带式运输机传动装置的课程设计.doc

- - 学号学号成绩成绩 课程设计说明书课程设计说明书 设计名称设计名称 带式运输机传动装置的设计带式运输机传动装置的设计 设计时间设计时间 20112011 年年 3-53-5 月月 系系 别别 机电工程系机电工程系 专专 业业 机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化 班班 级级 姓姓 名名 指导教师指导教师 20112011 年年 5 5 月月 2626 日日 - - 目录目录 一、设计题目一、设计题目3 二、总体设计二、总体设计4 （一）（一） 、电动机类型的选择、电动机类型的选择4 （二）（二） 、传动零件的设计计算、传动零件的设计计算7 （三）（三） 、轴的设计、轴的设计16 （四）（四） 、轴的校核：、轴的校核：20 三、键的选择和校核三、键的选择和校核25 四、滚动轴承的选择和校核四、滚动轴承的选择和校核26 （一）滚动轴承的选择（一）滚动轴承的选择26 （二）滚动轴承的校核（二）滚动轴承的校核26 五、联轴器的选择五、联轴器的选择27 低速轴低速轴27 六、箱体及其他附件设计六、箱体及其他附件设计27 七、润滑方式及密封形式的选择七、润滑方式及密封形式的选择30 （1） 、轴承的润滑、轴承的润滑30 (2)、轴承的密封、轴承的密封30 - - 一、设计题目一、设计题目 设计带式运输机传动装置 已知条件：（1）运输带工作拉力；NF7500 （2）运输带工作速度；smv3 . 1 （3）滚筒直径；mmD400 （4）工作机传动效率；1 w （5）工作情况：两班制，连续单向运转，载荷较平稳； （6）工作环境：室内工作，湿度和粉尘含量为正常状态，环境最高 温度为 35 度； （7）要求齿轮使用寿命为 8 年（每年按 300 天计） ； （8）生产批量：中等； （9）动力来源：电力，三相交流，电压 380V。 传动方案：如图 1 所示。 设计工作量：（1）建立组成减速器的各零件的三维模型及减速器装配模型； （2）减速器装配图 1 张（A0 或 A1 图纸） ； （3）零件工作图 1 张（同一设计小组的各个同学的零件图不得重 复，须由指导教师指导选定） ； （4）设计计算说明书 1 份。 图 1 - - 二、总体设计二、总体设计 （一）（一） 、电动机类型的选择、电动机类型的选择 1、按已知工作条件和要求，选用 Y 系列一般用途的三相异步电动机。 （1）选择电动机的容量 工作机功率： 1000 w FV Pw 式中 F=7500N,v=1.3m/s,工作机的效率，代入上式得：1 w kwkw FV P w w 75 . 9 11000 3 . 17500 1000 电动机的输出功率： w n P P 为电动机至工作机轴的传动装置总效率。 由式可知，。查表知，V 带传动效率；联轴器效率 cr g b 32 95 . 0 b ；8 级精度齿轮传动（稀油润滑）效率；滚动轴承效率 0.98 c 97. 0 g ；则总效率： 0.99 r 85 . 0 98. 099 . 0 97 . 0 95 . 0 32 故 kwkw P P w n 47.11 85 . 0 75 . 9 因载荷平稳，电动机额定功率只需略大于即可。查表 10-2 中 Y 系列电动 ed P Pn 机技术数据，选电动机的额定功率为 15KW。 ed P （2）确定电动机的转速： 工作机轴转速为： min/10.62min/ 40014 . 3 3 . 1106106 44 rr D v w - - 查表按推荐的各级传动的传动比范围：V 带传动比 1 范围，单级圆 (2 4) b i 柱齿轮传动比范围，高低速级传动比,则总传动比范围53 g i 21 3 . 1 ii ，可见电动机转速可选范围为： 9 . 76 4 . 233 . 155433 . 132 a i 。min/ 5 . 4775 1 . 1453min/10.62 9 . 76 4 . 23rrnii wad 符合这一范围的同步转速有、 两种，综合考虑，查表 min/1500rmin/3000r 选同步转速 3000r/min 的系列三相异步电动机 Y610M2-2，其满载转速 。2930 / min m nr （3）电动机型号已经确定 2、传动比的分配 （1）传动装置的总传动比： 2930/62.147.18 m w n i n （1）分配传动装置的各级传动比： 由式，为使 V 带传动的外廓尺寸不致过大,由 V 带设计时得，则 b ii ii 21 8 . 2 b i 减速器传动比，则。由于 i2不在圆柱齿轮传动比范围 21 2 3 . 1 ii i ii i i bb 2 3.6i 中，则取 i2为 i2=3，则。 为高速级的传动比，为53 g i 12 1.34.68ii 1 i 2 i 低速级的传动比。 3、传动装置的运动和动力参数计算 各轴转速： 1 轴转速 1 2930 / min1046.43 / min 2.8 m b n nrr i 2 轴转速 1 2 1 1046.43 / min233.60 / min 4.68 n nrr i 3 轴转速 2 3 2 62.11 / min n nr i - - 各轴输入功率 1 轴功率 kwkwPP bn 90.1095 . 0 47.11 1 2 轴功率 kwkwPP rg 47.1097 . 0 99 . 0 90.10 12 3 轴功率 kwkwPP rg 05.1097 . 0 99 . 0 47.10 23 工作机轴功率 kwkwPP rcw 75 . 9 98 . 0 99 . 0 05.10 3 各轴的转矩 电动机的转矩 0 11.47 9550955037.39 2930 n m P TN mN m n 一轴的转矩 1 1 1 10.90 9550955099.48 1046.43 P TN mN m n 二轴的转矩 2 2 2 10.47 95509550447.77 233.6 P TN mN m n 三轴的转矩 3 3 3 10.05 955095501618.10 62.11 P TN mN m n 工作机的转矩 mNmN n P T w w w 40.1499 10.62 75 . 9 95509550 （二）（二） 、传动零件的设计计算、传动零件的设计计算 V V 带传动设计带传动设计 (1) 确定计算功率;已知=15kw , ,有所引用教材表 5-6 查得 d Pp 2930 / min m nr 工作情况系数 KA=1.2 则: 1.2 1518 dA PK Pkwkw (2) 选取普通 V 带带型,根据 Pd,由所引用教材图 5-7 通 B 型带 Dmin=125mm m n 确定带轮基准直径 D1，D2并验算带速 V 初选小带轮的基准直径 D1，由引用教材表 5-7 取主动轮基准直径 D1=140mm 验算带速 V - - 1 21.47/ 60 1000 Dn vm s 5m/s21.47m/s P2,故只需验算 1 轴承。由于滚动轴承的预期使用寿命规定时间为 8 年， 则（年）300（天）16（小时）38400h。 10 663 3 22 10101 92.2 10 43180h38400 6060 233.610900 tr h f C Lhh nP 其中，温度系数（轴承工作温度小于 120 ） ，轴承具有足够寿命。 1 t f 五五、联轴器的选择联轴器的选择 低速轴低速轴 根据工作要求，为了缓和冲击，保证减速器的正常工作，低速轴选用弹性 套柱销联轴器。考虑到转矩变化很小，取，1.3 A K 则。按照计算转矩小于联轴 ca3 1.3 1618.12103.53 A TK TN mN m ca T 器公称转矩的条件，查机械设计课程设计表 16-3，选用 HL6 型弹性套柱销 联轴器，其工程转矩为 31500Nm，孔径 d=65mm,L=142mm,L1=107mm,许用转速 为 2800r/min，故使用。标记：HL6 联轴器。 65 107 /50142003 65 142 ZC GB T JB 六、箱体及其他附件设计六、箱体及其他附件设计 箱体及其附件的确定，可由本书指导部分提供的有关数据，装配图设计步骤及 其要领和有关标准进行设计计算。计算数据如下： - - 低速级中心距 a=230mm 箱体（座）壁厚取，则0.025a38.75mm9mm 箱盖壁厚取，由于，则 1 0.0237.6ammmm8 1 mm8 1 箱座、箱盖、箱底座凸缘的厚度 1.51.5 913.5bmmmm mmmmb1285 . 15 . 1 11 2 2.52.5 922.5bmmmm 地脚螺栓直径 ，则0.0361220.28 f dammmmd f 20 地脚螺栓数目 由于4n,250a则mm 通孔直径mmd f 20 沉头座直径mm32 0 D 轴承旁联接螺栓直径取 11 d0.7515,d15 f dmmmm则 箱座、箱盖联接螺栓直径取mmdmmdd f 10,105 . 0 22 则 联接螺栓 d2间距180lmm 轴承盖螺钉直径mmdmmdd f 10,105 . 0 33 则 窥视孔盖螺钉直径取mmdmmdd f 8,84 . 0 44 则 定位销直径mmdmmd8,88 . 0d 2 则 凸缘尺寸mmcmmc20,22 21 箱体外壁至轴承座端面的距离mmccl5210 211 大齿轮顶圆与箱体内壁的距离 11 1.210.8,11mmmm 则 齿轮端面与箱体内壁的距离 22 9,10mmmm 则 轴承座加强肋厚度 111 0.856.8,0.856.8,7,8mmm mmmmmm mmm则 - - 轴承旁凸台的高度和半径，h 由结构要求确定，h=20mm, mmcR20 21 轴承盖的外径 1 轴： 23 55.5905 10mm140DDdmm 2 轴： 23 5 5.51305 10180DDdmmmm 3 轴： 23 5 5.51605 10210DDdmmmm 大齿轮齿顶圆直径为 4 d360 a mm 故取箱体高度 H=205mm 宽度 B300mm，长度 L760mm 箱体设计时还要注意其上附件（油标、油塞、视孔盖、起吊装置）的位置合理 安排。 油塞选用 M141.5，油标选用 M14，通气器选用 M121.25。详细位置见装配 图。 名称代号经验公式 尺寸 mm 底座厚壁0.02538a9 箱盖厚壁 1 0.02a388 箱座凸缘厚度b1.513.5 箱盖凸缘厚度 1 b 1 1.512 底座底凸缘厚度 2 b2.522.5 地脚螺栓直径 f d 0. 03612a 20 地脚螺栓数目n250n4时，a4 轴承旁连接螺栓直径 1 d f 0.75d15 盖与座联接螺栓直径 2 d0.5d10 - - 七、润滑方式及密封形式的选择七、润滑方式及密封形式的选择 一、 轴承的润滑轴承的润滑 由于深沟球轴承 dn 值小于，因此轴承的润滑采用脂min/10.61 5 rmm 润滑。为了防止箱内润滑油进入轴承，使轴承内润滑脂稀释而流出，通常 在箱体轴承座内侧一端安装档油环。并且轴承内壁的距离为 1015mm 联接螺栓间距 2 dl200150180 轴承端盖螺钉直径 3 d f d)5 . 04 . 0(10 窥视孔盖螺钉直径 4 d f d）（.40.308 视孔盖固定螺钉直径 4 d0.3 0.4 d8 定位销的直径d 2 )8 . 07 . 0(d8 至外箱壁距离 123 、ddd 1 c由表查得22 至凸缘侧边距离 12 、dd 2 c由表查得20 轴承旁凸台半径 1 R 2 c20 凸台高度h 根据低速级轴承座外径确定 以便于扳手操作为准 20 箱体至轴承座端面距离 1 l)105( 21 cc52 箱体内壁与齿轮端面的距离 1 1.211 轴承坐加强肋厚度 1 m m 11 0.85;0.85mm8 轴承端盖外径 2 D1510 2 DD180 轴承旁联接螺栓距离S 2 SD140 - - 二、二、 轴承的密封轴承的密封 由于圆周速度不大于 45m/s,工作环境比较干净，因而轴承的密封采 用了毡圈油封。 八、参考资料八、参考资料 【1】 寇尊权.机械设计课程设计. 北京：机械工业出版社，2006 【2】谭庆昌，赵洪志. 机械设计. 北京：高等教育出版社，2004 【3】侯洪生. 机械工程图学. 北京：科学出版社，2001 【4】刘向阳，占向辉，张恩光. UG NX4.0 CAD 详解教程. 北京：清华大 学出版社。 【5】课程设计指导，战欣 九、总结九、总结 已经是第二次做课程设计了，这次虽然是自己按照老师给出来的数据，然 后自己根据书上的内容去设计一个减速器，和上一个学期的相比，我觉得这次 的课程设计更富有挑战性。在历经的两个多月中，我再一次的感觉到了团队的 力量，在不会的情况下，我们共同的讨论，虽然有时候同学们有着自己不同的 意见，但是最后还是朝着同一个方向前进，设计得合理些。 通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知 识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结 论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。 在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，难免会遇到过各种各样的问 题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得 不够深刻，掌握得不够牢固。当我设计完具体部件尺寸之后我们就要进入用 UG 软件进行建模阶段。我在次设计建模过程中不但复习了 UG 建模的一般指令而且 我还体会到在建模过程中把模型参数是十分重要的因为我在一开始设计模型的 时候或多或少的有点错误需要我们不断改进，这样一来我们就需要不断的改模 - - 型的数据，可是在 UG 建模中很多时候当你改动数据的时候它会有比较多的错误 发生，