课程设计设计一带式输送机传动装置Word文件下载.docx

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图2电动机

带式输送机的设计参数：

输送带的牵引力1.25kN；

输送带的速度为：

1.8m/s；

输送带滚筒的直径250mm。

简图1中的1、2、3、4、5、6分别为：

1、电动机；

2、三角带传动；

3、减速器；

4、联轴器；

5、传动滚筒；

6、皮带运输机。

2、电机的选择

1、类型和结构的选择

①三相交流异步电动机的结构简单、价格低廉、维护方便，但一般应用于工业。

②Y系列电动机是一般用途的全封闭式自扇冷式三相异步电动机，具有效率高、性能好、噪声低、振动小等优点，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体和无特殊要求的机器上，如风机、输送机、搅拌机、农业机械和食品机械等。

③所以，选用Y系列电动机作为带式输送机的电机。

2、功率的确定

电机的容量（功率）选择是否合适，对电动机的工作和经济性都有影响。

当容量小于工作要求时，电动机不能保证工作机的正常工作，或使电动机因长期过载而过早损坏；

若容量过大，则电动机价格高，能力不能充分利用，而且因为经常不在满载下运行，其效率和功率因数较低，造成浪费。

①工作机所需功率Pw（KW）

Pw=FwVw/ŋw=1.25KN×

1.8m/s÷

0.96≈2.34KW

式中，Fw为工作机的阻力，KN；

Vw为工作机的线速度，m/s；

为工作机的效率，带式输送机可取ŋw=0.96。

②电动机至工作机的总效率ŋ

ŋ总=ŋ1·

ŋ2·

ŋ3·

ŋ4·

ŋ5

ŋ1为三角带的传动效率，ŋ2为齿轮传动效率，ŋ3为滚动轴承的效率，ŋ4为联轴器的效率，ŋ5为运输机平型带传动效率。

参考《机械设计课程设计》表3-1机械传动效率概略值，第13页，得：

ŋ5=0.96×

0.97×

0.98×

0.99×

0.96≈0.88

③所需电动机的功率Pd（KW）

Pd=Pw/ŋ总=2.34/0.88KW=2.66KW

④电动机额定功率Pm

按Pm≥Pd来选取电动机型号。

电动机功率的大小应视工作机构的负载变化状况而定。

3、转速的确定

①滚筒轴的工作转速为

nw=60×

1000Vw/πD=（60×

1000×

1.8）/（3.14×

250）≈138r/min

Vw为皮带输送机的带速，D为滚筒的直径。

②额定功率相同的同类型电动机，有几种不同的同步转速。

例如三相异步电动机有四种常用的同步转速，即3000r/min、1500r/min、1000r/min和750r/min。

一般最常用、市场上供应最多的是同步转速为1500r/min和1000r/min的电动机，综合考虑各种情况，决定选用1000r/min的电动机。

③选用Y系列电动机，参考《机械设计课程设计》表17-7Y系列（IP144）三相异步电动机的技术数据，第178页，得：

电动机的型号为Y132S-6，额定功率（Pm）为3KW（实物如图2），满载转速（nm）为960r/min。

2、传动比的分配

1、电动机选定后，根据电动机的满载转速nm和工作机的转速nw即可确定传动系统的总传动比I，即

I=nm/nw=960/138=6.956≈6.96

2、传动系统的总传动比i是各串联机构传动比的连乘积，即

I=i1i2=6.96

式中，i1，i2为传动系统中各级传动机构的传动比。

3、传动比分配的一般原则

①各级传动比可在各自自荐用值的范围内选取。

各类机械传动比荐用值和最大值，参考李育锡的《机械设计课程设计》表3—2各类机械传动的传动比，第14页。

②分配传动比应注意使各传动件的尺寸协调、结构匀称和利于安装。

③传动零件之间不应造成互相干涉。

④使减速器各级大齿轮直径相近，以利于实现油池润滑。

⑤使所设计的传动系统具有紧凑的外廓尺寸。

4、所以，传动系统中V型带机构的传动比i1选择2，则齿轮机构的传动比i2为3.48。

3、传动参数的计算

机器传动系统的传动参数主要是指各轴的转速、功率和转矩，它是进行传动零件设计计算的重要依据。

①各轴的转速n（r/min）

高速轴1的转速：

n1=nm

中间轴2的转速：

n2=n1/i1=960/2=480r/min

低速轴3的转速：

n3=n2/i2=nm/（i1i2）=480/3.48=138r/min

滚筒轴4的转速：

n4=n3=138r/min

式中，nm为电动机的满载速度；

i1为高速级传动比；

i2为低速级传动比。

②各轴输入功率P（KW）

P1=Pm=3KW

P2=P1ŋ1ŋg=3×

0.96×

0.99=2.85KW

P3=P2ŋ2ŋg=2.85×

0.99=2.74KW

P4=P3ŋcŋ3=2.74×

0.96=2.60KW

式中，Pm为电动机额定功率（KW）；

ŋc为联轴器效率；

ŋg为一对轴承的效率；

ŋ1为V型带传动的传动效率；

ŋ2为低速级齿轮传动效率。

③各轴的输入转矩T（N∙m）

T1=9550P1/n1=9550×

3/960=29.84N∙m

T2=9550P2/n2=9550×

2.85/480=56.70N∙m

T3=9550P3/n3=9550×

2.74/138=189.62N∙m

T4=9550P4/n4=9550×

2.60/138=179.93N∙m

4、V型带的设计

1、确定计算功率

计算功率Pca是根据传递的功率P和带的工作条件而确定的

Pca=KAP＝１.２×

３KW＝３.６KW

式中，Pca为计算功率，KW；

KA为工作情况系数，这里取KA＝１.２，参考，教材第八版《机械设计》表8-7工作情况系数KA，第156页；

P为所传递的额定功率，如电动机的额定功率或名义的负载功率，KW。

2、选择V带的带型

①根据计算的功率Pca和小带轮转速n1，确定普通V带为A型，参考，教材第八版《机械设计》图8-11普通V带选型图，第157页。

②由①可得到小带轮的基准直径范围为80mm≤dd≤100mm，再参考教材第八版《机械设计》的表8-6V带轮的最小基准直径和表8-8普通V带的基准直径系列，确定大小带轮的基准直径，应使dd1≥（dd）min，初选dd1为100mm，dd2=2dd1=200mm，则带速V1为：

V1=πdd1n1/（60×

1000）=3.14×

100×

960/（60×

1000）m/s≈5.02m/s

因为算出来的带速为5.02m/s，在5~25m/s范围内，符合要求。

③确定中心距a，并选择V带的基准长度Ld。

根据带传动总体尺寸的限制条件或要求的中心距，通过计算，

0.7（dd1+dd2）≤a0≤2（dd1+dd2）→210mm≤a0≤600mm

初定中心距为a0=300mm。

计算相应的带长Ld0

Ld0≈2a0+π/2×

（dd1+dd2）+（dd1+dd2）2/4a0

=2×

300+π/2×

（100+200）+（100+200）2/（4×

300）=1146mm

带的基准长度Ld根据Ld0，参考教材第八版《机械设计》表8-2V带的基准长度系列及长度系数KL，第146页，得Ld=1250mm。

④计算中心距a及其变动范围

传动的实际中心距近似为

a≈a0＋（Ld－Ld0）/2=300＋（1250－1146）/2=352mm

考虑到带轮的制造误差、带长误差、带的弹性以及因带的松弛而产生的补充张紧需要，常给出中心距的变动范围为

amin=a－0.015Ld=352－0.015×

1250≈334mm

amax=a+0.03Ld=352＋0.03×

1250≈390mm

⑤验算小带轮上的包角α1

由设计经验可得，小带轮上的包角α1小于大带轮上的包角α2；

小带轮上的总摩擦力相应地小于大带轮上的总摩擦力。

因此，打滑只可能在小带轮上发生。

为了提高带传动的工作能力，应使α1≥900

α1≈1800－（dd2－dd1）×

57.30÷

a=1800－（200－100）×

352≈163.70≥900

⑥确定带的根数z

Pca为计算功率，由式Pca=KAP得出，其中，KA为工作情况系数，P为传递的功率；

Pr为额定功率，由式Pr=（P0＋∆P0）×

Ka×

KL得出，其中，P0为单根普通V带所能传递的最大功率，参考教材《机械设计》表8—4a单根普通V带的基本额定功率P0，第152页，经计算得P0=0.78KW，∆P0为单根V带额定功率的增量，参考教材第八版《机械设计》表8—4b单根普通V带额定功率的增量∆P0，第153页，经计算得∆P0=0.02KW，Ka为包角不等于1800时的修正系数，参考教材第八版《机械设计》表8—5包角的修正系数，第155页，经计算得Ka=0.96，KL为当带长不等于实验规定的特定带长时的修正系数，参考教材第八版《机械设计》表8—2V带的基准长度系列及长度系数KL，第146页，KL=0.93，则，

Z=Pca/Pr=KAP/[（P0＋∆P0）×

KL]=3.6/[（0.78＋0.02）×

0.93]≈5.04≤10

为了使各根V带受力均匀，带的根数不宜过多，一般少于10根，经鉴定，符合要求,Z取6。

⑦确定带的初拉力F0

下式中，q为传动带单位长度的质量，kg/m,参考教材第八版《机械设计》表8—3V带单位长度的质量，第149页，得p=0.1kg/m。

F0min=500×

（2.5－Ka）Pca/Kazv＋qv2=500×

（2.5－0.96）×

3.6/（0.96×

6×

5.02）＋0.1×

5.022≈98.39N

对于新安装的V带，初拉力为1.5F0min；

对于运转后的V带，初拉力应为1.3F0min，则初拉力应选F0=1.5F0min。

⑧计算带传动的压轴力Fp

为了设计带轮轴的轴承，需要计算带传动作用在轴上的压轴力Fp，参考教材第八版《机械设计》图8—13压轴力计算示意图，第159页。

Fp=2zF0sin（α1/2）=2×

1.5×

98.39×

sin（163.70/2）=1753.13N

式中，α1为小带轮的包角。

⑨V带小轮二维零件图（如图3）

图3

五、圆柱齿轮的设计

1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数

①按图1所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。

②输送机为一般工作机器，速度不高，可以选用7级精度（GB10095—88）。

③材料的选择，参考教材第八版《机械设计》表10—1常用齿轮材料及其力学特性，第191页，选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差40HBS。

④选小齿轮齿数z1=20，大齿轮齿数z2=3.48×

20=69.6，取z2=70。

2、按齿面接触强度设计

由设计公式进行试算，即

（1）确定公式内的各计算数值

①试选载荷系数Kt=1.3。

②计算小齿轮传递的转矩。

T1=（95.5×

105P2）/n2=95.5×

105×

2.85÷

480=5.67×

104N·

mm

③参考教材第八版《