮传动设计142.2.3齿轮的主要传动参数和尺寸182.4各轴实际值数值及合理性检验192.4.1各轴实际转速、转矩及传递功率192.4.2设计合理性检验192.5联轴器的设计192.5.1选用说明192.5.2联轴器的型号20三、轴与轮毂的连接203.1减速器各轴的结构设计203.1.1高速轴203.1.2低速轴223.1.3中间轴233.2低速轴的强度校核243.3各轴键的强度校核273.3.1键的选取273.3.2高速轴键的校核:283.3.3中间轴键的校核:283.3.4低速轴键的校核:28四、轴承的选用与校核294.1减速器各
3、轴承的选用294.2高速轴轴承的寿命验算294.2.1预期寿命294.2.2寿命验算29五、减速器的润滑与密封305.1齿轮传动的润滑305.1.1润滑方式的确定305.1.2润滑油牌号的确定305.1.3所需油量计算305.2滚动轴承的润滑305.3减速器的密封30六、减速器箱体及其附件306.1箱体设计306.2主要附件及其结构形式306.2.1窥视孔和视孔盖306.2.2通气器306.2.3油面指示器306.2.4定位销306.2.5起盖螺钉306.2.6起吊装置306.2.7放油孔及螺塞30七、小结30参考资料30传送速度:V=0.7 m/s鼓轮直径:D=300 mm鼓轮轴所需扭矩:课
4、程设计任务书I. 题目:铸钢车间砂传送带传动装置设计II. 传动方案:1电动机 2V带传动 3展开式两级圆柱齿轮减速器4联轴器 5底座 6传动带鼓轮 7传动带III. 设计参数:传送速度 鼓轮直径 鼓轮轴所需扭矩 IV. 其他条件:工作环境通风不良、单向运转、双班制工作、使用期限为10年、小批量生产、底座(为传动装置的独立底座)用型钢焊接。传动方案:双级闭式软齿面圆柱斜齿轮传动一、传动方案1.1 传动方案说明传动装置平面布置简图1电动机 2V带传动 3展开式两级圆柱齿轮减速器4联轴器 5底座 6传动带鼓轮 7传动带本装置使用V带和双级闭式软齿面圆柱斜齿轮传动,V带传动布置在齿轮的高速级,传动带
5、鼓轮布置在低速级。将V带传动设置在高速级可使结构紧凑,发挥其传动平稳,吸震缓冲,减少噪声的作用,而且更能起到过载保护的作用。工作环境有粉尘,应使用闭式传动。斜齿轮承载能力强,传动平衡,软齿面齿轮的加工方便。故采用双级闭式软齿面圆柱斜齿轮传动。综上所述,本方案从设计任务书所给定的条件来看具有合理性和可行性。1.2 电动机电动机类型:Y(IP44)型三相异步电动机主动轴所需功率总效率电动机输出功率 1.2.1选型说明工作现场有三相交流电源,因无特殊要求,一般选用三相交流异步电动机。最常用的电动机为Y系列鼠笼式三相异步交流电动机,其效率高,工作可靠,结构简单,维护方便,价格低,适用于不易燃、不易爆,
6、无腐蚀性气体和无特殊要求的场合。本装置的工作场合属一般情况,无特殊要求。故采用此系列电动机。此外,根据工作要求和安装需要,采用一般用途的Y(IP44)系列卧式封闭结构三相异步电动机。 1.2.2所需功率及额定功率工作机主动轴所需功率 : =900 Nm =0.7 =300 mm电动机输出功率 :V带传动的效率 = 0.94滚动轴承的效率 = 0.98圆柱斜齿轮传动的效率 = 0.96弹性联轴器的效率 = 0.990根据,由2 文中1为参考资料1 ,2为参考资料2。详情请见P38。 p.196表20-1,选取电动机额定功率5.5kW。1.2.3 额定转速电动机可选转速电动机型号:Y132S-4型
7、电动机为24, 二级圆柱齿轮减速器 为 初选同步转速为1000 r/min和1500 r/min的电动机进行比较1.2.4电动机型号及安装尺寸参照Y系列电动机的技术数据,外形和安装尺寸,综合考虑其传动装置的尺寸、重量、价格等因素后,并结合Y系列电动机的主要参数,选用Y132S2-4型的电动机。表1 电动机的主要技术数据电动机型号额定功率(kw)满载转速(r/min)同步转速(r/min)质量(kg)Y132S-45.51440150068表2 电动机的外型和安装尺寸型号HABCDEFGDGL13221614089388010833515Y132S-4KABADACHDAABBHA1228021
8、01353156020018总传动比各级传动比分配:21.3传动比分配1.3.1总传动比电动机的满载转速 1.3.2各级传动比的分配及其说明减速器各级传动比的分配,直接影响减速器的承载能力和使用寿命,还会影响其体积、重量和滑。传动比一般使各级传动承载能力大致相等。同时以使大齿轮有接近的浸油深度,还能使减速器具有较小的轮廓尺寸,但不能使高速级传动比过大,否则会使传动零件与零件之间发生干涉碰撞。所以必须合理分配传动比。本方案所采用的展开式两级圆柱斜齿轮传动方式,参照经验值,取 。式中: 高速级齿轮理论传动比 低速级齿轮理论传动比1.4各轴转速、转矩及传递功率(1) 各轴的传递功率电机轴 第I轴 第
9、II轴 第III轴 鼓轮轴 (2)各轴的理论转速(3)各轴的理论转矩 各轴的传递功率:各轴的理论转速:各轴的理论转矩:二、各级传动设计2.1 V带传动 2.1.1主要传动参数和其设计计算带式运输机,不均匀负荷,输出功率 =4.915 kW,转速=1440 r/min,传动比 ,一天运行1016小时。1. 确定计算功率 由1 P156表8-7查得工作情况系数=1.2故2.选取V带类型根据、,查P157,图8-11,选用A型V带。3.确定带轮基准直径取滑动率由P157表8-8,取小带轮基准直径 =100 mm根据 从动轮基准直径 取 = 200mm验算带的速度 带的速度合适。4.确定普通V带的基准
10、长度和传动中心距根据 初步确定中心距 = 400mm计算所需的基准长度由P146表8-2选取带的基准长度 =1400mm带型选择:A型V带基准直径:=100mm= 200 mm带速:基准长度:= 1400 mm计算实际中心距 中心距的变化范围为440.256461.256 mm。5.验算主动轮上的包角 120 主动轮上的包角合适。6.计算普通V带的根数z根据1 式(8-26)由 =1440 r/min,=100 mm ,=2,查P152、153表8-4a、b得: = 1.3128 kW ; = 0.162kW又= 167.57查1 P155表8-5得= 0.98 查P146表8-2得 = 0.
11、96 则:取z=5根7.计算预紧力 查P149表8-3得 q=0.10 kg/m 8.计算作用在轴上的压轴力 主动轮包角:V带的根数:5根预紧力:压轴力2.1.2 带轮材料,结构及其主要尺寸据2 P197,发电机Y132S轴径d=38 mm所以据2 P65,小带轮采用腹板式,材料灰铸铁表3 传动带轮的主要尺寸槽型BeF小带轮A1113.22.758.7156大带轮A1113.22.758.7156C轮槽数BlD小带轮105505010038大带轮1055050200382.2 齿轮传动 2.2.1 高速级齿轮传动设计1. 选定齿轮类型、精度等级、材料和齿数() 选用圆柱斜齿传动()双班制工作,
12、使用期限8年,精度等级选7级精度()材料选择。由 1 p.191表(10-1)小齿轮为45号碳钢锻造,调质处理ML,HBS=250;大齿轮为45号钢,调质处理ML,HBS=210,与小齿轮硬度相差40(4) 初选小齿轮 =23大齿轮 =105.41 取110初选螺旋角 =142按齿面接触强度设计a. 初选载荷系数Kt=1.6b. 小齿轮传递的扭矩c. 由1 p.205表10-7, 取:齿宽系数d. 由1 p.215图10-26 根据=23, =106 =14查得:=0.765 ; =0.829所以,端面重合度 e. 据=14,由1 P217图10-30 选取区域系数ZH=2.433f. 由1P
13、201表10-6 ,查得材料的弹性影响系数ZE= 189.8 g. 计算接触疲劳许用应力由 1 P209图10-21(d),小齿轮的 = 539MPa,大齿轮的 = 480 MPa由 1 P207图10-19,查得:接触疲劳寿命系数= 0.88,=0.955安全系数 =1所以初选齿数:=23初选螺旋角:=14小齿轮传递的扭矩:齿宽系数 ,所以取 代入计算小齿轮分度圆直径 计算圆周速度计算齿宽 及模数 计算纵向重合度 计算载荷系数K载荷时轻微冲击,由1 P193,表10-2KA = 1.25,由P194,图10-8查得 Kv = 1.08 (选用7级精度)据 2 P195表10-3,取据 2 P
14、197表10-4 ,按软齿面,非对称布置,7级精度,=, =1,得P198图10-13由,得故载荷系数按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径按齿根弯曲强度设计根据 ,从P217 图10-28查得螺旋角影响系数 计算当量齿数由1 P200表10-5得,齿形系数: YFa1=2.614,YFa2=2.167应力校正系数:YSa1=1.590 ,YSa2=1.803由 1P208图10-20c查得齿轮的弯曲疲劳强度强度极限=270 MPa,=260 MPa由 1 P206图10-18查弯曲疲劳寿命系数KFN载荷系数:按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径载荷系数:计算弯曲疲劳许用应力:取弯曲疲劳安全系数
15、S=1.45设计计算对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,取,已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度,需按接触疲劳强度算得的分度圆直径 来计算应有的齿数。于是由取31,取几何尺寸计算(1) 计算中心距圆整后 取178 mm() 计算螺旋角和大、小齿轮的分度圆直径改变不多,参数不必修正(3) 计算齿轮宽度选定齿数:31中心距:螺旋角:大齿轮的分度圆直径:小齿轮的分度圆直径:圆整后取 2.2.2 低速级齿轮传动设计低速级1. 选定齿轮类型、精度等级、材料和齿数() 选用圆柱斜齿传动() 运输机为一般工作,及其速度不高,精度等级选7级精度() 材料
16、选择。由1 p.191表(10-1)小齿轮为45钢,调质处理,HBS=245,MQ;大齿轮为45钢,调质处理,HBS=210,ML,与小齿轮硬度相差35() 初选小齿轮 =28大齿轮 = 取99初选螺旋角 =142按齿面接触强度设计a. 初选载荷系数Kt=1.6b. 小齿轮传递的扭矩c. 由 1 p.205表10-7, 取:齿宽系数d=1d. 由资料 1 p.215图10-26 根据=28, =99, =14查得: =0.78 ; =0.83所以,端面重合度 e. 据=14,由1 P217图10-30 选取区域系数ZH=2.433f. 由1 P201表10-6 ,查得材料的弹性影响系数ZE=
17、189.8 g. 计算接触疲劳许用应力由1 P209图10-21(d),小齿轮的 =597 MPa由1 p.209图10-21(c),大齿轮的 = 488 MPa由1 P207图10-19,查得:接触疲劳寿命系数KHN1= 0.92,KHN2=0.95 齿轮宽度:初选齿数:=28初选螺旋角:=14小齿轮传递的扭矩:齿宽系数取安全系数 =1所以 ,所以取 代入计算小齿轮分度圆直径 计算圆周速度计算齿宽 及模数 计算纵向重合度 计算载荷系数K载荷时轻微冲击,由1 P193,表10-2KA = 1.25,由P194,图10-8查得Kv = 1.05 (选用7级精度)据P195表10-3,取P197表
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