铸工车间自动送砂带式运输机传动装置设计说明书.docx
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铸工车间自动送砂带式运输机传动装置设计说明书
设计计算及说明
结果
一.《机械设计》课程设计任务书
l.题目：
铸工车间自动送砂带式运输机传动装置设计
2.任务：
（1）.减速器装配图（1号）…………1张
（2）.低速轴工作图（2号）…………1张
（3）.大齿轮工作图（2号）…………l张
（4）.设计计算说明书……………1份
3.时间：
2011年12月18日至2012年1月14日
4.设计参数：
（1）.传动带鼓轮转速n=80r/min
（2）.鼓轮轴输入功率P=3.3kW
（3）.使用年限：
5年
5.其它条件：
双班制16小时工作、连续单向运转、载荷平稳，有轻微振动、
设计计算及说明
结果
二、传动方案
2.1传动方案说明
一、选择传动机构类型的基本原则为：
1.传递大功率时，应充分考虑提高传动装置的效率，以减少能耗、降低运行费用。
2.载荷多变和可能发生过载时，应考虑缓冲吸振及过载保护问题。
3.传动比要求严格、尺寸要求紧凑的场合，可选用齿轮传动或蜗杆传动。
4.在多粉尘、潮湿、易燃易爆场合，宜选用链传动、闭式齿轮传动或蜗杆传动。
根据本次课程设计的要求，此设计采用的传动方案为单级圆柱齿轮传动。
二、传动装置的合理布置
传动装置布置的原则：
1.传动能力小的带传动应布置在高速轴。
2.开式齿轮传动应布置在低速轴。
这样具有以下优点：
1.适用于中心距较大的传动。
2.具有良好的挠性，可缓冲吸收振动。
3.过载时出现打滑现象，使传动失效，但可防止其他零件损坏。
4.结构简单成本低。
缺点：
外廓尺寸大、无固定传动比、寿命短、传动效率低。
结论：
对于此传动装置的要求，低速轴由于其要求以固定的传动比传动，且所需传动效率很高，所以齿轮传动适用。
设计计算及说明
结果
2.2电动机的选择
2.2.1电动机的类型和结构型式
类型：
根据电源及工作机条件，选用卧式封闭型Y（IP44）系列的三相交流异步电动机ZBK22007-88
2.2.2选择电动机容量：
（1）工作机所需功率PW=3.3kW
（2）电动机的输出功率PdPd=PW/η
电动机至工作机主动轴之间的总效率：
η总=η1·η2·η3·η4…ηn
根据辅导书P7表2－4：
η总=η带·η滚动轴承·η齿轮·η滚动轴承·η连轴器
=0.95×0.97×0.98×0.98×0.97
=0.86
所以电动机输出功率：
Pd=Pw÷η总=3.3÷0.86=3.837kW
（3）确定电动机额定功率：
Ped≥Pd，根据《课程设计》P196选择电动机，电动机额定功率为Ped=4kW
2.2.3选择电动机的转速
由《课程设计》书P4页表2-1：
V带传动的单级传动比推荐值为2~4
圆柱齿轮传动的单级传动比推荐值为3~6，
鼓轮转速为80r/min。
所以电动机转速应在
nd＝nw×i带×i齿轮＝80×（2×）3~80×（4×6）
＝80×6~80×24
＝528~2112r/min
2.2.4选择电动机的型号：
查《课程设计》P196表20-1
型号
额定功率
同步转速<转/分>
满载转速
<转/分>
质量
总传动比
Y132M1-6
4
1000
960
73
13.71
Y160M1-8
4
750
720
118
10.29
η总=0.86
Pd=3.837kW
Ped=4kW
设计计算及说明
结果
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见方案1比较合适。
因此选用电动机型号为Y132M1-6
2.2.5电动机外形简图和主要安装尺寸（辅导书P197表20-2）
电动机外形示意图
（1）.电动机的主要技术数据表：
电动机
型号
额定功率（kW）
电动机转速（r/min）
质量（kg）
同步
满载
Y132M1-6
4
1000
960
73
（2）.电动机的外型和安装尺寸表：
H=132mm
A=216mm
B=178mm
C=89mm
D=38mm
E=80mm
F×GD=10×8mm
G=33mm
K=12mm
AB=280mm
AD=210mm
AC=135mm
HD=315mm
AA=60mm
BB=238mm
HA=18mm
L=515mm
2.3总传动比的确定和各级传动比的分配
2.3.1理论总传动比
i总＝18
2.3.2各级传动比的分配及其说明
取V带传动比：
i带＝4
电动机型号Y132M1-6
i总＝18
i带＝4
则单级圆柱齿轮减速器传动比
i齿＝i总÷i带＝18÷4＝4.5
由于i齿轮值一般取3—6
所以i齿轮符合其常规范围。
2.4计算传动装置的运动和动力参数
2.4.1各轴的理论转速
电动机轴：
n0＝nm＝1440r/min
高速轴：
nⅠ＝n0/i带＝1440/4＝360r/min
低速轴：
nⅡ＝nⅠ/i齿轮＝360/4.5＝80r/min
2.4.2各轴的输入功率
电动机轴：
P0＝Ped＝4kW
高速轴：
PⅠ＝P0×η带＝4×0.96＝3.84kW
低速轴：
PⅡ＝PⅠ×η齿轮×η滚动轴承＝3.84×0.99×0.97＝3.68kW
2.4.3各轴的理论转矩
电动机轴：
T0＝9.55×106×P0/n0
＝9.55×106×4/1440
＝26530N•mm
高速轴：
TⅠ＝9.55×106×PⅠ/nⅠ
＝9.55×106×3.84/360
＝101870N•mm
低速轴：
TⅡ＝9.55×106×PⅡ/nⅡ
＝9.55×106×3.688/80
＝440250N•mm
2.4.4各轴的运动和动力参数汇总表
轴
P（kW）
n（r/min）
T（N•mm）
电动轴O
4
1440
26530
高速轴I
3.84
360
101870
低速轴II
3.688
80
440250
i齿＝4.5
n0＝1440r/min
nⅠ＝360r/min
nⅡ＝80r/min
P0＝Ped＝4kW
PⅠ＝3.84kW
PⅡ＝3.68kW
T0＝26530N•mm
TⅠ＝101870N•mm
TⅡ＝440250N•mm
设计计算及说明
结果
三.传动设计
3.1V带传动
3.1.1V带传动的设计计算
1、确定计算功率Pc
由课本P218表13-8“工作情况系数KA”查得KA=1
故Pc=KA•P=1.0×4=4.0kW
（2）选取普通V带型号
根据Pc=4.0kW，n1=1440r/min,由课本P219图13-15，确定选用A型。
d1=75~100mm
（3）小带轮基准直径d1及大带轮基准直径d2
由课本P219表13-9“V带轮最小基准直径”，取d1=100mm,
由课本P211式13-9得d2=（n1/n2）×d1×（1-ε）
=（1440/360）×100×（1-0.02）=400mm
（4）验算带速V
V=（d1×n1×π）/（60×1000）=（100×1440×π）/（60×1000）=7.539m/s,
在5~25m/s范围内，带速合适。
（5）求V带基准长度Ld和中心距a
初步选取中心距a0=1.5（d1+d2）=1.5（100+400）=750，取a0=750mm,
符合0.7（d1+d2）=350mm由式13-2得带长（教科书P205式13-2）
KA=1
Pc=4kW
d1=100mm
d2=400mm
V=7.539m/s
设计计算及说明
结果
L0=2a0+（π/2）×（d1+d2）+[（d2-d1）²/4a0]
=2×750+（π/2）×（100+400）+[（400-100）²/（4×750）]=2315mm
由表13-2对A型带选用基准长度Ld=2500mm
再由式13-16计算实际中心距：
a≈a0+（Ld-L0）/2=750+（2500-2315）/2=842mm
（6）小带轮包角α，由式13-1得
α1=180°-[（d2-d1）/a]×57.3°
=180°-[（400-100）/842]×57.3°≈159°>120°
∴主动轮包角合适。
（7）V带根数z,
由式13-15得z=Pc/[P0]
=Pc/[（P0+ΔP0）×Kα×KL]
由n1=1440r/min,d1=100mm,i带=d2/[d1（1-ε）]=4.08
查表13-3用内插法得：
P0=1.3kW（教科书P214页）
由表13-5得：
ΔP0=0.17kW
查表13-7得Kα=0.95,
查表13-2得KL=1.09,
则Z=Pc/[（P0+ΔP0）KαKL]=4.0/[（1.3+0.17）×0.95×1.09]=2.63
取Z=3根
式中：
P0—单根普通V带的基本额定功率；
ΔP0—单根普通V带i≠1时额定功率的增量；
Kα—包角修正系数；
KL—带长修正系数。
V带传动主要传动参数见下表：
带型
Ld
（mm）
d1
（mm）
d2
（mm）
a
（mm）
Z
（根）
V
（m/s）
KA
A
2500
100
400
842
3
7.539
1.0
3.1.2带轮结构设计：
由于带轮低速运转（V＜30m/s），所以采用铸铁材料，常用材料的牌号为HT150或HT200。
3.2齿轮传动设计计算
3.2.1齿轮的设计计算
1、齿轮传动设计计算
（1）选择齿轮类型、材料、精度等级及齿数
[1]选用斜齿圆柱齿轮传动。
[2]选用软齿面、闭式传动。
由课本P166~167表11-1得
小齿轮：
20CrMnTi，渗碳淬火，表面硬度56~62HRC;Hlim1=750MPaFE1=420MPa
大齿轮：
20Cr，渗碳淬火，表面硬度56~62HRC;Hlim2=750MPaFE2=420MPa
查课本P171表11-5“最小安全系数SH,SF的参考值”得
SH=1.0，SF=1.25
[H1]=Hlim1/SH=750/1.0=750MPa
[H2]=Hlim2/SH=750/1.0=750MPa
[F1]=FE1/SF=420/1.25=336MPa
[F2]=FE2/SF=1500/1.25=336MPa
[3]初选精度等级9级。
[4]初选小齿轮齿数：
Z1=20
大齿轮齿数：
Z2=i齿轮×Z1=4.5×20=90，取Z2=90
实际传动比为i=90/20=4.5
[5]选取螺旋角β=15º
2、按齿面弯曲强度设计计算
⑴载荷系数K:
查课本P169表11-3“载荷系数K”得
K=1.3
⑵齿宽系数d：
查课本P175表11-6“齿宽系数d”得
d=0.8
⑶小齿轮上的转矩T1：
T1=101866.7N.mm
⑷齿形系数和齿根修正系数：
ZV1=Z1/cos3β=20/cos315°=22.19
ZV2=Z2/cos3β=90/cos315°=99.86
查P173图11
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