课程设计-带式输送机传动装置设计.docx

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1、机 械 设 计课 程 设 计 说 明 书课题名称: 带式输送机传动装置设计系 别: 物电学院 专 业: 机械设计制造及其自动化 班 级: 机械一班 姓 名: 学 号: 指导老师: 完成日期: - 2 -目 录第一章 绪论3第二章 减速器的结构选择及相关计算5第三章 V 带传动的设计8第四章 齿轮的设计10第五章 轴的设计与校核14第六章 轴承、键和联轴器的确定17第七章 减速器的润滑与密封18第八章 减速器附件的确定20第九章 减速箱箱体的设置21第十章 装配图和零件图的绘制23总结25参考文献28- 3 -第一章 绪 论1 设计目的1.1 此次机械课程设计主要培养我们理论联系实际的设计理念，

2、训练综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。1.2 另外促使我们培养查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图、数据处理等设计方面的能力。1.3 通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，使我们掌握了一定的机械设计的程序和方法，同时树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。2 设计题目1.1 工作条件：带式输送机连续单向运转，载荷平稳，空载启动，使用期10 年（每年 300 个工作日） ，小批量生产，两班制工作，输送机工作轴转速的允许误差为5

3、%。带式输送机的传动效率为 0.96。带式输送机传动简图如下图所示。FV- 4 -1电动机；2带传动；3单级圆柱齿轮减速器；4联轴器；5输送带；6滚筒1.2 带式输送机的设计参数 输送带的牵引力 F/KN 1.8输送带速度 V/(m/s) 1.5输送带滚筒直径 D/mm 2203 传动方案的分析与拟定1.1、传动系统的作用及传动方案的特点：机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、

4、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。传动方案采用了两级传动，第一级传动为带传动，第二级传动为单（一）级直齿圆柱齿轮减速器。带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有过载保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是现代机器中应用最为广泛的机构之一。本设计采用的是单级直齿轮传动。减速器的箱体采用水平剖分式结构，用 HT200 灰铸铁铸造而成。- 5 -1.2、方案拟定：根据题目要求及上述分析，采用带传动与齿轮传动的组合，即

5、可满足传动比要求，同时由于带传动具有良好的缓冲，吸振性能，适应大起动转矩工况要求，结构简单，成本低，使用维护方便。第二章 减速器结构选择及相关计算1、电机的选择1.1、类型和结构的选择三相交流异步电动机的结构简单、价格低廉、维护方便，常应用于工业。Y 系列电动机是一般用途的全封闭式自扇冷式三相异步电动机，具有效率高、性能好、噪声低、振动小等优点，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体和无特殊要求的机器上，如风机、输送机、搅拌机、农业机械和食品机械等。因此，选用 Y 系列三相异步电动机作为带式输送机的电机。1.2、功率的确定电机的容量（功率）选择是否合适，对电动机的工作和经济性都有影响。当容量小于工

6、作要求时，电动机不能保证工作机的正常工作，或使电动机因长期过载而过早损坏；若容量过大，则电动机价格高，能力不能充分利用，而且因为经常不在满载下运行，其效率和功率因数较低，造成浪费。- 6 -1.2.1 工作机所需功率 Pw(kW)Pw=FwVw/w=1.8kN1.5m/s0.962.8 kW式中，F w为工作机的阻力，kN；V w为工作机的线速度，m/s； w为工作机的效率，带式输送机可取 w=0.96。1.2.2 电动机-工作机的总效率 总 总 =1234561为 V 带的传动效率， 2为齿轮传动效率， 3为滚动轴承的效率， 4为联轴器的效率， 5为运输机平型带传动效率, 6为滚筒的效率.

7、总 =123456=0.960.950.980.990.960.960.851.2.3 需电动机的功率 Pd(kW)Pd=Pw/ 总 =2.8/0.85kW3.3 kW1.2.4 电动机额定功率 Pm按 PmP d来选取电动机型号。电动机功率的大小应视工作机构的负载变化状况而定。1.3、转速的确定1.3.1 滚筒轴的工作转速为nw=601000Vw/D=(6010001.5)/(3.14220)130 r/min其中， Vw 为皮带输送机的带速，D 为滚筒的直径。1.3.2 额定功率相同的同类型电动机，有几种不同的同步转速。例如三相异步电动机有四种常用的同步转速，即 3000r/min、150

8、0r/min、1000r/min 和750r/min。一般最常用、市场上供应最多的是同步转速为 1500r/min 和1000r/min 的电动机，综合考虑各种情况，决定选用 1000r/min 的电动机。- 7 -1.3.3 选用 Y 系列电动机，参考机械设计课程设计表 17-7 Y 系列,得：电动机的型号为 Y132M1-6，额定功率(P m)为 4kW，满载转速（n m)为 960 r/min。2、传动比的分配2.1、传动系统的总传动比 i 总电动机选定后，根据电动机的满载转速 nm和工作机的转速 nw即可确定传动系统的总传动比 I，即i 总 =nm/nw=960/1307.4总传动比等

9、于各传动比的乘积 i 总 =i 带 i 齿 取 i 带 =2（普通 V 带 i=25）因为：i 总 =i 带 i 齿 ,所以：i 齿 7.4/23.73、传动参数的计算3.1 各轴的转速 n(r/min)输入轴的转速：n 1=nm=960 r/min输出轴的转速：n 2=n1/i 带 =960/2=480 r/min滚筒轴 4 的转速：n 4=n3/i 齿 =480/3.7=130 r/min 3.2 各轴的输入功率 P（kW） 输入轴的功率：P 1=Pm 13=40.960.98=3.76 kW 输出轴的功率：P 2=P113=3.760.950.98=3.50 kW滚筒轴 4 的转速：P

10、3=P243=3.500.990.98=3.40 kW3.3 各轴的输入转矩 T(Nm)输入轴的转矩：T1=9550P 1/n1=95503.76/960=37.40 Nm输出轴的转矩：T2=9550P 2/n2=95503.50/480=69.64 Nm滚筒轴的转矩：T3=9550P 3/n3=95503.40/130=249.71 Nm- 8 -第三章 V 带的设计1、确定计算功率计算功率 Pca是根据传递的功率 P 和带的工作条件而确定的.Pca=KAP1.24kw=4.8kw其中，P ca为计算功率， K A.；2、选择 V 带的带型2.1 根据计算的功率 Pca和小带轮转速 n1，确

11、定普通 V 带为 A 型，参考教材第九版机械设计。2.2 由 2.1 可得到小带轮的基准直径范围为 75mmd d100mm，再参考教材第九版机械设计的表 8-7V 带轮的最小基准直径和表 8-9 普通 V 带的基准直径系列，确定大小带轮的基准直径，应使 dd1（d d） min，初选 dd1为100mm，d d2=2dd1=200mm，则带速 V1为：V1=d d1n1/(601000)=3.14100960/(601000)m/s5.02 m/s此值在 525m/s 范围内，符合要求。3 确定中心距 a，并选择 V 带的基准长度 Ld。根据带传动总体尺寸的限制条件或要求的中心距，通过计算，

12、0.7（d d1+dd2）a 02（d d1+dd2）得： 210 mma 0600 mm初定中心距为 a0=300mm。计算相应的带长 Ld0Ld02a 0+/2(d d1+dd2)+(dd2-dd1)2/4a0=2300+/2(100+200)+(200-100) 2/(4300)=1080 mm- 9 -带的基准长度 Ld根据 Ld0，参考教材得 V 带的基准长度系列及带长修整系数 KL，得 Ld=1100 mm。4 计算中心距 a 及其变动范围传动的实际中心距近似为aa 0(L dL d0)/2=300(11001080)/2=310mm考虑到带轮的制造误差、带长误差、带的弹性以及因带

13、的松弛而产生的补充张紧需要，常给出中心距的变动范围为amin=a0.015L d=3100.0151100294 mmamax=a+0.03Ld=3100.031100327 mm5 验算小带轮上的包角 1由设计经验可得，小带轮上的包角 1小于大带轮上的包角 2；小带轮上的总摩擦力相应地小于大带轮上的总摩擦力。因此，打滑只可能在小带轮上发生。为了提高带传动的工作能力，应使 1120 0 1180 0(d d2d d1)57.30a=1800(200100)57.30352163.7 0120 06 确定带的根数 z由式 Pca=KAP 得出，其中，K A为工作情况系数，P 为传递的功率；P r

14、为额定功率，由式 Pr=（P 0P 0）K aKL得出，其中， P0为单根普通 V 带所能传递的最大功率，Z=Pca/Pr=KAP/（P 0P 0）K aKL=3.6/（0.78 0.02）0.960.935.0410为了使各根 V 带受力均匀，带的根数不宜过多，一般少于 10 根，经鉴定，符合要求。7 确定带的初拉力 F0- 10 -下式中，q 为传动带单位长度的质量，kg/m,参考教材得：p=0.1kg/m。F0min=500(2.5Ka)Pca/Kazvqv 2=500(2.50.96)3.6/(0.9665.02)0.15.02 298.39 N对于新安装的 V 带，初拉力为 1.5（

15、F 0）min；对于运转后的 V 带，初拉力应为 1.3（F 0）min，则初拉力应选 F0=1.5（F 0）min。8 计算带传动的压轴力 FpFp=2zF0sin( 1/2)=261.598.39sin(163.70/2)=1.75 kN其中， 1为小带轮的包角。第四章 齿轮的设计1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数及压力角 的选择.1.1 按所给图示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。1.2 输送机为一般工作机器，速度不高，初选 7 级精度。1.3 材料的选择，参考教材常用齿轮材料及其力学特性，选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为 280HBS，大齿轮材料为 45 钢（调质），硬度为240HBS。1.4 初选小齿轮齿数 z1=20，大齿轮齿数 z2=3.720=74，取 z2=74。1.5 根据实际情况,压力角应选 =200。2、按齿面接触强度设计由设计公式进行试算，即1321(u1)()2 du H22.1 确定公式内的各计算数值