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机械设计课程设计-带式运输机传动装置(二级斜齿轮展开式) .doc

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机械设计课程设计-带式运输机传动装置(二级斜齿轮展开式) .doc

设计题目带式运输机传动装置学院机械工程学院班级机械0806班设计者学号指导老师设计时间2010年6月机械课程设计(1)目录一、设计任务书2二、传动方案分析2三、电动机的选择计算3四、总传动比的确定和各级传动比的分配3五、运动和动力参数的计算3六、传动零件的设计4七、轴的设计和计算13八、滚动轴承的选择和计算18九、键连接的选择和计算19十、联轴器的选择和计算20十一、润滑和密封的说明20十二、拆装和调整的说明21十三、减速箱体的附件的说明21十四、设计小节21十五、参考资料22机械课程设计(2)一、设计任务书课程设计的题目带式运输机传动装置(二级斜齿轮展开式)(1)传动示意图(2)输送带的牵引力F4.5KN输送带的速度υ2.2m/s提升机鼓轮的直径D400mm(3)工作条件及设计要求工作环境清洁,运转方向不变,工作载荷稳定,工作寿命为8年,每年300个工作日,每日工作16小时。总传动比误差不超过±5。二、传动方案分析这是两级减速器中最简单、应用最广泛的结构。但齿轮相对于轴承位置不对称。当轴产生弯扭变形时,载荷在齿宽上分布不均匀,因此轴应设计得具有较大刚度,并使高速轴齿轮远离输入端。淬硬齿轮大多采用此结构。机械课程设计(3)计算及说明三.电动机选择计算1.原始数据如下①输送带的牵引力F4.5KN②输送带工作速度V2.2m/s③提升机鼓轮的直径D400mm2.电动机型号选择运输机所需功率PwkwFV9.91000kw取η10.95(带),η20.99(联轴器),η30.96(轴承),η40.99(低速级齿轮),η50.96(高速级齿轮)ηaη1η2η33η4η50.759电动机功率PdPw/ηa13kw,故选择其额定功率为15kw工作机转速105100060Dvnwr/min电动机转速总innwd已知10018总i,故电动机转速的可选范围是105001890dnr/min选为3000r/min故选电动机型号为Y160M2其主要参数为R2930r/minD42mmkwP15额,H160mm,2930mnr/min四.总传动比确定及各级传动比分配分配原则各级传动尺寸协调,承载能力接近,两个大齿轮直径接近以便润滑。nm2930r/minianm/n2930/10527.9减带iiia,,带42i取其为2,所以95.13带总减iii95.133.12.12低减ii所以3.3低i3.43.12.1低高ii五.运动和动力参数的计算(各轴转速,各轴输入功率和输入转矩)1.各轴转速n1nm/i12930/21465r/min结果Pw9.9kwηa0.759105r/min电动机型号Y160M2相关参数为Nd3000r/minD42mmP15kwH160mmNm2930r/min2带i95.13减i3.3低i3.4高in11465r/minn2341r/min机械课程设计(4)n2nm/i21465/4.3341r/minn3nm/i3341/303104r/min2.各轴输入功率P1Pdη01130.9512.35kwP2P1η0212.350.960.9611.38kwP3P2η3411.380.960.9910.82kwP428.1096.099.03pkw3.各轴输入转距Td9550Pd/nm955013/293042.37NmT1Tdη0180.51NmT2T1i1η12381.71NmT3T2i2η23984.1NmTN955010.28/105934.99Nm运动和动力参数计算结果整理于下表轴名功率Pkw转距TNm转速nr/min传动比i效率η输入输出输入输出电动机轴1512.35220042.3729301.000.999一轴12.3511.3842.3780.51146520.96二轴11.3810.8280.51381.713413.340.99三轴10.8210.28381.71984.110410.99六.传动零件的设计计算1.带传动的选择计算工作情况为运转方向不变,工作载荷稳定。所以选用Ka1.1计算功率为PcaKaP1.11314.3kw小带轮转速为dnn12930r/min①根据计算功率Pca和小带轮转速n1查表选择的带型为普通v带B型②初选小带轮的基准直径d1查表选d1125mm故d2i1d12125250mm,查表确定d2为250mm验算带的速度v1n3104r/minP112.35kwP211.38kwP310.82kwP41028kwTd42.37NmT180.51NmT2381.71NmT3984.1NmKa1.1Pca14.3kw带型为普通v带B型初选d1125mmd2250mm机械课程设计(5)vπd1n1/6010003.141252930/60100019.2m/s,经验算符合要求③确定中心距a和带的基准长度Ld根据传动的结构需要初定中心距a0,取0.7d1d2a02d1d20.7d1d21252500.7262.52d1d21252502750取a0500mm所需带的基准长度Ld1≈2a0π/2d1d2d2d1d2d1/4a01596.6mm,查表选择Ld1600mm实际中心距a≈a0LdLd1/2502mm④验算主动轮上的包角α1α1≈180°d2d1/a57.5°166°≧90°符合要求⑤确定带的根数zZPca/Po△PoKαKL由d1和n1查表0P2.96kw由n1和i查表△Po0.89kwZ14.3/2.960.890.920.964其中K0.96LK0.92⑥确定预紧力Fomin0F500Pca2.5/Kα1/zvqv²5003.142.19496.096.05.20.1822.19215.7N由于新带容易松弛,所以对非自动紧张的带传动,安装新带的预紧力应大于上述预紧力,所以F01.5215.7323.55N⑦计算带传动作用在轴上的力Fp为了设计安装带轮的轴和轴承,必须确定带传动作用在轴上的力Fp。如果不考虑带的两边的拉力差,则Fp2zmin0Fsin1/224215.7sin2/1661712.7N2.高速级齿轮设计选精度等级、材料及齿数①运输机一般工作机器,速度不高,故选用7级精度。a502mmZ4minOF215.7NFp1712.7N机械课程设计(6)②材料选择。有表101选择小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质)硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS。③选小齿轮齿数Z120,大齿轮齿数Z24.32086④选取螺旋角。初选螺旋角14.按齿面接触疲劳强度进行计算设计计算公式是3211.1.2HHEdttZziiTkd1确定公式内各计算数值①载荷系数Kt1.6②由图1030选取区域系数为ZH2.433③由图1026查得10.7420.85则121.59④小齿轮传递的转矩T19.55510P/N9.5551012.35/1465805100Nmm⑤由表107选取齿宽系数1d⑥由表106查得材料的弹性影响系数1/2189.8EZMPa⑦由图1021d查得齿轮的接触疲劳强度极限5506002lim1limHHMpaMPa⑧应力循环次数N160n1jLh601465(283008)3.375910N2N1/i3.3375910/4.30.785910⑨由表1019查得接触疲劳寿命系数KHN10.91,KHN20.94⑩计算接触疲劳许用应力,取安全系数S1sKHNHlim110.91600/1546MPasKHNHlim220.94550/1517MPa所以需用接触应力为21H21HH21540511.5585.5MPa2代入数据进行计算a.计算小齿轮分度圆直径高速级齿轮选用7级精度的直齿圆柱轮传动,小齿轮材料为40Cr,硬度为280HBS大齿轮材料为45刚,硬度为240HBS。热处理均选用调质处理。1Z202Z8614Kt1.6HZ2.433121.59T18.05510Nmm1d1/2189.8EZMPampaH6001limmpaH5502limN13.375910N20.785910KHN10.91,KHN20.94

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