带式输送机传动装置设计及电动机选择.docx
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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……………………………………3
1、确定传动方案………………………………………3
2、选择电动机…………………………………………4
3、计算传动装置总传动比并分配各级的传动比……5
4、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…………………………………7
1、皮带轮传动的设计计算……………………………7
2、减速器齿轮传动设计计算…………………………9
3、轴的设计计算………………………………………11
五、传动装置零件图及装配图……………………………13
1、总体设计简图………………………………………13
2、一级齿轮减速器装配图……………………………14
3、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η=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=m/s
输送带滚筒直径D=380mm
5、完成设计任务工作量：
①设计说明书一份
②带式输送机传动方案简图1张
③齿轮减速器总装图1张
④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=/s；滚筒直径D=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：
①传动装置的总效率：
η总=η带×η轴承2×η齿轮×η联轴器
=×2××0.99
②电机所需的工作功率：
P0=FV/1000η总
=3000×2.8/（1000×0.89）
=
选取电动机额定功率Pm，使Pm=（1~1.3）P0=8.8（1~1.3）=8.8~11.44查表2-1取Pm=11。
③确定电动机滚筒转速
n筒=60×1000V/πD
=60×1000××380）
=140r/min
按指导书P10表2－3推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减
速器传动比范围Ia’=3~5。
取V带传动比I1’=2~4，则总传动比理时范围为Ia’=6~20。
故电动机转速的可选范围为n筒=（6~20）×140=840~2800r/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
④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。
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
（2）分配各级传动比
①据指导书，取齿轮传动比：
i带=3
② ∵i总=i齿轮×I带
∴i齿轮=i总/i带
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/min
n2（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）=P0η带×=8.36KW
P2（输出轴）=P1×η带×0.95=7.9KW
P3（滚筒轴）=P2×η轴承×η齿轮××0.97=7.6KW
（3）计算轴扭矩（N·mm）：
T0（电机轴）=×106P0/n电动
×106×
=57562N·mm
T1（输入轴）=T0i带η带
=57562××0.95
=113743N·mm
T2（输出轴）=T1i齿轮η轴承×η齿轮
=113743×5××0.97=546137N·mm
T3（滚筒轴）=T2×η轴承η联轴器
=546137××0.99
=535269N·mm
四、传动零件的设计计算
1、皮带轮传动的设计计算
①选择普通V带截型
由课本表得：
kA理论传递功率P=11KW
Pc=KA×11=13.2KW
由课本得：
选用B型V带
②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125~280mm，则取
dd1=160mm
dd2=n1/n2·dd1=（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=1460×160/500
=467r/min
转速误差为：
（n2-n2’）/n2=（487－467）/487
=0.04<0.05（允许）
带速V：
V=πdd1n1/60×1000
=π×160×1460/60×100
=/s
在5~25m/s范围内，带速合适。
③确定带长和中心矩
1）根据机械基础课本P228（9-11）公式得，
0.7（dd1+dd2）≤a0≤2（dd1+dd2）
0.7（160+500）≤a0≤2×（160+500）
∴得460mm≤a0≤1320mm
2）由机械基础课本P228课本得：
L0=2a0+π（dd1+dd2）/2+（dd2-dd1）2/4a0
=2××（160+500）+（500-160）2/（4×1000）
=3065mm
根据机械基础课本P226表9-6取，Ld=3150mm
∴a≈a0+（Ld-L0/2）=1000+（3150-3065）/2
=1043mm
④验算小带轮包角：
α1=18000×（dd2-dd1）/a
=18000×（dd2-dd1）/a
=18000×（500-160）/1043
0>1200（适用）
⑤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图9-4，得△P1=0.46KW
根据机械基础课本P225图9-5，得Kα=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）KαK1]
=11/[（+）××1.07]
≈∴取Z=3
⑥计算轴上压力
由机械基础课本P219图9-1，查得q=/m，
由式（5-18）单根V带的初拉力：
F0=500Pd/ZVα-1）+qV2
=[500××××5.032]N
=160N
则作用在轴承的压力FQ，
FQ=2ZF0sinα1/2=2×5×158.01sin167.6/2
=1250N
2、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
①由《机械基础》课本P181表6-3查得
σHlim1=550Mpa，σHlim2=530Mpa
②软齿面齿的接触安全系数SH=1.0：
1.1，取SH
③[σH]1=σHlim1/SH
[σH]2=σHlim2/SHMpa
用其中的小值作为[σH]2=504.7Mpa
（3）齿轮系数
ψ=中心距/齿宽=a/b，由《机械基础》课本P183表6-6取ψa
（4）载荷系数K
由《机械基础》课本P183表6-5
（5）小齿轮轴上传递的扭矩T1
P小=P电×η带=11×
n1=1460r/i带=1460/3=487r/min
∴T1=×106P1/n1×106×
a≥（u+1）[（334/[σH]2）2×（KT1/ψau）]1/3
a≥193mm
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
①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）范围内，取Z1=30,.式中Z2=Z1×i齿=30×3.5=105
②确定模数
amin=（d1+d2）/2=m（Z1+Z2）/2
m=2amin/（Z1+Z2）=2×193/（30+105）=∴取模数m=3
③齿轮的几何尺寸
齿距：
P=π×3=
齿厚：
S=mπ/2=3×
齿宽：
e=mπ/2=3×
齿顶高：
ha=ha*m=1×3=3mm
齿根高：
hf=（ha*+c*）m=（1+0.25）×3=
全齿高：
h=ha+hf=3+3.75=6.75mm
分度圆直径：
d1=mz1=3×30=90mm
d2=mz2=3×105=315mm
齿顶圆直径：
da1=d1+2ha=90+2×3=96mm
da2=d2+2ha=315+2×3=321mm
齿根直径：
df1=d1-2hf=90-2×3.75=82.5mm
df2=d2-2hf=315-2×3.75=307.5mm
中心距：
a=（m/2）×（Z1+Z2）
=（3/2）×（30+105）
=
④齿轮宽度查《机械基础》课本P183表6-6，得ψd
由b=ψd×60=72mm
取b2=72mm
得b1=b2+5=72+5=77mm
3、轴的设计计算
（1）按扭矩初算轴径
①材质：
选用45#调质，硬度217~255HBS
②根据课本并查表，取材料系数c=115
③大带轮轴的最小直径d≥3√9.55*106P/（0.2tn） =28mm
考虑有键槽，将直径增大5%，则
d1=28×（1+5%）mm=
∴取d=30mm
（2）轴的结构设计
①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。
②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+2×2×1=34mm
∴d2=34mm
初选用7307c型角接触球轴承，其内径为35mm,宽度为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=2×1=2mm，c=1mm ，d4=d3+2h=38+2×2=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+3×2）
=36mm
因此将Ⅳ段设计成阶梯形，左段直径为36mmⅤ段直径d5=30mm.长度L5=19mm
由上述轴各段长度可算得总长：
L总=L2＋L3＋L4＋L5=98＋18＋20＋19
=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
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