机械设计课程设计带式运输机传动装置设计01).doc
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1、 课程设计说明书题 目:带式运输机传动装置设计 目 录课程设计说明书11机械零件课程设计任务书3传动方案要求如下图所示3设计内容:选择合适的电动机、联轴器型号,设计减速器。3工作条件:单向运转,载荷平稳,空载起动,两班制工作,输送带速度容许误差为5%。3使用年限:8年3生产批量:小批量生产32传动方案的分析43电动机选择,传动系统运动和动力参数计算54传动零件的设计计算65轴的设计计算116轴承的选择和校核157减速器箱体设计及附件的选择和说明188联轴器的选择199减速器的润滑、密封和润滑牌号的选择1910键联接的选择和校核2011设计小结2112参考资料22机械设计基础课程设计任务书题号(
2、六)题目带式输送机蜗杆传动装置设计设 计 条 件 及 要 求设计内容:选择合适的电动机、联轴器型号;设计蜗杆减速器。工作条件:单向运转,载荷平稳,空载起动,两班制工作,输送带速度容许误差为5%。使用年限:8年生产批量:小批量生产原始数据原始数据编号:1输送带拉力F(N)2000输送带速度v(m/s)0.8滚筒直径D(mm)350设计工作量1. 设计说明书1份2. 减速器装配图1张3. 减速器零件工程图(1) 减速器箱盖(2) 第一轴的齿轮(3)输出轴2传动方案的分析传动装置是将原动机的运动和动力传递给工作机的中间装置。它常具备减速、改变运动形式或运动方向以及将动力和运动进行传递与分配的作用。传
3、动装置是机器的重要组成部分。传动装置的质量和成本在整部机器中占有很大的比重,整部机器的工作性能、成本费用以及整体尺寸在很大程度上取决于传动装置设计的状况。因此,合理地设计传动装置是机械设计工作的一个重要组成部分。合理的传动方案首先应满足工作机的性能要求。另外,还要与工作条件相适应。同时还要求工作可靠,结构简单,尺寸紧凑,传动效率高,使用维护方便,工艺性和经济性好。若要同时满足上述各方面要求往往是比较困难的。因此,要分清主次,首先满足重要要求,同时要分析比较多种传动方案,选择其中既能保证重点,又能兼顾其他要求的合理传动方案作为最终确定的传动方案。运输带工作速度=0.8 m/s,运输带滚筒直径D=
4、350mm滚筒转速nw =60v/D=600.8/(3.14350)=43.7r/min若选用同步转速为960或720r/min的电动机,则可估算出,总传动比约为22,蜗杆传动的传动比常用值为1040,本传动由一级蜗轮蜗杆或一级带传动来实现,方案如下: 图2 .1 带式输送机传动方案记1、2、3、4分别为联轴器、滚动轴承(3对)、蜗轮蜗杆、工作机的效率,Pd为电动机的输出总功率, Pw为工作机卷筒上的输入功率。3电动机选择,传动系统运动和动力参数计算一、电动机的选择1.确定电动机类型 按工作要求和条件,选用y系列三相交流异步电动机。2.确定电动机的容量(1)工作机卷筒上所需功率PwPw = F
5、v/1000w(2)电动机所需的输出功率为了计算电动机的所需的输出功率Pd,先要确定从电动机到工作机之间的总效率总。查得1 = 0.98,2 = 0.99,3 = 0.8,4 = 0.97,则传动装置的总效率为 总=122343 = 0.98 x 0.992 x0.8x 0.973=0.70=2.29 kw3.选择电动机转速蜗轮蜗杆传动比常用值 i带=1040 所以电动机转速的可选范围为nd=i总nw=(1040)x43.7=4371748r/min根据电动机所需功率和同步转速,查1附表8.1,符合这一范围的常用同步加速有1500、960。选用同步转速为960 r/min选定电动机型号为 Y1
6、32S-6二、传动装置总传动比的确定及各级传动比的分配1.传动装置总传动比 i总= nm / nw=22式中nm-电动机满载转速,960 r/min; nw-工作机的转速, 43.7 r/min。三、运动参数和动力参数计算 1.各轴转速计算 960 r/min n= nm = 960 r/min n= n / i齿1 =43.7r/minn= n / i齿2 =43.7 r/min2.各轴输入功率 P0= Pd=2.29 kwP= Pd1 = 2.24kw P= P23 =1.76kwP= P21 =1.70kw3.各轴输入转矩T0 = 9550Pd/n0 =24.87NmT1= 9550P/
7、n =24.37Nm T2= 9550P/n = 382.12 NmT3= 9550P/n = 371.5Nm表1 传动装置各轴运动参数和动力参数表 项目轴号功率转速转矩0轴(电动机轴)2.2996024.87轴(蜗杆轴)2.2496024.37轴(蜗轮轴)1.7643.7382.12轴(卷筒轴)1.7043.7371.54传动零件的设计计算4.1选择蜗杆传动类型根据GB/T10085-1988的推荐,采用渐开线蜗杆(ZI)。4.2选择材料根据库存材料的情况,并考虑到蜗杆传动传递的功率不大,速度只是中等,故蜗杆用45号钢;因希望效率高些,耐磨性好些,故蜗杆螺旋齿面要求淬火,硬度为4555HRC
8、。蜗轮用铸锡磷青铜ZCuSn10P1,金属模铸造。为了节约贵重的有色金属,仅齿圈用青铜制造,而轮芯用灰铸铁HT100制造。4.3按齿面接触疲劳强度进行设计 根据闭式蜗杆传动的设计准则,先按齿面接触疲劳强度进行设计,在校核齿根弯曲强度。由式:(机械设计第八版)公式(11-2),得传动中心距:1、 确定作用在蜗轮上的转矩T2(机械设计第2版推荐)按估取效率,则: T2=400940.8N.m2、 确定载荷系数K因工作载荷较稳定,故取载荷分布不均匀系数;查表12-8(第2版)去工作情况系数;由于转速不高,冲击不大,可取动载荷系数为=1.05。则: 3、 确定弹性影响的系数因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和钢
9、蜗杆相配,故=。4、 确定接触系数根据机械设计第八版课本,先假设蜗杆分度圆直径和传动中心距a的比值/a=0.35,从图11-18可查得5、 确定许用接触应力 根据蜗轮材料为铸锡磷青铜ZCuSn10P1,金属模铸造,蜗杆螺旋齿面硬度45HRC,查表12.6可得到接触应力=220MPa 6 计算中心距 mm取中心距a=125mm,因i=22,取模数m=5mm蜗杆分度圆直径:。这时,查第八版图11-18得接触系数=2.74,因为,因此计算结果可用。 4.4蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸(根据第八版表11-3和11-9公式)1、 蜗杆主要参数齿顶高: 齿根高:全齿高: 分度圆直径: 齿顶圆直径: 齿根
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