机械设计课程设计任务书。
设计题目带式输送机传动装置设计
专业机械设计制造及其自动化
班级机制 2 班
设计者 xxx
指导老师 xxx
课程设计时间 2016 年 1 2 月 2 日。
机制教研室制。
带式输送机传动装置设计。
摘要。本设计根据课程设计任务,对带式输送机传送装置的传动机构进行了选择电机进行了选择,然后拟定了总体传动方案。该传动系统通过**减速达到要求转速,分别为带传动和两级展开式圆柱斜齿轮减速器的减速,其中带传动有过载保护的作用,减速器能够保证精确的传动比。
接着依次对减速比进行了分配、对带轮、齿轮和轴进行了设计和校核、对轴承和键进行了选择和校核,均能满足工作要求。最后对润滑和密封装置进行了设计,本说明书对箱体和其它零件的设计没有再做介绍。
关键词:带式输送机,设计,校核。
目录。第1章产品简介与设计任务。
1.1 带式输送机传动装置简介。
带式输送机传动装置是指使用传送带输送产品或物料的装置。其主要是通过把电动机的旋转运动装换为传送带的直线运动来实现其使用功能。带式输送机传动装置促进了流水线生产和自动化生产的发展进程,大大提高了生产效率。
带式输送机现已广泛的运用于煤炭、矿山、港口、电站、建材、冶金、食品等行业。
带式送传送装置主要由主动机、减速装置和传送装置组成。本设计主动机使用电机,然后通过带轮和减速器进行减速,最后通过联轴器跟输送带连接以实现输送机的输送功能。图1-1为本设计的结构和布置简图。
图1-1两级圆柱齿轮减速器带式输送机传动装置。
图中 1-电动机 2-运送带 3-卷筒 4-联轴器 5-减速器 6-v带传动。
1.2课程设计任务。
1)减速器类型:两级圆柱齿轮减速器;
2)载荷情况:载荷平稳单向运动;
3)工作制度:双班制;
4)生产规模:大批量生产;
5)设计参数:运动带工作拉力运输带工作速度卷筒直径;
6)减速器外廓尺寸:结构紧凑;
7)使用年限:十年大修期三年;
8)运送带速度允许误差:之间。
第2章机械系统总体设计。
2.1 机械系统运动方案拟定。
考虑到经济型和互换性,动力机选择**较为便宜、参数可选范围广泛的三项异步电动机。由于轮有着良好的过载保护作用,二级减速器能够保证精确的传动比。所以减速装置主要使用带轮传动和二级减速器。
二级减速器和传送平带通过普通的联轴器进行连接。此方案结构简单、经济性好、可靠性高。
2.2 电动机选择。
2.2.1 选择电动机的类型。
选择电动机的类型主要根据工作机械的工作载荷特性,有无冲击,过载情况,调速范围,启动、制动的频繁程度以及电网的供电状况等。本设计的输送带要求电动机输出恒定的转矩,又由于输送机不经常启动载荷平稳单项运动,所以选择常用的y系列三相异步电动机。
2.2.2选择电动机功率。
工作机所需的功率由机器工作阻力和运动参数计算求得,如图1-1所示电动机所需功率为。
式中工作阻力,工作机线速度,为工作机的效率。
传动机总效率的计算公式为。
传动系统的传动效率分别为:v带传、轴承组1、齿轮组1、轴承组2、齿轮组2、轴承组3、联轴器、轴承组4、平带。
将数据带入式(2-1)、(2-2)计算得到。
由于y系列的电机,查询机械设计课程设计表8-53择型号为y160l-2电动机较为合适。
表2-1 y160l-2电动机参数。
2.3减速器设计方案拟定。
考虑到本传动的转矩不大,工作环境状况较好,所以确定减速器类型为展开式二级斜齿圆柱齿轮减速器。由于斜齿轮会产生轴向力,齿轮的旋向做以下设计可以抵消部分轴向力,结构简图如图2-1。
图2-1二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器。
第3章传动装置总体设计。
3.1 总传动比及各级传动比分配。
传动装置的总传动比为。
式中为电动机满载转速;为执行机构转速。
所以。多级传动中,总传动比为。
其中本传动系统分别经过**减速,为带轮的传动比,为第一组齿轮的传动比,为第二组齿轮的传动比。根据v带传动的传动比范围为,齿轮的传动比为,且,所以传动比的分配如下。
3.2 传动装置的运动和动力参数。
各轴的转速依次为。
各轴的功率依次为。
各轴的转矩依次为,其中为电机转矩。
各轴的运动和动力参数如表3-1。
表3-1各轴的运动和动力参数。
第4章带轮设计计算。
4.1 带轮设计要求。
小带轮和电机相连接,大带轮和减速器的输入轴相连,可知带轮的输入功率,小带轮的转速,传动比,双班制。
4.2 带轮设计计算。
1.确定输入功率。
查机械设计表(8-8)得工作情况系数,故。
2.选择v带带型。
根据、由机械设计图8-11选用a型。
3.确定带轮的基准直径并验算带速。
1)初选小带轮的基准直径。由机械设计图8-11,取小带轮的基准直径。
2)验算带速。按机械设计式(8-13)验算带的速度。
因为,故带速合适。
3)计算大带轮的基准直径。根据机械设计式(8-15a),计算大带轮的基准直径。
根据机械设计表(8-9)圆整为450mm。
4.确定v带的中心距和基准长度。
1)根据机械设计式(8-20),初定中心距;
2)由机械设计式(8-22)计算带所需的基准长度。
由机械设计表(8-2)选带的基准长度。
3)按机械设计式(8-23)计算实际中心距。
5.验算小带轮上的包角。
6.计算带的根数。
1)计算单根v带的额定功率。
由和,查机械设计表(8-4)的。根据,和a型带,查机械设计表(8-5)得。查机械设计表(8-6)的,表8-2的,于是。
2)计算v带的根数。
取6根。7.计算单根v带的初拉力的最小值。
由机械设计表(8-3)的a型带的单位长度质量。
所以。8.计算压轴力。
4.3带轮设计参数汇总。
表4-1带轮数据汇总。
第5章齿轮设计。
5.1齿轮组1设计要求
由于带轮圆整后传动比发生变化,对齿轮组1的输入参数进行修正。修正后齿轮组1的输入功率为,小齿轮的转速为,传动比为,工作寿命为10年双班制,带式输送机工作平稳,转向转速都不改变,根据此条件进行齿轮组1的设计。
5.2 齿轮组1设计。
1.选定齿轮类型、精度等级、材料齿数。
1)选用斜齿圆柱齿轮传动。
2)带式输送机一般为工作机器,速度不高,故选用7级精度(gb10095-88)。
3)材料选择。由机械设计表(10-1)选择小齿轮材料为(调质),硬度为280hbs,大齿轮材料为45钢(调质)硬度为240hbs,二者材料硬度差为40hbs。
4)选小齿轮齿数为,大齿轮齿数,取。
5)选取螺旋角。初选螺旋角。
2.按齿面接触强度设计。
按机械设计式(10-21)试算,即。
1)确定工公式内的各计算数值。
1)试选。2)计算小齿轮传递的转矩。
3)由机械设计表(10-7)选取齿宽系数。
4)由机械设计图(10-20)选取区域系数。
5)由机械设计表(10-5)查的材料的弹性影响系数。
6)由式(10-9)计算接触疲劳强度重合度系数为。
7)由机械设计图(10-25d)按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限;大齿轮的接触疲劳强度极限。
8)由机械设计(10-15)计算应力循环次数。
9)由机械设计图(10-23)取接触疲劳寿命系数;。
10)计算接触疲劳许用应力。
取失效概率为,安全系数s=1,由机械设计式(10-14)的。
取较小者为轮副的接触疲劳许用应力即。
2)计算。1)计算小齿轮的分度圆直径。
2)计算圆周速度。
3)计算齿宽及模数。
4)计算纵向重合度。
5)计算载荷系数。
由机械设计表(10-2)查的,根据,7级精度,由机械设计图(10-8)查的动载系数;由机械设计表(10-4)查得;由机械设计图(10-13)查得,由机械设计表(10-3)查得。
6)按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径,由机械设计式(10-12)得。
7)计算模数。
3.按齿根弯曲强度设计。
由机械设计式(10-7)
1)确定计算参数。
1)计算载荷系数。
2)由式(10-5)计算弯曲疲劳强度用重合度系数。
2)计算。3)查取齿形系数。
由机械设计图(10-17)查得;。
4)查取应力校正系数。
由机械设计图(10-18)查得;。
5)查取齿根弯曲疲劳极限。
6)由机械设计图(10-24c)查得;。
7)查取弯曲疲劳寿命系数。
8)由机械设计图(10-22)查得;;。
9)由(10-14)得。
10)计算大、小齿轮的并加以比较。
大齿轮数值大,所以取。
2)设计计算。
对此计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,取,已满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度,需按接触疲劳强度算得的分度圆直径来计算应有的齿数。于是有。
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