河北工程大学带式输送机传动装置设计 精品.doc

目 录摘要1关键词1Abstract1Key words1引言11 传动装置总体设计方案31.1 方案的设定31.2 电动机的选择41.2.1 选择电动机类型41.2.2选择电动机容量41.2.3选择电动机转速41.3确定传动装置的传动比52 设计V带和带轮73 齿轮的设计83.1选定齿轮类型、精度等级、材料、齿数并初选螺旋角83.2初步设计齿轮主要尺寸93.3齿轮主要几何尺寸103.4校核齿轮弯曲疲劳强度103.5结构设计114传动轴的设计124.1轴的设计124.2齿轮轴的设计17 4.3滚动轴承的校核185 键联接的设计196 箱体结构的设计197 润滑密封设计21设计小结21参考文献23致谢24带式输送机传动装置设计引言带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。主要由机架、输送皮带、皮带辊筒、张紧装置、传动装置等组成。它可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送。除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。 带式输送机可以用于水平运输或倾斜运输，使用非常方便，广泛应用于现代化的各种工业企业中，如：矿山的井下巷道、矿井地面运输系统、露天采矿场及选矿厂中。 (1) 研究的意义带式输送机在科学进步之生活历史中,传统之搬运工具用于中国之万里长城和埃及的金字塔,虽然在当时非常的辉煌,然而在时光的流转下,渐渐的被淘汰.带式输送机在工业革命后渐进的发展,由于带式输送机具备省力,经济,快速安全的因素,被广泛的使用,三十多年来转向高能量,快速度之方向发展,每日从数万里外运送数十万吨之材料并非难事,因此使带式输送机被加倍的重视.而且在工业中带式输送机在运输方面已经是不可或缺的了,在设计带式输送机时首先我们须要依照指导去推论及构思输送机的图,经过一再的审核才将图面做出。(2) 国外带式输送机技术的现状国外带式输送机技术的发展很快，其主要表现在2个方面：一方面是带式输送机的功能多元化、应用范围扩大化，如高倾角带输送机、管状带式输送机、空间转弯带式输送机等各种机型；另一方面是带式输送机本身的技术与装备有了巨大的发展，尤其是长距离、大运量、高带速等大型带式输送机已成为发展的主要方向，其核心技术是开发应用于了带式输送机动态分析与监控技术，提高了带式输送机的运行性能和可靠性。目前，使用的带式输送机已达到主要技术指标，其关键技术与装备有以下几个特点：1) 设备大型化。其主要技术参数与装备均向着大型化发展，以满足年产300500万t以上高产高效集约化生产的需要。2) 应用动态分析技术和机电一体化、计算机监控等高新技术，采用大功率软起动与自动张紧技术，对输送机进行动态监测与监控，大大地降低了输送带的动张力，设备运行性能好，运输效率高。3) 采用多机驱动与中间驱动及其功率平衡、输送机变向运行等技术，使输送机单机运行长度在理论上已有受限制，并确保了输送系统设备的通用性、互换性及其单元驱动的可靠性。4) 新型、高可靠性关键元部件技术。包含CST等在内的各种先进的大功率驱动装置与调速装置、高寿命高速托辊、自清式滚筒装置、高效贮带装置、快速自移机尾等。如英国FSW生产的FSW1200/（23）400（600）工作面顺槽带式输送机就采用了液粘差速或变频调速装置，运输能力达3000 t/h以上，它的机尾与新型转载机（如美国久益公司生产的S500E）配套，可随工作面推移而自动快速自移、人工作业少、生产效率高。(3) 国内带式输送机的前景我国生产制造的带式输送机的品种、类型较多。在“八五”期间，通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施，带式输送机的技术水平有了很大提高，煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产吕开发都取得了很大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内空白，并对带式输送机的减低关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发，研制成功了多种软起动和制动装置以及以PLC为核心的可编程电控装置，驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器。1 传动装置总体设计方案1.1 方案的设定本组设计数据：运输带工作拉力F=5500N。运输带工作速度v=1.3m/s。 卷筒直径D=250mm。(1) 外传动机构为V带传动。(2) 减速器为单级斜齿圆柱齿轮减速器。图1-1 传动装置总体设计方案简图1.V带传动 2.运输带 3.单级斜齿圆柱齿轮减速器 4.联轴器 5.电动机 6.卷筒(3) 方案简图如上图(4) 该方案的优缺点：该工作机有轻微振动，由于V带有缓冲吸振能力，采用V带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用V带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。减速器部分为单级斜齿圆柱齿轮减速器，这是单级圆柱齿轮中应用较广泛的一种。原动机部分为Y系列三相交流异步电动机。总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。1.2 电动机的选择1.2.1 选择电动机的类型 按工作要求和工作条件选用Y系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式结构，额定电压380V。1.2.2 选择电动机的容量 工作机的有效功率为 从电动机到工作机传送带间的总效率为 可知7：V带传动效率 0.96 ：滚动轴承效率 0.99（球轴承） ：齿轮传动效率 0.97 （8级精度一般齿轮传动）：联轴器传动效率 0.99（弹性联轴器）：卷筒传动效率 0.96所以电动机所需工作功率为 1.2.3 确定电动机转速 单级圆柱齿轮减速器传动比1而工作机卷筒轴的转速为 所以电动机转速的可选范围为符合这一范围的同步转速有、1000r/min和1500两种。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1500r/min的电动机1。根据电动机类型、容量和转速，从机械设计手册中选定电动机型号为Y160M-41。其主要性能如下表：表1-1 Y100L2-4型电动机主要性能电动机型号额定功率/kw满载转速/(r/min)启动转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩Y160M-41114602.22.2电动机的主要安装尺寸和外形如下表：图1-2 电动机主要安装尺寸和外形图 表1-2电动机主要安装尺寸表中心高外型尺寸L（AC/2+AD）HD底脚安装尺寸AB地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸DE装键部位尺寸FGD160600 417.5 385254 2101542 1101242.0181.3 确定传动装置的传动比总传动比为 考虑润滑条件等因素1，初定计算传动装置的运动和动力参数 (1) 各轴的转速I轴 II轴 III轴 卷筒轴 (2) 各轴的输入功率 I轴 II轴 III轴 卷筒轴 (3) 各轴的输入转矩电动机轴的输出转矩为 I轴 II轴 III轴 卷筒轴 将上述计算结果汇总于下表：表1-3各轴运动和动力参数轴名功率P/kw转矩T/(Nmm)转速n/(r/min)传动比效率I轴8.245.510414603.60.95II轴7.831.848105405.64.00.96III轴7.527.099105101.391.00.98卷筒轴7.376.958105101.392 设计V带和带轮电动机输出功率 ，转速，带传动传动比i=4，每天工作16小时。(1) 确定计算功率由课本表8-7工作情况系数1，故 (2) 选择V带类型 由 和查课本图8-11选择带型 ，选用A型带。(3) 确定带轮的基准直径并验算带速1) 初选小带轮基准直径 选取小带轮基准直径1，而1.210齿轮端面与内机壁距离11机座肋厚m轴承端盖外径D2D2=D+（55.5）1157 润滑密封设计对于单级斜齿圆柱齿轮减速器，因为传动装置属于轻型的，且传速较低，所以其速度远远小于，所以采用脂润滑，箱体内选用SH0357-92中的50号润滑，装至规定高度。油的深度为H+，H=30 =34。所以H+=30+34=64其中油的粘度大，化学合成油，润滑效果好。从密封性来讲为了保证机盖与机座连接处密封，凸缘应有足够的宽度，连接表面应精刨，密封的表面要经过刮研。而且，凸缘连接螺柱之间的距离不宜太大，并均匀布置，保证部分面处的密封性。轴承端盖采用嵌入式端盖，易于加工和安装。设计小结设计时碰到的主要困难是，传动方案的选定：方案选择的主要依据是性能和经济成本之间的权衡。从相关手册中查各级传动的传动比的合理范围，进而得到此装置的总传动比。传动比太小不能有效地发挥其性能；传动比太大就会因材料性能达不到要求、结构不合理产生危险。整个设计过程中要注意随时整理计算结果，并在设计草稿本上记下重要的论据，结果，参考资料的来源以及需要进一步探讨的问题，使设计的各方面都做到有理有据。设计中要正确处理参考已有资料和创新的关系。熟悉和利用已有的资料，既可避免许多重复的工作，加快设计进程，同时也是提高设计质量的重要保证。善于掌握和使用各种资料，如参考和分析已有的结构方案，合理选用已有的经验设计数据，也是设计工作能力的重要方面。在教师的指导下订好设计进程计划，注意掌握进度，按预定计划保证质量完成设计任务。机械设计应边计算，边绘图，边修改，设计计算与结构设计绘图交替进行，这与按计划完成设计任务并不矛盾，应从第一次设计开始就注意逐步掌握正确的设计方法。 在这次的课程设计过程中,综合运用先修课程中所学的有关知识与技能,结合各个教学实践环节进行机械课程的设计,一方面,逐步提高了我们的理论水平、构思能力、工程洞察力和判断力,特别是提高了分析问题和解决问题的能力,为我们以后对专业产品和设备的设计打下了宽