热处理车间清洗零件输送设备的传动装置机械设计课程设计.doc
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1、黄石理工学院机械课程设计说明书一、 设计题目热处理车间清洗零件输送设备的传动装置二、运动简图1 电动机 2V带传动 3减速器 4联轴器 5滚 筒 6输送带 图1热处理车间清洗零件输送设备的传动装置运动简图三、工作条件该装置单向传送,载荷平稳,空载起动,两班制工作,使用年限5年(每年按300天计算),输送带速度允许误差为5%。 四、原始数据 滚筒直径D360 mm,输送带的速度V=0.85 m/s,滚筒轴转矩T=900 Nm目 录一、 概述运动简图及原始数据 二、 电动机的选择三、 主要参数的计算四、 V带传动的设计计算 (一)V带的传动设计 (二)V带的结构设计五、 减速器斜齿圆柱齿轮传动的设
2、计计算(一) 高速级齿轮的设计 (二) 低速级齿轮的设计六、 机座结构尺寸的计算七、 轴的设计计算(一)高速轴 (二)中间轴 (三)低速轴八、 键、联轴器等的选择与校核九、 滚动轴承及密封的选择与校核十、 润滑材料及齿轮轴承的润滑方法(一)齿轮润滑 (二)轴承润滑 十、 齿轮轴承的配合的选择十一、设计总结十二、参考文献二、电动机的选择1.计算工作机阻力F,由给定原始数据的2.计算工作机所需功率PW,其中V=0.85m/s 初选w=13.求总效率,查手册取V带的传动效率带=0.96,取两对齿轮的传动效率齿 =0.97,取滚动轴承的传动效率为滚=0.98,取弹性联轴器的效率联=0.99.取卷筒的效
3、率为卷=0.96 故可得到总=带。齿。齿。滚3 联卷=0.960.960.9930.9720.99=0.83 则 Pd=PW/=4.25/0.83=5.12kw故选取电动机的型号:Y132s-4(同步转速1500r/min,4极)其相关参数如下:额定功率满载转速堵转转矩最大转矩质量4kw1440r/min2.22.368Kg三、主要参数的计算1.确定总传动比和分配各级传动比(1) 计算滚筒转速nw(2)计算总的传动比,分配各级传动比 I总=nm/nw=1440/45.12=31.91由指导书有,初次分传动比:i0=2.5,i1=4.23,i2=3.022.计算传动装置的运动和动力参数(1)计算
4、各轴的转速n1=nm/i0=1440/2.5(r/min)=576r/minn2=n1/i1=576/4.23(r/min)=136.17r/minn3=n2/i2=136/302(r/min)=45.1r/min(2)计算各轴的功率。查手册计算得01=0.96 12=0.97 23=0.99P1=pd01=5.120.96kw=4.92kwP2=p112=4.920.970.99kw=4.72kwP3=p223=4.720.970.99kw=4.53kw (3)计算各轴的转矩Td=9550=33.96 NmT1=Tdi001=33.962.50.96=81.504 NmT2=T1i112=8
5、1.5044.230.970.99=331.07NmT3=T2i223=331.073.020.970.99=960.14Nm将以上计算数据列表如下:项目电机轴高速轴中间轴低速轴转速(r/min)1440576136.1745.1功率(kw)5.124.924.724.53转矩(Nm)33.9681.504331.07960.14四、V带传动的设计计算1.确定计算功率由于是两班制工作,工作是载荷平稳,即由材料表8-7查得工作情况系数kA=1.2。Pca=KAPd=1.25.12kw=6.144kw2.选择V带带型根据Pca=6.144kw,小带轮的转速nm=1440r/min, 由教材图8-1
6、1选用A型。3.确定带轮的基本直径dd并验算带速V 1)初选小带轮的基准直径dd1由教材表8-6和表8-8,取小带轮的基准直径dd1=90mm 2)验算带速 按式(8-13)验算带速度一般V带的速度保持在525m/s,所以带速适合。3)计算大带轮的基准直径。根据式(8-15a),计算大带轮基准直径dd2dd2=idd1=2.590mm=225mm 查表8-8,可取dd2=250mm4.确定V带中心距a和基准长度Ld1) 根据式(8-20),初定中心距a0=500mm2) 确定相关带长 =2800+ 1546.6mm 查表选带的基准直径长度Ld0=1600mm3) 计算中心距a并确定其变化范围
7、aa0+=(500+amin=a-0.015Ld=527-0.0151600=503mmamax=a+0.03Ld=527+0.031600=575mm中心距变化范围为503mm575mm5.验算小带轮的包角 =162o90o6.确定带的根数 1)计算单根V带额定功率Pr由dd1=90mm和nm=1440r/min,查表(8-4a)得P0=1.064KW根据nm=1440r/min,i=2.5和A型带,查表8-4b得P0=0.17KW查表8-5得Ka=0.955,查表8-2得KL=0.99,则Pr=(P0+P0) KaKL=(1.064+0.17)0.9550.99kw=1.17kw2) 计算
8、V带的根数Z 故,可取z=6 7. 计算单根V带得初拉力的最小值(F0)min由表8-3得A型带的单位长度质量q=0.10kg/m,则 =126.77N应使带的实际初拉力F0(F0)min。8. 计算带传动的压轴力Fp9.带轮的结构设计小带轮 采用是实心式,材料HT200, 大带轮 采用轮辐式,材料为HT200,.由于V带根数Z=6,所以B=5e+2f 由表8-10得 e=15mm,f=9 mm 即B=93 mm 由LB,取L=93 mm 五、减速器斜齿圆柱齿轮传动的设计计算(一)高速级齿轮的设计(1)选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1)按运动简图所示的传动方案,选用斜齿圆柱齿轮传动2)零件
9、输运设备为一般工作机器,速度不高,故选用7级精度等级即可3)材料选择,选择小齿轮的材料为40(调质),硬度为280HBS,大齿轮的材料为45钢(调质),硬度为240HBS。4)选小齿轮的齿数Z1=22,则大齿轮的齿数Z2=224.23=955)选取螺旋角。() 按齿面接触强度设计(1)确定公式内的各计算值1)试选载荷系数;2)由图10-13选取区域系数=2.433;3)由图10-26查得标准圆柱齿轮传动的端面重合度, 1=0.765,2=0.87,=1+2=1.635;4)由表10-7选取圆柱齿轮的齿宽系数=1;5)由表10-8查得弹性影响系数;6)由计算应力循环次数 N1=60jn1Lh=6
10、05761(283005)=8.2944108 N2 =7)由图10-19取接触疲劳寿命系数KHN1=0.90 , KHN2=0.958) 计算接触疲劳许用应力由计算接触疲劳许用应力,取失效概率为1%,安全系数s=1,查图10-21d调质处理的钢,小齿轮接触疲劳强度极限,大齿轮的 (2)计算1)试算小齿轮分度圆直径 2) 计算圆周速度 3)计算齿宽b及模数 b= d1t = 53.02mm = 2.25= 2.252.34mm=5.26mm 4)计算纵向重合度 =0.138z1tan=0.138122tan140=1.7445)计算载荷系数K已知使用系数,根据V=1.6m/s,7级精度;由图1
11、0-8查得动载系数;kv=1.08由图10-4查得接触疲劳强度计算用的齿向载荷分布系数=1.40;由图10-13查得弯曲强度计算的齿向载荷分布系数KF =1.36由图10-3查得齿向载荷分配系数1.4故载荷系数K=KAKVKHKH=11.081.41.4=2.126)按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径 7)计算模数 ()按齿根弯曲强度设计(1)确定计算参数1)计算载荷系数 =KAKVKFKF=11.081.41.36=2.062)根据纵向重合度=1.744知,由图10-28螺旋角影响系数知,Y=0.883)计算当量齿数 4)查取齿形系数和应力校正系数 由表10-5齿形系数及应力校正系数知,
12、YFa1 = 2.64, YFa2 = 2.18 , Ysa1 = 1.583, Ysa2 = 1.792 。5)计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数s=1.5由和齿轮的弯曲疲劳强度极限知,由图10-18弯曲疲劳寿命系数知,KFN1 = 0.90,KFN2 = 0.92则 6)计算大、小齿轮的并加以比较知, 大齿轮的数值大。(2)设计计算对比计算可知,由齿面接触疲劳强度设计计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,故可取mn=2按接触强度算得的分度圆的直径d1 = 58.12mm则小齿轮的齿数z1 = d1cos/mn = 28.25取z1=28,则z2 = 284.23=118
13、().几何尺寸计算(1)计算中心距故中心距圆整为151mm(2)按圆整后的中心距修正螺旋角因值变化不多,故系数都不必修正(3)计算大小齿轮的分度圆直径 (4)计算齿轮宽度B = d1 = 157.92mm = 57.92mm圆整后取B2 = 58mm,B1 = 63mm 。( 二)低速级齿轮的设计1. 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1)按运动简图所示的传动方案,选用斜齿圆柱齿轮传动2)零件输运设备为一般工作机器,速度不高,故选用7级精度等级即可3)材料选择选择小齿轮的材料为40(调质),硬度为280HBS,大齿轮的材料为45钢(调质),硬度为240HBS。4)选小齿轮的齿数z3=23,则大
14、齿轮的齿数z4=Z3u=233.02=705)选取螺旋角2. 按齿面接触强度设计(1)确定公式内的各计算值1)试选载荷系数;2)由图10-13选取区域系数=2.4333)由图10-26查得标准圆柱齿轮传动的端面重合度, 3=0.765,4=0.87,=3+4=1.635;4)由表10-7选取圆柱齿轮的齿宽系数=1;5)由表10-8查得弹性影响系数;6)由计算应力循环次数 N3=60jn2Lh =60136124000=1.9584108 N4= 1.9584108/3.02=6.4581077)由图10-19取接触疲劳寿命系数 KHN3=1.12 , KHN4=1.188) 计算接触疲劳许用应
15、力由计算接触疲劳许用应力,取失效概率为1%,安全系数s=1,查图10-21d调质处理的钢,小齿轮接触疲劳强度极限 ,大齿轮的 。 则(2)计算1)试算小齿轮分度圆直径 2)计算圆周速度 3)计算齿宽b及模数 b=d3t=75.05mm = =3.165mm =2.25 = 2.253.165 = 7.12mm b/ = = 10.544)计算纵向重合度 = 0.138z1tan = 0.138123tan140 = 1.8245)计算载荷系数K已知使用系数,根据V=0.534m/s,7级精度;由图10-8查得动载系数KV = 1.03;由图10-4查得接触疲劳强度计算用的齿向载荷分布系数=1.
16、424;由图10-13查得弯曲强度计算的齿向载荷分布系数KF=1.36;由图10-3查得齿向载荷分配系数1.4故载荷系数K=KAKVKHKH=11.031.41.424=2.074;6)按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径 7)计算模数 (3).按齿根弯曲强度设计(1)确定计算参数1)计算载荷系数 =KAKVKFKF =11.031.41.36 =1.96;2)根据纵向重合度=1.824知,由图10-28螺旋角影响系数知, Y=0.883)计算当量齿数 4)查取齿形系数和应力校正系数 由表10-5齿形系数及应力校正系数知, YFa3 = 2.616 , YFa4 = 2.227 , Ysa3
17、= 1.591, Ysa4 = 1.763 。5)计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数, 由和齿轮的弯曲疲劳强度极限知,FE3 = 500MPa, FE4 = 380MPa由图10-18弯曲疲劳寿命系数知,KFN3 = 0.93,KFN4 =0.90则6)计算大、小齿轮的并加以比较知, 大齿轮的数值大。(2)设计计算对比计算可知,由齿面接触疲劳强度设计计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,故可取mn = 3 按接触强度算得的分度圆的直径d3 = 81.8mm则小齿轮的齿数z3 = d3cos/mn = 26.45取z3=27,则z4 = 3.0227= 824.几何尺寸计算(
18、1)计算中心距故中心距圆整为169mm(2)按圆整后的中心距修正螺旋角因值变化不多,故系数都不必修正(3)计算大小齿轮的分度圆直径(4)计算齿轮宽度B = d1 = 183.27mm = 83.27mm圆整后取B4 = 85mm,B3 = 90mm 。六、 机座结构尺寸的计算 箱体结构设计减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量,大端盖分机体采用配合.1. 机体有足够的刚度在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。因其传动件速度小于12m/s,故采用浸油润滑,同时为了避免油搅得沉渣溅起,齿顶到油池底面的距离H为40m
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- 热处理 车间 清洗 零件 输送 设备 传动 装置 机械设计 课程设计