机械设计课程设计垂直斗式提升机传动装置设计.docx
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1、可编辑目录一、传动方案拟定3二、电动机选择4三、计算总传动比及分配各级的伟动比6四、运动参数及动力参数计算7.五、皮带轮传动的设计8六齿轮设计一高速级齿轮传动齿轮设计11 二低速级齿轮传动齿轮设计16七、轴的设计I轴的设计21II 轴的设计25III轴的设计30八键联接的校核计算34九滚动轴承的校核计算36十减速器箱体的设计37精品文档第二组:垂直斗式提升机传动装置1. 设计条件:1) 机械功用:由料斗把散状提升到一定高度 .散状物料包括:谷物,煤炭,水泥,砂石等;2) 工作情况:单向工作,轻微振动;3) 运动要求:滚筒转速误差不超过 7%;4) 使用寿命:八年,每年 300 天,每天 16
2、小时;5) 检修周期:半年小修,二年大修;6) 生产厂型:中型机械制造厂;7) 生产批量:中批生产。2. 原始数据:滚筒圆周力 F=4000N;滚筒圆周速 V=1.3m/s;滚筒直径D=350mm;一、传动方案拟定为了估计传动装置的总的传动比范围,以便选择合适的传动机构和拟定传动方案,可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw, 即:V= *D*nw/(60*1000 )n 筒=60*1000*V/(*D)=71 r/min选用同步转速为1000r/min或 1500r/min的电动机n=71r/min 作为传动方案的原动机,因此传动装置的传动比约为i=14 21, 根据传动比值可初步拟定以二级传
3、动为主的多种传动方案。根据所给的带式传动机构,可将减速器设计为二级展开式减速器。二、电动机选择1 、电动机类型的选择:根据工作条件和工作要求,先用一般用途的Y (IP44 ) 系列三相异步电动机,它为卧式封闭结构。2 、电动机功率选择:(1) )传动装置的总功率: = 32总带轴承齿轮联轴器滚筒=0.96 0.99 3 0.97 2 0.99 0.96=0.833(2) 电机所需的工作功率: =0.833总P工作=P / W总=FV/ (1000 总)=4000 1.3/(1000 0.833)=6.243KW(3) 电动机的额定功率 P工作根据工作功率可以查知Ped=7.5WP工=6.24K
4、W(4) 电动机的转速 n电动机计算滚筒工作转速:V= *D*nw/(60*1000 )n 筒=60*1000*V/(*D)=71 r/min按手册 P7 表 1 推荐的传动比合理范围,取圆柱齿轮传动二级减速器 传动比范围I =36 。取 V带传动比aI =24 ,则总传动比理时范围为 I =1896 。故电动机V=71r/min1转速的可选范围为 n 71=127810224r/mina=I nda= ( 1896) 筒符合这一范围的同步转速有 3000 和 1500r/min。根据容量和转速,由有关手册查出有二种适用的电动机型号:因此有二种传动比方案如下表:方案电动机型号额定功率电动机转速
5、同满步载质量总传动比带传动比高速级I低速级I1Y132S2-27.530297040.34.53.000008532Y132M-47.515148120.33.330040288综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比,可见第 2 方案比较适合,则选n=1500r/min 。4 、确定电动机型号根据以上选用的电动机类型,所需的额定功率及同步转速,选用传动比的要求,可选用Y132M-4型号电动机。其 主 要 性能 : 额 定 功 率: 7.5KW, 满 载 转速1440r/min,最在转矩/ 额定转矩=2.3 ,质量 81kg 。三、计算总传动比及分配各级的伟动比1 、总
6、传动比:i =n/n=1441/71=20.282总电动筒2 、分配各级传动比总1) )据指导书,取带传动比为 2 ,低速级圆柱齿轮传动比i =20.282为 3 。2) )i= i ii总带齿轮低齿轮高i=i/ii=20.282/(23)=3.38齿轮高总齿轮低带ii=1.1261.1齿轮高/齿轮低传动比分配合适。四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速(r/min)nn 电机=1440r/min0=n = n /i=1440/2=720 r/minI 0带n =n / i=720/3.38=213(r/min)II I齿轮高n =n /i=213/3=71(r/min)III II齿轮低
7、2、 计算各轴的功率(KW)PP =7.5KW0=edP = P =7.5 0.96=7.2KWI 0带P =P II I齿轮轴承=7.20.970.99=6.91416KWP =P III II轴承齿轮=6.914160.970.99=6.6397KW3、 计算各轴扭矩(Nmm)n =01440r/minn =720Ir/minn =213r/mIIinnIII=71r/minT =9.55103P/n =9.551037.5/1440P =7.5KW0000=49.74NmT =9.55103P /n =9.551037.2/720I IIP =7.2KWIP =II=95.5 NmT =
8、9.55103P /nII IIII=9.551036.91416/213=310 Nm6.9142KWP =6.64KIIIWT =9.55103P /n =9.551036.6397/71IIIIIIIII=893.09 Nm项目电动机轴高速低速轴轴低速轴T =49.7N0转速(r/min)144072021371mT =95.5N I功率(kw)转矩23.383(Nm)7.549.747.295.56.913106.64893.09mT =310N IIm传动比T =893NIIIm五、皮带轮传动的设计已知:普通 V 带传动,电动机功率 P=7.5KW,转速N =1440r/min,传动
9、比为i=2,每天工作 16 小时01. 确定计算功率 PCA查表 8-7 可知工作情况系数K =1.3AP=K P=1.37.5=9.75KWCAA2. 选择普通V 带截型根据P和 N 由图 8-10 可知应选取A 型带CA03. 确定带轮基准直径,并验算带速1) 初选小带轮的基准直径,由表 8-6 和 8-8,取小带轮的基准直径d =125mmd12) 验算带速V=(dN )/(601000)=9.42m/sd10因为 5m/sV1200(适用)5. 确定带的根数1) 计算单根V 带的额定功率根据课本表(8-4a)P =1.92KW0根据课本表(8-4b)P =0.17KW1根据课本表(8-
10、5)K=0.96根据课本表(8-2)K =0.99L由课本P83 式(5-12)得a = 500mm0L =1600mdma =502mmZ=P/P=P/ (P +P )KK CACA11L=9.75/(1.92+0.17) 0.960.99=4.665所以取 5 根V 带。6. 计算单根V 带的初拉力的最小值由课本表 8-3 查得 q=0.1kg/m,单根 V 带的最小初拉力:(F )=500P(2.5/K-1)/(ZV K)+qV2P=1.92KW0minCA0=5009.75(2.5/0.96-1)/(59.420.96)+0.1P =0.17KW19.422N=163.13N7. 计算
11、压轴力作用在轴承的最小压力FpK=0.96K =0.99LF =2ZF sin /2=25163.13sin166.248/2p01=1619.57NZ =5(F )=0 min163.13N六齿轮设计(一)高速级齿轮传动齿轮设计已知: 输入功率 P=7.2KW, 小齿轮的转速 n1III=720r/min,传动比为 I=3.38,工作寿命 8 年,每天工作16 小时,每年 300 天,传动输送机轻微振动,单向工作。1. 选择齿轮类型、材料、精度等级和齿数1) 按拟定的传动方案,选用斜齿圆柱齿轮传动。2) 因为滚筒为一般工作器,速度不高,选用法级精度(GB 10095-88)。3)材料选择,由
12、表 10-1 选择小齿轮材料为 40 C (调质),r硬度为 275HBS,大齿轮选用45 钢(调质),硬度为240HBS 二者材料相差为 30HBS。F =1619.5p7N4 ) 选用小齿轮齿数为 Z =25 ,则大齿轮的齿数为1Z =3.3825=84.5,取Z =85。225)选用螺旋角:初选螺旋角为=1502. 按齿面接触疲劳强度设计由d 1t确定有关参数如下: 1)传动比i=3.38实 际 传 动 比I =85/25=3.4,传 动 比 误 差 :0(i-i /I=(3.4-3.38)/3.38=0.59%=54mm1t2) 计算圆周速度V=(d N )/(601000)=2.04
13、m/sdt03) 计算齿宽系数 b 以及模数mntb= d =154=54mmd1t109N2 =4.91108K=0.90HN1K=0.94HN2=540m =(dcos150)/ Z=2.09MPant1t*1h=2.25m =4.69mmntb/h=11.5=5172MPa4)计算纵向重合度=0.318 * * Z *tand1=0.318*tan150251=2.135) 计算载荷系数K使用系数K =1.25 , 根据 V=2.04m/s,7 级精度,AK =1.09V=528.5MPaV=2.04m/sb=54mm由表 10-4 查得 KHK=1.32F=1.419 由表 10-13
14、 查得m =2.09nth=4.69mm由表 10-3 查得 K=K=1.1HHK=K K KK=1.25*1.09*1.419*1.1=2.13AVHH6) 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径,由d =d (K/K )1/3 得11ttd =54(2.13/1.4)1/3=62.11mm17) 计算模数mnm = d *cos/ z =2.4n113. 按齿根弯曲强度设计m =nb/h=11.5=2.13K =1.25AK =1.09VK =1.419HK =1.32(1) 确定参数1)计算载荷系数K= K K KKFK = 1.1HK =1.1=1.25*1.09*1.1*1.32=1
15、.98HAVFFd =62.11m12) 根据纵向重合度数Y=0.883) 计算当量齿数,由图 10-28 查得螺旋角影响系mm =2.4nZ=Z /(cos)3=27.74V11Z=Z /(cos)3=94.32V224) 齿形系数Y和应力修正系数YFaSa根据齿数Z =25,Z =85 由表 6-9 相得12Y=2.56Y=1.607Fa1Sa1Y=2.19Y=1.78Fa2Sa25) 由图 10-20c 查知小齿轮弯曲疲劳强度K=1.98 Y=0.88FE1=520MPa,大齿轮的弯曲强度极限FE2=480MPa由图 10-18 取弯曲疲劳寿命系数K=0.88,K=0.91Z=27.74
16、FN1FN2V16) 计算弯曲疲劳许用应力: 取弯曲疲劳安全系数S=1.5 = K/S=0.88*520/1.5=293.33F 1FN1FE1 K/S=0.91*480/1.5=291.2F 2=FN2FE28) 计算大小齿轮的Y Y/ 并加以比较FaSaFYY/ =2.56*1.607/293.33=0.0014025Fa1Sa1FY Y/ =2.19*1.78/291.2=0.013387FaSaF小齿轮的数值大(2) 设计计算Z=94.32V2Y=2.56Fa1Y=1.607Sa1Y=2.19Fa2Y=1.78Sa2FE1=520MPaFE2=480MPam S=1.5n 对于比较计算
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