热处理车间零件清洗用传送设备的传动装置.doc

计算内容计算结果一 设计任务书热处理车间零件清洗用传送设备的传动装置 （一）方案设计要求： 具有过载保护性能（有带传动） 含有二级展开式圆柱齿轮减速器 传送带鼓轮方向与减速器输出轴方向平行 （二）工作机原始数据： 传送带鼓轮直径278mm，传送带带速0.98m/s,传送带主动轴所需扭距T为248N.m使用年限9年，2班制工作载荷微振二.电机的选择计算1. 选择电机的转速：a. 计算传动滚筒的转速nw= 60V/d=600.98/3.140.278=67.326 r/minb.计算工作机功率 pw=T nw/9.5510=24867.326/9.5510=1.748Kw2. 工作机的有效功率a. 传动装置的总效率 带传动的效率1= 0.96弹性联轴器的效率2= 0.99 D=300F=2400NV=1.0m/sL=11年nw=67.326 r/minpw=1.748Kw 计算内容 计算结果滚动轴承的效率 3=0.99滚筒效率 4=0.96齿轮啮合效率 5=0.97总效率 =123445= 0.950.990.9940.960.97=0.816c. 所需电动机输出功率Pr=Pw/=1.748/0.816=2.142kw3. 选择电动机的型号： 查参考文献10 表16-1-28得 表1.1方案号电机型号电机质量(Kg)额定功率(Kw)同步转速(r/min)满载转速(r/min)总传动比 1Y100L1-4342.21500142021.091 2Y112M-6452.2100094013.962根据以上两种可行同步转速电机对比可见，方案2传动比小且质量价格也比较合理，所以选择Y112M-6型电动机。三.运动和动力参数的计算1. 分配传动比取i带=2.5 总传动比 i=13.962i减=i/i带=13.962/2.5=5.585减速器高速级传动比i1=2.746减速器低速级传动比i2= i减/ i1=2.0342. 运动和动力参数计算:0轴(电动机轴): =0.816Pr=2.142kw选用三相异步电动机Y112M-6p=2.2 kwn=940r/min中心高H=1112mm,外伸轴段DE=2860i=13.962i12=2.746i23=2.034P0=2.142Kw 计算内容计算结果 p0=pr=2.142Kw n0=940r/minT0=9.55103P0/n0=9.551032.119/940=21.762N.m 轴(减速器高速轴): p1=p.1=2.1420.95=2.035Kw n1= n0/i01=940/2.5=376 T1=9.55103P1/n1=51.687 N.m 轴(减速器中间轴): p2=p112=p153=2.0350.970.99=1.954 Kw n2= n1/i12=376/2.746=136.926 r/min T2=9.55103 P2/n2=136.283N.m 轴(减速器低速轴): p3=p223= p253=1.876 Kw n3= n2/i23=67.319 r/min T3=9.55103 P3/n3=266.133 N.m 轴(鼓轮轴): p4=p334=1.839 Kw n4= n3=67.319 r/min T4=9.55103 P4/n4=260.884 N.m四.传动零件的设计计算(一)减速器以外的传动零件1.普通V带的设计计算 (1) 工况系数取KA=1.2 确定dd1, dd2:设计功率pc=KAp=1.22.2=2.64Kwn0=940r/minT0=21.762N.mp1=2.035Kwn1=376r/minT1=51.687N.mp2=1.954Kwn2=136.926 r/minT2=136.283 N.mp3=1.876Kwn3=67.319 r/minT3=266.133N.mp4=1.839 Kwn4=67.319r/minT4=260.884 N.m计算内容计算结果 小带轮转速n1= n0=940 r/min选取A型V带 取dd1=118mm dd2=(n1/n2)dd1=(940/376) 118=295mm取标准值dd2=315mm 实际传动i=dd1/ dd2=315/118=2.669 所以n2= n1/i=940/2.669=352.192r/min(误差为6.3%5%) 重取 dd1=125mm, dd2=(n1/n2)dd1=(940/376)125=312.5mm 取标准值dd2=315mm 实际传动比i= dd1/ dd2=315/125=2.52 n2= n1/i=940/2.52=373.016 (误差为8% 允许) 所选V带带速v=dd1 n1/(601000)=3.14 125940/(601000)=6.152m/s在5 25m/s之间 所选V带符合 (2)确定中心距 初定a0 :0.7(dd1 +dd2)a0 2(dd1 +dd2) 308a0880 取a0=550mm Lc=2 a0+(/2)( dd1 +dd2)+( dd2 -dd1)/4 a0 =2550+(3.14/2) (315+125)+(315-125)/4550=1807.559取标准值:Ld=1800mm中心距:a=a0+ (LdLc)/2=550+(1800-1807.559)/2 计算内容计算结果 =546.221mm 取a=547mm,a的调整范围为:amax=a+0.03 Ld=601mm amin=a-0.015Ld=520mm (2)验算包角: 180-(dd2-dd1) 60 /a=180-(315-125) 60/547=159120 (3)确定根数:zpc/p0 p0=K(p0+p1+p2) K=1.25(1-)=0.948 对于A型带:c1=3.7810-4,c2=9.8110-3,c3=9.610-15,c4=4.6510-5 L0=1700mm 1= =98.437rad/s p0= dd11c1- c3 (dd11)- c4lg(dd11) =12598.4373.7810-4-9.6 10-15 (12598.437)- 4.6510-5 lg(12598.437)=1.327 p1= c4dd11=0.148 p2=c4dd11 =0.0142p0=0.948 (1.327+0.149+0.0142)=1.413 Kw、 确定根数：zZmax z=取z=2 （4）确定初拉力F0 F0=500=500 =175.633KN （5）带对轴的压力Q Q=2 F0zsin=2=690.768KN 2 联轴器的选择 根据题目中传动装置的工作条件，选择HL2型号的钢制弹性柱销联轴器联轴器。公称转矩Tn=315 N.m 许用转速n=5600 r/min，轴孔直径d1 =20 mm , d 2 =22 mm，d= 24 mm。轴孔长度：Y型轴孔L 1=52 mm；J，J1，Z型轴孔：L= 38 mm ，L1=52 mm，D=120 mm，D1=90 mm，b=28 mm, s=2.5 mm转动惯量0.253，质量：5kg（二）减速器以内的零件的设计计算1齿轮传动设计（1）高速级用斜齿轮 选择材料 小齿轮选用40Cr钢，调质处理，齿面硬度250280HBS大齿轮选用ZG340 640，正火处理，齿面硬度170 220HBS应力循环次数N：N1=60n1jLh=60376（930016）=9.74108N2= N1/i1=9.74108 2.746=3.549108 查图5-17得：ZN1=1.02 Z N2=1.11（允许有一点蚀） 由式（5-29）得：ZX1 = ZX2=1.0，取SHmin=1.0，Zw=1.0，ZLVR=0.92 按齿面硬度250HBS和170HBS由图（5-16（b）得：Hlim1=690Mpa, Hlim2=450 Mpa 许用接触应力H1 =（Hlim1/SHmin）ZN1 ZX1 Zw ZLVR=647.496 Mpa，H2=（Hlim2/SHmin）ZN2 ZX2 Zw ZLVR=459.540 Mpa 因H2H1，所以计算中取H= H2 =459.540 Mpa 按接触强度确定中心距 初定螺旋角=12 Z=0.989 初取KtZt2=1.12 由表5-5得ZE=188.9 ，减速传动u=i1 =2.746，取a=0.4 端面压力角t=arctan(tann/cos)=arctan（tan20/cos12）=20.4103 基圆螺旋角b= arctan(tancost)= arctan(tan12cos20.4103)=11.2665 ZH=2.450 计算中心距a: a =111.178mm取中心距 a=112mm 估算模数mn=(0.0070.02)a=(0.0070.02)= 0.7842.24 取标准模数mn=2 小齿轮齿数 实际传动比： 传动比误差 在允许范围之内 修正螺旋角=105039与初选=12相近，Z，ZH可不修正。 齿轮分度圆直径 圆周速度 由表5-6 取齿轮精度为8级 验算齿面接触疲劳强度 按电机驱动，载荷平稳，由表5-3 取KA=1.25 由图5-4（b），按8级精度和 取KV=1.023 齿宽，取标准b=45mm 由图5-7（a）按b/d1=45/61.091=0.737,取K=1.051 由表5-4，K=1.2 载荷系数K=KAKVKK=计算重合度： 齿顶圆直径 端面压力角： 齿轮基圆直径：mm mm 端面齿顶压力角： 高速级直齿轮主要几何参数：z1=30, z2=80u=2.746mn=2mmd1=61.091mmd2=162.909mm=105039mt= mn/cos=2.036mmda1=65.091mmda2=166.909mmdf1=d1-2(ha*+c*) mn =56.091mmdf2= d2-2(ha*+c*) mn =157.909mma=1/2(d1+d2)=112mm齿宽b2=b=45mm,b1= b2+(510)=50mm计算内容计算结果 齿面接触应力 安全验算齿根弯曲疲劳强度由图5-18（b）得： 由图5-19得：由式5-23：取计算许用弯曲应力： 计算内容计算结果 由图5-14得：由图5-15得：由式5-47得计算 由式5-48：计算齿根弯曲应力： 均安全。 低速级直齿轮的设计 选择材料 小齿轮材料选用40Cr钢，齿面硬度250280HBS,大齿轮材料选用ZG310-570，正火处理，齿面硬度162185HBS 计算应力循环次数N：同高速级斜齿轮的计算 N1=60 n1jL h=1.748108 N2= N1/i1=0.858108 查图5-17得：ZN1=1.12 Z N2=1.14 按齿面硬度250HBS和162HBS由图（5-16（b）得：Hlim1=690Mpa, Hlim2=440 Mpa 由式5-28计算许用接触应力：H1 =（Hlim1/SHmin）ZN1 ZX1 Zw ZLVR=710.976 Mpa，H2=（Hlim2/SHmin）ZN2 ZX2 Zw ZLVR=461.472 Mpa 因H2H1，所以取H= H2 =461.472 Mpa 按齿面接触强度确定中心距 小轮转距T1=136.283N.m=136283N.m初取KtZt2=1.1 由表5-5得ZE=188.9，减速传动u=i23=2.034，取a=0.35计算中心距a: a =145.294mm 取中心距 a=150mm估算模数m=(0.0070.02)a=(0.0070.02)150= 1.053 取标准模数m=2 小齿轮齿数 齿轮分度圆直径 齿轮齿顶圆直径： 齿轮基圆直径：mm mm 圆周速度 由表5-6 取齿轮精度为8级验算齿面接触疲劳强度按电机驱动，载荷平稳，而工作机载荷微振，由表5-3 取KA=1.25 按8级精度和 取KV=1.02齿宽 b= ,取标准b=53mm 由图5-7（a）按b/d1=53/100=0.530,取K=1.03 由表5-4，K=1.1 载荷系数K=KAKVKK= 齿顶压力角： 计算端面重合度： 校核齿根弯曲疲劳强度 按Z1=50, Z2=100由图5-14得YFa1=2.36, YFa2=2.22； 由图5-15得YSa1=1.71 YSa2=1.80 Y=0.25+0.75/ =0.25+0.75/1.804=0.666 由图5-18（b）得Flim1=290Mp, Flim1=152Mp. 由图5-19得YN1= YN2=1.0，m=25,取YX1= YX2=1.0 YST=2.0，SFmin=1.4。 计算许用应力： F1= Flim1 YSTYN1YX1/ SFmin=414Mp F2= Flim2 YSTYN2YX2/ SFmin=