1. 收割機採用哪些傳動類型各用在何部位其主要特點是什麼
收割機的發展趨勢是用新型材料以進一步減輕重量;採用低振動發動機和先進的減振隔振內裝置並合理配置機件容,以減少振動對人體的危害;提高機械的加工和裝配精度、改進吸排氣系統,以減低雜訊;增設各種安全保護裝置,以提高作業安全性;在懸掛式割灌機上增設灌木切碎裝置,簡化割下灌木的清理工序。
採用硬軸傳動, 主要由發動機、 傳動系統、離合器、工作部件、操縱裝置和側掛皮帶等組成。在傳動軸的一端配置0.75~ 2千瓦的單缸二沖程風冷汽油機和離心式摩擦離合器;另一端安裝由減速器和切割刀具組成的工作部件。工作部件的類型很多,常用得為圓鋸片、刀片或尼龍絲。作業時,將傳動軸的鋁合金套管上的鉤環掛在操作者肩下的背帶上,握住手把,橫向擺動硬軸,即可完成切割雜草、灌木等作業。機具重約6~12千克,轉速約4500~5000轉/分。
2. 跪求:機械設計課程設計---帶式輸送機傳動裝置設計(有多少給多少)
課程設計說明書
一.電動機的選擇:
1.選擇電動機的類型:
按工作要求和條件,選用三機籠型電動機,封閉式結構,電壓380V,Y系列斜閉式自扇冷式鼠籠型三相非同步電動機。(手冊P167)
選擇電動機容量 :
滾筒轉速:
負載功率:
KW
電動機所需的功率為:
(其中: 為電動機功率, 為負載功率, 為總效率。)
2.電動機功率選擇:
折算到電動機的功率為:
3.確定電動機型號:
按指導書 表1推薦的傳動比合理范圍,取圓柱齒輪傳動一級減速器傳動比范圍為: .取V帶傳動比 ,則總傳動比理論范圍為 ,故電動機轉速的可選范圍為
符合這一范圍的同步轉速有750,1000和1500
查手冊 表 的:選定電動機類型為:
其主要性能:額定功率: ,滿載轉速: ,額定轉速: ,質量:
二、確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比
1.減速器的總傳動比為:
2、分配傳動裝置傳動比:
按手冊 表1,取開式圓柱齒輪傳動比
因為 ,所以閉式圓錐齒輪的傳動比 .
三.運動參數及動力參數計算:
1.計算各軸的轉速:
I軸轉速:
2.各軸的輸入功率
電機軸:
I軸上齒輪的輸入功率:
II軸輸入功率:
III軸輸入功率:
3.各軸的轉矩
電動機的輸出轉矩:
四、傳動零件的設計計算
1.皮帶輪傳動的設計計算:
(1)選擇普通V帶
由課本 表5.5查得:工作情況系數:
計算功率:
小帶輪轉速為:
由課本 圖5.14可得:選用A型V帶:小帶輪直徑
(2)確定帶輪基準直徑,並驗算帶速
小帶輪直徑 ,參照課本 表5.6,取 ,
由課本 表5.6,取
實際從動輪轉速:
轉速誤差為:
滿足運輸帶速度允許誤差要求.
驗算帶速
在 范圍內,帶速合適.
(3)確定帶長和中心距
由課本 式5.18得:
查課本 表5.1,得:V帶高度:
得:
初步選取中心距:
由課本 式5.2得:
根據課本 表5.2選取V帶的基準長度:
則實際中心距:
(4)驗算小帶輪包角:
據課本 式5.1得: (適用)
(5)確定帶的根數:
查課本 表5.3,得: .查課本 表5.4,得:
查課本 表5.4,得: .查課本 表5.2,得:
由課本 式5.19得:
取 根.
(6)計算軸上壓力
查課本 表5.1,得:
由課本 式5.20,得:單根V帶合適的張緊力:
由課本 式5.21,得:作用在帶輪軸上的壓力為 :
2、齒輪傳動的設計計算:
(1)選擇齒輪材料及精度等級
初選大小齒輪的材料均為45鋼,經調質處理,硬度為
由課本表取齒輪等級精度為7級,初選
(2)計算高速級齒輪
<1>查課本 表6.2得:
取 ,
由課本 圖6.12取 ,由課本 表6.3,取 ,
齒數教少取 ,取 則 .
<2>接觸疲勞許用應力
由課本 圖6.14查得: .
由課本 表6.5,查得: ,
則應力循環次數:
查課本 圖6.16可得接觸疲勞的壽命系數: ,
.
<3>計算小齒輪最小直徑
計算工作轉矩:
由課本 表6.8,取: ,
<4>確定中心距:
為便於製造和測量,初定: .
<5>選定模數 齒數 和螺旋角
一般: ,初選: 則 .
由 得:
由課本 表6.1取標准模數: ,則:
取 ,則: .
取 , .
齒數比:
與 的要求比較,誤差為1.6%,可用.是:
滿足要求.
<6>計算齒輪分度圓直徑
小齒輪: ;
大齒輪:
<7>齒輪寬度
圓整得大齒輪寬度: ,取小齒輪寬度: .
<8>校核齒輪彎曲疲勞強度
查課本 圖6.15,得 ;
查課本 表6.5,得: ;
查課本 圖6.17得:彎曲強度壽命系數: ;
由課本 表6.4,得: ,
Z較大 ,取 ,
則: ,
所以兩齒輪齒根彎曲疲勞強度滿足要求,此種設計合理.
〈9〉齒輪的基本參數如下表所示:
名稱 符號 公式 齒1 齒2
齒數
19 112
分度圓直徑
58.015 341.985
齒頂高
3 3
齒根高
3.75 3.75
齒頂圓直徑
64.015 347.985
齒根圓直徑
50.515 334.485
中心距
200
孔徑 b
齒寬
80 75
五、軸的設計計算及校核:
1.計算軸的最小直徑
查課本 表11.3,取:
軸:
軸:
軸:
取最大轉矩軸進行計算,校核.
考慮有鍵槽,將直徑增大 ,則: .
2.軸的結構設計
選材45鋼,調質處理.
由課本 表11.1,查得: .
由課本 表11.4查得: , .
由課本 式10.1得:聯軸器的計算轉矩:
由課本 表10.1,查得: ,
按照計算轉矩應小於聯軸器公稱轉矩的條件,查手冊 表8-7,
選擇彈性柱銷聯軸器,型號為: 型聯軸器,其公稱轉矩為:
半聯軸器 的孔徑: ,故取: .
半聯軸器長度 ,半聯軸器與軸配合的轂孔長度為: .
(1)軸上零件的定位,固定和裝配
單級減速器中可以將齒輪安排在箱體中央,相對兩軸承對稱分布.齒輪左面由套筒定位,右面由軸肩定位,聯接以平鍵作為過渡配合固定,兩軸承均以軸肩定位.
(2)確定軸各段直徑和長度
<1> 段:為了滿足半聯軸器的軸向定位要求, 軸段右端需制出一軸肩,故取 段的直徑 ,左端用軸端擋圈定位,查手冊表按軸端去擋圈直徑 ,半聯軸器與軸配合的轂孔長度: ,為了保證軸端擋圈只壓在半聯軸器上而不壓在軸的端面上,故段的長度應比略短,取: .
<2>初步選擇滾動軸承,因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用 ,故選用蛋列圓錐滾子軸承,參照工作要求並根據: .
由手冊 表 選取 型軸承,尺寸: ,軸肩
故 ,左端滾動軸承採用縐件進行軸向定位,右端滾動軸承採用套筒定位.
<3>取安裝齒輪處軸段 的直徑: ,齒輪右端與右軸承之間採用套筒定位,已知齒輪輪轂的寬度為 ,為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪,此軸段應略短與輪轂寬度,故取: ,齒輪右端採用軸肩定位,軸肩高度 ,取 ,則軸環處的直徑: ,軸環寬度: ,取 , ,即軸肩處軸徑小於軸承內圈外徑,便於拆卸軸承.
<4>軸承端蓋的總寬度為: ,取: .
<5>取齒輪距箱體內壁距離為: .
, .
至此,已初步確定了軸的各段直徑和長度.
(3)軸上零件的周向定位
齒輪,半聯軸器與軸的周向定位均採用平鍵聯接
按 查手冊 表4-1,得:平鍵截面 ,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長為: .
為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性,故選擇齒輪輪轂與軸的配合為; ,半聯軸器與軸的聯接,選用平鍵為: ,半聯軸器與軸的配合為: .
滾動軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的,此處選軸的直徑尺寸公差為: .
(4)確定軸上圓角和倒角尺寸,
參照課本 表11.2,取軸端倒角為: ,各軸肩處圓角半徑: 段左端取 ,其餘取 , 處軸肩定位軸承,軸承圓角半徑應大於過渡圓角半徑,由手冊 ,故取 段為 .
(5)求軸上的載荷
在確定軸承的支點位置時,查手冊 表6-7,軸承 型,取 因此,作為簡支梁的軸的支撐跨距 ,據軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖,扭矩圖和計算彎矩圖,可看出截面處計算彎矩最大 ,是軸的危險截面.
(6)按彎扭合成應力校核軸的強度.
<1>作用在齒輪上的力
因已知低速級大齒輪的分度圓直徑為: ,
得: , , .
<2>求作用於軸上的支反力
水平面內支反力:
垂直面內支反力:
<3>作出彎矩圖
分別計算水平面和垂直面內各力產生的彎矩.
計算總彎矩:
<4>作出扭矩圖: .
<5>作出計算彎矩圖: ,
.
<6>校核軸的強度
對軸上承受最大計算彎矩的截面的強度進行校核.
由課本 式11.4,得: ,
由課本 表11.5,得: ,
由手冊 表4-1,取 ,計算得: ,
得: 故安全.
(7)精確校核軸的疲勞強度
校核該軸截面 左右兩側.
<1>截面 右側:由課本 表11.5,得:
抗彎截面模量: ,
抗扭截面模量: ,
截面 右側的彎矩: ,
截面 世上的扭矩為: ,
截面上的彎曲應力: ,
街面上行的扭轉切應力: .
截面上由於軸肩而形成的理論應力集中系數 及 ,
由課本 圖1.15,查得:
得:
由課本 圖1.16,查得:材料的敏性系數為:
故有效應力集中系數為:
由課本 圖1.17,取:尺寸系數 ;扭轉尺寸系數: .
按磨削加工,
由課本 圖1.19,取表面狀態系數: .
軸未經表面強化處理,即: .
計算綜合系數值為:
.
由課本第一章取材料特性系數: .
計算安全系數 :
由課本 式,得: ,
.
由課本 表11.6,取疲勞強度的許用安全系數: .
,故可知其安全.
<2>截面 左側
抗彎截面模量為: .
抗扭截面模量為: .
彎矩及彎曲應力為: ,
扭矩及扭轉切應力為: ,
過盈配合處的 值: ,由 ,得: .
軸按磨削加工,由課本 圖1.19,取表面狀態系數為: .
故得綜合系數為: ,
.
所以在截面 右側的安全系數為: ,
.
.
故該軸在截面右側的強度也是足夠的.
3. 確定輸入軸的各段直徑和長度
六. 軸承的選擇及計算
1.軸承的選擇:
軸承1:單列圓錐滾子軸承30211(GB/T 297-1994)
軸承2:單列圓錐滾子軸承30207(GB/T 297-1994)
2.校核軸承:
圓錐滾子軸承30211,查手冊:
由課本 表8.6,取
由課本 表8.5,查得:單列圓錐滾子軸承 時的 值為: .
由課本 表8.7,得:軸承的派生軸向力: , .
因 ,故1為松邊,
作用在軸承上的總的軸向力為: .
查手冊 表6-7,得:30211型 , .
由課本 表8.5,查得: ,
,得: .
計算當量動載荷: ,
.
計算軸承壽命,由課本 式8.2,得: 取: .
則: .
七.鍵的選擇和計算
1.輸入軸:鍵 , , 型.
2.大齒輪:鍵 , , 型.
3.輸出軸:鍵 , , 型.
查課本 表3.1, ,式3.1得強度條件: .
校核鍵1: ;
鍵2: ;
鍵3: .
所有鍵均符合要求.
八.聯軸器的選擇
選擇 軸與電動機聯軸器為彈性柱銷聯軸器
型號為: 型聯軸器:
公稱轉矩: 許用轉速: 質量: .
選擇 軸與 軸聯軸器為彈性柱銷聯軸器
型號為: 型聯軸器:
公稱轉矩: 許用轉速: 質量: .
九.減數器的潤滑方式和密封類型的選擇
1、 減數器的潤滑方式:飛濺潤滑方式
2、 選擇潤滑油:工業閉式齒輪油(GB5903-95)中的一種。
3、 密封類型的選擇:密封件:氈圈1 30 JB/ZQ4606-86
氈圈2 40 JB/ZQ4606-86
十.設計小節
對一級減速器的獨立設計計算及作圖,讓我們融會貫通了機械專業的各項知識,更為系統地認識了機械設計的全過程,增強了我們對機械行業的深入了解,同時也讓我們及時了解到自己的不足,在今後的學習中會更努力地探究.
十一.參考資料
1.「課本」:機械設計/楊明忠 朱家誠主編 編號 ISBN 7-5629-1725-6 武漢理工大學出版社 2004年6月第2次印刷.
2.「手冊」:機械設計課程設計手冊/吳宗澤,羅聖國主編 編號ISBN7-04-019303-5 北京高等教育出版社 2006年11月第3次印刷.
3「指導書」:機械設計課程設計指導書/龔桂義,羅聖國主編 編號ISBN 7-04-002728-3 北京高等教育出版社 2006年11月第24次印刷.
3. 卷揚機傳動裝置中的一級圓柱齒輪減速器
圓柱齒輪減速機,是一種動力傳達機構,其利用齒輪的速度轉換器,將電機的回轉數減速到所要的回轉數,並得到較大轉矩的裝置。圓柱齒輪減速機是一種相對精密的機械,使用它的目的是降低轉速,增加轉矩。
圓柱齒輪減速機的齒輪採用滲碳、淬火、磨齒加工,承載能力高、雜訊低;主要用於帶式輸送機及各種運輸機械,也可用於其它通用機械的傳動機構中。它具有承載能力高、壽命長、體積小、效率高、重量輕等優點,用於輸入軸與輸出軸呈垂直方向布置的傳動裝置中。
ZQD型圓柱齒輪減速機
ZQD型減速機是在盡量不改變ZQ型減速機的輸入輸出軸的位置和安裝尺寸的前提下,增加一高速級稱為三級傳動,增加的高速級在上方。
ZQD型大傳動比圓柱齒輪減速機共有ZQD350+100、ZQD400+100、ZQD650+150、ZQD850+250和ZQD1000+250六種規格。
ZQA型圓柱齒輪減速機
ZQA型減速機是在ZQ型減速機的基礎上改進設計的,為提高齒輪承載能力,又便於替代ZA型減速機,在外形、軸端和安裝尺寸不變的情況下,改變齒輪齒軸材質,齒輪軸為42CrMo,大齒輪為ZG35CrMo,調質硬度齒輪軸為291~323HB,大齒輪為255~286HB。ZQA型減速機主要用於起重、礦山、通用化工、紡織、輕工等行業。
ZSC型圓柱齒輪減速機
ZSC減速機在吸取了國內、國外同類產品的設計、製造經驗的基礎上,經過完善優化而形成的系列產品,廣泛適用於冶金、機械、石油、化工、建築、輕紡、輕工等行業。
ZQA型圓柱齒輪減速機的性能特點:
(1)齒輪均採用優質合金鋼經滲碳、淬火而成,齒面硬度達54-62HRC。
(2)中心距,公稱傳動比等主要參數均經優化設計,主要零、部件互換性好。
(3)一般採用油池潤滑,自然冷卻,當熱功率不能滿足時,可採用循環油潤滑或風扇.冷卻盤管冷卻。
(4)體積小、重量輕、精度高、承載能力大、效率高,壽命長,可靠性高、傳動平穩、雜訊低。[1]
我們在生活中經常出現減速機出現機器故障的問題,當機器出現問題時,一定會很影響工作的進度,甚至帶來很多不必要的損害,那麼如果減速機出現問題了,怎麼對ZQD型圓柱齒輪減速機進行維修呢?我們先要對減速機進行維修前的檢查工作,再進行具體的拆機工作,一起來看看。
檢修前的准備工作:
(一)現場檢查准備。檢修現場執行定置管理,開工前,完成檢修現場的布置,檢查安全措施必須全部落實,工作票已經辦理完成,具備開丁條件。
(二)備件及T器具准備。開T前,對檢修中用到的材料、備件進行一次全面的檢查、核對,保證完好可用;對使用的檢修工器具進行全面外觀檢查和實驗,電纜盤、電動工器具、起重工器具均在檢驗周期內,且外觀檢查合格。檢驗合格後,將其全部運至檢修現場指定位置。
(三)工前交底。工作負責人向丁作班人員交代安全注意事項、檢修質量要求、T作進度,進入T作現場檢修工作開始。
(四)檢修指導文件准備。檢修指導文件是指完成檢修工作的步驟、工藝要求及驗收質量標准,檢修現場必須嚴格執行該文件,並履行相關驗收手續。主要包括檢修文件包、檢修.[藝、消缺T藝卡等。這些文件必須開丁前完成編制、審批,並組織檢修人員學習討論。
(五)要圓滿完成一項大型檢修工作,必須做好「七分准備,i分干」,工前准備至關重要,主要包括檢修指導文件准備、備件及工器具准備、現場檢查准備、工前交底等。
4. 第三代篦冷機工作原理及結構組成
TC篦冷機的基本構造和工作原理混;
TC型篦冷機的天津水泥工業設計研究院(TCDRI)90年代開發的第三代篦冷機,如圖所示,TC篦冷機由上殼體、下殼體、篦床、篦床傳動裝置、篦床支承裝置、熟料破碎機、漏料拉鏈機、自動潤滑裝置及冷卻風機組等組成。
熱熟料從窯口卸落到篦床上,在往復推動的篦板推送下,沿篦床全長分布開,形成一定厚度的料床,冷卻風從料床下方向上吹入料層內,滲透擴散,對熱熟料進行冷卻。冷卻熟產後的冷卻風成為熱風,熱端高溫熱風作為燃燒空氣入窯及分解爐(預分解窯系統),部分熱風還可作烘乾之用。熱風利用可達到熱回收,從而降低系統熱耗的目的;多餘的熱風將經過收塵處理後排入大氣。冷卻後的小塊熟料經過柵篩落入篦冷機後的輸送機中;大塊熟料則經過破碎、再冷卻後匯入輸送機中;細粒熟料及粉塵通過篦床的篦縫及篦孔漏下進入集料斗,當斗中料位達到一定高度時,由料位感測系統控制的鎖風閥門自動打開,漏下的細料便進入機下的漏料拉鏈機中而被輸送走。當斗中殘存的細料尚能封住鎖風閥門時,閥板即已關閉而保證不會漏風。
對現代篦冷機的性能要求是高冷卻效率、高熱回收率和高運轉率。為實現上述的高性能,篦床的設計是關鍵。TC篦冷機的篦床分為如下三部分:
(1)高溫區:即熟料淬冷區和熱回收區,在該區域採用TC型「充氣梁」裝置,其中前端五排採用「固定式充氣梁」,傾斜15°;後續四排為「活動式充氣梁」,傾斜3°。高溫區採用TC型「充氣梁」裝置是TC篦冷機達到高冷卻效率、高熱回收率和高運轉率的根本保證。應該強調在最高溫區採用「固定式充氣梁」裝置最大優點是大大降低了熱端篦床的機械故障率,這就充分保證篦冷機的運轉率。由於正對窯下料口區域的篦床採用「固定式充氣梁」裝置,熱熟料易於堆積,雖可調節冷卻風量來對積料厚度加以控制,但為防「雪人」和大塊熟料球的堆積,在端部殼體上加裝了一組空氣炮,按實際需要間斷地「開炮」,適時清理過多的積料,以保證穩定安全的操作。
(2)中溫區:採用低漏料篦板,該篦板有集料槽和縫隙式通風口,因冷卻風速較高而具有較高的篦板通風阻力,因而具有降低料層阻力不均勻影響的良好作用,有利於熟料的進一步冷卻和熱回收。
(3)低溫區,即後續冷卻區。經過前端TC篦板區和低漏料篦板區的冷卻,熟料已顯著降溫,故該區仍採用通常的Fuller篦板,這足以實現對該機性能的要求
5. 課程設計——鏈式輸送機傳動裝置減速機
.為什麼要加機油呢?
答:機油,機械油,就是潤滑油,作用:1,在齒輪嚙合部位形成油膜,使嚙合的齒輪並沒有直接接觸,由於理論2齒輪的嚙合於一點,但是,實際中,加工誤差等因素,使2嚙合的齒輪在嚙合的瞬間有個滑動量,如果沒有油膜隔離,使金屬之間直接接觸,會產生嚴重的磨損,產生磨損,就產生大量的熱量,傳動效率降低,生成的熱量會使齒輪產生膠合,點蝕等,致使齒輪失效,,,通過加潤滑油,在齒輪上產生油膜,阻礙齒輪直接接觸,同時潤滑油可以帶走齒輪嚙合時產生的熱量,有冷卻的作用,也會沖掉齒輪嚙合產生的磨損鐵屑,起到清潔作用,大概就是這些,詳細的你可以網路查一下,但這些應該足夠了,呵呵。
2.減速機原理,主要是通過齒輪嚙合達到降低轉速,提高輸出扭矩的,當然有特別的有行星減速機,擺線減速機,三環減速機等,你可以網路搜索一下,很多信息,,,,至於無極調速機,是在減速機內集成一個無極調速的裝置,主要是摩擦盤式的,通過調整兩部分摩擦盤接觸面積達到調整輸出速度的
3.加油口一般在減速機的最高處,有的是透氣栓兼做加油口的,就是擰掉透氣栓後的口用來加油的,減速箱的加油口一般是觀察窗,別的小的減速電機的加油口有用螺塞的,擰掉螺塞後的孔用來加油
6. 坦克典型的機械傳動裝置有哪些結構
坦克典型的機械傳動裝置是由傳動箱或稱增速箱,主離合器,變速箱,冷卻系的風專扇聯動裝置,左、右行星轉向屬機,制動器和側減速器組成。
傳動箱:用來將發動機的動力傳給主離合器,並增高轉速,以減少主離合器、變速箱和行星轉向機所承受的扭矩;用電動機起動發動機時,通過傳動箱可增大起動力矩,使發動機容易起動。
主離合器:它位於傳動箱和變速箱之間。它是靠彈簧壓緊主、被動摩擦片,通過主、被動摩擦片的摩擦力來傳遞動力。
當操縱分離機構時,壓縮彈簧,使主、被動摩擦片分離,傳動箱的動力便不能傳到變速箱中去。
7. 減速機的組成,安裝程序
減速器是一種由封閉在剛性殼體內的齒輪傳動、蝸桿傳動、齒輪-蝸桿傳動所組成的獨立部專件,常用作原動件屬與工作機之間的減速傳動裝置 。在原動機和工作機或執行機構之間起匹配轉速和傳遞轉矩的作用,在現代機械中應用極為廣泛
8. 收割機採用哪些傳動類型各用在何處其主要特點各是什麼
收割機的發展趨勢是用新型材料以進一步減輕重量;採用低振動發動機和先進的專減振隔振裝置並合理配置屬機件,以減少振動對人體的危害;提高機械的加工和裝配精度、改進吸排氣系統,以減低雜訊;增設各種安全保護裝置,以提高作業安全性;在懸掛式割灌機上增設灌木切碎裝置,簡化割下灌木的清理工序。
採用硬軸傳動, 主要由發動機、 傳動系統、離合器、工作部件、操縱裝置和側掛皮帶等組成。在傳動軸的一端配置0.75~ 2千瓦的單缸二沖程風冷汽油機和離心式摩擦離合器;另一端安裝由減速器和切割刀具組成的工作部件。工作部件的類型很多,常用得為圓鋸片、刀片或尼龍絲。作業時,將傳動軸的鋁合金套管上的鉤環掛在操作者肩下的背帶上,握住手把,橫向擺動硬軸,即可完成切割雜草、灌木等作業。機具重約6~12千克,轉速約4500~5000轉/分。
9. 急求帶式輸送機傳動裝置中的二級圓柱齒輪減速器畢業設計
前 言
機械設計綜合課程設計在機械工程學科中佔有重要地位,它是理論應用於實際的重要實踐環節。本課程設計培養了我們機械設計中的總體設計能力,將機械設計系列課程設計中所學的有關機構原理方案設計、運動和動力學分析、機械零部件設計理論、方法、結構及工藝設計等內容有機地結合進行綜合設計實踐訓練,使課程設計與機械設計實際的聯系更為緊密。此外,它還培養了我們機械繫統創新設計的能力,增強了機械構思設計和創新設計。
本課程設計的設計任務是展開式二級圓柱齒輪減速器的設計。減速器是一種將由電動機輸出的高轉速降至要求的轉速比較典型的機械裝置,可以廣泛地應用於礦山、冶金、石油、化工、起重運輸、紡織印染、制葯、造船、機械、環保及食品輕工等領域。
本次設計綜合運用機械設計及其他先修課的知識,進行機械設計訓練,使已學知識得以鞏固、加深和擴展;學習和掌握通用機械零件、部件、機械傳動及一般機械的基本設計方法和步驟,培養學生工程設計能力和分析問題,解決問題的能力;提高我們在計算、制圖、運用設計資料(手冊、 圖冊)進行經驗估算及考慮技術決策等機械設計方面的基本技能,同時給了我們練習電腦繪圖的機會。
最後藉此機會,對本次課程設計的各位指導老師以及參與校對、幫助的同學表示衷心的感謝。
由於缺乏經驗、水平有限,設計中難免有不妥之處,懇請各位老師及同學提出寶貴意見。
帶式輸送機概論
帶式輸送機是一種摩擦驅動以連續方式運輸燃料的機械。應用它可以將物料在一定的輸送線上,從最初的供料點到最終的卸料點間形成一種物料的輸送流程。它既可以進行碎散物料的輸送,也可以進行成件物品的輸送。除進行純粹的物料輸送外,還可以與各工業企業生產流程中的工藝過程的要求相配合,形成有節奏的流水作業運輸線。所以帶式輸送機廣泛應用於現代化的各種工業企業中。在礦山的井下巷道、礦井地面運輸系統、露天采礦場及選礦廠中,廣泛應用帶式輸送機。它用於水平運輸或傾斜運輸。使用非常方便。
輸送機發展歷史
中國古代的高轉筒車和提水的翻車,是現代斗式提升機和刮板輸送機的雛形;17世紀中,開始應用架
空索道輸送散狀物料;19世紀中葉,各種現代結構的輸送機相繼出現。
1868年,在英國出現了帶式輸送機;1887年,在美國出現了螺旋輸送機;1905年,在瑞士出現了鋼帶式輸送機;1906年,在英國和德國出現了慣性輸送機。此後,輸送機受到機械製造、電機、化工和冶金工業技術進步的影響,不斷完善,逐步由完成車間內部的輸送,發展到完成在企業內部、企業之間甚至城市之間的物料搬運,成為材料搬運系統機械化和自動化不可缺少的組成部分。
輸送機的特點
帶式輸送機是煤礦最理想的高效連續運輸設備,與其他運輸設備(如機車類)相比具有輸送距離長、運量大、連續輸送等優點,而且運行可靠,易於實現自動化和集中化控制,尤其對高產高效礦井,帶式輸送機已成為煤炭開采機電一體化技術與裝備的關鍵設備。
帶式輸送機主要特點是機身可以很方便的伸縮,設有儲帶倉,機尾可隨採煤工作面的推進伸長或縮短,結構緊湊,可不設基礎,直接在巷道底板上鋪設,機架輕巧,拆裝十分方便。當輸送能力和運距較大時,可配中間驅動裝置來滿足要求。根據輸送工藝的要求,可以單機輸送,也可多機組合成水平或傾斜的運輸系統來輸送物料。
帶式輸送機廣泛地應用在冶金、煤炭、交通、水電、化工等部門,是因為它具有輸送量大、結構簡單、維修方便、成本低、通用性強等優點。
帶式輸送機還應用於建材、電力、輕工、糧食、港口、船舶等部門。
一、 設計任務書
設計一用於帶式運輸機上同軸式二級圓柱齒輪減速器
1. 總體布置簡圖
2. 工作情況
工作平穩、單向運轉
3. 原始數據
運輸機捲筒扭矩(N•m) 運輸帶速度(m/s) 捲筒直徑(mm) 使用年限(年) 工作制度(班/日)
350 0.85 380 10 1
4. 設計內容
(1) 電動機的選擇與參數計算
(2) 斜齒輪傳動設計計算
(3) 軸的設計
(4) 滾動軸承的選擇
(5) 鍵和聯軸器的選擇與校核
(6) 裝配圖、零件圖的繪制
(7) 設計計算說明書的編寫
5. 設計任務
(1) 減速器總裝配圖1張(0號或1號圖紙)
(2) 齒輪、軸、軸承零件圖各1張(2號或3號圖紙)
(3) 設計計算說明書一份
二、 傳動方案的擬定及說明
為了估計傳動裝置的總傳動比范圍,以便選擇合適的傳動機構和擬定傳動:方案,可由已知條件計算其驅動捲筒的轉速nw:
三. 電動機的選擇
1. 電動機類型選:Y行三相非同步電動機
2. 電動機容量
(1) 捲筒軸的輸出功率
(2) 電動機的輸出功率
傳動裝置的總效率
式中, 為從電動機至捲筒軸之間的各傳動機構和軸承的效率。由《機械設計課程設計》(以下未作說明皆為此書中查得)表2-4查得:V帶傳動 ;滾動軸承 ;圓柱齒輪傳動 ;彈性聯軸器 ;捲筒軸滑動軸承 ,則
故
(3) 電動機額定功率
由第二十章表20-1選取電動機額定功率
由表2-1查得V帶傳動常用傳動比范圍 ,由表2-2查得兩級展開式圓柱齒輪減速器傳動比范圍 ,則電動機轉速可選范圍為
可選符合這一范圍的同步轉速的電動3000 。
根據電動機所需容量和轉速,由有關手冊查出只有一種使用的電動機型號,此種傳動比方案如下表:
電動機型號 額定功率
電動機轉速
傳動裝置傳動比
Y100L-2 3 同步 滿載 總傳動比 V帶 減速器
3000 2880 62.06 2
三、 計算傳動裝置總傳動比和分配各級傳動比
1. 傳動裝置總傳動比
2. 分配各級傳動比
取V帶傳動的傳動比 ,則兩級圓柱齒輪減速器的傳動比為
按展開式布置考慮潤滑條件,為使兩級大齒輪直徑相近由圖12展開式曲線的
則i
所得 符合一般圓柱齒輪傳動和兩級圓柱齒輪減速器傳動比的常用范圍。
四、計算傳動裝置的運動和動力參數:
按電動機軸至工作機運動傳遞路線推算,得到各軸的運動和動力參數
1.各軸轉速:
2.各軸輸入功率:
Ⅰ~Ⅲ軸的輸出功率分別為輸入功率乘軸承效率0.99,捲筒軸輸出功率則為輸入功率乘捲筒的傳動效率0.96,計算結果見下表。
3. 各軸輸入轉矩:
Ⅰ~Ⅲ軸的輸出轉矩分別為輸入轉矩乘軸承效率0.99,捲筒軸輸出轉矩則為輸入轉矩乘捲筒的傳動效率0.96,計算結果見下表。
綜上,傳動裝置的運動和動力參數計算結果整理於下表:
軸名 功率
轉矩
轉速
傳動比
效率
輸入 輸出 輸入 輸出
電機軸 2.3 7.63 2880 2
0.96
I軸 2.21 14.65 1440
7.13
0.95
II軸 2.1 99.29 201. 96
4.35 0.95
III軸
2.0 410.58 46.43
1.00 0.98
捲筒軸 1.94 398.34
第三章 主要零部件的設計計算
§3.1 展開式二級圓柱齒輪減速器齒輪傳動設計
§3.1.1 高速級齒輪傳動設計
1. 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數
1)按以上的傳動方案,選用直齒圓柱齒輪傳動。
2)運輸機為一般工作,速度不高,故選用8級精度(GB 10095-88)。
3) 材料選擇。考慮到製造的方便及小齒輪容易磨損並兼顧到經濟性,兩級圓柱齒輪的大、小齒輪材料均用45鋼,大齒輪為正火處理,小齒輪熱處理均為調質處理且大、小齒輪的齒面硬度分別為260HBS,215HBS。
4)選小齒輪的齒數 ,大齒輪的齒數為 。
2. 按齒面接觸強度設計
由設計公式進行試算,即
(1) 確定公式內的各計算數值
1) 試選載荷系數
2) 由以上計算得小齒輪的轉矩:
3) 查6-12(機械設計基礎)表選取齒寬系數 ,查圖6-37(機械設計基礎)按齒面硬度的小齒輪的接觸疲勞強度極限 ;大齒輪的接觸疲勞強度極限 。
計算接觸疲勞許用應力,取失效概率為1%,安全系數S=1
4)計算應力循環次數
5) 按接觸疲勞壽命系數
(2) 計算:
1) 帶入 中較小的值,求得小齒輪分度圓直徑 的最小值為
3) 計算齒寬: 取 ,
4) 計算分度圓直徑與模數、中心距:
模數: 取第一系列標准值m=1.5
分度圓直徑:
中心距:
5) 校核彎曲疲勞強度:
符合齒形因數 由圖6-40得 =4.35, =3.98
彎曲疲勞需用應力:
1) 查圖6-41得彎曲疲勞強度極限 : ;
2) 查圖6-42取彎曲疲勞壽命系數
3) 計算彎曲疲勞許用應力.
取彎曲疲勞安全系數S=1,得
4) 校核計算:
<
<
故彎曲疲勞強度足夠
確定齒輪傳動精度:
圓周速度:
對照表6-9(機械設計基礎)根據一般通用機械精度等級范圍為6~8級可知,齒輪精度等級應選8級
§3.1.2 低速級齒輪傳動設計
1. 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數
1)按以上的傳動方案,選用直齒圓柱齒輪傳動。
2)運輸機為一般工作,速度不高,故選用8級精度(GB 10095-88)。
3) 材料選擇。考慮到製造的方便及小齒輪容易磨損並兼顧到經濟性,兩級圓柱齒輪的大、小齒輪材料均用45鋼,熱處理均為正火調質處理且大、小齒輪的齒面硬度分別為200HBS,250HBS,二者材料硬度差為40HBS。
4)選小齒輪的齒數 ,大齒輪的齒數為 ,取 。
2. 按齒面接觸強度設計
由設計公式進行試算,即
2) 確定公式內的各計算數值
1) 試選載荷系數
2) 由以上計算得小齒輪的轉矩
3) 查表及其圖選取齒寬系數 ,由圖6-37按齒面硬度的小齒輪的接觸疲勞強度極限 ;大齒輪的接觸疲勞強度極限 。
4) 計算接觸疲勞許用應力,取失效概率為1%,安全系數S=1
5) 查圖6-42取彎曲疲勞壽命系數
按接觸疲勞壽命系數
模數: 由表6-2取第一系列標准模數
分度圓直徑:
中心距:
齒寬:
校核彎曲疲勞強度:
復合齒形因數 由圖6-40得
6)計算接觸疲勞許用應力,取失效概率為1%,安全系數S=1
得
校核計算: <
<
故彎曲疲勞強度足夠
確定齒輪傳動精度:
圓周速度:
對照表6-9(機械設計基礎)根據一般通用機械精度等級范圍為6~8級可知,齒輪精度等級應選8級
對各個軸齒輪相關計算尺寸
表6-3高速軸齒輪各個參數計算列表
名稱 代號 計算公式
齒數 Z
模數
壓力角
齒高系數
頂隙系數
齒距 P
齒槽寬 e
齒厚 s
齒頂高
齒根高
齒高 h
分度圓直徑 d
基圓直徑
齒頂圓直徑
齒根圓直徑
中心距
表6-3低速軸齒輪各個參數計算列表
名稱 代號 計算公式
齒數 Z
模數
壓力角
齒高系數
頂隙系數
齒距 P
齒槽寬 e
齒厚 s
齒頂高
齒根高
齒高 h
分度圓直徑 d
基圓直徑
齒頂圓直徑
齒根圓直徑
中心距
V帶的設計
1)計算功率
2)選擇帶型
據 和 =2880由圖10-12<械設計基礎>選取z型帶
3)確定帶輪基準直徑
由表10-9確定 <械設計基礎>
1) 驗算帶速
因為 故符合要求
2) 驗算帶長
初定中心距
由表10-6選取相近
3) 確定中心距
4) 驗算小帶輪包角
故符合要求
5) 單根V帶傳遞額定功率
據 和 查圖10-9得
8) 時單根V帶的額定功率增量:據帶型及 查表10-2<械設計基礎>得
10)確定帶根數
查表10-3 查表10-4 <械設計基礎>
11) 單根V帶的初拉力
查表10-5
12)用的軸上的力
13帶輪的結構和尺寸
以小帶輪為例確定其結構和尺寸,由圖10-11<械設計基礎>帶輪寬
§3.3 軸系結構設計
§3.3.1 高速軸的軸系結構設計
一、軸的結構尺寸設計
根據結構及使用要求,把該軸設計成階梯軸且為齒輪軸,共分七段,其中第5段為齒輪,如圖2所示:
圖2
由於結構及工作需要將該軸定為齒輪軸,因此其材料須與齒輪材料相同,均為合金鋼,熱處理為調制處理, 材料系數C為118。
所以,有該軸的最小軸徑為:
考慮到該段開鍵槽的影響,軸徑增大6%,於是有:
標准化取
其他各段軸徑、長度的設計計算依據和過程見下表:
表6 高速軸結構尺寸設計
階梯軸段 設計計算依據和過程 計算結果
第1段
(考慮鍵槽影響)
13.6
16
60
第2段
(由唇形密封圈尺寸確定)
20(18.88)
50
第3段 由軸承尺寸確定
(軸承預選6004 B1=12)
20
23
第4段
24(23.6)
145
第5段 齒頂圓直徑
齒寬
33
38
第6段
24
10
第7段
20
23
二、軸的受力分析及計算
軸的受力模型簡化(見圖3)及受力計算
L1=92.5 L2=192.5 L3=40
三、軸承的壽命校核
鑒於調整間隙的方便,軸承均採用正裝.預設軸承壽命為3年即12480h.
校核步驟及計算結果見下表:
表7 軸承壽命校核步驟及計算結果
計算步驟及內容 計算結果
6007軸承
A端 B端
由手冊查出Cr、C0r及e、Y值 Cr=12.5kN
C0r=8.60kN
e=0.68
計算Fs=eFr(7類)、Fr/2Y(3類) FsA=1809.55 FsB=1584.66
計算比值Fa/Fr FaA /FrA>e FaB /FrB< e
確定X、Y值 XA= 1,YA = 0, XB =1 YB=0
查載荷系數fP 1.2
計算當量載荷
P=Fp(XFr+YFa) PA=981.039 PB=981.039
計算軸承壽命
9425.45h
小於
12480h
由計算結果可見軸承6007合格.
表8 中間軸結構尺寸設計
階梯軸段 設計計算依據和過程 計算結果
第1段
由軸承尺寸確定
(軸承預選6008 )
33.6
40
25
第2段
(考慮鍵槽影響)
45(44.68)
77.5
第3段
50
12.5
第4段
99
109
第5段
46
39
考慮到低速軸的載荷較大,材料選用45,熱處理調質處理,取材料系數
所以,有該軸的最小軸徑為:
考慮到該段開鍵槽的影響,軸徑增大6%,於是有:
標准化取
其他各段軸徑、長度的設計計算依據和過程見下表:
表10 低速軸結構尺寸設計
階梯軸段 設計計算依據和過程 計算結果
第1段
(考慮鍵槽影響)
(由聯軸器寬度尺寸確定)
52.49
60(55.64)
142
第2段
(由唇形密封圈尺寸確定)
64(63.84)
50
第3段
66
16
第4段 由軸承尺寸確定
(軸承預選6014C )
70
24
第5段
78
75
第6段
20
88
20
第7段
齒寬+10
80(79.8)
119
§3.3.4 各軸鍵、鍵槽的選擇及其校核
因減速器中的鍵聯結均為靜聯結,因此只需進行擠壓應力的校核.
一、 高速級鍵的選擇及校核:
帶輪處鍵:按照帶輪處的軸徑及軸長選 鍵B8X7,鍵長50,GB/T1096
聯結處的材料分別為: 45鋼(鍵) 、40Cr(軸)
二、中間級鍵的選擇及校核:
(1) 高速級大齒輪處鍵: 按照輪轂處的軸徑及軸長選 鍵B14X9GB/T1096
聯結處的材料分別為: 20Cr (輪轂) 、45鋼(鍵) 、20Cr(軸)
此時, 鍵聯結合格.
三、低速級級鍵的選擇及校核
(1)低速級大齒輪處鍵: 按照輪轂處的軸徑及軸長選 鍵B22X14,鍵長 GB/T1096
聯結處的材料分別為: 20Cr (輪轂) 、45鋼(鍵) 、45(軸)
其中鍵的強度最低,因此按其許用應力進行校核,查手冊其
該鍵聯結合格
(2)聯軸器處鍵: 按照聯軸器處的軸徑及軸長選 鍵16X10,鍵長100,GB/T1096
聯結處的材料分別為: 45鋼 (聯軸器) 、45鋼(鍵) 、45(軸)
其中鍵的強度最低,因此按其許用應力進行校核,查手冊其
該鍵聯結合格.
第四章 減速器箱體及其附件的設計
§4.1箱體結構設計
根據箱體的支撐強度和鑄造、加工工藝要求及其內部傳動零件、外部附件的空間位置確定二級齒輪減速器箱體的相關尺寸如下:(表中a=322.5)
表12 箱體結構尺寸
名稱 符號 設計依據 設計結果
箱座壁厚 δ 0.025a+3=11 11
考慮鑄造工藝,所有壁厚都不應小於8
箱蓋壁厚 δ1 0.02a+3≥8 9.45
箱座凸緣厚度 b 1.5δ 16.5
箱蓋凸緣厚度 b1 1.5δ1 14.18
箱座底凸緣厚度 b2 2.5δ 27.5
地腳螺栓直徑 df 0.036a+12 24(23.61)
地腳螺栓數目 n 時,n=6
6
軸承旁聯結螺栓直徑 d1 0.75df 18
箱蓋與箱座聯接螺栓直徑 d 2 (0.5~0.6)df 12
軸承端蓋螺釘直徑和數目 d3,n (0.4~0.5)df,n 10,6
窺視孔蓋螺釘直徑 d4 (0.3~0.4)df 8
定位銷直徑 d (0.7~0.8) d 2 9
軸承旁凸台半徑 R1 c2 16
凸台高度 h 根據位置及軸承座外徑確定,以便於扳手操作為准 34
外箱壁至軸承座端面距離 l1 c1+c2+ (5~10) 42
大齒輪頂圓距內壁距離 ∆1 >1.2δ 11
齒輪端面與內壁距離 ∆2 >δ 10
箱蓋、箱座肋厚 m1 、 m m1≈0.85δ1 =8.03 m≈0.85δ=9.35 7
軸承端蓋凸緣厚度 t (1~1.2) d3 10
軸承端蓋外徑 D2 D+(5~5.5) d3 120
軸承旁邊連接
螺栓距離
S
120
第五章 運輸、安裝和使用維護要求
1、減速器的安裝
(1)減速器輸入軸直接與原動機連接時,推薦採用彈性聯軸器;減速器輸出軸與工作機聯接時,推薦採用齒式聯軸器或其他非剛性聯軸器。聯軸器不得用錘擊裝到軸上。
(2)減速器應牢固地安裝在穩定的水平基礎上,排油槽的油應能排除,且冷卻空氣循環流暢。
(3)減速器、原動機和工作機之間必須仔細對中,其誤差不得大於所用聯軸器的許用補償量。
(4)減速器安裝好後用手轉動必須靈活,無卡死現象。
(5)安裝好的減速器在正式使用前,應進行空載,部分額定載荷間歇運轉1~3h後方可正式運轉,運轉應平穩、無沖擊、無異常振動和雜訊及滲漏油等現象,最高油溫不得超過100℃;並按標准規定檢查輪齒面接觸區位置、面積,如發現故障,應及時排除。
2、使用維護
本類型系列減速器結構簡單牢固,使用維護方便,承載能力范圍大,公稱輸入功率0.85—6660kw,公稱輸出轉矩100—410000N.m,不怕工況條件惡劣,是適用性很好,應用量大面廣的產品。可通用於礦山、冶金、運輸、建材、化工、紡織、輕工、能源等行業的機械傳動。但有以下限制條件:
1.減速器高速軸轉速不高於1000r/min;
2.減速器齒輪圓周速度不高於20m/s;
3.減速器工作環境溫度為—40~45℃,低於0℃時,啟動前潤滑油應預熱到8℃以上,高於45℃時應採取隔熱措施。
3、減速器潤滑油的更換:
(1)減速器第一次使用時,當運轉150~300h後須更換潤滑油,在以後的使用中應定期檢查油的質量。對於混入雜質或變質的油須及時更換。一般情況下,對於長期工作的減速器,每500~1000h必須換油一次。對於每天工作時間不超過8h的減速器,每1200~3000h換油一次。
(2)減速器應加入與原來牌號相同的油,不得與不同牌號的油相混用。牌號相同而粘度不同的油允許混合用。
(3)換油過程中,蝸輪應使用與運轉時相同牌號的油清洗。
(4)工作中,當發現油溫溫升超過80℃或油池溫度超過100℃及產生不正常的雜訊等現象時,應停止使用,檢查原因。如因齒面膠合等原因所致,必須排除故障,更換潤滑油後,方可繼續運轉。
減速器應定期檢修。如發現擦傷、膠合及顯著磨損,必須採用有效措施制止或予以排除。備件必須按標准製造,更新的備件必須經過跑合和負荷試驗後才能正式使用。 用戶應有合理的使用維護規章制度,對減速器的運轉情況和檢驗中發現的問題應做認真的記錄 。
小 結
轉眼兩周的時間過去了,感覺時間過得真快,忙忙碌碌終於把機械設計做出來了。我通過這次設計學到了很多東西。使我對機械設計的內容有了進一步的了解.
因為剛結束課程就搞設計,還沒有來得及復習,所以剛開始遇到好多的問題,都感覺很棘手.因為機械設計是把我們這學期所學知識全部綜合起來了,還用到了許多先前開的課程,例如金屬工藝學,材料力學,機械原理等.
首先,我們要運用知識想好用什麼結構,然後進行軸大小長短的設計,要校核,選軸承。最後還要校核低速軸,看能否用。鍵也是一件重要的零件,校核也不可避免。所有這些都用到了力學和機械設計得內容,可是我當時力學沒有學好,機械設計又沒完全掌握,做這次設計真是不容易啊!.
但通過這次機械設計學到了許多,不僅是在知識方面,重要是在觀念方面。以往我們不管做什麼都有現成的東西,而我們只要算別人現有的東西就可以了,其實那就是抄。但現在很多是自己設計,沒有約束了反而不知所措了。其次,我在這次設計中出現了許多問題,經過常老師得指點,我學到了許多課本上沒有的東西他並且給我們講了一些實際用到的經驗.收獲真是破多啊!最後就是我們大學的課程開了這么多,我們一定要把基礎打牢,為以後的綜合運用打下基礎啊.這次機械設計課程就體現了,我們現在很缺乏把自己學的東西聯系起來的能力.
最後我總結一下通過這次機械設計我學到的。實踐出真知,不假。通過設計我現在可以了解真正的設計是一個怎樣的程序啊.而且其中出現了許多錯誤,為以後工作增加經驗。雖然機設很累,但我很充實,我學到了許多知識,我增加了社會競爭力,我又多了解了機械,又進步了。總之,這次機械設計雖然很累,但是我學到了好多自己從前不知道和沒有經歷的經驗。
參 考 文 獻
1 <<機械設計>>第八版 濮良貴主編 高等教育出版社 ,2006
2 <<機械設計課程設計>>第1版 . 王昆,何小柏主編 .機械工業出版社 ,2004
3 <<機械原理>> 申永勝主編 清華大學出版社 ,1999
4 <<材料力學 >> 劉鴻文主編 高等教育出版社 ,2004
5 <<幾何公差與測量>>第五版 甘永力主編 上海科學技術出版社 ,2003
6 <<機械制圖>>