螺旋輸送機的傳動裝置設(shè)計說明書

題目三：螺旋輸送機的傳動裝置設(shè)計下圖為螺旋輸送機的六種傳動方案，設(shè)計該螺旋輸送機傳動系統(tǒng)。螺旋輸送機的傳動方案1.設(shè)計數(shù)據(jù)與要求螺旋輸送機的設(shè)計數(shù)據(jù)如下表所示。該輸送機連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，用于輸送散粒物料，如谷物、型沙、煤等，工作載荷較平穩(wěn)，使用壽命為8年，每年300個工作日，兩班制工作。一般機械廠小批量制造。學(xué)號-方案編號17-a）輸送螺旋轉(zhuǎn)速（）170輸送螺旋所受阻力矩（）1002.設(shè)計任務(wù)1）分析各種傳動方案的優(yōu)缺點，選擇（或由教師指定）一種方案，進行傳動系統(tǒng)設(shè)計。2）確定電動機的功率與轉(zhuǎn)速，分配各級傳動的傳動比，并進行運動及動力參數(shù)計算。3）進行傳動零部件的強度計算，確定其主要參數(shù)。4）對齒輪減速器進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，并繪制減速器裝配圖。5）對低速軸上的軸承以及軸等進行壽命計算和強度校核計算。6）對主要零件如軸、齒輪、箱體等進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，并繪制零件工作圖。7）編寫設(shè)計計算說明書。一、電動機的選擇電動機類型的選擇選擇Y系列三相異步電動機。2、電動機功率選擇（1）傳動裝置的總效率：η1V帶傳動效率η2滾動軸承效率η3一級圓柱齒輪減速器傳動效率η4聯(lián)軸器效率（2）電機所需的功率：因為載荷平穩(wěn)，Ped略大于Pd即可，（3）確定電機轉(zhuǎn)速nd,輸送螺旋輸送機軸轉(zhuǎn)速V帶傳動比范圍是2～4，以及圓柱齒輪減速器，則總傳動比范圍10～20，方案電機型號額定功率/kw同步轉(zhuǎn)速/滿載轉(zhuǎn)速n/(r/min)傳動比i1Y90L-23000/28402Y100L1-41500/14203Y112M-61000/940i綜合價格和傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊考慮選擇方案2，即電機型號Y100L1-4二、計算總傳動比及分配各級的傳動比1、總傳動比分配各級傳動比取V帶傳動傳動比，則減速器的傳動比為注：以上分配只是初步分配，實際傳動比必須在傳動零件參數(shù)確定后算出。一般，實際值與設(shè)計求值允許有3%～5%誤差。三、動力學(xué)參數(shù)計算0軸（電機軸、小帶輪軸）將結(jié)果列成表格軸名功率P/KW轉(zhuǎn)矩T/N·M轉(zhuǎn)速n/(r/min)傳動比i效率η0軸14201軸71022軸1703軸1011701四、傳動零件的設(shè)計計算V帶傳動的設(shè)計計算確定計算功率P由教材P156表8-7取kA=選擇v帶的帶型根據(jù)Pca、n1確定帶輪的基準直徑并驗算帶速V初選小帶輪基準直徑。由教材上表8-7和8-9，取小帶輪基準直徑驗算帶速V。按書上式子8-13驗算帶速因為5m/s<v<30m/s,故帶速合適。計算大帶輪的基準直徑。根據(jù)書上式子8-15a,計算大帶輪基準直徑根據(jù)表8-9查的為標準值。確定V帶中心距a和基準長度根據(jù)教材式子8-20，初確定中心距由式子8-22計算帶所需的基準長度由教材上表8-2選帶的基準長度L按式子8-23計算實際中心距a按式子8-24，計算中心距變化范圍為～驗算小帶輪上包角計算帶的根數(shù)Z計算單根V帶的額定功率由=100mm，，查表8-4得根據(jù)，和A型帶，查表8-5得查表8-6得查表8-2得，所以計算V帶根數(shù)Z取2根計算單根V帶的初拉力由表8-3得V帶的單位長度質(zhì)量q=m，所以8、計算壓軸力結(jié)論選用A型V帶2根，基準長度1430mm，帶輪基準直徑中心距控制在a=—，單根初拉力齒輪傳動的設(shè)計計算選齒輪類型，精度等級，材料及齒數(shù)按圖10-26所示的傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動，壓力角為。參考表10-6，選7級精度材料選擇，由表10-1和其工作環(huán)境為多灰塵環(huán)境，選擇球墨鑄鐵,小齒輪QT500-5，240HBS,大齒輪QT600-2，200HBS。選小齒輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù)取按齒面接觸疲勞強度設(shè)計由式子10-11試算小齒輪分度圓直徑，即確定公式中的各參數(shù)值試選計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩由表10-7選取齒寬系數(shù)由圖10-20查得區(qū)域系數(shù)由表10-5查得材料的彈性影響系數(shù)由式10-9計算接觸疲勞強度用重合度系數(shù)計算接觸疲勞許用應(yīng)力由圖10-25a查得小齒輪和大齒輪接觸疲勞極限分別為由式10-15計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由圖10-23查取接觸疲勞壽命系數(shù)取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由式10-14得取二者中較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力，即計算小分度圓直徑調(diào)整小齒輪分度圓直徑計算實際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準備圓周速度V齒寬b計算實際載荷系數(shù)由表10-2查的使用系數(shù)根據(jù)、七級精度，由圖10-8查得動載荷系數(shù)齒輪的圓周力查表10-3得齒間載荷分配系數(shù)查表10-4用插值法查得7級精度、小齒輪相對軸承對稱布置，得齒向載荷分布系數(shù)，由此，得到實際載荷系數(shù)、由式10-12可得分度圓直徑由式子10-13可按實際載荷系數(shù)算得齒輪模數(shù)按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計由式子10-5計算模數(shù)確定公式中各參數(shù)值試選由式子10-5計算彎曲疲勞強度用重合度系數(shù)計算由圖10-17查得齒形系數(shù)由圖10-18查得應(yīng)力修正系數(shù)由圖10-24a查得小齒輪和大齒輪的遲恩彎曲疲勞極限分別為由圖10-22查得彎曲疲勞壽命系數(shù)取彎曲疲勞安全系數(shù)S=，由式子10-14得因為小齒輪的大，取計算模數(shù)調(diào)整齒輪模數(shù)圓周速度齒寬b寬高比b/h2）計算實際載荷系數(shù)根據(jù)v=s,7級精度，由圖10-8查得動載系數(shù)由查表10-3得齒間載荷分配系數(shù)由表10-4得用插值法查得，則載荷系數(shù)為由式子10-13得按實際載荷系數(shù)算得齒輪模數(shù)按就近原則取模數(shù)m=2，則取，此時滿足，取，，所以改小齒輪齒數(shù)為21，則，選大齒輪齒數(shù)88.合理幾何尺寸計算計算分度圓直徑計算中心距計算齒輪寬度取，圓整中心距后的強度校核齒輪變位后副幾何尺寸發(fā)生變化，應(yīng)重新校核齒輪強度計算變位系數(shù)和計算嚙合角、齒數(shù)和、變位系數(shù)和、中心距變動系數(shù)和齒頂高降低系數(shù)從圖10-21a可知當(dāng)前的變位系數(shù)，提高了齒輪強度但是重合度有所下降。分配變位系數(shù)由圖10-21b可知，坐標點=（,）位于L14與L15兩線之間，按這兩條線做射線，再從橫坐標的處做垂線，與射線交點的縱坐標分別是齒面接觸疲勞強度校核按前述類似做法，先計算式10-10中各參數(shù)，齒根彎曲疲勞強度校核查表10-3/10-4得查圖10-17得查圖10-18得，把代入式子10-6得到齒根彎曲疲勞強度滿足要求，并且小齒輪抵抗彎曲疲勞破壞能力大于大齒輪主要結(jié)論齒數(shù)，模數(shù)m=2mm,壓力角，變位系數(shù)中心距a=110mm，齒寬。小齒輪選用球墨鑄鐵（調(diào)質(zhì)），大齒輪選用球墨鑄鐵（調(diào)質(zhì)）。齒輪按7級精度設(shè)計。五、軸的設(shè)計計算輸入軸的設(shè)計計算軸結(jié)構(gòu)設(shè)計選用45調(diào)質(zhì)，硬度217~255HBS圖根據(jù)教材15-2式，并查表15-3，取=103～126，取,軸最小直徑：考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則：d=×(1+5%)=∴選d=18mm裝大帶輪處取處為大帶輪的定位軸肩和裝入軸承端蓋，所以軸肩高度取。所以蓋寬取11mm，端蓋外斷面與帶輪間距取10mm，所以 。左側(cè)軸承從左側(cè)裝入，考慮軸承拆裝方便，裝軸承處應(yīng)大于，所以，但為了滿足軸承型號要求，取，選用深溝球軸承6305，（d==62mm,B=17mm），采用脂潤滑，應(yīng)該在軸承內(nèi)側(cè)加擋油環(huán)，選擋油環(huán)寬度為15mm，所以考慮齒輪分度圓直徑較小，把軸做成齒輪軸，所以段都為擋油環(huán)定位軸肩綜上軸總長。計算軸上載荷由上述各段軸長度可得軸承支撐跨距小齒輪分度圓直徑，轉(zhuǎn)矩根據(jù)教材公式10-3計算得圓周力徑向力根據(jù)兩軸對稱布置可得AC=CB=圖計算軸上載荷轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力按脈動循環(huán)變化，取，彎矩最大截面處的當(dāng)量彎矩材料為45鋼調(diào)質(zhì)，查得，故安全。因為是齒輪軸，雖然有鍵槽和軸肩但是最小直徑是根據(jù)扭轉(zhuǎn)強度較為寬裕的尺寸確定的所以無需進行危險界面的校核。輸出軸的設(shè)計計算軸結(jié)構(gòu)計算選用45調(diào)質(zhì)，硬度217~255HBS圖根據(jù)教材公式15-2，表15-3得=103～126，取考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則d=(1+5%)=選d=28mm，齒輪在箱體中央，相對于兩軸承對稱布置，齒輪左面由軸肩定位，右面由軸套定位，周向用鍵過度配合，兩軸承分別以擋油環(huán)定位，周向用過度配合，軸呈階梯狀，左軸承從左邊裝入，右軸承和聯(lián)軸器從右面裝入。右數(shù)第一段裝配聯(lián)軸器，查手冊（GB/T5843-1986）彈性柱銷聯(lián)軸器，選HL2中J型，軸孔直徑28mm，軸孔長度L=44mm，D=120mm。綜上聯(lián)軸器計算轉(zhuǎn)矩，查表14-1，考慮轉(zhuǎn)矩變化很小，故取，（查表GB/T5014-1985）選用深溝球軸承6306，（d==72mm,B=19mm），，選用擋油環(huán)寬度13mm，為滿足聯(lián)軸器定位需求，處應(yīng)起一軸肩，又因為，第四段安裝大齒輪，應(yīng)比軸轂略短些，選，為與主動軸滿足軸承位置相同，且大齒輪對稱布置，參照主動軸尺寸。，第五段為大齒輪定位軸肩，。計算軸上載荷軸承支撐跨距為105mm，AC=CB=52,.5mm大齒輪分度圓直徑，根據(jù)教材公式10-3計算得圓周力徑向力圖計算軸上載荷轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力按脈動循環(huán)變化，取，彎矩最大截面處的當(dāng)量彎矩材料為45鋼調(diào)質(zhì)，查得，故安全。判斷危險截面鍵槽、軸肩及過度配合引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強度，但由于最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強度較為寬裕確定的，所以只需校核大齒輪與軸套過盈配合引起應(yīng)力集中最嚴重的截面兩側(cè)就可以。大齒輪與軸套接觸截面的軸套側(cè)抗彎截面系數(shù)抗扭截面系數(shù)軸套側(cè)截面的彎矩截面上的扭矩截面上的彎曲應(yīng)力截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力軸為45調(diào)質(zhì)，由表15-1得截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)，按附表3-2查得，，由附圖3-1可得軸材料的敏性系數(shù)為由附圖3-2的尺寸系數(shù)由附圖3-3得軸按磨削加工，由附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)軸未經(jīng)表面強化處理，即，按式子3-12,及3-14b得綜合系數(shù)又由ξ3-1、ξ3-2得碳鋼的特性系數(shù)為于是計算安全系數(shù)值，按式子15-6～15-8計算得故安全。大齒輪與軸套接觸截面的齒輪側(cè)抗彎截面系數(shù)W按表15-4中公式計算抗彎截面系數(shù)抗扭截面系數(shù)軸套側(cè)截面的彎矩截面上的扭矩截面上的彎曲應(yīng)力截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力過盈配合處由附表3-8用插值法求出，并取，于是有軸按磨削加工，由附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)軸未經(jīng)表面強化處理，即，按式子3-12,及3-14b得綜合系數(shù)于是計算安全系數(shù)值，按式子15-6～15-8計算得故安全，因無瞬時過載和應(yīng)力循環(huán)不對稱性，所以可以省去靜強度校核。六、滾動軸承的選擇及校核計算根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計壽命：計算輸入軸軸承（6305）已知，按表13-6查得，按表13-5查得，X=1，Y=0根據(jù)式子13-8a計算根據(jù)式子13-6，求軸承應(yīng)有的基本額定動載荷為按照手冊選取在壽命上滿足要求。計算輸入軸軸承（6306）已知，按表13-6查得，按表13-5查得，X=1，Y=0根據(jù)式子13-8a計算根據(jù)式子13-6，求軸承應(yīng)有的基本額定動載荷為按照手冊選取在壽命上滿足要求。七、鍵連接的選擇及校核計算1、大帶輪與的平鍵連接校核選用A型鍵已知，大帶輪處尺寸為材料為45鋼的鍵連接許用擠壓應(yīng)力為根據(jù)公式6-1故安全。2、大齒輪的平鍵連接校核選用A型鍵已知，大帶輪處尺寸為材料為45鋼的鍵連接許用擠壓應(yīng)力為根據(jù)公式6-1 故安全。2、聯(lián)軸器的平鍵連接校核選用B型鍵已知，大帶輪處尺寸為材料為45鋼的鍵連接許用擠壓應(yīng)力為根據(jù)公式6-1故安全。八、減速器的潤滑與密封1、齒輪的潤滑因齒輪的圓周速度<12m/s，所以采用浸油潤滑的潤滑方式。高速齒輪浸入油面高度約個齒高，但不小于10mm，低速級齒輪浸入油面高度約為1個齒高（不小于10mm），1/6齒輪。2、滾動軸承的潤滑因潤滑油中的傳動零件（齒輪）的圓周速度V≥～2m/s所以采用飛濺潤滑。3、密封軸承蓋上均裝墊片，透蓋上裝密封圈。九、箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計1、減速器結(jié)構(gòu)減速器由箱體、軸系部件、附件組成，其具體結(jié)構(gòu)尺寸見裝配圖及零件圖。2、注意事項（1）裝配前，所有的零件用煤油清洗，箱體內(nèi)壁涂上兩層不被機油浸蝕的涂料；（2）齒輪嚙合側(cè)隙用鉛絲檢驗，高速級側(cè)隙應(yīng)不小于，低速級側(cè)隙也不應(yīng)小于；（3）齒輪的齒側(cè)間隙最小=，齒面接觸斑點高度>45%，長度>60%；（4）深溝球軸承6305、6306為～；采用脂潤滑。（5）箱蓋與接觸面之間禁止用任何墊片，允許涂密封膠和水玻璃，各密封處不允許漏油；（6）減速器裝置內(nèi)裝CKC150工業(yè)用油至規(guī)定的油面高度范圍；（7）減速器外表面藍色油漆；（8）按減速器的實驗規(guī)程進行試驗設(shè)計小結(jié)經(jīng)過3周的課程設(shè)計，我終于完成了自己的任務(wù)，在整個設(shè)計過程中，感覺學(xué)到了很多的關(guān)于機械設(shè)計的知識，這些都是在平時的理論課中不能學(xué)到的。還將過去所學(xué)的一些機械方面的知識系統(tǒng)化，使自己在機械設(shè)計方面的應(yīng)用能力得到了很大的加強。除了知識外，更多學(xué)會的是耐心。也體會到作為設(shè)計人員在設(shè)計過程中必須嚴肅、認真，并且要有極好的耐心來對待每一個設(shè)計的細節(jié)。在設(shè)計過程中，我們會碰到好多問題，這些都是平時上理論課中不會碰到，或是碰到了也因為不用而不去深究的問題，但是在設(shè)計中，這些就成了必須解決的問題。在設(shè)計過程中我經(jīng)常出錯，甚至有些東西重新算了兩三遍。比如齒輪強度校核問題。以前雖然做過作業(yè)，但是當(dāng)時偷懶沒有好好學(xué)習(xí)。但是經(jīng)過細細的推敲和更加深入的思考之后，對很多的知識，還是懂了很多。剛開始時真的使感覺是一