机械设计任务书-一级减速器传输带

《机械设计基础》课程设计任务书第1页共27页《机械设计基础》课程设计任务书一、设计题目带式输送机传动系统设计1—电动机2—传动带3—圆柱齿轮减速器4—联轴器5—滚筒6—输送胶带二、已知工作条件1）工作情况：三班工作制，单向连续运转，载荷平稳，输送带水平放置。2）工作环境：室内，有灰尘，最高环境温度35℃，通风条件一般。3）动力来源：电力，三相交流，电压380V/220V。4）工作寿命：8年。5）检修间隔期：4年一次大修，2年一次中修，半年一次小修。6）制造条件：一般机械制造厂，批量生产。7）齿轮减速器浸油润滑；取大齿轮的搅油效率=0.98搅η；取滚筒-输送带效率ηw=0.96。三、设计任务1）选择电动机型号。2）选择联轴器类型和规格。3）设计带传动及圆柱齿轮减速器。4）绘制圆柱齿轮减速器装配工作图。5）绘制减速器中1～2个零件工作图。6）编写设计计算说明书。《机械设计基础》课程设计任务书第2页共27页四、技术参数题号参数1234…10…20…29输送带拉力F/N4500460047004800…5400…64007300输送带速度v/（m/s）2.01.961.921.88…1.64…1.24…0.88滚筒直径D/mm430425420415…385…335…290注：输送带速度允许误差±5%《机械设计基础》课程设计任务书第3页共27页目录设计任务书……………………………………………………………1传动方案分析…………………………………………………………4选择电动机……………………………………………………………4计算传动装置的运动和动力参数……………………………………6设计V带传动…………………………………………………………8齿轮的设计……………………………………………………………10轴的设计………………………………………………………………12键的选择………………………………………………………………19轴承的选择和核对计算………………………………………………20联轴器的选择…………………………………………………………21润滑、密封装置的选择………………………………………………21减速器的设计…………………………………………………………22设计心得………………………………………………………………27参考文献………………………………………………………………27《机械设计基础》课程设计任务书第4页共27页计算及说明结果一、传动方案分析1、工作条件：室内，有灰尘，最高环境温度35℃，通风条件一般。2、原始数据：（1）输送拉力F=7300N（2）输送带工作速度V=0.88M/S（3）输送机滚筒直径290（4）卷筒效率ηW=0.96（5）动力来源，三相交流电源，电压为380/220伏；二、选择电动机1、选择电动机类型按已知的工作要求和条件，选用Y系列自扇冷式三相异步电机。2、选择电动机功率工作机所需的电动机输出功率为WwdFvPP1000由电动机之工作机之间的总效率（包括工作机效率）为wW34321式中1、2、3、4、W分别代表带传动、齿轮转动、联轴器、齿轮转动的轴承、卷筒轴的效率，取1=0.96,2=0.97，3=099，4=0.99，已知W=0.96。所以7.48kW858.727/64241000/88.073001000smNsmNFvPPwd总总选用Y系列自扇冷式三相异步电机。7.48kWdP《机械设计基础》课程设计任务书第5页共27页3、确定电动机转速卷筒轴的工作转速为min/582900.88100060D100060rvnW按推荐的合理传动比范围，取V带传动的传动比4~2'1i，单级传动比5~3'2i，则合理总传动比的范围为20~6'i，故电动机转速的可选范围为min/58)20~6(''rninWdmin/)1160~348('rnd符合这一范围的同步转速有750r/min、1000r/min，再根据计算出的容量，由下表可查出方案电动机型号额定功率kWPed/电动机转速/(r/min)传动装置的传动比同步转速满载转速总传动带齿轮1Y160M-67.5100097016.7244.182Y160L-87.575072012.413.14综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以及带传动和减速器的传动比，比较两个方案可知：方案2的电动机转速低，外廓尺寸及重量较大，价格较高，虽然总传动比不大，但因电动机转速低，导致传动装置尺寸较大。方案1适中，比较适合。因此，选定电动机型号为Y160L-6，所选电动机的额定功率Ped=7.5kW，满载转速nm=970r/min,总传动比适中，传动装置结构较紧凑。所选电动机的主要外形尺寸和安装尺寸如下表所示。min/58rnWmin/)1160~348('rnd《机械设计基础》课程设计任务书第6页共27页中心高H外形尺寸L×(AC/2+AD)×HD底脚安装尺寸A×B底脚螺栓孔直径D轴伸尺寸D×E装键部位尺寸F×G160645×417.5×385254×2544242×11012×37三、计算传动装置的运动和动力参数（1)各轴转速由式（2.8）和（2.9）得I轴242.54970带innmI242.5In《机械设计基础》课程设计任务书第7页共27页II轴01.5818.4242.5齿innIII卷轴器01.58IIwnn（2）各轴的输入功率由式（2.10）和（2.11）得I轴kWkWPPdI18.796.07.48带II轴kWPPPIIII82.699.097.099.018.712联齿轴卷轴器kWPPIIw48.696.099.082.6卷轴（3)各轴输入转矩由式（2.14）计算电动机轴的输出转矩TdmNmNnPTmdd64.7397048.795509550由式（2.12）和（2.13）得I轴mNiTTdI282.7896.0464.73带带II轴mmiTTIII1174.29NN99.097.099.018.45.295联齿轴齿卷筒轴mmiTTIIw1116.04NN96.099.011174.29WW轴运动和动力参数的计算结果列于下表；01.58IIn01.58wnkWPI18.7kWPII82.6kWPw48.6mNTd64.73mNTI282.78mTIIN1174.29mTwN1116.04《机械设计基础》课程设计任务书第8页共27页参数轴名电动机轴I轴II轴卷筒轴转速N/（r/min)输入功率P/kW输入转矩T/(mN）9707.4873.64242.57.18282.7858.016.821174.2958.016.481116.04传动比i效率40.964.180.9510.95四、设计V带传动1.确定功率Pc根据V带传动工作条件。根据《机械设计基础》查表143页11-7，可得工作情况系数KA=1.4，所以Pc=KAP=1.47.48kW=10.472kW2.选取V带型号根据Pc、Nm，由图11-6选用B型V带。3.确定带轮基准直径dd1、dd2选dd1=140mm从动轮的基准直径为mmdnnddmd548.802.01140242.5970)1(112）（根据表11-8，选dd2=530mm4.验算带速vsmsmndvmd/107.7/10006097014014.31000601v在5~15m/s范围内，故带的速度合适。5.确定V带的基准长度和传动中心距初选中心距00.7（dd1+dd2）a02（dd1+dd2）46901340故选0为600mm根据式（11-4）计算所需的基准长度mmdd8.5482smv/107.70为600mm《机械设计基础》课程设计任务书第9页共27页2362.4mm63.4109912006004)140530()560140(214.360024)()(22202122100mmmmmmmmmmmmaddddLdddd由表11-2，选取带的基准长度Ld=2240mm按式（11-5）计算实际中心距538.8mm24.23622240600200mmmmLLd6.验算主动轮上的包角1120138.53.57180121adddd故故主动轮上的包角合适。7.确定V带的根数ZLcKKpPPz)(00由nm=970r/min,dd1=140mm，查表11-3得P0=2.12kW（用内插法求），查表11-4得0P0.3kW。查表11-5得92.0aK，查表11-6查的05.1LK，所以)(4.48¨1.050.920.3)(2.1210.472)(00根LacKKPPPZ取z=5根8.计算V带合适的初拉力0F由式（11-9）得20)15.2(500qvKzvPFac查表11-1得q=0.17Kg/m,所以261.6N8.6N253N107.717.0)192.05.2(107.7510.47250020NNFmm4.36220LLd=2240mm538.8mm5.1381z=5《机械设计基础》课程设计任务书第10页共27页9.计算作用在带轮轴上的压力FQ由式（11-8）得506.43N291.150sin6.26122sin210NFFZQ五、齿轮的设计1、选择齿轮材料及精度等级小齿轮选用45刚调质，硬度为220~250HBW；大齿轮选用45刚正火，硬度为170~210HBW。因为是普通减速器、由表12-2选8级精度。2、按齿面接触疲劳强度设计因两齿轮均为刚质齿轮，可应用式（12-18）求出a值。确定有参数和系数如下：转矩T1mmNmmNnPT561161102.835.24218.71055.91055.9载荷系数K，查表12-4取K=1.1齿数z1和齿宽系数a，小齿轮的齿数z1取为25，则大齿轮齿数z2=104，选取a=0.4，许用接触应力[H]，由图12-23查得MPaH5601lim，MPaH5302lim。由表12-5查得SH=1故MPaMPaSHHH5601560][1lim1MPaMPaSHHH5301530][2lim2261.6N0F506.43NQFmmNT511083.2MPaH560][1MPaH530][2《机械设计基础》课程设计任务书第11页共27页故213.39mm44.0102.831.1)530335(5)][335()1(352312mmuKTuaaH3.31mm10425213.392221zzam由表12-1取m=3.5mm确定中心距225.7mm)10425(25.3)(221zzma齿宽90mm225.74.0aba经圆整后取b2=90mm，b1=95mm(为了补偿安装误差，通常使小齿轮齿宽略大一些)。3、验算轮齿抗弯强度1）齿形系数YF1=2.72,YF2=2.2（图12-25）2）许用弯曲应力[F]由图12-26查得MPaF1901lim，MPaF1702lim由表12-5查得SF=1.3故MPaMPaSFFF1463.1190][1lim1，MPaMPaSFFF1313.1170][2lim2故MPazbmYKTFF146][61.44MPa255.39072.21083.21.1221F2512111mm39.132amm5.3m225.7mma90mmbYF1=2.72YF2=2.2SF