18带式输送机传动装置设计

湖南人文科技学院课程设计报告课程名称：机械设计课程设计设计题目：带式输送机传动装置系别：能源与机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：2014级机械二班学生姓名:王斌、邹良波、张恒、张帅、徐明强学号:14428213、14428235、14404111、14428206、14428202起止日期:2016.12.12~2016.12.26指导教师:教研室主任：郝前华指导教师评语：指导教师签名：年月日成绩评定项目权重成绩王斌张帅徐明强周良波张恒1、设计过程中出勤、学习态度等方面0.22、课程设计质量与答辩0.53、设计报告书写及图纸规范程度0.3总成绩教研室审核意见：教研室主任签字：年月日教学系审核意见：主任签字：年月日带式输送机传动装置摘要：机械设计课程是培养学生机械设计能力的技术基础课。课程设计是“机械设计”课程重要的实践环节齿轮传动是应用极为广泛和特别重要的一种机械传动形式，它可以用来在空间的任意轴之间传递运动和动力，然而带式输送机是连续运输机的一种，连续运输机是固定式或运移式起重机运输机中主要类型之一。其运输特点是形成装载点之间的连续物流料流，靠连续物料流的整体运动来完成物流从装载点到卸载点的输送。在工业、农业、交通等各企业中，连续输送机是生产过程中组成有节奏的流水作业运输线不可缺少的组成部分.关键词：减速器；齿轮；带式输送机目录引言…………………………………………………………………………………………11.传动装置总体设计方案…………………………………………………………………21.1方案的设定…………………………………………………………………………21.2电动机的选择………………………………………………………………………21.2.1选择电动机类型……………………………………………………………………21.2.2选择电动机容量……………………………………………………………………21.2.3选择电动机转速……………………………………………………………………31.3确定传动装置的传动比…………………………………………………………42.设计V带和带轮……………………………………………………………………………63.齿轮的设计………………………………………………………………………………83.1选定齿轮类型、精度等级、材料、齿数并初选螺旋角β………………………83.2初步设计齿轮主要尺寸……………………………………………………………83.3齿轮主要几何尺寸…………………………………………………………………93.4校核齿轮弯曲疲劳强度……………………………………………………………103.5结构设计…………………………………………………………………………114.传动轴的设计…………………………………………………………………………124.1轴的设计…………………………………………………………………………124.2齿轮轴的设计……………………………………………………………………114.3滚动轴承的校核…………………………………………………………………195.键联接的设计……………………………………………………………………………206.箱体结构的设计…………………………………………………………………………217.润滑密封设计……………………………………………………………………………23参考文献……………………………………………………………………………………24致谢…………………………………………………………………………………………25附录A.齿轮图B.轴承图C.装配图1引言带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。主要由机架、输送皮带、皮带辊筒、张紧装置、传动装置等组成。它可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送。除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。带式输送机可以用于水平运输或倾斜运输，使用非常方便，广泛应用于现代化的各种工业企业中，如：矿山的井下巷道、矿井地面运输系统、露天采矿场及选矿厂中。21.传动装置总体设计方案1.1方案的设定本组设计数据：运输带工作拉力F=2200N。运输带工作速度v=1.1m/s。卷筒直径D=240mm。(1)外传动机构为V带传动。(2)减速器为单级斜齿圆柱齿轮减速器。图1-1传动装置总体设计方案简图1.V带传动2.运输带3.单级斜齿圆柱齿轮减速器4.联轴器5.电动机6.卷筒(3)方案简图如图1-1(4)该方案的优缺点：该工作机有轻微振动，由于V带有缓冲吸振能力，采用V带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用V带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。减速器部分为单级斜齿圆柱齿轮减速器，这是单级圆柱齿轮中应用较广泛的一种。原动机部分为Y系列三相交流异步电动机。总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。1.2电动机的选择1.2.1选择电动机的类型按工作要求和工作条件选用Y系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式结构，额定电压380V。1.2.2选择电动机的容量工作机的有效功率为3vPwF(1-1)kwPw42.2从电动机到工作机传送带间的总效率为543321（1-2）min58.87rnw可知[7]：1：V带传动效率0.962：滚动轴承效率0.99（球轴承）3：齿轮传动效率0.97（8级精度一般齿轮传动）4：联轴器传动效率0.99（弹性联轴器）5：卷筒传动效率0.96所以电动机所需工作功率为wPPd（1-3）kwPd81.21.2.3确定电动机转速单级圆柱齿轮减速器传动比20~6'i[1]而工作机卷筒轴的转速为Dvnw（1-4）所以电动机转速的可选范围为min)6.1751~48.525(min58.87)20~6('rrninwd符合这一范围的同步转速有、1000r/min和1500两种。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1500r/min的电动机[1]。根据电动机类型、容量和转速，选定电动机型号为Y100L2-4[1]。其主要性能如下表：表1-1Y100L2-4型电动机主要性能电动机型号额定功率/kw满载转速/(r/min)启动转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩Y100L2-4314302.22.34电动机的主要安装尺寸和外形如下表：图1-2电动机主要安装尺寸和外形图表1-2电动机主要安装尺寸表1.3确定传动装置的传动比见图1-1.1和5之间为I轴；1和3之间为II轴；3和4之间为III轴；4和6之间为卷筒轴，下列均表示为I轴.II轴.III轴和卷筒轴。总传动比i为wmnni(1-5)33.16iiii考虑润滑条件等因素[1]，初定4i1.4i计算传动装置的运动和动力参数(1)各轴的转速I轴min1430rnnmII轴min5.357rinn中心高外型尺寸L×（AC/2+AD）×HD底脚安装尺寸A×B地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸D×E装键部位尺寸F×GD100380×332.5×245160×1401228×608×28.0095III轴min2.87rinn卷筒轴min2.87rnnw(2)各轴的输入功率I轴kwPPd81.2II轴kwPP67.221III轴kwPP56.223卷筒轴kwPP51.224卷(3)各轴的输入转矩电动机轴的输出转矩dT为mmNnPTmdd461088.11055.9I轴mmNTTd41088.1II轴mmNiTT4211015.7III轴mmNiTT5231082.2卷筒轴mmNTT5241076.2卷将上述计算结果汇总于下表：表1-3各轴运动和动力参数轴名功率P/kw转矩T/(N·mm)转速n/(r/min)传动比i效率I轴2.811.88×104143040.95II轴2.677.15×104357.54.10.96III轴2.562.82×10587.210.98卷筒轴2.512.76×10587.262.设计V带和带轮电动机输出功率kwPd81.2，转速min14301rnnm，带传动传动比i=4，每天工作16小时。(1)确定计算功率caP工作情况系数2.1AK[1]，故kwPKPdAca37.3(2-1)(2)选择V带类型由3.37caPkw，11430/minnr，选用A型带[1]。(3)确定带轮的基准直径1dd并验算带速1)初选小带轮基准直径1dd选取小带轮基准直径mmdd901[1]，而1100ddHmm，其中H为电动机机轴高度，满足安装要求。2)验算带速vsmndvd74.610006011因为smvsm255，故带速合适[1]。3)计算大带轮的基准直径mmdiddd36012选取mmdd3552[2]，则传动比9.3i，从动轮转速min7.36612rinn(4)确定V带的中心距a和基准长度dL1)由式)(2)(7.021210ddddddadd得8903120a，取mma75002)计算带所需的基准长度dLmmaddddaLddddd22224)()(2202012210选取V带基准长度mmLd2240[2]3)计算实际中心距ammLLaadd759200mmLaad82603.0maxmmLaad725015.0min7(5)验算小带轮上的包角1901603.57)(180121adddd(6)计算带的根数Z1)计算单根V带的额定功率rP由mmdd901和min14301rn，得kwP05.10[2]。根据min14301rn，9.3i和A型带，得kwP17.00[2]。根据95.0K，06.1LK[2]，于是kwKKPPPLr23.1)(002)计算V带的根数Z74.223.137.3rcaPPz所以取3根。(7)计算单根V带的初拉力的最小值min0)(F由A型带的单位长度质量mkgq1.0[2]，所以NqvzvKPKFca141)5.2(500)(2min0应使带的实际初拉力min00)(FF。(8)计算压轴力pF压轴力的最小值为NFzFp1472sin)(2)(1min0min(9)带轮的结构设计小带轮采用实心式，大带轮为辐条式，取单根带宽为13mm，取带轮宽为35mm[2]。表2-1给出总的参数表参数类型功率caPV带类型基准直径1ddV带的中心距aV基准长度dL小带轮上的包角1带的根数Z单根V带的初拉力的最小值min0)(F压轴力pF参数值kw37.3A型带[1]mm360mm759mm22221603N141N14783.齿轮的设计3.1选定齿轮类型、精度等级、材料、齿数并初选螺旋角β(1)按简图所示的传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。(2)运输机为一般工作机器，载荷较平稳，速度不高，故选用8级精度[3]。(3)材料选择。大小齿轮都选用45钢调质处理，齿面硬度分别为220HBS,260HBS,二者材料硬度差为40HBS[3]。(4)选小齿轮齿数241z[3]，则大齿轮齿数9812ziz(5)初选螺旋角β=13°3.2初步设计齿轮主要尺寸(1)设计准则:先由齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。(2)按齿面接触疲劳强度设计。3211)][(12HHEdtZZZZuuKTd(3-1)确定式中各项数值：因