带式输送机传动装置机械设计基础课程设计报告书
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机电职业技术学院课程设计说明书设计名称:机械设计基础课程设计题目:带式输送机传动装置专业:机电工程机电职业技术学院课程设计任务书机电工程专业机电一体化年级 3 班一、设计题目带式输送机传动装置已知条件:1.工作情况:两班制,连续单向运转,载荷较平稳,运输带速度允许误差为±0.5%;2.使用折旧期:五年;3.动力来源:电力,三相交流,电压380/220V;4.滚筒效率:0.96(包括滚筒与轴承的效率损失)。
原始数据表参数题号1 2 3 4 5运输带工作拉力F/(KN) 3.2 3.4 3.5 2.8 2.6 运输带工作速度V/(m/s) 1.5 1.6 1.8 1.5 1.4 卷筒直径D/(mm) 400 400 400 450 450参数题号6 7 8运输带工作拉力F/(KN) 2.4 2.2 2.1 运输带工作速度V/(m/s) 1.5 1.4 1.5 卷筒直径D/(mm) 400 400 500 选择的题号为 6 号数据为:运输带工作拉力F = 2.4 N运输带工作速度v = 1.5 m/s卷筒直径D = 400 mm二、主要容1.拟定和分析传动装置的设计方案;2.选择电动机,计算传动装置的运动和动力参数;3.进行传动件的设计计算及结构设计,校核轴的强度;4.绘制减速器装配图;5.绘制零件工作图;6.编写设计计算说明书。
三、具体要求本课程设计要求在2周时间完成以下的任务:1.绘制减速器装配图1(A2图纸);2.零件工作图2(齿轮和轴,A4图纸);3.设计计算说明书1份,约3000字左右。
四、进度安排五、成绩评定指导教师海秀签名日期年月日系主任审核日期年月日目录一设计任务的分析 (2)1.1本课程设计的目的 (2)1.2 本课程设计的容、任务及要求 (2)1.2.1课程设计的容 (2)1.2.2课程设计的任务 (2)1.2.3 课程设计的要求 (2)1.3 课程设计的步骤 (2)1.3.1设计准备工作 (2)1.3.2 总体设计 (2)1.3.3传动件的设计计算 (2)1.3.4装配图草图的绘制 (2)1.3.5装配图的绘制 (3)1.3.6 零件工作图的绘制 (3)1.3.7 编写设计说明书 (3)二传动装置的总体设计 (4)2.1选择电动机................................... 错误!未定义书签。
2.1.1选择电动机类型......................... 错误!未定义书签。
2.1.2选择电动机功率......................... 错误!未定义书签。
2.1.3 确定电动机转速........................ 错误!未定义书签。
2.2 计算总传动比和分配传动比.................... 错误!未定义书签。
2.2.1计算总传动比........................... 错误!未定义书签。
2.2.2 分配传动装置的各级传动比.............. 错误!未定义书签。
2.3 计算传动装置的运动和动力参数................ 错误!未定义书签。
2.3.1各轴转速............................... 错误!未定义书签。
2.3.2 各轴的输入功率........................ 错误!未定义书签。
2.3.3 各轴的输入转矩........................ 错误!未定义书签。
2.4 传动零件的设计计算.......................... 错误!未定义书签。
2.4.1箱外传动件的设计....................... 错误!未定义书签。
2.4.2箱传动件的设计......................... 错误!未定义书签。
2.5 减速器的结构设计............................ 错误!未定义书签。
参考文献.. (17)一设计任务的分析1.1本课程设计的目的1.2 本课程设计的容、任务及要求1.2.1课程设计的容1.2.2课程设计的任务1.2.3 课程设计的要求1.3 课程设计的步骤1.3.1设计准备工作1.3.2 总体设计1.3.3传动件的设计计算1.3.4装配图草图的绘制1.3.5装配图的绘制1.3.6 零件工作图的绘制1.3.7 编写设计说明书1.选择电动机(1)择电动机类型:按已知工作要求和条件选用Y 系列一般用途的全封闭自扇冷鼠型三相异步电动机。
(2)确定电动机功率: 工作装置所需功率w P :wwwwvF P η⋅⋅=1000 KW式中,W F =7000N,w v =1.1m/s,工作装置的效率取w η=0.94。
代入上式得:wwwwvF P η⋅⋅=1000=04.489.010005.12400=⨯⨯ KW 电动机的输出功率0P :ηwP P =KW式中,η为电动机轴至卷筒轴的传动装置总效率。
crgbηηηηη⋅⋅⋅=2式中,V 带传动效率b η=0.96,率r η=0.990,传动(稀油润滑)效率gη=0.975,滑块联轴器效率c η=0.98,则crgbηηηηη⋅⋅⋅=2=96.099.0975.096.02⨯⨯⨯=0.89按表2-2中Y 系列电动机技术数据,选电动机的额定功率m P 为5.5KW 。
(3)确定电动机转速卷筒轴作为工作轴,其转速为:66.714005.110610644=⨯⨯⨯=⨯=ππD v n w w r/min经查表按推荐的传动比合理围:V 带传动的传动比'b i =2~4,单级圆柱齿轮传动比'g i =3~5,则总传动比合理围为'i =6~20,可见电动机转速的可选围为:'n =w n i ⨯'=(6~20)×95.54=573.248~1146.496 r/min 符合这一围的同步转速有750r/min ,1000r/min 为减少电动机的重量和价格,由表8-184选常用的同步转速为1000r/min 的Y 系列电动机Y160L-6,其满载转速为960r/min表2.1 电动机数据及总传动比额定功率 电动机转速(r/min )2.计算传动装置的总传动比及分配各级的伟动比gbi i i ⋅=,为使V 带传动的外廓尺寸不致过大,取传动比bi =4,则齿轮传动比83.2==bgi ii3.计算传动装置的运动及动力参数 (1)Ⅰ轴计算各轴转速 Ⅰ轴 40.134960===I bm i n n r/minⅡ轴 35.3440.13===I∏gi n n r/min 工作轴 35.3==∏n n w r/min (2)计算各轴的功率Ⅰ轴 96.296.080.20=⨯=⋅=I b P P η KW Ⅱ轴 56.298.097.069.2=⨯⨯=⋅⋅=I ∏g r P P ηη KW工作轴 48.299.098.056.2=⨯⨯=⋅⋅=∏c r w P P ηη KW (3)计算各轴输入转矩 Ⅰ轴 97.10042.25469.295509550===I I I n P T N.m Ⅱ轴 33.37261.6348.295509550===∏∏∏n P T N.m工作轴 33.3729550==www n P T N.m 将以上算得的运动和动力参数列表如下:表2.2 各轴的运动和动力参数轴名 功率P(kw) 转矩T(N.m) 转速n(r/min) 传动比i电动机轴 4.04 37.14Ⅰ轴 2.96 115.50Ⅱ轴 2.56 367.92滚筒轴2.48360.922、齿轮传动的设计计算(1)选择齿轮类型,材料,精度等级及齿数。
1)根据传动方案,选用直齿圆柱齿轮传动。
运输机为一般工作机器,速度不高,选用8级精度。
考虑减速器传递功率不大,所以齿轮采用软齿面。
小齿轮选用40Cr (调质),齿面硬度为240HBS 。
大齿轮选用45钢(调质),齿面硬度240HBS ;二者材料硬度相差40HBS. 2) 采用两对齿轮同时设计选小齿轮齿数1Z =25,2Z =189.8,取2Z =100 (2)按齿面接触疲劳强度设计由设计计算公式进行试算即:2131)][(132.2HEdttZu u T K d σφ⨯±⨯≥ 确定公式的各计算参数如下: 1)试选载荷系数t K =1.3 2)计算齿轮传递的传矩mm N n P T .1015.132087.3105.9551151⨯==⨯=3)由表10-7选取齿宽系数d φ=14)由图10-21d 按齿面硬度查得小齿轮接触疲劳强度极限1lim H σ=560Mpa ;小齿轮接触疲劳强度极限 2lim H σ=530Mpa5)由式10-13计算应力循环次数81110994.3)10582(13206060⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==h jL n N 88210999.0410994.3⨯=⨯=N 6)由课本图查得接触疲劳的寿命系数:08.11=HN K ;85.12=HN K7)计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%,按一般可靠度要求选取安全系数S=1.0,由式10-12得:[]8.60456008.11lim 11===X SK HN H σσ[]MPa X SK HN H 5.98053085.12lim 22===σσ(3)计算1)计算小齿轮分度圆直径t d 1,代入[]Hσ中较小的值2131)][(132.2H E d t t Z u u T K d σφ⨯+⨯≥mm 15.585.53338.38.18938.41058.23.132.23225=⨯⨯⨯⨯⨯= 2)计算齿宽bmm d b t d 1.621.6211=⨯=⋅Φ=3)计算齿宽与齿高之比hb模数 mm z d mt t5.2241.6211===齿高 mm m h t 56.025.2== 5)计算载荷系数根据v =1.5m/s ,7级精度,由图10-8查得动载系数V K =1.05 直齿轮,1==ααF H K K6)按实际的载荷系数校正所算分度圆直径,由式10-10a 得mm d 5.621=(4)按齿根弯曲强度设计 由式10-5得弯曲强度设计公式][21213FSaFadY Y Z KT m σφ⨯≥1.确定公式的各计算数值⑴由图10-20c 查的小齿轮的弯曲疲劳强度极限 a FE MP 2051=σ;大齿轮的弯曲强度极限a FE MP 1902=σ ⑵由图10-18取弯曲疲劳寿命系数91.0,90.021==FN FN KK⑶计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4由式(10-12)得[F σ]1=a FE FN MP SK1583.120511==σ [F σ]2=a FF FN MP SK1463.119022==σ4)几何尺寸计算①计算分度园直径: d 1=z 1m=62.5mm d 2=z 2m=250mm ②计算中心距mm d d a 25.156221=+=③计算齿宽5.625.6211=⨯==d b d φ取 mm B mm B 70,6512==6.轴的设计计算三个轴总体布置,考虑齿轮与箱体壁沿轴向不发生干涉,引入尺寸a=1.5mm 。