设计输送传动装置
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设计输送传动装置
【设计任务书】
题目:设计输送传动装置
一.总体布置简图如图1
二.总传动比误差为±5%,单向回转,
轻微冲击。
三.原始数据:
输出轴功率P/KW 3
输出轴转速n/(r/min) 35
传动工作年限(年) 6
工作制度(班/日) 2
工作场所车间
批量小批
四.设计内容:
1. 电动机的选择与运动参数计算;
2.
齿轮传动设计计算; 3. V带传动设计
计算;4. 轴的结构尺寸设计;5. 键
的选择;6. 滚动轴承的选择;7. 装
配图、零件图的绘制;8. 设计说明书
的编写。
【电动机的选择】
1.电动机类型和结构的选择:按照已知条件的工作要求和条件,选用Y型全封闭笼型三相异步电动机。
2.电动机容量的选择:
工作机所需功率:Pw=3kW
电动机的输出功率:Pd=Pw/η,η≈0.82,Pd=3.66kW
电动机转速的选择:nw=35r/min,V带传动比i1=2—4,单级齿轮传动比i2=3—5(查表2.3)nd=(i1×i2×i2)nw。电动机转速范围为630—3500r/min
3.电动机型号确定:由附录八查出符合条件的电动机型号,并根据轮廓尺寸、重量、成本、传动比等因素的考虑,最后确定选定Y112M—4型号的电动机,额度功率为4KW,满载转速1440r/min 【计算总传动比和分配传动比】
1.由选定电动机的满载转速nm和输出轴转速nw,总传动比为i=nm/nw,得i=41.14
2.合理分配各级传动比:V带传动比i1=3,闭合齿轮传动比i2=3.5,开式齿轮传动比i3=3.92 3.运动和动力参数计算结果列于下表:
项目电动机轴轴I 轴II 轴III
转速(r/min)1440 480 137 35
功率(kW) 3.66 3.48 3.31 3.01
转矩(N·m)24.27 69.20 230.18 821.83
传动比 3 3.5 3.92
效率0.96 0.96 0.92
【传动件设计计算】
减速器齿轮设计:
1.按表11.8选择齿轮材料
小齿轮材料为45钢调质,硬度为220—250HBS
大齿轮材料为45钢正火,硬度为170—210HBS
2.因为是普通减速器,由表11.20选用9级精度,要求齿面粗糙度Ra=6.3
3.按齿面接触疲劳强度设计
确定有关参数与系数:
转矩:T=69154 N·mm
查表11.10得:载荷系数K=1.1
选小齿轮齿数Z1=30,则大齿轮齿数Z2=iZ1=3.5×30=105。实际齿数比u=3.5
因单级直齿圆柱齿轮为对称布置,又为软齿面,由表11.19选取φd(齿宽系数)=1
4.许应接触应力[σH]:
由图11.23查得σHlim1=560MPa σHlim2=530MPa
由表11.19查得Sh=1。
N1=60·n1·j·Lh=60×480×1×(6×52×80)=7.2×10e8
N2=N1/i=7.2×10e8/3.5=2.05×10e8
由表11.26查得Zn1=1 Zn2=1.05
计算接触疲劳许用应力:
[σH]1=Zn1·σHlim1/Sh=560MPa
[σH]2=Zn2·σHlim2/Sh=557MPa
试算小齿轮分度圆直径,确定模数:
d1≥ 76.43׳√KT1(μ+1)/φdμ[σH]e2=51.82mm
m=d1/z1=1.73mm 由表11.3取标准模数m=2mm
5.主要尺寸计算:
分度圆直径d1=mz1=2×30=60mm d2=mz2=2×105=210mm
齿宽b=φdd1=1×60=60mm 取b2=60mm 则b1=b2+5=65mm
中心距a=0.5×m(Z1+Z2)=135mm
6.按齿根弯曲疲劳强度校核:
由式(11.12)得出,如σF≤[σF],则校核合格。
确定有关系数和参数:
齿形系数YF,查表11.12得YF1=2.54 YF2=2.14
应力学整系数Ys,查表11.13得Ys1=1.63 Ys2=1.88
许应弯曲应力[σF]
由图11.24查得σFlim1=210Mpa σFlim2=190Mpa
由表11.9查得SF=1.3
由图11.25查得YNI=YN2=1
由式(11.16)可得
[σF]1=YNI·σFlim/SF=162Mpa [σF]2=YNI·σFlim/SF=146MPa
故计算出
σF1=21Mpa<[σF]1 σF2=20Mpa<[σF]2 齿根弯曲疲劳强度校核合格。
7.验算齿轮的圆周速度:
V=π·d1·n1/(60×1000)=1.5m/s 由表11.21可知,选9级精度合适
8.几何尺寸计算及绘制齿轮零件工作图:
以大齿轮为例,齿轮的直顶圆直径为:da2=d2+2ha=214mm,由于200<da2<500之间,所以采用腹板式结构。齿轮零件工作图略。
开式齿轮设计:
1.按表11.8选择齿轮材料
小齿轮选用40Cr合金钢表面淬火,硬度为48—55HRS
大齿轮选用40Cr合金钢调质,硬度为240—260HBS
2.由表11.20选用9级精度,要求齿面粗糙度Ra=6.3
3.按齿面接触强度设计
确定有关参数与系数:
转矩:T=230000N·mm
查表11.10得载荷系数K=1.1
选小齿轮齿数Z1=20,则大齿轮齿数Z2=iZ1=3.92×20=78.4,圆整数78。