带式输送机的转动装置设计(AO图纸+答辩PPT)-课程设计

带式输送机的转动装置设计带式输送机的转动装置设计 AO AO图纸图纸 答辩答辩PPT PPT 课程设计课程设计 带式输送机的转动装置设计 AO图纸 答辩PPT 1 传动方案的分析 1 2 电动机的选择 1 3 转动装置的设计 2 4转动件的设计 3 5 轴的设计 10 6 轴承的校核 19 7 键的校核 22 8 减速器附件的选择 23 9 润滑与密封 23 10 设计小结 23 11 参考资料 23 1 传动方案的分析传动方案如下 为两级圆柱齿轮减速器 齿轮为斜齿轮 总传动比大 结构简单 应用广 斜齿轮 传动时 传动平稳 链传动运动不平稳 为减小冲击和振动 将其布置在低速级 2 电动机的选择1 工作机的输出功率 滚筒的转速 2 工作机的有效功率 联轴器功率 齿轮功率 链轮功率 轴承功率 输送带功率 总效率为 78 85 工作机输出功率3040w滚筒转速46 522r min总效率78 85 3 电动机的选择 所需电机功率 3040 78 85 3855 22w 参考文献 查表20 1 可取Y112M 4型号 额定功率4KW 满载转速1440r min 额定转矩2 2 最大转矩2 3 质量43Kg中心高H 112mm 外伸轴段D与E为28mm和60mm 3 转动装置的设计 1 计算总转动比 1440 46 522 30 953 2 分配各级转动比 为使两极的大齿轮有相近的浸油深度 高速转动比 和低速转动比 为 1 1 1 5 取1 3链转动比为2 4 取2 4 30 953可求出 4 095 3 150 2 4 3 各轴转速 1440r min 1440 4 095 351 65r min 351 65 3 15 113 95r min 4 各轴输入功率 5 各轴输入转矩 9550 3 855 1440 25 57N m各级转动比依次为4 0953 150 2 4转速为1440r m351 65r m1 13 95r m各轴输入功率为3 855kw3 828kw3 676kw3 530kw3 215kw各轴输入扭矩2 5 57N m901 带式输送机的转动装置设计 AO图纸 答辩PPT 9550 3 828 1440 25 39N m 9550 3 676 351 65 99 83N m 9550 3 530 113 95 295 84N m 9550 3 215 46 522 660 28N m 以上数据整理如下 项目 电动机轴 高速轴 中间轴 低速轴 卷轴 转速 r min 1440 1440 351 65 113 95 46 522 功率 KW 3 855 3 828 3 676 3 530 3 215 转矩 N m 25 57 25 39 99 83 295 84 660 28 转动比 1 4 095 3 15 2 4 效率 0 993 0 9603 0 9603 0 9108 4 转动件的设计 一 高速级齿轮的设计 1 选择精度 材料 齿数 参考文献 2 第十章 一般工作机 速度不高 选7级 小齿轮为40Cr 调质处理 硬度280HBS 大齿轮为45钢 调质处理 硬度240HBS 小齿轮齿数选21 大齿轮选85 初选螺旋角14度 2 按齿面接触强度计算 即 1 确定各计算值 1 试选 1 6 2 由图10 30选取区域系数 2 433 3 由图10 26查得 0 77 0 93 1 7 4 由表10 7选取齿宽系数 1 5 由10 6查得材料影响系数 189 8 6 由图10 21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 600MPa 550MPa 应力循环次数 2 60 1440 1 10 300 2 8 2 2 0736 2 0 506375 由图10 19取接触疲劳寿命系数 0 9 0 95 取失效概率1 安全系数为S 1 S 0 9 600 540MPa S 0 95 550 522 5MPa 7 许用接触应力 2 531 21MPa 2 计算 1 35 55mm 2 V 2 680m s 3 b 35 55 1 35 55mm h 2 25 2 25 1 643 3 70mm b h 35 55 3 70 9 608 4 计算纵向重合度 0 318 0 318 1 21 tan14 1 665 5 计算载荷系数Ka 1 5 由V 2 680m s 7级精度 由图10 8查得动载系数Kv 1 1 由表10 13查 1 33 表10 4查 1 415 由表10 3查 1 4 所以K Ka Kv 1 5 1 1 1 4 1 415 3 269 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径为 45 11计算模数 45 11 cos 21 2 08mm 3 按齿根弯曲强度计算 确定系数 K Ka Kv 1 5 1 1 1 4 1 33 3 0723 由纵向重合度从图10 28查螺旋影响系数 0 88 计算当量齿数 22 988 93 05 查齿形系数由表10 5查 由10 20c 查小齿轮的弯曲疲劳极限为500MPa 大齿轮的为380MPa 由图10 18取弯曲疲劳系数为 取弯曲疲劳安全系数S 1 4 且为对称循环 212 5MPa 167 2MPa 计算大小齿轮的 并比较 2 69 1 575 212 5 0 01994 2 194 1 783 167 2 0 023397 大齿轮数大 设计计算 1 59mm 综合比较可取模数为2 5mm 可满足弯曲强度和接触强度 4 几何尺寸计算 中心距a 136 556mm 将中心距圆整为136mm 则 其改变不是很大 不必修正 大小齿轮分度圆直径 大小齿轮吃宽分别取55mm 60mm 二 低速级齿轮设计 1 选择精度 材料 齿数 一般工作机 速度不高 选7级 小齿轮为40Cr 调质处理 硬度280HBS 大齿轮为45钢 调质处理 硬度240HBS 小齿轮齿数选26 大齿轮选82 初选螺旋角14度 2 按齿面接触强度计算 即 1 确定各计算值 1 试选 1 6 2 由图10 30选取区域系数 2 433 3 由图10 26查得 0 73 0 88 1 61 4 由表10 7选取齿宽系数 1 5 由10 6查得材料影响系数 189 8 6 由图10 21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 600MPa 550MPa 应力循环次数 2 60 351 65 1 10 300 2 8 2 0 75955 2 0 24113 由图10 19取接触疲劳寿命系数 0 91 0 94 取失效概率1 安全系数为S 1 S 0 91 600 546MPa S 0 94 550 517MPa 7 许用接触应力 2 531 5MPa 2 计算 1 58 02mm 2 V 1 0680m s 3 b 58 02 1 58 02mm h 2 25 2 25 2 165 4 8732mm b h 58 02 4 8732 11 909 5 计算纵向重合度 0 318 0 318 1 26 tan14 2 061 5 计算载荷系数Ka 1 5 由V 1 069m s 7级精度 由图10 8查得动载系数Kv 1 06 由表10 13查 1 40 表10 4查 1 42 由表10 3查 1 4 所以K Ka Kv 1 5 1 06 1 4 1 42 3 16092 带式输送机的转动装置设计 AO图纸 答辩PPT 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径为 72 827 计算模数 72 872 cos 26 2 718mm 3 按齿根弯曲强度计算 确定系数 K Ka Kv 1 5 1 06 1 4 1 4 3 1164 由纵向重合度从图10 28查螺旋影响系数 0 88 计算当量齿数 28 462 89 764 查齿形系数 由表10 5查 由10 20c 查小齿轮的弯曲疲劳极限为500MPa 大齿轮的为380MPa 由图10 18取弯曲疲劳系数为 取弯曲疲劳安全系数S 1 4 且为对称循环 225MPa 174 8MPa 计算大小齿轮的 并比较 2 54 1 615 225 0 018232 2 218 1 778 174 8 0 021561 大齿轮数大 设计计算 2 195mm 对比计算结果 由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于齿根弯曲疲劳强度计 算的法面模数 取模数2 5 可满足弯曲疲劳强度 但为了满足接触疲劳强度需按 接触疲劳强度算得的分度圆直径72 827mm来计算应有的齿数 齿轮1取28 则齿轮2取3 15 28 89 4 几何尺寸计算 中心距a 150 727mm 将中心距圆整为150mm 则 其改变不是很大 不必修正 大小齿轮分度圆直径 大小齿轮吃宽分别取75mm 80mm 三 链轮的设计 1 取小链轮齿数为17 则大链轮齿数为41 参考文献 2 第九章 由表9 7查得Ka 1 4 由9 13查得Kz 1 35 则单排链计算功率为 2由 6 67KW 及转速113 95r min 查图9 11可选20A 1 插表9 1 链条节距为p 31 75mm 3 计算链节数和中心距 取 1000mm 相应的链节数为 取链节数为94查表9 7得到中心距系数 0 24814则链的的最大中心距为 4 由v和链号 查图9 14可知采用滴油润滑 5 有效圆周力 压轴力系数 则压轴力为 N 其总的转动比为 其误差为 0 25 5 轴的设计 一 高速轴 参考文献第15章 1 3 828KW 1440r min T 25390N mm 2 作用在齿轮上的力 3 该轴上的齿轮直径小 为齿轮轴 选40Cr 调质处理 根据表15 3取A0 112 因轴上有键槽其最小直径需扩大7 为16 6mm 故可选弹性柱销联轴器 选HL2联轴器22 52GB5014 85 4 轴的尺寸如下图 带式输送机的转动装置设计 AO图纸 答辩PPT 取最大值40385 扭矩为25390 6 校核轴的强度 取齿轮中心处和齿轮左侧校核 中心处 齿轮左侧处 材料为40Cr 调质处理 由表15 1查得 70MPa 故可以满足 二 中速轴 1 3 676KW 351 65r min T 99830N mm 2 作用在齿轮上的力 齿轮2的分度圆直径为218 11mm 强度满足 设计计算与说明 主要结果 齿轮2上的同齿轮1的力相同 方向相反 3 该轴上的齿轮直径小 为齿轮轴 选45钢 调质处理 根据表15 3取A0 112 4 轴的尺寸如下图 受力图如下 设计计算与说明 主要结果 5计算 力如下 2781 942 2128 2595N 352 361 1038 325N 836 352 1038 150N 弯矩如下 设计计算与说明 最大值为 2 中的 扭矩为99830 6 较核轴的强度 由图知道最大弯矩和扭拒在齿轮3的中心处 并较核齿轮3左侧的轴肩处的强度 左侧轴肩处的弯矩为 材料为45钢 调质处理 由表15 1查得 60MPa 故可以满足 三 低速轴 1 3 676KW 351 65r min T 99830N mm 2 作用在齿轮上的力同齿轮三的力大小相等 方向相反 3 该轴上的齿轮直径小 为齿轮轴 选45钢 调质处理 根据表15 3取A0 112 由于有两个键槽直径需扩大1 1倍 为34 55mm 故最小处取为36mm 4 尺寸如下 最大弯矩为147468强度满足 最小直径36 设计计算与说明 主要结果 5 受力图如下 计算如下 设计计算与说明 主要结果 弯矩如下 2处的明显要小很多 2处的明显要小很多 由尺寸图可以知道轴1处的弯矩最大 直径相对最小 材料为40Cr 调质处理 由表15 1查得 70MPa 故可以满足 7 轴1处的轴肩受的弯矩相对很大 切受扭矩 有应力集中 过度配合 需校核该 轴键左侧 右侧没有装配 且直径较大 不需校核 抗弯截面系数 抗扭截面系数 该处弯距是341259 扭矩295840 截面上的弯曲应力为最大弯矩为345312 强度满足 设计计算与说明 截面上的扭转切应力为 轴的材料为40Cr 调质处理 由表15 1查得 735MPa 355MPa 200MPa 截面上由于应力集中形成的理论应力集中系数 按附表3 2查取 因r d 0 0267 D d 1 2 查得 2 09 1 66 又由附图3 1可得 故有效应力集中系数为 由附图3 2的尺寸系数 0 75 由附图3 3的扭转系数 0 85 轴按磨削加工 由附图3 4的表面质量系数为 轴未经表面强化处理 即 1可得综合系数为 计算安全系数 S 1 5 故可知其安全 主要结果安全系数满足 带式输送机的转动装置设计 AO图纸 答辩PPT 设计计算与说明 6 轴承的校核 1 高速轴上的轴承校核 参考文献 2 13章 轴承为6206型号 无派生轴向力 1 正向时 轴承1受轴向力为218N 则 插值法求得e 0 207 Y 2 13 X 0 56 两轴承的径向力分别为 2 反向时 轴承2受轴向力为218N 两轴承的径向力分别为 综合可选879N 20961 300 2 8 4 37年 则轴承在经济使用期限内 2 中速轴上的轴承校核 轴承为6306型号 无派生轴向力 1 正向时 轴承2受轴向力为416N 则 插值法求得e 0 222 Y 1 977 X 0 56 两轴承的径向力分别为 设计计算与说明 2 反向时轴承1受轴向力 为416N 两轴承的径向力分别为 综合可选2103N 16712 300 2 8 3 48年 则轴承在经济使用期限内 3 低速轴上的轴承校核 轴承型号是7309C 有派生力 1 正向时 两轴承的径向力分别为 Fa 634N 初选e 0 4 Fa和轴承1的径向力一致 所以 查表 无变化 查表得Y 1 X 0 44 2 反向时 两轴承的径向力分别为 Fa 634N 初选e 0 4 Fa和轴承2的径向力一致 查表 变化很小 查表得Y 1 X 0 44 综合取5831N 21451 300 2 8 4 47年 则轴承在经济使用期限内 7 键的校核 1 联轴器上的键 选择键B6 45GB1096 79 为刚性动连接 满足强度要求 2 齿轮2上的键 选择键10 63GB1096 97 为刚性动连接 满足强度要求 3 齿轮3上的键 选择10 40GB1096 79 为刚性动连接 满足强度要求 4 齿轮4上的键 选择16 63GB1096 79 为刚性动连接 设计计算与说明 满足强度要求 5 链上的键 选择双键C10 40GB1096 79 为刚性动连接 满足强度要求 键的计算参考文献 2 第六章 8 减速器附件的选择 1 端盖的设计参考文献 1 表9 9确定 为使制造方便 可灵活变动 取相对一致的值 如端盖的厚度一直 2 通气器参考文献 1 表9 6确定 选M1