机械设计专业课程设计-带式输送机传动装置的设计大学论文.doc

机械设计课程设计说明书第3章 带式输送机传动装置的设计设计过程设计结果3.1设计任务书输送带工作速度；输送带工作拉力；滚筒直径；滚筒效率（包括滚筒与轴承的效率损失）；工作情况 两班制，连续单向运转，载荷较平稳；使用折旧期 8年；工作环境 室内，灰尘较大，环境最高温度35；动力来源 电力，三相交流电压；检修间隔期 四年一次大修 两年一次中修 半年一次小修；制造条件及生产批量 一半机械厂制造，小批量生产。图1.1总体方案简图3.2原动机选择3.2.1选择电动机按工作要求选用Y系列全封闭自扇冷式笼形三相异步电机，电压380V由传动方案可以估算出系统的传动效率联轴器效率滚动轴承传动效率 蜗杆传动效率传动滚筒效率设计过程设计结果则电机输入功率为根据已知条件及计算结果选择Y160L-4型号的电机，其各项参数如下额定功率 11kw额定电压220 380v满载转速 1460r/min3.2.2计算传动比和传动比分配总传动比3.2.3传动装置的运动和动力参数的计算1.各轴转速：2.各轴功率：3.各轴扭矩： 额定功率 11kw额定电压220 380v满载转速 1460r/min设计过程设计结果3.4传动零件的设计计算3.4.1 按齿面接触疲劳强度进行设计选用渐开线 ZI蜗杆8级精度材料：蜗轮ZCUSn10PL（调质）硬度为280HBS蜗杆45#钢（调质）硬度为240HBS，硬度相差40HBS蜗杆输入功率为10.22kW,蜗杆转速1460r/min,传动比i=24.56，小批量生产传动不反向，工作载荷稳定。确定作用在涡轮上的转矩 确定载荷系数因工作载荷较稳定故取载荷分布不均悉数=1使用系数动载系数确定弹性影响系数因选用青铜蜗轮与刚蜗杆相配，故=160 先假设分度圆直径和传动中心距a的比值可查得确定许用应力要求寿命两班制8年应力循环系数寿命系数设计内容设计结果计算按中心距取中心距a=225mm m=8 =80 i=24.56所以因此以上结果可用3.4.2 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸1) 蜗杆的主要参数与几何尺寸轴向齿距直径系数齿顶圆直径齿根圆直径 分度圆导程角 蜗杆轴向齿厚2) 蜗轮的主要参数与几何尺寸蜗轮齿数变位系数蜗轮分度圆直径蜗轮喉圆直径 蜗轮齿根圆直径 a=225mm m=8 i=24.56设计内容设计结果蜗轮咽喉母圆半径校核齿根弯曲疲劳强度当量齿数齿形系数螺旋角系数许用弯曲应力ZCUSn10PL制造的蜗轮的基本许用弯曲应力为寿命系数 弯曲强度满足3.4.3验算效率查表大于原估计值，故不用重算设计内容设计结果3.4.4热平衡计算蜗杆的传递功率P=8.176kw取 则正常工作所需面积箱体面积为需增设散热片，散热片尺寸如图，共36片图3.2散热片尺寸图散热片所增加面积为S=1.63则总散热面积为符合散热要求3.5轴的计算3.5.1蜗轮轴的设计计算图3.3 蜗杆轴结构简图S=1.63设计内容设计结果初步确定轴的最小直径联轴器计算转矩选用TLL1P93联轴器。工称转矩T=125N.mm d=30mm L=86mm综合考虑 选用圆锥滚子轴承32309 d=45mm D=100mm B=36mm 挡油环宽度3mm 初步确定保证轴承端盖和联轴器有30mm距离根据 蜗轮齿顶圆直径=376mm，蜗轮齿顶圆机箱体距离l=10mm初步定3.5.2蜗杆轴的设计计算图3.4蜗轮轴结构简图初步确定轴的最小直径设计内容设计结果联轴器计算转矩轴器计算转矩选用HL5型弹性柱销联轴器。公称转矩T=2000N.mm d=60mm L=107mm综合考虑 选用深沟球轴承 6016 d=80mm D=125mm B=22mm 挡油环宽度为13mm，套筒宽度为23mm.为了使套筒端面可靠地压紧蜗轮，此轴段应超出轮毂一段距离 初步确定保证轴承端盖和联轴器有30mm距离轮毂直径d=85mm ，轮毂长度l=114mm为了使套筒端面可靠地压紧蜗轮，此轴段应略小于轮毂一段距离 根据轴肩h=6mm，轴环宽度b1.4h取 根据箱体初步确定 3.5.3轴承的校核计算1) 蜗杆轴 ，圆锥滚子轴承32309d=45mm D=100mm B=36mm C=145Mpa =188Mpa e=0.35设计内容设计结果图3.5 蜗轮轴向受力图 =2543N图3.6 蜗轮在垂直面上的受力图 图3.7 蜗轮在水平面上的受力图427.3=213.56 =2543N 设计过程设计结果径向载荷系数和轴向载荷系数轴承一=0.4 =1.7轴承二=1 =0轴承当量动载荷因为所以按轴承一的受力大小验算轴承合格2) 蜗轮轴，深沟球轴承 6016 d=80mm D=125mm B=22mm C=47.5Mpa d=376mm图3.8 蜗杆轴向受力图 轴承一 =1.7轴承二 设计内容设计结果图3.9 蜗杆在垂直面上的受力图 图2.10 蜗杆在水平面上的受力图 先取e=0.3 设计内容设计结果两次计算值相差较大，再插值计算一次 两次计算值相差不大，因此确定=0.2633 径向载荷系数和轴向载荷系数轴承一 轴承二 轴承当量动载荷轴承一 轴承二 设计内容设计结果因为所以按轴承一的受力大小验算可用14年轴承合格3.5.4键的校核计算1) 蜗杆上的联轴器键宽度b=8mm 高度h=7mm 键长L=79mm查表得需用压应力T= 67.5N.m D=30mm键的工作长度l=L-b/2=75mm合格2) 蜗轮轴上的联轴器键宽度b=18mm 高度h=11mm 键长L=100mm查表得需用压应力T=1313.3N.m D=60mm键的工作长度l=L-b/2=91mm键与轮毂键槽的接触高度k=0.5h=5.5mm合格3) 蜗轮轴上的联轴器键宽度b=22mm 高度h=14mm 键长L=100mm查表得需用压应力宽度b=8mm 高度h=7mm 键长L=79mm宽度b=18mm 高度h=11mm 键长L=100mm宽度b=22mm 高度h=14mm 键长L=100mm设计内容设计结果T=1313.3N.m D=85mm键的工作长度l=L-b/2=91mm键与轮毂键槽的接触高度k=0.5h=5.5mm合格3.5.5蜗杆轴的校核计算1) 蜗杆轴的校核载荷水平面H垂直面V支反力F弯矩M 总弯矩扭矩TT=67500 N.mm表3.1 支反力、弯矩及扭矩值表按弯矩合成应力校核轴的强度a=0.3安全设计内容设计结果图3.12 蜗杆轴简图按弯矩合成应力校核轴的强度a=0.3安全精确校核轴的疲劳强度设计内容设计结果取有效应力集中系数综合系数为取取 安全 安全设计内容设计结果2) 蜗轮轴轴的校核表3.2 支反力、弯矩及扭矩值表载荷水平面H垂直面V支反力F弯矩M总弯矩扭矩TT=1313.39 N.mm图3.13蜗轮轴的简图设计内容设计结果精确校核轴的疲劳强度抗弯截面系数抗扭截面系数左侧 T =1313390 N.mm45#钢，调制处理查表得 截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数和插值法得 =1.54材料的敏感性系数为 有效应力集中系数为尺寸系数 磨削 表面质量系数为=0.92 表面强化处理综合系数为 碳钢特性系数 取取 设计内容设计结果安全右侧精确校核轴的疲劳强度抗弯截面系数抗扭截面系数T =391240 N.mm过盈配合处 磨削 表面质量系数为=0.92表面强化处理综合系数为碳钢特性系数 取设计内容设计结果取 3.6润滑方式密封装置的选择轴承 采用脂润滑蜗杆传动的相对滑动速度采用油池润滑3.7减速器装配见图纸集第三章。轴承采用脂润滑蜗杆采用油池润滑78