二级圆锥--圆柱齿轮减速器-带式输送机传动装置的设计

一、设计任务书一、项目名称：机械产品设计二。项目目的机械产品设计项目训练是机械工程专业本科生学习机械设计课程后的重要实践教学环节。这也是首次结合模拟实际工程对学生进行综合设计训练。项目涉及的主要核心课程包括工程制图、理论力学、材料力学、金属技术、机械工程材料、互换性与技术测量、机械原理、机械设计、机械制造技术基础等。通过项目培训达到以下目的的愿望：1.培养学生综合运用机械设计课程和其他已有课程的基本理论和知识，以及结合生产实践分析和解决实际工程问题的能力，使所学理论知识得到整合和协调应用；2.培养学生熟悉和掌握常用机械零件、机械传动装置或简单机械的设计方法和步骤，树立正确的工程设计理念，培养独立、全面、科学的工程设计能力，为今后的专业课程设计、毕业设计和工程设计打下必要的基础；3.使学生在工程计算、机械制图、设计数据应用、熟悉国家标准、规范、使用经验数据、经验估算等方面得到全面训练。并熟悉和掌握机械设计的基本技能。三。项目任务要求1.设计主题(1)典型机械产品设计：如捣固机设计、简易机器人设计等。(2)电动葫芦传动装置的设计。(3)电动输送机传动装置的设计。2.任务要求(1)主题1:完成典型机械产品的总体设计和主要部件的设计。(2)主题2和主题3:完成提升或运输机械系统的总体方案设计和减速器主要部件的设计。该系统应包括机械设计课程中讲授的主要内容，如齿轮或蜗轮减速器、皮带传动或链传动、轴承、联轴器等。3.设计内容机械产品设计课程设计包括理论分析和设计计算、图纸技术设计和技术文件编写。(1)理论分析和设计计算a)总体方案设计：分析设计方案，确定最佳功能原理方案。b)设计参数的确定：进行传动系统的运动设计和计算。c)基本尺寸的确定：根据设计方案和零件的选择，进行相应的动态计算和能力校核。(2)绘图技术设计a)机械系统的总体布局。b)主要部件的总装配图。c)典型零件加工图。(3)技术文件的编制：a)设计方案的经济技术评价。b)准备设计计算说明。4.项目实施过程的要求本项目是机械产品设计，要求学生完成完整的机械产品设计。在设计过程中，应以机械系统设计的思想，按照机械产品设计的一般程序和步骤进行设计工作。成品设计方案应完善合理，设计参数的选择应合理，图纸应符合国家标准和规范。设计完成后，应提交设计图纸和设计计算书。本项目结合机械设计课程实施，贯彻CDIO“做中学”的教学理念。每个设计阶段和每个设计计算都必须获得一定的能力训练。四、学生的分组1.为了培养学生的团队精神，学生分组完成项目训练。2.项目团队应根据选题的复杂性和难度合理确定团队数量，以确保每个学生都有自己的设计内容和适当的工作量。3.项目组成员强调，男女分布均匀，优势互补，能力相当匹配。4.项目组推荐一名学生担任组长，负责与老师和组员的沟通以及相关项目的任务管理考核一般分为三个阶段：第一阶段是总体设计和设计计算阶段，主要考核学生的设计方案、运动和功率计算以及主要传动部件的设计计算；第二阶段是结构设计阶段。结构设计在产品设计中起着主导作用。主要考核学生在结构设计中应考虑的安装、定位、加工和精度控制等方面的知识和实际工程能力。第三阶段是结果评估，评估产品设计的总体完成情况。学生按要求提供设计图纸和设计计算说明。每个阶段都需要一份书面报告。书面报告可以针对每个学生或一个小组(以讨论和讨论记录的形式)来培养和提高学生的书面交流能力。本项目的评估以学生的书面报告、课堂讨论和最终口头报告为准。具体分配如下：第一阶段书面报告15%第二阶段书面报告15%第三阶段书面报告的35%口头报告(团队报告)20%课堂讨论显示15%六.完成时间要求在2011年12月16日前提交完成的设计并完成培训任务。项目讲师：二。传输方案的制定该图如下：(图2)从图中可以看出，设备的原动机是电机，传动装置是减速器，工作机是运砂设备。减速器为两级膨胀圆锥-圆柱齿轮减速器，轴承最初选用深沟球轴承。联轴器2选用法兰联轴器，联轴器8选用齿式联轴器。表2 1原始数据皮带张力F(千牛)皮带速度V(米/秒)滚筒直径D(毫米)使用寿命(年)2.61.840010三、电机的选择计算项目计算和描述计算结果1.选择电机的类型根据应用选择y系列三相异步电动机。2.选择电机功率传送带的动力是pw=Fv/1000=2600 * 1.8/1000 Kw=4.68 Kw查表2-1，取一对轴承效率轴承=0.99，锥齿轮传动效率锥齿轮=0.96，斜齿圆柱齿轮传动效率齿轮=0.97，联轴节效率=0.99，由此得出电机和工作机之间的总效率为总计=4个轴承锥齿轮，2个联轴器=0.994*0.96*0.97*0.992=0.88电机所需的工作效率是P0=Pw/总计=4.68/0.88 Kw=5.32Kw根据表8-2，电机的额定工作功率为Ped=5.5Kw千瓦功率=4.68Kw总计=0.88P0=5.32KwPed=5.5Kw千瓦3.确定电机速度传送带皮带轮的工作速度为NW=(1000 * 60V)/d=1000 * 60 * 1.8/* 400 r/min=85.95 r/min从表2-2可以看出，如果锥齿轮传动比I锥=2 3，圆柱齿轮传动比I齿=3 6，则总传动比范围为I总计=i锥I齿=2 3 * (3 6)=6 18电机的速度范围为n0=nwi85.95 *(6 18)r/min=515.7 1547.1 r/minnw=85.95r/min表3 1替代电机及其参数模型同步速度求和序列额定功率/kw满载速度/(r/min)静态力矩最大转矩质量/kg额定转矩额定转矩Y132S1-41500转/分钟，4级5.514402.22.364Y132M2-61000转/分，6级5.59602.02.084Y160M2-8750转/分，8级5.57202.02.0119综合考虑，本例选用同步转速为1000转/分钟的电机，满载转速为nm=960r转/分钟，型号为Y132M2-6。四.传动比的计算和分配计算项目计算和描述计算结果1.总传动比i=nm/nw=960/85.95=11.17i=11.172.分配传动比高速齿轮比是i1=0.25i=0.25*11.17=2.79低传动比是i2=i/i1=11.17/2.79=4.00i1=2.79i2=4.00五、传动运动和动力参数的计算计算项目计算和描述计算结果1.每个轴的速度n0=960r/minn1=n0=960r/minN2=n1/i1=960/2.79 r/min=344.08 r/minn3=N2/I2=344.08/4r/min=84.02 r/minnw=n3=84.02r/minn1=n0=960r/minn2=344.08r/minnw=n3=84.02r/min2.每个轴的功率P1=P0=5.32 * 0.99千瓦=5.27千瓦P2=p11-2=p1轴承锥齿=5.27*0.99*0.96kw=5.01kwP3=p22-3=p2轴承直齿=5.01*0.99*0.97kw=4.81kwPw=p33-w=p3轴承接头=4.81*0.99*0.99kw=4.71kwp1=5.27kwP2=5.01千瓦P3=4.81千瓦Pw=4.71kw3.每个轴的扭矩t0=9550 P0/n0=9550 * 5.32/960 Nmm=52.92NmT1=9550 P1/n1=9550 * 5.27/960 Nmm=52.43NmT2=9550 p2/N2=9550 * 5.01/344.08 Nmm=139.05NmT3=9550 p 3/n3=9550 * 4.81/84.02 Nmm=546.72NmTw=9550 pw/NW=9550 * 4.71/84.02 Nmm=535.35NmT0=52.92Nm牛米T1=52.43Nm牛米T2=139.05牛米T3=546.72Nm牛米Tw=535.35牛米6.传动部件的设计与计算一、高速锥齿轮传动的设计与计算计算项目计算和描述计算结果1.选择材料、热处理方法和公差等级考虑到带式输送机是一台通用机器，大小锥齿轮均由45钢制成，小齿轮经过淬火和回火，大齿轮经过正火处理。表8-17中的齿面硬度hbw1为217-255，hbw2为162-217。平均硬度hbw1为236，hbw2为190。hbw1-hbw2为46。它介于30-50 hbw之间。选择8级精度。45钢小齿轮的调质处理大齿轮的正火处理8级精度2.变速器主要尺寸的初步计算由于它是一种软齿面封闭传动，它是根据齿面接触疲劳强度设计的。设计公式是d11)小齿轮传动扭矩为T1=52430Nmm毫米2)由于电压值未知，并且不能确定千伏值，因此可以选择初始负载系数Kt=1.3。3)从表8-19中，发现弹性系数ZE=189.84)对于正齿轮，节点面积系数ZH=2.5可从图9-2中找到5)齿数比=i1=2.796)取齿宽系数=0.37)容许接触应力可由以下公式表示图8-4e和a中的接触疲劳极限应力为小齿轮和大齿轮的应力循环分别为N1=60n 1 LH=60 * 960 * 1 * 2 * 8 * 250 * 10=2.304 * 109N2=N1/i1=2.304 * 109/2.79=8.258 * 108寿命系数ZN1=1，ZN2=1.05从图8-5中可以找到。如果安全系数SH=1取自表8-20，则有拿最初计算小齿轮分度圆的直径d1t，包括d1t69.78毫米3.确定传输大小(1)计算的荷载系数见表8-1。使用系数KA=1.0，齿宽中点的节圆直径为dm1t=d1t(1-0.5)=69.78 *(1-0.5 * 0.3)mm=59.313mm因此vm1=dm1tn 1/60 * 1000=* 59.313 * 960/60 * 1000m/s=2.98m/s根据图8-6，1级的精度降低。根据9级精度，动态负荷系统Kv=1.19。根据图8-7，齿载荷分布系数K=1.13，那么载荷系数K=KAKvK=1.0*1.19*1.13=1.34(2)由Kt计算的d1t需要校正，因为k与Kt非常不同，即D1=69.78=70.485毫米(3)要确定齿数，选择齿数Z1=23，Z2=uZ1=2.79*23=64.17，取Z2=64，则，在允许范围内(4)大模数m，查表8-23，取标准模数m=3.5 mm(5)大端分度圆的直径为d1=mZ1=3.5*23mm=80.5mm70.485d2=mZ2=3.5 * 64mm毫米=224毫米(6)锥节距为R=(7)齿宽b=0.3 * 70.374毫米=21.112毫米取b=25mm毫米d1=70.485mm毫米Z1=23Z2=64m=3.5mm毫米d1=80.5mm毫米