机械设计课程设计,带式运输机的传动装置
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《机械设计》课程设计
目录
第一章 设计说明书
§1.1 设计题目 … …… …… …… …… …… …… …… 2
§1.2 工作条件… …… …… …… …… …… …… …… 2
§1.3 设计工作量… …… …… …… …… …… …… ……2
第二章 机械装置的总体设计方案
§2.1 电动机选择 … …… …… …… …… …… …… ……3
§2.2 确定传动装置的总传动比和分配传动比
… …… …… …… …… …… …… ……4
§2.3 传动装置的运动和动力参数计算
… …… …… …… …… …… …… ……5
第三章 主要零部件的设计计算
§3.1 带传动的设计 … …… …… …… …… …… …… ……8
§3.2 高速级齿轮传动设计… … … …… …… …… …… ……11
§3.3 低速级齿轮传动设计… … …… …… …… …… …… ……16
§3.4轴系结构设计 … …… …… …… …… …… …… ……21
§3.5 各轴键的选择及其校核 …… …… …… …… …… ……39
第四章 润滑方式的确定
§4.1 传动装置的润滑 …… …… …… …… …… …… ……40
§4.2 轴承的的润滑 …… …… …… …… …… …… ……40
附表，小结 …… …… …… …… …… …… ……41 《机械设计》课程设计说明书
2 第一章 设计说明书
§1.1 设计题目
设计带式运输机的传动装置。传动装置简图如下图1所示。
图 1
§1.2 工作条件
运输机单向运转，工作平稳，运输带速度允许速度误差为-5%~+5%，使用期限为8年，小批量生产，单班制工作。运输带推力F=2800N,运输机速度V=1.4m/s,卷筒直径D=400mm。
§1.3 设计工作量
（1）减速器装配图一张；
（2）零件工作图二
（3）设计说明书一份。
第二章 机械装置的总体设计方案
§2.1 电动机选择
§2.1.1选择电动机类型
按工作要求和条件,选用三相笼形异步电动机,封闭式结构, 电《机械设计》课程设计说明书
3 压380V,Y型。
§2.1.2选择电动机的容量
电动机所需工作功率dP（kW）为 Pd=Pw/ηa kW
工作机所需功率wP（kW）为 Pw=Fv/1000 kW
所以 Pd=Fv/1000ηa
传动装置的总效率 ηa =η1•η24•η23•η4•η5=0.79
按《机械设计•课程设计指导书》表1确定各部分效率为:带传动效率为 η1=0.96，轴承（滚子轴承）传动效率η2=0.98，齿轮传动效率η3=0.97(齿轮精度为8级，不包括轴承效率)，联轴器效率η4=0.99（齿轮联轴器），卷筒的传动效率η5=0.96代入ηa得
ηa =0.96X0.984X0.972X0.99X0.96=0.79
所以 Pd= Fv/1000ηa=2800X1.4/1000X0.79=4.96 kW
§2.1.3确定电动机转速
卷筒轴工作转速为
n=60 X1000v/（πD）=60X1000X1.4/(πX400)=66.84 r/min
按《机械设计•课程设计指导书》表1,取V带传动的传动比i'1=2~4,二级齿轮i'2=8~40，则总传动比i'a=16~160, 故电动机转速的可选范围为
n'd=i'a • n=（16~160）X66.84=1069.4~10694.4 r/min
符合这一范围的同步转速有1500r/min和3000r/min。
根据容量和转速，查《机械零件手册》JB/T 9616—1999有三种适用的电动机型号，如下表1（质量和价格参考互联网上的信息） 《机械设计》课程设计说明书
4
表1 额定功率为时电动机选择对总体方案的影响
方案 电动机型号 额定功率
/kW 同步转速/满载转速
mn/(r/min) 电动机质量
/kg 参考价格
/元 总传动比
1 Y132S1-2 5.5 3000/2890 52 920 44.88
2 Y132S2-4 5.5 1500/1440 73 1560 22.44
3 Y132S1-4 5.5 1500/1440 69 1100
22.44
表1中，三种方案相比较，综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量及总传动比，为使传动装置结构紧凑，兼顾考虑电动机的重量和价格，选择方案3，即所选电动机型号为Y132S1-4。
其380V满载时主要性能见下
表2满载性能
型号
额定功率KW 转速r/min 电流
（380V时）
A 效率% 功率因数 起动电流/额定电流 起动转矩/额定转矩 最大转矩/额定转矩
Y132S1-4
5.5
1440
8.77
85.5
0.84
7
2.0
2.3 《机械设计》课程设计说明书
5
§2.2 确定传动装置的总传动比和分配传动比
§2.2.1总传动比
ia=nm/n =1440/66.84=21.54
§2.2.2分配传动装置各级传动比
ia= i0 • i
式中i0、i分别为带传动和减速器的传动比。
根据《机械设计•课程设计指导书》表i0 一般范围2~4，为使V带传动外廓尺寸不致过大，初取i0=2.2，则减速器的传动比为
i= ia / i0=21.54/2.2=9.79
按展开式布置，考虑润滑条件，为使两级大齿轮直径相近，根据《机械设计•课程设计指导书》图12展开式曲线查得：
i1=3.62, i2= i / i1=2.70
§2.3 传动装置的运动和动力参数计算
将传动装置各轴由高速到低速依次定为I轴、Ⅱ轴．．．；
i0，i１，．．．为相邻两轴间的传动比；
η０１，η０２，．．．为相邻两轴间的传动效率；
ＰI，ＰⅡ，．．．为各轴的输入功率（kW）；
TI，TⅡ，．．．为各轴的输入转矩（N•m）
nI，nⅡ，．．．为各轴的转速(r/min)。 《机械设计》课程设计说明书
6 §2.3.1 各轴转速
I轴 nI=nm/i0=1440/2.2=654.55r/min
Ⅱ轴 nⅡ= nI /i1=654.55/3.62=180.81 r/min
Ⅲ轴 nⅢ= nⅡ /i2=180.81/2.70=66.97r/min
卷筒轴 nIv= nⅢ =66.97 r/min
§2.3.2 各轴的输入功率
I轴 PI=Pd • η０１= Pd • η１=4.96 X0.96=4.76 kW
Ⅱ轴 PⅡ= PI • η12= PI • η2• η3=4.76 X0.98 X0.97=4.52 kW
Ⅲ轴 PⅢ= PⅡ • η23= PⅡ • η2• η3=4.52 X0.98 X0.97=4.30kW
卷筒轴 PIv = PⅢ • η34= PⅢ • η2• η4=4.30 X0.98 X0.99=4.17 kW
§2.3.3 各轴的输出功率
I轴 P'I =PI • 0.98=4.76 X0.98=4.66 kW
Ⅱ轴 P'Ⅱ=PⅡ• 0.98=4.52X0.98=4.43 kW
Ⅲ轴 P'Ⅲ= PⅢ • 0.98= 4.30X0.98=4.21 kW
卷筒轴P'Iv = PIv • 0.98=4.17X0.98=4.09 kW
§2.3.4 各轴输入转矩
电动机的输出转矩：
Td=9550 Pd / nm=9550 X4.96/1440=32.89 N•m
I~Ⅲ输入转矩：
TI= Td • i0 •η０１= Td • i0 •η１
=32.89X2.2X0.96=69.46 N•m
TⅡ= TI • i1 •η12= TI • i1 •η１•η2 《机械设计》课程设计说明书
7 =69.46X3.62X0.98 X0.97=239.02 N•m
TⅢ = TⅡ • i2 •η23= TⅡ • i2 •η2•η3
=239.02 X2.64X0.98 X0.97=612.21 N•m
卷筒轴的输入转矩：
TIv= TⅢ•η2•η4=612.21 X 0.98 X0.99=593.97 N•m
§2.3.5 各轴输出转矩：
I轴 T'I =TI • 0.98=69.46X0.98=68.07 N•m
Ⅱ轴 T'Ⅱ=TⅡ• 0.98=239.02 X0.98=234.24 N•m
Ⅲ轴 T'Ⅲ=TⅢ • 0.98= 612.21X0.98=599.97 N•m
卷筒轴T'Iv =TIv • 0.98=593.97X0.98=582.09 N•m
运动和动力参数的计算结果加以汇总，列出 表3
轴名 效率P KW 转矩T N.m 转速n
r/min 传动比
i 效率
η 输 入 输 出 输 入 输 出
电动机轴 4.96 32.89 1440
2.2
0.96
I轴 4.76 4.66 69.46 68.07 654.55
3.62
0.95
Ⅱ轴
4.52
4.43
239.02
234.24
180.81
2.70
0.95
Ⅲ轴
