带式输送机传动系统设计

湖南工业大学机械设计课程设计资料袋机械工程学院（系、部）2019~2020学年第一学期课程名称机械设计指导教师邱显焱职称教授学生姓名郑照倜专业班级机设1702学号17405701029题目带式输送机传动系统设计成绩起止日期2019年12月30日～2020年1月10日目录清单序号材料名称资料数量备注1课程设计任务书12课程设计说明书13课程设计图纸若干张456课程设计任务书2019—2020学年第1学期机械工程学院（系、部）机械设计制造及自动化专业1702班级课程名称：机械设计设计题目：带式运输机的传动装置的设计完成期限：自2019年12月30日至2020年1月10日共2周内容及任务一、编写说明书一份。设计的主要技术参数：运输链牵引力（F/N）：6000N输送速度V(m/s)：0.5m/s带轮节圆直径D：400(mm)：工作条件：带式输送机在常温下连续工作、单向运转；空载起动，工作载荷有轻微冲击；输送带工作速度v的允许误差为±5％；二班制（每班工作8h），要求减速器设计寿命为8年，大修期为2年，每年按300d计算，中批量生产；三相交流电源的电压为380/220V。二、设计任务：传动系统的总体设计；传动零件的设计计算；减速器的结构、润滑和密封；减速器装配图及零件工作图的设计；设计计算说明书的编写。三、每个学生应在教师指导下，独立完成以下任务：（1）减速机装配图1张（0号图纸）；（2）零件工作图3张（3号图纸，轴，齿轮，V带轮或链轮）；（3）设计说明书1份（6000~8000字）。进度安排起止日期工作内容12月30日初步明白我们课程设计所需要哪些材料，和需要为此做些什么。12月31日—1月1日通过各种渠道搜集有关自己课程设计的资料，病进行初步整理。1月2日—1月3日有三维软件画出机构简图，并初步排版。2020年1月10日用World把课程设计的有关资料排版好，并做好设计总结。主要参考资料银金光刘扬主编《机械设计》清华大学出版社第二版银金光余江鸿主编《机械设计课程设计》冶金工业出版社2019于慧力于霁厚主编《简明机械设计手册》机械工业出版社2013孙桓陈作模葛文杰主编《机械原理》高等教育出版社第八版刘金华谈峰主编《互换性与测量技术基础》化学工业出版社第二版闻邦椿主编《现代机械设计师手册》（上册）机械工业出版社2012指导教师（签字）：年月日系（教研室）主任（签字）：年月日机械设计课程设计设计说明书带式输送机传动系统设计（4）起止日期：2019年12月30日至2020年1月10日学生姓名郑照倜班级机设1702班学号17405701029成绩指导教师(签字)机械工程学院（部）2020年1月10日目录一、设计任务……………………………………………………………1二、传动方案分析………………………………………………………2三、原动件的选择与传动比分配………………………………………23.1选择电动机的类型…………………………………………………………23.2选择电动机的容量…………………………………………………………23.3选择电动机的转速…………………………………………………………33.4传动比的分配………………………………………………………………3四、各轴动力及动力参数的计算………………………………………44.1各轴的转速…………………………………………………………………44.2各轴的输出功率……………………………………………………………44.3各轴的输入转矩……………………………………………………………5五、V带轮的设计与计算………………………………………………55.1V带轮的设计…………………………………………………………………55.2.V带轮的结构设计…………………………………………………………8六、齿轮的设计与计算…………………………………………………86.1高速级减速齿轮设计………………………………………………………86．2低速级减速齿轮设计………………………………………………………136．3几何尺寸计算……………………………………………………………186.4绘制齿轮零件图……………………………………………………………19七、轴的结构设计及计算………………………………………………197.1低速轴的结构设计及计算………………………………………………197.2中速轴的结构设计及计算………………………………………………257.3高速轴的结构设计及计算………………………………………………28八、轴承的寿命校核…………………………………………………36九、键联接强度校核计算……………………………………………38十、润滑方式，润滑剂以及密封方式的选择………………………39十一、减速器附件选择与设计………………………………………41十二、设计总结………………………………………………………43十三、参考文献………………………………………………………441一、设计任务带式输送机在常温下连续工作、单向运转；空载起动，工作载荷有轻微冲击；输送带工作速度v的允许误差为±5％；二班制（每班工作8h），要求减速器设计寿命为8年，大修期为2年，中批量生产；三相交流电源的电压为380/220V。已知数据：传动带最大有效拉力：F=6000N；带速：v=0.5m/s；滚筒直径：D=400mm。带式运输机的传动装置如图1-1所示二、传动方案分析课程设计书上给我们给定了如图2-1所示的方案：vF动力传动装置图1-12图2-1（1）齿轮传动具有承载能力大、效率高、允许速度高、尺寸紧凑、寿命长等特点，因此在传动系统中一般应首先采用齿轮传动。由于斜齿圆柱齿轮传动的承载能力和平稳性比直齿圆柱齿轮传动好，故在高速级或要求传动平稳的场合，常采用斜齿圆柱齿轮传动。（2）带传动具有传动平稳、吸振等特点，且能起过载保护作用。但由于它是靠摩擦力来工作的，在传递同样功率的条件下，当带速较低时，传动结构尺寸较大。在设计时，为了减小带传动的结构尺寸，应将其布置在高速级。三、原动件的选择与传动比的分配3.1选择电动机的类型按工作要求选用Y系列三相异步电动机，电压为380V。3.2选择电动机容量电动机所需的有效功率为3KW1000wFvP电动机所需的功率为()dwPPKw3式中的：η为传动系统的总效率，按下式计算12n=…式中：12n，，…，为传动系统中每对运动副或传动副（如联轴器，齿轮传动，带传动，链传动和轴承等）的效率。由文献【2】表3-3可知1—V带传动效率，10.952—滚动轴承效率，20.993—闭式圆柱齿轮传动效率，30.974-联轴器效率，40.995-输送机滚筒效率，50.96则减速器传动的总效率4212345==0.8160电动机所需的功率为=3.68KWdwPP选择电动机时，电动机的额定功率eP应稍大于电动机的所需功率dP，由文献【2】表12-1可知选择电动机的额定功率eP为4KW，3.3确定电动机转速工作机转速60000600000.6n23.89(/min)3.14450wvrD初选同步转速为1500r/min和1000r/min的电动机，由文献【2】表12-1可知，对应于额定功率eP为4KW的电动机型号分别为Y112M-4型和Y132M1-6型。现将Y112M-4型和Y132M1-6型电动机有关技术数据及相应算得的总传动比列与下表4方案号电动机型号额定功率/Kw同步转速/(r/min)满载转速/(r/min)总传动比i外伸轴径D外伸长度E一Y112M-44.01500r/min144060.282860二Y132M1-64.01000r/min96040.183880通过对上述两种方案比较可以看出：方案一选用的电动机转速高，质量轻，价格低总传动比为60.28，这对三级减速传动而言不算大，故选用方案一较为合理。Y112M-4型三相异步电动机的额定功率eP=4KW，满载转速n1440/minmr。由文献【2】表12-2可知电动机中心高H=112mm,轴伸出部分用于装联轴器轴段的直径和长度分别为D=28mm和E=60mm。3.4传动比的分配由文献【2】式（3-5）可知，带式输送传动系统的总传动比144060.2823.89mwnin展开式双级圆柱齿轮减速器，考虑各级齿轮传动润滑合理，应使两大齿轮直径相近，推荐取1∑i1.3i，其中12i,i分别为高速级和低速级的传动比。圆柱齿轮的传动比适用范围为4~7i。由文献【2】表3-4取01341,1ii。由计算可知两级圆柱齿轮传动的总传动比为：12340134ii=ii==15.07ii高速级传动比为：12i=1.3i4.43低速级传动比为：2312ii==3.40i01122334i=4，i=4.43，i=3.40，i=15四、各轴动力与运动参数传动系统各轴的转速、功率和转矩计算如下所示：0轴（电动机轴）：0n=n=1440r/min)（m03.68()dPPkW0003.6895509550=24.411440PTNmnⅠ轴（减速器高速轴）:01011440n==r/min)4=360（ni10013.680.95=3.496()PPkW1113.4969550955092.74360PTNmn01—电动机0轴与1轴间的传动效率，即V带的传动效率01=0.95Ⅱ轴（减速器中间轴）:1212360n==r/min)4.43=81.26（ni21123.4960.9603=3.36(K)PPW2223.3695509550394.5581.26PTNmn式中：12—1轴与2轴间的传动效率，120.990.970.9603Ⅲ轴（减速器低速轴）：232381.26n==r/min)3.40=23.9（ni32233.360.9603=3.32(K)PPW3333.32955095501289.2923.9PTNmn6式中：23—2轴与3轴间的传动效率230.990.970.96034轴（输送机滚筒轴）：3434n23.9n===23.9i14334P=P=3.320.9801=3.1（7KW）444P3.17T=9550=9550=1264.96Nmn23.9将上述计算结果列于表3-1中以供查用表2-1传动系统的运动和动力参数轴号电动机两级圆柱齿轮减速器工作机0轴1轴2轴3轴4轴转速n/r/min144036081.2623.923.9功率P/KW3.683.4963.363.233.17转矩T/N·m24.4192.74394.551289.291264.96传动比44.433.401五、带传动的设计与计算5.1带传动的设计5.1.1确定计算功率cP由文献【1】表5-7查得工作情况系数1.2AK，故1.23.684.416cAPKPKW5.1.2选择V带的带型根据4.416cPkw和小带轮转速1440/minmnr,由文献【1】错误!未找到引用源。图5-11可知，选用A型V带。5.1.3确定带轮基准直径并验算带速v:（1）初选小带轮直径由文献【1】图5-11可知，小带轮基准直径的推荐值为80-100mm。由文献【1】表5-8和5-9，则取190ddmm7（2）验算带速v:13.149014406.78/601000601000dmdnvms为5m/sv25m/s,故带速合适。（3）计算大带轮的直径：2011490360dddidmm根据文献【1】表5-9，取整为2355ddmm错误!未找到引用源。。5.1.4确定V带中心距a和基准长度dl错误!未找到引用源。（1）根据文献【1】120120.72ddddddadd，0311.5890mmamm初定中心距0600amm。（2）计算带所需的基准长度：21221000224