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机械
机械基础课程设计
说明书
题目名称:
皮带运输机传动装置
专业:
机械设计制造及其自动化
班级:
11机械4班
学号201106040417
学生姓名:
郭彪
指导教师姓名:
刘念聪
日期:
2013年12月-2014年1月
评定成绩:
机电工程系
机械基础课程设计说明书
指导教师评语
从课程设计工作态度、工作量,说明书结构、数据处理、论点论据、图表和格式,图纸质量及存在不足的综合评语:
指导教师评阅成绩(按五级评分):
指导教师:
(签名)
年月日
目录
第一章皮带运输机传动方案的论证3
第二章电动机的选择4
2.1选择电动机类型4
2.2选择电动机的容量4
2.3确定电动机转速;4
第三章计算传动比以及分配各轴传动比5
第四章计算各轴的功率、转速和转矩5
第五章普通V带传动设计6
第六章齿轮传动设计8
6.1高速级齿轮设计8
6.2低速级齿轮设计9
第七章减速器装配草图设计11
7.1确定齿轮位置和箱体内壁线11
7.3中间轴设计及其校核:
15
7.4低速轴设计及其校核:
18
第八章减速器箱体设计21
第九章联轴器、润滑和密封方式的选择23
第十章设计小结23
参考文献23
第一章皮带运输机传动方案的论证
1.1传动装置简图:
图1-1带式运输机传动装置
1.2工作原理
带式输送机由电动机驱动,电动机通过联轴器将动力传入两级圆柱齿轮减速器,再通过联轴器,将动力传至输送机滚筒,带动输送带工作。
序号
F(N)
D(mm)
V(m/s)
年产量
工作环境
载荷特性
最短工作年限
传动
方案
0417
8200
280
0.23
大批
车间
平稳冲击
2年2班
如图1-1
1.3原始数计
表一
1.4工作条件
双班制工作,有轻微振动,小批量生产,单向传动,轴承寿命2年,减速器使用年限为6年,运输带允许误差±5%。
1.5论证
本课题的传动方案由原动机、V带传动、二级展开式减速装置和工作机四部分组成。
结合工作条件——具有轻微振动,双班制连续工作,而且是运输机。
因此,在传动方案设计时还应该考虑载荷变化,过载情况以及长时间工作使电动机发热等情况。
而V带传动的摩擦力大,因此可以传递较大功率。
V带较平带结构紧凑,且V带是无接头的传动带,所以传动较平稳,可以起到过载保护,工作可靠,传动效率高,方便制造,环境适应性好,对于一般环境下,此方案是合理可行的。
第二章电动机的选择
2.1选择电动机类型
Y系列全封闭式自扇冷笼型三相异步电动机,电压380V。
2.2选择电动机的容量
工作机实际需要的电动机输出功率:
Pd.(带式运输机)
工作机需要的输入功率:
Pw
Pd=Pw/w(kw)
Pw=FV/1000(kw),则
1=V带=0.96,
2=轴承=0.98,
3=齿轮=0.97,
4=卷筒=0.96,
5=联轴器=0.99
w=1422345=v带4轴承2齿轮卷筒联轴器
=0.960.9840.9720.960.99
=0.79
Pd=Pw/w=FV/(1000*w)≈2.4kw
在保证电动机的发热、允许过载能力、电动机的启动能力等方面来看选择电动机的额定功率为3kw
2.3确定电动机转速;
输送机卷筒轴的转速(统一单位):
nw=60·1000V/(π·D)
≈15.69(r/min)
根据V带传动单级传动比常用值为2~4,二级圆柱齿轮减速器传动比为8~40,则总传动比合理范围为16~160,故电动机转速的可选范围为:
=(251.04~2510.40)(r/min)
根据《机械设计课程设计手册》P196中描述“对于Y系列电机,通常选用同步转速为1500r/min和1000r/min的电动机”,因此可查阅该书P173中表12-1选出两款电动机分别为Y100L2-4和Y132S-6,制作如下表格
表2-1供选电动机
方案
电动机
型号
额定功率
电动机转速n/(
)
质量(kg)
同步转速
满载转速
1
Y100L2-4
3
1500
1430
38
2
Y132S-6
3
1000
960
63
虽然方案1的总传动比大于方案2大,但其在该书P174~176中查阅这两款电动机尺寸比较可得方案1外形尺寸明显小于方案2,且方案1质量轻,则其制造成本相对较低。
因此综合考虑电动机和传动装置的尺寸,重量,价格以及总传动比,选用方案1较好,即选定电动机型号为Y100L2-4。
第三章计算传动比以及分配各轴传动比
3.1总传动比
i总=nm/nw=1430/15.69≈91.14
3.2分配传动装置传动比
i总=i·i减
V带适合的传动比i=2~4,取i=3
i减=i总/i=91.14/3=30.38
3.3分配减速器各级传动比(查阅《机械设计课程设计手册》P203)
i减=i1齿i2齿
按展开式布置,i1齿=(1.3~1.5)i2齿
取i1齿=1.5i2齿∴1.5×i22齿=30.38
可算出:
i2齿=4.50
i1齿=6.75
第三章计算传动比以及分配各轴传动比
3.1总传动比
i总=nm/nw=1430/15.69≈91.14
3.2分配传动装置传动比
i总=i·i减
V带适合的传动比i=2~4,取i=3
i减=i总/i=91.14/3=30.38
3.3分配减速器各级传动比(查阅《机械设计课程设计手册》P203)
i减=i1齿i2齿
按展开式布置,i1齿=(1.3~1.5)i2齿
取i1齿=1.5i2齿∴1.5×i22齿=30.38
可算出:
i2齿=4.50
i1齿=6.75
第四章计算各轴的功率、转速和转矩
4.1各轴转速
电机轴nm=1430(r/min)
Ⅰ轴nI=nm/i
=1430/3≈476.67(r/min)
Ⅱ轴nII=nI/i1齿
=476.67/6.75≈70.62(r/min)
Ⅲ轴nIII=nII/i2齿
=70.62/4.50≈15.69(r/min)
卷筒轴nIV=nIII
=15.69(r/min)
4.2各轴功率
电机轴Pd=2.40(kW)
Ⅰ轴PI=Pd0I=P电V带
=2.40.96=2.30(kW)
Ⅱ轴PII=PIIII=PI轴承1齿轮
=2.300.980.97=2.19(kW)
Ⅲ轴PIII=PIIIIIII=PII轴承2齿轮
=2.190.980.97=2.08(kW)
卷筒轴PIV=PIIIIIIIV=PIII轴承联轴器
=2.080.970.99=2.00(kW)
4.3各轴转矩(公式T=9550P/n)
电机轴T电=16027.97(N.mm)
Ⅰ轴TⅠ=46080.10(N.mm)
Ⅱ轴TⅡ=296155.48(N.mm)
Ⅲ轴TⅢ=1266029.31(N.mm)
卷筒轴TIV=1217335.88(N.mm)
表4-1各轴的运动参数
名称
功率(kw)
转矩T(N.mm)
转速(r/min)
传动比i
电机轴
2.40
16027.97
1430
3
1轴
2.30
46080.10
476.67
3~6.75
2轴
2.19
296155.48
70.62
6.75~4.50
3轴
2.08
1266029.31
15.69
4.50~1.00
卷筒轴
2.00
1217335.88
15.69
1.00
第五章普通V带传动设计
5.1确定计算功率Pca
查《机械设计》课本P156表8-8取KA=1.2,则
Pca=KAPd=1.22.4
=2.88KW
5.2选择V带的带型
由Pca=2.88,nm=1430r/min查课本P157图8-11
选择A型V带
5.3确定小、大带轮基准直径d1、d2
根据带型,参考课本表8-7和8-9(P155和P157)
取d1=100
d2=id1=300
圆整d2=300
验算带速V:
(根据课本P150式8-13)
V≈7.49(m/s)
在5-25m/s范围内,合格
5.4确定中心距a,基准长度Ld
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