工程机械运用于维护专业论文15818.doc
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1、 毕 业 论 文 毕业题目: 设计带式输送机传动系统 目录第一章、设计任务41.1题目:设计带式输送机传动系统,采用两级圆锥圆柱齿轮减速器。41.2原始数据41.3已知条件41.4设计内容41.5设计任务4第二章、电动机的选择42.1选择电动机类型42.2选择电动机的容量52.3确定电动机转速5第三章、传动装置的运动和动力参数选择和计算63.1传动装置的总传动比及其分配63.11计算总传动比63.12分配传动装置传动比63.2传动装置的运动和动力参数的计算63.2.1各轴转速63.2.2各轴输入功率73.2.3各轴输入转矩73.3和动力参数计算结果整理于下表:7第四章、圆锥齿轮的设计计算84.
2、1圆锥齿轮材料、热处理、精度及齿数84.2按齿面接触强度设计84.2.1确定各项系数84.2.2确定接触疲劳许用应力:84.2.3计算94.2.4验算载荷系数:94.2.5校正直径:94.2.6齿轮的参数94.3 校核齿根弯曲疲劳强度104.3.1确定各项系数104.3.2计算当量齿数:104.3.3确定许用应力:104.3.4校核弯曲强度10第五章、圆柱齿轮的设计计算115.1圆柱齿轮材料、热处理、精度及齿数115.2按齿面接触疲劳强度设计115.2.1确定各项系数115.2.2确定接触许用应力115.2.3计算接触疲劳许用应力115.2.4计算125.2.5校正直径125.2.6齿轮的相关
3、参数125.3校核齿根弯曲疲劳强度135.3.1确定计算数值135.3.2确定许用应力:135.3.3校核弯曲强度:13第六章、轴的设计计算及校核136.1 轴的设计136.1.1求作用在齿轮上的力146.1.2初步确定输入轴的最小直径146.1.3轴的结构设计146.1.4求轴上的载荷166.1.5按弯扭合成应力校核轴的强度176.2 轴I的设计176.2.1求作用在轴上的载荷176.2.2初步确定轴的最小直径176.2.3轴的结构设计186.2.4求轴上的载荷196.2.5按弯扭合成应力校核该轴的强度206.3 轴的设计206.3.1求作用在齿轮上的力206.3.2初步确定输入轴的最小直径
4、206.3.3轴的结构设计216.3.4求轴上的载荷236.3.5校核轴的疲劳强度24第七章、滚动轴承的选择及计算277.1高速轴277.1.1求两轴承受到的径向载荷和277.1.2求两轴承的计算轴向力和277.1.3轴承当量动载荷和287.1.4验算轴承寿命287.2中间轴287.2.1求两轴承受到的径向载荷和287.2.2求两轴承受的计算轴向力和287.2.3求轴承当量动载荷和297.2.4验算轴承寿命297.3低速轴297.3.1求两轴承受到的径向载荷和297.3.2求两轴承受的计算轴向力和297.3.3求轴承当量动载荷和307.3.4验算轴承寿命30第八章、键联结的选择及计算30第九章
5、、联轴器的选择319.1高速轴用联轴器的设计计算319.2低速轴用联轴器的设计计算32第十章、箱体设计3210.1减速器附件的选择3210.1.1通气器3210.1.2油标3210.1.4放油螺塞3210.2减速器机体结构尺寸的计算32第十一章、润滑和密封3311.1齿轮的润滑3311.2滚动轴承的润滑3311.3润滑油的选择3411.4密封方法的选取34第十二章、设计小结34第十三章、参考资料34第一章 、设计任务1.1题目:设计带式输送机传动系统,采用两级圆锥圆柱齿轮减速器。传动系统参考方案,如下图1.电动机2.联轴器3.两级圆锥-圆柱齿轮减速器4.联轴器5.滚筒6.运输带带式输送机由电动
6、机驱动。电动机1通过联轴器2将动力传入两级圆锥圆柱齿轮减速器3,再通过联轴器4将动力传至输送机滚筒5,带动输送带6工作。1.2原始数据运输带的有效拉力F=2600N 运输带速度V=1.5m/s 卷筒直径d=300mm 减速器设计寿命为5年。1.3已知条件工作情况:两班制,常温下连续工作;空载起动,工作载荷平稳,三相交流电源,电压为380/220伏;1.4设计内容1、电动机的选择与传动装置运动和动力参数的计算;2、传动件的设计;3、轴的设计;4、轴承及其组合部件设计;5、键联接和联轴器的选择与校核;6、润滑设计;7、箱体、机架及附件的设计;8、装配图和零件图的设计与绘制;9、设计计算说明书的编写
7、。1.5设计任务1、减速器装配图一张2、零件工作图若干张3、设计说明书一份第二章 、电动机的选择2.1选择电动机类型因为本传动的工作状况是:两班制,常温下连续工作;空载起动,工作载荷平稳,三相交流电源,电压为380/220伏。所以选用常用的封闭式Y(IP44)系列的电动机。2.2选择电动机的容量电动机所需工作功率:又因为:因此:KW有电动机至主轴的传动总效率为:式中、中分别为联轴器、轴承、圆锥圆柱齿轮传动、和滚筒的传动效率。取=0.99(齿形联轴器),=0.98(圆锥滚子轴承),=0.97(齿轮传动效率),=0.99。则:所以:2.3确定电动机转速滚筒轴工作转速为:因为二级圆锥圆柱齿轮减速器的
8、传动比为:=1025所以总传动比的合理范围为:=1025故电动机转速的可选范围为:符合这一范围的同步转速只有:750r/min、1000 r/min和1500 r/min根据容量和转速,由有关手册查出此电动机的型号为Y132M2、额定功率为5.5KW、同步转速为1000 r/min、满载转速为960 r/min。 中心高H外形尺寸L(AC/2+AD) HD底角安装尺寸AB地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸DE装键部位尺寸FGD132 5153453152161781238801041第三章 、传动装置的运动和动力参数选择和计算3.1传动装置的总传动比及其分配3.11计算总传动比由电动机的满载转速和工作机
9、转速n可确定传动装置应有的总传动比为:3.12分配传动装置传动比由式得: 式中、 分别是圆锥和圆柱齿轮传动比。按展开式布置。考虑润滑条件,为使两大齿轮直径相近,可查表确定,3.2传动装置的运动和动力参数的计算3.2.1各轴转速轴:式中 电动机满载转速轴:轴: 滚筒轴: 3.2.2各轴输入功率电动机输出功率:各轴的输入功率:轴:轴:轴:滚筒轴:注:-轴的输出功率则分别为输入功率乘轴承效率0.983.2.3各轴输入转矩电动机输出转矩:各轴的输入转矩:轴:轴:轴:滚筒轴:注:-轴的输出转矩则分别为各轴的输入转矩乘轴承效率0.98。3.3和动力参数计算结果整理于下表:轴名功率P转矩T转速n传动比效率输
10、入输出输入输出电动机轴4.76473529601.000.99轴4.714.624687845940960轴4.484.391114061091783842.50.95轴4.264.174236104151389640.95滚筒轴4.134.05410986402766961.000.97第四章 、圆锥齿轮的设计计算4.1圆锥齿轮材料、热处理、精度及齿数1、选择7级精度2、由表10-1选择小齿轮材料均为40(调质),硬度为280HBS;大齿轮材料45钢(调质),硬度为240HBS。3、选小齿轮的齿数,则:。4.2按齿面接触强度设计由设计计算公式试算得: 4.2.1确定各项系数1. 试选载荷系数
11、。2.小齿轮传递的转矩。3.对于锥齿轮传动的齿宽系数。4.齿轮的传动比。5.查得材料的弹性影响因素。6.确定区域载荷系数:标准直齿圆锥齿轮传动。4.2.2确定接触疲劳许用应力:1.循环次数:注:其中一年按300天,两班制,工作寿命为5年2.取接触疲劳寿命系数:,3.根据齿面硬度得齿面接触疲劳强度极限: 取失效概率为1%,安全系数S=1.0,由式(1012)得 4.2.3计算1.由接触强度试算小齿轮分度圆直径2.计算圆周速度:4.2.4验算载荷系数:1.齿轮的使用系数:2.根据v3.35,7级精度查表得:。又:,依据大齿轮两端支撑,小齿轮作悬臂布置,查得轴承系数:。由公式得:3.接触强度载荷系数
12、:4.2.5校正直径:取标准值m=4 mm4.2.6齿轮的参数圆整取 4.3 校核齿根弯曲疲劳强度4.3.1确定各项系数1.弯曲强度载荷系数与接触强度载荷系数相同:2.齿形系数和应力校正系数: 4.3.2计算当量齿数: 4.3.3确定许用应力:1.弯曲疲劳寿命系数:2.取安全系数:(1.251.5)3.查得齿轮的弯曲疲劳强度极限:4.按脉动循环变应力确定许用弯曲应力,即: 4.3.4校核弯曲强度注:满足弯曲强度,所以所选参数合格。第五章 、圆柱齿轮的设计计算5.1圆柱齿轮材料、热处理、精度及齿数1、选择7级精度2、由表10-1选择小齿轮材料均为40(调质),齿轮硬度为280HBS, 大齿轮材料
13、均为45钢(调质)齿轮硬度为240HBS。3、选小齿轮的齿数=20,则 。5.2按齿面接触疲劳强度设计根据齿面接触强度设计计算公式得:5.2.1确定各项系数1. 小齿轮传递的转矩:2. 初选载荷系数3. 确定齿宽系数,小齿轮做不对称布置,取4. 确定弹性影响系数:查得5. 确定区域载荷系数:按标准直齿圆柱齿轮传动6. 齿数比:5.2.2确定接触许用应力1.循环次数: 2.查接触疲劳寿命系数:, 3.合金钢调质得齿轮的接触疲劳强度极限:5.2.3计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%,安全系数S=1.0,得: 5.2.4计算1 由接触强度计算小齿轮分度圆直径 2.计算圆周速度:3.验算载荷系数:齿
14、轮的使用系数:,根据v=1.2m/s,7级精度查得动载荷系数:,对于软齿面齿轮:,齿宽:。齿宽与齿高比:查得,故接触强度载荷系数:5.2.5校正直径 注:取标准值m=4mm。5.2.6齿轮的相关参数圆整后,取。5.3校核齿根弯曲疲劳强度5.3.1确定计算数值1.确定弯曲疲劳强度系数:2.齿形系数和应力校正系数:;5.3.2确定许用应力:1.弯曲疲劳寿命系数:2.取安全系数3.弯曲疲劳强度极限:4.按脉动循环变应力确定许用弯曲应力,得5.3.3校核弯曲强度: 注:满足弯曲强度。以上所选参数适合。第六章 、轴的设计计算及校核由要求得,输出轴与电动机相连,输出轴通过齿形联轴器与工作机相连,输出轴为单
15、向旋转。已知电动机功率P=4.76KW,转速n=960r/min。6.1 轴的设计轴 的输入功率,转速和转矩。6.1.1求作用在齿轮上的力圆锥齿轮 圆柱齿轮 小圆柱齿轮的分度圆直径;6.1.2初步确定输入轴的最小直径初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为40Cr调质处理。取,得圆整得输入轴的最小直径显然是安装轴承,故需选取轴承型号。选取单列圆锥滚子轴承,型号320/28,0基本游隙组、标准精度级,其尺寸为。所以。6.1.3轴的结构设计1.拟定轴上零件的装配方案:2.根据轴向定位的要求确定轴各段的直径和长度(1)为非定位轴肩,则取,由于大锥齿轮齿宽,小直齿轮齿宽,所以除去轴向紧固空隙,得,。(2)
16、为满足大锥齿轮和小直齿轮的轴向定位要求,轴段右端需要制出一轴肩,轴段左端需要制出一轴肩,由:取,则,。(3)确定两端轴承处的轴段长度左端右端注:至此确定轴的各段直径和长度。3.轴上零件的周向定位齿轮轴的周向定位采用平键联接。因为,所以选用平键为,键槽用铣刀加工,圆锥齿轮处键槽长,圆柱齿轮处键槽长。同时为了保证齿轮与轴的配合有良好的对中性,选择齿轮轮毂与轴的配合为H7/n6过盈配合;滚动轴承与轴的周向定位配合为H7/m6过渡配合。4.确定轴上圆角和倒角尺寸取轴端倒角为,各轴肩处的圆角半径如图。6.1.4求轴上的载荷首先根据轴的结构图做出轴的计算简图。在确定轴承的支点位置时,查取a=12.6mm。
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