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目 录
设计任务书…………………………………………………2
第一部分 传动装置总体设计……………………………4
第二部分 V带设计………………………………………6
第三部分 各齿轮的设计计算……………………………9
第四部分 轴的设计………………………………………13
第五部分 校核……………………………………………19
第六部分 主要尺寸及数据………………………………21
设 计 任 务 书
一、 课程设计题目:
设计带式运输机传动装置(简图如下)
原始数据:
数据编号 3 5 7 10
运输机工作转矩T/(N.m) 690 630 760 620 第 - 1 -页
运输机带速V/(m/s) 0.8 0.9 0.75 0.9
卷筒直径D/mm 320 380 320
360
工作条件:
连续单向运转,工作时有轻微振动,使用期限为10年,小批量生产,单班制工作(8小时/天)。运输速度允许误差为%5。
二、 课程设计内容
1)传动装置的总体设计。
2)传动件及支承的设计计算。
3)减速器装配图及零件工作图。
4)设计计算说明书编写。
每个学生应完成:
1) 部件装配图一张(A1)。
2) 零件工作图两张(A3)
3) 设计说明书一份(6000~8000字)。
本组设计数据:
第三组数据:运输机工作轴转矩T/(N.m) 690 。
运输机带速V/(m/s) 0.8 。
卷筒直径D/mm 320 。
已给方案:外传动机构为V带传动。
减速器为两级展开式圆柱齿轮减速器。
第一部分 传动装置总体设计 第 - 2 -页
一、 传动方案(已给定)
1) 外传动为V带传动。
2) 减速器为两级展开式圆柱齿轮减速器。
3) 方案简图如下:
二、该方案的优缺点:
该工作机有轻微振动,由于V带有缓冲吸振能力,采用V带传动能减小振动带来的影响,并且该工作机属于小功率、载荷变化不大,可以采用V带这种简单的结构,并且价格便宜,标准化程度高,大幅降低了成本。减速器部分两级展开式圆柱齿轮减速,这是两级减速器中使用最广泛的一种。齿轮相对于轴承不对称,要求轴具有较大的刚度。高速级齿轮常布置在远离扭矩输入端的一边,以减小因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均现象。原动机部分为Y系列三相交流异步电动机。
总体来讲,该传动方案满足工作机的性能要求,适应工作条件、工作可靠,此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。
计 算 和 说 明 结果 第 - 3 -页
三、原动机选择(Y系列三相交流异步电动机)
工作机所需功率:Pw w =0.96 (见课设P9)
min.14832.014.38.0RDVn
传动装置总效率:a(见课设式2-4)
87654321a
99.01 99.02 99.03 97.04 99.05 97.06
99.07 95.08 (见课设表12-8)
85.095.099.097.099.097.099.099.099.0a
电动机的输出功率:Pd (见课设式2-1)
KwaWdPP23.485.06.3 取KPwd5.5
选择电动机为Y132M1-6型 (见课设表19-1)
技术数据:额定功率(Kw) 4 满载转矩(minr)
960
额定转矩(mN) 2.0 最大转矩(mN)
2.0
Y132M1-6电动机的外型尺寸(mm): (见课设表19-3)
A:216 B:178 C:89 D:38 E:80 F:10 G:33 H:132 K:12 AB:280 AC:270 AD:210 HD:315 BB:238 L:235
四、传动装置总体传动比的确定及各级传动比的分配
1、 总传动比:ia (见课设式2-6)
2048960nnima
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2、 各级传动比分配: (见课设式2-7)
iiiia321
5.207.362.220ia
初定 62.21i
07.32i
5.23i
第二部分 V带设计
外传动带选为 普通V带传动
1、 确定计算功率:Pca
1)、由表5-9查得工作情况系数 1.1KA
2)、由式5-23(机设) kKPwAcaP65.55.51.1
2、选择V带型号
查图5-12a(机设)选A型V带。
3.确定带轮直径 da1 da2
(1)、参考图5-12a(机设)及表5-3(机设)选取小带轮直径 mmda1121
Hda21 (电机中心高符合要求)
(2)、验算带速 由式5-7(机设)
smdnVa111163.5100060112960100060
(3)、从动带轮直径 da2
mmdidaa24.29311261.212
查表5-4(机设) 取mmda2802 第 - 5 -页
(4)、传动比 i
5.211228012ddaai
(5)、从动轮转速
min1123805.2960Rnni
4.确定中心距a和带长Ld
(1)、按式(5-23机设)初选中心距
ddaddaaaa2102127.0
7874.2740a 取mma7000
(2)、按式(5-24机设)求带的计算基础准长度L0
mmmmddddddddaL1960)7004)112280()280112(27002(2)()(2222212100
查图.5-7(机设)取带的基准长度Ld=2000mm
(3)、按式(5-25机设)计算中心距:a
mmmmaLLad20.7)219602000700(200
(4)、按式(5-26机设)确定中心距调整范围
mmmmaLad780)200003.0720(03.0max
mmmmaLad690)2000015.0720(015.0min
5.验算小带轮包角α1
由式(5-11机设)
12016660180121adddd 第 - 6 -页
6.确定V带根数Z
(1)、由表(5-7机设)查得dd1=112 n1=800r/min及n1=980r/min时,单根V带的额定功率分呷为1.00Kw和1.18Kw,用线性插值法求n1=980r/min时的额定功率P0值。
KwKwP16.1)800960(80098000.118.100.1(0
(2)、由表(5-10机设)查得△P0=0.11Kw
(3)、由表查得(5-12机设)查得包角系数96.0k
(4)、由表(5-13机设)查得长度系数KL=1.03
(5)、计算V带根数Z,由式(5-28机设)
49.403.196.0)11.016.1(56.5)(00KKPPPLcaZ
取Z=5根
7.计算单根V带初拉力F0,由式(5-29)机设。
NqVZvKPFaca160)15.2(50020
q由表5-5机设查得
8.计算对轴的压力FQ,由式(5-30机设)得
NNZFFQ1588)2160sin16052(2sin210
9.确定带轮的结构尺寸,给制带轮工作图
小带轮基准直径dd1=112mm采用实心式结构。大带轮基准直径dd2=280mm,采用孔板式结构,基准图见零件工作图。
第三部分 各齿轮的设计计算 第 - 7 -页
一、高速级减速齿轮设计(直齿圆柱齿轮)
1.齿轮的材料,精度和齿数选择,因传递功率不大,转速不高,材料按表7-1选取,都采用45号钢,锻选项毛坯,大齿轮、正火处理,小齿轮调质,均用软齿面。齿轮精度用8级,轮齿表面精糙度为Ra1.6,软齿面闭式传动,失效形式为占蚀,考虑传动平稳性,齿数宜取多些,取Z1=34 则Z2=Z1i=34×2.62=89
2.设计计算。
(1)设计准则,按齿面接触疲劳强度计算,再按齿根弯曲疲劳强度校核。
(2)按齿面接触疲劳强度设计,由式(7-9)
31112uudKHtZZZdaEZHt
T1=9.55×106×P/n=9.55×106×5.42/384=134794 N·mm
由图(7-6)选取材料的接触疲劳,极限应力为
бHILim=580 бHILin=560
由图 7-7选取材料弯曲疲劳极阴应力
бHILim=230 бHILin=210
应力循环次数N由式(7-3)计算
N1=60n, at=60×(8×360×10)=6.64×109
N2= N1/u=6.64×109/2.62=2.53×109
由图7-8查得接触疲劳寿命系数;ZN1=1.1 ZN2=1.04
由图7-9查得弯曲 ;YN1=1 YN2=1
由图7-2查得接触疲劳安全系数:SFmin=1.4 又YST=2.0 试 第 - 8 -页
选Kt=1.3
由式(7-1)(7-2)求许用接触应力和许用弯曲应力
PZSaNHHmM6381minlim
PZSaNHHHM5822minlim2
PYSYaNFSTlinFFK3281min11
PYSYaNFSTlinFFM3002min22
将有关值代入式(7-9)得
10.6512)(31221uudtHEUtTKZZZd
则V1=(πd1tn1/60×1000)=1.3m/s
( Z1 V1/100)=1.3×(34/100)m/s=0.44m/s
查图7-10得Kv=1.05 由表7-3查和得K A=1.25.由表7-4查得Kβ=1.08.取Kα=1.05.则KH=KAKVKβKα=1.42 ,修正
mmtdd68.663.142.1311
M=d1/Z1=1.96mm
由表7-6取标准模数:m=2mm
(3) 计算几何尺寸
d1=mz1=2×34=68mm
d2=mz2=2×89=178mm
a=m(z1+z2)/2=123mm