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1、带式输送机的机械传动装置带式输送机的机械传动装置 设计说明书设计说明书 题目：题目： 用于带式运输机的机械传动装置的设计用于带式运输机的机械传动装置的设计 学院：学院：机电工程学院机电工程学院 专业：专业：机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化 班级：班级： 20102010 级本级本 3 3 学号：学号： 2010100513063720101005130637 完成人：完成人： 王新波王新波 同组人：同组人： 指导老师：指导老师： 完成日期：完成日期： 20132013 年年 6 6 月月 3030 日日 目 录 用于带式运输机的机械传动装置设计1 一、确定传动方案2 二、选择电动机
2、3 1. 电动机类型的选择.3 2. 电动机功率的选择.3 3. 电动机转速的选择.3 4. 电动机型号的确定.4 三、传动装置的运动学和动力学计算4 1. 总传动比及其分配.4 2. 传动装置中各轴的转速计算.5 3. 传动装置中各轴的功率计算.5 4. 传动装置中各轴的输入转矩计算.5 四、带传动设计6 1. 确定带传动的额定功率6 ca P 2. 选取带传动的带型.6 3. 确定带轮基准直径.6 4. 确定 V 带的基准长度和带传动的中心距7 5. 验算主动轮上的包角.7 1 6. 计算 V 带的根数 z.7 7. 计算带传动的预紧力.8 0 F 8. 计算作用在带轮上的压轴力8 P F
3、 9. 带轮结构设计.8 五、高速级齿轮传动的设计8 1. 选定高速级齿轮的类型、精度等级、材料及齿数.8 2. 按齿根弯曲疲劳强度设计.9 2.1 确定公式内各参数值9 2.2 设计计算.10 3.计算齿轮传动的几何尺寸.11 4. 校核齿面接触疲劳强度.11 4.1 确定公式内各项参数值.12 4.2 校核计算12 5. 齿轮结构设计.13 六、低速级齿轮传动的设计15 七、轴的初步设计计算15 1. 轴材料的选择.15 2. 轴的最小直径估算.15 2.1 高速轴.16 2.2 中间轴.16 2.3 低速轴.16 3. 高速轴的设计.17 3.1 各轴段直径的确定.17 3.2 各轴段长
4、度的确定.18 4. 中间轴的结构设计.18 4.1 各段轴径的确定18 4.2 各轴段长度的确定.19 4.3 细部结构设计.19 5. 低速轴的结构设计.19 5.1 各轴段直径的确定.19 5.2 各轴段长度的确定.20 八、轴的校核20 1. 轴的力学模型的建立.20 1.1 力的作用点和支撑点位置的确定.20 1.2 做轴的受力简图.20 2. 计算齿轮对轴的作用力.22 3. 计算轴承对轴的支反力.22 3.1 垂直面内的支反力.22 3.2 水平面支反力.22 3.3 计算支承点的总支反力.23 4. 绘制轴的弯矩图和转矩图.23 4.1 垂直面内的弯矩图.23 4.2 水平面内
5、的弯矩图.23 4.3 合成弯矩图.23 4.4 轴的转矩图.24 4.5 轴的当量弯矩图.24 5. 按照弯矩合成强度校核.24 九、键的选择与强度校核25 十、滚动轴承的选择与校核25 1. 滚动轴承的选择.25 2. 滚动轴承的校核.25 2.1 径向载荷.26 r F 2.2 轴向载荷.26 a F 2.3 当量动载荷 P.26 2.4 验算轴承寿命.26 十一、联轴器的选择27 十二、箱体及其附件的设计27 十三、润滑的设计27 1. 齿轮.28 2. 轴承.28 十三、设计小结28 致 谢29 参考文献30 用于带式运输机的机械传动装置设计 0 用于带式运输机的机械传动装置设计用于
6、带式运输机的机械传动装置设计 设计任务：设计带式输送机传动系统。要求传动系统中含有 V 带传动及两 级圆柱齿轮减速器。 原始数据：传送带拉力 F=7500N，输送带的线速度 v=0.48m/s（允许误差 5%） ，驱动滚筒直径 d=375mm，减速器设计寿命为 5 年。 工作条件：两班制，常温下连续工作；空载起动，工作载荷有轻微震动； 电压为 380/220V 的三相交流电源。 传动系统参考方案： 图 11 带式输送机传动系统简图 1电动机；2V 带传动；3两级圆柱齿轮减速器； 4联轴器；5滚筒；6输送带 带式输送机有电动机驱动。电动机 1 通过 V 带传动 2 将动力传入两级圆柱 齿轮减速器
7、 3，再通过联轴器 4，将动力传至输送机滚筒 5，带动输送带 6 工作。 用于带式运输机的机械传动装置设计 1 计算与说明主要结果 一、确定传动方案一、确定传动方案 根据工作要求，可拟定几种传动方案，如图 12 所示。 (a)齿轮传动 （b）带传动及齿轮传动 （c）齿轮传动及链传动 用于带式运输机的机械传动装置设计 2 计算与说明主要结果 图 1-2 三种传动方案传动系统运动简图 对以上三种传动方案分析、比较如下： （a）图所示为电动机直接与两级圆柱齿轮减速器相连接，圆 柱齿轮易于加工，但减速器的传动比和结构尺寸较大。 （b）图所示为第一级用带传动，后接两级圆柱齿轮减速器。 带传动能缓冲、吸震
8、，过载时起安全保护作用，但结构上宽度和长 度尺寸较大，且带传动不宜在恶劣环境下工作。 （c）图所示为两级圆柱齿轮减速器后接一级链传动，链传动 结构较紧凑，可在恶劣环境下工作，但震动噪声较大。 通过以上对三种方案的分析、比较，并结合考虑本课题要求， 工作环境一般但有轻微冲击，可选择（b）图的传动方案。 二、选择电动机二、选择电动机 1. 电动机类型的选择 根据动力源和工作条件，选用 Y 系列三相异步电动机。 2. 电动机功率的选择 工作机所需要的有效功率为 W P 3.6kw0.48/100075001000/ FvPw 其中，为工作机的传动效率（在此设为 1） 。 W 传动装置总效率为 833
9、 . 0 99 . 0 98 . 0 97 . 0 95 . 0 32 4 3 3 2 21 其中，各传动机构的效率，根据表 2-4 可查出： =0.95 为带传动的效率； 1 =0.97 为一级圆柱齿轮传动的效率； 2 =0.98 为一对滚动轴承传动的效率； 3 =0.99 为刚性联轴器的效率。 4 电动机所需功率为 d P kw32 . 4 833 . 0 /6 . 3/ wd PP 由表 16-3 可选取电动机的额定功率为 4kW。 3. 电动机转速的选择 选择(b)传动方案 Pw=3.6kw 83.3% kwPd32 . 4 用于带式运输机的机械传动装置设计 3 计算与说明主要结果 电
10、动机通常采用的同步转速有 1000r/min 和 1500r/min 两种， 现在两种转速作对比。 由表 16-3 可知，同步转速是 1000r/min 的电动机，其满载转速 是 960r/min；同步转速是 1500r/min 的电动机，其满载转速 m n 是 1440r/min。 m n 工作机的转速为 459.24r/min 37514 . 3 48 . 0 100060 d 100060 W nr/min 总传动比，其中为电动机的满载转速。 W n/ni m m n 现将两种电动机的有关数据列于表 1-1 作比较 表 1-1 两种电动机的数据比较 方案 电动机型 号 额定功 率/kW
11、同步转速 /(r/min) 满载转速 /(r/min) 总传动 比 i Y132M2-64100096039.25 Y132S-441500144058.874 由表 1-1 可知，方案总传动比过大，为了使传动装置结构紧 凑，选用传动方案较合理。 4. 电动机型号的确定 根据电动机功率和同步转速，选定电动机的型号为 Y132M2- 6。查表 16-3 和表 16-4，知电动机的有关参数如下： 电动机额定功率 P=5.5Kw 电动机的满载转速=960r/min m n 电动机的外伸直径 D=38mm 电动机的外伸轴长度 E=80mm 三、传动装置的运动学和动力学计算三、传动装置的运动学和动力学计
12、算 1. 总传动比及其分配 24.459 / min w nr 电动机型号: Y132M1-6 额定功率: P=34kW 满载转速: =960r/min m n 用于带式运输机的机械传动装置设计 4 计算与说明主要结果 总传动比；25.39459.24/960/ Wm nni 根据表 2-2，选 V 带传动的传动比3.170 1 i 减速器的传动比=12.382 17 . 3 25.39 / 1f iii 考虑两级齿轮润滑问题，两级大齿轮应有相近的浸油深度。根 据式 2-8，两级齿轮减速器高速级传动比与低速级传动比的比 2 i 3 i 值取 1.3，即，则 32 3 . 1 ii 4.0123
13、82.123 . 13 . 1 2f ii 3.086 012 . 4 382.12 23 iii f 2. 传动装置中各轴的转速计算 根据传动装置中各轴的安装顺序，对轴依次编号为：0 轴、 轴、轴、轴、轴。 min960 0 rnn m 302.839 min 170 . 3 960 1 rinn m minr 75.483 min 012 . 4 839.302 2 rinnminr 24.46 min 086 . 3 483.75 3 rinnminr 24.46 WV nnnminr 3. 传动装置中各轴的功率计算 3.573 d0 PPWk 394 . 3 k95 . 0 573 .
14、 3 1d WPPWk 32 3.394 0.97 0.983.226 III PPkWkW 23 3.226 0.98 0.973.067 IIIII PPkWkW 34 3.067 0.98 0.992.976 IVIII PPkWkW 总传动比: 39.25i 带传动的传动比: 3.170 1 i 高速级齿轮的传动 比： 2 4.012i 低速级齿轮的传动 比： 3 3.086i min960 0 rn min839.302rn r/min75.483 II n r/min 24.46 III n 24.46 / min IV nr 3.573kW 0 P 3.394 I PkW 3.2
15、26 II PkW 3.067 III PkW 2.976 IV PkW 用于带式运输机的机械传动装置设计 5 计算与说明主要结果 4. 传动装置中各轴的输入转矩计算 35.544 mNnPTT m 960 573 . 3 9550 9550 dd0 mN 107.029 mNnPT 839.302 394 . 3 9550 9550mN 408.189 mNnPT 483.75 226 . 3 9550 9550mN 1197.459 mNnPT 46.24 067 . 3 9550 9550mN 1161.93 mNnPT VVV 46.24 976 . 2 9550 9550mN 将传动装置中各轴的功率、转速、转矩列表，如表 12 所示。 表 1-2 各轴的运动和动力参数 轴 名 参 数 0 轴轴轴轴轴 转 速 -1 minrn 960302.83975.48324.4624.46 功 率WP k3.5733.3943.2263.0672.976 转 矩 mNT35.544107.029408.1891197.4591161.93 传动比 i3.1704.0123.0861 四、带传动设计四、带传
