掘进机毕业设计设计说明书

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1、.目 录一 课程设计书 2二 设计要求 2三 设计步骤 21. 传动装置总体设计方案 32. 电动机的选择 43. 确定传动装置的总传动比和分配传动比54. 计算传动装置的运动和动力参数 55. 设计 V 带和带轮66. 齿轮的设计 87. 滚动轴承和传动轴的设计 198. 键联接设计 269. 箱体结构的设计2710.润滑密封设计 2711.联轴器设计 27四 设计小结 28五 参考资料 29.一. 课程设计书设计课题:设计一用于带式运输机上的两级展开式圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为 0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限 1

2、0 年(300 天/年),两班制工作,运输容许速度误差为 5%,车间有三相交流,电压380/220V表一: 题号参数1运输带工作拉力(kN) 0.14运输带工作速度(m/s) 0.8卷筒直径(mm) 300二. 设计要求1.减速器装配图一张(A1)。2.CAD 绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。3.设计说明书一份。三. 设计步骤1. 传动装置总体设计方案2. 电动机的选择3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比4. 计算传动装置的运动和动力参数5. 设计 V 带和带轮6. 齿轮的设计7. 滚动轴承和传动轴的设计8. 键联接设计9. 箱体结构设计10. 润滑密封设计.11. 联轴器设计计 算 及

3、 说 明 结 果.1.传动装置总体设计方案:1. 组成:传动装置由电动机、减速器、工作机组成。2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀,要求轴有较大的刚度。3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将 V 带设置在高速级。其传动方案如下: 2 3 5 4 1IIIVPdPw图一:(传动装置总体设计图)初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。选择 V 带传动和二级圆柱斜齿轮减速器(展开式)。传动装置的总效率 a0.96 0.980.960.78;54231a 398.026.为 V 带传动的效率, 为滚动轴承的效率,1为圆柱齿轮传动的效率(齿轮为 7 级精

4、度,油脂润滑.3因是薄壁防护罩,采用开式效率计算)。 为弹性联轴器的效率,4为卷筒轴滑动轴承的效率5 a=0.78.计 算 及 说 明 结 果由已知条件计算驱动卷筒的转速 wnmi/513014.8.606rDvnw 2.电动机的选择1、电动机类型的选择: Y 系列三相异步电动机2、电动机功率选择:(1) 卷筒轴的输出功率 wPkFvPw0.61230(2) 电动机输出功率 d6.0kw/0.837.23kW总d(3) 电动机额定功率 edP选取电动机额定功率 7.5 kW3、确定电动机的转速:电动机选择转速 1500r/min。4、确定电动机型号根据所需的额定功率及同步转速,选定电动机型号为

5、 Y132M-4。其主要性能:额定功率:7.5kW,满载转速 1440r/min,额定转矩2.2。3.确定传动装置的总传动比和分配传动比min/51rw=7.23kWdP7.5 kW edP电动机型号Y132M-4.计 算 及 说 明 结 果1、传动装置总传动比: 2.8wmni总2、分配各级传动比取 V 带传动比 i12.0,则二级圆柱齿轮减速器的传动比为,则取 i24.28,i 33.3.4123i4.计算传动装置的运动和动力参数1、各轴转速(r/min)n0 = nm=1440r/minn1 = n0 /i1=1440/2.0=720(r/min)n2 = n1/ i2=720/4.28

6、=168(r/min)n3 = n2/ i3=168/3.3=51(r/min)2、 各轴输入功率P0= Ped =5.54kWP1= P01=5.540.960.98=5.21kWP2=P123=5.210.980.96=4.9kWP3=P223=4.90.980.96=4.6kW3、 各轴转矩T0=9550P0/n0=95505.54/1440=36.7NmT1=9550P1/n1=95505.21/720=69NmT2=9550P2/n2=95504.9/168=279NmT3=9550P3/n3=95504.6/51=861Nmi 总 =27.38i12.0i24.28i33.3n0

7、=1440r/minn1 =720r/minn2=168r/minn3=51r/minP0=5.54KWP1=5.21KWP2=4.9KWP3=4.6KWT0=36.7NmT1=69NmT2=279NmT3=861Nm.计 算 及 说 明 结 果5.设计带和带轮确定计算功率查课本 表 9-9 得:178P2.1AK,式中 为工作情况系数, 为kWkAca 45.2 p传递的额定功率,既电机的额定功率.选择带型号根据 ,n 0 =1440r/min,查课本 表 8-8 和kPca124.5 152P表 8-9 选用带型为 A 型带153选取带轮基准直径 21,d查课本 表 8-3 和 表 8-7

8、 得小带轮基准直径145P53 md901则大带轮基准直径 idd 890.102验算带速 vsmndV /35/6.764106 在 525m/s 范围内,带充分发挥。确定中心距 a 和带的基准长度由于 ,初定中心距 ,)()(7.021021dd ma70所以带长,= .查课本 表 8-2 选取dL8754)()(2020 121 aaddm142P基准长度 得实际中心距mda5.762.20 验算小带轮包角 1,包角合适。1205.7801802adPca=5.124kWmd901dd2=180mmV=7.536m/s取 a0=350Ld=2000mma=762.5mm 1=172.51

9、.计 算 及 说 明 结 果确定 v 带根数 z因 ,带速 ,传动比 ,md901smn/1400.21i查课本 表 8-5a 和 8-5b,得 .48P kWPk.320查课本 表 8-2 得 =1.03.12LK查课本 表 8-8,得 K=0.9854由 公式 8-22 得1P,4.30.198)7.0321(4)(0 。LcaZ故选 Z=4 根带。计算预紧力 0F查课本 表 8-4 可得 ,故:145Pmkgq/1.0单根普通带张紧后的初拉力为 NvkzvFca 5.1376.0)198.52(36.7408.20 计算作用在轴上的压轴力 pF利用 公式 8-24 可得:15PNFzp

10、109825.7sin.1342sin210 6.齿轮的设计(一)高速级齿轮传动的设计计算1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数Z=4 根F0=137.5NFp =1098N.计 算 及 说 明 结 果1)考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮2)按 GB/T100951998,选择 7 级精度3)材料:高速级小齿轮选用 40Cr 调质,硬度为 280HBS,高速级大齿轮选用 45 钢调质,硬度为 240HBS 4)取小齿轮齿数 =27,大齿轮齿数1ZZ =i2Z =4.2827=115.56 取 Z =115.1 25)选取螺旋角 =122按齿面接触强度设计 2

11、131 )(2HEdtt ZuTK1)确定各参数的值:试选 =1.45t查课本 图 10-30 选取区域系数 Z =2.45 215PH取 0.8由课本 公式 10-13 计算应力循环次数20N =60n j =607201(1035016)1hL=2.410 h9N = N / i=5.710 h 218查课本 图 10-19 得: K =1 K =1.0503P12齿轮的疲劳强度极限取失效概率为 1%,安全系数 S=1,应用 公式 10-12 得:20P = =1700=700H1SKHN1limMa = =1.05550=57722liN12.410 h9N2 = 5.7 h80 =70

12、0H1MPa =5772.计 算 及 说 明 结 果许用接触应力 MPaHH 5.6382/)570(2/)(1 查课本由 表 10-6 得: =189.8MP 198PEZa由 表 10-7 得: =120d计算小齿轮传递的转矩T=95.510 =95.510 7.2/145051/nP5=4.74210 Nmm42)计算计算圆周速度 106ndtsm/09.216743.5.计算齿宽 b 和模数 ntmb= =44.3mmtd1H=638.5 MPaT=4.74210 N4mmV=2.09m/sb=44.3mm.计 算 及 说 明 结 果计算纵向重合度=0.318 =3.621d 48.2

13、0tan7138.0tan计算载荷系数 K使用系数 =1A根据 ,7 级精度, 查课本由 表 10-8 得smv/31.192P动载系数 KV=1.11,查课本由 表 10-4 得 K 的计算公式:194PHK = +0.2310 bH)6.0(8.2.2d3=1.12+0.18(1+0.6 1) 1+0.2310 43.59=1.42查课本由 表 10-13 得: K =1.35195PF查课本由 表 10-3 得: K = =1.23H故载荷系数:KK K K K =11.111.21.42=1.89H按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径d =d =43.59 =46.071tt/36.1

14、893m计算模数 nm= Z9.23cos.54cos13按齿根弯曲疲劳强度设计由弯曲强度的设计公式nm)(cos2123FSadYZKT=1.903K =1.42HK=1.89d =46.071m=1.96mmn.计 算 及 说 明 结 果1) 确定公式内各计算数值载荷系数 KKK K K K =11.111.21.351.798根据纵向重合度 1.903,从图 1028 查得螺旋角影响系数 Y 0.99计算当量齿数Zv1Z 1/cos3 27/ cos 1329.19 3Zv2Z 2/cos3 115/ cos 13126按对称布置,初选齿宽系数 1 查取齿形系数 Y 和应力校正系数 Y查课本由 表 10-5 得:197P齿形系数 Y 2.52 Y 2.16 应力校正系数 Y 1.62 Y 1.81计算大小齿轮的 FS安全系数由表查得 S 1.4查课本由 表 10-20c 得到弯曲疲劳强度极限

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