1. 收割机采用哪些传动类型各用在何部位其主要特点是什么
收割机的发展趋势是用新型材料以进一步减轻重量;采用低振动发动机和先进的减振隔振内装置并合理配置机件容,以减少振动对人体的危害;提高机械的加工和装配精度、改进吸排气系统,以减低噪声;增设各种安全保护装置,以提高作业安全性;在悬挂式割灌机上增设灌木切碎装置,简化割下灌木的清理工序。
采用硬轴传动, 主要由发动机、 传动系统、离合器、工作部件、操纵装置和侧挂皮带等组成。在传动轴的一端配置0.75~ 2千瓦的单缸二冲程风冷汽油机和离心式摩擦离合器;另一端安装由减速器和切割刀具组成的工作部件。工作部件的类型很多,常用得为圆锯片、刀片或尼龙丝。作业时,将传动轴的铝合金套管上的钩环挂在操作者肩下的背带上,握住手把,横向摆动硬轴,即可完成切割杂草、灌木等作业。机具重约6~12千克,转速约4500~5000转/分。
2. 跪求:机械设计课程设计---带式输送机传动装置设计(有多少给多少)
课程设计说明书
一.电动机的选择:
1.选择电动机的类型:
按工作要求和条件,选用三机笼型电动机,封闭式结构,电压380V,Y系列斜闭式自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。(手册P167)
选择电动机容量 :
滚筒转速:
负载功率:
KW
电动机所需的功率为:
(其中: 为电动机功率, 为负载功率, 为总效率。)
2.电动机功率选择:
折算到电动机的功率为:
3.确定电动机型号:
按指导书 表1推荐的传动比合理范围,取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围为: .取V带传动比 ,则总传动比理论范围为 ,故电动机转速的可选范围为
符合这一范围的同步转速有750,1000和1500
查手册 表 的:选定电动机类型为:
其主要性能:额定功率: ,满载转速: ,额定转速: ,质量:
二、确定传动装置的总传动比和分配传动比
1.减速器的总传动比为:
2、分配传动装置传动比:
按手册 表1,取开式圆柱齿轮传动比
因为 ,所以闭式圆锥齿轮的传动比 .
三.运动参数及动力参数计算:
1.计算各轴的转速:
I轴转速:
2.各轴的输入功率
电机轴:
I轴上齿轮的输入功率:
II轴输入功率:
III轴输入功率:
3.各轴的转矩
电动机的输出转矩:
四、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
由课本 表5.5查得:工作情况系数:
计算功率:
小带轮转速为:
由课本 图5.14可得:选用A型V带:小带轮直径
(2)确定带轮基准直径,并验算带速
小带轮直径 ,参照课本 表5.6,取 ,
由课本 表5.6,取
实际从动轮转速:
转速误差为:
满足运输带速度允许误差要求.
验算带速
在 范围内,带速合适.
(3)确定带长和中心距
由课本 式5.18得:
查课本 表5.1,得:V带高度:
得:
初步选取中心距:
由课本 式5.2得:
根据课本 表5.2选取V带的基准长度:
则实际中心距:
(4)验算小带轮包角:
据课本 式5.1得: (适用)
(5)确定带的根数:
查课本 表5.3,得: .查课本 表5.4,得:
查课本 表5.4,得: .查课本 表5.2,得:
由课本 式5.19得:
取 根.
(6)计算轴上压力
查课本 表5.1,得:
由课本 式5.20,得:单根V带合适的张紧力:
由课本 式5.21,得:作用在带轮轴上的压力为 :
2、齿轮传动的设计计算:
(1)选择齿轮材料及精度等级
初选大小齿轮的材料均为45钢,经调质处理,硬度为
由课本表取齿轮等级精度为7级,初选
(2)计算高速级齿轮
<1>查课本 表6.2得:
取 ,
由课本 图6.12取 ,由课本 表6.3,取 ,
齿数教少取 ,取 则 .
<2>接触疲劳许用应力
由课本 图6.14查得: .
由课本 表6.5,查得: ,
则应力循环次数:
查课本 图6.16可得接触疲劳的寿命系数: ,
.
<3>计算小齿轮最小直径
计算工作转矩:
由课本 表6.8,取: ,
<4>确定中心距:
为便于制造和测量,初定: .
<5>选定模数 齿数 和螺旋角
一般: ,初选: 则 .
由 得:
由课本 表6.1取标准模数: ,则:
取 ,则: .
取 , .
齿数比:
与 的要求比较,误差为1.6%,可用.是:
满足要求.
<6>计算齿轮分度圆直径
小齿轮: ;
大齿轮:
<7>齿轮宽度
圆整得大齿轮宽度: ,取小齿轮宽度: .
<8>校核齿轮弯曲疲劳强度
查课本 图6.15,得 ;
查课本 表6.5,得: ;
查课本 图6.17得:弯曲强度寿命系数: ;
由课本 表6.4,得: ,
Z较大 ,取 ,
则: ,
所以两齿轮齿根弯曲疲劳强度满足要求,此种设计合理.
〈9〉齿轮的基本参数如下表所示:
名称 符号 公式 齿1 齿2
齿数
19 112
分度圆直径
58.015 341.985
齿顶高
3 3
齿根高
3.75 3.75
齿顶圆直径
64.015 347.985
齿根圆直径
50.515 334.485
中心距
200
孔径 b
齿宽
80 75
五、轴的设计计算及校核:
1.计算轴的最小直径
查课本 表11.3,取:
轴:
轴:
轴:
取最大转矩轴进行计算,校核.
考虑有键槽,将直径增大 ,则: .
2.轴的结构设计
选材45钢,调质处理.
由课本 表11.1,查得: .
由课本 表11.4查得: , .
由课本 式10.1得:联轴器的计算转矩:
由课本 表10.1,查得: ,
按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件,查手册 表8-7,
选择弹性柱销联轴器,型号为: 型联轴器,其公称转矩为:
半联轴器 的孔径: ,故取: .
半联轴器长度 ,半联轴器与轴配合的毂孔长度为: .
(1)轴上零件的定位,固定和装配
单级减速器中可以将齿轮安排在箱体中央,相对两轴承对称分布.齿轮左面由套筒定位,右面由轴肩定位,联接以平键作为过渡配合固定,两轴承均以轴肩定位.
(2)确定轴各段直径和长度
<1> 段:为了满足半联轴器的轴向定位要求, 轴段右端需制出一轴肩,故取 段的直径 ,左端用轴端挡圈定位,查手册表按轴端去挡圈直径 ,半联轴器与轴配合的毂孔长度: ,为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上,故段的长度应比略短,取: .
<2>初步选择滚动轴承,因轴承同时受有径向力和轴向力的作用 ,故选用蛋列圆锥滚子轴承,参照工作要求并根据: .
由手册 表 选取 型轴承,尺寸: ,轴肩
故 ,左端滚动轴承采用绉件进行轴向定位,右端滚动轴承采用套筒定位.
<3>取安装齿轮处轴段 的直径: ,齿轮右端与右轴承之间采用套筒定位,已知齿轮轮毂的宽度为 ,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短与轮毂宽度,故取: ,齿轮右端采用轴肩定位,轴肩高度 ,取 ,则轴环处的直径: ,轴环宽度: ,取 , ,即轴肩处轴径小于轴承内圈外径,便于拆卸轴承.
<4>轴承端盖的总宽度为: ,取: .
<5>取齿轮距箱体内壁距离为: .
, .
至此,已初步确定了轴的各段直径和长度.
(3)轴上零件的周向定位
齿轮,半联轴器与轴的周向定位均采用平键联接
按 查手册 表4-1,得:平键截面 ,键槽用键槽铣刀加工,长为: .
为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性,故选择齿轮轮毂与轴的配合为; ,半联轴器与轴的联接,选用平键为: ,半联轴器与轴的配合为: .
滚动轴承与轴的周向定位是借过渡配合来保证的,此处选轴的直径尺寸公差为: .
(4)确定轴上圆角和倒角尺寸,
参照课本 表11.2,取轴端倒角为: ,各轴肩处圆角半径: 段左端取 ,其余取 , 处轴肩定位轴承,轴承圆角半径应大于过渡圆角半径,由手册 ,故取 段为 .
(5)求轴上的载荷
在确定轴承的支点位置时,查手册 表6-7,轴承 型,取 因此,作为简支梁的轴的支撑跨距 ,据轴的计算简图作出轴的弯矩图,扭矩图和计算弯矩图,可看出截面处计算弯矩最大 ,是轴的危险截面.
(6)按弯扭合成应力校核轴的强度.
<1>作用在齿轮上的力
因已知低速级大齿轮的分度圆直径为: ,
得: , , .
<2>求作用于轴上的支反力
水平面内支反力:
垂直面内支反力:
<3>作出弯矩图
分别计算水平面和垂直面内各力产生的弯矩.
计算总弯矩:
<4>作出扭矩图: .
<5>作出计算弯矩图: ,
.
<6>校核轴的强度
对轴上承受最大计算弯矩的截面的强度进行校核.
由课本 式11.4,得: ,
由课本 表11.5,得: ,
由手册 表4-1,取 ,计算得: ,
得: 故安全.
(7)精确校核轴的疲劳强度
校核该轴截面 左右两侧.
<1>截面 右侧:由课本 表11.5,得:
抗弯截面模量: ,
抗扭截面模量: ,
截面 右侧的弯矩: ,
截面 世上的扭矩为: ,
截面上的弯曲应力: ,
街面上行的扭转切应力: .
截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数 及 ,
由课本 图1.15,查得:
得:
由课本 图1.16,查得:材料的敏性系数为:
故有效应力集中系数为:
由课本 图1.17,取:尺寸系数 ;扭转尺寸系数: .
按磨削加工,
由课本 图1.19,取表面状态系数: .
轴未经表面强化处理,即: .
计算综合系数值为:
.
由课本第一章取材料特性系数: .
计算安全系数 :
由课本 式,得: ,
.
由课本 表11.6,取疲劳强度的许用安全系数: .
,故可知其安全.
<2>截面 左侧
抗弯截面模量为: .
抗扭截面模量为: .
弯矩及弯曲应力为: ,
扭矩及扭转切应力为: ,
过盈配合处的 值: ,由 ,得: .
轴按磨削加工,由课本 图1.19,取表面状态系数为: .
故得综合系数为: ,
.
所以在截面 右侧的安全系数为: ,
.
.
故该轴在截面右侧的强度也是足够的.
3. 确定输入轴的各段直径和长度
六. 轴承的选择及计算
1.轴承的选择:
轴承1:单列圆锥滚子轴承30211(GB/T 297-1994)
轴承2:单列圆锥滚子轴承30207(GB/T 297-1994)
2.校核轴承:
圆锥滚子轴承30211,查手册:
由课本 表8.6,取
由课本 表8.5,查得:单列圆锥滚子轴承 时的 值为: .
由课本 表8.7,得:轴承的派生轴向力: , .
因 ,故1为松边,
作用在轴承上的总的轴向力为: .
查手册 表6-7,得:30211型 , .
由课本 表8.5,查得: ,
,得: .
计算当量动载荷: ,
.
计算轴承寿命,由课本 式8.2,得: 取: .
则: .
七.键的选择和计算
1.输入轴:键 , , 型.
2.大齿轮:键 , , 型.
3.输出轴:键 , , 型.
查课本 表3.1, ,式3.1得强度条件: .
校核键1: ;
键2: ;
键3: .
所有键均符合要求.
八.联轴器的选择
选择 轴与电动机联轴器为弹性柱销联轴器
型号为: 型联轴器:
公称转矩: 许用转速: 质量: .
选择 轴与 轴联轴器为弹性柱销联轴器
型号为: 型联轴器:
公称转矩: 许用转速: 质量: .
九.减数器的润滑方式和密封类型的选择
1、 减数器的润滑方式:飞溅润滑方式
2、 选择润滑油:工业闭式齿轮油(GB5903-95)中的一种。
3、 密封类型的选择:密封件:毡圈1 30 JB/ZQ4606-86
毡圈2 40 JB/ZQ4606-86
十.设计小节
对一级减速器的独立设计计算及作图,让我们融会贯通了机械专业的各项知识,更为系统地认识了机械设计的全过程,增强了我们对机械行业的深入了解,同时也让我们及时了解到自己的不足,在今后的学习中会更努力地探究.
十一.参考资料
1.“课本”:机械设计/杨明忠 朱家诚主编 编号 ISBN 7-5629-1725-6 武汉理工大学出版社 2004年6月第2次印刷.
2.“手册”:机械设计课程设计手册/吴宗泽,罗圣国主编 编号ISBN7-04-019303-5 北京高等教育出版社 2006年11月第3次印刷.
3“指导书”:机械设计课程设计指导书/龚桂义,罗圣国主编 编号ISBN 7-04-002728-3 北京高等教育出版社 2006年11月第24次印刷.
3. 卷扬机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器
圆柱齿轮减速机,是一种动力传达机构,其利用齿轮的速度转换器,将电机的回转数减速到所要的回转数,并得到较大转矩的装置。圆柱齿轮减速机是一种相对精密的机械,使用它的目的是降低转速,增加转矩。
圆柱齿轮减速机的齿轮采用渗碳、淬火、磨齿加工,承载能力高、噪声低;主要用于带式输送机及各种运输机械,也可用于其它通用机械的传动机构中。它具有承载能力高、寿命长、体积小、效率高、重量轻等优点,用于输入轴与输出轴呈垂直方向布置的传动装置中。
ZQD型圆柱齿轮减速机
ZQD型减速机是在尽量不改变ZQ型减速机的输入输出轴的位置和安装尺寸的前提下,增加一高速级称为三级传动,增加的高速级在上方。
ZQD型大传动比圆柱齿轮减速机共有ZQD350+100、ZQD400+100、ZQD650+150、ZQD850+250和ZQD1000+250六种规格。
ZQA型圆柱齿轮减速机
ZQA型减速机是在ZQ型减速机的基础上改进设计的,为提高齿轮承载能力,又便于替代ZA型减速机,在外形、轴端和安装尺寸不变的情况下,改变齿轮齿轴材质,齿轮轴为42CrMo,大齿轮为ZG35CrMo,调质硬度齿轮轴为291~323HB,大齿轮为255~286HB。ZQA型减速机主要用于起重、矿山、通用化工、纺织、轻工等行业。
ZSC型圆柱齿轮减速机
ZSC减速机在吸取了国内、国外同类产品的设计、制造经验的基础上,经过完善优化而形成的系列产品,广泛适用于冶金、机械、石油、化工、建筑、轻纺、轻工等行业。
ZQA型圆柱齿轮减速机的性能特点:
(1)齿轮均采用优质合金钢经渗碳、淬火而成,齿面硬度达54-62HRC。
(2)中心距,公称传动比等主要参数均经优化设计,主要零、部件互换性好。
(3)一般采用油池润滑,自然冷却,当热功率不能满足时,可采用循环油润滑或风扇.冷却盘管冷却。
(4)体积小、重量轻、精度高、承载能力大、效率高,寿命长,可靠性高、传动平稳、噪声低。[1]
我们在生活中经常出现减速机出现机器故障的问题,当机器出现问题时,一定会很影响工作的进度,甚至带来很多不必要的损害,那么如果减速机出现问题了,怎么对ZQD型圆柱齿轮减速机进行维修呢?我们先要对减速机进行维修前的检查工作,再进行具体的拆机工作,一起来看看。
检修前的准备工作:
(一)现场检查准备。检修现场执行定置管理,开工前,完成检修现场的布置,检查安全措施必须全部落实,工作票已经办理完成,具备开丁条件。
(二)备件及T器具准备。开T前,对检修中用到的材料、备件进行一次全面的检查、核对,保证完好可用;对使用的检修工器具进行全面外观检查和实验,电缆盘、电动工器具、起重工器具均在检验周期内,且外观检查合格。检验合格后,将其全部运至检修现场指定位置。
(三)工前交底。工作负责人向丁作班人员交代安全注意事项、检修质量要求、T作进度,进入T作现场检修工作开始。
(四)检修指导文件准备。检修指导文件是指完成检修工作的步骤、工艺要求及验收质量标准,检修现场必须严格执行该文件,并履行相关验收手续。主要包括检修文件包、检修.[艺、消缺T艺卡等。这些文件必须开丁前完成编制、审批,并组织检修人员学习讨论。
(五)要圆满完成一项大型检修工作,必须做好“七分准备,i分干”,工前准备至关重要,主要包括检修指导文件准备、备件及工器具准备、现场检查准备、工前交底等。
4. 第三代篦冷机工作原理及结构组成
TC篦冷机的基本构造和工作原理混;
TC型篦冷机的天津水泥工业设计研究院(TCDRI)90年代开发的第三代篦冷机,如图所示,TC篦冷机由上壳体、下壳体、篦床、篦床传动装置、篦床支承装置、熟料破碎机、漏料拉链机、自动润滑装置及冷却风机组等组成。
热熟料从窑口卸落到篦床上,在往复推动的篦板推送下,沿篦床全长分布开,形成一定厚度的料床,冷却风从料床下方向上吹入料层内,渗透扩散,对热熟料进行冷却。冷却熟产后的冷却风成为热风,热端高温热风作为燃烧空气入窑及分解炉(预分解窑系统),部分热风还可作烘干之用。热风利用可达到热回收,从而降低系统热耗的目的;多余的热风将经过收尘处理后排入大气。冷却后的小块熟料经过栅筛落入篦冷机后的输送机中;大块熟料则经过破碎、再冷却后汇入输送机中;细粒熟料及粉尘通过篦床的篦缝及篦孔漏下进入集料斗,当斗中料位达到一定高度时,由料位传感系统控制的锁风阀门自动打开,漏下的细料便进入机下的漏料拉链机中而被输送走。当斗中残存的细料尚能封住锁风阀门时,阀板即已关闭而保证不会漏风。
对现代篦冷机的性能要求是高冷却效率、高热回收率和高运转率。为实现上述的高性能,篦床的设计是关键。TC篦冷机的篦床分为如下三部分:
(1)高温区:即熟料淬冷区和热回收区,在该区域采用TC型“充气梁”装置,其中前端五排采用“固定式充气梁”,倾斜15°;后续四排为“活动式充气梁”,倾斜3°。高温区采用TC型“充气梁”装置是TC篦冷机达到高冷却效率、高热回收率和高运转率的根本保证。应该强调在最高温区采用“固定式充气梁”装置最大优点是大大降低了热端篦床的机械故障率,这就充分保证篦冷机的运转率。由于正对窑下料口区域的篦床采用“固定式充气梁”装置,热熟料易于堆积,虽可调节冷却风量来对积料厚度加以控制,但为防“雪人”和大块熟料球的堆积,在端部壳体上加装了一组空气炮,按实际需要间断地“开炮”,适时清理过多的积料,以保证稳定安全的操作。
(2)中温区:采用低漏料篦板,该篦板有集料槽和缝隙式通风口,因冷却风速较高而具有较高的篦板通风阻力,因而具有降低料层阻力不均匀影响的良好作用,有利于熟料的进一步冷却和热回收。
(3)低温区,即后续冷却区。经过前端TC篦板区和低漏料篦板区的冷却,熟料已显著降温,故该区仍采用通常的Fuller篦板,这足以实现对该机性能的要求
5. 课程设计——链式输送机传动装置减速机
.为什么要加机油呢?
答:机油,机械油,就是润滑油,作用:1,在齿轮啮合部位形成油膜,使啮合的齿轮并没有直接接触,由于理论2齿轮的啮合于一点,但是,实际中,加工误差等因素,使2啮合的齿轮在啮合的瞬间有个滑动量,如果没有油膜隔离,使金属之间直接接触,会产生严重的磨损,产生磨损,就产生大量的热量,传动效率降低,生成的热量会使齿轮产生胶合,点蚀等,致使齿轮失效,,,通过加润滑油,在齿轮上产生油膜,阻碍齿轮直接接触,同时润滑油可以带走齿轮啮合时产生的热量,有冷却的作用,也会冲掉齿轮啮合产生的磨损铁屑,起到清洁作用,大概就是这些,详细的你可以网络查一下,但这些应该足够了,呵呵。
2.减速机原理,主要是通过齿轮啮合达到降低转速,提高输出扭矩的,当然有特别的有行星减速机,摆线减速机,三环减速机等,你可以网络搜索一下,很多信息,,,,至于无极调速机,是在减速机内集成一个无极调速的装置,主要是摩擦盘式的,通过调整两部分摩擦盘接触面积达到调整输出速度的
3.加油口一般在减速机的最高处,有的是透气栓兼做加油口的,就是拧掉透气栓后的口用来加油的,减速箱的加油口一般是观察窗,别的小的减速电机的加油口有用螺塞的,拧掉螺塞后的孔用来加油
6. 坦克典型的机械传动装置有哪些结构
坦克典型的机械传动装置是由传动箱或称增速箱,主离合器,变速箱,冷却系的风专扇联动装置,左、右行星转向属机,制动器和侧减速器组成。
传动箱:用来将发动机的动力传给主离合器,并增高转速,以减少主离合器、变速箱和行星转向机所承受的扭矩;用电动机起动发动机时,通过传动箱可增大起动力矩,使发动机容易起动。
主离合器:它位于传动箱和变速箱之间。它是靠弹簧压紧主、被动摩擦片,通过主、被动摩擦片的摩擦力来传递动力。
当操纵分离机构时,压缩弹簧,使主、被动摩擦片分离,传动箱的动力便不能传到变速箱中去。
7. 减速机的组成,安装程序
减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮-蜗杆传动所组成的独立部专件,常用作原动件属与工作机之间的减速传动装置 。在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用,在现代机械中应用极为广泛
8. 收割机采用哪些传动类型各用在何处其主要特点各是什么
收割机的发展趋势是用新型材料以进一步减轻重量;采用低振动发动机和先进的专减振隔振装置并合理配置属机件,以减少振动对人体的危害;提高机械的加工和装配精度、改进吸排气系统,以减低噪声;增设各种安全保护装置,以提高作业安全性;在悬挂式割灌机上增设灌木切碎装置,简化割下灌木的清理工序。
采用硬轴传动, 主要由发动机、 传动系统、离合器、工作部件、操纵装置和侧挂皮带等组成。在传动轴的一端配置0.75~ 2千瓦的单缸二冲程风冷汽油机和离心式摩擦离合器;另一端安装由减速器和切割刀具组成的工作部件。工作部件的类型很多,常用得为圆锯片、刀片或尼龙丝。作业时,将传动轴的铝合金套管上的钩环挂在操作者肩下的背带上,握住手把,横向摆动硬轴,即可完成切割杂草、灌木等作业。机具重约6~12千克,转速约4500~5000转/分。
9. 急求带式输送机传动装置中的二级圆柱齿轮减速器毕业设计
前 言
机械设计综合课程设计在机械工程学科中占有重要地位,它是理论应用于实际的重要实践环节。本课程设计培养了我们机械设计中的总体设计能力,将机械设计系列课程设计中所学的有关机构原理方案设计、运动和动力学分析、机械零部件设计理论、方法、结构及工艺设计等内容有机地结合进行综合设计实践训练,使课程设计与机械设计实际的联系更为紧密。此外,它还培养了我们机械系统创新设计的能力,增强了机械构思设计和创新设计。
本课程设计的设计任务是展开式二级圆柱齿轮减速器的设计。减速器是一种将由电动机输出的高转速降至要求的转速比较典型的机械装置,可以广泛地应用于矿山、冶金、石油、化工、起重运输、纺织印染、制药、造船、机械、环保及食品轻工等领域。
本次设计综合运用机械设计及其他先修课的知识,进行机械设计训练,使已学知识得以巩固、加深和扩展;学习和掌握通用机械零件、部件、机械传动及一般机械的基本设计方法和步骤,培养学生工程设计能力和分析问题,解决问题的能力;提高我们在计算、制图、运用设计资料(手册、 图册)进行经验估算及考虑技术决策等机械设计方面的基本技能,同时给了我们练习电脑绘图的机会。
最后借此机会,对本次课程设计的各位指导老师以及参与校对、帮助的同学表示衷心的感谢。
由于缺乏经验、水平有限,设计中难免有不妥之处,恳请各位老师及同学提出宝贵意见。
带式输送机概论
带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输燃料的机械。应用它可以将物料在一定的输送线上,从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送,也可以进行成件物品的输送。除进行纯粹的物料输送外,还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合,形成有节奏的流水作业运输线。所以带式输送机广泛应用于现代化的各种工业企业中。在矿山的井下巷道、矿井地面运输系统、露天采矿场及选矿厂中,广泛应用带式输送机。它用于水平运输或倾斜运输。使用非常方便。
输送机发展历史
中国古代的高转筒车和提水的翻车,是现代斗式提升机和刮板输送机的雏形;17世纪中,开始应用架
空索道输送散状物料;19世纪中叶,各种现代结构的输送机相继出现。
1868年,在英国出现了带式输送机;1887年,在美国出现了螺旋输送机;1905年,在瑞士出现了钢带式输送机;1906年,在英国和德国出现了惯性输送机。此后,输送机受到机械制造、电机、化工和冶金工业技术进步的影响,不断完善,逐步由完成车间内部的输送,发展到完成在企业内部、企业之间甚至城市之间的物料搬运,成为材料搬运系统机械化和自动化不可缺少的组成部分。
输送机的特点
带式输送机是煤矿最理想的高效连续运输设备,与其他运输设备(如机车类)相比具有输送距离长、运量大、连续输送等优点,而且运行可靠,易于实现自动化和集中化控制,尤其对高产高效矿井,带式输送机已成为煤炭开采机电一体化技术与装备的关键设备。
带式输送机主要特点是机身可以很方便的伸缩,设有储带仓,机尾可随采煤工作面的推进伸长或缩短,结构紧凑,可不设基础,直接在巷道底板上铺设,机架轻巧,拆装十分方便。当输送能力和运距较大时,可配中间驱动装置来满足要求。根据输送工艺的要求,可以单机输送,也可多机组合成水平或倾斜的运输系统来输送物料。
带式输送机广泛地应用在冶金、煤炭、交通、水电、化工等部门,是因为它具有输送量大、结构简单、维修方便、成本低、通用性强等优点。
带式输送机还应用于建材、电力、轻工、粮食、港口、船舶等部门。
一、 设计任务书
设计一用于带式运输机上同轴式二级圆柱齿轮减速器
1. 总体布置简图
2. 工作情况
工作平稳、单向运转
3. 原始数据
运输机卷筒扭矩(N•m) 运输带速度(m/s) 卷筒直径(mm) 使用年限(年) 工作制度(班/日)
350 0.85 380 10 1
4. 设计内容
(1) 电动机的选择与参数计算
(2) 斜齿轮传动设计计算
(3) 轴的设计
(4) 滚动轴承的选择
(5) 键和联轴器的选择与校核
(6) 装配图、零件图的绘制
(7) 设计计算说明书的编写
5. 设计任务
(1) 减速器总装配图1张(0号或1号图纸)
(2) 齿轮、轴、轴承零件图各1张(2号或3号图纸)
(3) 设计计算说明书一份
二、 传动方案的拟定及说明
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,可由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw:
三. 电动机的选择
1. 电动机类型选:Y行三相异步电动机
2. 电动机容量
(1) 卷筒轴的输出功率
(2) 电动机的输出功率
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《机械设计课程设计》(以下未作说明皆为此书中查得)表2-4查得:V带传动 ;滚动轴承 ;圆柱齿轮传动 ;弹性联轴器 ;卷筒轴滑动轴承 ,则
故
(3) 电动机额定功率
由第二十章表20-1选取电动机额定功率
由表2-1查得V带传动常用传动比范围 ,由表2-2查得两级展开式圆柱齿轮减速器传动比范围 ,则电动机转速可选范围为
可选符合这一范围的同步转速的电动3000 。
根据电动机所需容量和转速,由有关手册查出只有一种使用的电动机型号,此种传动比方案如下表:
电动机型号 额定功率
电动机转速
传动装置传动比
Y100L-2 3 同步 满载 总传动比 V带 减速器
3000 2880 62.06 2
三、 计算传动装置总传动比和分配各级传动比
1. 传动装置总传动比
2. 分配各级传动比
取V带传动的传动比 ,则两级圆柱齿轮减速器的传动比为
按展开式布置考虑润滑条件,为使两级大齿轮直径相近由图12展开式曲线的
则i
所得 符合一般圆柱齿轮传动和两级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。
四、计算传动装置的运动和动力参数:
按电动机轴至工作机运动传递路线推算,得到各轴的运动和动力参数
1.各轴转速:
2.各轴输入功率:
Ⅰ~Ⅲ轴的输出功率分别为输入功率乘轴承效率0.99,卷筒轴输出功率则为输入功率乘卷筒的传动效率0.96,计算结果见下表。
3. 各轴输入转矩:
Ⅰ~Ⅲ轴的输出转矩分别为输入转矩乘轴承效率0.99,卷筒轴输出转矩则为输入转矩乘卷筒的传动效率0.96,计算结果见下表。
综上,传动装置的运动和动力参数计算结果整理于下表:
轴名 功率
转矩
转速
传动比
效率
输入 输出 输入 输出
电机轴 2.3 7.63 2880 2
0.96
I轴 2.21 14.65 1440
7.13
0.95
II轴 2.1 99.29 201. 96
4.35 0.95
III轴
2.0 410.58 46.43
1.00 0.98
卷筒轴 1.94 398.34
第三章 主要零部件的设计计算
§3.1 展开式二级圆柱齿轮减速器齿轮传动设计
§3.1.1 高速级齿轮传动设计
1. 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数
1)按以上的传动方案,选用直齿圆柱齿轮传动。
2)运输机为一般工作,速度不高,故选用8级精度(GB 10095-88)。
3) 材料选择。考虑到制造的方便及小齿轮容易磨损并兼顾到经济性,两级圆柱齿轮的大、小齿轮材料均用45钢,大齿轮为正火处理,小齿轮热处理均为调质处理且大、小齿轮的齿面硬度分别为260HBS,215HBS。
4)选小齿轮的齿数 ,大齿轮的齿数为 。
2. 按齿面接触强度设计
由设计公式进行试算,即
(1) 确定公式内的各计算数值
1) 试选载荷系数
2) 由以上计算得小齿轮的转矩:
3) 查6-12(机械设计基础)表选取齿宽系数 ,查图6-37(机械设计基础)按齿面硬度的小齿轮的接触疲劳强度极限 ;大齿轮的接触疲劳强度极限 。
计算接触疲劳许用应力,取失效概率为1%,安全系数S=1
4)计算应力循环次数
5) 按接触疲劳寿命系数
(2) 计算:
1) 带入 中较小的值,求得小齿轮分度圆直径 的最小值为
3) 计算齿宽: 取 ,
4) 计算分度圆直径与模数、中心距:
模数: 取第一系列标准值m=1.5
分度圆直径:
中心距:
5) 校核弯曲疲劳强度:
符合齿形因数 由图6-40得 =4.35, =3.98
弯曲疲劳需用应力:
1) 查图6-41得弯曲疲劳强度极限 : ;
2) 查图6-42取弯曲疲劳寿命系数
3) 计算弯曲疲劳许用应力.
取弯曲疲劳安全系数S=1,得
4) 校核计算:
<
<
故弯曲疲劳强度足够
确定齿轮传动精度:
圆周速度:
对照表6-9(机械设计基础)根据一般通用机械精度等级范围为6~8级可知,齿轮精度等级应选8级
§3.1.2 低速级齿轮传动设计
1. 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数
1)按以上的传动方案,选用直齿圆柱齿轮传动。
2)运输机为一般工作,速度不高,故选用8级精度(GB 10095-88)。
3) 材料选择。考虑到制造的方便及小齿轮容易磨损并兼顾到经济性,两级圆柱齿轮的大、小齿轮材料均用45钢,热处理均为正火调质处理且大、小齿轮的齿面硬度分别为200HBS,250HBS,二者材料硬度差为40HBS。
4)选小齿轮的齿数 ,大齿轮的齿数为 ,取 。
2. 按齿面接触强度设计
由设计公式进行试算,即
2) 确定公式内的各计算数值
1) 试选载荷系数
2) 由以上计算得小齿轮的转矩
3) 查表及其图选取齿宽系数 ,由图6-37按齿面硬度的小齿轮的接触疲劳强度极限 ;大齿轮的接触疲劳强度极限 。
4) 计算接触疲劳许用应力,取失效概率为1%,安全系数S=1
5) 查图6-42取弯曲疲劳寿命系数
按接触疲劳寿命系数
模数: 由表6-2取第一系列标准模数
分度圆直径:
中心距:
齿宽:
校核弯曲疲劳强度:
复合齿形因数 由图6-40得
6)计算接触疲劳许用应力,取失效概率为1%,安全系数S=1
得
校核计算: <
<
故弯曲疲劳强度足够
确定齿轮传动精度:
圆周速度:
对照表6-9(机械设计基础)根据一般通用机械精度等级范围为6~8级可知,齿轮精度等级应选8级
对各个轴齿轮相关计算尺寸
表6-3高速轴齿轮各个参数计算列表
名称 代号 计算公式
齿数 Z
模数
压力角
齿高系数
顶隙系数
齿距 P
齿槽宽 e
齿厚 s
齿顶高
齿根高
齿高 h
分度圆直径 d
基圆直径
齿顶圆直径
齿根圆直径
中心距
表6-3低速轴齿轮各个参数计算列表
名称 代号 计算公式
齿数 Z
模数
压力角
齿高系数
顶隙系数
齿距 P
齿槽宽 e
齿厚 s
齿顶高
齿根高
齿高 h
分度圆直径 d
基圆直径
齿顶圆直径
齿根圆直径
中心距
V带的设计
1)计算功率
2)选择带型
据 和 =2880由图10-12<械设计基础>选取z型带
3)确定带轮基准直径
由表10-9确定 <械设计基础>
1) 验算带速
因为 故符合要求
2) 验算带长
初定中心距
由表10-6选取相近
3) 确定中心距
4) 验算小带轮包角
故符合要求
5) 单根V带传递额定功率
据 和 查图10-9得
8) 时单根V带的额定功率增量:据带型及 查表10-2<械设计基础>得
10)确定带根数
查表10-3 查表10-4 <械设计基础>
11) 单根V带的初拉力
查表10-5
12)用的轴上的力
13带轮的结构和尺寸
以小带轮为例确定其结构和尺寸,由图10-11<械设计基础>带轮宽
§3.3 轴系结构设计
§3.3.1 高速轴的轴系结构设计
一、轴的结构尺寸设计
根据结构及使用要求,把该轴设计成阶梯轴且为齿轮轴,共分七段,其中第5段为齿轮,如图2所示:
图2
由于结构及工作需要将该轴定为齿轮轴,因此其材料须与齿轮材料相同,均为合金钢,热处理为调制处理, 材料系数C为118。
所以,有该轴的最小轴径为:
考虑到该段开键槽的影响,轴径增大6%,于是有:
标准化取
其他各段轴径、长度的设计计算依据和过程见下表:
表6 高速轴结构尺寸设计
阶梯轴段 设计计算依据和过程 计算结果
第1段
(考虑键槽影响)
13.6
16
60
第2段
(由唇形密封圈尺寸确定)
20(18.88)
50
第3段 由轴承尺寸确定
(轴承预选6004 B1=12)
20
23
第4段
24(23.6)
145
第5段 齿顶圆直径
齿宽
33
38
第6段
24
10
第7段
20
23
二、轴的受力分析及计算
轴的受力模型简化(见图3)及受力计算
L1=92.5 L2=192.5 L3=40
三、轴承的寿命校核
鉴于调整间隙的方便,轴承均采用正装.预设轴承寿命为3年即12480h.
校核步骤及计算结果见下表:
表7 轴承寿命校核步骤及计算结果
计算步骤及内容 计算结果
6007轴承
A端 B端
由手册查出Cr、C0r及e、Y值 Cr=12.5kN
C0r=8.60kN
e=0.68
计算Fs=eFr(7类)、Fr/2Y(3类) FsA=1809.55 FsB=1584.66
计算比值Fa/Fr FaA /FrA>e FaB /FrB< e
确定X、Y值 XA= 1,YA = 0, XB =1 YB=0
查载荷系数fP 1.2
计算当量载荷
P=Fp(XFr+YFa) PA=981.039 PB=981.039
计算轴承寿命
9425.45h
小于
12480h
由计算结果可见轴承6007合格.
表8 中间轴结构尺寸设计
阶梯轴段 设计计算依据和过程 计算结果
第1段
由轴承尺寸确定
(轴承预选6008 )
33.6
40
25
第2段
(考虑键槽影响)
45(44.68)
77.5
第3段
50
12.5
第4段
99
109
第5段
46
39
考虑到低速轴的载荷较大,材料选用45,热处理调质处理,取材料系数
所以,有该轴的最小轴径为:
考虑到该段开键槽的影响,轴径增大6%,于是有:
标准化取
其他各段轴径、长度的设计计算依据和过程见下表:
表10 低速轴结构尺寸设计
阶梯轴段 设计计算依据和过程 计算结果
第1段
(考虑键槽影响)
(由联轴器宽度尺寸确定)
52.49
60(55.64)
142
第2段
(由唇形密封圈尺寸确定)
64(63.84)
50
第3段
66
16
第4段 由轴承尺寸确定
(轴承预选6014C )
70
24
第5段
78
75
第6段
20
88
20
第7段
齿宽+10
80(79.8)
119
§3.3.4 各轴键、键槽的选择及其校核
因减速器中的键联结均为静联结,因此只需进行挤压应力的校核.
一、 高速级键的选择及校核:
带轮处键:按照带轮处的轴径及轴长选 键B8X7,键长50,GB/T1096
联结处的材料分别为: 45钢(键) 、40Cr(轴)
二、中间级键的选择及校核:
(1) 高速级大齿轮处键: 按照轮毂处的轴径及轴长选 键B14X9GB/T1096
联结处的材料分别为: 20Cr (轮毂) 、45钢(键) 、20Cr(轴)
此时, 键联结合格.
三、低速级级键的选择及校核
(1)低速级大齿轮处键: 按照轮毂处的轴径及轴长选 键B22X14,键长 GB/T1096
联结处的材料分别为: 20Cr (轮毂) 、45钢(键) 、45(轴)
其中键的强度最低,因此按其许用应力进行校核,查手册其
该键联结合格
(2)联轴器处键: 按照联轴器处的轴径及轴长选 键16X10,键长100,GB/T1096
联结处的材料分别为: 45钢 (联轴器) 、45钢(键) 、45(轴)
其中键的强度最低,因此按其许用应力进行校核,查手册其
该键联结合格.
第四章 减速器箱体及其附件的设计
§4.1箱体结构设计
根据箱体的支撑强度和铸造、加工工艺要求及其内部传动零件、外部附件的空间位置确定二级齿轮减速器箱体的相关尺寸如下:(表中a=322.5)
表12 箱体结构尺寸
名称 符号 设计依据 设计结果
箱座壁厚 δ 0.025a+3=11 11
考虑铸造工艺,所有壁厚都不应小于8
箱盖壁厚 δ1 0.02a+3≥8 9.45
箱座凸缘厚度 b 1.5δ 16.5
箱盖凸缘厚度 b1 1.5δ1 14.18
箱座底凸缘厚度 b2 2.5δ 27.5
地脚螺栓直径 df 0.036a+12 24(23.61)
地脚螺栓数目 n 时,n=6
6
轴承旁联结螺栓直径 d1 0.75df 18
箱盖与箱座联接螺栓直径 d 2 (0.5~0.6)df 12
轴承端盖螺钉直径和数目 d3,n (0.4~0.5)df,n 10,6
窥视孔盖螺钉直径 d4 (0.3~0.4)df 8
定位销直径 d (0.7~0.8) d 2 9
轴承旁凸台半径 R1 c2 16
凸台高度 h 根据位置及轴承座外径确定,以便于扳手操作为准 34
外箱壁至轴承座端面距离 l1 c1+c2+ (5~10) 42
大齿轮顶圆距内壁距离 ∆1 >1.2δ 11
齿轮端面与内壁距离 ∆2 >δ 10
箱盖、箱座肋厚 m1 、 m m1≈0.85δ1 =8.03 m≈0.85δ=9.35 7
轴承端盖凸缘厚度 t (1~1.2) d3 10
轴承端盖外径 D2 D+(5~5.5) d3 120
轴承旁边连接
螺栓距离
S
120
第五章 运输、安装和使用维护要求
1、减速器的安装
(1)减速器输入轴直接与原动机连接时,推荐采用弹性联轴器;减速器输出轴与工作机联接时,推荐采用齿式联轴器或其他非刚性联轴器。联轴器不得用锤击装到轴上。
(2)减速器应牢固地安装在稳定的水平基础上,排油槽的油应能排除,且冷却空气循环流畅。
(3)减速器、原动机和工作机之间必须仔细对中,其误差不得大于所用联轴器的许用补偿量。
(4)减速器安装好后用手转动必须灵活,无卡死现象。
(5)安装好的减速器在正式使用前,应进行空载,部分额定载荷间歇运转1~3h后方可正式运转,运转应平稳、无冲击、无异常振动和噪声及渗漏油等现象,最高油温不得超过100℃;并按标准规定检查轮齿面接触区位置、面积,如发现故障,应及时排除。
2、使用维护
本类型系列减速器结构简单牢固,使用维护方便,承载能力范围大,公称输入功率0.85—6660kw,公称输出转矩100—410000N.m,不怕工况条件恶劣,是适用性很好,应用量大面广的产品。可通用于矿山、冶金、运输、建材、化工、纺织、轻工、能源等行业的机械传动。但有以下限制条件:
1.减速器高速轴转速不高于1000r/min;
2.减速器齿轮圆周速度不高于20m/s;
3.减速器工作环境温度为—40~45℃,低于0℃时,启动前润滑油应预热到8℃以上,高于45℃时应采取隔热措施。
3、减速器润滑油的更换:
(1)减速器第一次使用时,当运转150~300h后须更换润滑油,在以后的使用中应定期检查油的质量。对于混入杂质或变质的油须及时更换。一般情况下,对于长期工作的减速器,每500~1000h必须换油一次。对于每天工作时间不超过8h的减速器,每1200~3000h换油一次。
(2)减速器应加入与原来牌号相同的油,不得与不同牌号的油相混用。牌号相同而粘度不同的油允许混合用。
(3)换油过程中,蜗轮应使用与运转时相同牌号的油清洗。
(4)工作中,当发现油温温升超过80℃或油池温度超过100℃及产生不正常的噪声等现象时,应停止使用,检查原因。如因齿面胶合等原因所致,必须排除故障,更换润滑油后,方可继续运转。
减速器应定期检修。如发现擦伤、胶合及显著磨损,必须采用有效措施制止或予以排除。备件必须按标准制造,更新的备件必须经过跑合和负荷试验后才能正式使用。 用户应有合理的使用维护规章制度,对减速器的运转情况和检验中发现的问题应做认真的记录 。
小 结
转眼两周的时间过去了,感觉时间过得真快,忙忙碌碌终于把机械设计做出来了。我通过这次设计学到了很多东西。使我对机械设计的内容有了进一步的了解.
因为刚结束课程就搞设计,还没有来得及复习,所以刚开始遇到好多的问题,都感觉很棘手.因为机械设计是把我们这学期所学知识全部综合起来了,还用到了许多先前开的课程,例如金属工艺学,材料力学,机械原理等.
首先,我们要运用知识想好用什么结构,然后进行轴大小长短的设计,要校核,选轴承。最后还要校核低速轴,看能否用。键也是一件重要的零件,校核也不可避免。所有这些都用到了力学和机械设计得内容,可是我当时力学没有学好,机械设计又没完全掌握,做这次设计真是不容易啊!.
但通过这次机械设计学到了许多,不仅是在知识方面,重要是在观念方面。以往我们不管做什么都有现成的东西,而我们只要算别人现有的东西就可以了,其实那就是抄。但现在很多是自己设计,没有约束了反而不知所措了。其次,我在这次设计中出现了许多问题,经过常老师得指点,我学到了许多课本上没有的东西他并且给我们讲了一些实际用到的经验.收获真是破多啊!最后就是我们大学的课程开了这么多,我们一定要把基础打牢,为以后的综合运用打下基础啊.这次机械设计课程就体现了,我们现在很缺乏把自己学的东西联系起来的能力.
最后我总结一下通过这次机械设计我学到的。实践出真知,不假。通过设计我现在可以了解真正的设计是一个怎样的程序啊.而且其中出现了许多错误,为以后工作增加经验。虽然机设很累,但我很充实,我学到了许多知识,我增加了社会竞争力,我又多了解了机械,又进步了。总之,这次机械设计虽然很累,但是我学到了好多自己从前不知道和没有经历的经验。
参 考 文 献
1 <<机械设计>>第八版 濮良贵主编 高等教育出版社 ,2006
2 <<机械设计课程设计>>第1版 . 王昆,何小柏主编 .机械工业出版社 ,2004
3 <<机械原理>> 申永胜主编 清华大学出版社 ,1999
4 <<材料力学 >> 刘鸿文主编 高等教育出版社 ,2004
5 <<几何公差与测量>>第五版 甘永力主编 上海科学技术出版社 ,2003
6 <<机械制图>>