带式输送机传动装置课程设计

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0轴(电动机)的输入转矩:
= =36.47 N mm
1轴(高速轴)的输入转矩:
= =100.67 N mm
2轴(中间轴)的输入转矩:
= =357.66 N mm
3轴(低速轴)的输入转矩:
= =986.38 N mm
4轴(滚筒轴)的输入转矩:
= =957.35 N mm
轴编号
名称
转速/(r/min)
转矩/(N.mm)
其中齿轮为8级精度等级油润滑
所以Pd=Pw/η=3.8 kw
确定转速
圏筒工作转速 = = =47.77转
二级减速器的传动比为7.1 50(调质)
所以电动机的转速范围339.4 2390
通过比较,选择型号为Y132S-4其主要参数如下:
电动机额
定功率P
电动机满
载转速nm
电动机伸
出端直径
电动机伸出
端安装长度
计算接触疲劳许用应力,取安全系数S=1,失效概率1%。
=0.94×590=554.6Mpa
=1.05×560=588Mpa
=571.3MPa
4、计算小齿轮分度圆直径 ,由计算公式得:
≥53.87mm
=199.32mm
计算小齿轮圆周速度:v= =1.35m/s
计算齿宽b及模数m.
b=
齿高:h= =2.25×2.376=5.346mm
85.56
df2=d2-2hf*mn=263.44-2×1.25×2
258.44
中心距
a=mn(Z1+Z2)/2cosβ
1轴(高速轴)输入功率: =5.5 0.92=5.06kw
2轴(中间轴)的输入功率: =5.5 0.92 0.98 0.98×=4.86kw
3轴(低速轴)的输入功率: =5.5 0.92 =4.62kw
4轴(滚筒轴)的输入功率:
=5.5 0.92 0.99×0.96=4.484kw
8、各轴输入转矩的计算:
3、由于减速器采用闭式传动,所以按齿面接触疲劳强度进行设计。
设计公式: ≥
确定公式中各参数,选Kt=1.6,ZH=2.433, =0.768, , ==0.945
=0.789+0.945
=1.713
选齿宽系数 =1.0。
查表得:材料弹性影响系数ZE=189.8
再按齿面硬度查得:小齿轮得接触疲劳强度极限 =590MPa,大齿轮得接触疲劳强度极限: =560MPa.
计算大,小齿轮的 ,并加以比较:
=0.00769
=0.00737
小齿轮的数值大,选用小齿轮 =0.00737
设计计算:
mm
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 大于由齿面接触强度计算的法面模数,取标准模数 =2mm,既满足弯曲强度,但为了满足接触疲劳强度需要按接触疲劳强度计算得分度圆直径 =90.78mm来计算齿数:
设计公式:
确定计算参数:
计算载荷系数:
=1×1.03×1.2×1.33
=1.644
根据纵向重合度: =2.22,从[课]图10-28查得螺旋角影响系数 =0.88
计算当量齿数: =31.59
=91.38
再由[课]表10-5查取齿形系数 =2.505, =2.20
查取应力校正系数 =1.63, =1.781
= =26.1
取 =26
则 =97
6、几何尺寸计算:
计算中心距:
将中心距圆整为:127 mm
按圆整后中心距修正螺旋角:
因 的值改变不大,故参数 等不必修正。
计算大小齿轮分度圆直径:
=53.69mm
=200.3mm
计算齿轮宽度:
=1×53.69=53.69mm
取 =54mm, =60mm
8、高速级齿轮传动的几何尺寸
4.确定窄V带的基准长度和传动中心距
根据0.7( + )< <2( + ),初步确定中心距 =500 mm
根据[2]式(8-20)计算带的基准长度
2 + ( + )+
=2 500+ (250+80)+
=1532.55mm
由[2]表8-2选带的基准长度 =1600 mm
按[2]式(8-12)计算实际中心距
由计算公式:N= 算出循环次数:
=60×129.73×1×(2×8×8×300)
=2.99×
=1×
再由N1,N2查得接触疲劳寿命系数 =0.90, =0.95.
计算接触疲劳许用应力,取安全系数S=1,失效概率1%。
=0.90×590=531Mpa
=0.95×560=532Mpa
=531.5MPa
4、计算小齿轮分度圆直径 ,由计算公式得:
功率/KW
电动机转轴
1440
3.647×
5.5
高速轴
480
1.0067×
5.06
中间轴
129.73
3.5766×
4.86
低速轴
44.73
9.8638×
4.62
卷筒轴
44.73
9.5735×
4.484
四、三角带的传动设计
确定计算功功率
1.由[课]表8-6查得工作情况系数 =1.2,故
=1.2 5.5 =6.6 kw
结果/mm
轮毂处直径D1
D1=1.6d=1.6×45
72
轮毂轴向长L
L=(1.2~1.5)d≥B
54
倒角尺寸n
n=0.5mn
1
齿根圆处厚度σ0
σ0=(2.5~4)mn
8
腹板最大直径D0
D0=df2-2σ0
216
板孔分布圆直径D2
D2=0.5(D0+D1)
144
板孔直径d1
d1=0.25(D0-D1)
公式:
=1×1.2×1.05×1.42
=1.789
再按实际载荷系数校正所算得分度院圆直径:
=55.91mm
计算模数: = =2.466mm
5、再按齿根弯曲强度设计:
设计公式:
确定计算参数:
计算载荷系数:
=1×1.05×1.2×1.33
=1.676
根据纵向重合度: =1.744,从表查得螺旋角影响系数 =0.88
+ =400+ =533.73 mm
5.演算主动轮上的包角
由[2]式(8-6)得
+
= +
= >
主动轮上的包角合适
6.计算窄V带的根数
由 =1440 r/min =80 mm =3查[课]表8-5c和[课]表8-5d得
=1.60 kw =0.22kw
查[课]表8-8得 =0.95 =0.99,则
= =3.856
一、设计题目
带式输送机传动装置课程设计
1、传动装置简图;
2.课程设计任务:
已知二级减速器,运输机工作转矩T/(N.m)为620N. m,运输带工作速度0.9m/s,卷阳筒直径:360mm.工作条件:连续单向运转,工作时有轻微震动,使用期限为8年,中等批量生产,两班制工作,运输速度允许误差±5%。
二、电动机的选择
= =44.04
取 =44
得 =127
6、几何尺寸计算:
计算中心距:
将中心距圆整为:177mm
按圆整后中心距修正螺旋角:
因 的值改变不大,故参数 等不必修正。
计算大小齿轮分度圆直径:
=90.56mm
=263.44mm
计算齿轮宽度:
=1×90.56=90.56mm
取 =90mm, =95mm
7、低数级齿轮传动的几何尺寸
≥87.86mm
计算小齿轮圆周速度:v= =0.596m/s
计算齿宽b及模数m.
b=
mm
齿高:h= =2.25×3.04=6.85mm
=12.83
计算纵向重合度:
=0.318×1×28×tan14°
=2.22
计算载荷系数K
已知使用系数 =1
已知V=0.596m/s,7级齿轮精度,由表查得动载荷系数 =1.03
取 =4根。
7.计算预紧力
查[课]表8-4得 =0.065 Kg/m,故
=550.3N
8.计算作用在轴上的压轴力
=
=4346.38 N
9.带轮结构设计略。
五、齿轮传动的设计
㈠高速级齿轮传动的设计
选择齿轮精度为7级,小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质),硬度为240HBS,两者材料硬度差为40HBS.
减速器采用圆柱斜齿轮传动,螺旋角初选为 =14°
初选小齿轮齿数为2。那么大齿轮齿数为81。
3、由于减速器采用闭式传动,所以按齿面接触疲劳强度进行设计。
设计公式: ≥
确定公式中各参数,选Kt=1.6,ZH=2.433, , =0.765, , =0.945.
=0.765+0.945
=1.710
由表查得齿宽系数 =1.0。
名称
计算公式
结果/mm
面基数
mn
2
面压力角
αn
20o
螺旋角
β
13.7o
分度圆直径
d3
90.56
d4
263.44
齿顶圆直径
da1=d1+2ha*mn=90.56+2×1×2
94.56
da2=d2+2ha*mn=263.44+2×1×2
267.44
齿根圆直径
df1=d1-2hf*mn=90.56-2×1.25×2
1、按工作要求和条件,选用三相笼型异步电动机,封闭式结构,电压380V,Y型。
2、计算功率
=Fv/1000= = =3.1 Kw
系统的传动效率
机构
V带传动
齿轮传动
滚动轴承(一对)
联轴器
卷筒传动
效率
0.90
0.98
0.98
0.99
0.96
符号
所以:
=0.92 0.98 0.98 0.98 0.98 0.98 0.98 0.99=0.82
由表查得: 的计算公式:
=1.15+0.18(1+0.6)+0.23× 87.86
=1.428
再由[课]表10-3查的: =1.33, =1.2
公式:
=1×1.03×1.428×1.2
=1.765
再按实际载荷系数校正所算得分度圆直径:
=90.78mm
计算模数: = =3.146mm
5、再按齿根弯曲强度设计:
名称
计算公式
结果/mm
法面模数
mn
2
面压力角
αn
20o
螺旋角
β
14.4o
分度圆直径
d1
53.69
d2
200.3
齿顶圆直径
da1=d1+2ha*mn=53.69+2×1×2
57.69
da2=d2+2ha*mn=200.3+2×2
204.3
齿根圆直径
df1=d1-2hf*mn=53.69-2×1.25×2
查表得:材料弹性影响系数ZE=189.8
再按齿面硬度查得:小齿轮得接触疲劳强度极限 =590MPa,大齿轮得接触疲劳强度极限: =560MPa.
由计算公式:N= 算出循环次数:
=60×480×1×(2×8×8×300)
=2.76×
= =4.38×
再由N1,N2查得接触疲劳寿命系数 =0.94, =1.05.
2.选取窄V带类型
根据 由[课]图8-9确定选用SPZ型。
3.确定带轮基准直径
由[2]表8ห้องสมุดไป่ตู้3和表8-7取主动轮基准直径 =80 mm
根据[2]式(8-15),从动轮基准直径 。
=3 80=240 mm
根据[2]表8-7取 =250 mm
按[2]式(8-13)验算带的速度
= =6.29 m/s <25 m/s带的速度合适
计算当量齿数: =24.82
=86.87
由[课]表10-5查取齿形系数 =2.63, =2.206
查取应力校正系数 =1.588, =1.777
再由表查得小齿轮弯曲疲劳强度极限: =500MPa,大齿轮弯曲疲劳强度极限 =380MPa
再由表查得弯曲疲劳系数: =0.85, =0.9
计算弯曲疲劳许用应力,取弯曲疲劳安全系数:S=1.35
5.5kw
1440(r.min-1)
38mm
80mm
三、传动比的分配及转动校核
总的转动比:i= = =30.1
选择带轮传动比i1=3,一级齿轮传动比i2= 3.7,二级齿轮传动比i3=2.9
7、由于电动带式运输机属通用机械,故应以电动机的额定功率 作为设计功率,用以计算传动装置中各轴的功率。
0轴(电动机)输入功率: =5.5kw
35
腹板厚C
C=0.3b2
18
(二)、低速齿轮机构设计
1、已知 =129.73r/min
2、选择齿轮精度为7级,小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质),硬度为240HBS,两者材料硬度差为40HBS.
减速器采用圆柱斜齿轮传动,螺旋角初选为 =14°
初选小齿轮齿数为28。那么大齿轮齿数为81。
= =314.8Mpa
= =253.3MPa
计算大,小齿轮的 ,并加以比较:
=0.01327
=0.0155
大齿轮的数值大,选用大齿轮 =0.0155
设计计算:
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 大于由齿面接触强度计算的法面模数,取标准模数 =2mm,既满足弯曲强度,但为了满足接触疲劳强度需要按接触疲劳强度计算得分度圆直径 =53.87mm来计算齿数:
48.69
df2=d2-2hf*mn=200.3-2×2×1.25
195.3
中心距
a=mn(Z1+Z2)/(2cosβ)
127
=2×(22+81)/(2cos14.4o)
齿宽
b2=b
54
b1=b2+(5~10)mm
60
3、齿轮的结构设计
小齿轮由于直径较小,采用齿轮轴结构。
大齿轮采用腹板式结构。
代号
结构尺寸计算公式
=10.08
计算纵向重合度:
=0.318×1×22×tan14°
=1.744
计算载荷系数K
已知使用系数 =1
已知V=1.35m/s7级齿轮精度,由表查得动载荷系数 =1.05
由表查得: 的计算公式:
=1.12+0.18(1+0.6)+0.23× 53.87
=1.42
再由表查的: =1.33, =1.2
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