带式传动毕业设计
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明达职业技术学院毕业设计计算说明书设计题目——升降机传动装置及其电气控制设计专业机电一体化学生姓名唐瑞班级 09机电(3)班学号 62093323指导教师顾海洋完成日期 2011年12月20日前言“机械设计”是专科学校机械类及近代类有关专业的主要必修课,机械设计、课程设计是机械设计课程重要的综合性、实践性教学环节,是一次较全面的工程设计训练。
机械类的编者们,他们结合教学实际和近年来教学改革的经验及成果来编写。
如今,我国是机械制造类的大国,同时也缺少机械类的人才,目前大量培养技能型人才是我国重要的任务!首先让同学们了解到机械类制造的重要性,让同学们自己去锻炼,去挖掘书中所说的每一个内容,让他们成为机械类的人才,为国家机械制造作出自己的贡献!目录一、传动方案拟定 (4)二、电动机的选择 (4)三、确定传动装置总传动比及分配各级的传动比 (5)四、传动装置的运动和动力设计 (6)五、普通V带的设计 (7)六、齿轮传动的设计 (9)七、传动轴的设计 (11)八、箱体结构的设计 (16)九、键连接的设计 (17)十、滚动轴承的设计 (17)十一、润滑和密封的设计 (18)十二、联轴器的设计 (19)十三、设计小结 (19)一、传动方案拟定机械转动装置一般由原动机、传动装置、工作组和机架四个部分组成,根据各个转动的特点,带传动安排在高速级,齿轮传动放在低速级。
二、电动机选择1、电动机类型和结构的选择:选择Y系列三相异步电动机,此系列电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机,其结构简单,工作可靠,价格低廉,维护方便,适用于不易燃,不易爆,无腐蚀性气体和无特殊要求的机械。
2、确定电动机功率电动机所需工作功率为:Pw=FwVw/1000×ηw=1300×1.7/1000×0.95=2.45Kw由电动机至运输带的传动总效率为:η总=η1×η22×η3×η4×η5式中:η1、η2、η3、η4、η5分别为带传动、轴承、齿轮传动、联轴器和卷筒的传动效率。
取η1=0.96,η2=0.99,η3=0.97,η4=0.99则:η总=0.96×0.992×0.97×0.99 =0.904所以:电机所需的工作功率:Pw = FV/1000η总=1300×1.7)/(1000×0.95)=2.33(kw)P额=Pw|/η总=2.33/0.904=2.57(kw)3、确定电动机转速卷筒工作转速为:n卷筒=60×1000·V/(π·D)=(60×1000×1.7)/(320·π)=101.5 r/min根据手册推荐的传动比合理范围,取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围I’=3~5。
取V带传动比i=2~4。
则总传动比理论范围为:Ia’=6~20。
故电动机转速的可选范为Nw=I’a×n卷筒=(6~20)×101.5=609.1~2030 r/min则符合这一范围的同步转速有:750、1000和1500r/min根据容量和转速,由相关手册查出三种适用的电动机型号:(如下表)方案电动机型号额定功率电动机转速(r/min)电动机重量N参考价格传动装置传动比同步转速满载转速总传动比V带传动减速器1 Y132S-4 5.5 1500 1440 650 1200 18.6 3.5 5.322 Y132M2-65.5 1000 960 800 1500 12.42 2.8 4.443 Y160M2-85.5 750 720 1240 2100 9.31 2.5 3.72综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器传动比,可见第2方案比较适合。
此选定电动机型号为Y132M2-6!三、确定传动装置的总传动比和分配级传动比:由选定的电动机满载转速nm和工作机主动轴转速n1、可得传动装置总传动比为:ia=nm/n=nm/n卷筒=960/101.5=9.46总传动比等于各传动比的乘积分配传动装置传动比ia=i0×i (式中i0、i分别为带传动和减速器的传动比)2、分配各级传动装置传动比:取i0=4.3(普通V带 i=2~4)因为:ia=i0×i所以:i=ia/i0=9.46/4.3=2.2四、传动装置的运动和动力设计:将传动装置各轴由高速至低速依次定为Ⅰ轴,Ⅱ轴,......以及i0,i1,......为相邻两轴间的传动比η01,η12,......为相邻两轴的传动效率PⅠ,PⅡ,......为各轴的输入功率(KW)TⅠ,TⅡ,......为各轴的输入转矩(N·m)nⅠ,nⅡ,......为各轴的输入转矩(r/min)可按电动机轴至工作运动传递路线推算,得到各轴的运动和动力参数1、运动参数及动力参数的计算(1)计算各轴的转数:Ⅰ轴:nⅠ=nm/ i0=960/2.2=436.36(r/min)Ⅱ轴:nⅡ= nⅠ/ i1=436.36/4.3=101.48 r/min卷筒轴:nⅢ= nⅡ=101.5r/min(2)计算各轴的功率:Ⅰ轴: PⅠ=Pd×η01 =Pd×η1=2.57×0.96=2.47(KW)Ⅱ轴: PⅡ= PⅠ×η12= PⅠ×η2×η3=2.47×0.96×0.99=2.35(KW)卷筒轴: PⅢ= PⅡ·η23= PⅡ·η2·η4=2.35×0.99×0.99=2.30(KW)(3)计算各轴的输入转矩:电动机轴输出转矩为:Td=9550·Pd/nm=9550×2.57/960=25.57 N·mⅠ轴: TⅠ= Td·i0·η01= Td·i0·η1=25.57×2.2×0.96=54.01 N·m Ⅱ轴: TⅡ= TⅠ·i1·η12= TⅠ·i1·η2·η4=54.01×4.3×0.99×0.99=227.6 N·m 卷筒轴输入轴转矩:T Ⅲ= TⅡ·η2·η4 =223.07 N·m(4)计算各轴的输出功率:由于Ⅰ~Ⅱ轴的输出功率分别为输入功率乘以轴承效率:故:P’Ⅰ=PⅠ×η轴承=2.47×0.99=2.45 KWP’Ⅱ= PⅡ×η轴承=2.35×0.99=2.32 KW计算各轴的输出转矩:由于Ⅰ~Ⅱ轴的输出功率分别为输入功率乘以轴承效率:则:T’Ⅰ= TⅠ×η轴承=54.01×0.99=53.47 N·mT’Ⅱ= TⅡ×η轴承 =227.6×0.99=225.324 N·m综合以上数据,得表如下:轴名效率P (KW)转矩T (N·m)转速nr/min 传动比 i 效率η输入输出输入输出电动机轴 2.33 2.57 25.57 960 4.3 0.96 Ⅰ轴 2.47 2.45 54.01 53.47 436.362.2 0.95Ⅱ轴 2.35 2.32 227.6 225.324 101.481.00 0.97 卷筒轴2.303.99 223.07 492.84 101.5五. 普通V带的设计:(1)选择普通V带型号由PC=KA·P=1.1×2.57=2.83( KW)根据课题得知其交点在A、B型交界线处,故A、B型两方案待定:方案1:取A型V带确定带轮的基准直径,并验算带速:则取小带轮 d1=100mmd2=n1·d1·(1-ε)/n2=i·d1·(1-ε) =2.2×100×(1-0.02)=215.6mm 由表取d2=215mm (虽使n2略有减少,但其误差小于5%,故允许)带速验算: V=n1·d1·π/(1000×60)=960×100·π/(1000×60)=5.024 m/s介于5~25m/s范围内,故合适确定带长和中心距a:0.7·(d1+d2)≤a0≤2·(d1+d2)0.7×(100+215)≤a0≤2×(100+215)220.5 ≤a0≤630初定中心距a0=500 ,则带长为L0=2·a0+π·(d1+d2)+(d2-d1)2/(4·a0)=2×500+π·(100+215)+(215-100)2/(4×500)=1995.71 由表选用Ld=1900 mm的实际中心距452.14mma=a0+(Ld-L0)/2=500+(1900-1995.71)/2=452.14mm验算小带轮上的包角α1α1=180-(d2-d1)×57.3/a=180-(215.6-100)×57.3/452.14=165.35>120 合适确定带的根数Z=PC/((P0+△P0)·KL·Kα)=2.83/((0.95+0.11)×0.96×0.95)= 2.93故要取3根A型V带计算轴上的压力由书的初拉力公式有F0=500·PC·((2.5/Kα)-1)/z· c+q· v2=500×2.83×((2.5/0.95)-1)/(3×5.02)+0.17×5.022 =157.58 N由课本得作用在轴上的压力FQ=2·z·F0·sin(α/2)=2×3×157.58×sin(165.35/2)=850.932 N方案二:取B型V带确定带轮的基准直径,并验算带速:则取小带轮 d1=140mmd2=n1·d1·(1-ε)/n2=i·d1·(1-ε)=2.2×140×(1-0.02)=301.84mm取d2=300mm (虽使n2略有减少,但其误差小于5%,故允许)带速验算: V=n1·d1·π/(1000×60)=960×140·π/(1000×60) =7.03 m/s介于5~25m/s范围内,故合适确定带长和中心距a:0.7·(d1+d2)≤a0≤2·(d1+d2)0.7×(140+300)≤a0≤2×(140+300)308≤a0≤880初定中心距a0=700 ,则带长为L0=2·a0+π·(d1+d2)+(d2-d1)2/(4·a0)=2×700+π·(140+300)/2+(300-140)2/(4×700) =2184.14 mm 选用Ld=2100mm的实际中心距a=a0+(Ld-L0)/2=700+(2100-2184.14)/2=615.86mm验算小带轮上的包角α1α1=180-(d2-d1)×57.3/a=180-(300-140)×57.3/615.86=165.12>120 合适确定带的根数Z=PC/((P0+△P0)·KL·Kα)=2.83/((2.08+0.30)×0.96×0.95)= 1.096故取1根B型V带计算轴上的压力由书的初拉力公式有F0=500·PC·(2.5/Kα-1)/z· c+q· v2=500×2.83×((2.5/0.95)-1)/(1×7.03)+0.17×7.032 =149.24 N由课本得作用在轴上的压力FQ=2·z ·F0·sin(α/2)=2×1×149.24×sin(165.12/2)=238.78 N综合各项数据比较得出方案一更适合六、齿轮传动的设计:(1)、选定齿轮传动类型、材料、热处理方式、精度等级。