油箱课程设计

课程设计课程名称题目名称学生学院专业班级_学号学生姓名__指导教师2014年7月11日1、传动方案拟定和说明……………………………………52、电动机的选择……………………………………………53、传动零件的设计计算……………………………………74、齿轮传动的设计计算……………………………………95、箱体尺寸的选择…………………………………………116、轴的设计计算……………………………………………127、滚动轴承的选择及校核计算……………………………168、键连接的选择及计算……………………………………189、联轴器的选择……………………………………………1810、润滑与密封方式选择、润滑剂选择…………………1811、其他技术说明…………………………………………1912、设计总结………………………………………………1913、心得体会………………………………………………1914、参考资料目录…………………………………………19一、课程设计的内容设计一带式运输机传动装置（见图1）。设计内容应包括：传动装置的总体设计；传动零件、轴、轴承、联轴器等的设计计算和选择；减速器装配图和零件工作图设计；设计计算说明书的编写。图2为参考传动方案。二、课程设计的要求与数据已知条件：1．运输带工作拉力：F=2.4kN；2．运输带工作速度：v=2.1m/s；3．卷筒直径：D=350mm；4．使用寿命：10年；5．工作情况:8小时/天，一年300天，连续单向运转，载荷较平稳；6．制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量。7.工作环境：室内，轻度污染环境8.边界连接条件：原动机采用一般工业用电动机，传动装置和工作机分别在不同底座上，用弹性联轴器连接三、课程设计应完成的工作1．减速器装配图1张；2.零件工作图1张；3.设计说明书1份。4.草图1份四、应收集的资料及主要参考文献1.机械制图、机械设计手册等。2.机械设计基础。发出任务书日期：2014年7月8日指导教师签名：动力及传动装置DvF动力及传动装置DvF图1带式运输机传动装置图2参考传动方案计划完成日期：2014年7月11日基层教学单位责任人签章：：一、传动方案拟定和说明设计方案：单级斜齿圆柱齿轮减速器和一级带传动工作条件：使用年限10年，工作为8小时/天，一个月30天，载荷平稳，环境清洁。原始数据：运输带工作拉力F=2.4kN；运输带工作速度v=2.1m/s；卷筒直径D=350mm。二、电动机选择1、电动机类型的选择：Y系列三相异步电动机2、电动机功率选择：（1）传动装置的总功率：η总=η带×η2轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒×η滑动=0.94×0.982×0.97×0.99×0.96×0.95=0.7906(2)电机所需的工作功率：Pd=FV/1000η总=2400X2.1/(1000×0.7906)=6.37KW3、确定电动机转速：计算滚筒工作转速：n筒=60×1000V/πD=60×1000×2.1/(π×350)=114.59r/min取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围i齿=2—5；取V带F=2.4kNv=2.1m/sD=350mmn滚筒=114.59r/minη总=0.7906Pd=6.37KW传动比i带=2—4；故总传动比范围为i总=i齿i带=4--20。故电动机转速的可选范围为n电=i总×n筒=（4--20）×114.59=458.36—2291.8r/min符合这一范围的同步转速有1000r/min、和1500r/min。取n=1500r/min。4、确定电动机型号根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y132M-4。其主要性能：额定功率：7.5KW，满载转速1440r/min，额定转矩2.3，质量79kg。3、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比：i总=n电动/n筒=1440/114.59=12.572、分配各级传动比取齿轮i齿轮=3.75（单级减速器i=2--6合理）∵i总=i齿轮×i带∴i带=i总/i齿轮=12.57/3.75=3.354、运动参数及动力参数计算(1)计算各轴的转速（r/min）N1=n电机=1440r/minN2=n1/i带=1440/3.35=429.85r/minN3=n2/i齿轮=429.85/3.75=114.63r/min(2)计算各轴的功率（kW）P1=Pd=6.37kWP2=P1×η带=6.37×0.94=5.99kWP3=P2×η轴承×η齿轮=5.99×0.98×0.97=5.69kW(3)计算各轴的扭矩（N·m）T1=9.55×106P1/n1=9.55×106×6.37/1440=42.245N·mT2=9.55×106P2/n2=9.55×106×5.99/429.85电动机型号Y132M-4满载转速1440r/minI总=12.57i齿轮=3.75i带=3.35N1=1440r/minN2=429.85r/minN3=114.63r/minP1=6.37kWP2=5.99kWP3=5.69kWT1=42.245N·m=133.080N·mT3=9.55×106P3/n3=9.55×106×5.69/114.63=474.043N·m三、传动零件的设计计算1、皮带轮传动的设计计算（1）选择普通V带截型kA=1.2，PC=KAP=1.2×6.37=7.644kW（2）选V带型号选普通V带根据PC=7.644Kw,N1=1440r/min,由图13-15查出可得：选用A型V带（3）求大、小带轮的基准直径推荐的小带轮基准直径为112—140mmdmin应不小于75mm现取dd1=118mm由于dd2=(1-e)n1·dd1/n2=（1-0.02）1440X118/429.85=387.4mm取dd2=400mm（4）求实际从动轮转速n实=n1dd1/dd2=1440×118/400=424.8r/min转速误差为：（n2-n实）/n2=(429.85-424.8)/429.85=0.0120.05(数据允许范围内)（5）验算带速V：V=πdd1n1/(60×1000)=π×118×1440/(60×1000)=8.9m/s在5~25m/s范围内，带速合适。（6）确定带长和中心矩初步选取中心距T2=133.080N·mT3=474.043N·m选择的带型：A型V带滑动率e=0.02dd1=118mmdd2=400mmn实=424.8r/min传动带的带速：V=8.9m/sa0=1.5(dd1+dd2)=1.5X（118+400）=777mm取a0=780mm，符合0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)由式（13-2）得带长：L0=2a0+1.57(dd1+dd2)+(dd2-dd1)2/4a0=2×780+1.57(118+400)+(400-118)2/（4×780）=2399.2mm取Ld=2500mma≈a0+（Ld-L0）/2=780+(2500-2399.2)/2=830.4mm(7)验算小带轮包角α1=1800-（dd2-dd1）×57.30/a=1800-(400-118)×57.30/830.4=160.501200（适用）（8）确定带的根数P0=1.77KW△P0=0.17KWKa=0.95KL=1.09Z=PC/(P0+△P0)KaKL=7.644/(1.77+0.17)×0.95×1.09=3.8取4根(9)计算轴上压力q=0.1kg/m，单根V带的初拉力：F0=500PC/ZV（2.5/Ka-1）+qV2=[500×7.644/4×8.9×(2.5/0.95-1)+0.1×8.92]N=183.09N则作用在轴承的压力FQ，由课本公式得FQ=2ZF0sinα1/2=2×4×183.09sin160.5/2=1442.47N四、齿轮传动的设计计算带长Ld=2500mm实际中心距a=830.4mmV带的根数：Z=4根作用在轴承上的压力FQ=1442.47NαHlim1=700Mpa（1）选择齿轮材料及确定许用应力齿轮采用软齿面。小齿轮选用40MnB调质，齿面硬度为240~286HBS,σHlim1=700Mpa,σFE=600Mpa。大齿轮选用45钢，调质，齿面硬度220HBS,σHlim2=600Mpa,σFE=450Mpa,由课本表11-1,SH=1.0,SF=1.25，ZH=2.5,ZE=189.8[σH1]=σHlim1/SH=700/1.0Mpa=700Mpa[σH2]=σHlim2/SH=600/1.0Mpa=600Mpa[σFE1]=σFE1/SF=600/1.25Mpa=480Mpa[σFE2]=σFE2/SF=450/1.25Mpa=360Mpa(2)按轮齿弯曲强度设计计算齿轮按8级精度制造,取载荷系数K=1.2,齿宽系数φd=0.8。小齿轮上的转矩T2=9.55x106×P/n2=9.55x106×5.99/424.8=1.35x105初选螺旋角β=10°,取齿数Z1=20,则Z2=3.75x20≈75,实际传动比齿数比:u=i=3.75由d1≥(kT1(u+1)/φdu[ZEZHZβ/[σH]]2)1/3=2x1.2x1.35x(3.65+1)(189.8x2.5x(cos10°)1/2/700)2/0.8x3.65=61.458mm模数：mn=d1cosβ/Z1=61.458xcos10°/20=3.03mm取第一系列模数:m=4,则齿轮传动的中心矩a=4x(20+75)/2=190mm取a=190mm,确定螺旋角β=arcosmn(z1+z2)/2a=arcos4(20+75)/2x190=11°46′12″确定齿轮的分度圆直径:d1=mnZ1/cosβ=4x20/cos11°46′12″=81.724mmd2=mnZ2/cosβ=4x75/cos11°46′12″=306.443mmαHlim2=600MpaσFlim1=600MpaσFlim2=450MpaSH=1.0,SF=1.25，ZH=2.5,ZE=189.8[σH1]=700MPa[σH2]=600MPa[σFE1]=480MPa[σFE2]=360MPa小齿轮的实际转矩：T2=1.57x105实际传动比i齿=3.75小齿轮齿数Z1=20大齿轮齿数Z2=75齿数比u=3.75模数m=4mm齿轮传动的中心矩a=190mm小齿轮分度圆直径d1=81.739mm大齿轮分度圆直径d2=294.26mm螺旋角：β=11°46′12″小齿轮齿宽：b1=75mm大齿轮齿宽：确定齿轮的宽度:b=φdd1=0.8x81.724=65.379mm取b2=70mm,b1=75mm(3)验证轮齿的弯曲强度齿轮按8级精度制造,取载荷系数K=1.2齿形系数:Zv1=Z1/cosβ=20/cos11°46′12″=20.43Zv2=Z2/cosβ=75/cos11°46′12″=76.61齿形系数YFa和应力修正系数YSa查图11-8得,YFa1=2.92YSa1=1.56YFa2=2.21YSa2=1.74载荷系数取k=1.2许用弯曲应力[σF],计算两轮的许用弯曲应力σF1=(2kT1/bd1mn)YFa1YSa1=(2×1.2×1.35×105/75×81.724×4)×2.92×1.56Mpa=60Mpa[σF1]=480MpaσF2=σF1YFa2YSa2/YFa1YSa1=60x2.21x1.74/2.92x1.56Mpa=50.65Mpa[σF2]=360Mpa故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够(4)计算齿轮的圆周速度VV=πd1n1/（60×1000）=3.14×81.739×1440/（60×1000）=6.16m/s选8级制造精度是合宜的五、箱体尺寸的选择箱体为铸铁减速器箱体，结构为部分式。由课程设计书规定选择。单位：mm箱体壁厚δ=8，箱盖壁厚δ1=8；箱体凸缘厚度b1=12，b2=12，b3=20；加强肋厚m=6.8，m1=6.8；地脚螺钉直径df=20；b2=70mmZv1=