胶带输送机卷筒的传动装置(机械设计课程设计)

北方民族大学课程设计报告院（部、中心）化学与化学工程学院姓名学号专业过程装备与控制工程班级2班同组人员课程名称机械设计基础课程设计设计题目名称胶带输送机卷筒的传动装置起止时间成绩指导教师签名北方民族大学教务处制北方民族大学过程装备与控制工程专业机械设计课程设计任务书（题目１）设计一用于胶带输送机卷筒的传动装置，见图。原始条件和数据：胶带输送机两班制连续单向运转，载荷平稳，空载起动，室内工作，有粉尘；使用期限10年。该减速器的动力来源为三相交流电，且减速器在中等规模机械厂小批量生产。输送带速度允许误差为±５%。原始数据数据编号A11A12A13A14A15A16A17A18A19A20输送带工作拉力F（N）6500700072007500780080008500650070007500输送带速度v(m/s)0.81.21.00.71.00.91.21.51.41.0卷筒直径D(mm)335355400300300355375400400320学生姓名学号全体同学注意：数据编号为单号的，设计的为斜齿圆柱齿轮减速器，数据编号为双号的，设计的为直齿圆柱齿轮减速器。目录一绪论·································1二电动机的选择·····························2三确定传动装置的各级传动比·······················4四V带传动设计·····························5五闭式直齿圆柱齿轮传动设计·······················8六轴的结构尺寸设计··························11低速轴设计···························11高速轴设计···························15七滚动轴承的选择及计算························19八键联接的设计及校核·························21九减速器尺寸计算表及附件选择·····················22十润滑与密封·····························25十一小结与附录·····························25机械设计课程设计——胶带输送机卷筒的传动装置1一、绪论1.设计目的（1）培养我们理论联系实际的设计思想，训练综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。（2）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，使我们掌握了一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。（3）另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理等设计方面的能力。2.传动方案拟定（1）传动系统的作用及传动方案的特点：机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。传动方案采用了两级传动，第一级传动为带传动，第二级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器。带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有过载保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是现代机器中应用最为广泛的机构之一。本设计采用的是单级直齿轮传动。减速器的箱体采用水平剖分式结构，用HT150灰铸铁铸造而成。（2）方案拟定：采用Ｖ带传动与齿轮传动的组合，即可满足传动比要求，同时由于带传动具有良好的缓冲，吸振性能，适应大起动转矩工况要求，结构简单，成本低，使用维护方便。机械设计课程设计——胶带输送机卷筒的传动装置2二、电动机的选择1．选择电动机（1）选择电动机类型按已知工作要求和条件选用Y系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。（2）确定电动机功率工作装置所需功率wP：wP=kw1000（2-1）式中，NFw7500，smVw/0.1，卷筒效率取96.0w。代入（2-1）得：wP=1000=kw81.796.010000.17500电动机的输出功率dP：kwdPwP式中，为电动机轴至卷筒轴的传动装置总效率。查《机械设计课程设计》表3-4有：V带传动效率b=0.94，滚动轴承效率98.0r，8级精度圆柱齿轮传动（油润滑）效率97.0g，弹性联轴器效率99.0c，则87.098.099.097.094.022crgb电动机工作功率dP：dP=kw98.887.081.7wP电动机的额定功率通常按下式计算kw67.11~98.898.83.1~13.1~1dmPP查《机械设计课程设计》表9-39，符合这一范围功率的电动机额定功率只有w11K，故取kw11mP。（3）确定电动机的转速由已知，卷筒直径D=320mm，带速m/s0.1wV，所以卷筒工作转速：min/r68.593200.110610644Dvnww在传动装置中，总传动比为电动机转速mn与工作机转速wn之比，即机械设计课程设计——胶带输送机卷筒的传动装置3wmnni已知：V带传动比范围4~2'ib，单级圆柱齿轮传动比范围6~3'ig，则总传动比范围应为24~664~32'i，所以电动机转速的可选范围为；min/32.1432~08.35868.59)24~6('i'rnnw符合这一范围转速的同步转速有750r/min和1000r/min二种，按《机械设计课程设计》表9-39查出二种适用的电机型号，其各自传动比为：当min/750rnm时，57.1268.59750i当min/1000rnm时，76.1668.591000i因此，有二种传动比方案，见表2-1。表2-1传动比方案比较综合考虑电动机和传动比尺寸、机构和各级传动比，认为方案1比较合适。故选用Y160L-6型电动机，其主要性能和安装尺寸见表2-2和表2-3。表2-2Y160L-6型电动机主要性能表2-3Y160L-6型电动机外形尺寸方案型号电动机转速r/min额定功率/kw总传动比同步满载1Y160L-610009701116.762Y180L-875007301112.57电动机型号额定功率/kw同步转速r/min满载转速r/min额定转矩mNY160L-61110009702.0机械设计课程设计——胶带输送机卷筒的传动装置4三、确定传动装置的各级传动比1．系统各级传动比的计算（1）传动装置总传动比25.1668.59970wmnni（2）传动装置各级传动比总传动比公式：gbiii（3-1）为使V带传动的外廓尺寸不敢过大，取带传动比4bi，带入（3-1）式，则齿轮传动比gi：06.4425.16bgiii2．传动装置的运动和动力参数（1）各轴转速电动机轴min/r970nmI轴min/5.2424970rinnbmIII轴min/73.5906.45.242rinngIII工作轴wnmin/73.59rnII（2）各轴功率I轴kwPPbI44.894.098.8dII轴kwPPgrIII02.897.098.044.8中心高度H长x宽x高HDADACL2安装尺寸BA轴伸尺寸ED平键尺寸F160385417.56452542541104212机械设计课程设计——胶带输送机卷筒的传动装置5工作轴kwPPcrIIw79.799.098.002.8（3）各轴转矩I轴m.38.3325.24244.895509550NnPTIIIII轴m.29.128273.5902.895509550NnPTIIIIII工作轴m.51.124573.5979.795509550NnPT电动机输出转矩m.41.8897098.895509550d0NnPTm计算数值见表3-1表3-1传动装置各轴主要参数计算的结果四、V带传动设计1．确定计算功率CP根据工作情况，查得工作情况系数2.1AK，故CPkw78.1098.82.1dPKA2.选择V带型号根据kw78.10CP和电动机满载转速min/r970mn，查《机械设计课程设计实例与禁忌》图4-1，选B型V带3.计算传动比i轴名输入功率P/kw转矩T/N.m转速n（r/min）传动比i效率电动机轴8.9888.4197040.94I轴8.44332.38242.5II轴8.021282.2959.734.060.95工作轴7.791245.5159.7310.97机械设计课程设计——胶带输送机卷筒的传动装置645.242970nnim4.带轮直径1d查《机械设计课程设计实例与禁忌》表4-4，取mm125d15.确定大带轮直径2d大带轮直径2d：1idd12取弹性滑动率02.0代入（4-3）式，得mm49002.0-112541idd12查《机械设计课程设计实例与禁忌》表4-4，取mm500d2实际传动比08.402.0-1125500-1ddi12从动轮的实际转速n：min/r75.23708.4970innm转速误差%96.1-1960.0-5.2425.242-37.752n对于带式输送装置，转速误差允许在%5范围内6.验算带速v）（smsmndv/15.6/100060970125100060m1在规定的5sm/v30sm/范围内，合理7.初定中心距0a由公式)(2)7.021021ddadd（将mm125d1和mm500d2代入（4-5）得4690a1340初定中心距为0a=700mm8.初选长度0L02122100422addddaL机械设计课程设计——胶带输送机卷筒的传动装置7=mm23366504)125500()500125(265022mm9.选择V带所需基准长度dL查《机械设计课程设计实例与禁忌》表4-5，找到与mm23360L相接近的数据，取mm2240dL10.实际中心距amm60223362-24026502-0d0LLaa11.验算小带轮包角11201.1443.57602125-500-1803.57d-d-180121a经计算，小带轮包角1取值合理12.计算单根V带的基本额定功率0P根据mm125d1和min/r970mn，查《机械设计课程设计实例与禁忌》表4-7，用插值法，取得B型V带的kw20.20P13.额定功率的0P根据min/r970mn和86.3i，查《机械设计课程设计实例与禁忌》表4-8，用插值法，取得B型V带的kw30.00P14.计算V带根数Z根据1.1441，查《机械设计课程设计实例与禁忌》表4-2，得包角系数92.0K根据mm2500dL，查《机械设计课程设计实例与禁忌》表4-6，得带长修正系数00.1LK69.400.192.030.020.278.1010LCKKPPPZ取Z=4根机械设计课程设计——胶带输送机卷筒的传动装置815.确定单根V带的预紧力0FNqvKzvPFaC08.33411.717.01-92.05.211.7478