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课程设计说明书 课程名称: 机械设计基础 设计题目: 带式运输机传动装置的设计 专 业: 包装工程 班级: 包工1101学生姓名: 学 号: 指导教师: 湖南工业大学科技学院教务部 制2013年 6 月 28 日1. 设计数据及要求运输带的工作拉力:;运输带的工作速度:;卷筒直径:。本设计为降速传动,同时将电动机的输出的转矩升高。又由上运动简图可知,本设计中的机械为二级传动机械,其中第一级为带传动(存在一定误差),第二级为齿轮传动(精度较高,可调整误差)。故在选定电动机并计算出总传动比后要将传动比进行合理分配,以达到最佳传动效果。1.1 工作条件:工作条件,连续单向运转,载荷平稳,空载起动,使用期限10年,小批量生产。两班制工作,运输带速度允许误差为5。1.2 其他设计要求:传动装置简图:如图1-1所示。图112. 总体设计2.1 确定传动方案:根据设计任务书的要求和工作条件,初步选定传动方案为带式输送机传动装置。2.2 选择电动机:电动机已经标准化、系列化。应按照工作的要求,根据选择的传动方案选择电动机的类型、功率和转速,并在产品目录中查出其型号和尺寸。2.2.1 确定电动机的类型根据任务书要求可知:本次设计的机械属于恒功率负载特性机械,且其负载较小,故采用Y型三相异步电动机(全封闭结构),其结构简单,起动性能好,工作可靠,价格低廉,维护方便,适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体、无特殊要求的场合。另外,根据此处工况,采用卧式安装。2.2.2 确定电动机的功率工作机构所需要的电动机输出功率为:式中 工作机构所需要输入功率,即指运输带主动端所需功率,; 电动机至工作机构主动端之间的总效率。工作机构所需功率:式中 工作机构的工作阻力,; 工作机构卷筒的线速度,; 工作机构的效率。所以由传动装置简图分析可知:带传动效率; 齿轮的轴承的效率;齿轮传动的效率; 联轴器的效率;卷筒的轴承的效率; 卷筒的工作效率。由电动机至工作机构之间的总效率(包括工作机构效率)为查【2】表9.4得:; ; (初选齿轮为八级精度); ; 。则有(减速器内部有两对轴承,其机械效率相同,均为)。所以2.2.3 确定电动机的转速式中 电动机可选转速范围;分别为各级传动机构的合理传动比范围。卷筒轴的工作转速为按推荐的合理传动比范围,取带传动的传动比,单级齿轮传动比,则合理总传动比的范围,故电动机转速的可选范围为符合这一范围的同步转速有、。再根据计算出的功率,由【2】附表2.1查出有三种适用的电动机型号。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量以及带传动和减速器的传动比,比较三个方案可知,方案2适中,比较适合,则选。2.2.4 确定电动机的型号根据上述确定的电动机类型,电动机功率,电动机转速,选定电动机型号为,所选电动机的额定功率,满载转速,总传动比适中,传动装置结构较紧凑。所选电动机的主要外形尺寸和安装尺寸如下表所示。表1. 所选用电动机的相关参数。电动机型号额定功率电动机转速总传动比同步转速满载转速2.3计算传动装置的总传动比,分配各级传动比电动机选定后,根据电动机的满载转速和工作机构主动轴的转速,即可求得传动装置的总传动比为在多级传动中,传动装置的总传动比又是各级串联传动机构传动比的连乘积,应为2.3.1 计算传动装置的总传动比已选定电动机型号为,满载转速为。2.3.2 分配传动装置的各级传动比式中 分别为带传动和减速器的传动比。为使带传动外廓尺寸不致过大,取。则2.4 计算各轴的转速、功率和转矩在减速器中,按传递的路线表示出各轴为、轴等,其上的转速为,功率(转矩)为。2.4.1 各轴的转速式中 电动机满载转速,; 分别为带传动、齿轮传动的传动比; 分别为、轴的转速,。轴 轴 轴转速即为工作机构的卷筒轴的转速,。2.4.2 各轴的输入功率式中 电动机的输出功率,; 分别为、轴的输入功率,; 分别为电动机与轴、轴与轴间的传动效率。轴 轴 卷筒轴的输入功率为2.4.3 各轴的转矩式中 该轴的输入功率,; 该轴的转速,; 该轴所传递的转矩,。电动机轴轴 轴 卷筒轴 表2. 初步计算传动参数轴初算转速功率初算转矩轴342.862.9282.16II轴81.832.81330.6卷筒轴81.832.76324.02带轮传动比齿轮传动比2.84.193. 计算带传动、齿轮传动的主要参数和几何尺寸3.1 带传动的设计带型号、长度、根数;中心距、带轮直径、宽度;安装初拉力、对轴的作用力。3.1.1 求计算功率查【1】表13-8得,故3.1.2 选带型号选普通带,根据,由【1】图13-15查出此坐标点位于A型,故选用A型带。3.1.3 求大、小带轮基准直径由【1】表13-9,应不小于,现取。由【1】表13-9取280(虽使略有增大,但其误差小于,故允许)。3.1.4 验算带速带速在范围内,合适。3.1.5 求带基准长度和中心距初步选取中心距取,符合。带长查【1】表13-2,对A型带选用。再计算实际中心距3.1.6 验算小带轮包角,合适。3.1.7 求带根数今,查【1】表13-3得传动比查【1】表13-5得 由查【1】表13-7得,查【1】表13-2得,由此可得取4根。3.1.8 求作用在带轮轴上的压力查【1】表13-1得,单根带的初拉力作用在轴上的压力3.1.9 带轮结构设计带轮结构:腹板式3.1.10 带轮宽度的确定根据带带轮轮缘尺寸(基准宽度制)得型带轮,故有带轮宽度,故取。表3. 所设计带传动中基本参数带型号长度根数型18004中心距带轮直径宽度598.564安装初拉力对轴压力实际传动比147.651169.392.863.2 齿轮传动的设计3.2.1 选择材料及确定许用应力小齿轮用调质,查【1】表11-1可知,齿面硬度为,取硬度为,接触疲劳极限为,取,弯曲疲劳极限为,取。大齿轮用正火,查【1】表11-1可知,齿面硬度为,取硬度为,接触疲劳极限为,取,弯曲疲劳极限为,取。查【1】表11-5得,最小安全系数,(一般可靠度,取值稍偏高用于安全计算)。3.2.2 按齿面接触强度设计设齿轮按8级精度制造。查【1】表11-3可知,载荷系数(电动机,中等冲击),取。查【1】表11-6可知,齿宽系数(软齿面,对称布置),取。小齿轮上的转矩查【1】表11-4得,弹性系数(锻钢),对于标准齿轮,区域系数 式中代是为了安全计算,使得两个齿轮均适用。齿数取,则(满足传动比的前提下,尽可能使齿数互质、取奇数)。故实际传动比,满足误差要求。初估模数初估齿宽圆整取,(保证啮合,故取小齿轮比大齿轮宽)。查【1】表4-1得,标准模数为,故实际的,中心距03.2.3 验算轮齿弯曲强度查【1】图11-8得,齿形系数,查【1】图11-9得,齿根修正系数,安全。3.2.4 齿轮的圆周速度对照【1】表11-2可知选用8级精度是适合的。表4. 齿轮传动设计的基本参数材料热处理齿数分度圆直径齿宽小齿轮45钢调质3911795大齿轮45钢正火16349290模数实际传动比中心距34.20304.54. 减速器箱体基本尺寸设计根据【2】表中12-1中的箱体基本尺寸经验公式可算出如下数据:4.1 箱体壁厚:箱座:(取);箱盖:(取)。4.2 凸缘:箱座凸缘厚度;箱盖凸缘厚度;箱座底凸缘厚度。4.3 螺钉及螺栓:地脚螺钉直径;地脚螺钉数目:;轴承旁连接螺栓直径;盖与座连接螺栓直径;连接螺栓的间距;轴承端盖螺钉直径;视孔盖螺钉直径;定位销直径(取整得)。4.4 螺钉螺栓到箱体外避距离:查【2】表12-2得:至箱体外壁距离为:;到凸缘边缘距离:;箱体外壁至轴承端面距离:。4.5 箱体内部尺寸:大齿轮齿顶圆与箱体内壁距离:;齿轮端面到箱体内壁的距离:(增加散热);箱盖、箱座肋厚。4.6 视孔盖由于单级减速器中心距为,故查【2】表11-2得:窥视孔长;窥视孔盖长;横向螺栓分布距离;视孔盖宽;纵向螺栓分布距离;螺栓孔直径;孔数4个。4.7 其中吊耳和吊钩吊耳环的结构设计:根据【2】表12-3中的推荐设计公式知:吊耳肋厚度为;吊耳环孔径为,倒角为;吊耳环空心到箱体外壁距离为。吊钩的结构设计:吊钩长;吊钩高;吊钩内深;吊钩内圆半径;吊钩厚度。5. 轴的设计1,5滚动轴承 2轴 3齿轮 4套筒 6轴承端盖7键 8箱体 9轴端挡圈 10半联轴器5.1 高速轴:5.1.1 选择轴的材料、热处理方式:由于无特殊要求,选择最常用材料45钢,调质处理。查【1】表14-1得知:硬度:;强度极限:;屈服极限:;弯曲疲劳极限:。查【1】表14-3得:弯曲需用应力(静)。5.1.2 初步估算轴最小直径:由【1】式14-2得:,查【1】表14-2得。故,由于开了一个键槽,故取26(圆整)。5.1.3 轴的结构设计:根据高速轴上所需安装的零件,可将其分为7段,以表示各段的直径,以表示各段的长度。(处安装大带轮,处安装轴承端盖,处安装一号轴承与套筒,处安装小齿轮,处安装二号轴承)1) 径向尺寸:根据常用结构,取;查【2】1-27知倒角倒圆推荐值为:1mm。故取。查【2】表7-12得知毡圈系列中要求的轴径均为0、5圆整数,故此修正为;此先选轴承为6207型号轴承(无轴向力,故选深沟球轴承,直径系列选2号轻系列;为便于安装及轴上尺寸基准,选07号内径)。查【3】表16-1知所选轴承内径为,且轴承宽度,故取;为方便加工测量,取(此也为小齿轮内孔直径)。查【3】表16-1得安装直径。查【4】表11
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