机械设计课程设计

发布 2022-10-01 17:48:28 阅读 4513

一、传动方案的拟定。

给定条件:由电动机驱动,传送带速度v=0.84m/s,卷筒直径为d=360mm,传送带主动轴转矩为t=660nm。两班制工作,工作期限为十年,单向传动,工作连续。

减速器类型选择:选用二级式圆柱齿轮减速器。

特点及运用:用于热处理车间零件清洗用递设备,工作速度不高,圆周力不大,所以传递的功率也不会太大。传递设备的工作平稳,转向固定,所以减速箱设计为闭式,箱体内用润滑油润滑,轴承用脂润滑,最好使减速箱外形和内部尺寸不太大,结构虽然简单但造价不高,生产周期短,效率高。

由此,整体布置如下:

图1-1传动装置简图。

二、选择电动机。

1.电动机类型和结构型式选择。

根据一般带式输送机选用的电动机选择,选用y系列封闭式三相异步电动机。

2.选择电动机容量。

1)工作机所需功率。

已知工作机主动轴的输出扭矩t=660n·m和传送带运行速度v=0.84m/s,则工作机主动轴所需功率。

2)电动机的输出功率。

设联轴器传动效率,齿轮传动效率(八级精度一般齿轮传动),滚动轴承效率,v带传动效率,卷筒滑动轴承效率,由。

因为,所以根据参[1]表20-1,取=4kw

3)电动机型号及转速。

卷筒转速。为了便于选择电动机转速,先推算电动机转速的可选范围。由参[1]表2-1、表2-2查得v带传动常用传动比范围=2~4,两级圆柱齿轮传动比范围为=8~60,则电动机转速可选范围为。

由参[1]表20-1满足条件的有同步转速750r/min、1000r/min、1500r/min、3000r/min 四种,表2-1相关电动机主要参数。

从传动比、**等因素综合考虑选用方案3电动机型号y112m-4。

三、传动装置的总传动比及其分配。

1.计算总传动比。

已知电动机的满载转速和工作机主动轴的转速,传动装置的总传动比。

2.合理分配各级传动比。

设为高速级的传动比,为低速级的传动比,为v带的传动比,取=2.5,则减速器的传动比。

则双级圆柱齿轮减速器低速级的传动比为

高速级传动比为

四、传动装置的运动和动力参数。

1.各轴转速。

电动机为0轴,减速器高速轴为轴,中间轴低速轴为轴,中间轴,卷筒轴为轴,各轴的转速为。

2.各轴的输入功率。

3.各轴的转矩。

将计算结果汇总列表如表4-1

表4-1各轴运动及动力参数。

五、传动零件设计。

一)、高速级齿轮设计计算。

1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数。

1)依照传动方案,本设计选用二级展开式斜齿圆柱齿轮传动。

2)一般工作机器,运转速度不高,查参[2]表11-2,选用8级精度。

3) 材料选择:小齿轮材料为45钢(调质),齿面硬度为280hbs;

大齿轮材料为45钢,调质,齿面硬度为240hbs。

4)选小齿轮齿数,大齿轮齿数。

5)选取螺旋角。

2.按接触强度设计。

由参[2]公式(10-24)计算,即。

1) 试选载荷系数=1.5

3)由参[2]表10-7得。

4)由参[2]图10-20,选取区域系数。

5)由参[2]表(10-25)查得材料的弹性影响系数=189.8

7)由参[2]式(10-23)计算螺旋角系数。

8)由参[2]表10-25查得小齿轮的接触疲劳极限,大齿轮接触疲劳极限。

9)由参[2](10-15)计算应力循环次数。

10)由参[2]图10-23查得接触疲劳寿命系数。

取失效概率为1%,安全系数为s=1。由参[2]式10-14计算。

取和中的较小者作为齿轮副的接触许用应力,即===566.40mpa

11)小齿轮分度圆直径。

12)计算模数。

取标准模数m=2.5

13)计算中心距。

将中心距圆整为125mm

14)确定螺旋角。

15)计算当量齿数。

16)计算齿轮的分度圆直径。

17)计算齿轮宽度。

根据0-5圆整取大齿轮b=50mm

3.齿根弯曲疲劳强度校核。

1)由图10-17图10-18查取。

2)确定螺旋角系数。

3) 确定重合系数。

4)计算圆周的速度。

5) 根据v=1.317m/s、8级精度,由参[2]图10-8查得动载系数kv=1.05;由查得:

khβ=1.355;kfβ=1.29;ka=1.

25, ,kfa=1.4

7) 计算弯曲疲劳许用应力。

取弯曲疲劳安全系数s=1.4,由参[2]图10-20c得小齿轮的弯曲疲劳强度极限σfe1=380mpa, 大齿轮的弯曲疲劳强度极限由参[2]图10-18查得弯曲疲劳强寿命系数fn1=0.94,kfn2=0.

96。因为,,所以满足条件。

4.齿轮几何尺寸。

表5-4 齿轮几何参数。

二)、低速级齿轮设计计算。

1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数和螺旋角。

1)选用斜齿圆柱齿轮。

2)运输机为一般工作机器,速度高,故用8级精度。

3)材料选择。

选小齿轮材料为40钢(调质),硬度为280hbs,大齿轮45钢(调质),硬度240hbs。

4)选取小齿轮齿数z1=17,大齿轮齿数:z2=iz1=3.15×23=72.45,取z2=72。

5)初螺旋角为β=140

2. 按面接触强度设计。

1)由参[2]式(10-21)

试选=1.6

2)小齿轮传递的转矩。

3)由参[2]表(10-7)选定系数。

4)由参[2]表(10-6)得材料弹性影响系数。

5)由参[2]图(10-30)查得区域系数。

6)由参[2]图(10-26)查得,则。

7)由参[2]图(10-21)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)由参[2]是(10-13)计算应力循环次数。

9) 由参[2]图10-19查得接触疲劳寿命系数。

10) 计算疲劳许用应力。

取失效概率为1%,安全系数为s=1。

11)计算小齿轮分度圆直径。

3. 齿轮计算。

1)计算圆周速度。

2)计算齿宽b及模数mnt

取标准模数mnt=3.5

3)计算齿轮中心距。

取圆整170

4)实际螺旋角。

5)计算纵向重合度。

6)计算载荷系数k

由参[2]表10-4查得=1.40;由表10-2,使用系数=1;根据v=0.84m/s8级精度,由10-8查得=1.14;由表10-4查得=1.402,查得。

7) 按实际载荷系数校正所得分度圆直径。

由参[2]公式10-10a得:

8)计算当量齿数。

4. 校核齿根弯曲疲劳强度载荷系数。

1)确定弯曲疲劳强度载荷系数。

2) 查取齿形系数和应力校正系数。

查取齿形系数,由参[2]表10-5查得:

查取应力校正系数由表10-6得:

3)根据纵向重合度=1.824,从图10-28查得螺旋角影响系数。

4) 由参[2]图10-20c得小齿轮的弯曲疲劳强度极限,大齿轮的弯曲疲劳强度极限。

5) 由图10-18查得弯曲疲劳强寿命系数。

6) 计算弯曲许用应力。

取弯曲疲劳安全系数s=1.4,由参[2]公式(10-12)得。

7)校核齿齿根弯曲疲劳强度。

所以,满足条件。

三)、v带传动设计计算。

1)确定计算功率。

由参[2]表8-8查的工作情况系数,故:

2)选择v带的带型

根据、n由参[2]8-11选用a型。

3) 确定带轮基准直径并验算带速。

1) 初选小带轮的基准直径。由参[2]8-7和8-9,取小带轮的基准直径=90mm。

2) 验算带速。

因为5m/s<<30m/s,故带速适合。

3)计算大带轮的基准直径。根据参[2]公式(8-13)计算。

根据参[2]表8-9,取标准值为224。

4)确定v带的中心距和基准长度。

按计算式初步定中心距=500mm

计算带所需的基准长度。

由参[2]表8-2选带的基准长度=1550

按计算式计算实际中心距。

根据参[2]公式8-23,中心距变化范围为500.75—539mm

5)计算小带轮上的包角。

6)计算带的根数z

由=90mm和n=1440r/min,查参[2]表8-4得。

根据n=1440r/min, =2.5和a型带,查参[2]表8-5得。

查参[2]表8-6得,查表8-2得,于是。

单根带的额定。

带的根数z取5 根。

7)计算单根带的初拉力。

由参[2]表8-3得a型带的单位长度q=0.10kg/m,所以。

8)计算压轴力。

v带传动数据整理。

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