带式输送机的传动装置单级圆柱齿轮减速器
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目录
一、 传动方案分析………………………………………… 1
二、 电动机的选择………………………………………… 1
三、 计算总传动比及传动比分配………………………… 2
四、 计算传动装置的运动和动力参数…………………… 3
五、 传动零件的设计计算………………………………… 4
六、 轴的设计计算………………………………………… 10
七、 滚动轴承的寿命计算………………………………… 16
八、 键连接的选择及校核………………………………… 16
九、 联轴器的选择………………………………………… 17
十、 减速器箱座与箱盖的设计…………………………… 17
十一、 减速器附件设计………………………………… 19
十二、 密封与润滑……………………………………… 20
参考文献…………………………………………………… 22
1 正文
一、 传动方案分析
根据任务书的要求,设计题目为带式输送机的传动装置,主要设计单级圆柱齿轮减速器。
本设计方案中原动机为电动机,工作机为带式输送机。传动方案采用了两级降速传动,第一级为带传动,第二级为单级圆柱齿轮减速器。
带传动承载能力较低,在传递相同转矩时,结构尺寸较其他装置大,但有过载保护的优点,还可以缓和冲击和震动。第一级采用带传动可以降低传递的转矩,减小带传动的结构尺寸,故带传动布置在传动的高速级是合理的。低速级使用的齿轮减速器具有传动效率高、寿命长、结构简单、成本低、使用维护方便等优点。
二、 电动机的选择
(1)选择电动机类型
按已知的工作要求和条件,选用Y型三相异步电动机。
(2)传动装置的总效率
卷筒联轴器齿轮轴承带总••••3
查相关参考资料可知各部分的效率为:
97.096.097.098.096.0卷筒联轴器齿轮轴承带,,,,
则有:卷筒联轴器齿轮轴承带总••••3
816.097.096.097.098.096.03
(3)所需电动机的输出功率 2 所需电动机的输出功率为:总wdPP
工作机所需的工作功率为:1000PF
所以KW58.4816.010007.1102.210003总FPd
(4)确定电动机转速
卷筒工作转速为:min34.7742014.37.1100060D100060rn卷筒
根据传动比合理范围,取V带传动比4~21i,单级圆柱齿轮减速器的传动比6~32i,则总传动比的合理范围24~6i,故电动机转速可选范围为:min1856~46434.77)24~6(rnind•卷筒
根据功率和转速,由相关参观资料可查出有多种使用的电动机型号,经过综合考虑考虑电动机性能和传动装置的尺寸、质量、价格以及带传动减速器的传动比,选用同步转速为min1000rnd,电动机的型号为Y132M2-6,其主要性能参数为:额定功率5.5KW,满载转速min960r.
三、 计算总传动比及传动比分配
(1) 计算总传动比
41.1234.77960卷筒电动机nni
(2) 分配传动装置各级传动比
取V带传动比1.31i,由总传动比21iii•得
减速器的传动比为41.341.1212iii 3 四、 计算传动装置的运动和动力参数
(1) 计算各轴的转速
电动机轴:min960rn电动机
Ⅰ轴减速器高速轴:min68.3091rinn电动机
Ⅱ轴减速器低速轴:min42.772rinn
卷筒轴: min42.77rnn卷筒
(2) 计算各轴的输入功率
Ⅰ轴:KWPPd4.496.058.4•电动机
Ⅱ轴:KWPP18.497.098.04.4••齿轮轴承
卷筒轴:KW93.396.098.018.4••联轴器轴承ⅢPP
(3) 各轴的输出转矩
电动机的输出转矩:mNnPTdd56.4596058.495509550电动机
Ⅰ轴:mNnPT69.13568.3094.495509550
Ⅱ轴:mNnPT62.51542.7718.495509550ⅡⅡⅡ
卷筒轴:mNnPT78.48442.7793.395509550ⅢⅢⅢ
各轴的运动和动力参数
轴名 功率KWP 转矩)(mNT 转速)min(1rn 传动比
电动机 4.58 45.56 960 3.1
4
1 Ⅰ轴 4.4 135.69 309.68
Ⅱ轴 4.18 515.62 77.42
卷通轴 3.93 484.78 77.42 4 五、 传动零件的设计计算
(1) 普通V带传动的设计计算
1. 确定计算功率
查表9-8得:工况系数1.1AK
KWPKPAc05.65.51.1•
2. 选择普通V带型号
根据cP和小带轮转速1n,由图9-6选择V带型号,可选择两种型号A型带和B型带
方案一:选择A型V带
1. 确定小带轮的基准直径
mmd100~801,应min1dd,取mmdd100max1
2. 确定大带轮的基准直径
mmnndd3102122,查表9-2,取标准值,得mmd3152
3. 验算V带速度
smndV510006096010014.310006011带
4. 确定中心距及V带的基准长度
初定中心距)(2)(7.0:210210ddadda
得:mmaa5008305.29000取
带长mmaddddaL66.16744)()(2202212100
查设计手册表6.1-7,基准长度取标准值得mmLd1600
则实际中心距mmLLaad67.462200 5 5. 验算小带轮包角
3.57180121add
3.5767.462100315180
12036.153 合理
6. 单根V带传递的额定功率
查设计手册表6.1-18c得:
KWPV95.0
7. 确定V带根数Z
查表6.1-18c功率增量11.00P,查表6.1-14包角系数93.0K,查表6.1-16带长修正系数93.0LK
则LccKKPPPPPZ)(][00
58.693.093.0)11.095.0(05.6
取Z=7 (不合理舍去此方案)
方案二:选择B型V带
1.确定小带轮的基准直径
mmd140~1121,应min1dd,取mmdd140max1
2.确定大带轮的基准直径
mmnndd4342122
3.验算V带速度
smsmndV503.710006096014014.310006011带
4.确定中心距及V带的基准长度 6 初定中心距)(2)(7.0:210210ddadda
得:mmaa75011488.40100取
带长mmaddddaL24304)()(2202212100
查表9-3,基准长度取标准值得mmLd2500
则实际中心距mmLLaad785200
5.验算小带轮包角
3.57180121add
3.57785140434180
12054.158 合理
6.单根V带传递的额定功率
查设计手册表6.1-18d得:
KWPV08.2
7.确定V带根数Z
查表6.1-18d功率增量3.00P,查表6.1-14包角系数95.0K,查表6.1-16带长修正系数03.1LK
则LccKKPPPPPZ)(][00
6.203.195.0)3.008.2(05.6
取Z=3
8. 计算单根V带的预紧力
查表6.1-15每米长度的质量117.0mkgq 7 20)15.2(500qKZPFc
N42.24203.717.0)195.05.2(03.7305.65002
9. 计算作用在带轮轴上的力:
2sin200••ZFFr
N43.1425254.158sin342.2422
(2) 齿轮传动的设计计算
1. 选择齿轮材料及精度等级
小齿轮:45Cr调质,选硬齿面齿轮,硬度为280HBS
大齿轮:45调质,选软齿面齿轮,硬度为250HBS
因为是普通减速器,由表7-7选择精度为8级,要求表面粗糙度mRa3.6~2.3
2. 许用应力H的计算
minlimHHNHSZ
查图7-24,解除疲劳寿命系数1NZ。查表7-9,安全系数1HS。查图11-17(b)接触疲劳强度极限MPaH7401lim
MPaH7002lim
则MPaH740174011
MPaH700170012
3. 按齿面接触疲劳强度设计
322211)()1(2HHEdZZiiKTd•计算小轮直径
查表7-10,载荷系数2.1K。查表7-11,材料的弹性系数8 MPaZE8.189。节点区域系数5.2HZ。
转矩mNT69.1351
确定齿数21ZZ、和齿宽系数d:
取小齿轮的齿数221Z,则大齿轮齿数882Z
由表7-14,选取1d
代入数据得322211)()1(2HHEdZZiiKTd•
23)7005.28.189(41)14(1069.1352.12
mm19.57
4.确定中心距和齿轮的工作宽度
mmiddda98.1422/)1(2/)(2121
圆整取mma150,mmiad60)1/(221
模数7.222/60/11zdm,取标准模数m=3
mmbmmbmmdbmmZZmammZmdd75,7066165)(21662231212111•圆整后,取
5.按齿根弯曲疲劳强度校核
确定有关系的参数:
①.查表7-12齿形系数25.2,81.221FFYY
②查表7-13应力修正系数77.1,56.121SSYY
③许用弯曲应力F
由图11-19(b)得MPaF3101lim
MPaF2802lim