机械设计课程设计说明书设计胶带输送机的传动装置VIP

机械设计课程设计说明书机械设计课程设计说明书 设计内容 设计胶带输送机的传动装置 专专 业业 机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化 班班 级级 12041204 姓姓 名名 吉吉 雄雄 学学 号号 2012180442920121804429 指导老师指导老师 马利云马利云 吕梁学院学院吕梁学院学院 矿业工程系矿业工程系 完成时间完成时间 2014 年年 6 月月 16 日日 机械设计课程设计 任务书 2012 级 机械设计制造及其自动化 专业 机械设计课程设计 任务书 学生姓名 吉雄 班级 1204 学号 20121804429 一 设计题目 设计一用于带式运输机上的二级圆柱齿轮减速器 二 给定数据及要求 已知条件 运输带工作拉力 F 14000 N 运输带工作速度 v 0 28 m s 允许运输 带速度误差为 5 滚筒直径 D 500 mm 滚筒长度 L 900 mm 两班制 连续 单向运转 载荷轻微冲击 工作年限 5 年 环境最高温度 350C 小批量生产 三 应完成的工作 1 减速器装配图 1 张 2 零件工作图 2 4 张 3 设计说明书 1 份 系主任 宋耀斌 教研室负责人 马利云 指导教师 马利云 发题日期 完成日期 1 电动机2 带传动3 减速器 4 联轴器 5 滚筒6 传送带 2 1 4 56 3 机械设计课程设计 任务书 目 录 任务书 第一章 机械传动装置的总体设计 1 1 选择电动机 1 1 1 电动机类型的选择 1 1 2 电动机容量的选择 1 1 3 电动机转速的选择 1 2 传动比的分配 1 3 传动系统的运动和动力参数计算 1 3 1 各轴的转速 功率和扭矩计算 1 3 2 各轴的运动参数表 第二章 V 带传动的设计 2 1 V 带的参数设计 2 2 V 带的主要参数表 第三章 齿轮的设计 3 1 齿轮传动设计 3 1 1 齿轮参数设计 3 1 2 齿轮的主要参数表 第四章 轴的设计 输入轴 4 1 高速轴 输入轴 的设计 4 1 1 材料的选择和热处理 4 1 2 估算轴的最小直径 4 1 3 轴的结构设计并绘制结构草图 4 2 低速轴 输出轴 的设计 4 2 1 材料的选择和热处理 4 2 2 轴的最小直径的确定 4 2 3 轴的结构设计并绘制结构草图 机械设计课程设计 任务书 I I 4 4 低速轴 输出轴 的校核 4 4 1 大齿轮受力计算 4 4 2 按扭转和弯曲组合变形条件进行校核计算 第五章 联轴器的选择 5 1 联轴器的选择和参数 第六章 键联接的选择和计算 6 1 键的选择和参数 第七章 滚动轴承的选择 7 1 轴承的选择 第八章 箱体结构尺寸 8 1 箱体的结构尺寸 设计小结 参考文献 附表 附图 附录 2 设计计算内容结果 第一章第一章 机械传动装置的总体设计机械传动装置的总体设计 1 11 1 选择电动机选择电动机 计算滚筒的转速 带式输送机的传动方案示意图见设计任务书 滚筒的直径和工作带的带速已知 滚筒转速计算如下 1 1 1 电动机类型的选择 因考虑带式输送机需要较大的转矩 而对转速要求不高 故选择电动机的步骤如下 选择电动机的类型 因考虑工作条件为空载启动 单向连续运转 载荷平稳 所以选择三相异步电 动机 封闭自扇冷式结构 380 系列 同步转速确定为 VYmin 1000 0 rn 同步转速为 1500 或 1000 计算传动装置的总效率 参考手册 传动装置的结构简图如设计任务书图 总效率的计算如下 803 0 2 WcgbV 其中 带的传动的效率 0 96 V V 一对滚动轴承的效率 0 99 b 闭式齿轮传动效率 0 98 g 弹性柱销联轴器的效率 0 995 c 滚筒的效率 0 96 W 确定所需电机的功率 kW 92 3 1000 kW FV Pw kW 89 4 w d P P 工作机实际需要的输入功率 3 92kW w P 为工作机实际需要的电动机输入功率 4 89kW d P 滚筒的转速为 min 7 10 rnW min 7 10 100060 r D v nW 附录 3 设计计算内容结果 确定电机的型号 所选电动机的额定功率应该等于或稍大于工作要求的功率 因为滚筒的转速 min 7 10 rnW 拟选择同步转速系列的电动机 由表 12 1 2 2 表示min 1000 0 rn 参考文献 2 所使用机械设计课程设计手册 选择系列三相电动机Y 1322 6 型 其额定功率为 满载转速YM5 5 e PkW min 960rnm 由表 12 2 3 4 5 2 查得中心高 H 轴伸尺寸 E 键连接尺寸 F 注意 1 小带轮的半径应该小于中心高 H 2 小带轮的宽度应小于轴伸尺寸 15 20mm 这就要求带的根数不能太大 一般 A 型带 3 4 根 B 型带 2 3 根 预留 15 20mm 的空间是预留给拆卸带轮 的扳手空间 参考手册 P20 图 916 17 3 键连接尺寸应该和高速轴键槽相应 选 4 极或 6 极 1000 或 1500 转的 并尽量选择 1500 转 电机型号为 1322 6 YM 型 额定功率为 5 5 e P kW 满载转速 min 960rnm 中心高 H 132 mm 轴伸尺寸 E 80 mm 键连接尺寸 F 38 mm 附录 4 设计计算内容结果 1 21 2 传动比的分配传动比的分配 1 2 1 总传动比的计算 i 72 89 w n m n i 1 2 2 各级传动比的分配 根据表 2 2 1 和各级传动间的尺寸协调 结构均匀 满足 所 gV ii 以带和减速器分配如下 V 2 4 最大是 7 3 5 最大为 8 并且最好328 3 V i493 4 g i 使得齿数互质 1 3 传动系统的运动和动力参数的计算 1 3 1 各轴的转速计算 根据总的传动比及各级传动比的分配 计算各轴的转速如下 电机 min 960rnm 减速器高速轴 min 960 1 r i n n V m g 减速器低速轴 min 2 64 2 rng 滚筒的转速 min r 7 10n 1 3 2 各轴的输入功率和转矩 表 3 1 各轴的输入功率和转矩 功率 KW 转矩 N M 电机 额定 PP 1 d TT 1 m d n P 9550 高速轴 带传动 12 PP 带传动 V iTT 12 低速轴 齿轮轴承 23 PP 齿轮轴承 g iTT 23 总传动比 i 72 89 i 各级传动比分配 328 3 V i 493 4 g i 注意 1 带设计好后 检验传动误差是 否超标 否则 就要对初设传动 比进行修正 主 要是调整大小带 轮直径 2 齿轮设计完了 后 检验总的传 动误差是否超标 允许输送带速 度误差为 5 3 若提高传动装 置精度 则需要 在带设计完后进 行本节计算 4 功率和转矩的 计算理论上是按 照实际需要功率 进行计算 但是 实际生产和使用 中 为了使所设 计的传动装置具 有一定的超载能 力 此处按额定 功率和额定转矩 计算 附录 5 设计计算内容结果 第二章第二章 V V 带传动的设计带传动的设计 2 1 V 带的参数设计 电机传动形式的选择 从传动的形式和经济效性考虑 确定由电动机传动带 所以带轮的小带轮转VV 速 min 960 1 rnn mv 计算功率并选取带型号V 根据工况确定工况系数 工作班制为 2 班制 工作时间16 小时 载荷平稳 根据表 8 3 1 查得 故 3 1 A K kWPKP Ac 98 4 1 根据 4 98 kW 和小带轮转速 64 2 r min 由图 8 10 1 可知 工作 c P 1g n 点处于 B 型相邻区之间 可取 A 型和 B 型分别计算 最后择优选用 本设计 为减少带的根数 现取 B 型带 确定带轮的基准直径与带速验算 根据所选电机的型号可知 电机中心高为 132 又传动比确定为 Hmm V i 3 328 所以小带轮的直径取为 132 1d dmm 根据小带轮的直径 确定大带轮的直径 滑动率为 0 015 1 大带轮的直径 1 396 1 dd1 2 Vd id 由表 8 4 1 取 400 2d dmm 此时从动轮实际转速 2 64 2 n 转速误差 1 01 TC 72 96 N m n 3300r min n 960r min 所以取减速器高速轴外伸段直径为 d 32mm 长度 L 82mm L 82mm 二 中间轴的设计中间轴的设计 取 40 40 mm n P Ad31 31 7 213 67 4 112 33 0 三 低速轴的设计计算低速轴的设计计算 mm 因轴端处需开一个键11 46 2 64 48 4 112 33 0 n P Ad 槽 轴径加大 mmd42 48 51 11 46 取 55 55 因为是小批生产 故轴外伸段采用圆柱形 由齿轮径向力和带压轴力引起的垂直面弯矩图 r FV F V M 由齿轮圆周力引起的水平面弯矩图 H M 轴的扭矩图T 合成弯矩图 22 HV MMM 当量弯矩图 22 TMM e 1 低速轴 6 段 高 速轴 5 段 即可 2 进行轴 的设计必 须先计算 部分箱体 主要结构 尺寸 铸 造 说 明书附表 手册 P158 表 11 1 2 3 4 5 3 在估算最 小轴径后 为确定轴 向尺寸 一般在此 时需要初 绘装配底 图 1 P205 图 16 4 中心线 附录 16 设计计算内容结果 确定危险截面 根据当量弯矩图 弯矩的危险截面位于图中弯矩最大处 附录 17 第五章第五章 滚动轴承的选择及其寿命验算滚动轴承的选择及其寿命验算 低速轴轴承选择一对 7213AC 角接触球轴承 低速轴轴承校核 工作中稍有波动 工作温度低于 1000 予计寿命 48000h 确定轴承的承载能力确定轴承的承载能力 轴承 7213AC 的 C 51200N C 43200N 计算径向支反力计算径向支反力 NRRR VH 026 880 2 1 2 11 NRRR VH 096 1580 2 2 2 22 计算派生轴向力计算派生轴向力 查表 9 12 S 0 68R e 0 68 11 S1 0 68R S1 598 418N N418 598026 88068 0 1 S2 1074 466N NRS466 1074096 158068 0 68 0 22 求轴承轴向载荷求轴承轴向载荷 ANSFSMaxA A 072 1568 121 N072 1568 1 ANSFSMaxA A 466 1074 212 N466 1074 2 计算当量动载荷计算当量动载荷 由 A1 R1 1568 072 880 026 1 78 e 0 68 X1 0 44 Y1 0 87 由 A2 R2 1074 466 1580 096 0 6868 0 e X2 1 0 Y2 0 取 fd 1 1 根据合成弯矩图取 fm1 fm2 1 0 P1 fdfm1 X1R1 Y1A1 1 1N577 1926 072 156887 0 026 88044 0 0 1 P2 fdfm2 X2R2 Y2A2 1 1 1 0 1580 096 1783 678N 7 7 校核轴承寿命校核轴承寿命 hLh P C n L h h 480004872641 577 1926 512000 1 2 6460 10 60 10 10 3 6 3 6 10 h L10 h487264 附录 18 故角接触球轴承 7213AC 适用 轴序号轴序号功率功率 P kw P kw 转速转速 n r minn r min 转矩转矩 N m N m 传动形传动形 式式 传动比传动比效率效率 0 04 894 8996096048 6448 64 4 864 86960960 48 3548 35 联轴器 1 10 9930 993 4 674 67213 7213 7208 70208 70 闭式齿 轮 4 4934 4930 960 96 4 484 4864 264 2666 42666 42