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文档简介
带式输送机传动装置设计1带式输送机传动装置设计摘要运输机械用减速器(JB/T90021999)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5862HRC;齿轮5458HRC。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306332HB,大齿轮273314HB,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、化工等通用机械其工作条件为A输入轴最高转速不大于1500R/MIN;B齿轮圆周速度不大于20M/S;C工作环境温度为4045度,当环境温度低于0度时,启动前润滑油应预热。从以上资料我们可以看出齿轮减速器结构紧凑、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。本文首先介绍了带式输送机传动装置的研究背景,通过对参考文献进行详细的分析,阐述了齿轮、减速器等的相关内容;在技术路线中,论述齿轮和轴的选择及其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,给带式输送机传动装置设计2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。关键词电动机,齿轮,轴,圆锥圆柱齿轮传动减速器目录一文献综述1二结构设计三设计计算过程及说明31选择电动机32传动装置的总传动比及其分配33计算传动装置的运动和动力装置参数34带传动设计45齿轮传动设计56轴的设计117轴承的选择228键的选择229减速机箱体的设计2310减速器附件设计23带式输送机传动装置设计311密封与润滑24四设计小节25五参考文献26六外文翻译271绪论通过查阅一些文献我们可以了解到带式传动装置的设计情况,为我所要做的课题确定研究的方向和设计的内容。11带传动带传动是机械设备中应用较多的传动装置之一,主要有主动轮、从动轮和传动带组成。工作时靠带与带轮间的摩擦或啮合实现主、从动轮间运动和动力的传递。带传动具有结构简单、传动平稳、价格低廉、缓冲吸振及过载打滑以保护其他零件的优点。12圆锥圆柱齿轮传动减速器YK系列圆锥圆柱齿轮传动减速器适用的工作条件环境温度为4040度;输入轴转速不得大于1500R/MIN,齿轮啮合线速度不大于25M/S,电机启动转矩为减速器额定转矩的两倍。YK系列的特点采用一级圆弧锥齿轮和一、二、三级圆柱齿轮组合,把锥齿轮作为高速级(四级减速器时作为第二级),以减小锥齿轮的尺寸;齿轮均采用优质合金钢渗碳淬火、精加工而成,圆柱齿轮精度达到GB/T10095中的6级,圆锥齿轮精度达到GB/T11365中的7级;中心距、公称传动比等主要参数均采用R20优先数系;结构上采用模块式设计方法,主要零件可以互换;除底座式实心输出轴的基本型外,还派生出输出轴为空心轴的有底座悬挂结构;有多中润滑、冷却、装配型式。所以有较大的覆盖面,可以满足较多工业部门的使用要求。减速器的选用原则(1)按机械强度确定减速器的规格。减速器的额定带式输送机传动装置设计4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0710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P2MP2KAKSKR,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/P1N100)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荷。2结构设计21V带传动带传动设计时,应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。22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值的范围内,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。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。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,带式输送机传动装置设计5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。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31选择电动机311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。312选择电动机容量工作机所需功率798KW10FVPW9142807R/MINDN36电动机的输出功率104KWWDP70890820980950980970980980970980980990960771N确定电动机的额定功率PEDPD313选择电动机的转速同步转速1500R/MIN。314确定电动机型号选择Y160M4额定功率11KW转速1460R/MIN32传动装置的总传动比及其分配带式输送机传动装置设计6I181带传动I2圆锥I25圆柱I478014633计算传动装置的运动和动力装置参数各轴转速电动机轴1460R/MIN0N减速箱输入轴4867R/MIN1346高速轴2351R/MIN278低速轴588R/MIN3N45各轴输入功率11KW0PED0951045KW1098097098973KW2098097098907KW3P各轴转矩T09550/720NM0NT19550/2050NM1T29550/3952NM3P2T39550/14931NM4N34带传动设计341定V带型号和带轮直径工作情况系数11AK计算功率1111121KWCP0选带型号A型带式输送机传动装置设计7小带轮直径100MM1D大带轮直径10011003297MM2大带轮转速4818R/MIN2N3460342计算带长求/21985MMMD01求/2985MM2A07121D2初取中心距A600MM带长LDM2A18395基准长度2000MMDL求中心距和包角中心距A344183370668124120数求带根V314/601000764M/SN传动比I/212带根数132KW0950PK103P017KWLZ/121/13201709510383CP01取9根求轴上载荷张紧力500/VZ25/QVV500121/7649250FCK带式输送机传动装置设计8095/0950101493N2647轴上载荷2SIN/2291493SIN1626/226565NQF0135齿轮传动设计直齿锥齿轴交角90传递功率P1045KW小齿轮转速4867R/M传动比I2071N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45号钢,217HB255HB平均230HB齿面接触疲劳强度计算齿数和精度等级取24I481Z21Z选八级精度使用系数10动载荷系数115AKVK齿间载荷分配系数估计FT/BE/03表达式可供评估,且结果变成所访问的变量。例如13;1351;它把变量3设置为数值65。带式输送机传动装置设计35变量可用于G代码地址常数,其中“地址”指的是字母AZ。在块中N1G0G90X10Y0;变量可以被设置为以下数值70;1190;110;200;而且块可以被替换为N1G7G11X1Y2;在运行时,变量中的数值可以被用作地址值。地址替换设置控制器地址AZ的常规方式是把一个常数添加到地址后面。例如G01X15Y37F20;分别把地址G、X、Y和F设置为1、15、37和200,并且因此指示控制器以20英寸/分钟的进给速度进行线性运动,G01,前进到X15Y37的位置。宏句法允许以任意变量或者表达式来替换常数。使用以下代码可以替换以前的语句11;25;337;420;G1X12Y3F4;在地址AZ(除了N或者O以外)上可允许的句法如下所示A101Y504135ZSIN1如果变量的数值与地址的范围不一致,控制器会产生报警。例如以下代码会导致范围错误报警,因为刀具的直径范围是从050。175;D1;当带式输送机传动装置设计36用一个变量或者表达式替换地址常数时,那么浮点数值会四舍五入到最低有效位。如果1123456,那么G1X1会把机床刀具移动到X轴上的1235。如果控制器处于公制模式,机床会移动到X轴上的123。当把一个未定义的变量用来替换一个地址常数时,那么就会忽略地址参考。例如,如果未定义1,那么块G00X10Y1;就会变成G00X10不会发生Y移动。宏语句宏语句是允许编程人员使用类似于标准编程语言的性能来操作控制器的代码指令行。包括有函数、运算符号、条件和算术表达式、指定语句和控制语句。在表达式中使用函数和运算符号来修改变量或者数值。函数使编程人员的工作更容易,而运算符号对于表达式来说极为重要。函数函数是可供编程人员使用的内置子程序。所有函数的形式是自变量和结果为浮点十进制数。HAAS控制器所提供的函数如下所示函数自变量结果备注SIN度十进制正弦COS度十进制余弦TAN度十进制正切ATAN十进制度反正切与FANUCATAN/1一样SQRT十进制十进制平方根ABS十进制十进制绝对值ROUND十进制十进制把小数四舍五入FIX十进制整数截去小数部分ACOS十进制度反余弦ASIN十进制度反正弦带式输送机传动装置设计37整数整数间接变量DPRNTASCII文本外部输出函数注意事项根据上下文情况,函数“ROUND”的工作方式截然不同。在算术表达式中,任何小数部分大于或者等于5的数字会四舍五入到整数;否则,小数部分会从数字中截去。11714;2ROUND1;(2被设置为20)131416;2ROUND1;(2被设置为30)当把ROUND函数用于地址表达式时,那么“ROUND”的自变量会被四舍五入到地址的有效精度。对于公制与角度尺寸来说,3位精度是默认的。对于英寸来说,4位精度是默认的。1100333;G0X11;(工件台移动到20067);G0XROUND1ROUND1;(工件台移动到20066);G0A11;(轴移动到2007);G0AROUND1ROUND1;(轴移动到2006);D167(目前把直径设置为2);固定与圆整1354;2ROUND1;3FIX1。2将被设置为4。3将被设置为3。运算符号可以把运算符号分为三类算术运算符号、逻辑运算符号以及布尔逻辑运算符号。算术运算符号算术运算符号由一元和二元运算符号组成。它们是带式输送机传动装置设计38一元加号123一元减号COS30二元加115二元减111乘123/除12/4MOD余数127MOD20(1被7整除)带式输送机传动装置设计39附件2外文原文IBITDISCRETEINPUTSINPUTSDESIGNATEDAS“SPARE”CANBECONNECTEDTOEXTERNALDEVICESANDUSEDBYTHEPROGRAMMER1BITDISCRETEOUTPUTSTHEHAASCONTROLISCAPABLEOFCONTROLLINGUPTO56DISCRETEOUTPUTSHOWEVER,ANUMBEROFTHESEOUTPUTSAREALREADYRESERVEDFORUSEBYTHEHAASCONTROLLERCAUTIONDONOTUSEOUTPUTSTHATARERESERVEDBYTHESYSTEMUSINGTHESEOUTPUTSMAYRESULTININJURYORDAMAGETOYOUREQUIPMENTTHEUSERCANCHANGETHESTATEOFTHESEOUTPUTSBYWRITINGTOVARIABLESDESIGNATEDAS“SPAR1064XAXIS1264CAXIS1065YAXIS1265UAXIS1066ZAXIS1266VAXIS1067AAXIS1267WAXIS1068BAXIS1268TAXIS带式输送机传动装置设计40TOOLOFFSETSEACHTOOLOFFSETHASALENGTHHANDRADIUSDALONGWITHASSOCIATEDWEARVALUES20012200HGEOMETRYOFFSETS1200FORLENGTH22002400HGEOMETRYWEAR1200FORLENGTH24012600DGEOMETRYOFFSETS1200FORDIAMETER26012800DGEOMETRYWEAR1200FORDIAMETERPROGRAMMABLEMESSAGES3000ALARMCANBEPROGRAMMEDAPROGRAMMABLEALARMWILLACTJUSTLIKEHASSINTERNALALARMSANALARMISGENERATEDBYSETTINGTHEMACROVARIABLE3000TOANUMBERBETWEEN1AND999300015MESSSAGEPLACEDINTOALARMLISTWHENTHISISDONE,“ALARM”FLASHESATTHEBOTTOMOFTHEDISPLAYANDTHETEXTINTHENEXTCOMMENTISPLACEDINTOTHEALARMLISTTHEALARMNUMBERINTHISEXAMPLE,15ISADDEDTO1000ANDUSEDASAND1999THEFIRST34CHARACTEROFTHECOMMENTWILLBEUSEDFORTHEALARMMESSAGETIMERSHAASMACROSCANACCESSTWOTIMERSTHESETIMERSCANBESETTOAVALUEBYASSIGNINGANUMBERTOTHERESPECTIVEVARIABLEAPROGRAMCANTHENLATERREADTHEVARIABLEANDDETERMINETHETIMEPASSEDSINCETHETIMERWASSETTIMERSINBEUSEDTOIMITATEDWELLCYCLES,DETERMINEPARTTOPARTTIMEORWHEREVERTIMEDEPENDENTBEHAVIORISDESIRED3001MILLISECONDTIMERTHEMILLISECONDTIMERISUPDATEDEVERY20MILLISECONDSANDTHUSACTIVITIESCANBETIMEDWITHANACCURACYOFONLY20MILLISECONDSATPOWERON,THEMILLISECONDTIMERISRESETTHETIMERHASALIMITOF497DAYSTHEWHOLENUMBERRETURNEDAFTERACCESSING3001REPRESENTSTHENUMBEROFMILLISECONDS3002HOURTIMERTHEHOURTIMERISSIMILARTOTHEMILLISECONDTIMEREXCEPTTHATTHENUMBERRETURNEDAFTERACCESSING3002ISINHOURSTHEHOURANDMILLISECONDTIMERSAREINDEPENDENTOFEACHOTHERANDCANBESETSEPARATELYSYSTEMOVERRIDES3003VARIABLE3003ISTHESINGLEBLOCKSUPPRESSIONPARAMETERITOVERRIDESTHESINGLEBLOCKFUNCTIONINGCODEINTHEFOLLOWINGEXAMPLESINGLEBLOCKISIGNOREDWHEN3003ISSETEQUALTO1AFTERM3003ISSET1,EACHGCODECOMMANDLINES24AREEXECUTED带式输送机传动装置设计41CONTINUOUSLYEVENTHOUGHTHESINGLEBLOCKFUNCTIONISONWHEN3003ISSETEQUALTOZEROSINGLEBLOCKWILLOPERATEASNORMALTHATIS,THEUSERMUSTPRESSCYCLESTARTSTARTEACHLINEOFCODELINES683003LG54G00G90X0VOG81RO2Z01F2OLOS2000M030O300T02M06G83R02Z1FL0LOX0Y0VARIABLE3004VARIABLE30O4ISAVARIABLETHATOVERRIDESSPECIFICCONTROLFEATURESWHILERUNNINGTHEFIRSTBITDISABLESTHEFEEDHOLDBUTTONIFFEEDHOLDISNOTTOBEUSEDDURINGASECTIONOFCODE,THENPUTVARIABLE3004,ASSIGNEDTO1BEFORETHESPECIFICLINESOFCODEAFTERTHATSECTIONOFCODESET3004TO0TORESTORETHEFUNCTIONOFTHEFEEDHOLDBUTTONFOREXAMPLEAPPROACHCODEFEEDHOLDALLOWED30041DISABLESFEEDHOLDBUTTONNONSTOPPABLECODEFEEDHOLDNOTALLOWED30O40ENABLESFEEDHOLDBUTTONDEPARTCODEFEEDHOLDALLOWEDTHEFOLLOWINGISAMAPOFVARIABLE3004BITSANDTHEASSOCIATEDOVERRIDESEENABLEDDDISABLED3004FEEDHOLDFEEDHOLDOVERRIDEEXACTTOPCHECK0EEE1DEE2EDE3DDE4EED5DED6EDD7DDD3O06PROGRAMMABLESTOPSTOPSCANBEPROGRAMMEDWHICHACTSLIKEANMOOTHECONTROLSTOPSANDWAITSUNTILCYCLESTARTISPRESSEDONCECYCLESTARTISPRESSED,THEPROGRAMCONTINUESWITHTHEBLOCKAFTERTHE3006INTHE带式输送机传动装置设计42FOLLOWINGEXAMPLE,THEFIRST15CHARACTERSOFTHECOMMENTAREDISPLAYEDONTHELOWERLEFTPARTOFTHESCREENIF1EQ01THEN3006101COMMENTHERE400144021LASTBLOCKMODALGROUPCODESTHEGROUPINGOFGCODESPERMITSMOREEFFICIENTPROCESSINGGCODESWITHSIMILARFUNCTIONSAREUSUALLYUNDERTHESAMEGROUPFOREXAMPLE,G90ANDG91AREUNDERGROUP3THESEVARIABLESSTORETHELASTORDEFAULTGCODEFORANYOF21GROUPSBYREADINGTHEGROUPCODE,AMACROPROGRAMCANCHANGETHEBEHAVIOROFTHEGCODEIF4003CONTAINS91THENAMACROPROGRAMCOULDDETERMINETHATALLMOVESSHOULDBEINCREMENTALRATHERTHANABSOLUTETHEREISNOASSOCIATEDVARIABLEFORGROUPZEROGROUPZEROGCODESARENONMODAL41014126LASTBLOCKMODALADDRESSDATAADDRESSCODESAZEXCLUDINGGAREMAINTAINEDASMODALVALUESTHEINFORMATIONREPRESENTEDBYTHELASTLINEOFCODEINTERPRETEDBYTHELOOKAHEADPROCESSISCONTAINEDINVARIABLES4101THROUGH4126THENUMERICMAPPINGOFVARIABLENUMBERSTOALPHABETICADDRESSESCORRESPONDSTOTHEMAPPINGUNDERALPHABETICADDRESSESFOREXAMPLE,THEVALUEOFTHEPREVIOUSLYINTERPRETEDDADDRESSISFOUNDIN4107ANDTHELASTINTERPRETEDIVALUEIS4104WHENALIASINGAMACROTOANMCODE,YOUMAYNOTPASSVARIABLESTOTHEMACROUSINGVARIABLES133INSTEAD,USETHEVALUESFROM41014126INTHEMACRO50015005LASTTARGETPOSITIONTHEFINALPROGRAMMEDPOINTFORTHELASTMOTIONBLOCKCANBEACCESSEDTHROUGHVARIABLES50015005,X,Y,ZA,ANDB,RESPECTIVELYVALUESAREGIVENINTHECURRENTWORKCOORDINATESYSTEMANDCANBEUSEDWHILETHEMACHINEISINMOTIONAXISPOSITIONVARIABLES5020XAXIS5021VAXIS5022ZAXIS5023AAXIS5024BAXIS5025CAXIS50215025CURRENTMACHINECOORDINATEPOSITIONTHECURRENTPOSITIONINMACHINECOORDINATESCANBEOBTAINEDTHROUGH50215025,X,Y,Z,A,ANDB,RESPECTIVELYTHEVALUESCANNOTBEREADWHILETHEMACHINEISINMOTIONTHEVALUEOF5023ZHASTOOLLENGTHCOMPENSATIONAPPLIEDTOIT50415045CURRENTWORKCOORDINATEPOSITIONTHECURR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