带式运输机传动装置的设计-图纸加扣287075101.doc
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1、机械设计课程设计说明书 课题名称 带式运输机传动装置的设计 学 院 机电工程学院 专 业 机械工程及自动化 班 级 130909 姓 名 陈运龙 学 号 13090902 指导老师 史天录 教授 2014年3月10号五邑大学 目 录1. 设计任务-32. 传动方案的拟定-33. 电动机的选择-44. 传动比分配-55. 传动系统的动力和运动参数计算-56. 普通V带传动设计计算-67. 斜齿圆柱齿轮传动设计计算-78. 低速轴系结构设计和校核-99. 高速轴的结构设计-1210. 低速轴轴承的选择和校核-1311. 低速轴键的选择及校核-1412. 联轴器的选择-1413. 润滑密封的设计-1
2、414. 设计小结-1515. 参考资料-15计算及说明主要结果 1.设计任务 (1)设计任务:带式运输机传动装置,采用一级斜齿圆柱齿轮减速器设计。 (2)原始数据:运输带工作拉力F=2200N;运输带工作速度v=1.1m/s;运输带卷筒直径D=240mm;减速器设计寿命为8年。 (3)已知条件:两班制,连续单向运转,载荷较平稳,室内工作,有粉尘,环境最高温度35;检修间隔:四年一次大修,两年一次中修,半年一次小修;动力来源:电力,三相交流,电压380/220V;运输带速度允许误差:5%;制造条件及生产批量:一般机械厂制造,小批量生产。2. 传动方案的拟定 带式运输机采用一级斜齿圆柱齿轮减速器
3、设计,其传动系统方案简图如下图a所示。 2345 1 1.电动机 2.带轮6 3.一级斜齿圆柱齿轮减速器 4.联轴器 5.滚筒 6.输送带带式运输机由电动机驱动。电动机1通过带轮2减速后将动力传入一级斜齿圆柱齿轮减速器3,再通过联轴器4,将动力传至运输机滚筒5,带动输送带6工作。传动方案采用两级减速传动:第一级为带传动,第二级为单级圆柱齿轮减速器传动。带传动采用V带传动,由于V带传动承载能力大,且有过载打滑保护特点,因此将V带传动放第一级保护电机。由于运输机在室内使用,考虑工作背景和安全问题,减速箱采用封闭式。 计算及说明主要结果3.电动机的选择 (1)确定工作机(卷筒)所需功率PW。PW=F
4、/1000=2200X1.1/1000kW=2.42kW (2)确定传动总效率。查表1-5得:一对滚动轴承效率1=0.99;V带传动效率2=0.96;8级精度齿轮传动效率3=0.97;弹性联轴器效率4=0.99;卷筒效率5=0.96。故传动装置总效率为: =2345=0.993X0.96X0.97X0.99X0.9685.87% (3)选择电动机功率Ped。电机类型:推荐Y系列380V,笼型三相异步电动机。工作机所需电动机输出功率Pd计算如下:Pd=PW/=2.42/0.8587kW2.82kW因为PedPd,查表12-1取电动机额定功率Ped=3kW对于Ped=3kW的电动机型号如下表所示:
5、型号Y100L-2Y100L2-4Y132S-6Y132M-8同步转速3000r/min1500r/min1000r/min750r/min满载转速2870r/min1430r/min960r/min710r/min堵转转矩2.2Nm2.2Nm2.0Nm2.0Nm额定转矩最大转矩2.3Nm2.3Nm2.2Nm2.0Nm额定转矩 (4)确定电动机转速nd已知运输带速度v=1.1m/s,可以求得卷筒转速nwnw=v*60*1000/(*D)=1.1X60X1000/3.14X240=87.58r/min查表14-2可知V带传动传动比常用值i1=24圆柱齿轮传动传动比常用值i2=35因此装置总传动比
6、合理范围是ia=i1*i2=620所以带式运输机传动装置电动机转速合理范围为nd=ia*nw=(620)X88=5281760r/min 在该范围内电动机转速有750r/min,1000r/min,1500r/min 其主要数据及计算的总传动比如下表所示:PW=2.42kW=85.87%Pd=2.82kWnw=87.58r/min计算及说明主要结果方案电动机型号额定功率Ped电动机转速总传动比ia同步转速满载转速1Y100L2-43kW1500r/min1430r/min162Y132S-63kW1000r/min960r/min113Y132M-83kW750r/min710r/min8 通
7、过比较得知:方案2选用的电动机转速较高,总传动比适中,价格适中,故选方案2较合理。所选用的Y132S-6型三相异步电动机额定功率Ped=3kW大于工作机所需要的电动机输出功率Pd=2.82kW,满载转速nm=960r/min,其主要性能数据如下:电动机额定功率Ped=3kW;电动机满载转速nm=960r/min;电动机的中心高H=132mm;轴伸出直径D=38mm;轴伸出长度E=80mm。4.传动比分配 (1)带式运输机传动装置的总传动比为ia=nm/nw=960/87.58=10.96 (2)分配V带轮传动比i1 与齿轮减速器传动比i2由于ia=i1*i2,取V带传动比i1=2.5,则i2=
8、4.385 5.传动系统的动力和运动参数计算传动系统各轴转速、功率和转矩计算如下: 2 0 1 3 带式运输机传动系统各轴代号 0轴:n0=nm=960r/minP0=Pd=2.82kWT0=9550Pd/nm=9550X2.82/960=28.05NmY132S-6Ped=3kWnm=960r/minia=10.96i1=2.5i2=4.385n0=960r/minP0=2.82kWT0=28.05Nm计算及说明主要结果1轴:n1=n0/i1=960/2.5=384r/minP1=P0*2=2.82X0.96=2.71kWT1=T0*i1*2=28.05X2.5X0.96=67.32Nm2轴
9、:n2=nw=n1/i2=384/4.385=87.58r/minP2=P1*1*3=2.71X0.99X0.97=2.6kWT2=T1*i2*1*3=67.32X4,.385X0.99X0.97=283.48Nm3轴:n3=n2=nw=87.58r/minP3=P2*1*4=2.6X0.99X0.99=2.55kWT3=T2*1*4=283.48X0.99X0.99=277.84Nm 将计算结果汇总,如下表所示:轴代号转速r/min功率kW转矩Nm09602.8228.0513842.7167.32287.582.6283.48387.582.55277.846. 普通V带传动设计计算 其设
10、计步骤、计算说明及结果如下表所示:步骤计算及说明1.计算功率Pc查表得工作情况系数KA=1.2则Pc=KA*Pd=1.2X2.82=3.38kW2.选择带型由Pc=3.38kW和n0=960r/min查表,选A型V带3.确定带轮基准直径dd1 dd2查表,取dd1=100mm,=0.02则dd2=i1*dd1(1-)=245mm查表取标准值dd2=250mm4.验算带速vv=*dd1*n0/60*1000=5.024m/s则5m/sv25m/s,符合要求5.计算带长Ld0.7*(100+250)a02*(100+250)初定中心距,取a0=500mmLd0=2a0+(dd1+dd2)/2+(d
11、d2-dd1)2/4a0得Ld0=1560.75mm查表取标准值Ld=1600mm6.确定中心距aa=a0+(Ld-Ld0)/2=519.6mmamin=a-0.015Ld=495.6mmamax=a+0.03Ld=567.6mmn1=384r/minP1=2.71kWT1=67.32Nmn2=87.58r/minP2=2.6kWT2=283.48Nmn3=87.58r/minP3=2.55kWT3=277.84NmKA=1.2Pc=3.38kWA型dd1=100mmdd2=250mmv=5.024m/sLd=1600mma=519.6mm计算及说明主要结果步骤计算及说明7.验算小带轮包角11
12、=1800-57.30(dd2-dd1)/a=163.501=163.501200符合要求8.确定带的根数z由dd1和n0查表单根V带额定功率P1=0.95kW由i1和n0查表单根V带额定功率增量P1=0.11kW查表得包角修正系数Ka=0.96查表得带长修正系数KL=0.99则z=Pc/(P1+P1)Ka*KL=3.35取49.单根V带初张紧力F0F0=500(2.5/Ka-1)Pc/zv+mv2查表V带单位长度质量m=0.1kg/m则F0=137.26N10.作用在轴上的力F1F1=2*z*F0*sin(1/2)=1086.72N7.斜齿圆柱齿轮传动设计计算步骤计算及说明1.选择齿轮材料和
13、精度小齿轮:选用45钢,调质处理,硬度260HBS大齿轮:选用45钢,调质处理,硬度230HBS由普通减速器,查表选用8级精度2.按齿面接触疲劳强度设计小齿轮分度圆直径d1查表取载荷系数K=1.3查表取弹性系数ZE=189.8查表取节点区域系数ZH=2.46初选螺旋角=120查表取螺旋角系数Z=0.99查表取宽度系数d=1T1=9.55*106*2.82/384=7.013*104Nmmu=i1=4.385小齿齿数取z1=23大齿齿数z2=i2*z1=100.855取z2=101i=z2/z1=4.39 |i/i1|5%1=163.50z=4F0=137.26NF1=1086.72N材料:45
14、精度:8级K=1.3T1=7.013*104d=1ZE=189.8ZH=2.46Z=0.99u=4.385z1=23z2=101计算及说明主要结果步骤计算及说明2.按齿面接触疲劳强度设计小齿轮分度圆直径d1接触疲劳需用应力HP公式:HP=ZN*Hlim/SHmin查表得接触疲劳极限应力HlimHlim1=600MPa,Hlim2=560MPa接触疲劳强度的最小安全系数SHmin要求具有一般的可靠性SHmin=1.0齿面接触应力循环次数N=60njthN1=60*384*1*360*16=1.327X108N2=N1/i=1.327X108/4.385=3.026X107查表接触疲劳寿命系数ZN
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