课程设计说明书模板37989.doc

此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 目目 录录 一 一 传动装置的总体设计传动装置的总体设计 2 1 拟定传动方案 2 2 选择电动机 2 3 确定传动装置的总传动比及其分配 3 4 计算传动装置的运动和动力参数 3 二 二 传动零件的设计计算传动零件的设计计算 4 1 V 带 4 2 齿轮 5 三 三 轴的设计轴的设计 7 1 高速轴的设计 7 2 确定轴的结构 8 3 求轴上的载荷 9 4 按弯扭合成应力校核轴的强度 10 四 四 轴承的校核轴承的校核 10 1 高速轴轴承校核 10 2 低速轴轴承校核 10 3 联轴器的选择和计算 10 五 五 键联接的选择和强度校核键联接的选择和强度校核 11 1 高速轴与带轮用键联接的选择和强度校核 11 2 高速轴与齿轮用键联接的选择和强度校核 11 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 设计带式输送机的传动装置设计带式输送机的传动装置 此带式输送机是运送原料的传动装置 设计的原始数据有 输送带牵引力 F 6035N 输送带速 度 v 1 67m s 传动滚筒直径 D 470mm 工作条件及要求为 滚筒及运输带效率 0 94 工作时 载荷有轻微冲击 室内工作 水分和 颗粒为正常状态 产品生产批量为成批生产 允许总速比误差 4 要求齿轮使用寿命为 10 年 二班工作制 轴承使用寿命不小于 15000 小时 请设计一级直齿圆柱齿轮减速器 解 解 一 一 传动装置的总体设计传动装置的总体设计 1 拟定传动方案拟定传动方案 本传动装置采用一级圆柱齿轮减速器 用带传动将电动机与减速器相连 如下图 2 选择电动机选择电动机 1 选择电动机的类型 按工作条件和要求 选用一般用途的 Y 系列三相异步电动机 2 选择电动机功率 输送机所需功率 KW Fv Pw08 10 1000 67 1 6035 1000 电动机所需功率 08 10 Pw Pd 式中 由电动机至输送带的传动总效率 2 123456 V 带传动效率 取0 94 1 1 一对滚动轴承效率 滚子轴承 取0 98 2 2 一对圆柱齿轮传动效率 取 8 级精度的一般齿轮传动的值 0 97 3 3 弹性联轴器效率 取0 99 4 4 传动滚筒的效率 取0 94 5 5 传动滚筒的轴承效率 取0 98 6 6 799 0 98 0 94 0 99 0 97 0 98 0 94 0 2 KWPd 6 12 799 0 08 10 查表选取电动机的额定功率kwPe15 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 3 选择电动机的转速传动滚筒转速min 90 67 47014 3 67 1 100060100060 r D v n 由表推荐的传动比合理范围 取 V 带传动比 一级圆柱齿轮减速器的传动比 1 2 4i 2 3 5i 故电动机转速可选范围为 符合这范围的电动机min 6 1629 4 4079 67 24 6 rni nd 同步转速有 750 1000r min 两种 根据计算出的容量 由课本附表 8 1 查出有两种适用的电动机型 号 其技术参数及传动比的比较情况见下表 转速 r min 方案电动机型号额定功率 kW 同步转 速 满载转 速 堵转转矩 额定转矩 最大转矩 额定转矩 减速器 的总传 动比 1Y160L 415150014602 22 221 5 2Y180L 61510009701 82 014 29 综合考虑电动机和传动装置的尺寸 重量 价格 传动比及市场供应情况 因方案 2 电动机转 速低 外廓尺寸及重量较大 价格较高 所以选择方案 1 电动机型号为 Y160M 6 因要采用带 传动 选择机座带底脚 端盖无凸缘的电动机 其主要安装尺寸为 Y160L 4 型电动机的安装尺寸 型电动机的安装尺寸 轴伸尺寸 中心高 H 外形尺寸 L AC AD HD DE 装键部分尺 寸 F GD 底脚安装 尺寸 A B 地脚螺栓孔 直径 K 160 645 420 385 42110 12 8254 254 15 3 确定传动装置的总传动比及其分配确定传动装置的总传动比及其分配 减速器总传动比 5 21 9 67 1460 n i nm 式中 m n 电动机的满载转速 r min 取 V 带传动比 1 i 4 那么 齿轮箱传动比 4 5375 5 4 5 21 1 2 i i i 实际总传动比 6 214 54 21 i ii 传动滚筒实际转速 min 59 67 6 21 1460 r n n n m 滚筒转速误差 合适 4 46 0 59 67 59 67 9 67 n n n 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 4 计算传动装置的运动和动力参数计算传动装置的运动和动力参数 1 各轴的输入功率 电动机轴 kw pd 08 10 轴 高速轴 kw pp d 5 994 0 08 10 11 轴 低速轴 kw pp 03 9 97 0 98 0 5 9 3212 滚筒 kw pp 76 8 99 0 98 0 03 9 4223 2 各轴的转速 电动机轴 min 1460r nm 轴 min 365 4 1460 1 1 r i n n m 轴 min 59 67 4 5 365 2 1 2 r i n n 滚筒 min 59 67 23 r nn 3 各轴的输入转矩 电动机轴 Nm n p T m d d 93 65 1460 08 10 95509550 轴 Nm n p T 6 248 365 5 9 95509550 1 1 1 轴 Nm n p T 9 1275 59 67 03 9 95509550 2 2 2 滚筒 Nm n p T 7 1237 59 67 76 8 95509550 3 3 3 把上述计算结果列于下表 参数 轴名 输入功 率 kW 转速 n r min 输入转矩 T N M 传动比 i效率 电动机轴 10 08146065 93 轴 9 5365248 6 40 94 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 5 40 95 轴 9 0367 591275 9 滚筒 8 7667 591237 7 10 97 二 传动零件的设计计算二 传动零件的设计计算 1 V 带带 选择普通 B 型 V 带 跟据公式求出计算功率 查课本 P71 表 6 7 取 得 dA PK P 1 4 A K kwp K p A d 11 1408 104 1 查课本 P72 图 6 8 P68 表 6 4 选取小带轮直径则大带轮直径 1 132 d dmm 取标准值 211 4 132528 dd di dmmmm 2 530 d dmm 验算 合符要求 smvsmsmv nd md 25 5 1 10 100060 146013214 3 100060 1 且 初选两带轮中心距 012 660 dd addmm 查课 22 21 0012 0 530 1323 14 22 6601325302419 34 2424 660 dd ddd dd Laddmm a 本 P64 表 6 3 取2500 d Lmm 实际中心距 0 0 25002419 34 660700 33 22 dd LL aamm min 0 015700 330 015 2500662 83 d aaLmm max 0 03700 330 03 2500775 33 d aaLmm 小带包角 21 1 530 132 18057 318057 3147 44 700 33 dd dd a 根据公式求 V 带根数 查课本 P69 表 6 5 取 P1 2 12 查课本 P73 表 6 8 取 11 d aL P z PP K K 查课本 P73 表 6 10 取 查课本 P74 表 6 11 取 得 V 带数量 1 0 3P 1 a K 1 03 L K 93 3 03 1 1 3 012 2 42 9 11 pp pd z 由以上分析计算可知 4 根 B 型 V 带传动可用 查表得 B 型 V 带带轮槽间距为带轮边 所以带轮宽为19emm mmf 5 12 3e 2f 3 19 2 12 5 82mm 带轮受力分析 单根 V 带的预紧力Nq zv v p k F d a 6 38217 0 7 63 08 10 1 1 5 2 5001 5 2 500 7 6 22 0 作用在带轮轴上的压力Nz o Q a FF 6 4407 96 0 sin4 6 3823 2 sin3 44 1471 0max 其中查课本 P64 表 6 2 所取 0 17 qkg m 2 齿轮齿轮 1 选择材料及精度等级 考虑是普通减速速器 载荷不大 故选用软齿面齿轮传动 选大 小齿轮的材料和热处理方式为 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 小齿轮 45 钢 调质处理 硬度为 240HBS 比大齿轮高 25 50HBS 大齿轮 45 钢 正火处理 硬度为 200HBS 初选齿轮传动精度等级为 8 级 2 确定计算准则 该齿轮传动属闭式软齿面 针对齿面点蚀 先按齿面接触疲劳强度计算几何尺寸 然后按齿根 弯曲疲劳强度校核 3 按齿面接触疲劳强度计算 小齿轮分度圆直径为 1 d 2 1 3 1 1 2 32 E dH KTZu d u AA 选取载荷系数按中等冲击 取 K1 4K 选取齿宽系数齿轮相对于轴承对称布置 两轮均为软齿面 取 d 1 d 确定材料的弹性系数两轮均为钢 则 E Z189 8 E Z 确定许用接触应力齿轮材料 45 钢 调质或正火 查表得 H 小齿轮 硬度为 240HBS 1 3800 7 240548 H MPaMPa 大齿轮 硬度为 200HBS 2 3800 7 200520 H MPaMPa 取较小值和其他参数代入公式 可初算小齿轮分度圆直径为 2 H 973 88 62 4 162 4 1 6 2484 1 32 2 1 32 2 520 8 189 10 2 3 3 2 1 1 H E u u K Z T d d 4 确定主要的几个参数 中心距 mmmmia d 71 2844 51 2 973 88 1 2 1 考虑加工 测量的方便 圆整后取 a 300mm 模数由经验公式可得 m m 0 007 0 02 a 0 7 0 02 300mm 2 1 6mm 可选择的模数有 2 5 3 4 5 跟据公式 计算出相对应符合要求的齿数详 12 2a zz m izz 112 见下表 可选模 数 总齿数 小齿齿 数 大齿齿 数 传动比 总传动 比 2 5240352055 8523 4 3200301705 6722 68 4150231275 5222 08 5120191015 3221 26 因对于软齿面闭式传动 在满足齿根弯曲疲劳强度的前提下 宜采用较多齿数 一般取值在 1 z 20 40 之间 所以取 m 2 5mm 其他几何尺寸 分度圆直径 2 5mm 35 87 5mm mz d1 1 d2 mz2 2 5 205 512 5mm 齿顶圆直径 da1 d1 2m 87 5 2 2 5mm 92 5mm da2 d2 2m 512 5 2 2 5mm 517 5mm 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 齿根圆直径 mmmmm ddf 25 815 25 2 5 875 2 11 mmmmm ddf 25 5065 25 2 5 5125 2 22 齿轮宽度 mmmm db d 5 87 5 871 12 mm bb 5 92 10 5 21 齿轮的圆周速度 smV nd 67 1 100060 5 8736514 3 100060 11 查课本 P105 表 7 5 确定选择齿轮传动精度等级为 8 级可以 校核齿根弯曲疲劳强度 确定复合齿形系数查课本 P110 表 7 10 得 FS Y06 4 205 06 4 35 2 2 1 1 y z y z FsFs 确定许用弯曲应力齿轮材料 45 钢 调质或正火 查课本 P108 表 7 9 得 F 小齿轮 硬度为 240HBS 1 1400 2 240 188 F MPaMPa 大齿轮 硬度为 200HBS 2 1400 2 200 180 F MPaMPa 校核计算 MPa F MPaMPa K znb T F 188 7 14706 4 35 5 87 7 2484 122 1 2 3 1 2 2 1 1 5 2 10 MPa F MPaMPa y y Fs Fs FF 188 7 147 06 4 06 4 7 147 2 1 2 12 齿根弯曲强度足够 三 轴的设计三 轴的设计 计算之前 先将所需的数据统计如下根据 课程设计指导书 P17 表 4 1 统计 输送机所需功率Pw10 08Kw 电机所需功率Pd12 6Kw 电机功率Pe15Kw 传动滚筒转速n67 9r min 电动机型号Y160L 4 总传动比i21 5 带传动比i14 减速器传动比i25 4 齿轮中心距a300mm 模数m2 5mm 箱座壁厚 8mm 箱盖壁厚 1 8mm 箱盖凸缘厚度b112mm 箱座凸缘厚度b12mm 箱座底凸缘厚度b220mm 地脚螺钉直径df24mm L1L2L3 Ft rF Fa 4d C w B RBH BV R Ft RBV A DH R BH R BV R a F rF a F RBV a M Fa 4 d2 a b c d e f RDv MH v M M D RDH Dv R Mv1 v2 M H M M1 2 M T d1 M d2 M Md T 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 地脚螺钉数目n6 轴承旁连接螺栓直径d120mm 盖与座连接螺栓直径d212mm 连接螺栓 d2 的间距l150 200mm 轴承端盖螺钉直径d310mm 检查孔盖螺钉直径d48mm 定位销直径d10mm 箱内宽112 5mm 轴承外径D160mm 轴承端盖螺丝孔距离D0125mm 轴承端盖外径D2220mm 轴承端盖外沿厚e12mm 轴承端盖螺丝孔径d011mm 轴承端盖与箱体配合长度Lp15mm 3 高速轴的设计高速轴的设计 1 选择轴的材料 选取 45 钢 正火处理 HBS 200 查课本 P206 表 11 2 得 抗拉强度极限 屈服极600 b MPa 限 弯曲疲劳极限 许用弯曲应力 取 A 110 300 s MPa 1 240MPa 1 55MPa 2 初步估算轴的最小直径 按式 7 12 取 A0 110 得 mmmmAd n p 25 33 365 08 10 110 33 1 1 输出轴的最小直径dmin 与显然是安装联轴器处轴的直径 11 23 考虑轴上有一键槽 将轴径增大 3 则mm d 25 3403 1 25 33 min 为使dmin 与联轴器孔径相适应 需同时选联轴器型号 为补偿轴的可能位移 选择弹性柱 销联轴器 其计算转矩 Tca KA T3 查表 9 2 考虑工作转矩变化很小 故取 Ka 1 3 则 Tca KA T3 1 3 1404 1732 78 N mm 按照计算转矩 Tca 应小于联轴器的公称转矩的条件 查标准 GB T5014 85 选用 HL4 型弹性 柱销销联轴器 其公称转矩为 2000N m 半联轴器的孔径为 60mm 半联轴器的长度为 142mm 与轴配合的毂孔长度为 107mm 3 求作用在齿轮上的力 N aa Na NN F F FF d T F t a o tr t 26 5834 cos 71 5501 cos 62 1980tan71 5501tan 71 5501 5 87 1000 7 2402 2 20 1 1 4 确定轴的结构确定轴的结构 1 拟定轴上零件的装配方案 本题的装配方案 已在前面分析比较 先选用图 11 4a 所 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 示的装配方案 轴的结构图如图 11 23 所示 2 根据轴向定位要求确定各轴段的直径和长度 具体步骤如下 联轴器处轴段 的直径d1 和长度 1 由所选联轴器毂孔直径可知d1 60 为保证轴端挡 圈只压在半轴器上而不压在轴的端面上 1 应比联轴器毂孔长度略短 故取 1 105mm 左端轴承端盖处轴段 的直径d2 和长度 2 因联轴器右端用轴肩定位 按d1 60mm 轴肩 高度 h 0 07 0 1 d1 4 2 6 取 h 6mm 则 d2 60 2 6 mm 72mm 由减速器及轴承端盖的结构确 定轴承端盖的总宽度为 20mm 为便于轴承端盖的装拆及对轴承添加润滑脂 取端盖的外端面与联 轴器右端面的距离为 30mm 故 l2 20 30 mm 50mm 轴承处轴段 及轴段 的直径d3 d7和长度 3 7 因轴承同时承受径向力和轴向力 故 选用单列圆锥滚子轴承 为便于轴承从左端装拆 轴承内径 d3 应稍大于 d3 并符合滚动轴承标准 内径 故d3 75mm 初定轴承型号为 30315 其尺寸为d D T 75 160 37 两端轴承相同 故取d6 75mm 取齿轮左端距箱体内壁之距离 a 16mm 考虑箱体铸造误差 取滚动轴承与箱体 内壁的距离s 8mm 为使齿轮定位可靠 齿轮毂孔宽度比与其配合的轴段长度大 2mm 已知滚动轴 承宽 T 36mm 故 l3 37 8 16 2 mm 63mm 右端 6 8 T 45mm 齿轮处轴段 的直径d4和长度 4 考虑到齿轮从左端装入 齿轮孔径应稍大于轴承处直径 d3 并取标准直径 GB T2822 1981 故 d4 80mm 根据轴段长度比齿轮轮毂宽度小于 2mm 而 齿轮宽度了 b 92 5mm 故确定 l4 92 5 2 90 5mm 轴环处轴段的直径d5和长度 5 因右端滚动轴承采用轴决肩进行轴向定位 轴肩高 h 0 07 0 1 d4 5 6 7 1 mm 取h 6mm 则d5 80 2 6 92mm 根据轴环宽度b 1 4 h 1 4 6 8 4mm 取 5 10mm 3 轴上零件的周向定位 齿轮 半联轴器与轴的周向固定均采用 A 型普通平键联接 齿 轮处按d4 80mm 采用键 22 80GB T1096 2003 截面尺寸 b h 22 14 为保证齿轮与轴配合 有良好的对中性 选择齿轮轮毂与轴的配合为 H7 m6 联轴器处按 d 60 采用键 18X60 截面尺寸 bXh 18X11 半联轴器与轴的配合为 H7 k6 滚动轴承与轴的周向固定是借过渡配合来保证的 此滚动轴承内圈与轴的配合采用基孔制 轴的直径尺寸公差为 m6 4 确定轴上圆角和倒角尺寸 参考表 11 4 各轴肩处的圆角半径见图 11 23 取轴端倒 角为 C2 3 求轴上载荷 求轴上载荷 1 定跨距 在确定轴承支点位置时 应从轴承标准查取 a 值 参考图 11 14 对于 30315 型圆 锥滚子轴承 查得 a 27mm 因此 作为简支梁的轴的支承跨距 L2 L3 63 45 25 27 90 5 45 25 10 116 5 37 27 81 25 144 75 226 2 作轴的计算图并求轴的支反力 水平面的支反力 NN NN RFR LL LF R BHtDH t BH 2043 363929 5682 3639 226 75 14429 5682 32 3 垂直面的支反力 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 NN NN RFR LL LFdF R BVrDV ra BV 330 237662 2045 2376 226 75 14462 20452 8076 6025 2 32 34 2 作弯矩图及转矩图 水平面弯矩图 297489N mmmmN LRMBHH 75 813639 2 垂直面弯矩图 mmNmmN LRMBVV 194238 75 812376 21 mmNmmN LRMDVV 5 47767 75 144330 32 合成弯矩图 N mm355286 297489194238 2222 11 mmN MMMHV N mm301300 297489 5 47767 2222 22 mmN MMMHV 转距图 T 1237 7N M 当量弯矩图 N mm823233 12377006 0 355286 2 2 2 2 11 mmN aT MMd 301300N mm MMd22 4 按弯扭合成应力校核轴的强度 按弯扭合成应力校核轴的强度 由轴的结构简图及当量弯矩图可知 C 处左侧截面上当量弯矩最大 是轴的危险截面 是轴的危险截面 进行校核 时 通常只校核轴上承受最大当量弯矩的截面强度 则可得 MPaMPa d W M z d d 08 16 1 0 823233 1 0 823233 80 33 4 1 前面已