011109332毕昌明机械设计课程设计说明书

《机械设计》课程设计说明书铸钢车间型砂传送带传动装置设计1（勤奋、求是、创新、奉献）《机械设计A》课程设计课程名称：铸钢车间型砂传送带传动装置设计院系：机械工程及自动化姓名：毕昌明学号：011109332指导老师：金晓怡2011.11.14～2012.1.18《机械设计》课程设计说明书铸钢车间型砂传送带传动装置设计2目录一.设计任务书--------------3二.传动方案简述------------4三.带与齿轮的设计-----------10四.轴及轮毂连接------------22五.轴及键的强度校核----------27六.轴承选择计算------------46七.减速器的润滑与密封---------54八.减速器箱体相关数据--------55九.设计小结--------------59十.参考文献-------------60《机械设计》课程设计说明书铸钢车间型砂传送带传动装置设计3一.设计任务书1、题目：铸工车间自动送砂带式运输机传动装置设计2、任务：（1）减速器装配图（0号）1张（2）低速轴工作图（3号）1张（3）低速轴齿轮工作图（3号）1张（4）设计说明书1份3、时间：2011年11月14日至2012年1月18日4、传动方案：其中：1--电动机2--V带传动3--展开式两圆级柱齿轮减速器4--联轴器5--底座6--传送带鼓轮7--传送带5、设计参数(见附件)：（1）传送带速度V0.7m/s；（2）鼓轮直径D320mm；（3）鼓轮轴所需扭矩T910N.m；（4）使用年限8.5年.6、其它条件双班制工作，连续单向运转，有轻微振动，室内工作，有粉尘。小批量生产，底座（为传动装置的独立底座）采用型钢焊接。《机械设计》课程设计说明书铸钢车间型砂传送带传动装置设计4设计计算及说明结果二．传动方案简述2.1传动方案说明2.1.1将带传动布置于高速级将传动能力较小的带传动布置在高速级，有利于整个传动系统结构紧凑，匀称。同时，将带传动布置在高速级有利于发挥其传动平稳，缓冲吸振，减少噪声的特点。2.1.2选用闭式斜齿圆柱齿轮闭式齿轮传动的润滑及防护条件最好。而在相同的工况下，斜齿轮传动可获得较小的几何尺寸和较大的承载能力。采用传动较平稳，动载荷较小的斜齿轮传动，使结构简单、紧凑。而且加工只比直齿轮多转过一个角度，工艺不复杂。2.1.3将传动齿轮布置在距离扭矩输入端较远的地方由于齿轮相对轴承为不对称布置，使其沿齿宽方向载荷分布不均。固齿轮布置在距扭矩输入端较远的地方，有利于减少因扭矩引起的载荷分布不均的现象，使轴能获得较大刚度。综上所述，本方案具有一定的合理性及可行性。2.2电动机的选择2.2.1电动机类型和结构型式根据直流电动机需直流电源，结构复杂，成本高且一般车间都接有三相交流电，所以选用三相交流电动机。又由于Y系列笼型三相异步交流电动机其效率高、工作可靠、结构简单、维护方便、起动性能较好、价格低等优点均能满足工作条件和使用条件。根据需要运送型砂，为防止型砂等杂物掉入电动机，故选用封闭式电动机。根据本装置的安装需要和防护要求，采用卧式封闭型电动机。Y(IP44)笼型封闭自扇冷式电动机,具有防止灰尘或其他杂物侵入之特点。故优先选用卧式封闭型Y系列三相交流异步电动机。《机械设计》课程设计说明书铸钢车间型砂传送带传动装置设计5设计计算及说明结果2.2.2选择电动机容量(1)工作机所需功率Pw9550wwTnPkw60*1000wvnDr/min代入数据：0.760*1000320wn=41.778r/min4.0wPkw式中：V---传送速度;D---鼓轮直径;T---鼓轮轴所需的功率(2)由电动机至工作机的总效率由[2]P7式（2-5）由[2]P7表2-4带传动效率：取1=0.96高速级齿轮啮合效率：取2=0.97I轴轴承效率：取3=0.99低速级齿轮啮合效率：4=0.97II轴轴承效率：5=0.99III轴轴承效率：6=0.99低速级联轴器效率：7=0.99∴1234567=0.868(3)电动机所需的输出功率dPdPwP=4.586kw(4)确定电动机的额定功率Ped由[2]P196表20-1又∵PedPd取Ped=5.5kw4.0wPkw0.8684.586dPkw5.5edPkw《机械设计》课程设计说明书铸钢车间型砂传送带传动装置设计6设计计算及说明结果2.2.3电动机额定转速的选择由[2]P8式（2-6）wbdniiin21式中:dn---电动机转速;Ib---V带的传动比;1i---高速齿轮的传动比2i---低速齿轮的传动比;wn---工作机的转速由[2]P4表2-1展开式圆柱齿轮减速器传动比21ii=9～36推荐V带传动比bi=2～4确定工作机主轴所需转速wn0.760*1000320wn=41.778r/min2.2.4确定电动机的型号一般同步转速取1000r/min或1500r/min的电动机。初选方案：由[2]P196表20-1电动机型号额定功率kw同步转速r/min最大转矩额定转矩满载转速r/min质量kgYB2S-45.515002.314406839.18wnr/min《机械设计》课程设计说明书铸钢车间型砂传送带传动装置设计7设计计算及说明结果2.2.5电动机的主要参数（1）电动机的主要技术数据电动机型号额定功率kw同步转速r/min最大转矩额定转矩满载转速r/min质量kgYB2S-45.515002.3144068（2）电动机的外形示意图Y型三相异步电动机《机械设计》课程设计说明书铸钢车间型砂传送带传动装置设计8设计计算及说明结果（3）电动机的安装尺寸表（单位：mm）电机型号Y132S型号尺寸HABCDEF×GDGADACHDL1121901407028608×7241901152654002.3总传动比的确定及各级传动比的分配2.3.1理论总传动比144034.46841.778mwnn式中：mn为电动机满载转速2.3.2各级传动比的分配(1)V带传动的理论传动比1i初取1i=2.4则34.468`14.3622.4vi(2)两级齿轮传动的传动比取高速齿轮的24.321i,则低速齿轮的传动比33.324i(3)齿轮传动中，高低速级理论传动比的分配为使两极大齿轮直径相近，浸油深度接近，有利于浸油润滑。同时还可以使传动装置外廓尺寸紧凑，减小减速器的轮廓尺寸。但高速传动比过大，有可能会使高速极大齿轮与低速级轴发生干涉碰撞。所以必须合理分配传动比，一般可在中取21(1.11.5)ii，演算有211.3ii符合。2.4各轴转速，转矩与输入功率2.4.1各轴理论转速设定：电动机轴为0轴，高速轴为Ⅰ轴，中间轴为Ⅱ轴，低速轴为Ⅲ轴，联轴器为IV轴(1)电动机1440omnnr/min(2)Ⅰ轴'34.468i总1i2.42314.362ii23.324i34.321i《机械设计》课程设计说明书铸钢车间型砂传送带传动装置设计9设计计算及说明结果114406002.4nr/min(3)Π轴121139nnir/min(4)Ⅲ轴23342nnir/min2.4.2各轴的输入功率(1)电动机4.586edPkw(2)Ⅰ轴114.403edPPkw(3)Π轴21234.228PPkw(4)Ⅲ轴32454.06PPkw（5）联轴器轴效率43674.72PPkw2.4.3各轴的理论转矩(1)电动机4.5869550955030.4141440dodPTNmn(2)Ⅰ轴1114.4039550955070.081600PTNmn(3)Π轴2224.2289550290.485139PTNmn(4)Ⅲ轴3334.0695509550923.16742PTNmn2.4.4各轴运动和动力参数汇总表（理论值）轴号理论转速（r/min）输入功率（kw）输入转矩(N·mm)传动比电动轴14405.530.414第I轴6004.40370.0812.401440nr/min1600/minnr139n2r/min42n3r/minKWPed586.414.403Pkw4.228PKW24.06PKW30TmN414.30170.081TN·m2290.485TN·m3923.167TN·m《机械设计》课程设计说明书铸钢车间型砂传送带传动装置设计10设计计算及说明结果第II轴1394.228290.4854.321第III轴424.06923.1673.324三、带与齿轮的设计3.1带传动设计3.1.1v带传动的设计计算一、确定计算功率caP查表可得工作情况系数1.2ak故1.25.56.6caaPkPkw二、选择V带的带型根据caP、n，由图可得选用A型带。三、确定带轮的基准直径dd并验算带速v1、初选小带轮的基准直径1dd。查表8-6和8-8可得选取小带轮的基准直径1112ddmm2、验算带速按计算式验算带的速度18.445/601000ddnvms因为，故此带速合适。5/30/msvms3、计算大带轮的基准直径2dd按式(8-15a)计算大带轮的基准直径根据教材表8-8，21268.8dddidmm圆整得2250ddmm4、确定V带的中心距a和基准直径dL（1）按计算式初定中心距450oamm12120.7()2()ddoddddadd代入数据：253.4724ommamm取450oamm（2）按计算式计算所需的基准长度Pca=6.6kwA型普通V带1dd=112mmv=8.445m/sdd2=250mm《机械设计》课程设计说明书铸钢车间型砂传送带传动装置设计11设计计算及说明结果21212()2()241479dddooddododdLaddaLmm查表可选带的基准长度1400dLmm（3）按计算式计算实际中心距a0214001479(450)2ddoLLaaamm取整为410amm中心距的变化范围为(389.5452.5)mmamm5、验算小带轮上的包角112157.357.3180()180(250112)161120ddddaa6、计算带的根数（1）计算单根V带的额定功率rP由11121440/minddmmnr和查[1]表8-4a可得1.60oPkw根据n=1440r/min,i=2.4和A型带，查[1]表8-2可得0.17oPkw0.95K，0.96LK故()(1.60.17)0.950.961.614OOLrPPPKKkwkw（2）计算V带的根数Zr6.64.089P1.614PcaZ故取V带根数为5根7、计算单根V带的初拉力的最小值min()oF查表可得A型带的单位长度质量0.1/qkgmm22min(2.5)(2.50.95)6.6()5005000.18.445134.60.9558.445caoKPFqvNKzv应使带的实际初拉力min()ooFF8、计算压轴力pF压轴力的最小值为应使带的实际出拉力min00FF（8）计算作用在轴上的压轴力FP由式[1]P158(8-24)得Ld=1400mma=410mm1=161Z=5min0)(F=134.6N《机械设计》课程设计说明书铸钢车间型砂传送带传动装置设计12设计计算及说明结果1minmin161()2()sin25136.6sin1347.522poFZFN3.1.3带传动主要参数汇总表带型LdmmZdd1mmdd2mmammF0NFPNA14005112250410134.61327.53.2高速级齿轮传动设计3.2.1原始数据输入转矩——169381TNmm小齿轮转速——1600/minn