设计说明书角接触球轴承.docx
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设计说明书角接触球轴承
课程设计
课程名称机械设计基础
题目名称带式运输机传动装置
学生学院
专业班级
学号
学生姓名
指导教师
200年月日
机械设计基础课程设计任务书……………………………….1
一、传动方案的拟定及说明………………………………….3
二、电动机的选择…………………………………………….3
三、计算传动装置的运动和动力参数……………………….4
四、传动件的设计计算………………………………………..6
五、轴的设计计算…………………………………………….15
六、滚动轴承的选择及计算………………………………….23
七、键联接的选择及校核计算……………………………….26
八、高速轴的疲劳强度校核……………………………….….27
九、铸件减速器机体结构尺寸计算表及附件的选择…..........30
十、润滑与密封方式的选择、润滑剂的选择……………….31
参考资料目录
题目名称
带式运输机传动装置
学生学院
专业班级
姓名
学号
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:
T=450NmkN;
2.运输带工作速度:
v=0.8m/s;
3.卷筒直径:
D=350mm;
4.使用寿命:
8年;
5.工作情况:
两班制,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。
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2张(轴、齿轮各1张);
3.设计说明书1份。
四、课程设计进程安排
序号
设计各阶段内容
地点
起止日期
一
设计准备:
明确设计任务;准备设计资料和绘图用具
教1-201
第18周一
二
传动装置的总体设计:
拟定传动方案;选择电动机;
计算传动装置运动和动力参数
传动零件设计计算:
带传动、齿轮传动主要参数的设计计算
教1-201
第18周一
至第18周二
三
减速器装配草图设计:
初绘减速器装配草图;轴系部件的结构设计;轴、轴承、键联接等的强度计算;减速器箱体及附件的设计
教1-201
第18周二
至第19周一
四
完成减速器装配图:
教1-201
第19周二
至第20周一
五
零件工作图设计
教1-201
第20周周二
六
整理和编写设计计算说明书
教1-201
第20周
周三至周四
七
课程设计答辩
工字2-617
第20周五
五、应收集的资料及主要参考文献
1孙桓,陈作模.机械原理[M].北京:
高等教育出版社,2001.
2濮良贵,纪名刚.机械设计[M].北京:
高等教育出版社,2001.
3王昆,何小柏,汪信远.机械设计/机械设计基础课程设计[M].北京:
高等教育出版社,1995.
4机械制图、机械设计手册等书籍。
发出任务书日期:
2008年6月23日指导教师签名:
计划完成日期:
2008年7月11日基层教学单位责任人签章:
主管院长签章:
设计计算及说明
结 果
一、传动方案的拟定及说明
传动方案给定为三级减速器(包含带轮减速和两级圆柱齿轮传动减速),说明如下:
为了估计传动装置的总传动比范围,以便选择合适的传动机构和拟定传动方案,可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速,即
二、电动机选择
1.电动机类型和结构型式
按工作要求和工作条件,选用一般用途的三项异步电动机。
它为卧式封闭结构
2.电动机容量
1)卷筒的输出力F=T/r=2571.438N
卷筒轴的输出功率PW
2)电动机输出功率Pd
传动装置的总效率
式中,为从电动机至卷筒轴之间的各传动机构和轴承的效率。
由参考书1表2-4查得:
弹性联轴器;滚子轴承;圆柱齿轮传动;卷筒轴滑动轴承;V带传动=0.96
则
故
3.电动机额定功率
由[1]表20-1选取电动机额定功率
4.电动机的转速
为了便于选择电动机转速,先推算电动机转速的可选范围。
由任务书中推荐减速装置传动比范围,则
电动机转速可选范围为
可见只有同步转速为960r/min的电动机均符合。
选定电动机的型号为Y132S-6。
主要性能如下表:
电机型号
额定功率
满载转速
H
DXE
Y132S-6
3KW
1000r/min
132M
38X80
5、计算传动装置的总传动比并分配传动比
1)、总传动比=n0/nw=21.98
2)、分配传动比假设V带传动分配的传动比,则二级展开式圆柱齿轮减速器总传动比=
二级减速器中:
高速级齿轮传动比i
低速级齿轮传动比
三、计算传动装置的运动和动力参数
1.各轴转速
减速器传动装置各轴从高速轴至低速轴依次编号为:
Ⅰ轴、Ⅱ轴、Ⅲ轴。
各轴转速为:
2.各轴输入功率
按电动机所需功率计算各轴输入功率,即
3.各轴输入转矩T(N•m)
将计算结果汇总列表备用。
项目
电动机
高速轴Ⅰ
中间轴Ⅱ
低速轴Ⅲ
N转速(r/min)
960
480
124.67
43.74
P功率(kW)
2.49
2.39
2.29
2.13
转矩T(N•m)
47.55
465.05
i传动比
2
3.85
2.85
效率
0.96
0.99
0.97
四、传动件的设计计算
1.设计带传动的主要参数。
已知带传动的工作条件:
单班制(共8h),连续单向运转,载荷平稳,所需传递的额定功率p=2.49kw小带轮转速大带轮转速,传动比。
设计内容包括选择带的型号、确定基准长度、根数、中心距、带的材料、基准直径以及结构尺寸、初拉力和压轴力等等(因为之前已经按选择了V带传动,所以带的设计按V带传动设计方法进行)
1)、计算功率=
2)、选择V带型根据、由图8-10《机械设计》p157选择A型带(d1=112—140mm)
3)、确定带轮的基准直径并验算带速v
(1)、初选小带轮的基准直径,由(《机械设计》p155表8-6和p157表8-8,取小带轮基准直径
(2)、验算带速v
因为5m/s<19.0m/s<30m/s,带轮符合推荐范围
(3)、计算大带轮的基准直径根据式8-15
,
初定=250mm
(4)、确定V带的中心距a和基准长度
a、根据式8-20《机械设计》p152
0.7
0.7
262.5a750
初定中心距=500mm
b、由式8-22计算带所需的基准长度
=2+
=2×500+π×0.5×(125+250)+(250-125)(250-125)/4×500
=1597mm
由表8-2先带的基准长度=1600mm
c.计算实际中心距
a=+(-)/2=500+(1600-1597)/2=501.5mm
中心距满足变化范围:
262.5—750mm
(5).验算小带轮包角
=180°-(-)/a×57.3°
=180°-(250-125)/501.5×57.3°
=166°>90°包角满足条件
(6).计算带的根数
单根V带所能传达的功率
根据=960r/min和=125mm表8-4a
用插值法求得=3.04kw
单根v带的传递功率的增量Δ
已知A型v带,小带轮转速=960r/min
转动比i==/=2
查表8-4b得Δ=0.35kw
计算v带的根数
查表8-5得包角修正系数=0.96,表8-2得带长修正系数=0.99
=(+Δ)××=(3.04+0.35)×0.96×0.99=5.34KW
Z==7.29/5.34=1.37故取2根.
(7)、计算单根V带的初拉力和最小值
=500*+qVV=190.0N
对于新安装的V带,初拉力为:
1.5=285N
对于运转后的V带,初拉力为:
1.3=247N
(8).计算带传动的压轴力
=2Zsin(/2)=754N
(9).带轮的设计结构
A.带轮的材料为:
HT200
B.V带轮的结构形式为:
腹板式.
C.结构图(略)
2、齿轮传动设计选择斜齿轮圆柱齿轮
先设计高速级齿轮传动
1)、选择材料热处理方式
根据工作条件与已知条件知减速器采用闭式软齿面
计算说明
(HB<=350HBS),8级精度,查表10-1得
小齿轮40Cr调质处理HB1=280HBS
大齿轮45钢调质处理HB2=240HBS
2)、按齿面接触强度计算:
取小齿轮=22,则=,=223.85=84.7,取=86并初步选定β=11°
确定公式中的各计算数值
a.因为齿轮分布非对称,载荷比较平稳综合选择Kt=1.6
b.由图10-30选取区域系数Zh=2.425
c.由图10-26查得,,则
d.计算小齿轮的转矩:
。
确定需用接触应力
e.由表10-6查得材料的弹性影响系数ZE=189.8MPa
f.由图10-2查得小齿轮的接触疲劳强度极限
因软齿面闭式传动常因点蚀而失效,故先按齿面接触强度设计公式确定传动的尺寸,然后验算轮齿的弯曲强度,查表9-5得齿轮接触应力=600MPa大齿轮的为=550MPa
h.由式10-13计算应力循环次数
i.由图10-19取接触疲劳寿命系数=0.90=0.96
=/S=540Mpa
=/S=528Mpa
=(+)/2=543Mpa
3)、计算
(1)计算齿宽B及模数
B=φd=1X51.9mm=51.9mm
=cosβ/=2.038mm
H=2.25=5.19mm
B/H=51.9/5.19=10
(3)、计算纵向重合度
=0.318φdtanβ=1.704
(4)、计算载荷系数
由表10-8.10-4.10-13.10-3分别查得:
故载荷系数
(5)、按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径,
由式10—10a得==44.89mm
(6)、计算模数
=Cosβ/Z1=1.99mm
4)、按齿根弯曲强度设计
由式10-17
(1)、计算载荷系数:
(2)、根据纵向重合度=1.704,从图10-28查得螺旋角影响系数
(3)、计算当量齿数
齿形系数
,
(4)、由[1]图10-5查得
由表10-5查得
由图10-20C但得=500MPa=380MPa
由图10-18取弯曲疲劳极限=0.85,=0.88
计算弯曲疲劳应力:
取安全系数S=1.4,由10-12得:
=/S=303.57MPa
=/S=238.86MPa
(5)、计算大小齿轮的,并比较
且,故应将代入[1]式(11-15)计算。
(6)、计算法向模数
对比计算结果,为同时满足接触疲劳强度,则需按分度圆直径=44.89mm来计算应有的数,于是有:
取2mm;
(7)、则,故取=22
.则==8.47,取
(8)、计算中心距
取a1=110mm
(9)、确定螺旋角
(10)、计算大小齿轮分度圆直径:
=
=
(11)、确定齿宽
取
5)、结构设计。
(略)配合后面轴的设计而定
低速轴的齿轮计算
1)、选择材料热处理方式(与前一对齿轮相
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