帶式輸送機傳動裝置課程設(shè)計簡析

1、機 械 課 程 設(shè) 計 說 明 書課程設(shè)計題目：帶式輸送機傳動裝置姓 名： 于恒猛學(xué) 號： 201001209專 業(yè)： 機制本10.1班完成日期： 2012年1月6號 指導(dǎo)老師： 房菲機械課程設(shè)計說明書一、前言 (一) 設(shè)計任務(wù)設(shè)計一帶式輸送機用單級圓柱齒輪減速器。已知運輸帶輸送拉力F=2KN，帶速V=2.0m/s，傳動滾筒直徑D=400mm（滾筒效率為0.96）。電動機驅(qū)動，預(yù)定使用壽命8年（每年工作300天），工作為二班工作制，載荷輕，帶式輸送機工作平穩(wěn)。工作環(huán)境：室內(nèi)灰塵較大，環(huán)境最高溫度35°。動力來源：電力，三相交流380/220伏。圖1 帶式輸送機的傳動裝置簡圖1、電動機

2、；2、三角帶傳動；3、減速器；4、聯(lián)軸器；5、傳動滾筒；6、皮帶運輸機表1 常用機械傳動效率機械傳動類型傳動效率圓柱齒輪傳動閉式傳動0.960.98（7-9級精度）開式傳動0.940.96圓錐齒輪傳動閉式傳動0.940.97（7-8級精度）開式傳動0.920.95帶傳動平型帶傳動0.950.98V型帶傳動0.940.97滾動軸承（一對）0.980.995聯(lián)軸器0.99-0.995表2 常用機械傳動比范圍傳動類型選用指標(biāo)平型帶三角帶齒輪傳動功率（KW）?。?0）中（100）大（最大可達50000）單級傳動比（常用值）2-42-4圓柱圓錐3-62-3最大值615106-10(二) 設(shè)計目的通過本課

3、程設(shè)計將學(xué)過的基礎(chǔ)理論知識進行綜合應(yīng)用，培養(yǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計，計算能力，熟悉一般的機械裝置設(shè)計過程。(三) 傳動方案的分析 機器一般是由原動機、傳動裝置和工作裝置組成。傳動裝置是用來傳遞原動機的運動和動力、變換其運動形式以滿足工作裝置的需要，是機器的重要組成部分。傳動裝置是否合理將直接影響機器的工作性能、重量和成本。合理的傳動方案除滿足工作裝置的功能外，還要求結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、成本低廉、傳動效率高和使用維護方便。 本設(shè)計中原動機為電動機，工作機為皮帶輸送機。傳動方案采用了兩級傳動，第一級傳動為帶傳動，第二級傳動為單級直齒圓柱齒輪減速器。帶傳動承載能力較低，在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時，結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大，但有

4、過載保護的優(yōu)點，還可緩和沖擊和振動，故布置在傳動的高速級，以降低傳遞的轉(zhuǎn)矩，減小帶傳動的結(jié)構(gòu)尺寸。 齒輪傳動的傳動效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命較長，是現(xiàn)代機器中應(yīng)用最為廣泛的機構(gòu)之一。本設(shè)計采用的是單級直齒輪傳動。 減速器的箱體采用水平剖分式結(jié)構(gòu)，用HT200灰鑄鐵鑄造而成。 二、傳動系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計 (一) 電動機選擇 1、電動機類型的選擇： Y系列三相異步電動機 2、電動機功率選擇： 傳動裝置的總效率：查表1取皮帶傳動效率0.96，軸承傳動效率0.99，齒輪傳動效率0.97，聯(lián)軸器效率0.99。=0.96*0.993*0.97*0.99=0.8945工作機所需的輸入功率Pw： P

5、w=(FwVw)/(1000w)式中，F(xiàn)w=2 KN=2000N，Vw=2.0m/s，w=0.96，代入上式得Pw=(2000*2)/(1000*0.96)=4.17 KW電動機的輸出功率： PO= Pw /=4.17/0.8945=4.66KW 選取電動機額定功率Pm，使電動機的額定功率Pm（11.3）PO ，由查表得電動機的額定功率P5.5KW。 3、確定電動機轉(zhuǎn)速： 計算滾筒工作轉(zhuǎn)速： nw=60*1000V/（D）=60×1000×2/（×400）=96r/min 由推薦的傳動比合理范圍，取圓柱齒輪傳動一級減速器傳動比范圍i1=36。取V帶傳動比i2=24

6、，則總傳動比理時范圍為i=624。故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為n=（624）×96=5762304r/min。4、確定電動機型號 根據(jù)以上計算，符合這一轉(zhuǎn)速范圍的電動機的同步轉(zhuǎn)速有750r/min 、1000r/min和1500r/min，綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、結(jié)構(gòu)和帶傳動及減速機的傳動比，最終確定同步轉(zhuǎn)速為1500r/min ，根據(jù)所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速確定電動機的型號為Y132S-4 ，滿載轉(zhuǎn)速1440r/min 。 主要參數(shù)：額定功率5.5KW，滿載轉(zhuǎn)速1440r/min，電動機質(zhì)量68kg。(二) 計算傳動裝置的總傳動比及分配各級傳動比 1、總傳動比：i =1440/

7、96=15 2、分配各級傳動比： 因i= i1* i2，根據(jù)有關(guān)資料，單級減速器i=36合理，這里取i1 =5，i2=15/5=3。(三) 運動參數(shù)及動力參數(shù)計算 1、各軸轉(zhuǎn)速（r/min） 軸 n1=nm/i 2=1440/3=480 r/min軸 n2= n1/ i1= nw =96 r/min 2、計算各軸的功率（KW） 電動機的輸出功率PO=4.66KW 軸 PI=4.66×0.96=4.4736KW 軸 P= P12=4.4736×0.99*0.97=4.4736KW×0.99×0.97=4.296KW （1為軸承傳動效率，2為齒輪傳動效率，3

8、聯(lián)軸器傳動效率）卷筒軸 Pj= P*1*3=4.296×0.99×0.99=4.211KW 3、計算各軸扭矩（N·mm） 軸 TI=9550×PI/nI=9550×4.4736/480=89.006N·m 軸 T=9550×P/n=9550×4.296/96=427.36N·m 卷筒軸Tj=9550×Pj/nj=9550×4.211/96=418.91N·m 將運動和動力參數(shù)計算結(jié)果整理后列于下表：表3 運動和動力參數(shù)表參數(shù)軸名電動機軸軸軸卷筒軸轉(zhuǎn)速n/rmin-114404

9、809696功率P/kw4.664.47364.2964.211轉(zhuǎn)矩T/Nm30.9089.006427.36418.91傳動比i351三、傳動零件的設(shè)計計算 （一）帶傳動的設(shè)計1、確定計算功率工作情況系數(shù)查文獻1表11.5知： =1.1。=1.1×4.66=5.126kw2、選擇帶型號根據(jù)Pc =5.126kw，nm1440r/min，查文獻1圖11.15，初步選用普通Z型帶。3、選取帶輪基準(zhǔn)直徑查文獻1表11.6選取小帶輪基準(zhǔn)直徑=80mm，則大帶輪基準(zhǔn)直徑=3*（1-0.01）*80=237.6mm。式中，為帶的滑動率，通常?。?%2%），查表后取=250mm。大帶輪轉(zhuǎn)速=45

10、6.192 r/min4、驗算帶速v6.03 m/s在525m/s范圍內(nèi)，帶充分發(fā)揮。5、V帶基準(zhǔn)長度和中心距求根據(jù)文獻1中式11.20，初定=495mm取。由文獻1中式11.2帶長由文獻1中圖11.4定相近的基準(zhǔn)長度Ld=1600mm，再由式（11.3）計算實際中心距=534.054mm6、驗算包角，由式（11.4）得=160.9O>，合適7、確定v帶根數(shù)z帶速實際傳動比=3.157查表11.8單根v帶功率=0.36KW；查表11.7包角系數(shù)=0.953；查表11.12帶長度系數(shù)=1.16，查表11.10，則由公式得=9.65故選10根帶。8、確定帶的張緊力F0（單根帶）查表11.4得

11、q=0.06kg/m，故可由式（11.21）得單根V帶的張緊力=71.03 N軸上載荷=2*10*71.03*sin80.45o=1400.7116 N（二）齒輪傳動的設(shè)計計算 1、選擇齒輪材料及精度等級 根據(jù)工作要求，考慮減速器傳遞功率不大，所以齒輪采用軟齒面，齒面硬度<=350HBS。小齒輪：45鋼，調(diào)質(zhì)，HB1=220；大齒輪：45鋼，正火，HB2=190。查文獻1表12.14，得=1.1，=1.4。查文獻1圖12.17和12.23知=555MPa，=530Mpa；=190Mpa，=180Mpa。故：1=/=504.5Mpa，2=/=481.8Mpa；1=/=135.7 Mpa，2

12、=/=128.5 Mpa。由于硬度小于350HBS，屬軟齒面，所以按接觸強度設(shè)計，再驗算彎曲強度。2、按齒面接觸強度計算（略）設(shè)齒輪按8級精度制造。查文獻1表12.10，12.13，取載荷系數(shù)K=1.2，=0.4。3、確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)（略）以上內(nèi)容可參照文獻1中，P234內(nèi)容。（三）軸的設(shè)計計算 1 、輸入軸的設(shè)計計算、按扭矩初算軸徑 選用45鋼，調(diào)質(zhì)，硬度217255HBS，文獻1表16.2取c=110，初步確定軸的直徑 110*（4.4736/480）1/3 =23.1。由于軸端開鍵槽，會削弱軸的強度，故需增大軸徑5%7%，取=24.717選d1=25mm 初步確定軸的最小直徑=39.0

13、5mm,同樣增大軸徑5%7%，取=42、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 軸上零件的定位，固定和裝配 由于本設(shè)計中為單級減速器，因此可將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定；兩軸承分別以軸肩和套筒定位，采用過渡配合固定。軸呈階狀，左軸承從左面裝入，齒輪套筒，右軸承依次從右面裝入。 確定軸各段直徑和長度（略）軸：軸：四、滾動軸承的選擇 (一) 計算輸入軸承選用30207型角接觸球軸承，其內(nèi)徑d為35mm,外徑D為72mm，寬度T為18.25mm。 (二) 計算輸出軸承選30211型角接球軸承，其內(nèi)徑d為55mm，外徑D=100mm，寬度T為22.7

14、55mm。 五、鍵聯(lián)接的選擇 本設(shè)計均采用：普通圓頭平鍵。普通平鍵用于靜聯(lián)接，即軸與輪轂間無相對軸向移動。構(gòu)造：兩側(cè)面為工作面，靠鍵與槽的擠壓和鍵的剪切傳遞扭矩型式：大齒輪處選擇圓頭A型（常用）；為防轉(zhuǎn)、鍵（指端銑刀加工）與槽同形、鍵頂上面與轂不接觸有間隙，聯(lián)軸器與帶輪處均選擇C型鍵。1、輸出軸與帶輪聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接 鍵的類型及其尺寸選擇： 帶輪傳動要求帶輪與軸的對中性好，故選擇C型平鍵聯(lián)接。 裝配圖中該鍵零件選用GB1096-79系列的鍵12×56，查得：鍵寬b=12，鍵高h=8，并根據(jù)軸長確定鍵長。 六、箱體、箱蓋主要尺寸計算 箱體采用水平剖分式結(jié)構(gòu)，采用HT200灰鑄鐵鑄造而成。箱體主要尺寸（1） 七、軸承端蓋 略八、減速器的附件