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带式运输机传动装置--二级分流式减速器设计【F=1900,V=1.6,D=350】【3张图纸】【课设】

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带式 运输机 传动装置 二级 分流式 减速器 设计
资源描述:

带式运输机传动装置--二级分流式减速器设计【F=1900,V=1.6,D=350】

28页-8800字数+说明书+3张CAD图纸

带式运输机传动装置--二级分流式减速器设计说明书【F=1900,V=1.6,D=350】.doc

装配图.dwg

轴.dwg

齿轮.dwg


设计任务书

总体布置简图

     如右图所示

  2.工作条件:使用年限为15年,

(每  年  工  作300天),两        班 制,带 式运输机工作平稳,转向不变。

  3.原始数据

   运输带曳引力F(N):1900

   运输带速度V(m/s):1.6

   滚筒直径D (mm):350

  4.设计内容

   (1)电动机的选择与运动参数计算

   (2)传动装置的设计计算

   (3)轴的设计

   (4)滚动轴承的选择与校核

   (5)键的选择和校核

   (6)联轴器的选择

   (7)装配图、零件图的绘制

   (8)编写设计计算说明书

  5.设计任务

   (1)减速器总装配图一张

   (2)低速轴、闷盖零件图各一张

   (3)设计说明书一份

  6.设计进度

   (1)第一阶段:总体计算和传动件参数计算

   (2)第二阶段:轴与轴系零件的设计

   (3)第三阶段:轴、轴承、键及联轴器的校核及草图绘制

(4)第四阶段:装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写


   通过这次的设计,我认识到一些问题是我们以后必须注意的。第一,设计过程决非只是计算过程,当然计算是很重要,但只是为结构设计提供一个基础,而零件、部件、和机器的最后尺寸和形状,通常都是由结构设计取定的,计算所得的数字,最后往往会被结构设计所修改。结构设计在设计工作中一般占较大的比重。

   第二,我们不能死套教材,教材中给出的一些例题或设计结果,通常只是为表明如何运用基础知识和经验资料去解决一个实际问题的范例,而不是唯一正确的答案。所以我们必须要学会查阅各种书籍和手册,利用现有的资源再加上自己的构想和创新,才能真正完成一个具有既有前景和使用价值又能普遍推广,价格低廉的新产品。因此,全力追索不断增殖的设计能力才是学习机械设计的中心思想。

   第三,创新是一个民族的灵魂,是我们国家兴旺发达的不竭动力。创新在机械设计过程当中体现的更是淋漓尽致,我们所设计出来的东西必须得超过以前的才具有社会实用价值,因此我们首先要有敢于突破束缚、突破惯例和大胆否定现有的一些东西,同时也要有宽广而坚实的基础知识和创新思维与细心观察的能力。虽然在这次的设计过程当中大部分都是参照教材和手册所设计,只有小部分是通过自己创新所形成,但在选用各种零部件时是个人根据标准选定的,以使各种零部件组装成最好的一个减速器。因此也体现了创新的思想。

   这次设计的分流式二级圆柱齿轮减速器通过采用配对的斜齿轮,既具有人字齿重合度大,运转平稳,无轴向力的优点,又免去了人字齿加工较复杂的缺点,因此是一种比较理想的传动方案,该方案的传动特点是齿轮相对于轴承对称布置,沿齿宽载荷分布较均匀。但减速器的结构较为复杂。



内容简介:
计算过程及其说明结果一、 设计任务书1 总体布置简图 如右图所示 2工作条件:使用年限为15年,(每 年 工 作300天),两 班 制,带 式运输机工作平稳,转向不变。 3原始数据运输带曳引力F(N):1900运输带速度V(m/s):1.6滚筒直径D (mm):350 4设计内容(1)电动机的选择与运动参数计算(2)传动装置的设计计算(3)轴的设计(4)滚动轴承的选择与校核(5)键的选择和校核(6)联轴器的选择(7)装配图、零件图的绘制(8)编写设计计算说明书 5设计任务(1)减速器总装配图一张(2)低速轴、闷盖零件图各一张(3)设计说明书一份 6设计进度(1)第一阶段:总体计算和传动件参数计算(2)第二阶段:轴与轴系零件的设计(3)第三阶段:轴、轴承、键及联轴器的校核及草图绘制(4)第四阶段:装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写=72000hF=1900NV=1.6m/sD=350mm二、 传动方案的拟定 由设计任务书知传动类型为:分流式二级圆柱齿轮减速器。本传动机构的特点是:齿轮相对于轴承为对称布置,沿齿宽载荷分布较均匀。减速器结构较复杂。分流式二级圆柱齿轮传动三、 电动机的选择1、电动机类型的选择:Y系列三相异步电动机Y系列2、选择电动机容量: (1)工作机所需功率 =FV/1000=19001.6/1000 =3.04 kw=3.04kw =601000V/D =87.4 r/min=87.4r/min (2) 电动机输出功率 考虑传动装置的功率损耗,电动机的输出功率为 =/ 试中为从电动机到工作机主动轴之间的总效率,即 其中,分别为传动系统中联轴器,齿轮传动及轴承的效率,取=0.99,=0.96,=0.98 = =0.85=0.85 电动机的输出功率为 =/ =3.04/0.85 =3.58 kw=3.58 kw(3)确定电动机的额定功率 选定电动机的额定功率=4 kw=4 kw3、 选择电动机的转速 =87.4 r/min 该传动系统为分流式圆柱齿轮传动,=36 则总传动比可取 =9,=36 则电动机转速的可选范围为 =9=987.4=786.6 r/min =36=3687.4=3146 r/min 可见同步转速为1000r/min ,1500r/min ,3000r/min的电动机都符合,这里初选同步转速为1000r/min ,1500r/min ,3000r/min的三种电动机进行比较,如下表:=786.6r/min=3146r/min 表1 电动机方案比较表(指导书 表20-1)方案电动机型号额定功率(kw)电动机转速(r/min)电动机质量(kg)传种装置总传动比同步满载1Y132M1-6410009607310.982Y112M-44150014404316.483Y112M-24300028904533.07 由表中数据可知,方案1的总传动比最小,传种装置结构尺寸最小,因此可采用方案1,选定电动机型号为Y132M-6电动机型号Y132M-6 4、电动机的技术参数和外型、安装尺寸 表2 电动机参数(指导书 表20-2)型号HABCDEFGDGY132M-613221617889388010833KABADACHDAABBHAL122802101353156023818515四、计算传动装置总传动比和分配各级传动比 (1)传动装置总传动比 =960/87.4 =10.98 (2)分配各级传动比 取高速级的圆柱齿轮传动比=3.52 ,则低速级的圆柱齿轮的传动比为 =/=10.98/3.52=3.12 由指导书 表2-1 及表2-2知,传动比合理 =10.98=3.52=3.12五、 计算传动装置的运动和动力参数1. 各轴转速电动机轴为轴,减速器高速级轴为轴,中速轴为轴,低速级轴为轴,带轮轴为轴,则 =960 r/min 960/3.52 r/min=272.73 r/min 272.73/3.12 r/min =87.4 r/min =960 r/min=272.73r/min87.4r/min=87.4r/min2. 按电动机额定功率计算各轴输入功率 =4 kw =40.99 kw=3.96 kw =3.960.960.98 kw =3.73 kw =3.730.960.98 kw =3.51 kw =3.510.980.99 kw =3.40 kw=4 kw=3.96 kw=3.73 kw=3.51 kw=3.40 kw3. 各轴转矩 =95504/960 =39.79 =95503.96/960 =39.39 =95503.73/272.73 =130.61 =95503.51/87.4 =383.53 =95503.40/87.4 =371.51 =39.79 =39.39=130.61=383.53=371.51 将计算结果汇总列表如下表3 轴的运动及动力参数项目电动机轴I高速级轴II中间轴III低速级轴IV带轮轴V转速(r/min)960960272.7387.487.4功率(kw)43.963.733.513.40转矩()39.7939.39130.61383.53371.51传动比13.523.121效率0.990.940.940.97六、齿轮传动设计 1.高速级齿轮传动设计 (1)选择材料、精度及参数 a . 按图1所示传动方案,选用斜齿圆柱齿轮传动 b . 带式运输机为一般工作机器,速度不高,故选用 7级精度(GB10095-88) c . 材料选择。查图表(P表10-1),选择小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为275 HBS,大齿轮材料为45钢(调质),硬度为236 HBS,二者的硬度差为39 HBS。 d . 初选小齿轮齿数=25,则大齿轮齿数=3.5225=88=3.52 e .初选螺旋角= f .选取齿宽系数:=1.27级精度(GB10095-88)小齿轮:40Cr(调质)275 HBS大齿轮: 45钢(调质) 236 HBS=25=88=3.52= (2)按齿面接触强度设计 按下式试算 1)确定公式内的各计算数值 a . 试选=1.6 b. 分流式小齿轮传递的转矩=/2=19.70 c. 查图表(P图10-30)选取区域系数=2.433 (表10-6)选取弹性影响系数=189.8 d. 查图表(P图10-26)得 =0.768 ,=0.87 =0.768+0.87=1.638 e. 许用接触应力=600MPa,=530MPa 则=(+)/2 =(600+530)/2=565 MPa f. 由式 N=60nj 计算应力循环次数 =60960172000=4.15 =4.15/3.52=1.178=1.2=1.6=19.70=2.433=189.8 =0.768=0.87=1.638=600MPa=530MPa=565 MPa=4.15=1.178 2) 计算 a. 按式计算小齿轮分度圆直径 mm =30.19 mm b. 计算圆周速度 =3.1430.19960/(601000)m/s =1.52 m/s c. 计算齿宽b及模数 b=1.230.19 mm=36.23 mm =cos/=1.17 mm h =2.25=2.251.17 mm=2.64 mm b/h=36.23/2.64=13.74 d. 计算纵向重合度 =0.318tan =0.3181.225tan=2.378 e. 计算载荷系数K 使用系数=1,根据V=1.52 m/s,7级精度查图表(P图10-8)得动载系数=1.08 查图表(P表10-3)得齿间载荷分布系数=1.4 由公式 得 =1.387 查图表(P图10-13)得=1.352 由式 得载荷系数=11.131.41.387=2.194 f. 按实际载荷系数校正所得分度圆直径 由式 得 mm=33.54 mm g. 计算模数 =cos/=33.54cos/25 mm =1.3 mm =30.19 mm=1.52 m/sb=36.23 mm=1.17 mmh =2.64 mmb/h=13.74=2.378=1=1.08=1.4=1.4=1.387=1.352=2.194=33.54 mm=1.3 mm(3)按齿根弯曲疲劳强度设计 按式计算1) 确定计算系数a. 计算载荷系数由式 得=11.131.41.352=2.14b. 根据纵向重合度=2.378 查图表(P图10-28)得螺旋角影响系数=0.87c. 计算当量齿数=27.37=96.33d. 查取齿形系数查图表(P表10-5)=2.563 ,=2.187e. 查取应力校正系数查图表(P表10-5)=1.604 ,=1.786f. 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4,弯曲疲劳寿命系数=0.85 ,=0.88 。查得小齿轮弯曲疲劳强度极限=500 MPa ,大齿轮弯曲疲劳强度极限=380 MPa ,由式 得=0.85500/1.4 MPa=303.57 MPa =0.88380/1.4 MPa=238.86 MPag. 计算大小齿轮的并加以比较 =2.5631.604/303.57=0.01354 =2.1871.786/238.86=0.01635大齿轮的数值大=2.14=0.87=27.37=96.33=2.563=2.187=1.604=1.786S=1.4=0.85=0.88=500 MPa=380 MPa=303.57 MPa=238.86 MPa=0.01354 =0.016352) 设计计算 mm =0.97 mm 由以上计算结果,取=2 ,按接触疲劳强度得的分度圆直径=33.54 mm计算应有的齿数=33.54cos/2=16.27取=28 ,则=3.5228=98=2 mm=28=98(4) 几何尺寸计算1) 计算中心距 mm =129.86 mm将中心距圆整为130 mm2) 按圆整的中心距修正螺旋角 因值改变不多,故参数 , ,等不必修正3) 计算大小齿轮的分度圆直径 =282/cos =57.78 mm =982/ cos =202.22 mm4) 计算齿轮宽度 =1.257.78mm=69.34mm圆整后取=75mm ,=70mm=130 mm=57.78 mm=202.22mm=75mm=70mm5) 结构设计 由e2,小齿轮做成齿轮轴 由160mm=72000h 故所选用轴承满足寿命要求。确定使用深沟球轴承6008。=72000h=299.62 N=0=3n=960r/minC=13200N=9420NX=1Y=0=1.2P=359.54N=859127h深沟球轴承60082轴III上的轴承选择与计算由轴III的设计已知,初步选用外圈无挡边圆柱滚子轴承N206,由于受力对称,故只需要校核一个。其受力=1176.74N,=0,=10/3,n=272.73r/min1)查滚动轴承样本(指导书表15-5)知外圈无挡边圆柱滚子轴承N206的基本额定动载荷C=36200N,基本额定静载荷=22800N2)求轴承当量动载荷P 因为=0,径向载荷系数X=1,轴向载荷系数Y=0,因工作情况平稳,按课本(P表13-6),取=1.2,则 P=(X+Y)=1.2(11176.74+0)N =1412.09N3)验算轴承寿命 h=3035776h=72000h 故所选用轴承满足寿命要求。确定使用外圈无挡边圆柱滚子轴承N206=1176.74N=0=10/3n=272.73r/minC=36200N=22800NX=1Y=0=1.2P=1412.09N=3035776h外圈无挡边圆柱滚子轴承N206 3输出轴上的轴承选择与计算由轴IV的设计知,初步选用深沟球轴承6210,由于受力对称,只需要计算一个,其受力=3706.46 N,=0,=3 ,转速n=87.4/min1)查滚动轴承样本(指导书表15-3)知深沟球轴承6210的基本额定动载荷C=27000N,基本额定静载荷=19800N 2)求轴承当量动载荷P 因为=0,径向载荷系数X=1,轴向载荷系数Y=0,因工作情况平稳,按课本(P表13-6),取=1.0,则 P=(X+Y)=1.(13706.46+0)N =3706.46N 3)验算轴承寿命 h=73714h=72000h 故所选用轴承满足寿命要求。确定使用深沟球轴承6210。=3706.46N=0n=87.4/minC=27000N=19800NX=1Y=0=1.0P=3706.46N=73714h九、键连接的选择与校核计算1输入轴与联轴器的键连接 1) 由轴II的设计知初步选用键C1070,=39.39 2) 校核键连接的强度 键、轴和轮毂的材料都是钢,由课本(P表6-2)查得许用应力=100-120MPa,取=110MPa。键的工作长度=L-b/2=70mm-5mm=65mm,键与轮毂键槽的接触高度k=0.5h=0.58mm=4mm。由式可得 =239.39/46535MPa=8.66MPa=110MPa 可见连接的强度足够,选用键C1070选用键C1070GB1096-792齿轮2(2)与轴III的键连接 1) 由轴III的设计知初步选用键1056,=65.305 2) 校核键连接的强度 键、轴和轮毂的材料都是钢,由课本(P表6-2)查得许用应力=100-120MPa,取=110MPa。键的工作长度=L-b=56mm-10mm=46mm,键与轮毂键槽的接触高度k=0.5h=0.58mm=4mm。由式可得 =265.305/44632MPa=22.18MPa=110MPa 可见连接的强度足够,选用键10563齿轮3与轴III的键连接 1) 由轴III的设计知初步选用键1080,=130.61 2) 校核键连接的强度 键、轴和轮毂的材料都是钢,由课本(P表6-2)查得许用应力=100-120MPa,取=110MPa。键的工作长度=L-b=80mm-10mm=70mm,键与轮毂键槽的接触高度k=0.5h=0.58mm=4mm。由式可得 =2130.61/47034MPa=27.44MPa=110MPa 可见连接的强度足够,选用键1080选用:键1056GB1096-79选用:键1080GB1096-794齿轮4与轴IV的键连接 1) 由轴IV的设计知初步选用键1880,=383.53 2) 校核键连接的强度 键、轴和轮毂的材料都是钢,由课本(P表6-2)查得许用应力=100-120MPa,取=110MPa。键的工作长度=L-b=80mm-18mm=62mm,键与轮毂键槽的接触高度k=0.5h=0.511mm=5.5mm。由式可得 =2383.53/5.56262MPa=36.28MPa=110MPa 可见连接的强度足够,选用键1880选用:键1880GB1096-795联轴器与轴IV的键连接 1) 由轴IV的设计知初步选用键12100,=383.53 2) 校核键连接的强度 键、轴和轮毂的材料都是钢,由课本(P表6-2)查得许用应力=100-120MPa,取=110MPa。键的工作长度=L-b=100mm-12mm=88mm,键与轮毂键槽的接触高度k=0.5h=0.58mm=4mm。由式可得 =2383.53/48842MPa=51.88MPa=110MPa 可见连接的强度足够,选用键12100选用:键12100GB1096-79十、联轴器的选择 1输入轴(轴II)的联轴器的选择 根据轴II的设计,选用TL6型弹性套柱销联轴器(35钢),其尺寸如下表所示型号T()(r/min)(mm)L(mm)转动惯量()TL6250380035820.026 2输出轴(轴IV)的联轴器的选择 根据轴IV的设计,选用HL3型弹性柱销联轴器(35钢),其尺寸如下表所示型号T()(r/min)(mm)L(mm)转动惯量()HL36305000421120.6十一、减速器附件设计1视孔盖 选用A=120mm的视孔盖。2通气器 选用通气器(经两次过滤)M181.53油面指示器 根据指导书表9-14,选用2型油标尺M164油塞 根据指导书9-16,选用M161.5型油塞和垫片5起吊装置 根据指导书表9-20,箱盖选用吊耳d=20mm6定位销 根据指导书表14-3,选用销GB117-86 A6307起盖螺钉 选用螺钉M820视孔盖:A=120mm通气器:M181.5油面指示器:2型油标尺M16油塞:M161.5吊耳:d=20mm定位销:销GB117-86 A630起盖螺钉:M820十二、润滑与密封1齿轮的润滑 采用浸油润滑,由于高速级大齿轮浸油深度不小于10mm,取为油深h=57mm。根据指导书表16-1,选用全损耗系统用油 L-AN22。2滚动轴承的润滑 由于轴承的=38400160000 =8181.9160000 =4370160000 故选用脂润滑。根据表16-4 ,选用滚动轴承脂ZGN69-23密封方法的选取 由于凸缘式轴承端盖易于调整轴向游隙,轴II及轴IV的轴承两端采用凸缘式端盖,而嵌入式端盖易于安装和加工,轴III选用外圈无挡边滚子轴承,故选用嵌入式端盖。由于采用脂润滑,轴端采用间隙密封。齿轮润滑:L-AN22h=57mm=38400=8181.9=4370滚动轴承脂:ZGN69-2 总结机械设计是机电类专业的主要课程之一,它要求学生能结合课本的学习,综合运用所学的基础和技术知识,联系生产实际和机器的具体工作条件,去设计合用的零部件及简单的机械,起到从基础课程到专业课程承先启后的桥梁作用,有对机械设计工作者进行基础素质培养的启蒙作用。 机械设计课程设计的过程是艰辛而又充满乐趣的,在这短暂的三个星期里,我们不仅对机械的设计的基本过程有了一个初步的认识和了解,即初步接触到了一个真机器的计算和结构的设计,也通过查阅大量的书籍,对有关于机械设计的各种标准有了一定的认识,也加强了对课本的学习和认识。通过这次的设计,我认识到一些问题是我们以后必须注意的。第一,设计过程决非只是计算过程,当然计算是很重要,但只是为结构设计提供一个基础,而零件、部件、和机器的最后尺寸和形状,通常都是由结构设计取定的,计算所得的数字,最后往往会被结构设计所修
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