机械设计课程设计--带式输送机的传动装置

机械设计课程设计说明书

设计题目：带式输送机的传动装置

机电工程学院 （院系） 过程装备与控制工程 （专业）

班级 ： 4班 学号：**********

设计人： 姜 飞

指导老师： ***

完成时间： 2012 年 5 月 6 号

武汉工程大学

目录

第一章、设计任务书……………………..………………………..…(3)

第二章、传动装置的总体设计……………………..……………..…(4)

第三章、传动零件的设计计算数………………………………....…(8)

第四章、轴的设计计算………………………………………………(16)

第五章、轴的强度校核………. ………. ……………. ……….. .…(21)

第六章、键的强度校核………………………………………..…..…..(24)

第七章、滚动轴承的校核……………………………….……….……(25)

第八章、润滑方式、润滑油牌号及密封装置的选择………………..(26)

第九章、箱体及其附件的结构设计………………………….….…..(26)

第十章、减速器箱体结构尺寸………………………….….…..……（27）

第十一章、参考资料.……………….…………………………….…(29)

第一章 设计任务书：铸造车间型砂输送机的传动装置

1.1 带式运输机的工作原理

η2η3η5η4η1IIIIIIIVPdPw

（二级展开式圆柱齿轮减速器带式运输机的传动示意图）

1.2原始数据：

学号 鼓轮直径D（mm） 输送带速度V（m/s） 输出转矩T（N.m）

0903020413 380 0.80 460

1.3工作情况：已知条件

1) 工作条件：每日两班制工作，工作时连续单向运转，载荷较平稳。

2) 使用寿命8年，两班制工作。

3) 工作机效率为0.96。

4) 输送机由电机驱动。电机转动，经传动装置带动输送带移动。

5) 允许输送带速度偏差：±5%；

6) 按小批量生产规模设计。

1.4设计内容

1.设计传动方案；

2.设计减速器部件装配图（A1）；

3.绘制轴、齿轮零件图各一张（高速级从动轮、中间轴）；

4.编写设计计算说明书一份。

第二章 传动装置总体设计

2.1 系统总体方案的确定

2.1.1系统总体方案：电动机→传动系统→执行机构；

2.1.2初选两种传动方案，如下： （a）圆锥-圆柱齿轮减速器 （b）二级展开式圆柱齿轮传动

1）系统方案总体评价

方案（a）结构教复杂，成本相对较高。方案(b)中，若将电动机布置在减速器另一侧，其宽度尺寸得以缩小，结构简单，总传动比大。因此，在两个方案比较下，方案（b）比较合理。

2）最终确定方案（b），结构如图。

两级圆柱齿轮传动

该方案的优点：该工作机有轻微振动，由于V带有缓冲吸振能力，采用V带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用V带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。减速器部分两级展开式圆柱齿轮减速，这是两级减速器中应用最广泛的一种。齿轮相对于轴承不对称，要求轴具有较大的刚度。高速级齿轮常布置在远离扭矩输入端的一边，以减小因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均现象。原动机部分为Y系列三相交流异步电动机。

总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。

2.2 电动机选择（Y系列三相交流异步电动机）

（1）电动机容量的选择

卷筒转速：nw=Dv1000*60 =40.23r/min

工作机所需功率Pw=2T*v=1000D21000*0.81000*0.38=1.94kw

设计方案的总效率 n0=n1*n2*n3*n4*n5*n6…nn

本设计中的

4=0.99联轴器的传动效率（1个），2=0.98轴承的传动效率（4对），3=0.97齿轮的传动效率（2对），1=0.96V带传动效率。本次设计中有8级传动效率 :

其中4=0.99， 2=0.98, 3=0.96（两对齿轮的效率取相等），1=0.96

则：总=5423421= 96.0*99.0*97.0*98.0*96.024=0.79

故：Pd＝Pw/总=1.94/0.79=2.46kw

查表得：edP=3kw

（2）电动机转速的选择

nd＝（i1’·i2’…in’）nw

由该传动方案知，在该系统中只有减速器和V带传动中存在传动比i1,i2，i3其他 传动比都等于1。查表知圆柱齿轮传动比范围为8——40，V带传动的传动比范围为2---4。

所以 nd =(i1*i2*i3) nw=[18，144]* nw

所以nd的范围是（643.68---6436.8）r/min，

初选为同步转速为1500r/min的电动机

（3）电动机型号的确定

由表12-1[2]查出电动机型号为Y100L2-4,其额定功率为3kW，满载转速1440r/min。基本符合题目所需的要求。

2.3传动装置总体传动比的确定及各级传动比的分配

（1）总传动比： 总i＝nm/nw =1440/40.23=35.80

（2）传动系统的传动比：i总= i0 i‘

I0为V带传动比，i为二级圆柱齿轮减速器的传动比，高速级传动比i1与低速级传动比i2的分配：i1=1.3 i2故，

取V带传动比i0=3,

由于减速箱是展开式布置，所以i1＝1.3i2

故i1*i2=35.80/3，得i1=3.94， i2=3.03。

（3）各轴的转速为 ：电动机转轴速度 n0=1440r/min

高速I n1=3inm=1440/3=480r/min

中间轴II n2=11in=480/3.94=121.81r/min

低速轴III n3=

22in=121.8/3.03=40.21r/min

卷筒 n4=40.21r/min。 电动机型号 额定功率/KW 满载转速r/min 堵转转矩 额定转矩 最大转矩 额定转矩 质量/Kg

Y100L1-4, 3 1440 2.2 2.3 38

（4）各轴的输入功率：电动机 wP=3kw

高速I P1=wP*01= 3*0.96= 2.88 Kw

中间轴II P2=P112=2.88*0.98*0.97=2.74Kw

低速轴III P3=P2*23n=2.74*0.98*0.97=2.6Kw

卷筒 P4=P3*34n=2.6*0.98*0.96=2.52 Kw

（5）各轴的输入转矩：电动机转轴 Tw=m*9550nP =14403*9550=19.90 Nm•

高速I T1=11*9550nP =48088.2*9550=57.3 Nm•

中间轴II T2=12*9550nP =8.12174.2*9550=214.84 Nm•

低速轴III T3=

33*9550nP=21.406.2*9550=617.5Nm•

卷筒 T4=44*9550nP=21.4052.2*9550=598.5Nm•

其中Td=ddnP9550 (n*m)

项目 电动机轴 高速轴1 中间轴2 低速轴3 卷筒轴

转速（r/min） 1440 480 121.8 40.21 40.21

功率kw 3 2.88 2.74 2.52 2.52

转矩（Nm） 19.9 57.3 214.84 617.5 598.5

传动比 3 3.94 3.03 1

效率 0.96 0.95 0.95 0.97

第三章 传动零件的设计计算

3．1 V带传动的设计计算：

3.1.1已知条件：

设计此V带传动时，已知条件有：带传动的工作条件；传递的额定功率wP=3kw；小带轮转速；大带轮转速。设计内容包括：选择带的型号，确定基准长度，根数，中心距，基准直径以及结构尺寸，初拉力和压轴力。

3.1.2设计步骤：

1）确定计算功率：Pca

此输送机每日两班制工作 由书P156表8-7查得，工作情况系数2.1AK

计算功率 KwKPPAca6.332.1

2）选择V带型号

根据CaP=3.6Kw和小带轮转速n0=1440r/min

由书P150图8-11选取带的带型为A型

3）确定带轮的基准直径dd，并验算带速V

根据V带的带型 由书P157选取小带轮基准直径190dmmd

验算带速 smndv/78.6100060144090100060111

而带速不宜过高或过低，一般v=5~25m/s,最高带速Vmax<30m/s，所以带的速度合适。

大带轮的基准直径 2dd： mmidd27090312

查表8-8 圆整后取2dd=280mm

4）确定中心距a并选择V带的基准长度长Ld

初定中心距 mma4000

mmaddddaLd14034)()(2202122100

查表得：mmLd1400

实际中心距mmLLaadd4022400200