15-带式输送机传动系统设计【26页 4200 1.9 】【含CAD图纸】
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15-带式输送机传动系统设计【26页
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带式输送机传动系统设计摘摘 要要本次设计为毕业设计。此课题研究的目的是让我们对所学过的减速器知识做一次系统的总结与回顾，巩固与扩充“机械设计基础”等课程所学的内容，掌握冷减速器设计的方法和步骤。同时按照我们自己的设计思路与方法综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识，完整的进行一次减速器设计工作的实际训练，进而独立完成一整套减速器的设计。该设计由指导老师指导，一步一步按照要求，原则最终完成设计任务。 该设计的结果是有一套完整的减速器装配图。此装配图由三视图构成，可以将该减速器的工作状态表现出来，该毕业设计的难度一般，但在设计的过程中计算，计算较烦琐，要求的准确度也高。这次毕业设计贯通了专业知识，同时也提高了我们思考能力，以及动手查阅资料和手册、进一步巩固与熟悉标准和规范，并利用资料和手册的能力。本次设计，让我们收获很大，为我们以后的实际工作做好了铺垫，并积累了相当的经验。关键词关键词： 总体设计 V 带 齿轮 轴 箱体附件 箱体密封带式输送机传动系统设计AbstractThis design for graduation design. The research of this subject is to let the reducer knowledge learned to do a systematic summary and review, the consolidation and expansion of mechanical design basis course content, grasp the cold reduction methods and steps for design. At the same time, the actual comprehensive knowledge theory and application in the production of the professional courses according to the design idea and method of our own, complete a reducer design work of practical training, and then independently design a set of gear reducer. The design by the guide teacher guidance, step by step, in accordance with the requirements of the principle, the final completion of the design task. This design is the result of a complete set of speed reducer assembly drawings. The assembly consists of three views, the reducer working state display, the graduation design difficulty in general, but in the process of design calculation, the calculation is complicated, the required accuracy is high. The graduation design through the professional knowledge, but also improve our ability to think, and to access to information and manuals, to further consolidate and familiar with the standards and specifications, capacity and the use of data and manual. The design, so that we gain a lot, paving the way for the practical work of our future, and accumulated considerable experience. Keywords: overall design of V with gear box accessory box sealing带式输送机传动系统设计目目 录录摘 要 .1ABSTRACT .2目 录 .31 绪论 .51.1 带传动.51.2 圆锥-圆柱齿轮传动减速器.52 结构设计 .62.1 V 带传动.62.2 减速器内部的传动零件.63 设计计算过程及说明 .73.1 选择电动机.73.1.1 电动机类型和结构型式选择 .73.1.2 选择电动机容量 .73.1.3 选择电动机的转速 .73.1.4 确定电动机型号 .73.3 计算传动系统的运动和动力装置参数.73.4 带传动设计.83.4.1 定 v 带型号和带轮直径 .83.4.2 计算带长 .83.6 轴的设计.133.7 轴承的选择.213.8 键的选择.21带式输送机传动系统设计3.9 减速机箱体的设计.223.10 减速器附件设计.223.10.1 窥视孔和视孔盖 .223.10.2 通气器 .223.10.3 油面指示器 .223.10.4 放油孔和螺塞 .233.10.5 起吊装置 .233.10.6 定位销 .233.10.7 起盖螺钉 .234 设计小结 .24参考文献 .25致 谢 .26带式输送机传动系统设计1 绪论绪论通过查阅一些文献我可以了解到带式传动系统的设计情况，为我所要做的课题确定研究的方向和设计的内容。1.1 带传动带传动带传动是机械设备中应用较多的传动系统之一，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。1.2 圆锥圆锥-圆柱齿轮传动减速器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；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 0.71.0 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：P2m=P2*KA*KS*KR ，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。带式输送机传动系统设计2 结构设计结构设计2.1 V 带传动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。2.2 减速器内部的传动零件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，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。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。带式输送机传动系统设计3 设计计算过程及说明设计计算过程及说明3.1 选择电动机选择电动机3.1.1 电动机类型和结构型式选择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。3.1.2 选择电动机容量选择电动机容量工作机所需功率=7.98kw 1000FVPw10009 . 1*4200 =80.7r/mindVnw*14. 3*1000*60电动机的输出功率=10.4kwwdPP 77. 089. 7=*.* =0.82*0.98*0.95*0.98*0.97*0.98*0.98*0.97*0.98*0.98*0.99*0.96=0.771n确定电动机的额定功率Ped=Pd3.1.3 选择电动机的转速选择电动机的转速同步转速 1500r/min。3.1.4 确定电动机型号确定电动机型号选择 Y160M-4 额定功率 11kw 转速 1460r/min3.3 计算传动系统的运动和动力装置参数计算传动系统的运动和动力装置参数各轴转速: 电动机轴 =1460r/min0n带式输送机传动系统设计 减速箱输入轴 =486.7 r/min1n31460 高速轴 =235.1 r/min2n27 .486 低速轴 =58.8 r/min3n41 .235各轴输入功率: =11kw0PedP =*0.95=10.45kw1PedP=*0.98*0.97*0.98=9.73KW2P1P=*0.98*0.97*0.98=9.07KW3P2P3.4 带传动设计带传动设计3.4.1 定定 v 带型号和带轮直径带型号和带轮直径工作情况系数 =1.1AK计算功率 =1.1*11=12.1kwcPAK0P选带型号 A型3.4.2 计算带长计算带长求 = (+)/2 =198.5mmmDmD0D1D求 =(-)/2=98.5mm0D1D2(+)=a=0.7*(+)1D2D1D2D初取中心距 a=600mm带长 L=Dm+2*a+=1839.5*基准长度 =2000mmdL带式输送机传动系统设计求中心距和包角中心距 a= + =344.18+337.06=681.24120z=/(+)*)=12.1/(1.32+0.17)*0.95*1.03)=8.3 取9cP0P0PK1K根求轴上载荷张紧力 =500*/v*z(2.5-)/+qv*v=500*12.1/(7.64*9)*(2.5-0FcPKK0.95)/0.95+0.10*=149.3N264. 7轴上载荷 =2*sin(/2)=2*9*149.3*sin(162.6/2)=2656.5NQF0F13.5 齿轮传动设计齿轮传动设计直齿锥齿: 轴交角=90 传递功率P=10.45kw 小齿轮转速=486.7r/m 传动比i=2.071n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=24 =i*=481z2z1z 选八级精度使用系数=1.0 动载荷系数=1.15AKvK齿间载荷分配系数 估计*Ft/b100N/mmHoKAK cos=u/=2/=0.89112u5 cos=1/=1/=0.44212u5=/ cos=24/0.89=26.971Vz1z1=/ cos=48/0.44=109.12Vz2z2v=(1.88-3.2(1/(2*)+1/(2*)cos=1.851V2V带式输送机传动系统设计=0.85z3/ )83. 14( =1.4HK21z齿向载荷分布函数 =1.9K载荷系数 =1*1.5*1.4*1.9=3.99KAKvKKK=680Mpa2limH接触最小安全系数=1.5limHS接触寿命系数 =1.01NZ2NZ许用接触应力 = */=710*/1.05=676Mpa1H1limH1NZlimH = */=680*/1.05=648Mpa2H2limH2NZlimH小轮大端分度圆直径 =0.31dR =70mm1d322R1*)0.5-(1 *7 . 4HzzzuTkHER验算圆周速度及Ka*Ft/b =(1-0.5R) =(1-0.5R)70=59.5mm1md1d =3.1459.5*486.7/60000=1.5m/smV1000*6011ndm =tFNdmT2 .6895 .5920505*2211 b=*R=*d/(2*sin)=*/(2*=20.4mmRR1R1d2cos1*/b=1.0*689.2/20.4=33.8N/mm100N/mmaKtF确定传动尺寸大端模数 m=/=70/24=2.9mm1d1z带式输送机传动系统设计实际大端分度圆直径d =m=3*24=841d1z =m=3*48=1442d2zb=*R=0.3*80.5=24.15mmR齿根弯曲疲劳强度计算齿面系数 =2.72 =2.381FaY2FaY应力修正系数 =1.66 =1.781SaY2SaY重合度系数 =0.25+0.75/ =0.25+0.75/0.85=0.66Yav齿间载荷分配系数 */b100N/mmFKAKtF =1/=1/0.66=1.56FKY载荷系数 =1*1.15*1.56*1.9=3.4KAKvKKK许用弯曲应力 = lim/=600*1.0*1.0/1.25=480MPa1FF1NYxYminF =570*1.0*1.0/1.25=456MPa2F验算 =1F3232121111)5 . 01 (7 . 4umzYYYKTRRSzFa=15212*3*24*)3 . 0*5 . 01 (3 . 066. 0*66. 1*72. 2*20505*99. 3*7 . 423221F=152*2.38*1.78/(2.72*1.66)=142.6MPa2FYa2Fa1Fa2Fa1F1Y*YYY值 取=85dAdA初步计算的许用接触应力H1=0.96Hlim1=0.9*710=619MPa带式输送机传动系统设计 H2=0.9Hlim2=1.9*580=522MPa初步计算的小齿轮直径 =Ad=85*=48.1mm1d3211uuTHd32414522*139524齿数z和模数m 初步齿数=19; =i*19=4*19=761z2z和螺旋角 =/=50/19=2.63158tm1d1z =2.5mmnm =arcos=arccos2.5/2.63158=18.2tnmm使用系数 =1.10AK动载系数 =1.5vK齿间载荷分配系数 HK= arctan=arctan=20.9tcostann2 .18cos20tancos =cos18.220cos/20.9cos=0.95b齿向载荷分布系数 =A+B1+0.6*+c*b/1000=1.36HK21db21db =* * =1.10*1.05*1.76*1.36=2.76KAKvKHKHK弹性系数 =189.8EZMPa许用接触应力MPaMPaHH69079821验算=189.8*2.38*0.97=647MPa690uubdKTzzzHEH1221141450*5039524*76. 2*22MPa带式输送机传动系统设计齿根弯曲疲劳强度验算重合度系数 Ycos)11(*2 . 388. 021zzv =1.61 72. 061. 175. 025. 075. 025. 0vY螺旋角系数 Y75. 01*25. 0125. 01minY min85. 01202 .18*11120*1YY齿向载荷分配系数 FK1 . 372. 0*59. 159. 3Yr =1.76 FKYr齿向载荷分布系数 b/h=50.(2.25*2.5)=8.9FK =1.27FK载荷系数 K=*AKVK6 . 227. 1*75. 1*05. 1*1 . 1*FFKK许用弯曲应力 FMPaMPaFF34945621验算 90*!212111FFaFanFMPaYYYYmbdkT 1 .984*1*212212FFsaFaFsFaFFMPaYYYY3.6 轴的设计轴的设计输入轴选用45钢调质 MPaSMPaB360650带式输送机传动系统设计 mmnpcd1 .317 .48645.10*112*33 =tan1rFtFN3 .22389.8020tan*2 .689cos1=1aFNFt5 .86sintan1计算支反力水平面反力 =1102.7N1RF =-413.5N2RF垂直面反力 =-1235.7N1RF =4115.5N2RF许用应力许用应力值 MPaMPabb602 .10210应力校正系数 59. 05 .1026001bb当量弯矩图 mmNT.1209820505*59. 022)( TMMv带式输送机传动系统设计轴径 31 1 . 0bMdvmmmm357 .3260*1 . 02096743高速轴轴材料选用 45 钢调质,MPaMPaSB360650 7 .381 .23573. 9*2 . 133npcd取 d=40mm计算螺旋角 2 .18齿轮直径 小轮 =1dmmzmn50cos*1 大轮mmzmdn200cos*12小齿轮受力 转矩=9.55*1TmmNnP.385241 .235/73. 9*10*55. 91066圆周力 =2*/=2*39524/50=1581N tF1T1d径向力NFFntr8 .605costan画小齿轮轴受力图水平反力 =1358.1N1rF =912.1N2rF带式输送机传动系统设计垂直反力 =594.7N1rF =103.3N2rF水平受力图水平弯矩图垂直弯矩图带式输送机传动系统设计合成弯矩图画转矩图带式输送机传动系统设计应力校正系数 59. 0画当量弯矩图 22)( TMMv=50220N.mmmaxMv校核轴径 =20.340mm3 1 1 . 0bvMd低速轴 材料同前两轴 mmnpcd60*3 2 .18画大齿轮受力图计算支反力 水平反力 =1185.8 =395.2N1rF2rF带式输送机传动系统设计 垂直反力 =21.2N =584.6N1rF2rF垂直受力图水平弯矩图垂直弯矩图带式输送机传动系统设计合成弯矩图转矩图当量弯矩 22)( TMMemmNMe.7 .107645max 校核轴径带式输送机传动系统设计 =26e /=0.3e1aF1rF2aF2rF查表 =0.4 =1.61X1Y =1 =02X2Y当量动载荷 =*(*+*)=1.0*(0.4*1177.7+1.6*1228.4)1PPf1X1rF1Y1aF=2436.5N=*(*+*)= 4297.0N2Pdf2X2rF2Y2aF轴承寿命 =10hL年8264195)429763000(7 .48616670)(166703/102Pcnr同样,高速轴承和低速轴承分别用选用圆锥滚子轴承30210和30213。3.8 键的选择键的选择 MPap80带式输送机传动系统设计输入轴 L=20 (mm)810hb高速轴 L=20812hb低速轴 L=301118hbT=mmNdlhp.205056720080*35*)820(*8*4/1*413.9 减速机箱体的设计减速机箱体的设计 名称 符号 尺寸关系 结果 箱座壁厚 =0.025*a+38 箱盖壁厚 =0.02*a+38 11 a=221mmdd箱体凸缘厚度 , b=1.5=15;=1.5=15;=2.5=25b1b2b1b12b加强肋厚度 , m=0.85=8.5; =0.85=8.5m1m1m1地脚螺栓直径 14d121)(018. 021mmdd地脚螺栓数目 n 44300200箱体座凸缘周长之一半n3.10 减速器附件设计减速器附件设计3.10.1 窥视孔和视孔盖窥视孔和视孔盖窥视孔应该在箱盖顶部,以便观察,应在凸台上以便加工。3.10.2 通气器通气器在箱盖顶部,要适合环境,其尺寸要与减速器大小相合适。带式输送机传动系统设计3.10.3 油面指示器油面指示器应该设在油面比较稳定的地方,如低速轴附近。用圆形油标,有标尺的位置不能太高和太低,以免溢出油标尺孔座。3.10.4 放油孔和螺塞放油孔和螺塞放在油的最低处,平时用螺塞塞住,放油孔不能低于油池面,以免排油不净。3.10.5 起吊装置起吊装置吊环可按起重重量选择,箱盖安装吊环螺钉处设置凸台,以使吊环螺钉有足够的深度。3.10.6 定位销定位销用圆锥销作定位销,两定位销的距离越远越可靠,常设在箱体连接凸缘处的对角处,对称布置。直径d=0.8d2。3.10.7 起盖螺钉起盖螺钉装在箱盖连接凸缘上,其螺纹长度大于箱体凸缘厚度,直径可与连接螺钉相同。带式输送机传动系统设计4 设计小结设计小结通
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