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1、學(xué)號:*題 目: 帶式輸送機傳動裝置班 級: ? 組 別: *組姓 名: *指導(dǎo)老師: *目錄一、設(shè)計任務(wù)書11設(shè)計題目1 2原始數(shù)據(jù)1二、傳動方案分析21帶傳動2 2齒輪傳動2三、電動機的選擇3四、傳動裝置和動力裝置參數(shù)計算五、傳動零件設(shè)計1帶傳動設(shè)計 2齒輪傳動設(shè)計六、軸的設(shè)計1輸入軸 2輸出軸七、軸承的選擇計算1軸承 2軸承八、鍵聯(lián)接的選擇計算 九、聯(lián)軸器的選擇計算十、潤滑方式及密封十一、參考資料 十二、感受及體會一、設(shè)計任務(wù)書1.設(shè)計題目:帶式輸送機傳動裝置原始數(shù)據(jù):參數(shù)第四組數(shù)據(jù)輸送帶工作拉力F/N2200輸送帶工作速度v(m/s)1.8滾筒直徑D/mm450每日工作時數(shù)T/h24傳
2、動工作年限/a5注:傳動不逆轉(zhuǎn),載荷平穩(wěn),啟動載荷為名義載荷的1.25倍,輸送帶速度允許誤差為5。計算及說明結(jié)果2、 傳動方案分析:1、帶傳動: 高速傳動用V帶傳動,因為高速時沖擊性載荷比較大,V帶傳動有減震、吸收沖擊性載荷的作用,同時還有過載保護(hù),因此高速用V帶。2、 齒輪傳動:傳動比一般小于5,使用直齒、斜齒或人字齒齒輪,傳遞功率可達(dá)數(shù)萬千瓦,效率較高。工藝簡單,精度易于保證,一般工廠均能制造,應(yīng)用廣泛。軸線可水平布置、上下布置或鉛垂布置。高速級選用帶傳動。低速級選用齒輪傳動:一級直齒圓柱齒輪傳動。3、 電動機的選擇:1、 確定電動機的轉(zhuǎn)速卷筒軸工作轉(zhuǎn)速: 查機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書第6
3、頁表2.2得:V帶傳動的傳動比,單級齒輪傳動比,則合理總轉(zhuǎn)動比的范圍為:,故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為: 2、 選擇電動機的功率工作機卷筒輸出的功率: 由電動機至工作機卷筒之間的總效率(包括工作機效率)為: 查機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書第6頁表2.3得:V帶傳動效率球軸承效率圓柱齒輪效率(查機械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)236頁表8.5暫定9級精度) 彈性聯(lián)軸器效率工作機卷筒效率故:電動機輸出功率: 3、 選擇電動機的類型和結(jié)構(gòu)形式電動機有交流電動機和直流電動機之分,一般工廠都采用三相交流電,因而多采用交流電動機。交流電動機有異步電機和同步電機兩類,異步電機又分為籠型和繞線型兩種,其中以普通籠型異步電機應(yīng)用最多
4、。目前應(yīng)用最廣泛的是Y系列自扇冷式籠型三相異步電機,其結(jié)構(gòu)簡單、啟動性能好、工作可靠、價格低廉,維護(hù)方便,適用于不易燃、不易爆、無腐蝕性氣體、無特殊要求的場合,如運輸機、機床、風(fēng)機、農(nóng)機、輕工機械等。符合 這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有:750r/min、1 000r/min、1 500r/min,再根據(jù)計算出的容量查機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書143頁表8.1得:有兩種適用的電動機型號,參數(shù)如下表:方案電動機型號額定功率電動機轉(zhuǎn)速/(r/min)同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速1Y132S-45.51 5001 4402Y132M2-65.51 000960 選擇較小的方案2所選電動機的主要外形尺寸如下表: 電動機外形
5、尺寸和安裝尺寸 mmLEBBCBFDADACAABHHDG中心高H外形尺寸底腳安裝尺寸地腳螺栓孔直徑K軸伸尺寸鍵的尺寸13212 1 電動機型號:Y型全封閉籠型三相異步電動機Y132M2-62實際輸出功率:Pd=4.66kW3額定功率:Ped=5.5kw4.滿載轉(zhuǎn)速:nm=960r/min4、 傳動裝置和動力參數(shù)計算:1、 計算總傳動比由選定電動機的滿載轉(zhuǎn)速和工作機主動軸的轉(zhuǎn)速,得傳動裝置的總傳動比為:圖12、 計算分配傳動比查機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書第6頁表2.2得: 取,則:3、計算各軸轉(zhuǎn)速軸:軸: 軸(卷筒軸):4、計算各軸的輸入功率軸:軸:軸(卷筒軸):5、計算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電動機軸
6、的輸出轉(zhuǎn)矩:軸:軸:軸(卷筒軸):運動和動力參數(shù)的計算結(jié)果列于下表當(dāng)中:運動和動力參數(shù)的計算結(jié)果參數(shù)軸名電動機軸軸軸軸(卷筒軸)轉(zhuǎn)速輸入功率輸入轉(zhuǎn)矩960 4.6646.36305.734.47139.6376.434.25531.0576.434.17521.05各軸轉(zhuǎn)速:軸:軸: 軸(卷筒軸): 各軸的輸入功率:軸:軸:軸(卷筒軸): 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩:電動機軸的輸出轉(zhuǎn)矩:軸:軸:軸(卷筒軸): 計算及說明結(jié)果五、傳動零件設(shè)計帶傳動設(shè)計:序號設(shè)計項目設(shè)計內(nèi)容計算結(jié)果1確定計算功率查課本P199表6.7取工況系數(shù)2選擇V帶型號根據(jù)和,查課本P200表6.9選取A型V帶A型V帶3確定帶輪基準(zhǔn)直徑
7、、根據(jù)A型帶,查課本P195表6.2,取,帶傳動的傳動比,則大帶輪基準(zhǔn)直徑為:查課本P195表6.2取基準(zhǔn)直徑為4驗算帶速帶速在525范圍內(nèi),符合要求5確定傳動中心距和帶的基準(zhǔn)長度(1) 初步確定中心距 , (2) 初算帶長:,查課本P198表6.6選取帶的基準(zhǔn)長度(3) 確定實際中心距:考慮帶傳動的安裝、調(diào)整和張緊需要,帶傳動中心距的變動范圍:6驗算小帶輪包角符合要求7確定V帶根數(shù)Z(1) 根據(jù)帶的型號和查課本197表6.3得: (2) 再根據(jù),查課本P198表6.4得: (3) 根據(jù)查課本198頁表6.5得: (4) 根據(jù)課本198頁表6.6得: 取8計算初拉力根據(jù)A型帶,查課本P192表
8、6.1得:9計算作用于軸上的拉力 10設(shè)計帶輪結(jié)構(gòu),畫大帶輪的工作圖由于,且,故采用腹板式結(jié)構(gòu);大帶輪基準(zhǔn)直徑采用孔板式結(jié)構(gòu)小帶輪采用腹板式結(jié)構(gòu);大帶輪采用孔板式結(jié)構(gòu)。帶的型號:A型。小帶輪結(jié)構(gòu)標(biāo)記:腹板帶輪大帶輪結(jié)構(gòu)標(biāo)記:孔板帶輪中心距a=820mm帶長Ld=2500mm帶的根數(shù)Z=4軸壓力FQ=1637.24kN齒輪傳動設(shè)計已知條件:主軸轉(zhuǎn)速,輸入功率齒輪單向傳動,載荷平穩(wěn),三班制工作,預(yù)期工作5年,每年按300天計。 1、 選擇齒輪的材料,確定許用應(yīng)力 因為是一般減速器,且轉(zhuǎn)速不高、載荷平穩(wěn),故選用閉式軟齒面齒輪傳動。為了簡化制造,降低成本,查課本240頁表8.6,選擇小齒輪材料為45鋼
9、,調(diào)質(zhì)處理,硬度為255HBW;大齒輪材料45鋼,正火處理,硬度為215HBW。輸送機為一般機械,速度不高,查課本236頁表8.5,選9級精度。2、 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計 軟齒面閉式傳動主要的失效形式為齒面點蝕。根據(jù)齒面接觸疲勞強度計算齒輪分度圓直徑,即 查課本242頁表8.8選彈性系數(shù);查表8.7選載荷系數(shù)轉(zhuǎn)矩為: 查課本240表8.6,取,;查課本253頁表8.12,取。代入后計算得: 3、 確定參數(shù),計算主要幾何尺寸(1) 齒數(shù):取,則(2) 模數(shù):。 由課本229頁表8.2取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) 實際傳動比:, 因傳動比誤差小于允許范圍,故符合要求。(3) 實際中心距:(4) 齒寬: 取,(5)
10、 大小齒輪主要幾何尺寸: 分度圓直徑: 齒頂圓直徑: 齒根圓直徑: 全齒高:4、 校核齒根彎曲疲勞強度查課本243頁表8.9得:齒形系數(shù), 應(yīng)力修正系數(shù):, 查課本240表8.6,取許用彎曲應(yīng)力, 故兩齒輪的齒根彎曲疲勞強度足夠。5、 驗算齒輪的圓周速度 查課本236頁表8.5取9級精度合適。因故選擇齒輪傳動的潤滑方式為浸油潤滑。6、 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 由于,大齒輪采用腹板式結(jié)構(gòu); 由于,采用實體式結(jié)構(gòu)小齒輪齒數(shù):z1=21 大齒輪齒數(shù): z2=88模數(shù)m=3 中心距a=163.5mm分度圓直徑:d1=63mm,d2=264mm齒頂圓直徑: da1=69mm,da2=270mm齒根圓直徑: df1
11、=56mm,df2=257mm齒寬:b1=75mm,b2=70mm 齒輪精度:9級計算及說明結(jié)果六、軸的設(shè)計(一)輸入軸1.選擇材料和熱處理方法 減速器功率不大,又無特殊要求,故選最常用的45鋼并作正火處理。2. 初步估算軸的最小直徑(1) 算:安裝聯(lián)軸器處軸的直徑為軸的最小直徑。根據(jù)式(10-2),查表10.3得,故: (2) 增大:考慮該軸段上有一鍵槽,軸徑應(yīng)增大,即 (3) 靠標(biāo)準(zhǔn):因為該軸段安裝標(biāo)準(zhǔn)件聯(lián)軸器,故應(yīng)取其孔徑系列標(biāo)準(zhǔn)值,查附表8,取3.結(jié)構(gòu)設(shè)計強度足夠(2) 輸出軸1、 減速器功率不大,又無特殊要求,故選最常用的45鋼并作正火處理。由表10.2查得抗拉強度,許用彎曲應(yīng)力。2
12、、 初步估算軸的最小直徑(4) 算:安裝聯(lián)軸器處軸的直徑為軸的最小直徑。根據(jù)式(10-2),查表10.3得,故: (5) 增大:考慮該軸段上有一鍵槽,軸徑應(yīng)增大,即 (6) 靠標(biāo)準(zhǔn):因為該軸段安裝標(biāo)準(zhǔn)件聯(lián)軸器,故應(yīng)取其孔徑系列標(biāo)準(zhǔn)值,查附表8,取3、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 (1)擬定軸上零件的裝配方案。軸上的大部分零件,包括齒輪、擋油環(huán)(兼做套筒)、左端軸承和軸承端蓋及聯(lián)軸器依次從左端裝配,僅右端軸承和軸承端蓋由右端裝配。圖2(2)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度。根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求,軸的結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計如圖2所示。軸段、之間應(yīng)有定位軸肩;軸段、及、之間應(yīng)設(shè)置非定位軸肩以利于裝配;軸段為軸環(huán)。各
13、軸段的具體設(shè)計如下:軸段:由2知:,查附表8,LT5彈性套柱銷聯(lián)軸器與軸配合部分的長度,為保證軸端擋圈壓緊聯(lián)軸器,應(yīng)比略小,故取軸段:聯(lián)軸器右端用軸肩定位,根據(jù)得:,然后查表10.6,得:并考慮滿足密封件的直徑系列(附表4)的要求,取軸肩高,故。該段長度可根據(jù)結(jié)構(gòu)和安裝要求最后確定。軸段:這段軸徑由滾動軸承的內(nèi)徑來決定。本題要求采用深溝球軸承,因為,所以選6012型軸承(其寬度,內(nèi)徑為),故取該軸段長度的確定如下:考慮箱體鑄造誤差,保證齒輪兩側(cè)端面與箱體內(nèi)壁不相碰,齒輪端面至箱體內(nèi)壁應(yīng)有的距離,本題取12.5mm。為保證軸承含在箱體軸承座孔內(nèi),并考慮軸承的潤滑(圖示為脂潤滑,為防止箱體內(nèi)潤滑油
14、濺入軸承而帶走潤滑脂,應(yīng)設(shè)檔油環(huán)兼做套筒定位),為此軸承端面至箱體內(nèi)壁應(yīng)有的距離,取10.5mm,故檔油環(huán)的總寬度為23mm。因此,(求解方法見下文軸段)即此時可確定軸段的長度:根據(jù)箱體箱蓋的加工和安裝要求,取箱體軸承座孔長度為52mm,軸承端蓋和箱體之間應(yīng)有調(diào)整墊片,取其厚度為2mm;軸承端蓋厚度取10mm;為了保證拆卸軸承端蓋或松開端蓋加潤滑油及調(diào)整軸承時,聯(lián)軸器不與軸承端蓋鏈接螺釘相碰,聯(lián)軸器右端面與端蓋間應(yīng)有mm的間隙,此處取15.5mm。故:軸段:安裝齒輪,此直徑查軸頭標(biāo)準(zhǔn)系列值表10.4,取。該段長度應(yīng)當(dāng)小于齒輪輪轂寬度,輪轂寬度為85mm,則:軸段:齒輪右端用軸環(huán)定位,根據(jù),查表
15、10.6,取,故軸環(huán)直徑。軸環(huán)寬度:軸段:因為同一軸的兩端軸承常用同一尺寸,以便于保證軸承座孔的同軸度及軸承的購買、安裝和維修,故:因是一級減速器,齒輪相對箱體對稱布置,基于和軸段同樣的考慮如圖2所示,深溝球軸承的支座反力作用點在軸承的結(jié)構(gòu)中心處。因此兩支座之間的跨距 與本題要求的軸的跨距149mm相同。(1) 軸上零件的周向固定。齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向固定均采用平鍵鏈接。為了保證齒輪與軸有良好的對中性,采用H7/r6的配合,半聯(lián)軸器與軸的配合為H7/k6。(2) 確定軸肩處的圓角半徑及軸端倒角尺寸。查表10.6可得:軸段處圓角半徑為1mm倒角為;軸段倒角為4、 軸的強度校核(1) 畫軸的計
16、算簡圖由結(jié)構(gòu)草圖,可確定出軸承支點跨距由此畫出軸的計算簡圖,如圖3VDHDrtVB圖3FFFFFHBF(2) 計算軸上外力該齒輪上的扭矩為:分度圓直徑為:圓周力為:徑向力為:(3) 求支反力圖4圖5水平支反力(圖4):由,得即:垂直支反力(圖5):由,得:即:(4) 畫彎矩圖水平面彎矩:垂直面彎矩:合成彎矩:(5) 判斷危險截面,計算當(dāng)量彎矩(6) 由彎矩圖可知C處彎矩最大,該截面為危險截面。(7) 對于減速器而言,軸所承受的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力一般可按照脈動循環(huán)變化考慮,故取修正系數(shù),則截面C的當(dāng)量彎矩為:(8) 校核軸的強度因為許用彎曲應(yīng)力,故截面C的強度足夠。七、軸承的選擇計算(一)軸承 擬選用深
17、溝球軸承,已知軸的直徑40mm,轉(zhuǎn)速n=286.6r/min,徑向載荷=1199.71,有輕微沖擊,常溫下工作,預(yù)期壽命=36000小時。(1)求當(dāng)量動載荷P初選6008型號,其=10500N,因只收徑向力,則P=,取=1.1,則P=1.11199.71=1319.68N,(2)計算,取=1,則11246.5N,查附表1,=16200N,所以6008型合適。型號:6008 壽命足夠(2) 軸承擬選用深溝球軸承,已知軸的直徑60mm,轉(zhuǎn)速n=71.66r/min,徑向載荷=1199.71,有輕微沖擊,常溫下工作,預(yù)期壽命=36000小時(1)求當(dāng)量動載荷P初選6012型號,其=24200N,因只
18、收徑向力,則P=,取=1.1,則P=1.11199.71=1319.68N,(2)計算,取=1,則=15255.38N,查附表1,=31500N,所以6012型合適。型號:6012壽命足夠八、鍵聯(lián)接的選擇計算(1)高速軸與大帶輪間的鍵連接要求對中性好,選用A型平鍵,根據(jù)軸的直徑=28mm,及長度50mm,查表12.1得鍵寬b=8mm,鍵高h(yuǎn)=7mm,鍵長L計算得L=56-(510)=5146mm. 取L=50mm,標(biāo)記為鍵850GB/T10962003強度校核:由設(shè)計參數(shù)查表12.2得=100120MPa,鍵的工作長度l=42mm得=63.15 MPa,故鍵滿足強度要求,(2)高速軸與小齒輪間
19、的鍵連接要求對中性好,選用A型平鍵,根據(jù)軸的直徑=45mm,輪轂寬度90mm,查表12.1得鍵寬b=14mm,鍵高h(yuǎn)=9mm,鍵長L計算得L=90-(510)=8085mm取L=80mm,標(biāo)記為鍵1480GB/T10962003強度校核:由設(shè)計參數(shù)查表12.2得=100120MPa,鍵的工作長度l=66mm得=19.45 MPa,故鍵滿足強度要求,(3)低速軸與大齒輪間的鍵連接要求對中性好,選用A型平鍵,根據(jù)軸的直徑=67mm,輪轂寬度85mm,查表12.1得鍵寬b=20mm,鍵高h(yuǎn)=12mm,鍵長L計算得L=90-(510)=7580mm由于結(jié)構(gòu)原因取L=70mm,標(biāo)記為鍵2070GB/T10962003強度校核:由設(shè)計參數(shù)查表12.2得=100120MPa,鍵的工作長度l=50mm得=49.2 MPa,故鍵滿足強度要求,(4)低速軸與聯(lián)軸器間的鍵連接要求對中性好,選用A型平鍵,根據(jù)軸的直徑=45mm,輪轂寬度82mm,查表12.1得鍵寬b
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