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: 922.099.097.099.03233221a
电动机的输出功率: 657.5922.0216.5dawPP 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: 8.23623085.2100060100060Dvn 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
86
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:096.48.236970inna
(2) 各轴转速:
n1= n0 =970 r/min; n3=8236096.497012ainn r/min
(3) 各轴输入功率:
dP=6.450kw
3860.699.0450.611dPP (kw)
1320.699.097.0386.63212PP(kw)
9490.599.098.0132.61323PP(kw)
(4)各轴输入转距:
5030.63970450.695509550dmdnPT(N·m)
8720.6299.0503.631d1TT(N·m)
3.24797.098.0096.4872.622312aiTT(N·m)
930.23999.098.03.2471323TT(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0.188EZ;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102096.425i12aZZ
(5) 模数m
6.22563.65m11Zd 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2.42510512ZZi
(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21a21aSaSFaFYYYY
(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=1083970386.6=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
1875.9437.9522rvFFN
21437.95vrvFFFN
b求水平面支反力
121203.252tHHFFFN
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