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文檔簡介
1、本科課程設計(說明書)題目:螺旋輸送機傳動裝置設計學院名稱專業名稱學 生學號指導教師二XX年 X月目錄第一章 緒論和題目31.1 概述31.2 關于設計3第二章 傳動裝置總體設計方案52.1 基本組成52.2 工作特點52.3 確定傳動方案5第三章 電動機的選擇63.1 確定電動機的類型63.2 確定電動機轉速63.3 選擇電動機6第四章 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比74.1 計算和分配傳動比74.1-1 減速器總傳動比74.1-2 分配傳動比74.2 計算傳動裝置的運動和動力參數74.3 整理數據8第五章 帶傳動設計95.1 選擇 V帶型號95.2 確定帶輪基準直徑D1 和 D295.
2、3 驗算帶速95.4 確定帶長和中心距95.5 驗算小帶包角1105.6 求V帶根數105.7 求作用在帶輪上的壓力105.8 V帶參數總結列表11第六章 傳動零件齒輪的設計計算126.1 齒輪材料的選擇126.2 齒輪參數計算126.2-1 確定許用應力126.2-2 確定齒輪構造參數126.2-3 驗算齒輪彎曲強度136.2-4 齒輪圓周速度146.3 齒輪主要參數14第七章 設計心得體會15第八章 參考文獻15第一章緒論和題目1.1 概述螺旋輸送機用于在加工生產中輸送需要密封的粉狀 (細粒 )物體。它在現代化生產中應用廣泛,如建材、化工、電力、冶金、煤礦炭、糧食等。螺旋輸送機的動力源是電
3、動機,通過帶傳動和齒輪傳動的方式驅動螺旋管,從而實現對物體的運輸。關鍵詞:電動機、帶傳動、齒輪傳動、螺旋管1.2 關于設計本次設計為課程設計,通過設計螺旋輸送機傳動裝置,學習機械設計的基本過程,掌握設計方法,以學習的各種機械設計,材料,運動,力學知識為基礎,以機械設計基礎、機械制圖、機械設計課程設計手冊、制造技術基礎、機械設計課程設計指導書等參考書和國家標準為依據,獨立完成螺旋輸送機傳動裝置的設計、計算、驗證的全過程。親身了解設計過程中遇到的問題和解決的方法,思考、分析最優方案。這是第一次獨立自主的設計過程,為畢業設計及今后就業做鋪墊。課程設計題目4:螺旋輸送機傳動裝置設計1、運動簡圖:2、原
4、始數據:題號12345678910參數工作機軸上的功率P W0.80.850.9511.21.51.822.53(KW)工作機軸的轉速 n6065707580859095100110(r/min )每日工作時數 T888161616881616(h)使用期限10101010101010888(y)3、已知條件:1、作情況:單向轉動 , 載荷較平穩;2、工作環境:室;3、動力來源:電力,三相交流,電壓380/220V;4、工作機效率: j =0.94 (包括軸承的效率損失);5、制造條件及生產批量:一般機械廠生產制造,要求結構緊湊,大批量;6、V帶傳動與水平面夾角為 45°布置。4、設
5、計工作量:1、減速器裝配圖 1(A0或A1);2、零件工作圖 13;3、設計說明書 1份。第二章傳動裝置總體設計方案2.1 基本組成本螺旋輸送機的傳動裝置是由電動機、減速器、聯軸器和工作機(螺旋輸送機)四部分組成。2.2 工作特點根據題目可知,本傳動裝置單項轉動,載荷較平穩,但是生產批量為大批量。所以要求傳動裝置有較大的抗疲勞強度。裝置結構緊湊就要求其足夠的剛度和耐磨性。2.3 確定傳動方案傳動方案可參考圖 1-1,選用 V帶、連接軸和齒輪為傳動介質??紤]到電機轉速高,傳動功率大,將 V 帶設置在高速級。圖 1-1 傳動裝置運動簡圖第三章電動機的選擇3.1 確定電動機的類型按工作要求和工作條件
6、,根據初步選用Y 系列 3相異步電動機,額定電壓為380V,頻率 50Hz。由題目原始數據可知:工作機軸上的功率 Pw。=0.8kW根據機械設計課程設計手冊表 1-5 可以確定:1為 V 帶傳動效率,取 0.960.98為滾動軸承傳動效率,有兩對,取23為 8 級精度圓柱齒輪傳動效率,取0.974為十字滑塊聯軸器效率,取 0.98j為工作機效率,取 0.945),帶入以上數據可得:根據機械設計課程設計指導書公式(a = 1 × 22 × 3 × 4 × j = 0.96×0.982 ×0.97×0.98×0.94
7、0.82根據機械設計課程設計指導書公式(1)可得電動機所需工作功率為:Pd = Pw =0.8= 0.98kWa 0.823.2 確定電動機轉速由題目原始數據可知工作機軸的轉速n=60r/min。根據機械設計課程設計指導書表 1可知,按推薦的傳動比合理圍, V 帶傳動的傳動比 i=24,單級圓柱直齒輪減速器傳動比 i =36,則總傳動比合理圍為 i a=624,根據機械設計課程設計指導書公式( 6)可得轉速圍:ndia ' n(60 24)60360 1440r / min3.3 選擇電動機根據機械設計課程設計手冊表12-1,選出可提供傳動裝置動力源的電動機:表 1 傳動裝置電動機選用
8、表序電動機額定功率滿載轉速r堵轉轉矩最大轉矩質量號型號Kw/min額定轉矩額定轉矩kg2Y90L-61.19102.02.2253Y90S-41.114002.32.322由于題目所示的已知條件,可在以上兩種電動機中選擇 Y90S-4作為傳動裝置的電動機。第四章確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比4.1 計算和分配傳動比4.1-1 減速器總傳動比由選定的電動機滿載轉速nm 和工作機主動軸轉速n ,根據機械設計課程設計指導書公式( 7)可得傳動裝置總傳動比為nm1400ia23.33n604.1-2 分配傳動比根據機械設計課程設計指導書公式(8)可得:i ai1 i2 i 3.in由此可以推導出:
9、iai0 i 。其中, i 0 , i 分別為帶傳動和減速器的傳動比。為使V帶傳動外輪廓尺寸不知過大,初步取i03.0 (世紀的傳動比要在設計 V 帶傳動時,由所選大、小帶輪的標準直徑之比計算),則減速器傳動比為:i a23.337.78i3.0i0由于為一級減速器,所以減速器傳動比i i17.78 。4.2 計算傳動裝置的運動和動力參數為進行傳動件的設計計算,要推算出各軸的轉速和轉矩(或功率)。如將傳動裝置各軸由高速到低速依次定義為 I軸, II 軸 。(1)各軸轉速由機械設計課程設計指導書公式(9)(11)可得nm1400I 軸: nI466.67r / mini 03.0II 軸:nII
10、nIi1466.677.7859.98r / min工作機軸(螺旋管):nIIInII59.98r / min(2)各軸輸入功率由機械設計課程設計指導書公式(12)和( 13)得I軸: PIPd01Pd10.980.960.94kWII 軸: PII PI12PI230.940.980.97 0.89kW工作機軸(螺旋管):PIIIPII23PII24 0.89 0.98 0.98 0.85kWIII 軸的輸出功率則分別為輸入功率×軸承效率 0.98,例如 I 軸的輸出效率為PI ' PI 0.98 0.94 0.980.92kW ,其余類推。(3)各軸輸入轉矩由機械設計課程
11、設計指導書公式(16)(21)得Td 9550 Pd95500.986.685N mnm1400所以I軸: TITd i 0016.685 3.0 0.9619.25NmII 軸: TII TI i1 12TI i1 2319.25 7.78 0.980.97142.37 N m工作機軸(螺旋管):TIIITII23TII24142.370.980.98136.73N m4.3 整理數據把以上運動參數整理并列出表格,可得下表:表 2 運動和動力參數運算結果整理表軸名功率 P/KW轉距 T/N·m轉速 n轉動比 i效率r/min輸入輸出輸入輸出電機軸0.986.68514003.00.
12、96軸0.940.9219.2518.87466.677.780.96軸0.890.87142.37139.5259.9810.95工作機0.850.83136.73134.0059.9810.96軸第五章帶傳動設計5.1 選擇 V 帶型號首先確定工作情況系數K A ,由題目得每天工作小時為8小時,載荷較平穩。根據機械設計基礎表 12-6,選取 K A 1.1 。故根據根據公式可求得計算功率:PcK A P1.11.1 1.21kW通過以上數據,P1.21kW, nn1400r / min (小帶輪轉速),在機械cm1設計基礎圖 12-14中選擇 V 帶型號為 Z型帶。5.2 確定帶輪基準直徑
13、D1 和 D2首先要確定普通 V 帶小帶輪直徑。由以上數據查機械設計基礎表12-7可得小帶輪 D171mm ,0.02 。所以可以計算出大帶輪 D2 ;D 2iD 1 (1 )7.7871 98% 541.33mm根據表 12-7可選擇 D 2560mm 。n1 D1 (1) 1400710.98大帶輪轉速n2560174r / minD 2。5.3 驗算帶速有上述數據可得出帶速:v帶D1n13.14 71 140010005.2m / s 。求得帶6060000速在 525m/s的圍,合適。5.4 確定帶長和中心距初步選取中心距為a01.5(D1D 2 )1.5(71560)946.5mm
14、,取 950mm。根據機械設計手冊公式12-2,由上式得出帶長(D2 D1 )2(2()L0 2a0( D1 D2 )2 950)560711244mm4a0271 56049502根據機械設計基礎表12- 2選出基準長度 Ld1250mm計算實際中心距aaLd L09501250 1244。o225.5 驗算小帶包角1根據機械設計手冊公式12-1,得1 180D2D1 57.3 180 560 71 57.3 151 120a953所以合適。5.6 求 V 帶根數由以上數據, n1 1400r/ min , D171mm 可知,查機械設計基礎表12-3可得 V帶基本額定功率 P00.30kW
15、 。再根據公式 12-9算出傳動比D 2560iV傳)8.05D1 (171 0.98查表 12-4 得出 V 帶額定功率的增量P00.03kW 。由, Ld 1250mm 查表 12-5得包角修正系數 K0.95 ,查表 12-2 得帶長修正系數 K L0.98 。根據以上數據,由公式 12-15 得PcPc1.213.94z( PcP0)K KL(0.30 0.03) 0.95 P00.98故取 4根。5.7 求作用在帶輪上的壓力根據以上數據查機械設計基礎表12-1得 V 帶質量 q0.06kg / m ,故由公式 12-18可得單根 V 帶的初拉力為:F0500Pc( 2.5 1) qv
16、帶25001.21 ( 2.51) 0.06 5.2249.08Nzv帶K45.20.95作用在軸上的壓力為:FQ 2zF0 sin 12 4 49.08 sin151381N225.8 V帶參數總結列表表 3 V 帶主要參數表小輪直徑 D1大輪直徑 D 2中心距 a(mm基準長度( mm)帶的根數 z(mm)( mm)7156095312504第六章傳動零件齒輪的設計計算6.1 齒輪材料的選擇根據題目可知,使用年限為 10年,每天工作 8小時,工作環境處于室,單向轉動,載荷較為平穩。但是生產綱領為大批量,且結構要求緊湊。所以,齒輪類型確定為直齒輪,選擇材料時盡量選用硬度適中的。查機械設計基礎
17、表 1 0-1得,小齒輪為 45鋼調質,硬度為 220HBS,大齒輪采用 45鋼正火,硬度為 180 HBS。6.2 齒輪參數計算6.2-1 確定許用應力根據選用材料和硬度,查機械設計基礎圖10-7可得齒輪的接觸疲勞極限Hlim ,小齒輪和大齒輪的值?。?Hlim 1560MPa , Hlim 2 530MPa 。由于硬度均小于 350HBS可知兩齒輪均為軟齒面,根據表10-4查得安全系數 SH 1.1,故:H 1H lim 1560509.09MPaSH1.1H 2H lim 2530481.82 MPaSH1.1查圖 10-10可得齒輪的彎曲疲勞極限Flim 1190MPa , Flim
18、1 170MPa ,根據表 10-4查得安全系數 SF1.4 ,故:F 1 F lim 1190SF135.71MPa1.4F 2 F lim 2170SF121.43MPa1.46.2-2 確定齒輪構造參數按齒面接觸強度設計。設齒輪按8級精度制造。查機械設計基礎表10-3可取載荷系數 K=1.1, a0.4。小齒輪上的轉矩為:T1 9.55 106P9.55 1061.122510.55Nmmn1466.67已知 uiz27.78 ,所以按機械設計基礎公式10-6可得:z1a (u 1)3 (335)2 KT1(7.781)3(335)21.1 22510.55137.57mmH au481
19、.820.4 7.78取小齒輪齒數 z132 ,則大齒輪 z2uz17.7832248.96250 。故實際傳動比為:i齒z2250z17.812532模數為: m2a2137.570.98mm ,查表 4-1取 m1 。所以,中心距為z232250z1:a1 m( z2 z1 )1(25032)141mm22齒寬為:ba a0.4141 56.4mm取 b2 57mm ,則 b1 62mm 。為補償安裝誤差,保證接觸齒寬,通常小齒輪齒寬應該比大齒輪齒寬大 510mm。6.2-3 驗算齒輪彎曲強度首先,齒寬應取接觸齒寬 b=57mm。查機械設計基礎圖10-9,齒形系數YF1 2.34 , YF 22.31 ,得2KT1YF 1 21.1 22510.552.34 F1F1bm2 z1573263.53MPaYF 263.532.3162.72MPa F 2 F2F1 YF12.34故彎曲強度足夠。6.2-4 齒輪圓
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