螺旋输送机传动装置设计汇编.docx
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螺旋输送机传动装置设计汇编
机械设计课程设计
计算说明书
设计题目:
螺旋输送机传动装置设计
院别:
机电工程学院
专业:
班级:
姓名:
学号:
指导老师:
目录
一、机械设计课程设计任务书………………………3
二、减速器各零件的设计计算及说明………………4
1.电动机的选择………………………………………………..5
2.传动装置的总传动比的计算及各级传动比的分配………..5
3.各轴的转速和转矩的计算…………………………………..6
4.V带和带轮的设计与计算…………………………………..6
5.齿轮传动的设计与计算……………………………………..8
6.输出传动轴的设计与计算………………………………....10
7.输入传动轴的设计与计算………………………………....10
8.滚动轴承的选择…………………………………………….16
9.联轴器的选择………………………………………………16
10.减速器附件的选择及箱体的设计………………………….17
11.润滑密封…………………………………………………….17
12.减速器装配图………………………………………...18
三、参考文献………………………………………..21
一、机械设计课程设计任务书
题目:
螺旋输送机传动装置设计
(1)总体布置简图:
工作条件:
螺旋输送机主要用于运送粉状或碎粒物料,如面粉、灰、砂、糖、谷物等,工作时运转方向不变,工作载荷稳定;工作寿命8年,每年300个工作日,每日工作8h。
(2)运输机的设计参数:
(题号4)
参数、题号
1
2
3
4
减速器输出轴转矩T/(N.m)
80
95
100
150
减速器输出轴转速n/(r/min)
180
150
170
115
(3)设计内容
1、电动机的选择与其它参数选择计算
2、设计带轮传动和齿轮传动
3、设计输出传动轴和输入传动轴
4、滚动轴承的选择
5、联轴器的选择
6、减速器附件的选择及箱体设计
7、润滑与密封
8、绘制装配图、零件图
9、编写设计说明书
(4)设计任务
1、设计说明书一份
2、齿轮、带轮零件图各一张、传动轴零件图两张
3、减速器总装配图一张
二、减速器各零件的设计计算及说明
1、选择电动机
计算内容
计算说明
计算结果
(1)确定电动机功率
输送机的输出功率为:
P输送机=9550T/n输送机=1.8kw
查课本表2-3得,η轴承=0.98,η齿轮=0.97,η联轴器=0.99
η带轮=0.96
总效率η总=η轴承²η齿轮η带η联轴器=0.982x0.97x0.96x0.99=0.89
则电动机输出功率:
P电机=P输送机/η总=2.03kw
综合考虑及查课本表20-1可知Ped=2.2kw
P电=1.68kw
η总=0.89
(2)确定电动机的转速
根据表2-2,取普通V带传动比,i带=2~4,i齿=3~6,i总=6~24,i总=n电/n减,n电=(6~24)x115=(690~2760)r/min,由表20-1可知,选用转速为1500r/min其满载转速为1420r/min,
电动机型号为Y100L1-4
Ped=2.2kw
nm=1420r/min
(3)选择电动机类型
按已知的工作要求和工作条件,选用Y系列型号为Y100L1-4笼型三相异步电动机,全封闭自扇冷式结构,电压380V。
电动机型号为Y100L1-4
2、传动比计算与分配
总传动比i=nm/n输送机=1420/115=12.3
分配传动比:
根据传动比范围知,i带轮=3,i齿轮=i/i带轮=12.3/3=4.1
i=12.3
i带轮=3,i齿轮=4.1
3、计算各轴的转速和转矩
(1)各轴转速
n电=nm=1420r/min,n2=115r/min,n1=n2*i齿轮=471.5r/min
大齿轮轴即I轴:
P0
P1=η轴承η带轮η联轴器P电机=0.98×0.96×0.99×2.03kw=1.9kw
n1=n电/i带=617r/min,T1=9550P1/n1=9550x1.56/617N·m=24.14N·m
小齿轮轴即Ⅱ轴:
P2==1.5kw
n2=180r/min,T2=9550P2/n2=9550x1.5/180=79.58N·m
n电=1420r/min
n1=471.5r/min
T1=24.14N·m
n2=115/min
T2=79.58N·m
4、V带传动设计
(1)确定计算功率Pc
根据V带传动工作条件,查课本表11-7,可得工作情况系数KA=1.4,则Pc=KAP电=1.4×1.68kw=2.35kw
Pc=2.35kw
(2)选取V带型号
根据Pc、n电,由课本图11-6选用A型V带
采用实心式
选用A型V带
(3)确定带轮基准直径dd1、dd2
由课本表11-8,图11-6选dd1=100㎜,则
dd2=i带dd1=230mm
dd1=100㎜
dd2=230mm
(4)确定结构尺寸
根据课本p148,表11-9得e=15,fmin=10
①主动轮尺寸:
根据素材p219式15-2,d≥=14.55~16.08mm
ds=20mm,l=(1.5~2)ds=30-40mm,ha=1.75,da1=dd1+2ha=103.5mm
②从动轮尺寸:
dh=(1.8~2)ds=36~40mm,da2=dd2+2ha=233.5mm,ho=12
σ=6,dr=da2-2(ho+d)=194mm,do=(dh+dr)/2=115mm,s=(0.2~0.3)B=7~10.5mm,s1≥1.5s=15mm,s2≥0.5s=5mm
③轮槽尺寸:
根据素材p148,表11-9得,bd=11,hamin=2.75
ds=20mm
l=30-40mm
ha=1.75
da1=103.5mm
dh=36mm
da2=233.5mm
dr=194mm
do=115mm
s=7~10.5mm
bd=11
hamin=2.75
(5)验算带速v
v=πdd1n1/60×1000=3.14×100×1420/60×1000
=7.43m/s,
v在5~15m/s范围内,故带的速度合适
v=7.43m/s
(6)确定V带的基准长度和传动中心距a
因0.7(dd1+dd2)故初选中心距a0=450mm,V带所需基准长度
L0=2a0+π(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)²/4a0≈1427.49mm
由课本表11-2知,选取带基准长度Ld=1400mm
实际中心距a=a0+(Ld-L0)/2=422.51mm
a0=450mm
L0=1427.49mm
Ld=1400mm
a=422.51mm
(7)验算主动轮上的包角α1
α1=180°-57.3°(dd2-dd1)/a=163.45>120°,
故包角合适
α1=163.45°
(8)计算V带的根数Z
查课本表11-3、表11-4、表11-5、表11-6,可知
P0=1.28kw,△P0=0.11,Ka=0.82,KL=1.09
Z=Pc/(P0+△P0)KaKL=2.35/(1.28+0.11)x0.82x1.09=1.89(根)取Z=2根,B=(Z-1)e+2fmin=35mm
Z=2根
(9)计算V带合适的初拉力Fo
查课本表11-1,可知q=0.1kg/m,则
Fo=500Pc(2.5/Ka-1)/+qv2=500x2.35/(2.5/0.82-1)+0.1x9.292=138.19N
Fo=138.19N
(10)计算作用在带轮轴上的压力FQ
FQ=2FoZsin(α1/2)=549.96N
FQ=549.96N
(11)带轮结构
由带轮基准直径可知带轮形式为实心式
采用实心式
5、齿轮传动设计
(1)选择齿轮材料及精度等级
选用硬齿面齿轮组合,小齿轮选用
20CrMnTi,渗碳淬火,硬度为56~62HRC;大齿轮
选用40Cr,表面淬火,硬度为48~55HRC(见课本表12-3),由表12-2选8级精度
小齿轮选用20CrMnTi,大齿轮选用40Cr,选8级精度
(2)按轮齿抗弯强度设计
1)转矩T1=9.55×106P减/n减=79583.3N·mm
2)载荷系数K,查课本表12-4取K=1.4
T1=79583.3
N·mm
3)齿数Z1、螺旋角β、齿形系数Ψa
小齿轮齿数Z1取20,则大齿轮齿数Z2=68,初选螺旋角β=15°,则ZV1=Z1/cos2β=22.22
ZV2=Z2/cos2β=75.55,由课本图12-25查得
齿形系数YF1=2.81,YF2=2.27,取Ψa=0.4
Z1=20,Z2=68
ZV1=22.22
ZV2=75.55
β=15°,
Ψa=0.4
4)许用弯曲应力[σF]
由课本图12-26查得σFlim1=370MPa,
σFlim2=320MPa,由课本表12-5查得SF=1.5
则[σF]1=σFlim1/SF≈246.66MPa,
[σF]2=σFlim2/SF≈213.33MPa
因YF1/[σF]1≈0.0114,YF2/[σF]2≈0.0107
且YF1/[σF]1>YF2/[σF]2,则
mn≥³√3.2KT1YF1cos²β/Ψa(u+1)Z1²[σF]1≈1.61mm,由课本表12-1取mn=1.75mm
[σF]1=246.66
MPa,
[σF]2=213.33
MPa,
mn=1.75mm
5)确定结构尺寸
端面模数mt=mn/cosβ=1.69
端面压力角at=arctantanan/cosβ=21.5
分度圆直径dd1=100mm,dd2=230mm
齿顶高ha=mn=1.75mm,齿根高hf=1.25mn=2.18mm
全齿高h=ha+hf=3.93mm
顶隙c=hf-ha=0.43mm,顶齿圆直径da1=dd1+2ha=103.5mm
da2=dd2+2ha=233.5mm,齿根圆直径df1=dd1-2hf=95.64mm
df2=dd2-2hf=225.64mm,中心距a=mn(z1+z2)/2cosβ=79.7mm
mt=1.69
at=21.5
ha=mn=1.75mm
hf=2.18mm
h=3.93mm
c=0.43mm
da1=103.5mm
da2=233.5mm
df1=95.64mm
6)确定中心距及螺旋角β
中心距a=mn(Z1+Z2)/2cosβ=61.59mm,取a=61.5
螺旋角β=arccos[mn(Z1+Z2)/2a]=16°6´20´´
齿宽b=Ψa·a=0.4×61.5mm=24.6mm
经圆整后取b2=25mm,b1=30mm
a=61.5mm
β=16°6´20´´
b1=30mm
b2=25mm
7)验算齿面接触强度
由课本图12-23、12-5可得,σHlim1=1420MPa
σHlim2=1200MPa,SH=1.1,故
[σH]1=σHlim1/SH=1290MPa,
[σH]2=σHlim2/SH=1091MPa,则
σH=305√(u+1)KT1/uba²=987<[σH2],
因此安全
σH=987MPa
8)齿轮的圆周速度
V=πd1n1/60