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电气电子毕业设计论文
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毕业设计73带式传输机设计计算说明书01,电气电子毕业设计论文
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1 设计任务书 ： 工作条件： 题目编号 工作年限 载荷性质 运输带速允许误差 滚筒效率 工作班制 B13 12 载荷变动微小 6 % 0.88 3 技术数据： 输送带速度 V（ m/s） 滚筒直径 D（ mm） 滚筒圆周力 F（ N） 2.4 320 4500 目录 一、传动方案拟定 . .3 二、电动机的选择 . .3 三、计算总传动比及分配各级的传动比 . .4 四、运动参数及动力参数计算 . .5 五、传动零件的设计计算 . .6 六、轴的设计计算 .9 七、滚动轴承的选择及校核计算 . 15 八、键联接的选择及计算 . 18 九、联轴器的选择 . 19 十、附件的选择 . . 19 十一、润滑与密封 . 20 十二、设计小结 . 21 nts 2 十三、参考文献 . 21 计算过程及计算说明 一、 传动方案拟定 设计单级斜齿圆柱齿轮减速器和一级 V 带传动 （ 1） 工作条件：使用年限 12 年，工作为三班工作制，载荷平稳，环境清洁。 （ 2） 原始数据：滚筒圆周力 F=4500N；带速 V=2.4m/s； 滚筒直径 D=320mm。 二、电动机选择 1、电动机类型的选择：卧式封闭型 Y（ IP44）系列三相异步电动机 2、电动机功率选择： （ 1）传动装置的总功率： 总 = 带 3 轴承 齿轮 联轴器 滚筒 =0.96 0.973 0.96 0.992 0.88 =0.734 (2)电机所需的工作功率： P 工作 =FV/1000 总 =4500 2.4/1000 0.734=14.55KW 确定电动机的额定功率 Ped =15 KW F=4500N V=2.4m/s D=320mm N 滚筒 =143.3r/ min 总 =0.734 Ped =15KW nts 3 3、确定电动机转速： 计算滚筒工作转速： n 筒 =60 1000V/ D =60 1000 2.4/ 320 =143.3r/min 按手册 P7 表 1 推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围 Ia=36。取 V 带传动比 I1=24，则总传动比理时范围为 Ia=624。故电动机转速的可选范围为nd=Ia n 筒 =（ 624） 143.3=859.83439.2r/min 符合这一范围的同步转速有 750、 1000、和 1500r/min。 根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号：根据表 20-3。综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，则选 n=1500r/min 。 4、确定电动机型号 根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，查表 20-1、 2 选定电动机型号为 Y160L-4-B3。 其主要性能：额定功率： 15KW，满载转速 1460r/min，额定转矩 2.3。中心高 H 160mm。轴伸 E 110mm。键连接尺寸： 12 8。轴直径 D 42mm。 电动机型 号： Y160L-4-B3 nts 4 三、计算总传动比及分配各级 的传 动比 1、总传动比： i 总 =n 电动 /n 筒 =14600/143.3=10.19 2、分配各级伟动比 （ 1） 据指导书 P7表 1，取齿轮 i 带 =2.4（单级 V带传动 i=24合理） （ 2） i 总 =i 齿轮 i 带 i 齿轮 =i 总 /i 带 =10.19/2.4=4.24 四、运动参数及动力参数计算 1、计算各轴转速（ r/min） nI=n 电机 =1460r/min nII=nI/i 带 =1460/2.4=608 (r/min) nIII=nII/i 齿轮 =608/4.24=143(r/min) 2、 计算各轴的功率（ KW） PI=P 工作 =15KW PII=PI 带 =2.4 0.96=14.4KW PIII=PII 轴承 齿轮 =2.304 0.97 0.96 =13.55KW 3、 计算各轴扭矩（ N mm） TI=9.55 106PI/nI=9.55 106 15/1460 =98.12N m TII=9.55 106PII/nII =9.55 106 14.4/608 =226.18N m TIII=9.55 106PIII/nIII=9.55 106 13.55/143 =904N m i 总 =10.19 据手册得 i 齿轮 =4.24 i 带 =2.4 nI =1460r/min nII=608r/min nIII=143r/min PI=15KW PII=14.4KW PIII=13.55KW TI=98.12N m TII=226.18N m TIII=904N m nts 5 五、传动零件的设计计算 1、 一级传动： V 带轮传动的设计计算 （ 1） 确定计算功率 PC 由课本 P50 表 3-5 得： kA=1.3 PC=KAP=1.3 15=19.5KW 由课本 P51 图 3-28 得：选用 SPZ 型 V 带 （考虑到带传动是真个机组中的易损环节，其故障将影响真个机组，而且相对着个机组而言，带传动的成本微不足道，故选窄 V 带） （ 2） 确定带轮基准直径 dd1， dd2。并验算带速。 推荐的小带轮基准直径为 112160mm 则取 dd1=125mm dd2=（ 1-） n1/n2 dd1=0.98 1460/608 125=294mm 由推荐值，取 dd2=300mm 实际从动轮转速 n2=n1dd1/dd2=1460 125/300 =608.3r/min 转速误差为： n2-n2/n2=608-608/608.3 =-0.000491200（适用） （ 5）确定带的根数 Z 根据课本 P53 表（ 3-6） P0=3.28KW 根据课本 P55 表（ 3-8） P0=0.2KW 根据课本 P56 KL =1+0.5（ lg Ld-lgL0） KL =1.074 根据课本 P55 表（ 5-8） K =0.967 由课本 P53 式（ 3.19）得 Z PC/(P1+ P1)K KL =19.5/(3.28+0.2) 0.967 1.074 =5.39 取 Z=6 根 （ 6）计算初拉力 Fo 由课本表 3-1 查得 q=0.07kg/m 由 Fo =500 PC/VZ（ 2.5/ K -1） +qV2 Fo=276.1N (7)计算轴上压力 作用在轴承的压力 FQ，由课本 P57 式（ 3.21） FQ=2ZF0sin 1/2=2 6 276.1sin167.4/2 =3293.4N 2、齿轮传动的设计计算（按硬齿面闭式斜齿轮设计） （ 1）选择齿轮材料及精度等级以及确定许用应力。 考虑减速器传递功率较大，为减小尺寸，所以齿轮采用硬齿面。 小齿轮选用 20Cr 渗碳淬火，齿面硬度为 59HRC。 大齿轮选用 20Cr 渗碳淬火，齿面硬度为 59HRC。；初选 8级精度。 Ld=2240mm a0=781.6mm Z=6 根 F0=276.1N FQ =3293.4N 材料均为 20Cr nts 7 查课本表 4-39（ d） Flim 1= Flim2 =370Mpa Hlim1= Hlim2=1440Mpa 取 SH =1.9 则 H1= H2= Hlim1/SH =1107.7Mpa SF=1.3 则 F1= F2= Flim1/SF =194.7Mpa 取 Z1 =19， 则 Z2= i Z1=80。 (2)按齿面弯曲疲劳强度设计 a) 初选螺旋角 轻微载荷，取 K = 1.2 。取齿宽系数 d =0.35， 小带轮上的转矩 T1=226.18N M。 初选螺旋角 =150 b) 当量 齿 数 ZV1= Z1/(cos )3=21.08 ZV2= Z2/(cos )3=88.77 查课本图 4-37 取齿形系数 YF： YF1 =2.86， YF2 =2.23 c) 确定模数 设计公式中 YF / F 应代入 YF1 / F1和 YF2 / F2 中较大者。 经计算， YF1 / F1=0.015 YF2 / F2=0.0114 故将 YF1 / F1代入： Mn 3.2kT1 YF1(cos )3/ d（ i+1） F1/3 Mn =4mm d) 确定中心距 a = Mn(Z1 + Z2)/2 cos =205mm e) 确定螺旋角 = arccos Mn(Z1 + Z2)/2a=15.01 与初选 =15接近，故不必修正。 f) 计算分度圆直径 d1= Mn*Z1/ cos =78.7mm d2= Mn*Z2/ cos =331.2mm g) 计算齿宽 b=0.35 205=71.75mm 渗碳淬火 59HRC H1= H2=1107.7Mpa F1= F2=194.7 Mpa Z1=19， Z2=80 ZV1=21.08 ZV2=88.77 模数 Mn =4mm 中心距 a =205mm 螺旋角 =15.01 d1=78.7mm d2=331.2mm nts 8 故取 b1=75mm， b1=70mm。 h) 校核齿面接触疲劳强度 H =305(kT1(i2+1)3/b a2 i2)1/3=521Mpa H FS1 故取 1 端为压紧端 ,轴承 2 放松。 FA1= FS2+Fa = 3675 N FA2=FS2=1903.8N (3) 求系数 x、 y FA1/FR1=3675N/4591.5=0.8 FA2/FR2=1903.8N/5520N=0.3448 因为 e=0.3449 FA1/FR1e x1=0.4 FA2/FR2P2 故取 P=8229.3N 圆锥滚子 轴承 =10/3 根据手册得 30310 型的 Cr=122000N 得 LH=16670/n(ftCr/fPP) =16670/608 (1 122000/1.1*8299.3)10/3 =157954.68h105120h 预期寿命足够 2、 计算输出 轴 轴承 (1) 初选 已知 n =143r/min 垂直面支反力： RV1=3022.4N ， RV2=965.6N 水平面支反力： RH1= RH2= 2729.5N 输入 轴承为圆锥滚子轴承 30310型 (GB297-84) nts 16 FR1=RV12+ RH121/2 =4072.5N FR2RV22+ RH221/2 =2895.3N 初 选 7313AC 型角接触球轴承 Fa=1986.8N Cor=80500N 因为 Fa/Cor=0.025 所以 e=0.4 根据课本得 FS=0.4FR,则 FS1=0.4FR1=1629N FS2=0.4FR=1158.1N (2) 计算轴向载荷 FA1、 FA2 FS2+Fa=（ 1158.1N+1986.8N） FS1 故取 1 端为压紧端 ,轴承 2 放松。 FA1= FS2+Fa = 3144.9 N FA2=FS2=1629N (3) 求系数 x、 y FA1/FR1=3144.9/4072.5=0.77 FA2/FR2=1629/2895.3=0.56 已知 e=0.4 FA1/FR1e x1=0.44 FA2/FR2e x2=0.44 y1=1.4 y2=1.4 (4) 计算当量动载荷 P1、 P2 根据表（ 11-9）取 fP=1.1 根据式（ 11-6）得 P1=x1FR1+y1FA1 =0.4 4072.5+1.4 3144.9=6031.8N P2= x2FR2+y2FA2 =0.4 2895.3+1.4 1629=3438N (5) 计算轴承寿命 Lh P1P2 故 P=6031.8 =3 根据手册 P71 731AC 型轴承 Cr=91500N 根据课本 P264 表（ 11-10）得： ft=1 根据课本 P264 （ 11-10c）式得 Lh=16670/n(ftCr/fPP) =16670/143 (1 91500/6031.8 1.1)3 =305541h105120h 此轴承合格 输出轴轴承为 7313AC 型角接触球轴承 （ GB292-83） nts 17 八、键联接的选择及校核计算 1. 减速输入 轴 上普通平键的强度校核 a) 大带轮处用普通平键联接的强度校核 已知 T1=226.18N m，大带轮处尺寸为： D L=40 75 选用 C 型普通平键，其尺寸为： b hL=12 8 63. 材料为 45#钢的键联接的许用挤压应力为 R=120MPa p=4T1/dhl=4 226180/40 8 57 =49.6Mpa R(120Mpa) 键的标记 12 63 GB1096-79 b) 小齿轮用普通平键联接的强度校核 已知 T1=226.18N m，齿轮处尺寸为： D L=60 73 选用 A 型普通平键，其尺寸为： b h L=18 11 63. 材料为 45#钢的键联接的许用挤压应力为 R=120MPa p=4T1/dhl=4 226180/60 11 45 =30.46Mpa R(120Mpa) 键的标记 18 63 GB1096-79 2. 减速输出轴上普通平键的强度校核 a) 大齿轮用普通平键联接的强度校核 已知 T1=904N m，大齿轮处尺寸为： D L=68 68 选用 A 型普通平键，其尺寸为： b h L=20 12 63. 材料为 45#钢的键联接的许用挤压应力为 R=120MPa p=4T1/dhl=4 904000/68 12 43 =103Mpa R(120Mpa) 键的标记 20 63 GB1096-79 大带轮处 用 C 型普通平键 键的标记 12 63 GB1096-79 小齿轮处 用 A 型普通平键 键的标记 18 63 GB1096-79 大齿轮处用 A 型普通平键 键的标记 20 63 GB1096-79 nts 18 b) 联轴器选用普通平键的强度校核 已知 T1=904N m，齿轮处尺寸为： D L=40 106 选用 C 型普通平键，其尺寸为： b h L=12 8 100. 材料为 45#钢的键联接的许用挤压应力为 R=120MPa p=4T1/dhl=4 904000/40 8 94 =120Mpa R(120Mpa) 键的标记 12 100 GB1096-79 九、联轴器的选择 选用 HL4 型 弹性柱销联轴器 ，其 公称转矩 1250Nm 许用转速 n=2800rmin （铁） 标记 HL4 型 55 112 GB5014-85 十、附件的选择 1. 箱体 此齿轮减速器采用沿齿轮轴线水平剖切的结构，并在结构设计上采用内肋式结构、嵌入式端盖和内六角螺钉联接等一系列措施，箱体整体外型 为方形。因为这是小批量的生产的减速器，所以采用灰铸铁 TH150。 由 2 表 3-1 ， 箱 座 壁 厚 =0.025a+1=0.025 205+1=6.125mm8mm，故取 =8mm。同理得箱体盖壁厚也取 1=8mm。 箱体凸缘厚度：箱底座 b=2.5 =20mm。 加强肋厚： 箱座 m=0.85 =6.8mm，取 m=8mm，同样的，箱盖 m1=0.85 =6.8mm，取 m1=8mm。 地角螺栓直径： df = M20 4 轴承旁联接螺栓直径： d1 = M16 箱盖、箱座联接内六角螺栓直径： d2 = M12 4 轴承盖外径： D1=120mm D2=140mm 观察孔盖的螺钉直径： d4 = M6 2. 检查孔、检查孔盖和通气器 检查孔：凸出箱体 5mm，长和宽为 160mm 80mm 相配检查孔盖厚为 8mm，由四个 M12 20 的螺钉固定。联 轴器处 用 C 型普通平键 键的标记 12 100 GB1096-79 nts 19 通气器采用有金属过滤网，尺寸为 M27 1.5，其参数为 : d D1 D2 D3 D4 B h H H1 M27 1.5 15 36 32 18 30 15 45 32 3. 油面指示器和放油孔、螺栓 采 用 A 型 压配式圆形油标，其参数如下： d D d1 d3 H O 型橡胶密封圈 25 40 28 38 16 31.5 3.55 油标 A25GB1160.1-89 十一、 润滑与密封 1. 齿轮传动润滑 a) 润滑方式 齿轮的圆周速度 V= d1 N1/60 1000=2.55m/s12m/s，故采用油池润滑。 b) 润滑剂的选择 选用 N220 中负荷工业齿轮油（ GB5903-86） 。 2. 滚动轴承润滑 a) 润滑方式 根据减速器低速轴安装轴承处的直径 d=65mm 和转速 n=143r/min 得 速 度 因 素 ： d n=65 143=9295200000mm r/min，故采用脂润滑。为了防止轴承内的润滑脂被箱内齿轮啮合时挤出的油冲刷，稀释而流失，需在轴承内侧设置当油环。 b) 润滑剂的选择 由 2 表 16-4 选用 1 通 用 锂 基 润 滑 脂（ GB7324-87） 。 c) 密封形式的选择 密封形式的选用
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