螺旋输送机传动装置设计.doc

ZHENJIANG COLLEGE毕 业 设 计 任 务 书螺旋输送机传动装置设计Design on Gearing of Screw Transporter 题 目 螺旋输送机的传动装置设计 系 名： 机械系 专业班级： 机电D081 学生姓名： 学 号： 指导教师姓名： 指导教师职称： 2010年12月2日目 录第一章 螺旋输送机概述51.1 螺旋输送机的作用和适用物料51.1.1螺旋输送机的作用51.1.2螺旋输送机的适用物料51.2螺旋输送机的结构和原理51.2.1螺旋输送机的结构51.2.2螺旋输送机的原理51.3螺旋输送机的优缺点51.3.1螺旋输送机的优点51.3.2螺旋输送机的缺点5第二章 传动装置设计62.1 总体设计简图62.2 传动方案的分析和拟定62.2.1传动方案的分析62.2.2传动方案的拟定6第三章传动装置计算73.1电动机的选择73.1.1选择电动机类型73.1.2确定电动机功率73.1.3确定电动机转速73.2计算传动装置的总动比和分配各级传动比73.2.1传动装置总传动比73.2.2分配传动装置各级传动比73.3计算传动装置的运动和动力参数73.4传动零件的设计计算73.4.1齿轮设计83.4.2热处理方法及精度等级83.4.3按齿面接触疲劳强度设计83.4.4有关参数的选取与转矩的确定83.4.5计算几何尺寸103.4.6计算齿轮的圆周速度103.5轴的设计计算103.5.1输入轴的设计计算103.5.2输出轴的设计计算113.6轴承的计算113.6.1计算输入轴承113.6.2计算输出轴承113.7键连接的选择113.8箱体、箱盖主要尺寸计算123.9轴承端盖12第四章减速器的附件的设计134.1 挡圈134.2油标134.3角螺塞13结论14致谢15参考文献16螺旋输送机传动装置设计专业班级：机电D081 学生姓名： 张敏指导教师： 于明 职称：讲师摘要：螺旋输送机是利用电机带动螺旋回转，推移物料以实现输送目的的机械，它能水平、倾斜或垂直输送，具有结构简单、横截面积小、密封性好、操作方便、维修容易、便于封闭运输等优点。关键词：螺旋体 减速器 齿轮 Design on Gearing of Screw TransporterAbstract：The screw transporter is a realize transportation machine，which is using electromotor to make thescrew circumgyrate and process the materia1It can feed which the level lean and the upright style，it has theadvantage of simpleframework，smaU-cross section，well-airproof expediency-handle，easymaintain and easy toocclude transport SO onKey words：Screw，Reducer，Gear引 言随着科技的发展，社会的进步，物料输送行业迅猛发展。用来运送物料的螺旋输送机，以它优良的性能赢得了越来越多厂家的喜爱。本文介绍一种结构简单、使用方便的螺旋输送机传动装置的设计。第一章 螺旋输送机概述1.1 螺旋输送机的作用和适用物料1.1.1螺旋输送机的作用既可输送物料，又起到混合物料和加料的作用。1.1.2螺旋输送机的适用物料适用于松散的粉状或小颗粒物料，也可输送粘稠物料。1.2 螺旋输送机的结构和原理1.2.1 螺旋输送机的结构主要由旋转的螺旋、料槽以及传动装置构成 1.2.2螺旋输送机的原理当轴旋转时，螺旋把物料沿料槽推动；在运动中物料以滑动形式沿着槽移动。1.3螺旋输送机的优缺点1.3.1螺旋输送机的优点（1）密封，防止粉尘飞扬， 改善工作环境。（2）结构简单，尺寸小，紧凑。（3）操作安全。（4）物料输送方向是可逆的， 可同时向两个方向输送物料。（5）完成物料的输送和混合、搅拌等工艺。1.3.2螺旋输送机的缺点（1）叶片、机壳与物料间摩擦大，动力消耗大，叶片、机壳易磨损，物料易破碎。（2）输送距离受到限制第二章 传动装置设计2.1 总体设计简图2.2 传动方案的分析和拟定2.2.1传动方案的分析机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。本设计中原动机为电动机，工作机为螺旋筒轴。传动方案采用了两级传动，第一级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器，第二级传动为开式圆锥齿轮传动。减速器的箱体采用水平剖分式结构，用HT200灰铸铁铸造而成。2.2.2传动方案拟定（1）、工作条件：连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期限为8年，两班制工作（允许速度公差5%）（2）、原始数据：螺旋筒轴转矩T=820 Nm，螺旋筒轴转速n=130r/min（3）、设计方案:单级圆柱齿轮减速器和开式圆锥齿轮传动第三章传动装置计算3.1 电动机的选择3.1.1、选择电动机类型按已知工作要求和条件选用Y系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。3.1.2、确定电动机功率工作装置所需功率Pw按式（2-3）计算：Pw=Twnw/w9550 KW式中Tw=820Nm，nw=130r/min，工作装置的效率考虑锥齿轮和螺旋筒的效率w=0.90,代人上式得：Pw= Twnw/w9550=820130/95500.90=12.403 KW电动机的输出功率Po按式(2-1)计算： Po= Pw/ KW式中，为电动机轴至螺旋筒轴的传动装置总效率。由式（2-4），= gr2 c2e；由表2-4，取滚动轴承效率r=0.99，8级精度齿轮传动（稀油润滑）效率g=0.97，滑块联轴器效率c=0.99，锥齿轮效率e=0.94，则 =0.970.990.9920.940.99=0.876故 Po= Pw/ =12.403/0.876=14.159 KW因载荷平稳，电动机额定功率Pm只需略大于Po即可，按表8-169中Y系列电动机技术数据选电动机的额定功率Pm为15KW。3.1.3、确定电动机转速螺旋筒轴作为工作轴，其转速为： nw=130 r/min按表2-1推荐的各传动机构传动比范围：单级圆柱齿轮传动比范围ig=35,锥齿轮传动比范围ie=23，则总传动比范围为i=3253=615，可见电动机转速的可选范围为： n=inw=(615)130=7801950 r/min 符合这一范围的同步转速有1000r/min，1500r/min和3000r/min三种，为减少电动机的重量和价格，由表8-169选常用的同步转速为1500r/min的Y型系列电动机Y160L-4，其满载转速nm=1460r/min。3.2、计算传动装置的总动比和分配各级传动比3.2.1、传动装置总传动比 i=nm/nw=1460/130=11.233.2.2、分配传动装置各级传动比由式（2-5），i=igie,取ie=3，则齿轮传动比ig =i/ie=11.23/3=3.7433.3、计算传动装置的运动和动力参数各轴转速由式（2-6） I轴 n1=nm =1460=1460 r/min II轴n2=n1/ig=1460/3.743=390.06 r/min 工作轴nw=n2/ie=390.06/3=130.02 r/min各轴输入功率由式（2-7） I轴 PI=Pogr c =14.1590.970.990.99=13.46 KW II轴PII=PIrc e =13.460.990.990.94=12.40 KW 工作轴 Pw=PIIe=12.400.94=11.656 KW各轴输入转矩由式（2-8） I轴 TI=9550PI/nI=9550(13.46/1460)=88.043Nm II轴 TII=9550PII/nII=9550(12.40/390.06)=303.594Nm 工作轴 Tw=9550Pw/nw=9550(11.656/130.02)=856.136 N.m电动机轴输出转矩To=9550Po/nm=9550(14.159/1460)=91.673Nm将以上的算得的运动和动力参数列表如下：轴名参数电动机轴I轴2轴工作轴转速n(r/min06130.02功率P(KW)14.15913.4612.4011.656转矩T(N.m)92.61588.043303.594856.136传动比i3.74331效率0.960.9650.9753.4、传动零件的设计计算3.4.1、齿轮设计 直齿圆柱齿轮传动的强度计算，可按齿宽中点处当量直齿轮传动进行。3.4.2、热处理方法及精度等级减速器是闭式传动，无特殊要求，为制造方便，采用软齿面齿轮选择45钢，调质处理，齿面硬度217255HBS;大齿轮选用45钢，正火处理，齿面硬度162217HBS，计算时取HBS1=240HBS，HBS2=200HBS。该减速器为一般传动装置，转速不高，根据表6-2，初选7级精度。3.4.3、按齿面接触疲劳强度设计由于是闭式软齿面齿轮传动，齿轮承载能力应由齿面接触疲劳强度决定，由式3.4.4有关参数的选取与转矩的确定（1）、载荷系数K由于工作平稳，精度不高，且齿轮为对称布置，查表6-3，取K=1（2）、小齿轮传递转矩由前知=9.55106P1/n1=8.8043104（Nmm）（3）、齿数Z和齿宽系数取小齿轮齿数Z1=27则Z2=i1Z1=3.74327=101.061实际传动比778.3.271021212=zzi误差2.5%齿数比u=i12=3.778根据直齿轮中的选择=0.4 =由图6-8（c）：=580 MPa由图6-8（b）：=400 MPa（4）、许用接触应力取,计算应力循环次数N1=60njLh=6014601830028=3.36384109 N2=N1/i1=8.987*108由教材图6-6 Zn1=1,Zn2=1.1由教材P95：SH=1a58011*580.11lim1MPSZHNHH=ss MPaSYHNHH44011.1*400.22lim2=ss取小值代入故取=440 MPa（5）、节点区域系数标准齿轮=20，则ZH=2.49（6）、弹性系数两轮材料均为纲，查表6-4，=189.8mm)(5.017.43221HHERRzzuKTds）（-=79.03模数m=d1/z1=79.03/27=2.93由表5-2取m=33.4.5、计算几何尺寸分度圆直径：d1=mZ1=327mm=81mm d2=mZ2=3102mm=306mm齿宽：b=dd1=0.881mm=64.8mm去整b=65 取b2= 65mm，b1=b2+5=70mm中心距0.5(d1+d2)=0.5(81+306) mm=193.5 mm3.4.6、计算齿轮的圆周速度：V=d1n1/601000=3.14811460/601000=6.19 m/s齿顶圆直径：da1=m(z1+2)=3(27+2)=87 mm da2=m (z2+2）=3(102+2)=312mm齿根圆直径：df1=d1-2.5m =81-7.5=73.5 mm df2=d2-2.5m=306-7.5=298.5 mm3.4.7、小齿轮结构设计（1）轴的直径dminAo(P/n)1/3,查表15-3选择45号钢（调质）,则取Ao=112，dmin=23.44mm，由于轴截面开有键槽，轴径增加5%7%，则取d=25mm。（2）确定齿轮类型则采用实心结构齿轮参照图10-38设计齿轮结构 D3=1.6d=1.625mm =40mm；L=(1.21.5)d=3037.5mm，取L=35mm由于LB，则取B=30 mm3.4.8、大齿轮结构设计（1）连接大齿轮的轴直径dminAo(P/n)1/3,查表15-3选择45号钢（调质）,则取Ao=112，dmin=35. 4 8mm，由于开有两个键槽，轴径应增加10%取d=40 mm。（2）确定齿轮类型。，则采用腹板式结构的齿轮。（3）设计腹板式齿轮结构。3.5、轴的设计计算3.5.1、 输入轴的设计计算（1）轴的结构设计轴上零件的定位，固定和装配单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面由轴肩定位，右面用套筒轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以轴肩和大筒定位，则采用过渡配合固定，联轴器以轴肩轴向定位确定轴各段直径和长度段：按扭矩初算轴径选用45#调质，硬度217255HBS根据指导书并查表，取A=112所以 d112 (13.39/1460) 1/3mm=23.44mm d=23.44(1+5%)mm=24.612mm选d=25mm，其长度比联轴器孔的长度稍短一些，而联轴器长L=62，故轴段直经L1=60mm II段：d=d1+2h=25+2 x2c=25+2 x2x1.5=31mm,取d=35mm，L=55段：d=d1+2h=35+2x2c=35+2x1x1.5=38mm,这段轴径与轴承相配合，轴承型号为7208E型圆锥滚子轴承，其内径d为40mm,外径D为80mm，宽度T为19.75mm考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一定距离。取长为20mm，通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度。故II段长：L =20+19.75+=39.75mm段直径：由手册得：c=2.5h=2c=22.5=5mm此段左面的滚动轴承的定位轴肩考虑，应便于轴承的拆卸，应按标准查取由手册得安装尺寸h=7.该段直径应取：d =40+7222.5=57mm，L=10mm段直径：此段轴径为小齿轮轴径故，d=87mm，L=70mm段轴径：与段直径相同段直径：与轴承相配合由上面知d为40mm,外径D为80mm，宽度T为19.75mm，故L=21.75。3.5.2、输出轴的设计计算（1）轴的结构设计轴的零件定位，固定和装配单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面用轴肩定位，右面用套筒轴向定位，周向定位采用键和过渡配合，两轴承分别以轴承肩和套筒定位，周向定位则用过渡配合或过盈配合，轴呈阶状，左轴承从左面装入，齿轮套筒，右轴承和皮带轮依次从右面装入。确定轴的各段直径和长度按扭矩初算轴径选用45#调质钢，硬度（217255HBS）根据课本P235页式（10-2），表（10-2）取c=112，则d=112 (12.4/390.06) =35.48mm考虑有键槽，将直径增大10%，则d=35.48(1+10%)mm=39.028mm与TL6型弹性柱销联轴器配合，故取d=40mm初选7211E型圆锥滚子轴承，其内径d为55mm，外径D=100mm，宽度T为22.75mm。考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面与箱体内壁应有一定矩离，则取套筒长为20mm，则该段长42.75mm，安装齿轮段长度为轮毂宽度为2mm。则d =40mmL= 110mmd = 50mmL= 55mmd = 55mmL=44.75mmd=58mmL=65mmd=70mmL=12.5mmd=55mmL=21mm3.6、轴承的选择3.6.1、计算输入轴承选用7208E型圆锥滚子轴承，其内径d为40mm,外径D为80mm，宽度T为19.75mm.3.6.1、计算输出轴承选7211E型圆锥滚子轴承，其内径d为55mm，外径D=100mm，宽度T为22.75mm3.7、键联接的选择输出轴与锥齿轮联接采用平键联接键的类型及其尺寸选择：带轮传动要求锥齿轮与轴的对中性好，故选择C型平键联接。根据轴径d =40mm ，L =110mm查手册得：选用GB1096-79系列的键12100键宽b=12，键高h=8，因轴长L 110，故取键长L=100输出轴与齿轮联接用平键联接L =65mm查手册得，选用C型平键，得：选用GB1096-79系列的键1650则查得：键宽b=16，键高h=10，因轴长L 65，故取键长L=55输入轴与电动机联接采用平键联接L=25mm查手册选A型平键，得：选用GB1096-79系列的键850则查得：键宽b=8，键高h=7，因轴长L 60，故取键长L=503.8、箱体、箱盖主要尺寸计算箱体采用水平剖分式结构，采用HT200灰铸铁铸造而成。3.9、轴承端盖主要尺寸计算轴承端盖：HT150 d3=8n=6 b=10第四章减速器的附件的设计4.1、挡圈 ：GB886-86挡圈 查得：内径d=55，外径D=65，挡圈厚H=5，右肩轴直径D1584.2、油标 ：M12：d =6，h=28，a=10,b=6，c=4，D=20，D4.3、角螺塞：M181.5 ：JB/ZQ4450-86结 论通过这次设计我学会了综合运用机械设计基础课程及其它先修课程的理论和生产实际知识进行机械设计训练，使理论和产生实际知识密切地结合起来，从而使这些知识得到进一步巩固、加深和扩展。学到了学习和掌握通用零件、机械传动装置或简单机械的一般设计方法，培养了我的工程设计能力和分析问题、解决问题的能力。进一步培养了我的计算、制图、运用设计资料（包括手册、标准和规范等）以及经验估计、考虑。但也发现自己很多的不足，CAD绘图时遇到很大的阻碍，主要是自己没有多练习，总以为学过了一定会的，此刻才发现学习如逆水行舟不进则退。不能为今后从事的工作打下良好的基础 。由于能力所限,经验不足,设计中还有许多错误和不足之处,希望各位老师多加包含和批评。致谢刚开始设计的时候，总觉的难度很大，不知道从什么地方下手，对一些设计的步骤根本不知道怎样安排，怎么设计，老师给我们详细的讲解了机械设计应注意的地方。虽然我们小组每个人的分工不一样，但我们还是会经常讨论，互相帮助，不仅学会了知识，而且还锻炼了我们的团队精神。在这次毕业设计中，首先要感谢我们的指导老师，她在毕业设计期间为我们解决了很多的难题，其次要感谢我的同组同学，他们给予了我很大的帮助。相信我们通过这次设计，一定会在以后的工作岗位中更好的发展。参考文献：1 吴宗泽、罗圣国主编.机械设计课程设计手册.北京：高等教育出版社，20002 王少岩、郭玲主编.第三版. 机械设计基础实训指导.大连：大连理工大学出版社，2009.023 吕慧瑛主编.机械设计基础.第三版.上海：上海交通大学出版社，20084 陈秀宁、施高义主编.机械设计课程设计.浙江：浙江大学出版社，199509/20 11:46 102机体齿飞面孔双卧多轴组合机床及CAD设计09/08 20:02 3kN微型装载机设计09/20 15:09 45T旋挖钻机变幅机构液压缸设计08/30 15:32 5吨卷扬机设计10/30 17:12 C620轴拨杆的工艺规程及钻2-16孔的钻床夹具设计09/21 13:39 CA6140车床拨叉零件的机械加工工艺规程及夹具设计83100308/30 15:37 CPU风扇后盖的注塑模具设计09/20 16:19 GDC956160工业对辊成型机设计08/30 15:45 LS型螺旋输送机的设计10/07 23:43 LS型螺旋输送机设计09/20 16:23 P-90B型耙斗式装载机设计09/08 20:17 PE10自行车无级变速器设计10/07 09:23 话机机座下壳模具的设计与制造09/08 20:20 T108吨自卸车拐轴的断裂原因分析及优化设计09/21 13:39 X-Y型数控铣床工作台的设计09/08 20:25 YD5141SYZ后压缩式垃圾车的上装箱体设计10/07 09:20 ZH1115W柴油机气缸体三面粗镗组合机床总体及左主轴箱设计09/21 15:34 ZXT-06型多臂机凸轮轴加工工艺及工装设计10/30 16:04 三孔连杆零件的工艺规程及钻35H6孔的夹具设计08/30 17:57 三层货运电梯曳引机及传动系统设计10/29 14:08 上盖的工工艺规程及钻6-4.5孔的夹具设计10/04 13:45 五吨单头液压放料机的设计10/04 13:44 五吨单头液压放料机设计09/09 23:40 仪表外壳塑料模设计09/08 20:57 传动盖冲压工艺制定及冲孔模具设计09/08 21:00 传动系统测绘与分析设计10/07 23:46 保护罩模具结构设计09/20 15:30 保鲜膜机设计10/04 14:35 减速箱体数控加工工艺设计10/04 13:20 凿岩钎具钎尾的热处理工艺探索设计09/08 21:33 分离爪工艺规程和工艺装备设计10/30 15:26 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