机械课程设计报告

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机械设计课程设计报告书

题目: 带式输送机传动装置

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指导教师:

一、传动方案分析

设计题目为带式输送机传动装置。已知载荷F=1757 N,载荷性质为微振,卷筒直径D=0.23 m,速度V=2.85 m/s,使用地点为室外,要求小批量生产,使用年限为五年一班。

二、电动机选择传动装置的运动和动力参数计算

2.1 电动机方案确定

2.1.1 电动机类型和结构形式选择

选择Y系列(IP44)三相异步电动机。该系列电动机为封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机,效率高,节能,堵转转矩高、噪声低、振动小。运动安全可靠。能防止灰尘、铁屑和其他杂物侵入电动机内部。

2.1.2 电动机容量确定

工作机是同步带传动,ηw=0.96

输出功率:KWPw216.596.0100085.217571000VFw

η1为联轴器效率(弹性联轴器),η1=0.99;η2为齿轮传动效率(8级精度齿轮传动),η2=0.97;η3为轴承效率(滚动轴承),η3=0.99.

总效率: 922.099.097.099.03233221a

电动机的输出功率: 657.5922.0216.5dawPP KW

2.1.3 电动机转速选择(附电动机主要性能参数表)

工作机的转速: 8.23623085.2100060100060Dvn r/min

一级圆柱齿轮减速器推荐传动比:i=1-8;

电动机的转速n0=n*i<236.8*8 r/min =1894.4 r/min;

根据功率Pd和转速n0,查表可得选择电动机为Y系列(IP44)三相异步电动机Y160-6.

电动机主要性能参数

电机型号 额定功率P

/kW 同步转速r/min 满载转速n

r/min 满载效率

/%

Y160M-6 7.5 1000 970

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2.2 传动装置总传动比确定

设小齿轮所在轴为1轴,大齿轮所在轴为2轴;

(1) 传动比为:096.48.236970inna

(2) 各轴转速:

n1= n0 =970 r/min; n3=8236096.497012ainn r/min

(3) 各轴输入功率:

dP=6.450kw

3860.699.0450.611dPP (kw)

1320.699.097.0386.63212PP(kw)

9490.599.098.0132.61323PP(kw)

(4)各轴输入转距:

5030.63970450.695509550dmdnPT(N·m)

8720.6299.0503.631d1TT(N·m)

3.24797.098.0096.4872.622312aiTT(N·m)

930.23999.098.03.2471323TT(N·m)

三、传动零件的设计计算

3.1 齿轮传动设计方案

根据设计条件:齿轮采用闭式软齿面

由《机械设计课程设计指导手册》查得

小齿轮:45钢,调质处理,硬度197~2866HBS,取1HB=240

接触疲劳极限MPaH620~550lim;取MPaH5801lim

弯曲疲劳极限MPaMPFEFE450 a480~4101;取

大齿轮:45钢,正火处理,硬度156~217HBS,MPaHB1902

接触疲劳极限MPaMPaHH370;400~3502limlim取

弯曲疲劳极限a320;a340~2802MPMPFEFE取

取安全系数: FS 1.25 HS 1.0

MPaSMPaSMPaSMPaSFFEFFFEFHHHHHH25625.1320][36025.1450][3700.1370][5800.1580][22112lim21lim1

3.2齿轮传动设计计算

3.2.1齿轮传动参数设计

设齿轮按8级精度制造,载荷性质为微振,根据机械设计基础。查表11-3,取载荷系数K=1.1。查表11-6可知,齿宽系数1d;查表11-4可知,弹性系数0.188EZ;T1=62.872 N*m;u=i=4.096

(1)计算小齿轮分度圆直径1d

mmZuuKTHHd63653708.189096.41096.40.110872.621.12*32.2][1d32332211

(2)齿宽b

mmbmmbmmmmdd75;70取63.6563.651b121

(4)初选齿数

小齿轮齿数Z1=25;

大齿轮齿数102096.425i12aZZ

(5) 模数m

6.22563.65m11Zd mm

圆整模数,按表4-1,取m=3 mm;

(6)中心距a

mmdda154224860221

对中心距进行圆整,取a=195 mm;

实际齿数为:Z1=25;Z2=105;

实际传动比:

%5.2%100096.4096.42.4i相对误差2.42510512ZZi

(7)圆柱齿轮相关数据

查表可知:齿顶高系数为ha*;顶隙系数c*=0.25.

;195中心距;5.307h2-d齿根圆直径;5.67h2-d齿根圆直径;321h2d齿顶圆直径;81h2d齿顶圆直径75.6hhh全齿高;75.3m)(h齿根高;330.1h齿顶高;315;75分度圆直径;3模数f22f112211***21mmammdmmdmmdmmdmmmmchmmmhmmdmmdmmmaaaaaafaafaa

3.2.2齿轮传动强度校核

验算轮齿弯曲强度

(1)齿形系数SaFYY、a

82.1,58.1,9-11由图23.2,73.2,8-11由图21a21aSaSFaFYYYY

(2)的计算、21FF

MPaMpaYYYYfMPaMpaZmbYYKTFSaFaSFaFFSFaF256][3658.173.282.123.2381360][38253701058.173.2872.621.1222112a221231221a111

(3)齿轮的圆周速度

smnd/81.310006097075100060v11

对照表11—2可知选用8级精度合适。

四、 轴的计算

4.1 轴径初估

根据轴的功率进行估算。

4.2 轴系结构设计方案分析

4.2.1 高速轴结构设计方案分析

(1)初选材料

选用45钢,正火处理,其主要性能如下:

;a275;a300;a600217~1701MPMPMPHBSSB弯曲疲劳极限屈服极限;强度极限硬度

(2)初算轴径

mind=c3Pn=1083970386.6=20.2mm

(3)轴的结构设计

根据轴上零件的定位、装拆方便的需要,同时考虑到强

度的原则,主动轴和从动轴均设计为阶梯轴。

取1轴的最小轴径 d1=30mm

其他轴径分别为 38mm 40mm 42mm 47mm 40mm

轴的结构图如下所示:

4.2.2低速轴结构设计方案分析

(1)初选材料

选用45钢,调质,650,360bsMPaMPa

(2)初算轴径

2d=c3Pn=10838.236132.6=32mm

(3)轴的结构设计

根据轴上零件的定位、装拆方便的需要,同时考虑到强

度的原则,主动轴和从动轴均设计为阶梯轴。由于从动

轴的尺寸计算后得出可以安装齿轮,故从动轴选用普通轴。

取从动轴的最小轴径 d1=40mm

其他轴径分别为 48mm 50mm 52mm 57mm 50mm

轴的结构图如下所示:

4.3 轴系结构强度校核(选择一根轴即可)

高速轴的强度校核:

圆周力3112229610===2406.5246tTFNd

法向力n2406.52560.9cosco=s20tFFN

a求垂直面支反力

1875.9437.9522rvFFN

21437.95vrvFFFN

b求水平面支反力

121203.252tHHFFFN

c垂直面弯矩

vM=0.52vFL=21678.5()Nmm

'vM=0.52vFL=21678.5()Nmm

水平面弯矩HM=0.52HFL=59560.9 ()Nmm

合成弯矩M=22vHMM=63383.42()Nmm

'M=22'vHMM=63383.42()Nmm

d转矩

22406.5123295999.52•gtdTFNmm

圆周力2406.5=20875.9rttantaFnNF

当量弯矩eM=22MaT=109100.28()Nmm