机械原理课程设计

发布 2022-10-01 15:25:28 阅读 3913

设计题目 : 斗式提升机传动装置计。

专业 : 机械设计制造及其自动化。

班级 : a08 机械 (2)班。

设计者 : 邬浩捷。

学号 : 080401233

指导教师 : 胡晓珍史小敏。

目录。第一章设计任务3

第二章电动机的选择和计算4

第三章齿轮的设计和计算7

第四章轴的设计和校核15

第五章轴承的校核计算25

第六章键的校核计算27

第七章箱体的设计计算27

第八章减速器附件设计及计算29

结束语30参考资料30

第一章设计任务。

斗式提升机的原理是通过运输带传动装置给运输机传替力和运动速度。它在社会生产中广泛应用,包括在建筑、工厂、生活等方面。其执行机构如下:

1、 原始数据

生产率q(t/h)q=25

提升带的速度,(m/s)v=2.0

提升带的高度h,(m)h=20

提升机鼓轮的直d,(mm)d=500

2、 已知条件。

1) 斗式提升机的提升物料,谷物,面粉,水泥等。

提升机驱动鼓轮所需要的功率为pw=qh(1+0.8v)/367

2) 斗式提升机运转方向不变,工作载荷稳定,传动机构中有保安装置(安全联轴器);

3) 工作环境:室内,灰尘较大,环境最高温度35℃左右;

4) 工作寿命为8年,每年300个工作日,每日工作16小时;

5) 制造条件及生产批量:一般机械厂制造,小批量生产。

3、参考传动方案。

第二章电动机的选择和计算。

第一节电动机的选择。

1.选择电动机类型。

由于电动机工作环境为室内,灰尘较大,环境做高温度35℃左右,故选用三相异步电动机,封闭式结构,电压380v,y型。

2.选择电动机容量。

电动机所需工作功率按式为η

因为pw=qh(1+0.8v)/367

所以pw=qh(1+0.8v)/367=25*20(1+0.8*2.0)/367=3.54kw

有电动机至运输带的传动总功率为。

式中:η1、η2、η3、η4分别为联轴器、轴承、齿轮传动和卷筒的传动效率。

取 η1=0.99(齿轮联轴器),η2=0.98(滚子轴承),η3=0.97(齿轮精度7级,不包括轴承效率),η4=0.98

则=××0.96=0.903264

因此,p=p/η=3.54kw/0.903264=3.94kw

3.确定电动机转速。

卷筒工作速度为。

n==60*1000*2.0/3.14*450=84.93r/min

按表1(ⅰ)的传动比合理范围,取二级圆柱齿轮减速器传动比i=8~40,故电动机转速的可选范围为。

n=i×n=(8~40)x84.93=679.41~3397

符合这一范围的同步转速有1000,1500和3000r/min

根据容量和转速,根据容量和转速,根据参考文献《机械零件设计课程设计》 毛振扬陈秀宁施高义编浙江大学出版社第339-340页表附表15-1可查得所需的电动机y系列三相异步电动机技术数据,查出有四种适用的电动机型号,因此有四种传动比方案,其性能见下表。

表。14.电动机的外型和安装尺寸。

图。2表。2

第二节计算传动装置的总传动比,并分配各级传动比。

电动机型号为y132s1-2,满载转速n=2900r/min

1)总传动比。

v=2.0m/s,n=vx60x1000/2x3.14r=84.92r/min

=n/n=2900/84.92=34.15

2)分配各级传动比。

式中,分别为高速轴齿轮传动和低速轴齿轮传动的传动比。

同轴式二级齿轮减速器的传动比这样取,其减速器外廓尺寸会比较大。

第三节计算传动装置各轴的运动和运动参数。

1)各轴转速。

轴 ==2900r/min

ⅱ轴 ==2900/5.84=497r/min

ⅲ轴 =/497/5.84=85.03 r/min

卷筒轴 ==85.03 r/min

2)各轴输入功率。

轴 =×3.94×0.99=3.90kw

轴 =×2×=3.90×0.98×0.97=3.71kw

轴 =×2×=3.71××0.97=3.52kw

卷筒轴 =×1×η2=3.52×0.99×0.98=3.42kw

各轴输出功率。

轴 =×0.98=3.82 kw

轴 =×0.98=3.64kw

轴 =×0.98=3.45kw

卷筒轴 =×0.98=3.35kw

3)各轴输入转矩。

电动机输出转矩 =9550 =9550×3.94/2900=12.97 n·m

轴输入转矩

轴12.97×0.99=12.85 n·m

ii轴12.85×5.84×0.98×0.97=71.31 n·m

轴71.31×5.84×0.98×0.97=

卷筒轴输入转矩。

395.88××0.98=384.08n·m

~ⅲ轴输出转矩

轴0.98=12.59 n·m

轴0.98=69.88n·m

轴0.98=387.96n·m

卷筒轴输出转矩=×0.98=376.40n·m

运动和动力参数计算结果整理于下表。

第三章齿轮的设计与校核。

一)高速级齿轮传动的设计计算。

1. 齿轮材料,热处理及精度。

考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮。

1) 齿轮材料及热处理。

① 材料:高速级小齿轮选用钢调质,齿面硬度为小齿轮 280hbs 取小齿齿数=18

高速级大齿轮选用钢正火,齿面硬度为大齿轮 240hbs z=i×z=5.45×18=98.1取z=99

② 齿轮精度。

按gb/t10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。

.初步设计齿轮传动的主要尺寸。

按齿面接触强度设计。

确定各参数的值:

试选=1.6

查课本图10-30 选取区域系数 z=2.433

由课本图10-26

则。计算应力值环数。

n=60nj =60×2900×1×(16×300×8)

6.6816×10h

n= =60nj =60×532×1×(16×300×8) =1.2257×10h

查课本10-19图得:k=0.92 k=0.98

齿轮的疲劳强度极限。

取失效概率为1%,安全系数s=1:

许用接触应力

查课本由表10-6得: =189.8mp

由表10-7得: =1

t=95.5×10×=95.5×10×4.5837/2900

3.设计计算。

小齿轮的分度圆直径d

计算圆周速度。

计算齿宽b和模数。

计算齿宽bb==32.32mm

计算摸数m初选螺旋角=14

计算齿宽与高之比。

齿高h=2.25 =2.25×1.74=3.915

计算纵向重合度。

计算载荷系数k

使用系数=1

根据,7级精度, 查课本由表10-8得。

动载系数k=1.1,查课本由表10-4得k的计算公式:

k= +0.23×10×b

查课本由表10-13得: k=1.35

查课本由表10-3 得: k==1.2

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