带式运输机传动装置的设计文档格式.docx
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由《机械设计基础课程设计》表10-1查得V带传动效率卩叮鮎,一对齿轮传动的效率沪°
,一对滚动球轴承传动效率3联轴器效率®
“%,因此
7=0_%x0^7x0^95x0^8=0_908
所以
A=—二広ffltwn
根据h选取电动机的额定功率p■使厲(-T几275“,并由
《机械设计基础课程设计》表10-110查得电动机的额定功率为确定电动机转速:
60x1000v
滚筒转速为:
取v带传动的传动比范围为:
-'
id
取单级齿轮传动的传动比范围为:
则可得合理总传动比的范围为:
^=6-20
故电动机转速可选的范围为:
心二二冃卫二22932-764_4r/mni
在这个范围内的电动机的同步转速有*阴厂5和1欧厂min两种,综合考虑电动机和传动装置的情况再确定最后的转速,为降低电动机的重量和成本,可选择同步转速为1(W°
r,min。
根据同步转速查《机械设计基础课程设计》表10-110确定电动机型号为7160£
"
6,其满载转速m刃°
厂皿皿。
此外,电动机的中心高、外形尺寸、轴伸尺寸等均可查表得出。
三•选择联轴器,设计减速器
总传动比的计算与分配
电动机确定后面,根据电动机的满载转速和工作装置的转速,就可以计算传动装置的总传动比。
总传动比的分配是个比较重要的问题。
它将影响到传动装置的外轮廓尺寸、重量、润滑等许多问题。
1、计算总传动比
2、分配各级传动比
为使带传动的尺寸不至过大,满足「5,可取^=3,贝U齿轮的传动比
传动装置的运动和动力参数计算
传动装置的运动和动力参数是指各轴的转速、功率和转矩,这些参数是设计传动零件(齿轮和带轮)和轴时所必需的已知条件。
计算这些参数时,可以按从高速轴往低速轴的顺序进行。
1、各轴的转速
nrtn=—
323J3
4_35
r/man=7433dnin
n=^^Fyiniii=323_33r;
/iniiiu3
=m=74_33rimin
2、各轴的功率
丹=H=10J6x0^95x0_97^=10_19HF
=1019x0^5xO^ft£
»
r=9_?
4£
>
r
3、各轴的转矩
r.=955□—=9550x—蚤hi=108J0Wmn.^70
2网吟亠皿器EE如"
论対吟"
込黠心"
嗨纹”
pq94
7^=9550—=9550x-jw=1277_10i^m
47433
最后,将计算结果填入下表:
参数
轴名
电动机轴
I轴
U轴
滚筒轴
转速n
(r/min)
970
323.33
74.33
功率P/KW
11
10.56
10.19
9.94
转矩T/(N.M)
108.3
311.9
1309.22
1277.1
传动比i
3
4.35
1
效率n
0.96
0.965
0.975
传动零件的设计计算
设计时,一般先作减速器箱外传动零件的设计计算,以便确定减速器内的传动比及各轴转速、转矩的精确数值,从而使所设计的减速器原始条件比较准确。
第一节减速器外传动零件的设计
本传动方案中,减速器外传动即电动机与减速器之间的传动,采用V带传动。
V带已经标准化、系列化,设计的主要内容是确定V带型号和根数,带轮的材料、直径和轮毂宽度、中心距等。
1、求计算功率只
查《机械设计基础》表13-8得基匸口,故
R==lJ2xlO_45=12J4
2、选V带型号
根据几心5,由《机械设计基础》图13-15查出此坐
标点位于B型号区域。
3、求大、小带轮基准直径归出
查《机械设计基础》表13-9,鬲应不小于125mm现取dl=15°
™"
,由《机
rfi=—血戸)970x!
50x(l-0_02)nmn=441mm
械设计基础》式(13-9)得
式中m皿323min
由《机械设计基础》表13-9,取=450mm。
4、验算带速
Krfini
150x970.十』
u—~~
60x1000
GdMOZE
带速在八Fz范围内,合适。
5、求V带基准长度D和中心距。
初步选取中心距
皿"
卡(也+小)=1芍昭0)R=900im
由《机械设计基础》式(13-2)得带长
Z*=2a+-(rfi+rft)
=2xQOO+-x(15Q+450)^450"
150)3!
^
24x900
=27fi7_48mm
查《机械设计基础》表13-2,对B型带选用矗-幽心™
再由《机械设计基础》式(13-16)计算实际中心距
Zrf-i-
am
2
&
验算小带轮包角血
由《机械设计基础》式(13-1)得
01=180-^^x573=lW-⑹—他x573-=161J34'
>
12ffa916J26
合适。
7、求V带根数£
13-15)得
由《机械设计基础》式
A
令970rmm..J,巧,查《机械设计基础》表13-3得
P^=2_4&
KW
匾H150Q-0_(K9
由《机械设计基础》式(13-9)得传动比
查《机械设计基础》表13-5得
Apt=030£
JF
由血=1612T查《机械设计基础》表13-7得乩—0少,查《机械设计基础》表13-2得=105,由此可得
二<
52
12_54
(248+0JO)x0^5x105
取5根。
8、求作用在带轮轴上的压力叱
查《机械设计基础》表13-1得7°
17^^,故由《机械设计基础》式(13-17)
得单根V带的初拉力
“SOOJlfU」,r500X12J4(2j5„仃“J”―如北“
F・=111+=JC1.(L17x7^2]用=278L3SJV
zv〔上二}[5x762\0_95JJ
作用在轴上的压力
Pq=2^.sm—=2x5x27XJ8xsui"
皿N=2746j58JV
22
9、带轮结构设计
带轮速度"
We,可采用铸铁材料。
小带轮直径乩-£
咲,采用实心式;
大带轮直径^=450^,采用轮辐式。
传动比及运动参数的修正
外传动零件设计完成后,V带的传动比随之确定。
用新的传动比对减速器内轴I的转速、转矩数值进行修正。
1、对轴I转速的修正
2、对轴I转矩的修正
Fi=955tt—=9550x10j56Nm=318_1Wmn316J99
最后,将修正结果填入下表:
转速n/(r/min)
316.99
转矩T/(N.M)
318.14
3.06
减速器内传动零件的设计
减速器内的传动零件主要是指齿轮轴。
本传动方案中的减速器采用直齿圆柱齿轮进行传动。
直齿圆柱齿轮传动设计需要确定齿轮的材料、模数、齿数、分度圆、顶圆和根圆、齿宽和中心距等。
1、选择材料及确定许用应力
小齿轮用柚必曲调质,齿面硬度24—型H昭,6■心720肚甩,
CTm=5KifFa(《机械设计基础》表11-1),大齿轮用如553还调质,齿面硬度241-269^兀(《机械设计基础》表11-1)。
由《机械设计基础》表11-5,取皿一L1,$■-13,
[cihI-Cgfal=—Jffti=
L」品11
[CTjftl==—MPa=559JQSMP^
LJ&
1_1
ri口脑595
如=——=——MPa=Jn6MPa
L」&
1J25
r1□fSi510.
[J==——MPa=4mMRi
LJ*1J25
2、按齿面接触强度设计
设齿轮齿面按7级精度制造。
取载荷系数K=1A(《机械设计基础》表11-3),齿宽系数(《机械设计基础》表11-6)。
小齿轮上的转矩
n=Ti=9550—=9550xNm=318_14J^m=3_l&
14xl(/jVmm
取矗二188(《机械设计基础》表11-4)
岛>J叫空陛丫=狄竺坷壘竺丫…=
丫帕u11°
甑]丿10-84J27I559JJ9)
137i=—=4J28
齿数取^=32,则却二4为灯2"
即。
故实际传动比
“色严―
模数
齿贲*一:
起丄一Q-Ek91_3饰e-73.lOnrn取75ffwn&
l=M+(5-10mrn)i=80-85iwn,这里取岛dQmn。
按《机械设计基础》表4-1取m=3,
小齿轮实际的分度圆直径出=mxzd=3x32j7Pn=96rnn
大齿轮实际的分度圆直径右二幻即亦
齿根高
hf=(隘+c*jf«
=(l+OJ25)x3nvn=3_75jmw
小齿轮齿顶圆直径松"
'
53+
小齿轮齿根圆直径弘山圾伽2X375)“辎—:
大齿轮齿顶圆直径山小心(111,2xi)™"
1,7™"
大齿轮齿根圆直径‘a40"
dZ恥Mil
a—二mm—2jJ_3hvh
中心距22
3、验算轮齿弯曲强度
齿形系数F心塚(《机械设计基础》图11-8),=(《机械设计基
础》图11-9)
Fai—2.12X&
l—IJB
?
由《机械设计基础》式(11-5)
2xl_lx3_1414xltfx2J6xl_0
75x33x32
MPa=135J2U4M<
["
]=476MPa
Z"
證步如鑑罟込心i
4、齿轮的圆周速度
兀dtJh
7^x96x970,―
V60x1000
=6oxioooTS
对照《机械设计基础》表11-2可知选用7级精度是合宜的。
轴U运动参数的修正
内传动零件设计完成后,齿轮的传动比随之确定。
用新的传动比对减速器内轴U的转速、转矩数值进行修正。
1、对轴U、工作装置转速的修正
Ar=no=74_04r/min
2、对轴U、工作装置转矩的修正
rn=9550-—=9550x^-^-^Jf=13143Wif
p»
q44
Kr=9550—=!
550xNM=UX1WNM
a.7404
最后,将修正结果填入下表:
转速n/(r/min)
74.04
1314.35
1282.1
4.28
轴的设计计算
第一节高速轴I的计算
已知轴I传递的功率-1O-56AJF,转速™31699rmin,小齿轮的齿宽缶乜T,齿数”込模数^=3,压力角3=20-,载荷平稳。
1、初步估算轴的直径
查《机械设计基础》表14-1《轴的常用材料及其主要力学性能表》,选取45号钢作为轴I的材料,并进行调质处理。
查《机械设计基础》表14-2《常用材料的[可值和C值》,取C=1(n。
由《机械设计基础》式(14-2)得
普"
考虑到有键槽的存在,轴径加大5流右即dx(1+5%>
/r
dini=40nnn
2、轴的结构设计
(1)确定轴的结构方案
右轴承从轴的右端装入,靠轴肩定位。
齿轮和左轴承从轴的左端装入,齿轮右侧端面靠轴肩定位,齿轮和左轴承之间用定位套筒使左轴承右端面得以定位,左右轴承均采用轴承端盖,齿轮采用普通平键得到圆周固定。
(2)确定轴的各段直径
4
5
6
轴结构示意图
1轴段安装带轮,轴径取不大于70m的标准值,这里取=;
2轴
段安装轴承端盖,取虫=4弘"
;
3轴段安装轴承,轴径为轴承内径的大小。
查《机械设计基础课程设计》续表10-35:
选取深沟球轴承6311,轴承内径心T,外径7)=120™"
,轴承宽5=。
这里取;
轴两端
安装轴承处轴径相等,则6段取心叫;
4轴段安装齿轮,齿轮内径叭55™m,齿轮的轴向定位轴肩心fJSn,取虬dmn。
(3)确定轴的各段长度
结合绘图后确定各轴段长度如下:
1轴段的长度取・(根据带轮结构及尺寸);
2轴段总长度(根据外装式轴承端盖的结构尺寸,起厚度H出‘加’门卩"
】011>
5,还有箱体的厚度取伽巾;
3轴段(轴承的宽挡油环的长度和);
4轴段77™(因为小齿轮的齿宽为80mm轴段的长度应比零件的轮毂短2-3mn),5轴段长度15mrp6轴段/i=4°
如(轴承的宽挡油环的长度和)。
3、按弯扭合成强度对轴I的强度进行校核
已知:
转矩迟二工昭血1沪小齿轮分度圆直径
。
殆竺=空竺竺竺样曲创
圆周力叫X
法向力
6627J92
cos20"
cosa
径向力
(1)绘制轴受力简图(如下)
=^tMa=6627_92xLn20-N=2412S6N
垂直面内的轴承支反力:
比=%=理=吨绥"
=331眇SV
水平面内的轴承支反力:
由两边对称,知截面C的弯矩也对称。
截面C在垂直面弯矩为
T1«
Me=J^x-=1206_18x——jcMF’JVM=5H_tf7再M
v巧2
Afet=Fjz^-=3313_96x——xlO』科M=2S1MNM
Mc二1%:
二7m_673+251^62J/-M二26802WM
(5)绘制扭矩图(如上)
扭矩:
(6)当量弯矩计算
扭矩产生的扭转力按脉动循环变化,取a=0.6,截面C处的当量弯矩:
佐二jW+gry=J沁<rF十@6“砧_tc『mm=
(7)校核危险截面C的强度
判定危险截面为第四段轴的中心面,轴的材料选用45钢,调质处理,查《机
械设计基础》表14-1得门方出皿肌;
查《机械设计基础》表14-3查得
[门宙]60例幻则:
•••该轴强度足够
第二节低速轴U的计算
已知轴U传递的功率皿=10-19幻T,转速«
n=74_o+r/™,大齿轮的齿宽応7讪"
,齿数,137,模数帀-孑,压力角£
=20・,载荷平稳。
查《机械设计基础》表14-1《轴的常用材料及其主要力学性能表》,选取45号钢作为轴I的材料,并进行正火处理。
查《机械设计基础》表14-2《常用材料的[刃值和C值》,取^^107。
根据联轴器结构及尺寸,取。
■•»
■
e
由图中个零件配合尺寸关系知
——1I^^hih
o
1轴段的长度取S加™(根据联轴器
结构及尺寸);
2轴段总长度祕(根据外装式轴承端盖的结构尺寸,其厚度b>
ff+^=2J^+1=2Jjcl0+1=23,还有箱体的厚度取伽巾;
3轴段
*Em(轴承的宽挡油环的长度和);
4轴段72mm(因为大齿轮的齿宽为75mm轴段的长度应比零件的轮毂短2-3mn))5轴段=15"
°
;
6轴段
16二40mm
■。
3、按弯扭合成强度对轴U的强度进行校核
转矩:
迟亠M珈WWE大齿轮分度圆直径必
着=竺半竺竺联丽如
29S
°
圆周力
径向力巧可曲“S910^xi;
in20-mXN
COSfZCDS20*
(1)绘制轴受力简图(如下)
(2)绘制垂直面弯矩图(如下)
垂直面内的轴承支反力:
■_22
=162164x—xlOr4#M=124-87W
(4)绘制合弯矩图(如上)
Mc二升%;
=J124^73+343_073WAf=3453.09^-5/
(5)绘制扭矩图(如上)
T=Ft-=&
91O^5x—xltr1^AT=400空W船
扭矩:
丄2
(6)当量弯矩计算
扭矩产生的扭转力按脉动循环变化,取a=0.6,截面C处的当量弯矩:
W二J庐I百歹=7365+(P6x400-99)^-M=437^4JV-M
(7)校核危险截面C的强度
判定危险截面为第四段轴的中心面,轴的材料选用45钢,正火处理,查《机械设计基础》表14-1得5血阿丄;
查《机械设计基础》表14-3查得
[-J同处则:
键的选择与强度验算
1、高速轴I上键的选择与校核
(1)最小直径处:
1)选择键型:
该键为静联接,为了便于安装固定,选择普通A型平键。
2)确定键的尺寸:
该轴上最小直径为叭,轴长儿旳即卿,查《机械设计基础课程设
计》表10-33得,用于此处连接的键的尺寸为温曲Hee。
3)强度校核:
轴所受转矩G—恥-MWM。
查《机械设计基础》表10-10,取1叩⑷"
W一亠-
由《机械设计基础》式(10-26)有:
4x31«
l14
=40x8x63xl(T*
键连接的挤压强度
Pa=63_12MPii<
[o^]=lOO&
fPa
由《机械设计基础》式(10-27)有:
键连接的压强加
=40;
腸MiTg叶5
O
强度满足要求
该键标记为:
键12x63G5/T1096-97
(2)齿轮处
该轴上最小直径为心%"
,轴长,查《机械设计基础课程设计》表10-33得,用于此处连接的键的尺寸为心10J70。
查《机械设计基础》表10-10,取,卩[40刖儿。
由《机械设计基础》式(10-26)有:
4x31814
55x10x70x10^
Pa=33J>
5AfPki<
[oJ]=lOOMPa
由《机械设计基础》式(10-27)有:
P=—=一Pa=ViS2MPa<
\P\=WMPa
键连接的压强
强度满足要求。
键127。
GQ'
HIO%刃。
2、低速轴U上键的选择与校核
(1)最小直径处
该轴上最小直径为叫叫e,轴长匚门―质,查《机械设计基础课程设
计》表10-33得,用于此处连接的键的尺寸为h空h14J1000
轴所受转矩“小"
MTMo
查《机械设计基础》表10-10,取心1一1°
3皿,I.竹40的丄
4Tn
cr.二=
9血
二ra=46_94Z/Pffl<
r^l=lWMPa
80x14xlOOxltr*L八
P=—=—2X1314J5=\4^4MP窿<
\P]=WAfPa
键辽皿GEE映幻
(2)齿轮处:
该轴上最小直径为心9"
,轴长「5,查《机械设计基础课程设计》表10-33得,用于此处连接的键的尺寸为“gW"
查《机械设计基础》表10-10,取叫"
心,卩也的」o
4Tn4x131435
=SZ5xl4x63xl
键连接的压强闵
2x1314
=_aPa=YT^JMPa<
\Fl=^MPa
55x25x63x10^1-1
键25x90-2M3
滚动轴承的选择及联轴器的选择
第一节滚动轴承的选择
根据设计条件,轴承预计寿命:
^=10x300x16=48000小时
1、计算高速轴处的轴承
对于高速轴处的轴承选择,
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