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带式输送机传动装置设计=版本二

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输送 传动 装置 设计 版本
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摘要

本文首先介绍了圆锥-圆柱齿轮传动减速器的研究背景,通过对参考文献进行详细的分析,阐述了圆锥-圆柱齿轮的概念、传动设计和主要的强度等的相关内容;在技术路线中,论述圆锥-圆柱齿轮结构形式的选择,基本参数的选择和几何尺寸的计算,两个主要强度的验算等在这次设计中所需要考虑的一些技术问题做了介绍;为毕业设计写作建立了进度表,为以后的设计工作提供了一个指导。最后,给出了一些参考文献,可以用来查阅相关的资料,给自己的设计带来方便

运输机械用减速器(JB/T9003-1999)包括:二级传动硬齿面DBY和中硬齿面DBZ两个系列及三级传动硬齿面DCY和中硬齿面DCZ两个系列。第一级传动为锥齿轮,第二、第三级传动为渐开线圆柱齿轮。锥齿轮齿形为格里森弧线齿或克林根贝尔格延伸外摆线齿。齿轮及齿轮轴均采用优质合金钢锻件。硬齿面经渗碳、淬火磨齿,齿面硬度为:齿轮轴58-63HRC;齿轮54-58HRC。圆柱和圆锥齿轮精度分别不低于GB/T10095和GB/T11365中的6级。中硬齿面减速器的锥齿轮采用硬齿面,圆柱齿轮采用调质、精滚,齿面硬度为:齿轮轴306-333HB,大齿轮373-314HB,齿轮精度为7级。这种减速器主要适用于运输机械,也可用于冶金、矿山、石油、化工等通用机械。

从以上资料我们可以看出结构紧凑、传动效率高、运行平稳、传动比大、体积小、加工方便、寿命长等等。因此,随着我国社会主义建设的飞速发展,国内已有许多单位自行设计和制造了这种减速器,并且已日益广泛地应用在国防、矿山、冶金、化工、纺织、起重运输、建筑工程、食品工业和仪表制造等工业部门的机械设备中,今后将会得到更加广泛的应用。

圆柱齿轮传动的速度和功率范围很大;传动效率高,一对齿轮可达0.98-0.995;精度愈高,润滑愈好,效率愈高;对中心距的敏感性愈小,即互换性好;装配和维修方便;可以进行变位切削及各种修形、修缘,从而提高传动质量;易于进行精密加工,是齿轮传动中应用最广的传动。主要应用于高速船,大型轧机,矿山、轻工、化工和建材机械等等。

机械传动已经伴随人们走过了几千年的历史,无论是在生活还是生产方面,它都为人类的发展进程作出了巨大的贡献。如今,随着电子技术、信息技术的广泛应用,使机械传动也进入了一个新的发展阶段。机械传动系统在高速、高效、节能、环保以及小型化等方面有了明显的改进。机械传动系统正日益基于标准或准标准的元件和系统,如何提高机械传动部件的标转化、提高配套件的互换性的同时,满足不同客户的具体要求以迫在眉睫。在机电液气一体化广泛发展的今天,机械传动行业是怎样与其它技术相融合。


关键词:电动机、三角带、联轴器、圆锥-圆柱齿轮传动减速器





目录

1 绪论.................................... .…. ......................................….….………………1

2  结构设计......................................….….………………………………………2

3 设计计算过程及说明................................................... ......................………3

3.1 选择电动机......................................................3


3.3 传动装置的总传动比及其分配....................................3


3.3 计算传动装置的运动和动力装置参数.............................4


3.4 带传动设计......................................................4


3.5 齿轮传动设计....................................................7


3.6 轴的设计.......................................................13


3.7 轴承的选择 ....................................................21


3.8 键的选择.......................................................22


3.9 减速机箱体的设计..............................................22


3.10 减速器附件设计...............................................23

3.11 密封与润滑....................................................23

4 设计小结……………….…….…………………………………………...……24


5 参考文献……….…………….…………………………………………...……25


内容简介:
盐城纺织职业技术学院毕业论文 摘要 本文首先介绍了圆锥 -圆柱齿轮传动减速器的研究背景,通过对参考文献进行详细的分析,阐述了圆锥 -圆柱齿轮的概念、传动设计和主要的强度等的相关内容;在技术路线中,论述圆锥 -圆柱齿轮结构形式的选择,基本参数的选择和几何尺寸的计算,两个主要强度的验算等在这次设计中所需要考虑的一些技术问题做了介绍;为毕业设计写作建立了进度表,为以后的设计工作提供了一个指导。最后,给出了一些参考文献,可以用来查阅相关的资料,给自己的设计带来方便 运输机械用减速器( JB/T9003-1999)包括:二级传动硬齿面 DBY和中硬齿面 DBZ 两个系列及三级传动硬齿面 DCY 和中硬齿面 DCZ 两个系列。第一级传动为锥齿轮,第二、第三级传动为渐开线圆柱齿轮。锥齿轮齿形为格里森弧线齿或克林根贝尔格延伸外摆线齿。齿轮及齿轮轴均采用优质合金钢锻件。硬齿面经渗碳、淬火磨齿,齿面硬度为:齿轮轴 58-63HRC;齿轮 54-58HRC。圆柱和圆锥齿轮精度分别不低于 GB/T10095 和 GB/T11365 中的 6 级。中硬齿面减速器的锥齿轮采用硬齿面,圆柱齿轮采用调质、精滚,齿面硬度为:齿轮轴 306-333HB,大齿轮 373-314HB,齿轮精度为 7级。这种减速器主要适 用于运输机械,也可用于冶金、矿山、石油、化工等通用机械。 从以上资料我们可以看出 结构紧凑 、 传动效率高 、 运行平稳 、传动比大、体积小、加工方便、 寿命长 等等。因此,随着我国社会主义建设的飞速发展,国内已有许多单位自行设计和制造了这种减速器,并且已日益广泛地应用在国防、矿山、冶金、化工、纺织、起重运输、建筑工程、食品工业和仪表制造等工业部门的机械设备中,今后将会得到更加广泛的应用。 圆柱齿轮传动的速度和功率范围很大;传动效率高,一对齿轮可达0.98-0.995;精度愈高,润滑愈好,效率愈高;对中心距的敏感性愈小,即 互换性好;装配和维修方便;可以进行变位切削及各种修形、修缘,从而提高传动质量;易于进行精密加工,是齿轮传动中应用最广的传动。主要应用于高速船,大型轧机,矿山、轻工、化工和建材机械等等。 机械传动已经伴随人们走过了几千年的历史,无论是在生活还是生产方面,它都为人类的发展进程作出了巨大的贡献。如今,随着电子技术、信息技术的广泛应用,使机械传动也进入了一个新的发展阶段。机械传动系统在高速、高效、节能、环保以及小型化等方面有了明显的改进。 机械传动系统正日益基于标准或准标准的元件和系统,如何提高机械传动部件的标转化、 提高配套件的互换性的同时,满足不同客户的具体要求 以迫在眉睫。 在机电液气一体化广泛发展的今天,机械传动行业是怎样与其它技术相融合 。 关键词 : 电动机、三角带、联轴器、圆锥 -圆柱齿轮传动减速器 nts盐城纺织职业技术学院毕业论文 目录 1 绪论 . . . . . . 1 2 结构设计 . . . 2 3 设计计算过程及说明 . . 3 3.1 选择电动机 .3 3.3 传动装置的总传动比及其分配 .3 3.3 计算传动装置的运动和动力装置参数 .4 3.4 带传动设计 .4 3.5 齿轮传动设计 .7 3.6 轴的设计 .13 3.7 轴承的选择 .21 3.8 键的选择 .22 3.9 减速机箱体的设计 .22 nts盐城纺织职业技术学院毕业论文 3.10 减速器附件设计 .23 3.11 密封与润滑 .23 4 设计小结 . . . 24 5 参考文献 . . . 25 nts盐城纺织职业技术学院毕业论文 1 绪论 通过查阅一些文献我们可以了解到带式传动装置及圆锥 -圆柱齿轮传动减速器的设计情况,为我所要做的课题确定研究的方向和设计的内容。 1.1在机械设计与制造简明手册的第六章中,锥齿轮传动: (一)锥齿轮模数系列( GB12368 90)锥齿轮模数是指大端端面模数 ,其模数系列与圆柱齿轮模数系列相似,仅增加了三个模数即 1.125, 1.375, 30(不分第一第二系列) (二)锥齿轮精度( GB11365 89) GB11365 89适用于中点法向模数 m大于等于 1mm的直齿、斜齿、曲线锥齿轮和双曲面齿轮。 在机械工程标准手册第二章中, YK系列圆锥 -圆柱齿轮减速器是 YB/T050 1993冶金设备用 YNK 齿轮减速器中的一种系列。它适用的工作条件: 环境温度为 -40 45度;输入轴最高转速不大于 1500r/min,齿轮圆周速度不大于20m/s,电动机启动转矩为减速器额定转矩的两倍。 标记示例:选用三级空心轴圆锥圆柱齿轮减速器,圆柱齿轮总中心距为 545 mm,公称传动比为 40,冷却方式为风扇和盘管冷却,输出轴旋向为双向。 1.2减速器的选用原则: ( 1)按机械强度确定减速器的规格。减速器的额定功率 P1N 是按载荷平稳、每天工作小于等于 10h、每小时启动 5次、允许启动转矩为工作转矩的两倍、单向运转、单对齿轮的接触强度安全系数为 1、失效概率小于等于 1%等条件算确定。当载荷性质不同,每天工作小时数不同时,应根据工作机载荷分类按各种系数进行修正。 减速器双向运转时,需视情况将 P1N乘上 0.71.0的系数,当反向载荷大、换向频繁、选用的可靠度 KR较低时取小值,反之取大值。功率按下式计算: P2m=P2*KA*KS*KR ,其中 P2 为工作功率; KA 为使用系数; KS 为启动系数; KR 为可靠系数。( 2)热功率效核。减速器的许用热功率 PG适用于环境温度 20,每小时 100%连续运转和功率利用律(指 P2/P1N 100%)为 100%的情况,不符合上述情况时,应进行修正。( 3)校核轴伸部位承受的径向载nts盐城纺织职业技术学院毕业论文 2 结构设计 2.1V 带传动 带传动设计时,应注意 检查带轮的尺寸与其相关零,部件尺寸是否协调。例如对于安装在减速器或电动机轴上的带轮外径应与减速器、电动机中心高相协调,避免与机座或其它零、部件发生碰撞。 2.2 减速器内部的传动零件 减速器外部传动件设计完成后,可进行减速器内部传动零件的设计计算。 1) 齿轮材料的选择应与齿坯尺寸及齿坯的制造方法协调。如齿坯直径较大需用铸造毛坯时,应选铸刚或铸铁材料。各级大、小齿轮应该可能减少材料品种。 2) 蜗轮材料的选者与相对滑动速度有关。因此,设计时可按初估的滑速度选择材料。在传动尺寸确定后,校核起滑动速度是否在初估植的范围内 ,检查所选材料是否合适。 3) 传动件的尺寸和参数取值要正确、合理。齿轮和蜗轮的模数必须符合标准。圆柱齿轮和蜗杆传动的中心距应尽量圆整。直齿圆柱齿轮传动可通过改变模数、齿数或采用角变位来调整中心距。对斜齿轮圆柱齿轮传动还可通过改变螺旋角的大小来进行调整。 蜗杆传动中心距整圆时,有时需进行变位。蜗轮的变位系数取值范围为 1X2 -1。 影响啮合性能的参数和尺寸(分度圆、节圆、齿顶圆、节锥角、变位系数、螺旋角等)数值必须精确计算。角度数值要准确到“秒”,一般尺寸(分度圆、齿顶圆等)数值应准确到小数点后 2位。 根据设计 计算结果,将传动零件的有关数据和尺寸整理列表,并画出其结构简图,以备在装配图设计和轴、轴承、键联结等校核计算时应用。 联轴器的选择 减速器的类型应该根据工作要求选定。联接电动机轴与减速器,由于轴的转速高,一般应选用具有缓冲、吸振作用的弹性联轴器,例如弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器。减速器低速轴(输出轴)与工作机轴联接用的连周期,由于轴的转速较低,传递的转距较大,又因为减速器轴与工作机轴之间往往有较大的轴线偏移,因此常选用刚性可以移动联轴器,例如滚子链联轴器、齿式联轴器。对于中、小型减速器,其输出与工作机轴 的轴线便宜不很大时,也可以选用弹性柱销联轴器这类弹性可移式联轴器。 联轴器型号按计算转距进行选择(参阅表 17-2表 17-6)。所选定的联轴器,起轴孔直径的范围应与被联接两轴的直径相适应。应注意减速器高速轴外伸段轴径与电动机的轴径不得相差很大,否则难以选择合适的联轴器。 nts盐城纺织职业技术学院毕业论文 3 设计计算过程及说明 3.1 选择电动机 : 3.11 电动机类型和结构型式选择 Y系列笼型三相异步电动机 ,卧式闭型电电动机 3.12 选择电动机容量 工作机所需功率 1000FVPw =7700*0.8/1000=6.16kw d Vn w *14.3 *1000*60=58.8r/min 电动机的输出功率 wdPP =6.16/0.77=8kw = 1 * .*n=0.82*0.98*0.95*0.98*0.97*0.98*0.98*0.97*0.98*0.98*0.99*0.96=0.77 确定电动机的额定功率 ded PP 3.13 选择电动 机的转速 同步转速 1500r/min 3.14 确定电动机型号 选择 Y160M-4 额定功率 11kw 转速 1460r/min 3.2 传动装置的总传动比及其分配 i=1460/58.8=25 带传动 i=2.5 圆锥 i= 2.5 圆柱 i= 4 nts盐城纺织职业技术学院毕业论文 3.3 计算传动装置的运动和动力装置参数 各轴转速 : 电动机轴 0n=1460r/min 减速箱输入轴 1n =1460/3=486.7 r/min 高速轴 2n =486.7/2=235.1 r/min 低速轴 3n=235.1/4=58.8 r/min 各轴输入功率 : 0P=edP=11kw 1P =edP*0.95=10.45kw 2P =1P *0.98*0.97*0.98=9.73KW 3P= 2P *0.98*0.97*0.98=9.07KW 各轴转矩 : 0T=0P*9550/0n=72.0 N*M 1T =0P*9550/1n =205.0 N*M 2T =3P*9550/ 2n =395.2 N*M 3T= 4P *9550/3n=1493.1 N*M 3.4 带传动设计 3.41 定 v 带型号和带轮直径 工作情况系数 AK =1.1 计算功率 cP= AK =1.1*11=12.1kw 选带型号 A型 小带轮直径 1D =100mm 大带轮直径 2D =(1-0.01)*100*3=297mm 大带轮转速 2n =(1-0.01)*1460/3=481.8r/min nts盐城纺织职业技术学院毕业论文 3.42 计算带长 求mDmD=(0D+ 1D )/2=198.5mm 求 =(0D- 1D )/2=98.5mm 2( 1D + 2D )=a=0.7*( 1D + 2D ) 初取中心距 a=600mm 带长 L=mD+2*a+ * /a=1839.5 基准长度 dL=2000mm 求中心距和包角 中心距 a=(L-3.14mD)/4 + 22 *8)14.3( DmL =344.18+337.06=681.24120 求带根数 v=3.14* 1D *1n /(60*1000)=3.14*100*1460/60000=7.64m/s 传动比 i=1n / 2n =2.5 带根数 0P=1.32kw K=0.95 LK =1.03 P=0.17kw z=cP/(0P+0P)* K* 1K )=12.1/(1.32+0.17)*0.95*1.03)=8.3 取 9根 求轴上载荷 张紧力 0F=500*cP/v*z(2.5-K)/K+qv*v=500*12.1/(7.64*9)*(2.5-0.95)/0.95+0.10* 264.7 =149.3N 轴上载荷 QF=2*0Fsin( 1 /2)=2*9*149.3*sin(162.6 /2)=2656.5N nts盐城纺织职业技术学院毕业论文 3.5齿轮传动设计 直齿锥齿 : 轴交角 =90 传递功率 P=10.45kw 小齿轮转速 1n =486.7r/m 传动比 i=2.5 载荷平稳 ,直齿为刨齿 ,小齿轮 40Cr,调质处理 ,241HB286HB 平均 260HB,大齿轮用 42SiMn,217HB255HB 平均 230HB 齿面接触疲劳强度计算 齿数和精度等级 取 1z =24 2z =i*1z =48 选八级精度 使用系数 AK =1.0 动载荷系数vK=1.15 齿间载荷分配系数 HoK估计 AK *Ft/be 2aF/ 2rF =0.3e 查表 1X =0.4 1Y =1.6 2X =1 2Y =0 当量动载荷 1P = Pf *( 1X * 1rF +1Y * 1aF )=1.0*(0.4*1177.7+1.6*1228.4)=2436.5N 2P = df *( 2X * 2rF +2Y * 2aF )= 4297.0N 轴承寿命 10hL= 年82 6 4 1 9 5)4 2 9 76 3 0 0 0(7.4 8 61 6 6 7 0)(1 6 6 7 0 3/102 Pcn r同样 ,高速轴承和低速轴承分别用选用圆锥滚子轴承 30210和 30213. 3.8键的选择 MPap 80 输入轴 810 hb L=20 (mm) 高速轴 812 hb L=20 低速轴 1118 hb L=30 T= mmNdlhp .205056720080*35*)820(*8*4/1*41 nts盐城纺织职业技术学院毕业论文 3.9 减 速机箱体的设计 名称 符号 尺寸关系 结果 箱座壁厚 =0.025*a+3 8 箱盖壁厚 1 1 =0.02*a+3 8 a=2 21 mm dd 箱体凸缘厚度 b ,1b ,2b b=1.5 =15;1b =1.5 1 =15;2b =2.5 =25 加强肋厚度 m , 1m m=0.85 =8.5; 1m =0.85 1 =8.5 地脚螺栓直径 d 121)(0 1 8.021 mm dd14 地脚螺栓数目 n 43 0 02 0 0 箱体座凸缘周长之一半n4 轴承旁连接螺栓直径 1d 0.75 1d 箱盖 ,箱座连接螺栓直径 2d fd)6.05.0(;螺栓间 L )200150( 轴承盖螺钉直径数目 3d,n fd)5.04.0(3d=8 n=4 轴承盖外径 2D 2D =s(两连接螺栓间的距离 ) 观察孔螺钉直径 4d fd)4.03.0(轴承旁凸台高度和直径 h, 1R h由结构决定 , 1R = 2C 箱体外壁至轴承座端面距离 1l 1C + 2C + )105( 3.10 减速器附件设计 3.101 窥视孔和视孔盖 窥视孔应该在箱盖顶部 ,以便观察 ,应在凸台上以便加工 . 3.102 通气器 在箱盖顶部 ,要适合环境 ,其尺寸要与减速器大小相合适 nts盐城纺织职业技术学院毕业论文 3.103 油面指示器 应该设在油面比较稳定的地方 ,如低速轴附近 . 用圆形油标 ,有标尺的位置不能太高和太低 ,以免溢出油标尺孔座 . 3.104 放油孔和螺塞 放在油的最低处 ,平时用螺塞塞住 ,放油孔不能低于油池面 ,以免排油不净 . 3.105 起吊装置 吊环可按起重重量选择 ,箱盖安装吊环螺钉处设置凸台 ,以使吊环螺钉有足够的深度 . 3.106 定位销 用圆锥销作定位销 ,两定位销的距离越远越可靠 ,常设在箱体连接凸缘处的对角处 ,对称布置 .直径 d=0.8d2. 3.107 起盖螺钉 设在箱盖连接凸缘上 ,其螺纹长度大于箱体凸缘厚度 ,直径可与连接螺钉相同 . 3.11 密封与润滑 轴承采用接触式密封 . 传动采用浸油润滑 ,尽量使各传动浸油深度相同 . 轴承润滑采用油润滑 . nts盐城纺织职业技术学院毕业论文 4 设计小结 通过减速箱的设计 ,了解了减速箱的原理 ,以及其结构 .从减速箱的设计我学到了机械设计的思想 以最少的成本达到最好的目的 ,以最简单的结构达到所需的功能 .设计思想中最突出得的是 合理二字 .整个设计过程使我受益非浅 . 机械是现代社会进行生产的主要因素之一,机械制造工业是现代化工业化国家的基础工业,是我国社会主义现代化的重要领域之一。 从这次设计中认识了好多,知道了机械设计是很重要的环节。机械设计是从使用要求等出发,对机械的工业原理、结构、运动形式、力和能量的传递方式,以至各个零件的材料和形状尺寸,以及使用维修等问题进行构思、分析和决策的工作过程,这种过程的结果一般要表达成设计图纸、说明书以及各种技术文件。机械设计是机械生产的第一步,是决定产品性能及影响产品制造 过程的首要环节。 机械几基本组成要素是零件,所以,零件的设计和制造是机械的设计和制造的基础。例如本次设计中减速器中就有好多零件,轴、齿轮、箱体、螺钉等。 习惯上,将各种机械中经常用到的零件称为通用零件,例如螺栓、齿轮、轴等;而将在特定类型机械中才用到的零件称为专用零件,例如飞机的螺旋桨、内燃机曲轴、涡轮机叶片等。当然,通用零件和专用零件的划分不是绝对的。 能完成一次的机械设计,要用到多门基础课和技术基础课的内容,无论从分析研究到设计计算,直至完成零件工作图。从这次零件实际中,培养了我把理论计算和结构设计、工 艺考虑等结合起来解决设计问题的能力。 5 参考文献 参考文献 References 1) 周明衡 减速器选用手册 化学工业出版社 2002年 6月第一版 2) 成大先 机械设计手册 化学工业出版社 2002.1(第四版) 3) 唐保宁、高学满 机械设计与制造简明手册 同济大学出版社 1993.7 nts盐城纺织职业技术学院毕业论文 4) 孙宝钧 机械设计课程设计 机械工业出版社 2004.4 5) 机械工程标准手册编委会机械工程标准手册中国标准出版社 2003.5 6) 郑志祥、徐锦康、张磊机械 零件高等教育出版社 2000年 6月(第二版 ) 7) Chuan-Sheng Ji.A New Solution Of Constant Differential Eguation Croup By Differential Operator And Application In Calculation Rolling Mill Torsional Vibration.ed.Poceedings Of The 6th International Modal Analysis Conference.U.S.A.1988:598602 8) 邱宣怀 机械设计 高等教育出版社 1997(第四版) 濮良贵 机械设计 高等教育出版社 2000(第七版) nts盐城纺织职业技术学院毕业论文 致谢 本文从选题、方案论证到课题的研究都是在导师浦毅的全面、悉心指导下完成的。导师严谨的治学态度、渊博的知识、丰富的创造力、高瞻远瞩的学术思想,以及敏锐的洞察力,始终令学生敬佩,并将影响我的一生。值此成文之际,谨向导师表达我深深的敬意和衷心的感谢 ! 在三年的学习和生活期间 ,始终得到盐城纺织职业技术学院各位老师的无私帮助,在此深表感谢 ! 在课题研究过程中,得到了机房工作人员的大力支持。 在课题的研究过程中,得到了本校许多老师的大力支持,作者在此表示由衷的感谢 !感谢这三年中给了我珍贵友谊和帮助的师兄弟们以及生活在一起的同学们 ! 特别要感谢的是我的父母和家人 !感谢父母在我成长的道路上给予的无私的爱,他们的理解和全力支持使我的论文得以顺利完成。 感谢所有关心和帮助过我的人们 ! 最后,在本文结束之际,向所有为我的论文提出宝贵意见的评阅专家们表示衷心的感谢和崇高 的敬意 ! 谢谢 ! 二 OO 九年五月 nts附件二 盐城纺织职业技术学院 学生毕业设计(论文)选题表 所在系 机电工 程系 姓 名 刘军 专 业 机电一体化 选题 类型 规定题目 自拟题目 题 目 带式输送机传动装置设计 本设计 (论文 )产生背景及相关目标要点( 300 字) 本文首先介绍了圆锥 -圆柱齿轮传动减速器的研究背景,通过对参考文献进行详细的分析,阐述了圆锥 -圆柱齿轮的概念、传动设计和主要的强度等的相关内容;在技术路线中,论述圆锥 -圆柱齿轮结构形式的选择,基本参数的选择和几何尺寸的计算,两个主要强度的验算等在这次设计 中所需要考虑的一些技术问题做了介绍;为毕业设计写作建立了进度表,为以后的设计工作提供了一个指导。 已有的准备工作: 资料书籍,一些重要相关的课堂笔记 指导老师的意见 参考资料: ( 1)周明衡 减速器选用手册 化学工业出版社 2002 年 6 月第一版 ( 2)成大先 机械设计手册 化学工业出版社 2002.1(第四版) ( 3)唐保宁、高学满 机械设计与制造简明手册 同济大学出版社 1993.7 ( 4)孙宝钧 机械设计课程设计 机械工业出版社 2004.4 ( 5)机械工程标准手册编委会机械工程标准手册中国标准出版社 2003.5 ( 6)郑志祥、徐锦康、张磊机械零件高等教育出版社 2000年 6月(第二版 ) ( 7) Chuan-Sheng Ji.A New Solution Of Constant Differential Eguation Croup By Differential Operator And Application In Calculation Rolling Mill Torsional Vibration.ed.Poceedings Of The 6th International Modal Analysis Conference.U.S.A.1988:598602 ( 8)邱宣怀 机械设计 高等教育出版社 1997(第四版) ( 9)濮良贵 机械设计 高等教育出版社 2000(第七版) nts指导教师意见: 签 名 2009 年 5 月 5 日 nts附件三 盐城纺织职业技术学院 毕业设计(论文)任务书 2009 年 5 月 6 日 学 生 姓 名 刘军 专业 机电一体化技术 班级 机电 522 联系方式 13485214871 指 导 教 师 王超 职称 助教 工作 单位 盐城纺院 联系方式: 电话及E-mail Jun479612 设计(论文)题目: 带式输送机传动装置设计 任务、目的与要求: 机械 基本组成要素是零件,所以,零件的设计和制造是机械的设计和制造的基础。例如本次设计中减速器中就有好多零件,轴、齿轮、箱体、螺钉等。 习惯上,将各种机械中经常用到的零件称为通用零件,例如螺栓、齿轮、轴等;而将在特定类型机 械中才用到的零件称为专用零件,例如飞机的螺旋桨、内燃机曲轴、涡轮机叶片等。当然,通用零件和专用零件的划分不是绝对的 参考资料: ( 1)周明衡 减速器选用手册 化学工业出版社 2002 年 6 月第一版 ( 2)成大先 机械设计手册 化学工业出版社 2002.1(第四版) ( 3)唐保宁、高学满 机械设计与制造简明手册 同济大学出版社 1993.7 ( 4)孙宝钧 机械设计课程设计 机械工业出版社 2004.4 ( 5)机械工程标准手册编委会机械工程标准手册中国标 准出版社 2003.5 ( 6)郑志祥、徐锦康、张磊机械零件高等教育出版社 2000年 6月(第二版 ) ( 7) Chuan-Sheng Ji.A New Solution Of Constant Differential Eguation Croup By Differential Operator And Application In Calculation Rolling Mill Torsional Vibration.ed.Poceedings Of The 6th International Modal Analysis Conference.U.S.A.1988:598602 ( 8)邱宣怀 机械设计 高等教育出版社 1997(第四版) ( 9)濮良贵 机械设计 高等教育出版社 2000(第七版) nts盐城纺织职业技术学院毕业论文 绪论 通过查阅一些文献我们可以了解到带式传动装置及圆锥 -圆柱齿轮传动减速器的设计情况,为我所要做的课题确定研究的方向和设计的内容。 1.1在机械设计与制造简明手册的第六章中,锥齿轮传动: (一)锥齿轮模数系列( GB12368 90)锥齿轮模数是指大端端面模数 ,其模数系列与圆柱齿轮模数系列相似,仅增加了三个模数即 1.125, 1.375, 30(不分第一第二系列) (二)锥齿轮精度( GB11365 89) GB11365 89适用于中点法向模数 m大于等于 1mm的直齿、斜齿、曲线锥齿轮和双曲面齿轮。 在机 械工程标准手册第二章中, YK系列圆锥 -圆柱齿轮减速器是 YB/T050 1993冶金设备用 YNK 齿轮减速器中的一种系列。它适用的工作条件: 环境温度为 -40 45度;输入轴最高转速不大于 1500r/min,齿轮圆周速度不大于20m/s,电动机启动转矩为减速器额定转矩的两倍。 标记示例:选用三级空心轴圆锥圆柱齿轮减速器,圆柱齿轮总中心距为 545 mm,公称传动比为 40,冷却方式为风扇和盘管冷却,输出轴旋向为双向。 1.2减速器的选用原则: ( 1)按机械强度确定减速器的规格。减速器的额定功率 P1N 是按 载荷平稳、每天工作小于等于 10h、每小时启动 5次、允许启动转矩为工作转矩的两倍、单向运转、单对齿轮的接触强度安全系数为 1、失效概率小于等于 1%等条件算确定。当载荷性质不同,每天工作小时数不同时,应根据工作机载荷分类按各种系数进行修正。减速器双向运转时,需视情况将 P1N乘上 0.71.0的系数,当反向载荷大、换向频繁、选用的可靠度 KR较低时取小值,反之取大值。功率按下式计算: P2m=P2*KA*KS*KR ,其中 P2 为工作功率; KA 为使用系数; KS 为启动系数; KR 为可靠系数。( 2)热功率效核。 减速器的许用热功率 PG适用于环境温度 20,每小时 100%连续运转和功率利用律(指 P2/P1N 100%)为 100%的情况,不符合上述情况时,应进行修正。( 3)校核轴伸部位承受的径向载nts盐城纺织职业技术学院毕业论文 2 结构设计 2.1V 带传动 带传动设计时,应注意检查带轮的尺寸与其相关零,部件尺寸是否协调。例如对于安装在减速器或电动机轴上的带轮外径应与减速器、电动机中心高相协调,避免与机座或其它零、部件发生碰撞。 2.2 减速器内部的传动零件 减速器外部传动件设计完成后,可进行减速器内部传动零件的设计计算。 1) 齿轮材料的选择应与齿坯尺寸 及齿坯的制造方法协调。如齿坯直径较大需用铸造毛坯时,应选铸刚或铸铁材料。各级大、小齿轮应该可能减少材料品种。 2) 蜗轮材料的选者与相对滑动速度有关。因此,设计时可按初估的滑速度选择材料。在传动尺寸确定后,校核起滑动速度是否在初估植的范围内,检查所选材料是否合适。 3) 传动件的尺寸和参数取值要正确、合理。齿轮和蜗轮的模数必须符合标准。圆柱齿轮和蜗杆传动的中心距应尽量圆整。直齿圆柱齿轮传动可通过改变模数、齿数或采用角变位来调整中心距。对斜齿轮圆柱齿轮传动还可通过改变螺旋角的大小来进行调整。 蜗杆传动中心距整圆时,有时需 进行变位。蜗轮的变位系数取值范围为 1X2 -1。 影响啮合性能的参数和尺寸(分度圆、节圆、齿顶圆、节锥角、变位系数、螺旋角等)数值必须精确计算。角度数值要准确到“秒”,一般尺寸(分度圆、齿顶圆等)数值应准确到小数点后 2位。 根据设计计算结果,将传动零件的有关数据和尺寸整理列表,并画出其结构简图,以备在装配图设计和轴、轴承、键联结等校核计算时应用。 联轴器的选择 减速器的类型应该根据工作要求选定。联接电动机轴与减速器,由于轴的转速高,一般应选用具有缓冲、吸振作用的弹性联轴器,例如弹性套柱销联轴器、弹性柱销联 轴器。减速器低速轴(输出轴)与工作机轴联接用的连周期,由于轴的转速较低,传递的转距较大,又因为减速器轴与工作机轴之间往往有较大的轴线偏移,因此常选用刚性可以移动联轴器,例如滚子链联轴器、齿式联轴器。对于中、小型减速器,其输出与工作机轴的轴线便宜不很大时,也可以选用弹性柱销联轴器这类弹性可移式联轴器。 联轴器型号按计算转距进行选择(参阅表 17-2表 17-6)。所选定的联轴器,起轴孔直径的范围应与被联接两轴的直径相适应。应注意减速器高速轴外伸段轴径与电动机的轴径不得相差很大,否则难以选择合适的联轴器。 3 设 计计算过程及说明 nts盐城纺织职业技术学院毕业论文 3.1 选择电动机 : 3.11 电动机类型和结构型式选择 Y系列笼型三相异步电动机 ,卧式闭型电电动机 3.12 选择电动机容量 工作机所需功率 1000FVPw =7700*0.8/1000=6.16kw d Vn w *14.3 *1000*60=58.8r/min 电动机的输出功率 wdPP =6.16/0.77=8kw =1 * .*n=0.82*0.98*0.95*0.98*0.97*0.98*0.98*0.97*0.98*0.98*0.99*0.96=0.77 确定电动机的额定功率 ded PP 3.13 选择电动机的转速 同步转速 1500r/min 3.14 确定电动机型号 选择 Y160M-4 额定功率 11kw 转速 1460r/min 3.2 传动装置的总传动比及其分配 i=1460/58.8=25 带传动 i=2.5 圆锥 i= 2.5 圆柱 i= 4 nts盐城纺织职业技术学院毕业论文 3.3 计算传动装置 的运动和动力装置参数 各轴转速 : 电动机轴 0n=1460r/min 减速箱输入轴 1n =1460/3=486.7 r/min 高速轴 2n =486.7/2=235.1 r/min 低速轴 3n=235.1/4=58.8 r/min 各轴输入功率 : 0P=edP=11kw 1P =edP*0.95=10.45kw 2P =1P *0.98*0.97*0.98=9.73KW 3P= 2P *0.98*0.97*0.98=9.07KW 各 轴转矩 : 0T=0P*9550/0n=72.0 N*M 1T =0P*9550/1n =205.0 N*M 2T =3P*9550/ 2n =395.2 N*M 3T= 4P *9550/3n=1493.1 N*M 3.4 带传动设计 3.41 定 v 带型号和带轮直径 工作情况系数 AK =1.1 计算功率 cP= AK =1.1*11=12.1kw 选带型号 A型 小带轮直径 1D =100mm nts盐城纺织职业技术学院毕业论文 大带轮直径 2D =(1-0.01)*100*3=297mm 大带轮转速 2n =(1-0.01)*1460/3=481.8r/min 3.42 计算带长 求mDmD=(0D+ 1D )/2=198.5mm 求 =(0D- 1D )/2=98.5mm 2( 1D + 2D )=a=0.7*( 1D + 2D ) 初取中心距 a=600mm 带长 L=mD+2*a+ * /a=1839.5 基准长度 dL=2000mm 求中心距和包角 中心距 a=(L-3.14mD)/4 + 22 *8)14.3( DmL =344.18+337.06=681.24120 求带根数 v=3.14* 1D *1n /(60*1000)=3.14*100*1460/60000=7.64m/s 传动比 i=1n / 2n =2.5 带根数 0P=1.32kw K=0.95 LK =1.03 P=0.17kw z=cP/(0P+0P)* K* 1K )=12.1/(1.32+0.17)*0.95*1.03)=8.3 nts盐城纺织职业技术学院毕业论文 取 9根 求轴上载荷 张紧力 0F=500*cP/v*z(2.5-K)/K+qv*v=500*12.1/(7.64*9)*(2.5-0.95)/0.95+0.10* 264.7 =149.3N 轴上载荷 QF=2*0Fsin( 1 /2)=2*9*149.3*sin(162.6 /2)=2656.5N 3.5齿轮传动设计 直齿锥齿 : 轴交角 =90 传递功率 P=10.45kw 小齿轮转速 1n =486.7r/m 传动比 i=2.5 载荷平稳 ,直齿为刨齿 ,小齿轮 40Cr,调质处理 ,241HB286HB 平均 260HB,大齿轮用 42SiMn,217HB255HB 平均 230HB 齿面接 触疲劳强度计算 齿数和精度等级 取 1z =24 2z =i*1z =48 选八级精度 使用系数 AK =1.0 动载荷系数vK=1.15 齿间载荷分配系数 HoK估计 AK *Ft/be 2aF/ 2rF =0.3e 查表 1X =0.4 1Y =1.6 2X =1 2Y =0 当量动载荷 1P = Pf *( 1X * 1rF +1Y * 1aF )=1.0*(0.4*1177.7+1.6*1228.4)=2436.5N 2P = df *( 2X * 2rF +2Y * 2aF )= 4297.0N 轴承寿命 10hL= 年82 6 4 1 9 5)4 2 9 76 3 0 0 0(7.4 8 61 6 6 7 0)(1 6 6 7 0 3/102 Pcn r同样 ,高速轴承和低速轴承分别用选用圆锥滚子轴承 30210和 30213. 3.8键的选择 MPap 80 输入轴 810 hb L=20 (mm) 高速轴 812 hb L=20 低速轴 1118 hb L=30 T= mmNdlhp .205056720080*35*)820(*8*4/1*41 3.9 减 速机箱体的设计 名称 符号 尺寸关系 结果 箱座壁厚 =0.025*a+3 8 箱盖壁厚 1 1 =0.02*a+3 8 a=2 21 mm dd 箱体凸缘厚度 b ,1b ,2b b=1.5 =15;1b =1.5 1 =15;2b =2.5 =25 加强肋厚度 m , 1m m=0.85 =8.5; 1m =0.85 1 =8.5 地脚螺栓直径 d 121)(0 1 8.021 mm dd14 nts盐城纺织职业技术学院毕业论文 地脚螺栓数目 n 43 0 02 0 0 箱体座凸缘周长之一半n4 轴承旁连接螺栓直径 1d 0.75 1d 箱盖 ,箱座连接螺栓直径 2d fd)6.05.0(;螺栓间 L )200150( 轴承盖螺钉直径数目 3d,n fd)5.04.0(3d=8 n=4 轴承盖外径 2D 2D =s(两连接螺栓间的距离 ) 观察孔螺钉直径 4d fd)4.03.0(轴承旁凸台高度和直径 h, 1R h由结构决定 , 1R = 2C 箱体外壁至轴承座端面距离 1l 1C + 2C + )105( 3.10 减速器附件设计 3.101 窥视孔和视孔盖 窥视孔应该在箱盖顶部 ,以便观察 ,应在凸台上以便加工 . 3.102 通气器 在箱盖顶部 ,要适合环境 ,其尺寸要与减速器大小相合适 3.103 油面指示器 应该设在油面比较稳定的地方 ,如低速轴附近 . 用圆形油标 ,有标尺的位置不能太高和太低 ,以免溢出油标尺孔座 . 3.104 放油孔和螺塞 放在油的最低处 ,平时用螺塞塞住 ,放油孔不能低于油池面 ,以免排油不净 . nts盐城纺织职业技术学院毕业论文 3.105 起吊装置 吊环可按起重重量选择 ,箱盖安装吊环螺钉处设置凸台 ,以使吊环螺钉有足够的深度 . 3.106 定位销 用圆锥销作定位销 ,两定位销的距离越远越可靠 ,常设在箱体连接凸缘处的对角处 ,对称布置 .直径 d=0.8d2. 3.107 起盖螺钉 设在箱盖连接凸缘上 ,其螺纹长度大于箱体凸缘厚度 ,直径可与连接螺钉相同 . 3.11 密封与润滑 轴承采用接触式密封 . 传动采用浸油润滑 ,尽量使各传动浸油深度
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本文标题:带式输送机传动装置设计=版本二
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