设计带式输送机的传动装置(附件内含图纸).pdf

1 2013 年 5 月 30 日 浙 江 工 业 大 学 机 械 学 院浙 江 工 业 大 学 机 械 学 院浙 江 工 业 大 学 机 械 学 院浙 江 工 业 大 学 机 械 学 院 机械设计课程设计 说明书 姓名 学号 指导教师 白少先 目录 一 设计题目 2 二 工作原理 2 三 原始数据 2 四 传动方案的分析和拟定 2 五 电动机的选择 3 六 传动零件的设计 5 七 轴和轴承的组合设计 10 八 键的选择和强度校核 19 九 联轴器的选择 21 十 减速器的润滑与密封 22 十一 减速器装配草图俯视设计 22 十二 设计小结 25 十三 参考资料 26 2 一 设计题目 设计题目 设计带式输送机的传动装置 二 工作原理 通过 V 带和单级齿轮减速箱 电动机的动能转换成传动带的动能 传动装置是将原动机的 运动和动力传递给工作机的中间装置 能够变速 改变运动形式或运动方向以满足工作装置 的需要 三 原始数据 1 输送带拉力 F 1600 N 2 输送带速度 V 1 8 m s 3 卷筒直径 D 320 mm 4 输送带速度允许误差 5 5 工作条件 连续单向运转 平稳无过载 空载启动 2 班制工作 每班按 8 小时计算 6 使用期限 10 年 7 动力来源 三相交流电 220V 380V 四 传动方案的分析和拟定 机器一般是由原动机 传动装置和工作装置组成 传动装置是将原动机的运动和动 力传递给工作机的中间装置 能够变速 改变运动形式或运动方向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 传动方案如图 3 五 电动机的选择 传动装置的运动和动力参数计算 1 电动机类型的选择 Y 系列三相异步电动机 2 电动机功率的选择 工作机所需功率 kwwFvPw88 228808 11600 传动装置总效率 816 0 96 097 097 098 096 0 3 543 3 21 总 查表可得 输送机滚筒轴至输送带间的传动效率96 0 5 滑块联轴器效率97 0 4 8 级精度圆柱齿轮传动 稀油润滑 效率97 0 3 一对滚动轴承效率98 0 2 取 V 带的传动效率为96 0 1 电动机的输出输出功率 kw P P w d 53 3 816 0 88 2 总 由上可确定电动机的额定功率kwPm4 3 转速的选择 卷筒的转速minr4 107r1 79 0 32 1 8 s D V nw 各传动机构的传动比范围 V 带传动比范围 2 4 一级圆柱齿轮传动比 3 5 则 总 传 动 范 围 比20 65 34 2I 则 电 动 机 转 速 的 可 选 范 围 min 2148 4 6444 10720 6Irmn wm 所 以 转 速 为 750r min 1000r min 和 1500r min 的电动机均符合 三者进行比较 如下 选用 Y112M 4 主要外形和安装尺寸如下 电动机型 号 额定功率 kw 电动机转速 r min 质量 kg 实际传动 比 同步满载 Y160M1 847507201356 70 Y132M1 641000960958 94 Y112M 44150014408013 41 4 中心高 H 外形尺 寸 L AC 2 AD HD 底脚安 装尺寸 A B 底脚螺 栓直径 K 轴伸尺 寸 D E 键连接 部分尺 寸 F GD G 112 400 115 190 265 190 140 1228 608 7 4 传动比的分配 传动装置的总传动比 41 13 4 107 1440 w m n n I 分配传动装置各级传动比 I III 为使 V 带传动尺寸不至过大 满足 I IIe 时的轴向系数 轴承轴向载荷 NYRS NYRS BB AA 4062 8502 NSA eRA NSFA SFS BB AA BaA BaA 406 57 0 973 1 1 选取轴承合适 20 B 低速轴滚动轴承校核 a 初步选取的轴承 32010X2 kNCkNC rr 2 66 8 45 0 b 轴承 A 的径向载荷 NRRR AVAHA 14999575 1153 2222 轴承 B 的径向载荷 NRRR BVBHB 1157965 1153 2222 外部轴向力NFa534 2 查表可得5 1 Y Y 是 A R e 时的轴向系数 轴承轴向载荷 NYRS NYRS BB AA 3862 5002 NSA eRA NSFA SFS BB AA BaA BaA 386 92 0 920 1 1 选取轴承合适 21 八 键的选择及强度校核 A 带轮与输入轴间键的选择及校核 轴径mmd25 带轮宽 B 63mm A 型平键mmb8 mmh7 mmL50 校核 mmbLl42 mNT 32 75 mm h k5 3 2 a011a41 25 42 3 5 75 32 1000 210 2 3 MPMP kld T pp B 小齿轮与输入轴间键的选择及校核 轴径mmd40 齿轮轮宽 B 65mm A 型平键mmb12 mmh8 mmL50 校核 mmbLl38 mNT 32 75 mm h k4 2 a110a8 24 40 38 4 75 32 1000 2102 3 MPMP kld T pp C 输出轴与大齿轮间键的选择与校核 轴径mmd55 齿轮轮宽 B 60mm A 型平键mmb16 mmh10 mmL50 校核 mmbLl34 mNT 32 286 mm h k5 2 a110a2 61 55 34 5 10 86 322 2102 33 MPMP kld T pp D 输出轴与联轴器间键的选择及校核 轴径mmd40 轮毂宽度 B 82mm A 型平键mmb12 mmh8 mmL63 校核 mmbLl51 mNT 32 286 mm h k4 2 a110a70 4051 4 10 86 322 2102 33 MPMP kld T pp 九 联轴器的选择 选取联轴器的型号 取工况系数5 1 a K 联轴器的计算转矩计算转矩 22 429 48mm286 32 5 1 TKT aca 应小于联轴器的公称转矩 选用弹性柱销联轴 器 型号为 HL3 轴孔直径为 40mm 半联轴器长度为 112mm 半联轴器与轴的配合长度 84mm 十 减速器的润滑与密封 1 润滑 滚动轴承采用脂润滑 齿轮采用浸油润滑 即将齿轮浸入油中 当齿轮回转时粘在其上的油液被 带到啮合区进行润滑 同时油池的油被甩上箱壁 有助散热 为避免浸油润滑 的搅油功耗太大和保证轮齿啮合区的充分润滑 传动件浸入油中的深度不宜太 深或太浅 一般浸油深度以浸油齿轮的一个齿高为适度 但不得少于 10mm 2 箱体密封 轴伸出处的密封 垫圈式密封 利用矩形截面的毛垫圈嵌入梯形槽中所产生的对轴的压紧作 用 获得防止润滑油漏出和外界杂质灰质等侵入轴承室的密封效果 密封简单 价廉 轴承室内侧的密封 封油环密封 作用是使轴承室与箱体内部隔开 防止油脂漏进箱内及箱内 润滑油溅入轴承室而稀释和带走油脂 封油环做成齿状 封油效果更好 箱体与箱座接合面的密封 在箱体和箱座接合面上涂密封胶密封 其他部位的密封 检查孔盖板 排油螺塞 油标与箱体的接合面间均需加纸封油垫或皮封油 圈 螺钉式轴承端盖与箱体之间需加密封垫片 十一 减速器装配草图俯视图设计 箱体 附件设计 箱体结构设计 减速器的箱体采用铸造 HT200 制成 采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质 量 大端盖分机体采用配合 1 机体有足够的刚度 在机体为加肋 外轮廓为长方形 增强了轴承座刚度 2 考虑到机体内零件的润滑 密封散热 低速轴上齿轮的圆周速度为sm nd v 4 1 60 速度较小 故采用浸油润油 同时为了避免油搅得沉渣溅起 齿顶到油池底面的距离mmdh40 6 1 2 为保证机盖与机座连接处密封 联接凸缘应有足够的宽度 联接表面应精创 其表面粗糙度为 3 6 3 机体结构有良好的工艺性 铸件壁厚为 8mm 圆角半径为 R 5 机体外型简单 拔模方便 4 对附件设计 A视孔盖和窥视孔 23 在机盖顶部开有窥视孔 能看到 传动零件齿合区的位置 并有足够的空 间 以便于能伸入进行操作 窥视孔有盖板 机体上开窥视孔与凸缘一块 有 便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封 盖板用铸铁制成 用 M8 紧固 B排油螺塞 放油孔位于油池最底处 并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧 以便 放油 放油孔用螺塞堵住 因此油孔处的机体外壁应凸起一块 由机械加工成 螺塞头部的支承面 并加封油圈加以密封 C油标 油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处 油尺安置的部位不能太低 以防油进入油尺座孔而溢出 D通气孔 由于减速器运转时 机体内温度升高 气压增大 为便于排气 在机盖顶 部的窥视孔改上安装通气器 以便达到体内为压力平衡 E定位销 为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度 在机体联结凸缘的长度 方向各安装一圆锥定位销 以提高定位精度 F吊钩 在机盖上直接铸出吊钩和吊环 用以起吊或搬运较重的物体 减速箱机体结构尺寸如下 24 25 十二 心得体会 经过几天的努力 机械原理课程设计的设计计算和装配图基本完成 在设计计算中 遇 到了不少问题 锻炼了自主查找资料和解决问题的能力 同时 因为要回顾到一些原有的基 础知识 所以也对之前学过的工程图学 理论力学 材料力学 工程材料和机械原理的基础 知识有了更深刻的理解 但是 我在这次课程设计中 没有自学公差和配合 公差和配合的 数据是参考模板上的 在设计的过程中 常常发现自己考虑得不全面不完整 感觉设计要考虑很多因素和数据 因为不清楚哪些是首要的因素 所以常常会忽略一些进行计算 最后验证的时候又发现不对 所以导致重复计算 十分花时间 以后要注意 但是 这也正锻炼了自己针对一个问题 能 把已经储备的知识用于其中 并且能区分主要因素和次要因素 然后更全面地去思考和解决 问题 这次也锻炼了 CAD 画图的能力 之前画图都是用 SW 画三维图 CAD 接触的很少 基 本处于空白 通过这次课