设计—用于带式运输机上的单级直齿圆柱减速器,已知条件:运输带的工作拉力F=1350N,运输带的速度V=1.6m/s卷筒直径D=260mm,两班制工作(12小时),连续单向运转,载荷平移,工作年限10年,每年300工作日,运输带速度允许误差为±5%,卷筒效率0.96 一.传动方案分析: 如图所示减速传动由带传动和单级圆柱齿轮传动组成,带传动置于高速级具有缓冲吸振能力和过载保护作用,带传动依靠摩擦力工作,有利于减少传动的结构尺寸,而圆柱齿轮传动布置在低速级,有利于发挥其过载能力大的优势
二.选择电动机: (1)电动机的类型和结构形式,按工作要求和工作条件,选用一般用途的Y系列三相异步交流电动机。 (2)电动机容量: ①卷筒轴的输出功率Pw=FV/1000=1350×1.6/1000=2.16kw ②电动机输出功率Pd=Pw/η 传动系统的总效率:η= 式中……为从电动机至卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。 由表查得V带传动=0.96,滚动轴承=0.99,圆柱齿轮传动 =0.97,弹性连轴器=0.99,卷筒轴滑动轴承=0.96 于是η=0.96××0.97×0.99×0.96≈0.88 故: Pd=Pw/η=2.16/0.88≈2.45kw ③电动机额定功率由表取得=3kw (3)电动机的转速:由已知条件计算卷筒的转速 即: =60×1000V/πD=60×1000×1.6/3.14×260=118 r/min V带传动常用传动比范围=2-4,单级圆柱齿轮的传动比范围=2-4 于是转速可选范围为==118×(2~4)×(2~4) =472~1888r/min 可见同步转速为500r/min和2000r/min的电动机均合适,为使传动装置的传动比较小,结构尺寸紧凑,这里选用同步转速为960×r/min的电动机 传动系统总传动比i==≈2.04 根据V带传动的常用范围=2-4取=4 于是单级圆柱齿轮减速器传动比==≈2.04
㈡ 机械设计基础课程设计的题目是带式运输机传动装置设计
是指一个传送带吗,是横卧,还是有角度的。
㈢ 设计带式输送机传动装置
下面是解题步骤,将其中的力,速度,直径数值给换一下就行了,其他数据不用变
(1)工作轴需要功率
Pe =F*V=8×1.4=11.2KW
(2)电机所需的工作功率:
P工作=Pe/η0
=11.2/×0.8692
=12.8854KW
选择电动机额定功率 13KW
其中η0=η带×η2轴承×η齿轮×η联轴器×ηw
=0.96×0.992×0.97×0.992×0.96
=0.8962
3、确定电动机转速:
滚筒工作转速:
n筒=60×1000V/πD
=60×1000×1.4/π×400
=66.8451r/min
计算各轴的功率(KW)
P0=P工作=12.8854KW
PI=P0×η1=12.8854×0.96=12.3700KW
PII=PI×η轴承×η齿轮=12.3700×0.99×0.97
=11.8789KW
带式运输机P= PII×η联轴器=11.8789×0.992=11.7839kw
计算各轴转速(r/min)
N0= =970r/min
nI=n0/i带=970/4.8371=200.5334(r/min)
nII=nI/i齿轮=200.5334/3=66.8445(r/min)
运输机轴n= nII=66.8445(r/min)
计算各轴扭矩(N
㈣ 急求带式输送机传动装置中的二级圆柱齿轮减速器毕业设计
前 言
机械设计综合课程设计在机械工程学科中占有重要地位,它是理论应用于实际的重要实践环节。本课程设计培养了我们机械设计中的总体设计能力,将机械设计系列课程设计中所学的有关机构原理方案设计、运动和动力学分析、机械零部件设计理论、方法、结构及工艺设计等内容有机地结合进行综合设计实践训练,使课程设计与机械设计实际的联系更为紧密。此外,它还培养了我们机械系统创新设计的能力,增强了机械构思设计和创新设计。
本课程设计的设计任务是展开式二级圆柱齿轮减速器的设计。减速器是一种将由电动机输出的高转速降至要求的转速比较典型的机械装置,可以广泛地应用于矿山、冶金、石油、化工、起重运输、纺织印染、制药、造船、机械、环保及食品轻工等领域。
本次设计综合运用机械设计及其他先修课的知识,进行机械设计训练,使已学知识得以巩固、加深和扩展;学习和掌握通用机械零件、部件、机械传动及一般机械的基本设计方法和步骤,培养学生工程设计能力和分析问题,解决问题的能力;提高我们在计算、制图、运用设计资料(手册、 图册)进行经验估算及考虑技术决策等机械设计方面的基本技能,同时给了我们练习电脑绘图的机会。
最后借此机会,对本次课程设计的各位指导老师以及参与校对、帮助的同学表示衷心的感谢。
由于缺乏经验、水平有限,设计中难免有不妥之处,恳请各位老师及同学提出宝贵意见。
带式输送机概论
带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输燃料的机械。应用它可以将物料在一定的输送线上,从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送,也可以进行成件物品的输送。除进行纯粹的物料输送外,还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合,形成有节奏的流水作业运输线。所以带式输送机广泛应用于现代化的各种工业企业中。在矿山的井下巷道、矿井地面运输系统、露天采矿场及选矿厂中,广泛应用带式输送机。它用于水平运输或倾斜运输。使用非常方便。
输送机发展历史
中国古代的高转筒车和提水的翻车,是现代斗式提升机和刮板输送机的雏形;17世纪中,开始应用架
空索道输送散状物料;19世纪中叶,各种现代结构的输送机相继出现。
1868年,在英国出现了带式输送机;1887年,在美国出现了螺旋输送机;1905年,在瑞士出现了钢带式输送机;1906年,在英国和德国出现了惯性输送机。此后,输送机受到机械制造、电机、化工和冶金工业技术进步的影响,不断完善,逐步由完成车间内部的输送,发展到完成在企业内部、企业之间甚至城市之间的物料搬运,成为材料搬运系统机械化和自动化不可缺少的组成部分。
输送机的特点
带式输送机是煤矿最理想的高效连续运输设备,与其他运输设备(如机车类)相比具有输送距离长、运量大、连续输送等优点,而且运行可靠,易于实现自动化和集中化控制,尤其对高产高效矿井,带式输送机已成为煤炭开采机电一体化技术与装备的关键设备。
带式输送机主要特点是机身可以很方便的伸缩,设有储带仓,机尾可随采煤工作面的推进伸长或缩短,结构紧凑,可不设基础,直接在巷道底板上铺设,机架轻巧,拆装十分方便。当输送能力和运距较大时,可配中间驱动装置来满足要求。根据输送工艺的要求,可以单机输送,也可多机组合成水平或倾斜的运输系统来输送物料。
带式输送机广泛地应用在冶金、煤炭、交通、水电、化工等部门,是因为它具有输送量大、结构简单、维修方便、成本低、通用性强等优点。
带式输送机还应用于建材、电力、轻工、粮食、港口、船舶等部门。
一、 设计任务书
设计一用于带式运输机上同轴式二级圆柱齿轮减速器
1. 总体布置简图
2. 工作情况
工作平稳、单向运转
3. 原始数据
运输机卷筒扭矩(N•m) 运输带速度(m/s) 卷筒直径(mm) 使用年限(年) 工作制度(班/日)
350 0.85 380 10 1
4. 设计内容
(1) 电动机的选择与参数计算
(2) 斜齿轮传动设计计算
(3) 轴的设计
(4) 滚动轴承的选择
(5) 键和联轴器的选择与校核
(6) 装配图、零件图的绘制
(7) 设计计算说明书的编写
5. 设计任务
(1) 减速器总装配图1张(0号或1号图纸)
(2) 齿轮、轴、轴承零件图各1张(2号或3号图纸)
(3) 设计计算说明书一份
二、 传动方案的拟定及说明
为了估计传动装置的总传动比范围,以便选择合适的传动机构和拟定传动:方案,可由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw:
三. 电动机的选择
1. 电动机类型选:Y行三相异步电动机
2. 电动机容量
(1) 卷筒轴的输出功率
(2) 电动机的输出功率
传动装置的总效率
式中, 为从电动机至卷筒轴之间的各传动机构和轴承的效率。由《机械设计课程设计》(以下未作说明皆为此书中查得)表2-4查得:V带传动 ;滚动轴承 ;圆柱齿轮传动 ;弹性联轴器 ;卷筒轴滑动轴承 ,则
故
(3) 电动机额定功率
由第二十章表20-1选取电动机额定功率
由表2-1查得V带传动常用传动比范围 ,由表2-2查得两级展开式圆柱齿轮减速器传动比范围 ,则电动机转速可选范围为
可选符合这一范围的同步转速的电动3000 。
根据电动机所需容量和转速,由有关手册查出只有一种使用的电动机型号,此种传动比方案如下表:
电动机型号 额定功率
电动机转速
传动装置传动比
Y100L-2 3 同步 满载 总传动比 V带 减速器
3000 2880 62.06 2
三、 计算传动装置总传动比和分配各级传动比
1. 传动装置总传动比
2. 分配各级传动比
取V带传动的传动比 ,则两级圆柱齿轮减速器的传动比为
按展开式布置考虑润滑条件,为使两级大齿轮直径相近由图12展开式曲线的
则i
所得 符合一般圆柱齿轮传动和两级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。
四、计算传动装置的运动和动力参数:
按电动机轴至工作机运动传递路线推算,得到各轴的运动和动力参数
1.各轴转速:
2.各轴输入功率:
Ⅰ~Ⅲ轴的输出功率分别为输入功率乘轴承效率0.99,卷筒轴输出功率则为输入功率乘卷筒的传动效率0.96,计算结果见下表。
3. 各轴输入转矩:
Ⅰ~Ⅲ轴的输出转矩分别为输入转矩乘轴承效率0.99,卷筒轴输出转矩则为输入转矩乘卷筒的传动效率0.96,计算结果见下表。
综上,传动装置的运动和动力参数计算结果整理于下表:
轴名 功率
转矩
转速
传动比
效率
输入 输出 输入 输出
电机轴 2.3 7.63 2880 2
0.96
I轴 2.21 14.65 1440
7.13
0.95
II轴 2.1 99.29 201. 96
4.35 0.95
III轴
2.0 410.58 46.43
1.00 0.98
卷筒轴 1.94 398.34
第三章 主要零部件的设计计算
§3.1 展开式二级圆柱齿轮减速器齿轮传动设计
§3.1.1 高速级齿轮传动设计
1. 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数
1)按以上的传动方案,选用直齿圆柱齿轮传动。
2)运输机为一般工作,速度不高,故选用8级精度(GB 10095-88)。
3) 材料选择。考虑到制造的方便及小齿轮容易磨损并兼顾到经济性,两级圆柱齿轮的大、小齿轮材料均用45钢,大齿轮为正火处理,小齿轮热处理均为调质处理且大、小齿轮的齿面硬度分别为260HBS,215HBS。
4)选小齿轮的齿数 ,大齿轮的齿数为 。
2. 按齿面接触强度设计
由设计公式进行试算,即
(1) 确定公式内的各计算数值
1) 试选载荷系数
2) 由以上计算得小齿轮的转矩:
3) 查6-12(机械设计基础)表选取齿宽系数 ,查图6-37(机械设计基础)按齿面硬度的小齿轮的接触疲劳强度极限 ;大齿轮的接触疲劳强度极限 。
计算接触疲劳许用应力,取失效概率为1%,安全系数S=1
4)计算应力循环次数
5) 按接触疲劳寿命系数
(2) 计算:
1) 带入 中较小的值,求得小齿轮分度圆直径 的最小值为
3) 计算齿宽: 取 ,
4) 计算分度圆直径与模数、中心距:
模数: 取第一系列标准值m=1.5
分度圆直径:
中心距:
5) 校核弯曲疲劳强度:
符合齿形因数 由图6-40得 =4.35, =3.98
弯曲疲劳需用应力:
1) 查图6-41得弯曲疲劳强度极限 : ;
2) 查图6-42取弯曲疲劳寿命系数
3) 计算弯曲疲劳许用应力.
取弯曲疲劳安全系数S=1,得
4) 校核计算:
<
<
故弯曲疲劳强度足够
确定齿轮传动精度:
圆周速度:
对照表6-9(机械设计基础)根据一般通用机械精度等级范围为6~8级可知,齿轮精度等级应选8级
§3.1.2 低速级齿轮传动设计
1. 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数
1)按以上的传动方案,选用直齿圆柱齿轮传动。
2)运输机为一般工作,速度不高,故选用8级精度(GB 10095-88)。
3) 材料选择。考虑到制造的方便及小齿轮容易磨损并兼顾到经济性,两级圆柱齿轮的大、小齿轮材料均用45钢,热处理均为正火调质处理且大、小齿轮的齿面硬度分别为200HBS,250HBS,二者材料硬度差为40HBS。
4)选小齿轮的齿数 ,大齿轮的齿数为 ,取 。
2. 按齿面接触强度设计
由设计公式进行试算,即
2) 确定公式内的各计算数值
1) 试选载荷系数
2) 由以上计算得小齿轮的转矩
3) 查表及其图选取齿宽系数 ,由图6-37按齿面硬度的小齿轮的接触疲劳强度极限 ;大齿轮的接触疲劳强度极限 。
4) 计算接触疲劳许用应力,取失效概率为1%,安全系数S=1
5) 查图6-42取弯曲疲劳寿命系数
按接触疲劳寿命系数
模数: 由表6-2取第一系列标准模数
分度圆直径:
中心距:
齿宽:
校核弯曲疲劳强度:
复合齿形因数 由图6-40得
6)计算接触疲劳许用应力,取失效概率为1%,安全系数S=1
得
校核计算: <
<
故弯曲疲劳强度足够
确定齿轮传动精度:
圆周速度:
对照表6-9(机械设计基础)根据一般通用机械精度等级范围为6~8级可知,齿轮精度等级应选8级
对各个轴齿轮相关计算尺寸
表6-3高速轴齿轮各个参数计算列表
名称 代号 计算公式
齿数 Z
模数
压力角
齿高系数
顶隙系数
齿距 P
齿槽宽 e
齿厚 s
齿顶高
齿根高
齿高 h
分度圆直径 d
基圆直径
齿顶圆直径
齿根圆直径
中心距
表6-3低速轴齿轮各个参数计算列表
名称 代号 计算公式
齿数 Z
模数
压力角
齿高系数
顶隙系数
齿距 P
齿槽宽 e
齿厚 s
齿顶高
齿根高
齿高 h
分度圆直径 d
基圆直径
齿顶圆直径
齿根圆直径
中心距
V带的设计
1)计算功率
2)选择带型
据 和 =2880由图10-12<械设计基础>选取z型带
3)确定带轮基准直径
由表10-9确定 <械设计基础>
1) 验算带速
因为 故符合要求
2) 验算带长
初定中心距
由表10-6选取相近
3) 确定中心距
4) 验算小带轮包角
故符合要求
5) 单根V带传递额定功率
据 和 查图10-9得
8) 时单根V带的额定功率增量:据带型及 查表10-2<械设计基础>得
10)确定带根数
查表10-3 查表10-4 <械设计基础>
11) 单根V带的初拉力
查表10-5
12)用的轴上的力
13带轮的结构和尺寸
以小带轮为例确定其结构和尺寸,由图10-11<械设计基础>带轮宽
§3.3 轴系结构设计
§3.3.1 高速轴的轴系结构设计
一、轴的结构尺寸设计
根据结构及使用要求,把该轴设计成阶梯轴且为齿轮轴,共分七段,其中第5段为齿轮,如图2所示:
图2
由于结构及工作需要将该轴定为齿轮轴,因此其材料须与齿轮材料相同,均为合金钢,热处理为调制处理, 材料系数C为118。
所以,有该轴的最小轴径为:
考虑到该段开键槽的影响,轴径增大6%,于是有:
标准化取
其他各段轴径、长度的设计计算依据和过程见下表:
表6 高速轴结构尺寸设计
阶梯轴段 设计计算依据和过程 计算结果
第1段
(考虑键槽影响)
13.6
16
60
第2段
(由唇形密封圈尺寸确定)
20(18.88)
50
第3段 由轴承尺寸确定
(轴承预选6004 B1=12)
20
23
第4段
24(23.6)
145
第5段 齿顶圆直径
齿宽
33
38
第6段
24
10
第7段
20
23
二、轴的受力分析及计算
轴的受力模型简化(见图3)及受力计算
L1=92.5 L2=192.5 L3=40
三、轴承的寿命校核
鉴于调整间隙的方便,轴承均采用正装.预设轴承寿命为3年即12480h.
校核步骤及计算结果见下表:
表7 轴承寿命校核步骤及计算结果
计算步骤及内容 计算结果
6007轴承
A端 B端
由手册查出Cr、C0r及e、Y值 Cr=12.5kN
C0r=8.60kN
e=0.68
计算Fs=eFr(7类)、Fr/2Y(3类) FsA=1809.55 FsB=1584.66
计算比值Fa/Fr FaA /FrA>e FaB /FrB< e
确定X、Y值 XA= 1,YA = 0, XB =1 YB=0
查载荷系数fP 1.2
计算当量载荷
P=Fp(XFr+YFa) PA=981.039 PB=981.039
计算轴承寿命
9425.45h
小于
12480h
由计算结果可见轴承6007合格.
表8 中间轴结构尺寸设计
阶梯轴段 设计计算依据和过程 计算结果
第1段
由轴承尺寸确定
(轴承预选6008 )
33.6
40
25
第2段
(考虑键槽影响)
45(44.68)
77.5
第3段
50
12.5
第4段
99
109
第5段
46
39
考虑到低速轴的载荷较大,材料选用45,热处理调质处理,取材料系数
所以,有该轴的最小轴径为:
考虑到该段开键槽的影响,轴径增大6%,于是有:
标准化取
其他各段轴径、长度的设计计算依据和过程见下表:
表10 低速轴结构尺寸设计
阶梯轴段 设计计算依据和过程 计算结果
第1段
(考虑键槽影响)
(由联轴器宽度尺寸确定)
52.49
60(55.64)
142
第2段
(由唇形密封圈尺寸确定)
64(63.84)
50
第3段
66
16
第4段 由轴承尺寸确定
(轴承预选6014C )
70
24
第5段
78
75
第6段
20
88
20
第7段
齿宽+10
80(79.8)
119
§3.3.4 各轴键、键槽的选择及其校核
因减速器中的键联结均为静联结,因此只需进行挤压应力的校核.
一、 高速级键的选择及校核:
带轮处键:按照带轮处的轴径及轴长选 键B8X7,键长50,GB/T1096
联结处的材料分别为: 45钢(键) 、40Cr(轴)
二、中间级键的选择及校核:
(1) 高速级大齿轮处键: 按照轮毂处的轴径及轴长选 键B14X9GB/T1096
联结处的材料分别为: 20Cr (轮毂) 、45钢(键) 、20Cr(轴)
此时, 键联结合格.
三、低速级级键的选择及校核
(1)低速级大齿轮处键: 按照轮毂处的轴径及轴长选 键B22X14,键长 GB/T1096
联结处的材料分别为: 20Cr (轮毂) 、45钢(键) 、45(轴)
其中键的强度最低,因此按其许用应力进行校核,查手册其
该键联结合格
(2)联轴器处键: 按照联轴器处的轴径及轴长选 键16X10,键长100,GB/T1096
联结处的材料分别为: 45钢 (联轴器) 、45钢(键) 、45(轴)
其中键的强度最低,因此按其许用应力进行校核,查手册其
该键联结合格.
第四章 减速器箱体及其附件的设计
§4.1箱体结构设计
根据箱体的支撑强度和铸造、加工工艺要求及其内部传动零件、外部附件的空间位置确定二级齿轮减速器箱体的相关尺寸如下:(表中a=322.5)
表12 箱体结构尺寸
名称 符号 设计依据 设计结果
箱座壁厚 δ 0.025a+3=11 11
考虑铸造工艺,所有壁厚都不应小于8
箱盖壁厚 δ1 0.02a+3≥8 9.45
箱座凸缘厚度 b 1.5δ 16.5
箱盖凸缘厚度 b1 1.5δ1 14.18
箱座底凸缘厚度 b2 2.5δ 27.5
地脚螺栓直径 df 0.036a+12 24(23.61)
地脚螺栓数目 n 时,n=6
6
轴承旁联结螺栓直径 d1 0.75df 18
箱盖与箱座联接螺栓直径 d 2 (0.5~0.6)df 12
轴承端盖螺钉直径和数目 d3,n (0.4~0.5)df,n 10,6
窥视孔盖螺钉直径 d4 (0.3~0.4)df 8
定位销直径 d (0.7~0.8) d 2 9
轴承旁凸台半径 R1 c2 16
凸台高度 h 根据位置及轴承座外径确定,以便于扳手操作为准 34
外箱壁至轴承座端面距离 l1 c1+c2+ (5~10) 42
大齿轮顶圆距内壁距离 ∆1 >1.2δ 11
齿轮端面与内壁距离 ∆2 >δ 10
箱盖、箱座肋厚 m1 、 m m1≈0.85δ1 =8.03 m≈0.85δ=9.35 7
轴承端盖凸缘厚度 t (1~1.2) d3 10
轴承端盖外径 D2 D+(5~5.5) d3 120
轴承旁边连接
螺栓距离
S
120
第五章 运输、安装和使用维护要求
1、减速器的安装
(1)减速器输入轴直接与原动机连接时,推荐采用弹性联轴器;减速器输出轴与工作机联接时,推荐采用齿式联轴器或其他非刚性联轴器。联轴器不得用锤击装到轴上。
(2)减速器应牢固地安装在稳定的水平基础上,排油槽的油应能排除,且冷却空气循环流畅。
(3)减速器、原动机和工作机之间必须仔细对中,其误差不得大于所用联轴器的许用补偿量。
(4)减速器安装好后用手转动必须灵活,无卡死现象。
(5)安装好的减速器在正式使用前,应进行空载,部分额定载荷间歇运转1~3h后方可正式运转,运转应平稳、无冲击、无异常振动和噪声及渗漏油等现象,最高油温不得超过100℃;并按标准规定检查轮齿面接触区位置、面积,如发现故障,应及时排除。
2、使用维护
本类型系列减速器结构简单牢固,使用维护方便,承载能力范围大,公称输入功率0.85—6660kw,公称输出转矩100—410000N.m,不怕工况条件恶劣,是适用性很好,应用量大面广的产品。可通用于矿山、冶金、运输、建材、化工、纺织、轻工、能源等行业的机械传动。但有以下限制条件:
1.减速器高速轴转速不高于1000r/min;
2.减速器齿轮圆周速度不高于20m/s;
3.减速器工作环境温度为—40~45℃,低于0℃时,启动前润滑油应预热到8℃以上,高于45℃时应采取隔热措施。
3、减速器润滑油的更换:
(1)减速器第一次使用时,当运转150~300h后须更换润滑油,在以后的使用中应定期检查油的质量。对于混入杂质或变质的油须及时更换。一般情况下,对于长期工作的减速器,每500~1000h必须换油一次。对于每天工作时间不超过8h的减速器,每1200~3000h换油一次。
(2)减速器应加入与原来牌号相同的油,不得与不同牌号的油相混用。牌号相同而粘度不同的油允许混合用。
(3)换油过程中,蜗轮应使用与运转时相同牌号的油清洗。
(4)工作中,当发现油温温升超过80℃或油池温度超过100℃及产生不正常的噪声等现象时,应停止使用,检查原因。如因齿面胶合等原因所致,必须排除故障,更换润滑油后,方可继续运转。
减速器应定期检修。如发现擦伤、胶合及显著磨损,必须采用有效措施制止或予以排除。备件必须按标准制造,更新的备件必须经过跑合和负荷试验后才能正式使用。 用户应有合理的使用维护规章制度,对减速器的运转情况和检验中发现的问题应做认真的记录 。
小 结
转眼两周的时间过去了,感觉时间过得真快,忙忙碌碌终于把机械设计做出来了。我通过这次设计学到了很多东西。使我对机械设计的内容有了进一步的了解.
因为刚结束课程就搞设计,还没有来得及复习,所以刚开始遇到好多的问题,都感觉很棘手.因为机械设计是把我们这学期所学知识全部综合起来了,还用到了许多先前开的课程,例如金属工艺学,材料力学,机械原理等.
首先,我们要运用知识想好用什么结构,然后进行轴大小长短的设计,要校核,选轴承。最后还要校核低速轴,看能否用。键也是一件重要的零件,校核也不可避免。所有这些都用到了力学和机械设计得内容,可是我当时力学没有学好,机械设计又没完全掌握,做这次设计真是不容易啊!.
但通过这次机械设计学到了许多,不仅是在知识方面,重要是在观念方面。以往我们不管做什么都有现成的东西,而我们只要算别人现有的东西就可以了,其实那就是抄。但现在很多是自己设计,没有约束了反而不知所措了。其次,我在这次设计中出现了许多问题,经过常老师得指点,我学到了许多课本上没有的东西他并且给我们讲了一些实际用到的经验.收获真是破多啊!最后就是我们大学的课程开了这么多,我们一定要把基础打牢,为以后的综合运用打下基础啊.这次机械设计课程就体现了,我们现在很缺乏把自己学的东西联系起来的能力.
最后我总结一下通过这次机械设计我学到的。实践出真知,不假。通过设计我现在可以了解真正的设计是一个怎样的程序啊.而且其中出现了许多错误,为以后工作增加经验。虽然机设很累,但我很充实,我学到了许多知识,我增加了社会竞争力,我又多了解了机械,又进步了。总之,这次机械设计虽然很累,但是我学到了好多自己从前不知道和没有经历的经验。
参 考 文 献
1 <<机械设计>>第八版 濮良贵主编 高等教育出版社 ,2006
2 <<机械设计课程设计>>第1版 . 王昆,何小柏主编 .机械工业出版社 ,2004
3 <<机械原理>> 申永胜主编 清华大学出版社 ,1999
4 <<材料力学 >> 刘鸿文主编 高等教育出版社 ,2004
5 <<几何公差与测量>>第五版 甘永力主编 上海科学技术出版社 ,2003
6 <<机械制图>>
㈤ 设计带式运输机传动装置
仅供参考
一、传动方案拟定
第二组第三个数据:设计带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器
(1) 工作条件:使用年限10年,每年按300天计算,两班制工作,载荷平稳。
(2) 原始数据:滚筒圆周力F=1.7KN;带速V=1.4m/s;
滚筒直径D=220mm。
运动简图
二、电动机的选择
1、电动机类型和结构型式的选择:按已知的工作要求和 条件,选用 Y系列三相异步电动机。
2、确定电动机的功率:
(1)传动装置的总效率:
η总=η带×η2轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒
=0.96×0.992×0.97×0.99×0.95
=0.86
(2)电机所需的工作功率:
Pd=FV/1000η总
=1700×1.4/1000×0.86
=2.76KW
3、确定电动机转速:
滚筒轴的工作转速:
Nw=60×1000V/πD
=60×1000×1.4/π×220
=121.5r/min
根据表2.2中推荐的合理传动比范围,取V带传动比Iv=2~4,单级圆柱齿轮传动比范围Ic=3~5,则合理总传动比i的范围为i=6~20,故电动机转速的可选范围为nd=i×nw=(6~20)×121.5=729~2430r/min
符合这一范围的同步转速有960 r/min和1420r/min。由表8.1查出有三种适用的电动机型号、如下表
方案 电动机型号 额定功率 电动机转速(r/min) 传动装置的传动比
KW 同转 满转 总传动比 带 齿轮
1 Y132s-6 3 1000 960 7.9 3 2.63
2 Y100l2-4 3 1500 1420 11.68 3 3.89
综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比,比较两种方案可知:方案1因电动机转速低,传动装置尺寸较大,价格较高。方案2适中。故选择电动机型号Y100l2-4。
4、确定电动机型号
根据以上选用的电动机类型,所需的额定功率及同步转速,选定电动机型号为
Y100l2-4。
其主要性能:额定功率:3KW,满载转速1420r/min,额定转矩2.2。
三、计算总传动比及分配各级的传动比
1、总传动比:i总=n电动/n筒=1420/121.5=11.68
2、分配各级传动比
(1) 取i带=3
(2) ∵i总=i齿×i 带π
∴i齿=i总/i带=11.68/3=3.89
四、运动参数及动力参数计算
1、计算各轴转速(r/min)
nI=nm/i带=1420/3=473.33(r/min)
nII=nI/i齿=473.33/3.89=121.67(r/min)
滚筒nw=nII=473.33/3.89=121.67(r/min)
2、 计算各轴的功率(KW)
PI=Pd×η带=2.76×0.96=2.64KW
PII=PI×η轴承×η齿轮=2.64×0.99×0.97=2.53KW
3、 计算各轴转矩
Td=9.55Pd/nm=9550×2.76/1420=18.56N•m
TI=9.55p2入/n1 =9550x2.64/473.33=53.26N•m
TII =9.55p2入/n2=9550x2.53/121.67=198.58N•m
五、传动零件的设计计算
1、 皮带轮传动的设计计算
(1) 选择普通V带截型
由课本[1]P189表10-8得:kA=1.2 P=2.76KW
PC=KAP=1.2×2.76=3.3KW
据PC=3.3KW和n1=473.33r/min
由课本[1]P189图10-12得:选用A型V带
(2) 确定带轮基准直径,并验算带速
由[1]课本P190表10-9,取dd1=95mm>dmin=75
dd2=i带dd1(1-ε)=3×95×(1-0.02)=279.30 mm
由课本[1]P190表10-9,取dd2=280
带速V:V=πdd1n1/60×1000
=π×95×1420/60×1000
=7.06m/s
在5~25m/s范围内,带速合适。
(3) 确定带长和中心距
初定中心距a0=500mm
Ld=2a0+π(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)2/4a0
=2×500+3.14(95+280)+(280-95)2/4×450
=1605.8mm
根据课本[1]表(10-6)选取相近的Ld=1600mm
确定中心距a≈a0+(Ld-Ld0)/2=500+(1600-1605.8)/2
=497mm
(4) 验算小带轮包角
α1=1800-57.30 ×(dd2-dd1)/a
=1800-57.30×(280-95)/497
=158.670>1200(适用)
(5) 确定带的根数
单根V带传递的额定功率.据dd1和n1,查课本图10-9得 P1=1.4KW
i≠1时单根V带的额定功率增量.据带型及i查[1]表10-2得 △P1=0.17KW
查[1]表10-3,得Kα=0.94;查[1]表10-4得 KL=0.99
Z= PC/[(P1+△P1)KαKL]
=3.3/[(1.4+0.17) ×0.94×0.99]
=2.26 (取3根)
(6) 计算轴上压力
由课本[1]表10-5查得q=0.1kg/m,由课本式(10-20)单根V带的初拉力:
F0=500PC/ZV[(2.5/Kα)-1]+qV2=500x3.3/[3x7.06(2.5/0.94-1)]+0.10x7.062 =134.3kN
则作用在轴承的压力FQ
FQ=2ZF0sin(α1/2)=2×3×134.3sin(158.67o/2)
=791.9N
2、齿轮传动的设计计算
(1)选择齿轮材料与热处理:所设计齿轮传动属于闭式传动,通常
齿轮采用软齿面。查阅表[1] 表6-8,选用价格便宜便于制造的材料,小齿轮材料为45钢,调质,齿面硬度260HBS;大齿轮材料也为45钢,正火处理,硬度为215HBS;
精度等级:运输机是一般机器,速度不高,故选8级精度。
(2)按齿面接触疲劳强度设计
由d1≥ (6712×kT1(u+1)/φ[σH]2)1/3
确定有关参数如下:传动比i齿=3.89
取小齿轮齿数Z1=20。则大齿轮齿数:Z2=iZ1= ×20=77.8取z2=78
由课本表6-12取φd=1.1
(3)转矩T1
T1=9.55×106×P1/n1=9.55×106×2.61/473.33=52660N•mm
(4)载荷系数k : 取k=1.2
(5)许用接触应力[σH]
[σH]= σHlim ZN/SHmin 由课本[1]图6-37查得:
σHlim1=610Mpa σHlim2=500Mpa
接触疲劳寿命系数Zn:按一年300个工作日,每天16h计算,由公式N=60njtn 计算
N1=60×473.33×10×300×18=1.36x109
N2=N/i=1.36x109 /3.89=3.4×108
查[1]课本图6-38中曲线1,得 ZN1=1 ZN2=1.05
按一般可靠度要求选取安全系数SHmin=1.0
[σH]1=σHlim1ZN1/SHmin=610x1/1=610 Mpa
[σH]2=σHlim2ZN2/SHmin=500x1.05/1=525Mpa
故得:
d1≥ (6712×kT1(u+1)/φ[σH]2)1/3
=49.04mm
模数:m=d1/Z1=49.04/20=2.45mm
取课本[1]P79标准模数第一数列上的值,m=2.5
(6)校核齿根弯曲疲劳强度
σ bb=2KT1YFS/bmd1
确定有关参数和系数
分度圆直径:d1=mZ1=2.5×20mm=50mm
d2=mZ2=2.5×78mm=195mm
齿宽:b=φdd1=1.1×50mm=55mm
取b2=55mm b1=60mm
(7)复合齿形因数YFs 由课本[1]图6-40得:YFS1=4.35,YFS2=3.95
(8)许用弯曲应力[σbb]
根据课本[1]P116:
[σbb]= σbblim YN/SFmin
由课本[1]图6-41得弯曲疲劳极限σbblim应为: σbblim1=490Mpa σbblim2 =410Mpa
由课本[1]图6-42得弯曲疲劳寿命系数YN:YN1=1 YN2=1
弯曲疲劳的最小安全系数SFmin :按一般可靠性要求,取SFmin =1
计算得弯曲疲劳许用应力为
[σbb1]=σbblim1 YN1/SFmin=490×1/1=490Mpa
[σbb2]= σbblim2 YN2/SFmin =410×1/1=410Mpa
校核计算
σbb1=2kT1YFS1/ b1md1=71.86pa< [σbb1]
σbb2=2kT1YFS2/ b2md1=72.61Mpa< [σbb2]
故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够
(9)计算齿轮传动的中心矩a
a=(d1+d2)/2= (50+195)/2=122.5mm
(10)计算齿轮的圆周速度V
计算圆周速度V=πn1d1/60×1000=3.14×473.33×50/60×1000=1.23m/s
因为V<6m/s,故取8级精度合适.
六、轴的设计计算
从动轴设计
1、选择轴的材料 确定许用应力
选轴的材料为45号钢,调质处理。查[2]表13-1可知:
σb=650Mpa,σs=360Mpa,查[2]表13-6可知:[σb+1]bb=215Mpa
[σ0]bb=102Mpa,[σ-1]bb=60Mpa
2、按扭转强度估算轴的最小直径
单级齿轮减速器的低速轴为转轴,输出端与联轴器相接,
从结构要求考虑,输出端轴径应最小,最小直径为:
d≥C
查[2]表13-5可得,45钢取C=118
则d≥118×(2.53/121.67)1/3mm=32.44mm
考虑键槽的影响以及联轴器孔径系列标准,取d=35mm
3、齿轮上作用力的计算
齿轮所受的转矩:T=9.55×106P/n=9.55×106×2.53/121.67=198582 N
齿轮作用力:
圆周力:Ft=2T/d=2×198582/195N=2036N
径向力:Fr=Fttan200=2036×tan200=741N
4、轴的结构设计
轴结构设计时,需要考虑轴系中相配零件的尺寸以及轴上零件的固定方式,按比例绘制轴系结构草图。
(1)、联轴器的选择
可采用弹性柱销联轴器,查[2]表9.4可得联轴器的型号为HL3联轴器:35×82 GB5014-85
(2)、确定轴上零件的位置与固定方式
单级减速器中,可以将齿轮安排在箱体中央,轴承对称布置
在齿轮两边。轴外伸端安装联轴器,齿轮靠油环和套筒实现
轴向定位和固定,靠平键和过盈配合实现周向固定,两端轴
承靠套筒实现轴向定位,靠过盈配合实现周向固定 ,轴通
过两端轴承盖实现轴向定位,联轴器靠轴肩平键和过盈配合
分别实现轴向定位和周向定位
(3)、确定各段轴的直径
将估算轴d=35mm作为外伸端直径d1与联轴器相配(如图),
考虑联轴器用轴肩实现轴向定位,取第二段直径为d2=40mm
齿轮和左端轴承从左侧装入,考虑装拆方便以及零件固定的要求,装轴处d3应大于d2,取d3=4 5mm,为便于齿轮装拆与齿轮配合处轴径d4应大于d3,取d4=50mm。齿轮左端用用套筒固定,右端用轴环定位,轴环直径d5
满足齿轮定位的同时,还应满足右侧轴承的安装要求,根据选定轴承型号确定.右端轴承型号与左端轴承相同,取d6=45mm.
(4)选择轴承型号.由[1]P270初选深沟球轴承,代号为6209,查手册可得:轴承宽度B=19,安装尺寸D=52,故轴环直径d5=52mm.
(5)确定轴各段直径和长度
Ⅰ段:d1=35mm 长度取L1=50mm
II段:d2=40mm
初选用6209深沟球轴承,其内径为45mm,
宽度为19mm.考虑齿轮端面和箱体内壁,轴承端面和箱体内壁应有一定距离。取套筒长为20mm,通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度,并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定,为此,取该段长为55mm,安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm,故II段长:
L2=(2+20+19+55)=96mm
III段直径d3=45mm
L3=L1-L=50-2=48mm
Ⅳ段直径d4=50mm
长度与右面的套筒相同,即L4=20mm
Ⅴ段直径d5=52mm. 长度L5=19mm
由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=96mm
(6)按弯矩复合强度计算
①求分度圆直径:已知d1=195mm
②求转矩:已知T2=198.58N•m
③求圆周力:Ft
根据课本P127(6-34)式得
Ft=2T2/d2=2×198.58/195=2.03N
④求径向力Fr
根据课本P127(6-35)式得
Fr=Ft•tanα=2.03×tan200=0.741N
⑤因为该轴两轴承对称,所以:LA=LB=48mm
(1)绘制轴受力简图(如图a)
(2)绘制垂直面弯矩图(如图b)
轴承支反力:
FAY=FBY=Fr/2=0.74/2=0.37N
FAZ=FBZ=Ft/2=2.03/2=1.01N
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
MC1=FAyL/2=0.37×96÷2=17.76N•m
截面C在水平面上弯矩为:
MC2=FAZL/2=1.01×96÷2=48.48N•m
(4)绘制合弯矩图(如图d)
MC=(MC12+MC22)1/2=(17.762+48.482)1/2=51.63N•m
(5)绘制扭矩图(如图e)
转矩:T=9.55×(P2/n2)×106=198.58N•m
(6)绘制当量弯矩图(如图f)
转矩产生的扭剪文治武功力按脉动循环变化,取α=0.2,截面C处的当量弯矩:
Mec=[MC2+(αT)2]1/2
=[51.632+(0.2×198.58)2]1/2=65.13N•m
(7)校核危险截面C的强度
由式(6-3)
σe=65.13/0.1d33=65.13x1000/0.1×453
=7.14MPa< [σ-1]b=60MPa
∴该轴强度足够。
主动轴的设计
1、选择轴的材料 确定许用应力
选轴的材料为45号钢,调质处理。查[2]表13-1可知:
σb=650Mpa,σs=360Mpa,查[2]表13-6可知:[σb+1]bb=215Mpa
[σ0]bb=102Mpa,[σ-1]bb=60Mpa
2、按扭转强度估算轴的最小直径
单级齿轮减速器的低速轴为转轴,输出端与联轴器相接,
从结构要求考虑,输出端轴径应最小,最小直径为:
d≥C
查[2]表13-5可得,45钢取C=118
则d≥118×(2.64/473.33)1/3mm=20.92mm
考虑键槽的影响以系列标准,取d=22mm
3、齿轮上作用力的计算
齿轮所受的转矩:T=9.55×106P/n=9.55×106×2.64/473.33=53265 N
齿轮作用力:
圆周力:Ft=2T/d=2×53265/50N=2130N
径向力:Fr=Fttan200=2130×tan200=775N
确定轴上零件的位置与固定方式
单级减速器中,可以将齿轮安排在箱体中央,轴承对称布置
在齿轮两边。齿轮靠油环和套筒实现 轴向定位和固定
,靠平键和过盈配合实现周向固定,两端轴
承靠套筒实现轴向定位,靠过盈配合实现周向固定 ,轴通
过两端轴承盖实现轴向定位,
4 确定轴的各段直径和长度
初选用6206深沟球轴承,其内径为30mm,
宽度为16mm.。考虑齿轮端面和箱体内壁,轴承端面与箱体内壁应有一定矩离,则取套筒长为20mm,则该段长36mm,安装齿轮段长度为轮毂宽度为2mm。
(2)按弯扭复合强度计算
①求分度圆直径:已知d2=50mm
②求转矩:已知T=53.26N•m
③求圆周力Ft:根据课本P127(6-34)式得
Ft=2T3/d2=2×53.26/50=2.13N
④求径向力Fr根据课本P127(6-35)式得
Fr=Ft•tanα=2.13×0.36379=0.76N
⑤∵两轴承对称
∴LA=LB=50mm
(1)求支反力FAX、FBY、FAZ、FBZ
FAX=FBY=Fr/2=0.76/2=0.38N
FAZ=FBZ=Ft/2=2.13/2=1.065N
(2) 截面C在垂直面弯矩为
MC1=FAxL/2=0.38×100/2=19N•m
(3)截面C在水平面弯矩为
MC2=FAZL/2=1.065×100/2=52.5N•m
(4)计算合成弯矩
MC=(MC12+MC22)1/2
=(192+52.52)1/2
=55.83N•m
(5)计算当量弯矩:根据课本P235得α=0.4
Mec=[MC2+(αT)2]1/2=[55.832+(0.4×53.26)2]1/2
=59.74N•m
(6)校核危险截面C的强度
由式(10-3)
σe=Mec/(0.1d3)=59.74x1000/(0.1×303)
=22.12Mpa<[σ-1]b=60Mpa
∴此轴强度足够
(7) 滚动轴承的选择及校核计算
一从动轴上的轴承
根据根据条件,轴承预计寿命
L'h=10×300×16=48000h
(1)由初选的轴承的型号为: 6209,
查[1]表14-19可知:d=55mm,外径D=85mm,宽度B=19mm,基本额定动载荷C=31.5KN, 基本静载荷CO=20.5KN,
查[2]表10.1可知极限转速9000r/min
(1)已知nII=121.67(r/min)
两轴承径向反力:FR1=FR2=1083N
根据课本P265(11-12)得轴承内部轴向力
FS=0.63FR 则FS1=FS2=0.63FR1=0.63x1083=682N
(2) ∵FS1+Fa=FS2 Fa=0
故任意取一端为压紧端,现取1端为压紧端
FA1=FS1=682N FA2=FS2=682N
(3)求系数x、y
FA1/FR1=682N/1038N =0.63
FA2/FR2=682N/1038N =0.63
根据课本P265表(14-14)得e=0.68
FA1/FR1<e x1=1 FA2/FR2<e x2=1
y1=0 y2=0
(4)计算当量载荷P1、P2
根据课本P264表(14-12)取f P=1.5
根据课本P264(14-7)式得
P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×1083+0)=1624N
P2=fp(x2FR1+y2FA2)= 1.5×(1×1083+0)=1624N
(5)轴承寿命计算
∵P1=P2 故取P=1624N
∵深沟球轴承ε=3
根据手册得6209型的Cr=31500N
由课本P264(14-5)式得
LH=106(ftCr/P)ε/60n
=106(1×31500/1624)3/60X121.67=998953h>48000h
∴预期寿命足够
二.主动轴上的轴承:
(1)由初选的轴承的型号为:6206
查[1]表14-19可知:d=30mm,外径D=62mm,宽度B=16mm,
基本额定动载荷C=19.5KN,基本静载荷CO=111.5KN,
查[2]表10.1可知极限转速13000r/min
根据根据条件,轴承预计寿命
L'h=10×300×16=48000h
(1)已知nI=473.33(r/min)
两轴承径向反力:FR1=FR2=1129N
根据课本P265(11-12)得轴承内部轴向力
FS=0.63FR 则FS1=FS2=0.63FR1=0.63x1129=711.8N
(2) ∵FS1+Fa=FS2 Fa=0
故任意取一端为压紧端,现取1端为压紧端
FA1=FS1=711.8N FA2=FS2=711.8N
(3)求系数x、y
FA1/FR1=711.8N/711.8N =0.63
FA2/FR2=711.8N/711.8N =0.63
根据课本P265表(14-14)得e=0.68
FA1/FR1<e x1=1 FA2/FR2<e x2=1
y1=0 y2=0
(4)计算当量载荷P1、P2
根据课本P264表(14-12)取f P=1.5
根据课本P264(14-7)式得
P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×1129+0)=1693.5N
P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5×(1×1129+0)= 1693.5N
(5)轴承寿命计算
∵P1=P2 故取P=1693.5N
∵深沟球轴承ε=3
根据手册得6206型的Cr=19500N
由课本P264(14-5)式得
LH=106(ftCr/P)ε/60n
=106(1×19500/1693.5)3/60X473.33=53713h>48000h
∴预期寿命足够
七、键联接的选择及校核计算
1.根据轴径的尺寸,由[1]中表12-6
高速轴(主动轴)与V带轮联接的键为:键8×36 GB1096-79
大齿轮与轴连接的键为:键 14×45 GB1096-79
轴与联轴器的键为:键10×40 GB1096-79
2.键的强度校核
大齿轮与轴上的键 :键14×45 GB1096-79
b×h=14×9,L=45,则Ls=L-b=31mm
圆周力:Fr=2TII/d=2×198580/50=7943.2N
挤压强度: =56.93<125~150MPa=[σp]
因此挤压强度足够
剪切强度: =36.60<120MPa=[ ]
因此剪切强度足够
键8×36 GB1096-79和键10×40 GB1096-79根据上面的步骤校核,并且符合要求。
八、减速器箱体、箱盖及附件的设计计算~
1、减速器附件的选择
通气器
由于在室内使用,选通气器(一次过滤),采用M18×1.5
油面指示器
选用游标尺M12
起吊装置
采用箱盖吊耳、箱座吊耳.
放油螺塞
选用外六角油塞及垫片M18×1.5
根据《机械设计基础课程设计》表5.3选择适当型号:
起盖螺钉型号:GB/T5780 M18×30,材料Q235
高速轴轴承盖上的螺钉:GB5783~86 M8X12,材料Q235
低速轴轴承盖上的螺钉:GB5783~86 M8×20,材料Q235
螺栓:GB5782~86 M14×100,材料Q235
箱体的主要尺寸:
:
(1)箱座壁厚z=0.025a+1=0.025×122.5+1= 4.0625 取z=8
(2)箱盖壁厚z1=0.02a+1=0.02×122.5+1= 3.45
取z1=8
(3)箱盖凸缘厚度b1=1.5z1=1.5×8=12
(4)箱座凸缘厚度b=1.5z=1.5×8=12
(5)箱座底凸缘厚度b2=2.5z=2.5×8=20
(6)地脚螺钉直径df =0.036a+12=
0.036×122.5+12=16.41(取18)
(7)地脚螺钉数目n=4 (因为a<250)
(8)轴承旁连接螺栓直径d1= 0.75df =0.75×18= 13.5 (取14)
(9)盖与座连接螺栓直径 d2=(0.5-0.6)df =0.55× 18=9.9 (取10)
(10)连接螺栓d2的间距L=150-200
(11)轴承端盖螺钉直d3=(0.4-0.5)df=0.4×18=7.2(取8)
(12)检查孔盖螺钉d4=(0.3-0.4)df=0.3×18=5.4 (取6)
(13)定位销直径d=(0.7-0.8)d2=0.8×10=8
(14)df.d1.d2至外箱壁距离C1
(15) Df.d2
(16)凸台高度:根据低速级轴承座外径确定,以便于扳手操作为准。
(17)外箱壁至轴承座端面的距离C1+C2+(5~10)
(18)齿轮顶圆与内箱壁间的距离:>9.6 mm
(19)齿轮端面与内箱壁间的距离:=12 mm
(20)箱盖,箱座肋厚:m1=8 mm,m2=8 mm
(21)轴承端盖外径∶D+(5~5.5)d3
D~轴承外径
(22)轴承旁连接螺栓距离:尽可能靠近,以Md1和Md3 互不干涉为准,一般取S=D2.
九、润滑与密封
1.齿轮的润滑
采用浸油润滑,由于为单级圆柱齿轮减速器,速度ν<12m/s,当m<20 时,浸油深度h约为1个齿高,但不小于10mm,所以浸油高度约为36mm。
2.滚动轴承的润滑
由于轴承周向速度为,所以宜开设油沟、飞溅润滑。
3.润滑油的选择
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利,考虑到该装置用于小型设备,选用GB443-89全损耗系统用油L-AN15润滑油。
4.密封方法的选取
选用凸缘式端盖易于调整,采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。密封圈型号按所装配轴的直径确定为GB894.1-86-25轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。
十、设计小结
课程设计体会
课程设计都需要刻苦耐劳,努力钻研的精神。对于每一个事物都会有第一次的吧,而没一个第一次似乎都必须经历由感觉困难重重,挫折不断到一步一步克服,可能需要连续几个小时、十几个小时不停的工作进行攻关;最后出成果的瞬间是喜悦、是轻松、是舒了口气!
课程设计过程中出现的问题几乎都是过去所学的知识不牢固,许多计算方法、公式都忘光了,要不断的翻资料、看书,和同学们相互探讨。虽然过程很辛苦,有时还会有放弃的念头,但始终坚持下来,完成了设计,而且学到了,应该是补回了许多以前没学好的知识,同时巩固了这些知识,提高了运用所学知识的能力。
十一、参考资料目录
[1]《机械设计基础课程设计》,高等教育出版社,陈立德主编,2004年7月第2版;
[2] 《机械设计基础》,机械工业出版社 胡家秀主编 2007年7月第1版
㈥ 带式输送机传动装置的设计
一)选择电动机1。选择电动机容量 P=FV/η P=4000*2/η η是带式输送机的效率,你没写出来。回2。选答取电动机额定功率 查表3。确定电动机转速 n=60V/πD n=60*2*1000/π*450 毫米转化米/1000 然后查表。二)计算传动装置的总传动比并分配各级传动比。总传动比等于电动机转速除以n。 分配有:动机道减速箱,动力轴道中间轴,间轴道输出轴 。 开始的就这么多了。我打字好慢的,累的不行了 呵呵
㈦ 带式输送机传动装置设计
一、带式输送机传动装置,可伸缩胶带输送机与普通胶带输送机的工作原理一样,是以胶带作为牵引承载机的连续运输设备,不过增加了储带装置和收放胶带装置等,当游动小车向机尾一端移动时,胶带进入储带装置内,机尾回缩;反之则机尾延伸,因而使输送机具有可伸缩的性能。
二、设计安装调试:
1.输送机的各支腿、立柱或平台用化学锚栓牢固地固定于地面上。
2.机架上各个部件的安装螺栓应全部紧固。各托辊应转动灵活。托辊轴心线、传动滚筒、改向滚筒的轴心线与机架纵向的中心线应垂直。
3.螺旋张紧行程为机长的1%~1.5%。
4.拉绳开关安装于输送机一侧,两开关间用覆塑钢丝绳连接,松紧适度。
5.跑偏开关安装于输送机头尾部两侧,成对安装。开关的立辊与输送带带边垂直,且保证带边位于立辊高度的1/3处。立辊与输送带边缘距离为50~70mm。
6.各清扫器、导料槽的橡胶刮板应与输送带完全接触,否则,调节清扫器和导料槽的安装螺栓使刮板与输送带接触。
7.安装无误后空载试运行。试运行的时间不少于2小时。并进行如下检查:
(1)各托辊应与输送带接触,转动灵活。
(2)各润滑处无漏油现象。
(3)各紧固件无松动。
(4)轴承温升不大于40°C,且最高温度不超过80°C。
(5)正常运行时,输送机应运行平稳,无跑偏,无异常噪音。
㈧ 带式输送机传动装置(机械设计课程设计)
一)选择电抄动机袭1。选择电动机容量 P=FV/η P=4000*2/η η是带式输送机的效率,你没写出来。2。选取电动机额定功率 查表3。确定电动机转速 n=60V/πD n=60*2*1000/π*450 毫米转化米/1000 然后查表。二)计算传动装置的总传动比并分配各级传动比。总传动比等于电动机转速除以n。 分配有:动机道减速箱,动力轴道中间轴,间轴道输出轴 。 开始的就这么多了。我打字好慢的,累的不行了 呵呵
㈨ 设计胶带输送机的传动装置
一、摩擦传动理论
带式输送机所需的牵引力是通过驱动装置中的驱动滚筒与输送带间的摩擦作用而传递的,因而称为摩擦传动。为确保作用力的传递和牵引构件不在驱动轮上打滑,必须满足下列条件:
(1)牵引构件具有足够的张力;
(2)牵引带与驱动滚筒的接触表面有一定的粗糙度;
(3)牵引带在驱动轮上有足够大的围包角。
图l—22为一台带式输送机的简图。当驱动滚筒按顺时针方向转动时,通过它与输送带间的摩擦力驱动输送带沿箭头方向运动。
在输送带不工作时,带子上各点张力是相等的。当输送带运动时,各点张力就不等了。其大小取决于张紧力P0、运输机的生产率、输送带的速度、宽度、输送机长度、倾角、托辊结构性能等等。故输送带的张力由l点到4点逐渐增加,而在绕经驱动滚筒的主动段,由4点到l点张力逐渐减小。必须使输送带在驱动滚筒上的趋入点张力Sn大于奔离点张力S1,方能克服运行阻力,使输送带运动。此两点张力之差,即为驱动滚筒传递给输送带的牵引力W0。在数值上它等于输送带沿驱动滚筒围包弧上摩擦力的总和,即
W0=Sn-S1 (1—1)
趋入点张力Sn随输送带上负载的增加而增大,当负载过大时,致使(Sn-S1)之差值大于摩擦力,此时输送带在驱动滚筒上打滑而不能正常工作。该现象在选煤厂中可经常遇到。
Sn与S1应保持何种关系方能防止打滑,保证输送带正常工作,这是将要研究的问题。
在讨论前,先作如下假设:
(1)假设输送带是理想的挠性体,可以任意弯曲,不受弯曲应力影响;
(2)假设绕经驱动滚筒上的输送带的重力和所受的离心力忽略不计(因与输送带上张力和摩擦力相比数值很小)。
如图l—22b所示,在驱动滚筒上取一单元长为dl的输送带,对应的中心角即围包角为dα。当滚筒回转时,作用在这小段输送带两端张力分别为S及S+dS。在极限状态下,即摩擦力达到最大静摩擦力时,dS应为正压力dN与摩擦系数μ的乘积,即
dS=μdN
dN为滚筒给输送带以上的作用力总和。
列出该单元长度输送带受力平衡方程式为
由于dα很小,故sin(dα/2)≈(dα/2),cos(dα/2)≈1,上述方程组可简化为
略去二次微量:dSdα,解上述方程组得 .
通过在这段单元长度上输送带的受力分析,可以得到,当摩擦力达到最大极限值时,欲保持输送带不打滑,各参数间的关系应满足dS/S=μdα。以定积分方法解之,即可得出输送带在整个驱动滚筒围包弧上,在不打滑的极限平衡状态下,趋入点的Sn与奔离点的Sk之间的关系
解上式,得
式中 e——自然对数的底,e=2.718;
μ——驱动滚筒与输送带之间的摩擦系数;
——输送带在驱动滚筒上趋入点的最大张力;
S1一一输送带在驱动滚筒奔离点的张力;
α——输送带在驱动滚筒上的围包角,弧度。
上式)即挠性体摩擦驱动的欧拉公式。根据欧拉公式可以绘出在驱动滚筒围包弧上输送带张力变化的曲线,见图l—23中的bca'。
从上述分析可知,欧拉公式只是表达了趋入点张力为最大极限值时的平衡状态。而实际生产中载荷往往是不均衡的;而且,在欧拉公式讨论中,将输送带看作是不变形的挠性体,实际上输送带(如橡胶带)是一个弹性体,在张力作用下,要产生弹性伸长,其伸长量与张力值大小成正比。因此,输送带沿驱动滚筒圆周上的分布规律见图1—23中bca曲线变化(而不是bca’)。在BC弧内,输送带张力按欧拉公式之规律变化;到c点后,张力达到Sn值,在CA弧内,Sn值保持不变。也就是说为了防止输送带在驱动滚筒上打滑,应使趋入点的实际张力Sn小于极限状态下的最大张力值,即
既然输送带是弹性体,那么,在受力后就要产生弹性伸长变形。这是弹性体与刚性体最本质的区别。受力愈大,变形也愈大,而输送带张力是由趋入点向奔离点逐渐减小,即在趋入点输送带被拉长的部分,在向奔离点运动过程中,随着张力的减小而逐渐收缩,从而使输送带与滚筒问产生相对滑动,这种滑动称为弹性滑动或弹性蠕动(它与打滑现象不同)。显然,弹性滑动只发生于输送带在驱动滚筒围包弧上有张力变化的一段弧内。产生弹性滑动的这一段围包弧,称为滑动弧,即图l-23中的BC弧,滑动弧所对应的中心角称为滑动角,即λ角;不产生弹性滑动的围包弧,称为静止弧(图中的CA弧),静止弧所对应的中心角,称为静止角,即图中γ角。滑动弧两端的张力差,即为驱动滚筒传递给输送带的牵引力。由此可见,只有存在滑动弧,驱动滚筒才能通过摩擦将牵引力传递给输送带;在静止弧内不传递牵引力,但它保证驱动装置具有一定的备用牵引力。
当输送机上负载增加时,趋入点张力Sn增大,滑动弧及对应的滑动角也相应均要增大,而静止弧及静止角则随之减小。图1—23中的C点向A点靠拢,当趋入点张力Sn增大至极限值Snmax时,则整个围包弧BA弧都变成了滑动弧,即C点与A点重合,整个围包角都变成了滑动角(λ=α,γ=0)。这时驱动滚筒上传送的牵引力达到最大值的极限摩擦力:
(1—4)
若输送机上的负荷再增加,即 ,这时.输送带将在驱动滚筒上打滑,输送机则不能正常工作。
二、提高牵引力的途径
根据库擦传动的理论及式(1—4)均可以看出,提高带式输送机的牵引力可以采用以下三种方法:
(1)增加奔离点的张力S1,以提高牵引力。具体的措施是通过张紧输送机的拉紧装置来实现。随着S1的增大,输送带上的最大张力也相应增大,就要求提高输送带的强度,这种做法是不经济的,在技术上也不合理。
(2)改善驱动滚筒表面的状况,以得到较大的摩擦系数μ,由表1—29可知,胶面滚筒的摩擦系数比光面滚筒大,环境干燥时比潮湿时大,所以,可以采用包胶、铸塑,或者采用在胶面上压制花纹的方法来提高摩擦系数。
(3)采用增加输送带在驱动滚筒上的围包角来提高牵引力。其具体措施是增设改向滚筒(即增面轮)可使包角由180°增至210°-240°必要时采用双滚筒驱动。
三、刚性联系双滚筒驱动牵引力及其分配比朗确定
刚性联系双滚筒和单滚筒相比,增加一个主动滚筒:当两个滚筒的直径相等时其角度是相同的(图1—24)。从图l—24中可以看出,输送带由滚筒②的C点到滚筒①的B点时,这两点之间除了一小段(BC段)胶带的臼重外,张力没有任何变化,故B点可看作C点的继续。因而刚性联系的双滚筒与单滚筒实质上是相同的,因为滑动弧随着张力增大而增大这一规律对它同样适用的。
S1及μ值在一定的情况下,而且μl=μ2,只有当滚筒②传递的牵引力达到极限值时,滚筒①才开始传递牵引力。设λ1、λ2、γ1、γ2、α1、α2分别为第①及第②滚筒的滑动角,静止角及围包角、则在λ2=α2,λ1=0的情况下,静止弧仅存在于滚筒①上。当λ2=α2时,λ1=α1-γ1时,输送带在两个主动滚筒上张力变化曲线如图1—24所示。
滚筒②可能传递的最大牵引力为
滚筒①可能传递的最大牵引力为
式中 S’——两滚筒间输送带上的张力。
驱动装置可能传递总的最大牵引力为
式中 α——总围包角
两滚筒可能传递的最大牵引力之比为
在一般情况下: 因而
(1-5)
显然,当第①滚筒上传递的牵引力未达到极限时,即 时,则两驱动滚筒传递的牵引力之比为
由上式可知,当总的牵引力W0和张力S1一定时,若μ值增加,则第⑧个驱动滚筒传递的牵引力WII增大,而WI减小。反之,若μ值减小时,则WI增大(因W0=WI+WII为一定值)。
由此可以看出:刚性联系的双滚筒驱动装置,其滚筒牵引力的分配比值随摩擦系数的变化而改变。但由式(1-5)可知,驱动滚筒①可能传递的最大牵引力等于滚筒⑨的 倍这一比值是不变的。
刚性联系的双驱动滚筒缺点是已设计的牵引力分配比值,只适用于一定的荷载和一定的摩擦系数。当荷载变化,其比例也就被破坏了。此外,还由于大气潮湿程度的变化,两滚筒的表面清洁程度的不同,摩擦系数也发生了变化,其分配比实际上不可能保持定值。
㈩ 如何 设计 带式输送机传动装置(急急急,谢谢大家了!!!)
一.已知条件:运输带工作拉力F=2000,运输带工卖举作速度V=1.8m/s。滚筒直径D=450mm,每日工作时速24T/h。传动不逆转,载荷平稳,工作年限5年。(启动载荷为名义载态唤荷的1.25倍,输送带的速度允许误差为5%)
二.应完成的工作
1.拟定、分析传动装置的设计方案
2.选择电动机,计算传动装置的运动和动力系数。
3.设计说明书一份帆配凯。