带式输送机的传动系统设计 机械设计课程设计
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机机械设计课程设计
设计说明书
设计“带式输送机的传动系统”
机械设计课程设计计算说明书
一、传动方案拟定 (2)
二、电动机的选择 (2)
三、运动、动力学参数计算 (4)
四、传动零件的设计计算 (5)
五、轴的设计 (13)
六、轴承的寿命校核 (26)
七、键联接强度校核计算 (28)
八、润滑方式,润滑剂以及密封方式的选择 (29)
九、减速箱体结构尺寸 (30)
十、设计小结 (31)
十一、参考文献 (32)
计算过程及计算说明 一、传动方案拟定
设计二级圆锥-圆柱齿轮减速器
工作条件:
带式输送机在常温下连续工作、单向运转;空载启动,工作载荷较平稳;输送带工作速度v 的允许误差为±5%;二班制(每班工作8h ),要求减速器设计寿命为8年,大修为2~3年,大批生产;三相交流电源的电压为380/220 V 。
(1) 原始数据:运输机工作周转矩F=3100N ;带速
n=45r/min 滚筒直径D=340mm
二、电动机选择
1、电动机类型的选择: Y 系列三相异步电动机
2、电动机功率选择: (1)工作机所需功率:
P W =FV/1000
因为60/D V n π= ,把数据带入式子中得n=45r/min,所以 P W =3100×0.8/1000=2.48kW (2)
1)传动装置的总效率: η
总
=0.99×0.9405×0.9603×0.9801×0.9504
注释及说明
F=3100N
n=45r/min D=340mm
P η
=
=13.11 MPa
过盈配合处由手册查得过盈配合处的89.1,63.2≈≈τσK K ; 轴按车削加工,查得表面质量系数为92.0==τσββ;尺寸系数78.0=σε;扭转尺寸系数74.0=τε。
所以轴在截面IV 右侧的安全系数为
故该轴在截面IV 右侧的强度也是足够的。本题因无大的瞬间时过载及严重的应力循环不对称性,故可略去静强度校核。
中间轴的设计(Ⅱ轴)
轴端齿轮的分度圆直径
由前面的中高速级齿轮设计可知: 小圆柱齿轮的分度圆直径:d 1=76 mm 大圆锥齿轮的大端分度圆直径:d 2=270 mm 轴的材料的选择
取轴的材料为45优质碳素结构钢,调质处理。 轴的最小直径
根据资料可初步估算轴的最小直径,
3
min 0=I I
P d A n
式中:0A —最小直径系数,由表12-3按45钢查得0112=A 2P —中间轴的功率(KW ),由表3-6可知:
P 2=2.78 KW
2n —中间轴的转速(r/min ),由表3-6可知:
n 2=180 r/min
因此: d min =A 0
=112
=27.8 mm 轴的结构设计
拟定轴上零件的装配方案
中间轴的装配方案如下图7.6所示:
中间轴的结构与装配
根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
①输出轴的最小直径显然是安装滚动轴承处轴的直径-I II
d 和-V VI d 。因滚动轴承同时受径向力和轴向力的作用,由表10-2可选3型圆锥滚子轴承。由表13-1中参照工作要求并根据d min =27.8,由轴承产品目录中可初步选取0基本游隙组、标准精度级的单列圆锥滚子轴承30306,其基本尺寸资料如上表7.5所示。由表可知该轴承的尺寸为, d ⨯D ⨯T=30 故。d Ⅰ-Ⅱ=d Ⅴ-Ⅵ=30mm
②为了使封油环可靠地夹紧圆柱齿轮和圆锥齿轮,与圆柱齿轮配合的轴Ⅱ-Ⅲ段应小于其齿宽2mm ,与圆锥齿轮配合的轴Ⅳ-Ⅴ段也应小于其轮毂2mm 。故:
L Ⅱ-Ⅲ=B-2=69-2=67mm
28mm 2-302-===-轮毂L L V IV
由前面的低速轴设计知:低速轴的两轴承之间的长度57+57+7+67+39=227mm
而: L Ⅱ-Ⅲ+L Ⅲ-Ⅳ+L Ⅳ-Ⅴ=67+4+28=99mm 轴承的宽度为20.75mm
mm d II I 28=-,半联轴器的长度mm L 44=,与轴配合的毂孔长度130=L mm 。
轴的结构设计
拟定轴上零件的装配方案
①满足半联轴器的轴向定位要求。Ⅰ-Ⅱ轴段右端需制出一轴肩,故取Ⅱ-Ⅲ段的直径
mm d III II 315.1228=⨯+=- 式中:h II —轴Ⅱ处轴肩的高度(mm ),根据文献1中P283页的知识知:定位轴肩的高度
()()0.07~0.10.07~0.116 1.12~1.6-==⨯=I II h d mm II ,故取
1.5=h mm II
左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径24=D mm 挡圈。半联轴器与轴配合的毂孔的长度130=L mm ,为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不是压在轴的端面上,故Ⅰ-Ⅱ段的长度应比1L 稍短一些,现取28-=I II l mm 。
②初步选择滚动轴承。因滚动轴承同时受径向力和轴向力的作用,由表10-2可选3型圆锥滚子轴承。根据文献2中表13-1中参照工作要求并根据mm d III II 31=-,由轴承产品目录中可初步选取0基本游隙组、标准精度级的单列圆锥滚子轴承320/32,其基本尺寸资料如下表7.5所示
由已知可知该轴承的尺寸为mm mm mm T D d 175832⨯⨯=⨯⨯,故mm d d VI V IV III 32==--;而为了使滚子轴承被封油环和端盖可靠夹紧,与之配合的轴的长度要略小于轴承的宽度,因此去15--==III IV V VI l l mm ,此时便确定了Ⅲ处的轴肩高度
mm d d h III II IV III III 5.02
31322=-=-=--。为了加工的方便性,取
与小圆锥齿轮配合的轴Ⅵ-Ⅶ段的直径与与Ⅰ-Ⅱ处相同,即mm d d II I VII VI 28==--则轴肩