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          課程設計

          帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          時間:2018-01-07 00:09:40   作者:   來源:   閱讀:43495   評論:7
          一、設計題目:帶式輸送機傳動裝置

          已知條件

          題目參數

           輸送帶工作拉力 F/KN

          5.0

          輸送帶工作速度v/(m/s)

          1.43

          滾筒直徑D/mm

          350

          按斜齒圓柱齒輪設計減速器

          已知條件:

          (1)工作情況:兩班制,連續單向運轉,載荷比較平穩,允許輸送帶工作速度誤差為±0.5%

          (2)使用年限:5年

          (3)動力源:380/220V交流電

          二、主要內容:

              P65頁  7.1.2

          三、設計工作量:

            1、減速器裝配圖1張(2號圖紙)

             2、零件工作圖2張  (3號圖紙)

             3、設計說明書1份  (10-15頁要求附說明簡圖)

          四、進度安排

          基礎設計計算——2天

          裝配圖底圖——3天

          裝配圖——1.5天

          零件圖——1.5天

          說明書(打?。?天

          目   錄

          一、電動機的選擇…怠…………………………………………………4

          二、傳動設計………………………………………………………………5

          三、帶傳動的設計…………………………………………………………7

          四、齒輪的設計…………………………………………………………  10

          1.齒輪材料及精度的選擇……………………………………………… 10

          2. 按齒面接觸強度設計……………………………………………     10

          3.確定主要參數及計算主要尺寸…………………………………………11

          4.齒根彎曲疲勞強度校核…………………………………………………12

          5.齒輪主要參數……………………………………………………………13

          五、軸的設計………………………………………………………………14

          1.高速(齒輪)軸的設計……………………………4……………………14

          2.低速軸的設計……………………………………………………………15

          3.軸上其它零件的設計………………………………………………… 16

          4.鍵的選擇校核………………………………………………………… 17

          5.鍵的4度校核………………………………………………………… 18

          6.輸出軸的強度校核…………………………………………………… 19

          六、軸承的校核……………………………………………………     20

          七、心得體會……………4……………………………………       21

           

          一、電動機的選擇

          1、選擇電動機類型

              按工作要求和工作條件,選用一般用途的Y(IP44)系列三相異步電動機,它為臥式封閉結構。

          2、選擇電動機的容量

              卷筒軸的輸出功率PW :

              PW =F·V/1000=4000×1.43/1000=5.72kW

              電動機輸出功率為Pd              

                        Pd=Pw/ηpd

              傳動裝裝置總效率

          帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

              式中:V帶效率帶式輸送機傳動裝置(課程設計)1=0.96,滾動軸承效率(二對) 帶式輸送機傳動裝置(課程設計)2=0.99,閉式齒輪傳動效率(單級,斜齒輪)帶式輸送機傳動裝置(課程設計)3=0.97, 彈性聯軸器效率帶式輸送機傳動裝置(課程設計)4=0.99,滾筒效率帶式輸送機傳動裝置(課程設計)5=0.96,則:

          帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

              故 Pd= PW/h=5.72/0.86=6.651kw

              因載荷平穩,電動機額定功率帶式輸送機傳動裝置(課程設計)略大于帶式輸送機傳動裝置(課程設計)即可,由《機械設計基礎實訓指導》附錄查的Y系列電動機數據,選電動機的額定功率為7.5kw。

          3、確定電動機轉速

              卷筒軸工作轉速:由v=1.43m/s,v帶傳動的傳動比i=2~4。而且單級閉式齒輪傳動比常用范圍為ia‘=3~6,則一級圓柱齒輪減速器傳動比選擇范圍為:

          ia=ia‘·i帶=3×2~4×6 =6~24

              卷筒的轉速帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

              nw=601000V/πD=(60×1000×1.43)/(π×350)=78.031r/min

              故電動機的轉速可選范圍為

              nd= nw ·ia =78.031×(6~24)= 486.186~1872.744r/min

              按照以上設計數據,可供選擇的電動機如下表1—1所示

          表1-1:

          方案

          電動機型號

          額定功率Kw

          同步轉速/滿載轉速

          帶式輸送機傳動裝置(課程設計)(r/min)

            1

          Y132M2—4

          7.5

          /1440

          2

          Y160M—6

          7.5

          /970

          3

          Y160L—8

          7.5

          /720

              則可選用Y160M—6電動機,滿載轉速為970帶式輸送機傳動裝置(課程設計),額定功率為7.5KW。

          二.傳動設計

          1.傳動比的分配

          (1)總傳動比

          ia=970/78.031=12.431

          (2)分配減速器各級傳動比

          ia=ia‘·i帶=6~24

          為使單級齒輪傳動比不至于太大,取帶傳動的傳動0i帶=3

          減速器的傳動比為ia’=12.431/3=4.144 ,本次設計的減速器為單級齒輪減速器,故有:

          ia’=4.144   i帶=3

          2.運動和動力參數計算

          0軸(電動機軸)

          P0=Pd=7.5 kw

          n0= nd=970 r/min

          T0=9550·P0/n0=9550*7.5/970=73.840 N·m

          1軸(帶傳動-高速軸1)

          6.651/7.5=0.8868  接近80%所以代7.5 kw進行計算

          P1= P0·h2h4·=7.5*0.99*0.99=7.351kw 【h2為軸承的效率,】

          n1=n0/i帶=970/3=323.333r/min               【h4為帶傳動的效率】

          T1=9550·P1/n1=9550*7.351/323.33=217.122 N·m

          2軸(齒輪傳動-低速軸2)

          P2= P1·h2h3=7.351*0.97*0.99=7.059 kw 【h3為齒輪傳動的效率】

          nW =n2=n1/ia=323.333/4.144=78.024 r/min

          T2=9550·P2/n2=9550·7.059/ 78.024=864.010 N·m

          【若為一級減速器則計算到這里即可,】

          根據以上數據,我們可以把它列成一個表格,更能清楚的了解數據:

          表 2

          軸名

           

          功率P/kw

          轉距T/N.m

          轉速n/(r/min)

          傳動比

          電機軸(0軸)

          5.5

          73.840

          970

           

          1軸

          7.351

          217.122

          323.333

          3

          2軸

          7.059

          864.010

          78.024

          4.144

          三.帶傳動的設計

              已知電機額定功率P=7.5kw,轉速n0=970r/min,各軸的轉速如表3:

          轉動軸

          輸入軸 (0軸)

            1軸

          輸出軸   (2軸)

          滾筒軸

          轉速n

          970

          323.333

          78.024

           

          傳動比

              3

          4.144

          1


              由電動機驅動,工作壽命年限為5年,兩班制工作,轉向不變單向運行,有輕微的振動。

          (1)確定計算機功率Pc

              由表9-12查的KA=1.2,由式(6-11)得

               Pc=KAP=1.2*7.5=9KW

          (2)選取普通V帶型號

              根據Pc=7.5KW、n0=970r/min,由圖9-10選用B型普通V帶

          (3)根據表6-2選取dd1=125.

              大帶輪基準直徑dd2=n1/n2*dd1=970/323.333*125=375.0039mm

              按表9-4選取標準值dd2=375mm,則實際傳動比i、從動輪實際轉速分別為i=dd2/dd1=375/125=3.00 ,  n1=n0/i=970/3.00=323.333r/min

              從動輪的轉速誤差為:(323.333-323.33)/323.33*100%=0.0003%

              誤差率在±5%內,為允許值。

          (4)驗算帶速

                v=πdd1n1/60*1000=3.14*125*970/(60*1000)=6.35m/s

            帶速在5~25m/s范圍內。

          (5)確定帶的基準長度Ld和實際中心0a

            初定中心距:0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)

                             350≤a0≤1000

            取a0=650mm.   

          由0(6-14)得:    L0=2a0+π/2(dd1+dd2)+(dd2-dd1)2/4a0

                            =2133.47mm

          由表9-2選取基準長度Ld=2240mm

          由式(6-15)得實際中心距為a≈a0+(Ld-L0)/2=703.13mm

              取a=700mm

              考慮安裝、調整和補償張緊力的需要,中心距應有一定的調節范圍。中心距a的變動范圍為:

                 amin=a-(2bd-0.009Ld)=700-(2×14-0.009×2240=692.16mm

                  amax=a+0.02*Ld=700+0.02*2240=744.8mm

          (6)校驗小帶輪包角α1

              由式(6-16)得  α1=1800-(dd2-dd1)/a*57.3=1590

          α1>120,合適。

          (7)確定V帶惺齴

             由式(6-17)得 z=Pc/(P0+△P0)KαKL

                根據dd1=125mm、n0=970r/min,查表9-7,用線性插值法得P0=2.67KW,由表9-9△P0=0.3KW。

             由表9-2查得帶長度修正系數KL=1,由9-11查得包角系數

          Kα=0.95,因而得普通V帶的根數為

           z=Pc/(P0+△P0)KαKL=7.5/(2.67+0.3)*1*0.95=2.40

          圓整得z=3.

          (8)求單根V帶的初拉力F0及帶輪軸上的壓力FQ

            由表9√-1查得B型普通V帶的每米長質量q=0.19Kg/m,根惺劍6-18)得單根帶的初拉力為

            F0=500Pc/zv*(2.5/Kα-1)+qv2=500*7.5/(3*6.35)*(2.5/0.95-1)+0.19×6.352=328.84N

            由式(6-19)可得作用在帶輪軸上的壓力為

              FQ=2ZF0sinα/2=2*3*328.84*sin1590/2= 1940.00N

          四.齒輪的設計

          1.選擇齒輪材料、熱處理、齒面硬度、精度等級及齒數

          選用7級精度

          因傳遞功率較大,選用硬齒面齒輪傳動。

          參考表5-6

          小齒輪:40Cr(表面淬火),硬度為48~55HRC

          大齒輪:40Cr(表面淬火),硬度為48~55HRC

          為增加傳動平穩性,選帶式輸送機傳動裝置(課程設計),取125

          因選用閉式硬齒面傳動,故按齒根彎曲疲勞強度設計,然后校核其齒面接觸疲勞強度。

          2.按齒根彎曲疲勞度設計

          按式(5-52),設計公式為帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          1)試選載荷系數帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          2)初選螺旋角β=12帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          3)小齒輪傳遞轉矩

          帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          4)由表5-14,選齒寬系數帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          5)端面重合度

          帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          6)軸面重合度

          帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          7) 重合度系數帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          8) 螺旋角系數 由圖5-41,帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          9) 當量齒數

          帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          10)齒行系數

          由表5-13

          帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          11)應力修正系數

          由表5-13

          帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          12)彎曲疲勞強度極限

          由圖5-25查得

          帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          13)接觸應力循環次數

          由式(5-28)

          帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          14)彎曲疲勞強度壽命系數

          由圖5-27查得,帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          15)彎曲疲勞強度安全系數

          帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          16)計算許用彎曲應力

          由式(5-29)

          帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          17m計算帶式輸送機傳動裝置(課程設計)帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          18)計算模數

          帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          19)計算圓周速度

          帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          20)確定載荷系數

          由表5-10查取使用系數帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          根據帶式輸送機傳動裝置(課程設計),由圖5-28,動載系數帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          根據帶式輸送機傳動裝置(課程設計),

          由圖5-29,齒間載荷分配系數帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          由表5-11,齒向載荷分配系數帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          故載荷系數帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          21)修正法面模數

          帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          圓整為標準值,取帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          3.確定齒輪傳動主要參數和幾何尺寸

          1)中心距帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          圓整為a=160mm

          2)確定螺旋角帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          3)分度圓直徑

          帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          4)計算齒寬

          帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          4.校核齒面接觸疲勞強度

          按式(5-49),校核公式為

          帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          1)彈性系數

          由表5-12,查取彈性系數帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          2)節點區域系數

          由圖5-40,節點區域系數帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          3)重合度系數

          帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          4)螺旋上凳

              帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          5)接觸疲勞強度極限

          由圖5-24查得帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          6)接觸疲勞強度壽命系數

          由圖5-26查取接觸疲勞強度壽命系數

          帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          7)接觸疲勞強度安全系數

          取失效概率為1%,接1疲勞強度安全系數帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          8)計算許用接觸應力

          由式(5-29)

          帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          9)校核齒面接觸疲勞強度

          帶式輸送機傳動裝置(課程設計)

          齒輪主要參數

           

          斜齒輪參數

          法向模數

          m,n=2mm

          齒數

          z1=30mm

          z2=125mm

          螺旋角

          b=14.360

          中心距

          a=160mm

          分度圓直徑

          d1=61.22mm

          d2=255.10mm

          齒輪寬度

          b2=50mm

          b1=56mm

          5.選擇潤滑方式

          閉式齒輪傳動,,齒輪的圓周速度v≤12m/s,常將大齒輪的輪齒浸入油池中進行浸油潤滑,推薦使用中負荷工業齒輪油,潤滑油運動粘度帶式輸送機傳動裝置(課程設計)


          標簽:傳動裝置  
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