[工学]综合课程设计.doc

一带式运输机传动装置的设计- 4 -二原动机的选择- 4 -三传动方案设计- 6 -四传动装置总体设计- 6 -1计算总传动比及分配各级传动比- 6 -2计算各轴的功率和转矩- 7 -五.轴径的初算- 8 -1.大轴的计算- 8 -2.小轴的计算- 8 -六.设计带传动- 8 -七大小齿轮的选择与设计- 11 -1.材料及确定许用应力- 11 -2.按齿面接触强度设计- 12 -3.验算轮齿的弯曲强度- 13 -4.齿轮的圆周速度- 13 -5.小齿轮的结构设计- 13 -6.大齿轮的结构设计- 14 -八减速器各轴结构设计- 15 -一.从动轴的设计- 15 -1.初步确定轴的尺寸进行轴的结构设计：- 16 -2计算作用在轴上的力：- 16 -3选择联轴器型号：- 16 -4初选轴承选择- 17 -5.确定轴的轴向尺寸- 17 -6.轴承端盖的选择- 17 -二.主动轴的设计- 18 -1.受力分析- 18 -2.确定轴上零件的位置与固定方式- 18 -3.初步确定轴的尺寸进行轴的结构设计- 19 -4.确定轴的径向尺寸- 19 -5.确定轴的轴向尺寸- 19 -6.轴承端盖的选择- 20 -九.输入轴和轴承的校核- 21 -1.求垂直面的支座反力- 21 -2.绘制垂直面弯矩图- 21 -3.绘制水平面弯矩图- 21 -4.轴传递的转矩的弯矩图- 21 -5.求危险截面的当量弯矩- 22 -6.计算危险截面处轴的直径- 22 -7.滚动轴承的选择及校核计算- 23 -十输出轴和轴承的校核- 23 -1.求垂直面的支座反力- 24 -2.求水平面的支座反力- 24 -3.F力在支点产生的支撑反力- 24 -5.绘制水平面弯矩图- 24 -6.F力产生的弯矩图- 24 -8.求危险截面的当量弯矩- 25 -9.计算危险截面处轴的直径- 25 -10.滚动轴承的选择及校核计算- 26 -十一.键联接的选择及校核计算- 27 -一根据轴径的尺寸选定键- 27 -二.键的强度校核- 27 -1.大带轮处的键- 27 -2.大齿轮与轴上的键- 27 -3.联轴器处的键- 28 -十二.减速器箱体、箱盖及附件的设计计算- 28 -十三.润滑与密封- 32 -十四参考文献- 34 -一 带式运输机传动装置的设计已知条件：1.工作条件：运输机单向连续工作，载荷变化不大，两班制，使用10年。输送带的速度允许误差为5%。2运输机工作拉力F=2.7KN3.运输带工作速度V=1.8m/s4.卷筒直径D=240mm二原动机的选择1.工作现场有三相交流电源，因无特殊要求，一般选用三相交流异步电动机。最常用的电动机为Y系列鼠笼式三相异步交流电动机，其效率高，工作可靠，结构简单，维护方便，价格低，适用于不易燃、不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的场合。本装置的工作场合属一般情况，无特殊要求。故采用此系列电动机。2.选择电动机的功率工作机所需功率Pw=故Pw= 4.86 kw工作机实际需要的电动机输出功率Pd=其中查表得：为联轴器的效率为0.98 为8级精度的一般齿轮的传动效率为0.97 为V带轮的传动效率为0.96 为球轴承的效率为0.99 平带无压紧轮的开式传动效率0.98故Pd=5.545 KW、3.选择电动机的转速 r/min查表得：V带传动其传动比常用值i 为2-4。 圆柱齿轮其传动比常用值i为3-5.故电动机的转速大致范围为： 故对Y系列电动机来说可选择型号为YB2-160M2-2的电动机。电动机的主要技术数据型号额定功率电流 （安培）转速 （转/分）效率 （%）功率 因数额定转矩额定电流重量（千克）YB2-160M2-21528.8293089.00.892.27.5150三传送方案设计对该带式输送机的传动方案我选择一级圆柱齿轮减速器，由电动机通过带传动带动减速器转动，减速器通过联轴器带动卷筒来实现传动，其传动装置结构简图如下。四传动装置总体设计1计算总传动比及分配各级传动比i=2930/143.312=20.44不妨假设带轮传动比为i1=5则齿轮的传动比为i2=i/ i1=20.44/5=4.1故各轴的转速为：=nd/ =2930/5=586 r/min=/i2=143.93r/min2计算各轴的功率和转矩P0=Pd=5.545KW KW KW=各轴的转矩： N.m N.m N.m =T2 N.m总结数据如下表轴名功率p/kw转矩T/N.m转速n/(r/min)传动比i电动机轴5.54518.1239051轴5.32386.85864.12轴5.061341.6143.931工作机轴4.910331.98143.931五轴径的初算1.大轴的计算选择轴的材料为45钢 ，P=5.061KW n=143.93r/min查表得A0=110.有键槽时轴的直径增大3%5%即d37.11mm。2.小轴的计算选择轴的材料为45cr钢，P=5.323KW n=586r/min查表得Ao=100有键槽时小轴直径增大3%5%即d21.491mm。六设计带传动由电动机的型号YB2-160M2-2可知其外伸毂轮直径D=38mm其输入功率P为5.545KW ，转速n=2390 r/min1. 计算功率Pc查表得 KA=1.1 （p156） Pc= KAP=1.15.545=6.10 KW2. 选择V带型号选择窄V带 根据Pc=6.10 KW n=2390 r/min查表得选择A型带3. 求大小带轮的基准直径d2 d1查表得d1不小于75mm ，d1=100mm，d2= mm查表得取 d2=400 mm4. 验算带速V m/s在5 25 m/s之间 故合适5. 求V带基准长度Ld和中心距a初步选取中心距 a= d2+ d1=400+100=500 mm取500 mm符合0.7（d2+ d1）21000故能满足使用要求十输出轴和轴承的校核已知：作用在齿轮上的圆周力Ft=2788.6N 径向力Fr=1015N右端中轴受到的压力F=FQ=902.1N其中两轴承之间的距离L=150mm, K=114mm1.求垂直面的支座反力F1V=F1V=FrL2L=5202.求水平面的支座反力3.F力在支点产生的支撑反力4.绘制垂直面弯矩图5.绘制水平面弯矩图6.F力产生的弯矩图a-a面7.轴传递的转矩的弯矩图T=341.6N.m8.求危险截面的当量弯矩a-a面最危险其当量弯矩为如果认为轴的扭切应力是脉动循环的变应力，取折合系数中=0.69.计算危险截面处轴的直径轴的材料选用45cr钢，调质处理查表得考虑到键槽对轴的削弱将d值增大5%故D=19.8x1.05=20.8mm故该轴的设计合理，满足强度要求10.滚动轴承的选择及校核计算根据运输机单向连续工作，载荷变化不大，两班制，使用10年由初选轴承的型号为：6210查表可知d=50mm外径D=90mm基本额定动载荷cr=35KN极限转速n=8000r/min 由于轴承受水平和垂直方向的力相等只有外力F对它们的作用力不同且与直接相加算得轴承的径向力=5002N故轴受径向载荷P=5002N故其可以达到的寿命为21000故能满足使用要求 十一.键连接的选择及校核计算1.根据轴径的尺寸选定键（1）.高速轴与V带轮联接的键为：键8736 GB/T 1096-2003（2）.大齿轮与轴连接的键为：键 161056 GB/T 1096-2003（3）.轴与联轴器的键为：键12880 GB/T 1096-20032.键的强度校核（1）.大带轮处的键根据轴的直径选择：键8736 GB/T 1096-2003bh=87,L=36,则l=L-b=28mm 转矩T=89.3N.m故挤压强度为： 小于125150MPa=p因此挤压强度足够（2）.大齿轮与轴上的键 根据轴的直径选择：键1656 GB1096-79bh=1610,L=56,则l=L-b=40mm,转矩T=378.5 N.m 故挤压强度为：小于125150MPa=p因此挤压强度足够（3）.联轴器处的键 根据轴的直径选择：键1280 GB1096-79bh=128,L=80,则l=L-b=68mm,转矩T=367.2 N.m 故挤压强度为： 小于125150MPa=p因此挤压强度足够十二.减速器箱体、箱盖及附件的设计计算减速器附件的选择1.窥视孔和视孔盖 为便于观察齿轮啮合情况及注入润滑油，在箱体顶部设有窥视孔,大小以手可以伸进为宜。为了防止润滑油飞出及密封作用，在窥视孔上加设视孔盖。2.通气器 减速器工作时，箱体内温度升高，气体膨胀，压力增大。为避免由此 引起的密封部位的密封性下降，造成润滑油泄漏，在视孔盖上设有通 气器，使箱体内热膨胀气体自由逸出，保持箱体内压力正常，从而保证箱体的密封性。3.油面指示器 为方便的检查油面高度，保证传动件的润滑，将油面指示器设在低速级齿轮处油面较稳定的部位，可以及时加泄润滑油。选用游标尺M124.定位销 保证拆装箱盖时，箱盖箱座安装配合准确，且保持轴承孔的制造精度，在箱盖与箱座的联接凸缘上配两个定位销。5.起吊装置 减速器箱体沉重，采用起重装置起吊，在箱盖上铸有吊耳。为搬运整个减速器，在箱座两端凸缘处铸有吊钩。6.启盖螺钉 在箱体剖分面上涂有水玻璃，用于密封，为便于拆卸箱盖，在箱盖凸缘上设有启盖螺钉一个，拧动起盖螺钉，就能顶开箱盖。起盖螺钉型号：GB/T5782-2000 M1030材料5.87.放油孔及螺塞 为排出油污，箱座底部常有倾斜，在底面较低处设有放油孔并用放油螺塞和密封垫圈进行密封。此外，在最低处作有一定斜度，以便于放油。选用外六角油塞及垫片M141.5箱体的主要尺寸：(1)箱座壁厚=0.025a+1=0.025162.5+1= 5.025因为壁厚要8故取 =8mm (2)箱盖壁厚 =0.02a+1=0.02162.5+1= 4.25mm因为壁厚要8故取 =8m (3)箱盖凸缘厚度b1=1.5=1.58=12(4)箱座凸缘厚度b=1.5=1.58=12(5)箱座底凸缘厚度b2=2.5=2.58=20(6)地脚螺钉直径 =0.036a+12= 0.036162.5+12=17.85(取18) (7) 地脚螺钉数目n=4 (因为a250) (8)轴承旁连接螺栓直径= 0.75 =0.7518= 13.5 (取14) (9)盖与座连接螺栓直径 =(0.5-0.6) =0.55 18=9.9 (取10) (10)连接螺栓的间距L=150-200取150mm (11)轴承端盖螺钉直=(0.4-0.5)=0.418=7.2(取8) (12)检查孔盖螺钉=(0.3-0.4)=0.318=5.4 (取6)(13)定位销直径d=(0.7-0.8)=0.810=8 (14). 至外箱壁距离C1查表得分别为：24.27.16 (15) . 至凸缘边缘的距离c2查表得分别为 22.21.14 (16)凸台高度：根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准。取45mm(17)外箱壁至轴承座端面的距离C1C2（510）=60mm(18)齿轮顶圆与内箱壁间的距离：9.6 mm取15mm (19)齿轮端面与内箱壁间的距离取24mm (20)箱座肋厚 取8mm (21)轴承端盖外径从动轴的：D2=D+5d3=90+40=130mm 主动轴的：D2=D+5d3=80+40=120mm总结列表如下：减速器箱体用HT200制造。铸铁具有良好的铸造性能和切削加工性能，成本低。铸造箱体多用于批量生产。箱体主要结构尺寸名称箱座壁厚箱盖壁厚箱体凸缘厚度加强肋厚地脚螺钉直径地脚螺钉数目数值(mm)1=8=8b=12b1=12b2=20m=7m1=718n=4轴承旁联接螺栓直径箱盖、箱座联接螺栓直径观察孔盖螺钉直径df、d1、d2至箱外壁距离df、d1、d2至凸缘边缘的距离M14M10M6df=24d1=27d2 =16df=22d1=20d2 =14轴承旁凸台半径R1凸台高度外箱壁至轴承端盖距离l1大齿轮顶圆与内壁距离齿轮端面与内机壁距离R1=C2=2290mm601524十三.润滑与密封1.齿