毕业设计(论文)电动机驱动带式运输机减速器设计.doc
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1、电动机驱动带式运输机减速器设计说明书设 计 人: 指导老师: 目录前言31、系统传动方案设计和电动机的选择51.1系统传动方案设计51.2 系统运动学及动力学参数设计计算51.2.1 选择电动机51.2.2 减速机总传动比并分配传动61.2.3 各轴功率、转速、转矩计算62. 传动件设计计算72.1 高速级大、小齿轮的设计计算72.1.1选择齿轮材料72.1.2 选取设计参数72.1.3 按齿面接触疲劳强度设计72.1.4 齿轮的几何尺寸计算82.1.5 校核弯曲疲劳强度82.1.6精度设计82.1.7 结构设计82.2 低速级大、小齿轮的设计计算92.2.1选择齿轮材料92.2.2 选取设计
2、参数92.2.3 按齿面接触疲劳强度设计92.2.4 齿轮的几何尺寸计算92.2.5 校核弯曲疲劳强度102.2.6精度设计102.2.7. 结构设计102.2.8. 润滑方式103.轴系零件的校核计算113.1轴的设计计算113.1.1材料的选择及轴颈的确定113.1.2确定各轴段直径113.1.3各轴段的长度123.2 轴的设计计算143.2.1轴径的确定143.2.2各轴段直径的确定143.2.3各轴段长度的确定153.3 轴的设计173.3.1轴径的确定173.3.2各轴段直径的确定173.3.3各轴段长度的确定183.4. 联轴器的选择214. 润滑与密封的设计224.1润滑设计22
3、4.2 密封设计225. 机架设计与说明225.1箱体的设计:225.2 箱盖顶部外表面轮廓的确定235.3齿轮1处的箱盖顶部外表面轮廓的确定235.4底座凸缘厚度235.5 箱体结构尺寸236. 减速器附件设计及说明256.1 吊环、调耳256.2轴承盖的选择256.3检查孔和孔盖256.4通气器256.5油标256.6油塞256.7定位销257. 运输机传动总图的结构设计26设计小结27参考文献28前言随着科学技术的迅速发展,市场竞争日趋激烈,在机械制造中,运输工业已成为国民经济支柱产业之一,其在国民经济中所占比重和作用越来越重要,世界各国经济发展历程证明了这一点。改革开放以来,随着市场经
4、济的发展,商品流通的增加,物质的不断丰富,生活水平的提高,人们在追求商品外在质量提高的同时,主要还是追求商品内在质量提高,保证内在质量就需要快速的运输来实现。近年来人们的消费需求的扩大,运输工业随之迅速发展,在我国国民生产总值中已占到10%以上,与经济发达国家的差距正在逐步缩小。 运输机械在运输工业中的地位十分重要,对运输工业现代化具有举足轻重的作用。它可以提高劳动生产率,改善生产环境,降低生产成本,减少环境污染,增加产品质量,提高产品的档次,增加附加值从而增加市场竞争力,带来更大的社会效益和经济效益。 我国的运输机械发展起步与20世纪40年代末,从改革开放前少数几种水平落后的单机起,到70年
5、代,在借鉴进口设备和技术的基础上,运输机械的生产发生了一个巨大的变化,大量填补国内空白的运输机械问世,品种规格不断增加,出现了大量专业的运输机械生产企业,形成了一批专业化生产的骨干企业。许多研究机构着手研究运输机械,大专院校也纷纷设立运输专业,先后成立了全国性的协会,学会,标准化机构,出版了各种专业期刊,形成了一个独立的运输行业部门,也是原机械工业部管理的14个大行业之一。进入20世纪80年代,除继续增加新品种外。在产品的技术水平和内在质量、性能等方面有了很大进步,从注重数量向注重质量和性能方面发展,产品的技术水平与国外先进水平的差距在缩小。题目:电动机驱动带式运输机减速器设计 设计原始数据:
6、 1 工作情况: 载荷平稳、单向传动 中型机械 2 原始参数:1、 输入轴功率P=3.8KW 2、输入轴转速N=960r/min3、 传动比i=16 4、设计寿命10年1、系统传动方案设计和电动机的选择1.1系统传动方案设计组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀,要求轴有较大的刚度。确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功不大,故采用v型带联结电机与减速器。 其传动方案如下:图1-1 带式输送机总体方案布局图1.2 系统运动学及动力学参数设计计算 1.2.1 选择电动机电动机类型的选择: Y系列三相异步电动机电动机功率选择:2每对轴承的传
7、动效率:0.993圆柱直齿轮的传动效率:0.964鼓轮与传送带之间的传动效率:0.96减速机的总效率:=234 =0.9940.9620.960.84电机所需的工作功率:=3,84KW查机械设计手册P18-4表18.1-1得二级圆柱齿轮减速器传动比i=860,故电动机转速的可选范围是:n电=n鼓轮i=(860)129.94r/min=1039.527796.4 r/min根据容量和转速,由有关手册查出适用的电动机型号JQ2-32-2,P=4KW,N1=1500r/min由于一级传动采用带传动传动比设计为:i= N1 /n=1500/960=1.561.2.2 减速机总传动比并分配传动总传动比
8、16分配传动比: i1=(1.31.5)i2,经计算i1=(4.564.9),取i1=4.8,计算得i2=3.33I1为高速级传动比,i2为低速级传动比。1.2.3 各轴功率、转速、转矩计算将减速装置各轴由高速到低速依次定为1轴、2轴、3轴;01,12,23,依次为减速机输入功率轴1,轴1与轴2,轴2与轴3,之间的传动效率。各轴转速:=960r/min=200r/min=60r/min各轴输入功率:P1=3.8KW P2=P112= 3.80.990.963.61KW 1223 P3=P223= 3.610.990.963.43KW 2323 . 各轴输入转矩:24.2Nm T1=Td24.2
9、NmT2=T1i11224.24.80.990.96110.4 Nm T3=T2i223110.43.330.990.96349.4 Nm 1-3轴的输出功率、输出转矩分别为各轴的输入功率、输入转矩乘以1对轴承的传动效率0.99。2. 传动件设计计算2.1 高速级大、小齿轮的设计计算2.1.1选择齿轮材料载荷中等、速度不高且传动尺寸无特殊要求,所以大小齿轮都选软齿面齿轮,小齿轮调质处理,硬度250HBS,大齿轮45#钢,硬度200HBS。根据两齿面的硬度,由机械设计基础表6-10中的算式得出两齿轮的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度的许用应力:=380+0.7HBS=555MPa =380+0.7HB
10、S=520MPa=140+0.2HBS=190MPa =140+0.2HBS=180MPa2.1.2 选取设计参数 小齿轮齿数z1=25,则z2=254.8=120;取齿宽系数=1.02.1.3 按齿面接触疲劳强度设计 小齿轮的转矩T1=24.2 Nm 载荷系数查机械设计基础表6-9取K=1.2 d1 766= 766= 37.1 mm 齿轮的模数为m =1.48。查机械设计基础表6-1取标准第.一系列模数m=2。 d1= mz1 = 252 = 50 mm2.1.4 齿轮的几何尺寸计算 d1= mz1 = 225 = 50 mm d2= mz2 = 2120 = 240mm da1= mz1
11、+2ha*m = 50 +4 = 54 mm da2= mz2+2ha*m = 240 +4 = 244 mm df1= mz12(ha*+ c*)m = 505 = 45 mm df2= mz22(ha*+ c*)m = 2405 = 235 mm a =(d1+d2)/ 2 = (50+240)/ 2 = 145 mm b =dd1=1.050 = 50 mm ,取b1=50,b2=50+4 = 54 mm2.1.5 校核弯曲疲劳强度 由齿数查表6-12得两齿轮的复合齿形系数为:YFS1= 4.24,YFS2= 3.96 F1 = = = 49.25 Mpa= 190MPa 合格 F2 =
12、 = = 45.99 Mpa= 182MPa 合格2.1.6精度设计 查机械设计基础表6-8取8级精度2.1.7 结构设计主要为大齿轮的结构设计,中间轴孔的厚度:见参考文献机械设计基础P117图6-56.大齿轮 D0=da2-(1014)mn=240-(1014)2=(212220)mm.取D0=220 mm.D4为轴径,D4=33mm,D3=1.6D4=1.633=57.63mm,取D3=60,l=b=齿宽,D2=(0.250.35)( D0- D3)= (0.250.35)(220-33)=(46.7565.45),取D2=50mm. r=1mm.腹板孔厚度:C=(0.20.3)b8mm,
13、选C=10mm.润滑方式:=4.92m/s12m/s,采用润滑油池润滑。见参考文献机械设计基础P118.2.2 低速级大、小齿轮的设计计算2.2.1选择齿轮材料载荷中等、速度不高且传动尺寸无特殊要求,所以大小齿轮都选软齿面齿轮,小齿轮选用40cr,硬度250HBS,大齿轮选用453钢,硬度225HBS。2.2.2 选取设计参数 小齿轮齿数z1=25,则z2=253.33=83.25,取z2=84;实际传动比为i12=84/25=3.36,传动比误差i=0.0005 5,在允许范围内。齿宽系数取=1.02.2.3 按齿面接触疲劳强度设计 小齿轮的转矩T1=110.40 Nm 载荷系数查机械设计基
14、础表6-9取K=1.2 d1 766= 766= 57.4 mm 齿轮的模数为m =2.3查机械设计基础表6-1取标准系列模数m=3。 d1= mz1 = 253 = 75 mm2.2.4 齿轮的几何尺寸计算 d3= mz3 = 325 = 75 mm d4= mz4 = 384 = 252 mm da3= mz3+2ha*m = 75 +6 = 81 mm da4= mz4+2ha*m = 252 +6 = 258 mm df3= mz32(ha*+ c*)m = 757.5 = 67.5 mm df4= mz42(ha*+ c*)m = 2587.5 = 250.5 mm a =(d3+d
15、4)/ 2 = (75+252)/ 2 = 163.5 mm b =dd3=1.075 = 75 mm 取b4=75,b3=75+4 = 79 mm2.2.5 校核弯曲疲劳强度 由齿数查表6-12得两齿轮的复合齿形系数为:YFS1= 4.30,YFS2= 4 F1 = = = 68.42 Mpa= 163MPa 合格 F2 = = = 63.69 Mpa= 178MPa 合格2.2.6精度设计 查机械设计基础表6-8取8级精度2.2.7. 结构设计2.2.7.1. 中间轴孔的厚度:大齿轮 D0=da4-(1014)mn=258-(1014)3=(216228)mm, 取D0=220 mm.D4
16、为轴径,D4=52mm,D3=1.6D4=1.652=83.2mm,取D3=85,l=b=齿宽,D2=(0.250.35)(D0- D3)= (0.250.35)(220-85)=(33.7547.25)mm,取D2=40.r=1mm.腹板孔厚度:C=(0.2-0.3)b8mm,选C=10mm.2.2.8. 润滑方式=2.1m/s d2 选用代号为6008轴承轴承内径 d=40 (mm)轴承外径 D=68 (mm)轴承宽度 B=15 (mm)40考虑轴承定位d4da46考虑到齿轮分度圆与轴径相差不大(dad1 ,h=1.52mm,取2mm33轴肩段 h =(0.070.1)d,取h=3mm39
17、d4d233d7d1(同一对轴承)303.2.3各轴段长度的确定1轴段的长度l1:l1=B+2+3+2=19+10+5+2=36mm,轴承的型号为6306,轴承宽度B=19mm,2为齿轮断面与箱体内壁的距离,3为轴承内端面与箱体内壁之间的距离2轴段的长度:l2=B2-2=82-2=80mm, 齿轮宽B2=82mm3轴段的长度:两齿轮间距l3=14mm4轴段的长度:l2=B1-2=52-2=50mm, 齿轮宽B1=52mm5轴段的长度:l5:l5=B+2+3+2=19+10+5+4=38mm,轴承宽度B=19mm,2为齿轮断面与箱体内壁的距离,3为轴承内端面与箱体内壁之间的距离经校核该轴的结构满
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