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1、项目四 带式输送机传动装置设计,实例导入：带式输送机,带式输送机,大型综合性贯穿项目,卷扬机,项目扩展 能力进阶,减速器具有典型代表性,是企业成熟产品。减速器的设计与生产加工是企业一项很重要的工作 。,项目四 机械传动装置及零部件设计,项目任务导入 任务一 总体传动方案设计 任务二 带传动设计 任务三 齿轮传动设计 任务四 轴的结构设计 任务五 轴毂连接与联轴器 任务六 轴承的选用与校核 任务七 CAD总装设计与仿真,任务一 总体传动方案设计,1-电动机 2-带传动 3-减速器 4-联轴器 5-卷筒 6-输送带,带式输送机传动的示意图,任务目标 传动装置总体设计的目的是确定传动方案、选择电动机
2、、合理分配传动比，设计传动装置的运动和动力参数，为设计各级传动零件及装配图提供依据。 任务描述 分析或确定传动装置的方案； 选择电动机的类型和型号； 确定传动装置的总传动比并分配各级传动比； 计算传动装置的运动和动力参数，计算各轴转速和扭矩。,(一)、分析传动装置的组成和特点、确定传动方案,要合理布置其传动顺序，常常考虑如下几点： （1）带传动的承载能力小，传递相同转矩时，结构尺寸较其他传动形式大； （2）链传动运转不均匀，有冲击，不适于高速传动，应布置在低速级； （3）蜗杆传动可以实现较大的传动比，传动平稳，但效率低，当与齿轮传动同时应用时，最好布置在高速级，使其传递的转矩较小，以减小蜗轮尺
3、寸。 （4）圆锥齿轮的加工比较困难，特别是大模数圆锥齿轮，并尽量放在高速级和限制其传动比，以减小其直径和模数。,（5）开式齿轮传动的工作环境一般较差，润滑条件不好，磨损较严重，寿命较短，应布置在低速级； （6）斜齿轮传动的平稳性较直齿轮传动好，常用在高速级或要求传动平稳的场合。,(二)、了解和分析减速器的类型和构造,(1) 齿轮减速器,(a)单级圆锥齿轮减速器 (b)分流式二级圆柱齿轮减速器 (c) 分流式三级齿轮减速器,(d)同轴式二级圆柱齿轮减速器 (e) 分流式二级圆柱齿轮减速器 (f)二级圆锥-圆柱齿轮减速器,（2） 蜗杆减速器,(a)下置蜗杆式 (b) 侧蜗杆式,(c)上置蜗杆式 (
4、d) 双级蜗杆减速器,（三）、带式输送机的四种传动方案,方案（）采用一级带传动和一级闭式齿轮传动，这种方案外廓尺寸较大，有减振和过载保护作用，但带传动不适合繁重的工作要求和恶劣的工作环境； 方案（）是一级蜗杆减速器，此种方案结构紧凑，但传动效率低，长期连续工作不经济。 方案（）采用一级圆锥齿轮减速器和一级圆柱齿轮减速器。宽度尺寸较小，适于在恶劣环境下长期连续工作，但圆锥齿轮加工比圆柱齿轮困难。 方案（）采用二级圆柱齿轮减速器，这种方案结构尺寸小，传动效率高，适合于较差环境下长期工作。,12 选择电动机,一般机械中多用电动机为原动机。电动机是标准化、系列化的定型产品，设计者只需根据工作载荷、工作
5、机的特性和工作环境，从产品上当中选择电动机的类型、结构形式和转速，计算电动机的功率，确定电动机的具体型号。 常用电动机的型号及技术数据可从有关手册中查取。,(一). 选择电动机的类型和结构形式,常用电动机的类型及主要特点,电动机的结构有开启式、防护式、封闭式和防爆式等，可根据防护要求选择。同一类型的电动机又具有几种安装型式，应根据安装条件确定。电动机的额定电压一般为380伏。,电动机的功率选择是否合适将直接影响到电动机的工作性能和经济性能。 如果选用的电动机的额定功率超出输出功率较多时，则电动机长期在低负荷下动转，效率及功率因素低，增加了非生产性的电能消耗； 反之，如所选电动机额定功率小于输出
6、功率，则电动机长期在过载下动转，使其寿命降低，甚至电动机会发热烧毁。,为什么要合理选择电动机的功率?,(二). 选择电动机的功率,(1) 所需电动机的输出功率,工作机所需的工作功率,传动装置总效率,的确定,(2) 按条件选择电动机的额定功率,选择电动机型号时，电动机的额定功率应该等于或略大于电动机所需的输出功率，以便电动机工作时不会过热。应满足下列条件,电动机的额定功率(kw)，指在长期连续运转条件下所能发出的功率。其数值标注在电动机铭牌上。 K过载系数，视工作机构可能的过载情况而定。一般可取=1.11.5；无过载时可取=1。,可按上式并参照表4-6-3选取标准值。,3选择电动机的转速,（1）
7、同步转速 额定功率相同的同一类电动机有多种转速可供选择。如三相异步电动机就有四种常用的同步转速，即3000r/min、1500 r/min、1000 r/min、750 r/min。 一般来说，如无特殊要求，通常多选用同步转速为1500 r/min、1000 r/min的电动机，而前者由于市场供应最多，设计时应优先选用。,如果不知道是几级传动，那么至此（在已经知道了电动机的功率、设想同步转速1500 r/min 的条件下），可以确定电动机的型号了。由此可以知道其满载转速。 如果知道是几级传动，那么，应该还要继续计算该电动机的满载转速，然后才能选定电动机的型号，以及同步转速是多少，而不一定是15
8、00 r/min的同步转速。,3选择电动机的转速,（2）满载转速,按下式推算出电动机转速的可选范围,4、最终确定电动机的型号 （假设已经知道了几级传动）,设计计算传动装置时，通常用工作机所需电动机功率 进行计算，而不用电动机的额定功率。因为电动机的额定功率是电动机所提供的能力，而工作机所需电动机功率是电动机工作运转时所需要消耗的功率，两者完全不同。前者是能力，后者是负载。能力必然要大于负载。转速按电动机额定功率时的转速（满载转速nm ）进行计算。,13传动装置总传动比及各级传动比的分配,1总传动比的计算,由选定的电动机满载转速,和工作机转速,可得传动装置总传动比为,总传动比为各级传动比的连乘积
9、，即,各级传动的传动比应在合理的范围之内不应超出其传动比允许的最大值，以符合各种传动形式的工作特点，并使结构紧凑。,表4-6-1 常用传动的主要性能,各级传动比都在各自的合理范围内，以保证符合各种传动形式的工作特点和结构紧凑。 分配各传动形式的传动比时，应注意使各传动尺寸协调，结构匀称合理。例如，带传动和单级齿轮减速器组成的传动系统，一般应使带传动的传动比小于齿轮的传动比，以免大带轮半径大于减速器输入轴中心高度而与机架相碰。 (3) 要考虑传动零件结构上不会造成相互干涉碰撞。 (4) 应使传动装置的总体尺寸紧凑，重量最小。 (5) 为使各级大齿轮浸油深度合理（低速级大齿轮浸油稍深），减速器内各
10、级大齿轮直径应相近，以便各级齿轮得到充分浸油润滑，避免某级大齿轮浸油过深而增加搅油损失。,具体分配传动比时，主要考虑如下几点：,(1) 各轴转速,5.计算传动装置的运动和动力参数,(2) 各轴功率,5.计算传动装置的运动和动力参数,(3)各轴转矩,5.计算传动装置的运动和动力参数,其中电动机轴输出转矩,为,传动装置的总体设计举例,例：如图2-3所示带式运输机传动方案，已知卷筒直径D=400mm，输送带速度=1.4m/s，带的有效拉力F=3000N，卷筒效率=0.97(包括轴承)，长期连续工作，单向运转。试选择合适的电动机；计算传动装置的总传动比，并分配各级传动比；计算传动装置中各轴的运动和动力
11、参数。,1-电动机 2-带传动 3-减速器 4-联轴器 5-卷筒 6-输送带,带式输送机传动的示意图,任务实施的步骤,（）选择电动机类型和结构型式 按工作要求和条件，选用系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。 （）选择电动机的容量（选取电动机所需的额定功率） （）确定电动机的转速 （）计算总传动比 （）分配各级传动比,解：（）选择电动机类型和结构型式 按工作要求和条件，选用系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。 （）选择电动机的容量（选取电动机所需的额定功率） 工作机所需功率：,电动机的输出功率： 式中： 电动机至滚筒轴传动装置的总效率，包括带传动，一对齿轮传动、两对滚动轴
12、承及联轴器的效率。,值计算如下：,查表得：,0.96，,0.97，,0.99，,0.98,0.960.970.9920.980.894,=, 4.83（）,根据,选取电动机的额定功率,一般电动机额定功率：,（1.11.5）,5.317.23 由附录查得电动机的额定功率为,5.5,（）确定电动机的转速 确定工作机转速：,66.88（rmin）,为了便于选择电动机转速，需先推算电动机转速的可选范围。 由表查得带传动常用传动比范围,24， 单级圆柱齿轮传动比范围为,35 则电动机转速可选范围为,符合这一转速范畴的同步转速有750 rmin、1000 rmin，根据容量和转速，由附录查出有两种适用的电动机型号，因此有两种传动比方案，如表1-4所列。 表3-1-4 两种传动比方案,选定电动机的型号为Y132M-6,理论实践一体化训练,1-电动机 2-带传动 3-减速器 4-联轴器 5-滚筒 6-输送带,
