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设计
狭小
矿井
巷中带式
运输机
传动
装置
- 资源描述：
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设计狭小矿井巷中带式运输机的传动装置,设计,狭小,矿井,巷中带式,运输机,传动,装置
- 内容简介：
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目 录一、设计任务书；二、传动比的方案的拟定；三、电动机的选择及传动设置的运动和动力参数计算；四、确定传动装置的总传动比及其分配五、计算传动装置的运动及其运动参数六、传动零件的设计计算；七、轴的设计；八、键联接的选择和计算；九、滚动轴承的选择和计算；十、联接器的选择；十一、参考资料;一 设计任务书1.题目：设计狭小矿井巷中带式运输机的传动装置。2.设备工作条件：坑下工作，狭小、多灰、潮湿、空气流通条件差,载荷有轻微冲击,每日工作三班,工作5年,允许运输带误差小于5%.可使用三相交流电源.3.原始数据:滚筒直径380mm 运输带速0.70m/s 滚筒轴有效圆周力5KN二、传动比的方案的拟定根据任务书要求，装置通过一个二级圆锥圆柱齿轮和一个链条联接来完成减速功能二级圆锥圆柱齿轮减速器完成主要减速，链条实现较小的传动比以及实现远距离传动具体传动方案图如下：计算及说明结果三、电动机的选择及传动设置的运动和动力参数计算 1、由任务书可知，根据其工作条件和要求，使用三相交流电，380V，Y型。2、选择电动机的容量（由原始数据得）工作功率为：输入轴到传送带的传动功率为： 其中式中：分别为联轴器、滚动轴承（每对）、锥齿轮和圆柱齿轮、链传动、卷筒的效率。（为减速箱所需功率）3、确定电机的转速根据推荐的传动比合理范围，取链传动的传动比，二级圆锥圆柱齿轮的传动比计算及说明结果，故推荐合理的总传动比为i=20150,故电动机转速的可选范围为符合这一范围的同步转速有1000，1500，3000又由综合考虑电动机和传动装置的尺寸、价格、重量，最后选定电动机的机型为Y132M2-6。四、确定传动装置的总传动比及其分配总传动比： 由于所以有式中分别为链传动和减速器的传动比。为了链传动的传动外廓尺寸不致过大，初步取，则减速器的传动比为： 其中圆锥圆柱齿轮传动比根据机械工程手册查得所选电机主要参数如下：防护等级 IP44 安装形式 B3 极数 6 额定功率 5.5kw转速 （r/min） 960电压 （V） 380额定电流 （A） 6.5效率 （%） 85.3功率因数cos .78转动惯量 0.0449噪声（dB(A)） 71重量（kg） 85最大长度mm 515最大宽度mm 350最大高度mm 315计算及说明结果 圆柱斜齿轮传动比五、计算传动装置的运动及其运动参数电机额定输出功率输入轴输入功率与扭矩：中间轴输入功率与扭矩：输出轴输入功率与扭矩： 滚筒输入功率：计算及说明结果六、传动零件的设计计算1. 高速级锥齿轮的设计计算1) 运输机为一般工作机器，速度不很高，故选用7级精度（GB10095-88）。2) 材料选择。选择硬齿轮，大小齿轮的材料都为40C（表面淬火），硬度为范围4855(HRC)，硬度取为52 (HRC)。3) 选择小齿轮齿数，大齿轮齿轮齿数，小齿轮转速，大齿轮转速4) 计算常数及其接触压力设计、初设(通常取0.250.35)，由，查表得： 、应力循环次数：、查图表得：、取失效概率为1%，安全系数S=1，由公式得：相关数据引自机械设计与机械零件设计手册。计算及说明结果、试取K=1.55、圆周速度: 齿宽: 齿轮弯曲强度设计、查表得小齿轮的弯曲65疲劳强度极限;查手册有: 、取弯曲安全系数S=1.4;则有、查表有:齿型系数、计算大小齿轮的,并比较计算及说明结果;注:设计计算时去较大者、设计计算: 所以,取标准值m=2.5; 、大端分度圆直径: 节圆锥角: 大端齿顶圆直径: 齿厚: 润滑：由于齿轮的圆周速度小于12m/s,将大齿轮浸入油池中进行浸油润滑,由于是斜齿轮,应至少浸入齿宽的一半即校核接触疲劳强度。锥齿轮的的模数可定为2。则齿轮的基本参数如下：m=2.5mmmmRe=78.28mm计算及说明结果2、圆柱斜齿轮设计计算1) 运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB10095-88）。2) 材料选择。选择硬齿轮，大小齿轮的材料都为40C（表面淬火），硬度为范围4855(HRC)，硬度取为52 (HRC)。3) 选择小齿轮齿数，大齿轮齿数，小齿轮转速，大齿轮转速，初选螺旋角。4) 按齿面接触强度设计因为大、小齿轮均为硬齿面，故宜选取稍小的齿宽系数，现取。i、试选；选取区域系数；ii、查得材料弹性系数；查得；查表得: iii、计算循环应力次数: 计算及说明结果查表得：取失效概率为1%，安全系数S=1；许用接触应力：iv、计算a、计算小齿轮分度圆的直径，有公式得=v、计算圆周速度： vi、计算齿宽和模数vii、计算纵向重合度viii、计算载荷系数K查表得：Ka=1.25，Kv=1.03，计算及说明结果 故：ix、按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，得计算模数：1.98mm5) 按齿跟弯曲疲劳强度设计I、II、查表得：齿轮的疲劳强度极限弯曲疲劳寿命系数及安全系数： 弯曲疲劳许用应力：III、比较大小齿轮的并去较大者进行计算，计算及说明结果IV、设计计算：对比计算结果，由于接触疲劳强度计算的法面模数Mn与齿根弯曲疲劳强度计算的齿面相差不大，取标准值Mn=2mm.取分度圆，取整则：，取整6) 几何尺寸计算中心距：将中心距圆整后得：按圆整后的中心距修正螺旋角 计算及说明结果齿厚：因为值改变不大，故参数圆整后，取大小齿轮的分度圆直径为：满足接触强度和弯曲强度。设计结果主要参数：；计算及说明结果3、链传动的设计1) 选择链传动齿数假定链速v=0.63m/s，由表选取小链轮齿数为；从动链轮子齿数。2) 计算功率由表查得工作情况系数故 3) 初定中心距，则链节数为： 4) 确定链节的节距p查得小链轮齿数系数，选择单排，查得故得所需传递的功率为 根据小链轮转速及功率，选取链号为16A单排链。同时查得节距p=25.40mm.相关数据引自机械设计与机械零件设计手册。计算及说明结果5) 确定链长L及中心距a 中心距减小量 实际中心距取。6) 验算链速 与原假设相符。7) 验算小链轮毂孔8) 查得小链轮毂孔许用直径，大于减速成器输出轴轴径46mm,故全适。9) 作用在轴上的压轴力 计算及说明结果有效圆周力 按水平面置取压力系数，故 链传动设计结果主要参数为：链号为16A单排链P=25.40mma=1019mm 计算及说明结果七、轴的设计1. 输入轴的计算：按扭转强度计算初步估算轴的最小直径：根据参考其它减速箱的值，把输入轴的最小直径定为18mm，满足抗扭强度。2. 中间轴的计算：首先按扭转强度初步估算轴的最小直径根据最小直径及参照其它减速箱设计后，确定了各阶梯的直径，其中最小处直径为25mm 中间轴的效核图：如下选取轴的材料为40Cr，经调质处理。根据机械工程手册查得，取，输入轴满号扭转强度要求。中间轴满足扭转强度要求。计算及说明结果根据图可知，D截面为最危险的截面。3. 输出轴计算：按抗扭强度计算出最小直径： 则取输出轴的最小值为30mm。 计算及说明结果链小轮的毂孔长为40mm，为保证轴端挡圈只压在齿轮上，该段轴应小于40mm，根据滚动轴承的参数和端盖厚度和挡油环的厚度可确定轴阶梯的长度为89mm，根据大斜齿轮的厚度为35mm，可以确定该段为34mm，为方便装拆和轴润滑，故在端盖带轴的长度为12mm，依据挡油环的长度和轴承长，可取从轴端到齿轮连接处长为40mm，在根据对对中性，取其余的长度。输出轴的校核:输出轴受力分析图（附图一）由受力平衡得：圆柱齿轮受的圆周力为所受径向力为所受轴向力为：根据轴上各段的弯矩分析， 计算及说明结果弯矩：在水平方向上在铅垂面上总弯矩： 由上叙数据表明，轴的B截面为危险面。 轴的转矩已知，所以合理，安全。由于式作时扭转切就力为脉动循环变应力所以，查表取得：=0.6。查表得40Cr的许用许用弯曲应力为：。（机械设计教材）输出轴满足符弯扭强度计算及说明结果八、 键、销联接的选择和计算 此减速箱共有六处键联接，由于安装精度要求，均采用普通平键联接。依照输入轴联轴器上、输入轴圆锥齿轮处、中间轴圆锥齿上、输出轴斜齿轮上、输出轴链联接处依次编号，设为键15。 设为第i个键处的轴径；为第i个键的键宽；为第i个键的键宽；为第i个键的键长；为第i个键的工作长度；为第i个键的挤压应力。 根据轴径大小，、和与键联接的轴段和轮毂长的选择键的基本尺寸如下： ，； ，； ，； ，； ，； 根据k=0.5h,l=L-b,代入下式： ；依次算得：普通平键摘自GB/T1095-1979(1990年确认有效）查机械设计书得：由于齿轮和轴的材料都是锻钢，取平均值： 计算及说明结果 由于键4不满足挤压强度，考虑到相差较大，改用双键，相隔180布置。双键的工作长度。重新算得：所以满足条件。由于输出轴与链条小齿轮联结，再考虑到强度比较大，故用双键，相隔180布置。双键工作长度为定位销的选择，由于机座凸源厚度为12mm,所以选销B117-86 。键1满足挤压强度键2满足挤压强度键3满足挤压强度键4满足挤压强度键5满足挤压强度 计算及说明结果九、滚动轴承的选择和计算此减速箱共用到了三对滚动轴承。由于滚动轴承在减速器工作时即受到了较大的径向力，同时也受到了轴向力，考虑到安装时要调整游隙，均采用圆锥滚子轴承。根据轴的设计尺寸选用三组轴承如下：1. 输入轴上轴承 轴承代号30205 主要参数（mm）:尺寸d=25 尺寸D= 52 尺寸T= 16.25 尺寸B=15 尺寸C=13 一对2. 中间轴上轴承 轴承代号30205 主要参数（mm）:尺寸d=25 尺寸D= 52 尺寸T=16.25 尺寸B=15 尺寸C=13 一对3. 输出轴上轴承 轴承代号32007 主要参数（mm）:尺寸d= 30 尺寸D= 62 尺寸T=17.25 尺寸B=16 尺寸C=14 一对查机械设计手册，摘自GB/T297-94 计算及说明结果4. 轴承的润滑：由于所用(轴承的d,和轴承的转速n)，所以本减速器轴承全为脂润滑5. 输出轴承的寿命计算轴承代号 32007在做轴设计时已得,轴向载荷,由于力的相互作用，对轴承的轴向载荷也为1290N，径向力 载荷图如上 现计算派生轴向力：查:圆锥滚子轴承的脂润滑和油润滑临界值为查机械设计手册，摘自GB/T297-94.e=0.37,x=0.4,y=1.6 C=32.2KN计算及说明结果 由于 所以轴承2被压紧，轴承1被放松，又由于，所以查表得：故动载荷：因为，所以轴承2寿命短些。 所以寿命效核合格。轴承寿命效核满足计算及说明结果十、联接器的选择1. 类型选择为了隔离振动与冲击，选用弹性套柱销联轴器。2. 载荷计算公称转矩查表得，故计算转矩为：3. 型号选择从GB 5014-85中查得HL1型弹型套柱销联轴器的许用转矩为160Nm,许用最大转速为7100r/min。相关数据参照机械设计书转速与转矩皆满足
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