1、带式输送机传动装置设计及电动机选择一、设计说明书目录1二、机械零件课程设计任务书2三、机械传动装置设计31、确定传动方案32、选择电动机43、计算传动装置总传动比并分配各级的传动比54、计算传动装置的运动参数及动力参数6四、传动零件的设计计算71、皮带轮传动的设计计算72、减速器齿轮传动设计计算93、轴的设计计算11五、传动装置零件图及装配图131、总体设计简图132、一级齿轮减速器装配图143、齿轮减速器零件图16二、机械零件课程设计任务书1、时间:2009年6月8日至2009年6月19日2、设计题目:带式输送机传动装置设计及电动机选择3、工作条件:输送机连续工作,单向运转,载荷变化不大,空
2、 载起动;使用期限10年,两班制工作,输送带速度允许误差为5%;输送带效率=0.94-0.96; 工作环境为室内,环境温度30左右;小批量制 造。4、输送机应达到的要求: 输送带的拉力F=3000N 输送带速度V=2.8m/s 输送带滚筒直径D=380mm5、完成设计任务工作量: 设计说明书一份 带式输送机传动方案简图 1张齿轮减速器总装图1张齿轮减速器零件图2-3张三、机械传动装置设计1、确定传动方案 (1)工作条件:连续单向运转,载荷平稳,空载启动,使用年限 10年,小批量生产,工作为二班工作制,运输带速允许误差5。(2)原始数据:工作拉力F=3000N;带速V=2.8m/s;滚筒直径D=
3、380mm。2、选择电动机(1)电动机类型的选择: Y系列三相异步 电动机。 (2)电动机功率选择: 传动装置的总效率: 总 =带轴承2齿轮联轴器 = 0.950.9920.970.99 = 0.89 电机所需的工作功率: P0 = FV/1000总 = 30002.8/(10000.89) =8.8KW选取电动机额定功率Pm,使Pm=(11.3)P0=8.8(11.3)=8.811.44查表2-1取Pm=11。 确定电动机滚筒转速n筒 = 601000V/D = 6010002.8/(3.14380) = 140r/min 按指导书P10表23推荐的传动比合理范围,取圆柱齿轮传动一级减 速器
4、传动比范围 I a =35。取V带传动比I1 =24,则总传动比理时范围为I a =620。故电动机转速的可选范围为n筒=(620)140=8402800r/min,符合这一范围的同步转速有750、1000、和1500r/min。根据容量和转速,由有关手册查出有三种适用的电动机型号:因此有三种传动比方案:综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比,可见第2方案比较适合,则选n=1500r/min 确定电动机型号根据以上选用的电动机类型,所需的额定功率及同步转速,选定电动机型号为Y160M-4。其主要性能:额定功率:P=11KW,满载转速1460r/min,额定转矩2.2。
5、3、计算机械传动装置总传动比并分配各级的传动比 (1)总传动比: i总=n电动/n筒=1460/140=10.4 (2)分配各级传动比据指导书,取齿轮传动比:i带=3i总=i齿轮I带 i齿轮=i总/i带=10.4/3=3.5 4、计算传动装置的运动参数及动力参数(1)计算各轴转速(r/min):n1 (输入轴) = n电机=1460r/minn2 (输出轴) = n1/i带=1460/3=487(r/min)n3 (滚筒轴) = n2/i齿轮=487/3.5=139(r/min)(2)计算各轴的功率(KW):P1(输入轴) = P0带8.80.95=8.36 KW P2(输出轴)= P1带=8
6、.360.95=7.9KW P3(滚筒轴)= P2轴承齿轮=7.90.990.97=7.6KW (3)计算轴扭矩(Nmm):T0( 电机轴) = 9.55106P0/n电动= 9.551068.8/1460= 57562NmmT1(输入轴) = T0i带带= 575622.080.95 = 113743NmmT2 (输出轴)= T1i齿轮轴承齿轮=11374350.990.97=546137Nmm T3 (滚筒轴) = T2轴承联轴器 = 5461370.990.99 =535269Nmm四、传动零件的设计计算 1、皮带轮传动的设计计算 选择普通V带截型 由课本表得:kA = 1.2 理论传递
7、功率 P=11KW Pc= KAP =1.211=13.2KW 由课本得:选用B型V带 确定带轮基准直径,并验算带速 由机械基础课本得,推荐的小带轮基准直径为125280mm,则取 dd1=160mmdd2=n1/n2dd1=(1460/487)160=480mm 查机械基础课本P228表9-8, 取dd2=500mm 实际从动轮转速:n2= n1dd1/dd2=1460160/500 =467r/min 转速误差为:(n2-n2)/n2 =(487467)/487 = 0.041200(适用) 确定带的根数: 根据机械基础课本P224图 9-3,得P1=3.64KW 根据机械基础课本P224
8、图 9-4,得 P1=0.46KW 根据机械基础课本P225图 9-5,得 K=0.95 根据机械基础课本P226图 9-6,得 K1=1.07 根据机械基础课本P230图中公式:Z = Pc/P1= Pc /(P1+P1) KK1= 11/ (3.64+0.46) 0.951.072.64 取Z=3 计算轴上压力 由机械基础课本P219图 9-1,查得q=0.1kg/m,由式(5-18)单根V带的初拉力: F0 = 500Pd/ZV(2.5/K-1)+qV2 = 5003.9/55.03(2.5/0.99-1)+0.15.032N = 160N 则作用在轴承的压力FQ, FQ = 2ZF0s
9、in1/2=25158.01sin167.6/2 = 1250N2、减速器齿轮传动设计计算(1)选择齿轮材料和热处理方法采用软齿面闭式齿轮减速器小齿轮 45号钢 调质 HBS=220 大齿轮 45号钢 正火 HBS=190硬度由机械基础课本P181表 6-3查得。(2)齿轮的许用接触应力 由机械基础课本P181表 6-3查得H lim1=550Mpa,H lim2=530Mpa 软齿面齿的接触安全系数SH=1.0:1.1,取SH=1.05 H1=H lim1/SH=550/1.05=523.8MpaH2=H lim2/SH=530/1.05=504.7 Mpa 用其中的小值作为H2=504.7
10、 Mpa(3)齿轮系数=中心距/齿宽=a/b,由机械基础课本P183表 6-6取a=0.4(4) 载荷系数K由机械基础课本P183表 6-5,取K=1.2(5)小齿轮轴上传递的扭矩T1P小=P电带=110.95=10.45KWn1=1460r/i带=1460/3=487r/min T1 = 9.550106 P1/n1=9.550106(7.9/487)N.mm=154918N.mma(u+1) (334/H2)2(KT1/au)1/3a193mm齿轮尺寸的强度计算以中心距校核(6)确定齿轮的主要参数确定小齿轮齿数 因为是闭式软齿轮而齿轮其失效形式为点蚀,所以取齿数不能太小,故在(20-40)
11、范围内,取Z1=30,.式中Z2=Z1i齿=303.5=105确定模数 amin=(d1+d2)/2=m(Z1+Z2)/2m=2amin/(Z1+Z2)=2193/(30+105)=2.8mm 取模数 m=3齿轮的几何尺寸 齿距: P=m=3.143=9.42mm齿厚: S =m/2=33.14/2=4.71mm齿宽: e =m/2=33.14/2=4.71mm齿顶高: ha =ha*m=13=3 mm齿根高: hf =(ha*+c*)m=(1+0.25)3=3.75mm全齿高: h =ha+hf=3+3.75=6.75 mm分度圆直径: d1 =mz1=330=90 mm d2 =mz2=3
12、105=315 mm齿顶圆直径: da1 =d1+2ha=90+23=96 mm da2 =d2+2ha=315+23=321 mm齿根直径: df1 =d1-2hf=90-23.75=82.5 mmdf2 =d2-2hf=315-23.75=307.5 mm中心距: a =(m/2)(Z1+Z2)=(3/2)(30+105)=202.5mm 齿轮宽度 查机械基础课本P183表 6-6,得d=1.2 由b=d1.260=72mm 取b2=72mm得 b1=b2+5=72+5=77mm3、轴的设计计算(1)按扭矩初算轴径 材质:选用45#调质,硬度217255HBS 根据课本并查表,取材料系数c
13、=115 大带轮轴的最小直径d39.55*106P/(0.2tn)=28mm考虑有键槽,将直径增大5%,则d1=28(1+5%)mm=29.4mm 取d=30mm (2)轴的结构设计轴上零件的定位,固定和装配 单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央,相对两轴承对称分布,齿轮左面由轴肩定位,右面用套筒轴向固定,联接以平键作过渡配合固定,两轴承分别以轴肩和大筒定位,则采用过渡配合固定。确定轴各段直径和长度1)工段:d1=30mm 长度取L1=20mm h=2c, c=1mm , II段:d2=d1+2h=30+221=34mm d2=34mm 初选用7307c型角接触球轴承,其内径为35mm, 宽度为
14、21mm. 2)考虑齿轮端面和箱体内壁,轴承端面和箱体内壁应有一定距离。 取套筒长为20mm,通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度,并考虑联轴器和箱体外壁应有一定距离而定,为此,取该段长为55mm,安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm,故II段长L2 =(2+20+21+55)=98mm 3)同理 H = 2c, c=1mm, d3 = d2+2h=34+2*2*1=38mm 得 L3 = L1-L=20-2=18mm 4)又 h=2c=21=2mm, c = 1mm,d4 = d3+2h=38+22=42mm 长度与右面的套筒相同 即 L4=20mm 5)但此段左面的滚动轴承的定位轴肩考虑,应便于轴承的拆卸,应 按标准查取由手册得安装尺寸h=3.该段直径应取:(30+32)=36mm 因此将段设计成阶梯形,左段直径为36mm段直径d5=30mm. 长度L5=19mm 由上述轴各段长度可算得总长:L总 = L2L3L4L5=98182019= 155mm五、传动装置零件图及装配图1、带式传输机传动方案设计简图