设计一带式输送机传动装置.docx
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设计一带式输送机传动装置
机械设计课程设计
计算说明书
设计题目
1—D设计一带式输送机传动装置
复合材料与工程专业04031101班
设计者赵
指导老师张
2014年9月18日
西北工业大学
一、设计任务书
二、传动方案的拟定
三、传动装置的数据计算
四、传动零件的设计计算
五、润滑和密封设计
六、箱体结构尺寸
七、设计总结八、参考文献
一、设计任务书
传动简图如图所示，设计参数列于表中2-1中。
工作条件：
连续单向运转，载荷平稳，空载启动，使用期十年（每年300个工作日），小批量生产，两班制工作，输送机工作转速允许误差为土5%带式输送机的传动效率为0.96。
（一）、原始数据:
输送带的牵引力
F（KN）
输送带的速度
V（m/s）
输送带滚筒的
直径D（mm）
使用年限（年）
1.6
1.6
240
10
（二）、设计内容和要求：
1、编写设计计算说明书一份，其内容通常包括下列几个方面:
（1）传动系统方案的分析和拟定以及减速器类型的选择。
（2）电动机的选择与传动装置运动和动力参数的计算。
（3）传动零件的设计计算（如齿轮传动，带传动等）。
（4）轴的设计计算（初估轴径、结构设计和强度计算）。
（5）键连接的选择和计算。
（6）滚动轴承的选择和计算。
（7）联轴器的选择。
（8）箱体设计（箱体结构及附件等的设计和选择）。
计算项目及内容
主要结果
（9）润滑和密封设计。
（10）装配图和零件图的绘制。
（11）设计小结。
（12）参考文献。
2、要求每个学生完成以下工作：
（1）减速器装配图1张（A1图纸）
（2）零件工作图2张（A3图纸）。
（3）设计计算说明书1份。
一、传动方案的拟定
由图可知，该设备原动机为电动机，传动装置为减速器，工作机
为带式输送机。
减速器为一级斜齿圆柱齿轮传动和一级带传动，轴承初步选用圆
锥滚子轴承。
联轴器选用弹性套柱销联轴器。
三、传动装置的数据计算
（一）、电动机的选择
1、选择电动机系列
按工作要求及工作条件，选用三相异步电动机，封闭式扇式
结构，即：
电压为380V丫系列的三相交流电源电动机。
三相交流电
2、选择电动机
源电动机
（1）、工作机输出轴所需的功率
Fv1.6勺.6….，…
巳一一-2.667KW
nw0.96
巳=2.667KW
（2）、电动机至工作机的总效率
n2nn
1234
计算项目及内容
主要结果
式中叫、n2、口3、口4分别为联轴器、一对角接触球轴承、斜齿圆柱齿轮传动、V带传动效率。
查课程设计指导书P13表3-1可得：
叫=0.99，n2=0.99,%=0.98，口4=。
・96
贝UnSS=0.99汉0.99汉0.98汉0.96=0.9129
（3）、所需电动机的功率
Pd=Pw=2.67=2.92kW
n0.9129
（4）、选择电动机
根据课程设计指导书第178页，由P^>Pd选择电动机的型号为
Y112M-4。
技术数据如下表：
n=0.9129
电动机：
Y112M-4
i=11.3
电动机型
号
额定功
率（kW）
满载转矩
（r/min）
堵转转矩
最大转矩
质量
（kg）
额定转矩
（kN）
额定转矩
（kN）
Y112M-4
4
1440
2.2
2.3
43
（二）、确定传动装置的总传动比和分配传动比
1、带轮转速为
1000汉60Vm1000汉60汇1.6“.
g—m—-127.32r/min
ndn240
电动机的满载转速为nm=1440r/min
2、总传动比
Jm=1440十3
nw127.32
3、分配减速器的各级传动比
id=2.86
h=3.95
按带传动与一级齿轮减速器关系进行设计，设带传动的传动比
为id，—级齿轮减速器的传动比为i1，应使id:
:
:
i1，以便使整个传动系统的尺寸较小，结构紧凑。
又带传动比一般取2〜4,故取id=2.86,贝U"3.95。
4、计算传动装置的运动和动力参数
I轴：
电动机转轴
p
R=Fm=4kW,rt=1440r/min,TI=9550心=26.53Nm
n
u轴：
高速轴
r=rx4=4X0.96=3.84kW
ni1440“cl,
n||503.5r/min
id2.86
T=955cP=95503.84=72.8Nm
n||503.5
川轴：
输出轴
Pm=Fux3X2二3.84X0.98X0.99二3.73kW
nii503.5—c,
n山二--127.39r/min
ii3.77
p373
T川=9550』=9550•-279.63Mm
n|||127.39
W轴：
滚筒轴
P|V二P|||x1x2二3.65kW
n|V=n|||=127.39*/min
PIV3.65
T|v二9550|V二9550274.63Nm
n|V127.39
计算项目及内容
主要结果
根据以上计算数据列出下表，供以后设计计算使用：
电机轴I轴U轴川滚筒轴
功率P/kW43.843.733.65
转矩T/（N・m）26.5372.83279.63274.63
转速n（r/min）1440503.5127.39127.39
传动比i2.863.951
效率口0.960.97020.9801
四、传动零件的设计计算
（一）、V带的设计
由《机械设计》带传动的设计可得设计步骤如下：
1、确定计算功率由带的工作条件从表6.7查得工况Ka=1.1
PCa=KAPn=1.1M=4.4kW
2、选定带的型号根据Pea=4.4kW和m=1440r/min,根据图6.10
A型V带
确定为A型普通V带。
id=2.86
3、传动比id=2.86
4、确定带轮的基准直径
由表6.8,表6.9，和图6.10，取小带轮基准直径dd=95mm。
dd1=95mm
大带轮基准直径dd2=idd1（1—e戶3汽95^（1—0.01}=268.98mm，由表6.9
取dd=280mm。
U2
5、轴U的实际转速
（―耳肮①（1-0.01JM440X95““，•
n^--—483.69r/min
dd2280
计算项目及内容
主要结果
6、验算带速v_叫-加处药灯44。
_716m/s/30m/s
60X00060X000
带速合适。
7、初定中心距按公式0.7（dg+dd2宦30兰2（dg+dd2）,可取：
a0=500mm
&确定所需带的基准长度
兀#i（dd2一dd’2
Ld0=2a°+—（dg+dd2）+=1606.16mm
24a°
a=517mm
由表6.2选取带的基准长度Ld=1640mm
9、确定实际中心距
丄Ld—Ld。
"c丄1640—1606.16a^a0+=500+=517mm
22
安装时所需最小轴间距离amin=a-0.015Ld=492.4mm
张紧或补偿所需最大轴向距离amax=a+0.03Ld=566.2mm
d—d
10、验算小带轮包角^"80’-——X57.3”=159.5、120'
a
包角合适。
11、单根V带的基本额定功率由ddt=95mm和厲=1440r/min,
由表6.4查得A型V带基本额定功率为P0=1.195kW。
12、单根V带的额定功率考虑传动比的影响，额定功率的增量查
表6.5得山P°肚0.17kW；按包角a1=159.5’，查表6.6得:
^=0.95；
按带长，查表6.2得：
Kl-0.99，单根V带的额定功率：
Pr=（R+心RKLK°=（1.195+0.17><0.99><0.95=1.2838kW
13、计算V带的根数
计算项目及内容
主要结果
FCa4.4cC
7—一-343
Fr1.2838
4根
取4根A型V带。
14、计算单根V带的初拉力由表6.3查得A型V带的单位长度质
量q=0.105kg/m，所以
（25—K疗FCa2（2.5—0.954.42
F0—500宀3+qv—500宀厂+0.105乂7.16-130.71N
K^zv0.95x4x7.16
15、计算压轴力
ot.1595
Fp=2zsin」=2x4sin—=1028.99N方向指向圆心
p22
16、轮槽的基准宽度bd=11.0mm（A型带）
（二）、齿轮传动的设计
由《机械设计》斜齿圆柱齿轮的设计可得设计步骤如下：
1、选择齿轮材料及精度等级
由于要求结构尺寸紧凑，采用软齿面齿轮传动，小齿轮用40Cr调
质，齿面平均硬度为250HBS,大齿轮为45钢调质，硬度为210HBS
二者材料硬度差为40HBS参考表8.7和表8.8运输机为一般工作机器，
速度不咼，故选用7级精度。
2、参数选择及计算
（1）、选择齿数
由于米用硬齿面闭式传动，故z1=20z^i2z^79，取
乙=20
79
N=20,z2=790实际齿数比：
u=—=3.95;齿数比误差：
z2=79
20
3.95-3.95“，rm
=0%，可用。
3.95
（2）、选择齿宽系数
由于是单级齿轮传动，两支承相对齿轮为对称布置，且两轮均为
软面，查表得到竹=1.0。
—1.0
（3）、初选螺旋角P=15，法向压力角an=20,
（4）、计算几何参数
tanotntan20◎°
tan：
tn0.3768,：
t=20.6469=2038'49"
cosPcos15
sin■-b-sin■-cos：
n=sin15cos20、=0.2432,“=14.0761=14434"
Mz^cosp2—（z^OSOtt2+J（z2*2cosPf—（z2cosotS
—‘；Z-z2sin:
-t=1.610
；i=0.318dz1ta—0.3181.020tan15>1.704
3、按齿面接触疲劳强度设计
（1）、确定计算参数
a）载荷比较平稳，齿轮为软面，齿轮在两轴承间对称布置故取载荷系数K".2。
b）计算转矩T1=72.83Nm=7.28310°Nmm。
C）区域系数ZhJ—2cos-b一2.4247。
\sin务c
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