带式输送机课程设计..doc

精品文档 课程设计说明书 课程名称： 机械设计课程设计指导 设计题目： 带式输送机传动设计 专 业： 安全工程 班级： 11级安全工程（1）班 学生姓名: 学号: 指导教师: 潘秀琴 评定成绩： 目录1 传动方案的分析与拟定12 原动机的选择23 带式输送机传动系统的总传动比34 传动装置的运动及动力参数计算45 V带传动设计56 轴的设计77 轴承的选择和校核118 键连接的选择和校核139 联轴器的选择1610润滑和密封1711总结18参考文献18 带式运输机传动装置的设计设计方案说明书结果一、 传动方案的分析与拟定1、原始数据带圆周力F/N带速v（m/s）滚筒直径D/mm27001.54502、工作条件 三班制，使用年限10年，连续单向运转，载荷平稳，小批量生产，运输带速度允许误差为5%。3、参考方案 传动方案分析：采用V带传动，这种方案外部轮廓尺寸较大，缓冲吸震能力好，制造安装精度低，成本低，并且有过载保护作用。考虑到课题的要求，我选择了此方案。其传动简图如下图1-1传动方案简图所示。图1-1传动方案简图1电动机；V带传动；3级闭式齿轮减速箱；4联轴器；5滑动轴承;带式输送机二、原动机的选择1、选择电动机的类型和结构形式 电动机的类型和结构形式应该根据电源种类、工作条件、工作时间的长短及载荷的性质、大小、启动性能和过载情况等条件来选择。工业上一般采用三相交流电动机。Y系列三相交流异步电动机由于结构简单、价格低廉、维护方便等优点，故其应用最广泛。在经常启动、制动和反转、间歇或短时工作的场合，要求电动机的转动惯量小和过载能力大，可以选用YZ和YZR系列三相异步电动机。2、确定电动机的功率 (1)稳定运作下工作机主轴上所需功率Pw： (2)传动装置的总效率： 式中: v带传动效率(0.95) 一对滚动轴承的传动效率(0.98) 联轴器的传动效率(0.99) 输送机的传动效率(0.96) (3)电动机所需的功率： 满足条件的Y系列三相异步交流电动机额定功率应取为5.5kW，即5.5（kW）3、确定电动机的转速(1)由原始数据得知： 按手册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为35。取V带传动比为24，则总传动比范围为620。 (2)滚筒工作转速： 故电动机转速的可选范围为3821270（r/min）。符合这一范围的同步转速有750、1000（r/min）等。据根课题要求选用转速为1000（r/min）的电动机。4、确定电动机的型号 对应于额定功率为5.5kW的电动机型号为Y132M2-6型。 三、带式输送机传动系统的总传动比 V带的传动比为I1=3.14Pw=4.05kW=0.867Pd=4.84kWPe=5.5kW=63.69r/min=3821273r/mini=15.0766欢迎下载。四、传动装置的运动及动力参数计算 0轴（电动机轴） 5.5Kw 1000r/min =95505.5/1000=52.525（N.m） 1轴（V带传输轴） =/i1=1000/3.14=318.47r/min =95505.28/318.47=158.33（N.m） 2轴（输送机滚筒轴） =/i2=318.47/5=63.694 r/min =95505.02/63.694=752.68（N.m） 将上述计算结果列入表4-1中以供查用。 表4-1 传动系统的运动和动力参数轴名功率P/Kw转矩T(N.m)转速n(r/min)传动比电动机轴（0轴）5.552.52510001轴5.28158.33318.473.142轴5.02752.6863.6945 To=52.525(Nm)n1=318.47(r/min)T1=158.33(Nm)n2=63.694(r/min)T2=752.68(Nm)五、V带传动设计1、确定计算功率 由公式PC=KAP可确定计算功率PC 式中：P所需传递的额定功率，kw KA工作情况系数 根据原动机的工作条件，查1表10-7得KA=1.1 Pc=Ka5.5=6.05Kw2、带型号的选择 根据Pc=6.05Kw,n1=1000r/min,查【1】图10-8选用A型普通V带。3、确定带轮的基准直径并验算带速（1）初选小带轮的基准直径查【1】图10-8可知，小带轮基准直径的推荐值为80100mm，取小带轮的基准直径为100mm（2）验算带速由公式： （m/s）计算可知 ，=5.23 （m/s） 一般条件下应控制在5m/s25m/s,可知带速合适。（3）计算并确定大带轮的基准直径。大带轮基准直径为dd2=idd1=3.14x100=314mm由上式计算出来的值，由查【1】表10-8中基准直径系列值满足。（4）确定V带的中心距a和基准长度 0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2) 290.5a0830 取a0=500mm 则L0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+（dd2dd1）2/4a0 =2X500+(3.14/2)(100+315)+(315-100)2/(4X500) =1674.66mm 由表6-3，选取Ld=1600mm 则a实=a0+(Ld-L0)/2=462.67mm 取a=460mm 验算小带轮包角 a1=180-(dd2-dd1)/ax57.3=153.22 a1120（符合小带轮包角的要求）4、计算带的根数Z根据dd1=100mm,n1=100r/min查【1】表10-4，由线性插值法可得 P0=1.028kw查【1】表10-5，由线性插值法可得 P0=0.118kw查【1】表10-6，由线性插值法可得 ka=0.933查【1】表10-2，可得=0.99 由公式 Z5.5/(1.028+0.118)0.99X0.933=5.2 取整，Z=6根 5、计算单根V带的预紧力 查【1】表10-1得 由公式 代入数据得 F0=164.64N6、计算V带对轴的压力Q 由公式 代入数据得 Q=1921.97NPc=6.05Kwdd1=100mm=5.23 （m/s）dd2=314mma0=500mmL0=1674.66mmLd=1600mma=460mma1=153.22P0=1.028kwP0=0.118kwka=0.933=0.99Z=6根 F0=164.64NQ=1921.97N99欢迎下载。六、轴的设计1、输出轴的设计（1）选择轴的材料和热处理方法，并确定轴材料的许用应力设计需要为普通用途，选用45钢正火处理查【1】表16-1得，A=110，1=55Mpa。（2） 估算轴的最小直径 由【1】表16-2查取A=110，代入 dmin=A=47.3mm考虑轴端有一键槽，将上述轴径增大5%，即47.3mm*1.05mm=49.67mm,取d1=50mm（3） 轴的结构设计并绘制结构草图 (见图7-1) 图7-1 输出轴的结构 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；齿轮用轴环和轴套作轴向固定，用平键和过盈配合作周向固定。右端轴承用轴肩和过渡配合固定内套圈；左端轴承用轴套和过渡配合固定内套圈。轴的定位则由两端的轴承端盖单面轴向固定轴承的外套圈来实现。输出端的联轴器用轴肩和挡板作轴向固定，用平键座周向固定。 确定轴各段直径和长度d1=50mm d2=58mmd3=60mm d4=62mmd5=70mm d6=d3=60mm由上得，装配轴承的轴径为60mm,则选用轴承型号为：7012AC（DBd=951860)确定轴的各段长度L1=15mm L2=100mmL=40mm L3=38mmL4=45mm L5=8mm L6=28mm （4）按扭转和弯曲组合变形强度条件进行校核计算绘制轴的受力简图（图7-2（a)） 图7-2 轴的受力图、弯矩图、扭矩图等 P=5.02kw n=63.69r/min T=753000N.m Ft=2T/d=5020NFr=Fttanan/cos=1891NFa=Fttan=1345 N画水平的弯矩图(b)由FAH+FBH=FtFBH 106=52 Ft得，FAH=2568.37 N FBH=2451.63 N MCH=FAH52=107871.54Nmm画竖直平面的弯矩图(c)由FAV+FBV=Fr-Fr52-Fad4+FBV106=0得，FAV=310.63N FBV=1580.37 NMCV1=13046.464 NmmMCV2=69536.284 Nmm画合成弯矩图（d) MC2=128341.514 Nmm MC1=108657.604 Nmm画转矩图(e) T=9.55x106P/n=752676.864 Nmm画出当量弯矩图（f) aT=0.6x752676.86=451606.124 NmmMec1=451624.964 Nmm Mec2=456928.20 Nmm由上得：当量弯矩最大值为Mec=456928.20 Nmm验算轴的直径d=43.63 mm 因为截面有键槽： d=43.63x105=45.82 mm 输出轴的设计值为50mm 所以，轴的强度满足要求。2、输入轴的设计 图7-3输入轴的结构（1） 选择轴的材料与输出轴选材一样。选用45钢正火处理。 （2）估算轴的最小直径 由【1】表16-2查取A=110，代入 dmin=28.05mm此处有键槽用于配套V带轮，所以可将其轴径加大5%，即d=28.05105%=29.45mm，取d1=30mm （3）轴的结构设计 d2=34mm d3=35mmd4=50mmd5=d3=35mm由于小齿轮参数很小，所以小齿轮与高速轴采用一体加工的方式，选取的轴承为：7007AC。DBd=62mm14mm35mm,则：L2=50mmsL1=15mmL=e+l+L1=31mmL3=B轴承+3+2=29mmL4=b齿1=65mm （4）强度校核强度校核方法与输出轴方法相同，经校核，强度符合要求。七、轴承的设计与校核(1)计算轴承的轴向力Fa1,Fa2由表12-13得，7012AC的轴向力的计算方法为：FS=0.68Fr 又Fr1=967.49 N Fr2=923.51 N,则： Fs1=657.89 N Fs2=627.99 N Fs1+Fa=2002.89Fs2=627.99 N 故可判断轴承2被压紧，轴承1被放松。所以：Fa1=Fs1=657.89 N Fa2=Fs1+Fa=2002.89 N（2） 计算当量动载荷 由表12-12得：e=0.68,而 Fa1/Fr1=0.68=e Fa2/Fr2=2002.89/923.51=2.17e 查表12-12得，X1=1，Y1=0， X2=0.41, Y2=0.87，由表12-11得，fp=1 P1=fp(X1Fr1+Y1Fa1)=967.49 N P2=fp(X2Fr2+Y2Fa2)=2121.15 N (3)计算轴承寿命Lh 因P1P2且两个轴承型号相同，取P=P2,查手册得：e=3,fT=1 Lh=1285535.59 h由表12-10得，轴承的使用寿命满足条件。按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面C）的强度。根据式及上表中的数据，以及轴单向转动，扭转切应力为脉动循环变应力，取a=0.6，轴的应力计算如下：r3=37.42Mpa轴的材料为45钢,调质处理,=200Mpa,r3,轴的强度合格。 dmin=47.3mmd1=50mm1818欢迎下载。八、键连接的选择与校核 图8-1 平键安装图1、输出轴 （1）键的尺寸计算已知： ， 可知：，查表可知在之间，则，此处的键是用于轴端连接，与联轴器相连，选择C型槽键；查表可知在,则。静连接时，一般键长可比轴段长度小510mm。 则段的，取 段的，取 平键连接的挤压条件： 由静载荷可知，选选,轮毂材料为钢。（2） 强度校核工作表面的挤压应力为： 查【1】（表13-11）可知，轮毂材料为45钢，且载荷平稳时，用挤压应力，, ,故连接能满足挤压强度要求。2、输入轴（1）键的尺寸计算已知： 可知： 查【1】表13-10在之间，则，此处的键是用于轴端连接，与联轴器相连，选择C型槽键；查【1】表13-10在之间,则。静连接时，一般键长可比轴段长度小510mm。 则段的，取 段的，取 平键连接的挤压条件： 由静载荷可知，选（2）强度校核工作表面的挤压应力为： 查【1】（表13-11）可知，轮毂材料为45钢，且载荷平稳时，用挤压应力，, ,故连接能满足挤压强度要求。九、联轴器的选择1、 类型的选择 综合考虑各种因素选择弹性柱销联轴器。2、 型号选择（1）计算名义扭矩 （2）确定计算扭矩 由电动机的工作特性可知，查【1】（表17-1），取则 ： （3）选择联轴器的型号查【2】（表16-4），可知 故选择型号为的联轴器。1616欢迎下载。十、润滑与密封1、滚动轴承的润滑（1）输出轴承的润滑前面轴承的选择和校核中，已经选低速轴承的型号为7012AC，。又因为轴承的转速则 查【1】（表14-11）可知，所以可采用脂润滑方式。 （2）输入轴承的润滑前面轴承的选择和校核中，已经选高速轴承的型号为7007AC，。又因为