A. 带式输送机传动装置毕业设计的每一步骤做简要说明(怎么完成)。
参考如下: 机械设计基础课程设计任务书………………………………. 题目名称带式运输机传动装置 学生学院 专业班级 姓 名 学 号 一、课程设计的内容设计一带式运输机传动装置(见图1)。设计内容应包括:传动装置的总体设计;传动零件、轴、轴承、联轴器等的设计计算和选择;减速器装配图和零件工作图设计;设计计算说明书的编写。图2为参考传动方案。 二、课程设计的要求与数据已知条件: 1.运输带工作拉力: F = 2.6 kN; 2.运输带工作速度: v = 2.0 m/s; 3.卷筒直径: D = 320 mm; 4.使用寿命: 8年; 5.工作情况:两班制,连续单向运转,载荷较平稳; 6.制造条件及生产批量:一般机械厂制造,小批量。三、课程设计应完成的工作1.减速器装配图1张;2.零件工作图 2张(轴、齿轮各1张);3.设计说明书 1份。四、课程设计进程安排序号设计各阶段内容地点起止日期一设计准备: 明确设计任务;准备设计资料和绘图用具教1-201第18周一二传动装置的总体设计: 拟定传动方案;选择电动机;计算传动装置运动和动力参数传动零件设计计算:带传动、齿轮传动主要参数的设计计算教1-201第18周一至第18周二 三减速器装配草图设计: 初绘减速器装配草图;轴系部件的结构设计;轴、轴承、键联接等的强度计算;减速器箱体及附件的设计教1-201第18周二至第19周一四完成减速器装配图: 教1-201第19周二至第20周一五零件工作图设计教1-201第20周周二六整理和编写设计计算说明书教1-201第20周周三至周四七课程设计答辩工字2-617第20周五五、应收集的资料及主要参考文献1 孙桓, 陈作模. 机械原理[M]. 北京:高等教育出版社,2001.2 濮良贵, 纪名刚. 机械设计[M]. 北京:高等教育出版社,2001.3 王昆, 何小柏, 汪信远. 机械设计/机械设计基础课程设计[M]. 北京:高等教育出版社,1995.4 机械制图、机械设计手册等书籍。发出任务书日期: 年 月 日 指导教师签名: 计划完成日期: 年 月 日 基层教学单位责任人签章:主管院长签章:目录一、传动方案的拟定及说明………………………………….3二、电动机的选择…………………………………………….3三、计算传动装置的运动和动力参数……………………….4四、传动件的设计计算………………………………………..6五、轴的设计计算…………………………………………….15六、滚动轴承的选择及计算………………………………….23七、键联接的选择及校核计算……………………………….26八、高速轴的疲劳强度校核……………………………….….27九、铸件减速器机体结构尺寸计算表及附件的选择…..........30十、润滑与密封方式的选择、润滑剂的选择……………….31参考资料目录
B. 求此图,步进输送机的机构运动简图
通过查阅一些文献我可以了解到带式传动装置的设计情况,为我所要做的版课题确定研究的权方向和设计的内容。1.1带传动带传动是机械设备中应用较多的传动装置之一,主要有主动轮、从动轮和传动带组成。工作时靠带与带轮间的摩擦或啮合实现主、从动
C. 机械设计课程设计带式运输机传动装置
机械设计课程设计任务书
题目:设计一用于带式运输机传动装置中的同轴式二级圆柱齿轮减速器
一. 总体布置简图
1—电动机;2—联轴器;3—齿轮减速器;4—带式运输机;5—鼓轮;6—联轴器
二. 工作情况:
载荷平稳、单向旋转
三. 原始数据
鼓轮的扭矩T(N·m):850
鼓轮的直径D(mm):350
运输带速度V(m/s):0.7
带速允许偏差(%):5
使用年限(年):5
工作制度(班/日):2
四. 设计内容
1. 电动机的选择与运动参数计算;
2. 斜齿轮传动设计计算
3. 轴的设计
4. 滚动轴承的选择
5. 键和连轴器的选择与校核;
6. 装配图、零件图的绘制
7. 设计计算说明书的编写
五. 设计任务
1. 减速器总装配图一张
2. 齿轮、轴零件图各一张
3. 设计说明书一份
六. 设计进度
1、 第一阶段:总体计算和传动件参数计算
2、 第二阶段:轴与轴系零件的设计
3、 第三阶段:轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制
4、 第四阶段:装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写
传动方案的拟定及说明
由题目所知传动机构类型为:同轴式二级圆柱齿轮减速器。故只要对本传动机构进行分析论证。
本传动机构的特点是:减速器横向尺寸较小,两大齿轮浸油深度可以大致相同。结构较复杂,轴向尺寸大,中间轴较长、刚度差,中间轴承润滑较困难。
电动机的选择
1.电动机类型和结构的选择
因为本传动的工作状况是:载荷平稳、单向旋转。所以选用常用的封闭式Y(IP44)系列的电动机。
2.电动机容量的选择
1) 工作机所需功率Pw
Pw=3.4kW
2) 电动机的输出功率
Pd=Pw/η
η= =0.904
Pd=3.76kW
3.电动机转速的选择
nd=(i1’·i2’…in’)nw
初选为同步转速为1000r/min的电动机
4.电动机型号的确定
由表20-1查出电动机型号为Y132M1-6,其额定功率为4kW,满载转速960r/min。基本符合题目所需的要求。
计算传动装置的运动和动力参数
传动装置的总传动比及其分配
1.计算总传动比
由电动机的满载转速nm和工作机主动轴转速nw可确定传动装置应有的总传动比为:
i=nm/nw
nw=38.4
i=25.14
D. 设计带式运输机传动装置
目 录一、 传动方案拟定-------------------------二、 电动机的选择-------------------------三、 各轴运动的总传动比并分配各级传动比---四、 运动参数及动力参数计算----------------五、 V带传动设计---------------------------六、 齿轮传动设计-------------------------七、 轴的设计-----------------------------八、 滚动轴承的选择及校核计算-------------九、 键的校核计算--------------------- 十、 联轴器的选择--------------------------十一、 润滑与密封 ---------------------------十二、 减速器附件的选择及简要说明----------------十三、 箱体主要结构尺寸的计算--------------------十四 参考文献一、传动方案拟定第四个数据:设计带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器1、 工作条件:使用年限5年,每年按300天计算,两班制工作,单向运转,载荷平稳。2、 原始数据:滚筒圆周力F=2.5KN;带速V=1.5m/s;滚筒直径D=300mm。 运动简图 二、电动机的选择1、电动机类型和结构型式的选择:按已知的工作要求和 条件,选用 Y系列三相异步电动机。2、确定电动机的功率:(1)传动装置的总效率:η总=η带×η2轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒=0.96×0.992×0.97×0.98×0.96=0.859(2)电机所需的工作功率:Pd=FV/1000η总=2500×1.5/(1000×0.859) =4.37KW(3)选用电动机查JB/T9616 1999选用Y132M2-6三相异步电动机,主要参数如下表1-2: 型 号额定功率KW转速r/min电流A效率%功率因数堵转电流额定电流堵转扭矩额定转矩最大转矩额定转矩Y132M2-6 5.5 960 12.6 85.3 0.78 6.5 2.0 2.2三、各轴运动的总传动比并分配各级传动比1、总传动比:工作机的转速 n筒=60×1000V/(πD)=60×1000×1.5/(4.14×300)=95.49r/mini总=n电动/n筒=960/95.49=10.052、分配各级传动比(1) 取i带=2.5(2) ∵i总=i齿×i 带∴i齿=i总/i带=10.05/2.5=4.02 四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速(r/min)n电=960(r/min) nI=n电/i带=960/2.5=384(r/min)nII=nI/i齿=384/4.02=95.52(r/min)n筒=nII=95.52 (r/min)2、 计算各轴的功率(KW) P电= Pd=4.37KWPI=Pd×η带=4.73×0.96=4.20KW PII=PI×η轴承×η齿轮=4.2×0.99×0.97=4.03KWP筒=PI×η轴承×η联轴器=4.03×0.99×0.98=3.91KW3、 计算各轴转矩T电=9.55Pd/nm=9550×4.73/960=43.47N·mTI=9.55 PI /n1 =9550×4.2/384=104.45N·mTII =9.55 PII /n2=9550×4.03/95.52=402.92N·m T筒=9.55 P筒/n筒=9550×3.91/95.52=390.92 N·m将上述数据列表如下: 轴名参数 电动机I轴II轴滚筒轴转速n(r/min)96038495.5295.52功率p(kw)4.374.204.033.91转矩T(N·m)43.47104.45402.92390.92传动比i2.54.021.00效率η0.960.960.98 五、V带传动设计1、 选择普通V带截型由课本[1]表15-8得:kA=1.2 P电=4.37KWPC=KAP电=1.2×4.37=5.24KW据PC=5.24KW和n电=960r/min由[1]图15-8得:选用A型V带2、 确定小带轮基准直径由课本[1]表15-8,表15-4,表15-6,取dd1=112mm3、 确定大带轮基准直径 dd2=i带=2.5×112=280 mm4、验算带速带速V:V=πdd1n1/(60×1000)=π×112×960/(60×1000) =5.63m/s在5~25m/s范围内,带速合适5、初定中心距a0 0.7(dd1+ dd2)≤ a0 ≤ 2(dd1+ dd2)得 274.4≤a0≤784取a0=530 mm6、确定带的基准长L0=2a0+π(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)2/4a0=2×530+3.14(112+280)+(280-112)2/(4×530)=1689mm根据课本[1]表15-2选取相近的Ld=1800mm7、确定实际中心距aa≈a0+(Ld-Ld0)/2=530+(1800-1689)/2=585.5mm8、验算小带轮包角α1=180°-57.3° ×(dd2-dd1)/a=180°-57.3°×(280-112)/585.5=163.33°>120°(适用)9、确定带的根数单根V带传递的额定功率.据dd1和n1,查课本[1]表15-7得 P0=1.16KWi≠1时单根V带的额定功率增量.据带型及i查[1]表15-9得 △P0=0.11KW查[1]表15-10,得Kα=0.957;查[1]表15-12得 KL=1.01Z=PC/[(P1+△P1)KαKL]=5.24/[(1.16+0.11) ×0.957×1.01]=4.27 取Z=5根10、计算轴上压力由课本[1]表15-1查得q=0.11kg/m,单根V带的初拉力:F0=500PC/ZV(2.5/Kα-1)+qV2=500x5.24/5x5.63(2.5/0.957-1)+0.11x5.632 =153.55kN则作用在轴承的压力FQFQ=2ZF0sin(α1/2)=2×5×153.55sin(163.55°/2)=1519.7N11、计算带轮的宽度BB=(Z-1)e+2f=(5-1)×15+2×10=80 mm六、齿轮传动设计(1)选择齿轮材料与热处理:所设计齿轮传动属于闭式传动,通常齿轮采用软齿面。选用价格便宜便于制造的材料,小齿轮材料为45钢,调质,齿面硬度229-286HBW;大齿轮材料也为45钢,正火处理,硬度为169-217HBW;精度等级:运输机是一般机器,速度不高,故选8级精度(2)按齿面接触疲劳强度设计该传动为闭式软齿面,主要失效形式为疲劳点蚀,故按齿面接触疲劳强度设计,再按齿根弯曲疲劳强度校核。设计公式为:d1≥ [(2k TI (u+1)(ZhZe)2/(φ[σH]2)]1/3①载荷系数K 查课本[1]表13-8 K=1.2 ②转矩TI TI=104450N·mm ③解除疲劳许用应力[σH] =σHlim ZN/SH按齿面硬度中间值查[1]图13-32 σHlim1=600Mpa σHlim2=550Mpa接触疲劳寿命系数Zn:按一年300个工作日,每天16h计算,由公式N=60njtn 计算N1=60×384×5×300×16=5.53x108N2=N1/i齿=5.53x109 /4.02=1.38×108查[1]课本图13-34中曲线1,得 ZN1=1.05 ZN2=1.1按一般可靠度要求选取安全系数SH=1.0[σH]1=σHlim1ZN1/Shmin=600x1.05/1=630 Mpa[σH]2=σHlim2ZN2/Shmin=550x1.1/1=605Mpa故得:[σH]= 605Mpa④计算小齿轮分度圆直径d1由[1]课本表13-9 按齿轮相对轴承对称布置,取 φd=1.0 ZH=2.5由[1]课本表13-10得ZE=189.8(N/mm2)1/2将上述参数代入下式d1≥ [(2k TI (u+1)(ZHZE)2/φ[σH]2)]1/3=[(2×1.2×104450 × (4.02+1)×(2.5×189.8)2/(1×4.02×6052)]1/3=57.5mm 取d1=60 mm⑤计算圆周速度V= nIπd1/(60×1000)=384×3.14×60/(60×1000)=1.21m/sV<6m/s 故取8级精度合适(3)确定主要参数①齿数 取Z1=24 Z2=Z1×i齿=24×4.02≈96.48=97②模数 m=d1/Z1=60/24=2.5 符合标准模数第一系列③分度圆直径d2=Z2 m=24×2.5=60mm d2=Z2 m=97×2.5=242.5 mm④中心距a=(d1+ d2)/2=(60+242.5)/2=151.25mm⑤齿宽 b=φdd1=1.0×60=60mm 取b2=60mm b1=b2+5 mm=65 mm(4)校核齿根弯曲疲劳强度①齿形因数Yfs 查[1]课本图13-30 Yfs1=4.26 Yfs2=3.97 ②许用弯曲应力[σF] [σF]=σFlim YN/SF 由课本[1]图13-31 按齿面硬度中间值得σFlim1=240Mpa σFlim2 =220Mpa 由课本[1]图13-33 得弯曲疲劳寿命系数YN:YN1=1 YN2=1 按一般可靠性要求,取弯曲疲劳安全系数SF=1 计算得弯曲疲劳许用应力为[σF1]=σFlim1 YN1/SF=240×1/1=240Mpa[σF2]= σFlim2 YN2/SF =220×1/1=220Mpa校核计算 σF1=2kT1YFS1/ (b1md1)=2×1.2×104450×4.26/(60×2.5×60)=118.66Mpa< [σF1]σF2=2kT1YFS2/ (b2md1)=118.66×3.97/4.26=110.58Mpa< [σF2]故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够(5)齿轮的几何尺寸计算 齿顶圆直径dada1 =d1+2ha=60+5=65mmda2=d2+ ha=242.5+5=247.5mm 齿全高h h=(2 ha*+c*)m=(2+0.25)×2.5=5.625 mm 齿根高hf=(ha*+c*)m=1.25×2.5=3.125mm 齿顶高ha= ha*m = 1×2.5=2.5mm 齿根圆直径dfdf1=d1-2hf=60-6.25=53.75mmdf2=d2-2hf=242.5-6.25=236.25mm (6)齿轮的结构设计小齿轮采用齿轮轴结构,大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构。大齿轮的有关尺寸计算如下:轴孔直径d=60mm轮毂直径D1=1.6d=60×1.6=96mm轮毂长度L=1.2d=1.2×60=72mm轮缘厚度δ0=(3-4)m=7.5-10mm 取δ0=10mm轮缘内径D2=da2-2h-2δ0=247.5-2×5.625-20=216.25 mm 取D2 =216mm腹板厚度C=(0.2-0.3)b=12-18mm取C=18mm腹板中心孔直径D0=0.5(D1+D2)=0.5(96+216)=156mm腹板孔直径d0=15-25mm 取d0=20mm齿轮倒角取C2七、轴的设计 从动轴设计 1、选择轴的材料 确定许用应力 选轴的材料为45号钢,调质处理。查[1]表19-14可知:σb=600Mpa,查[1]表19-17可知:[σb] -1=55Mpa 2、按扭矩估算轴的最小直径 单级齿轮减速器的低速轴为转轴,输出端与联轴器相接,从结构要求考虑,输出端轴径应最小,最小直径为: d≥A(PⅡ/nⅡ)1/3 查[1]表19-16 A=115 则d≥115×(4.03/95.52)1/3mm=40mm 考虑键槽的影响,故应将轴径增大5%即d=40×1.05=42mm 要选联轴器的转矩Tc Tc=KTⅡ=1.5×402920=6.0438×105N·mm (查[1]表20-1 工况系数K=1.5) 查[2]附录6 选用连轴器型号为YLD10考虑联轴器孔径系列标准 故取d=45mm 3、轴的结构设计 轴结构设计时,需要考虑轴系中相配零件的尺寸以及轴上零件的固定方式,按比例绘制轴系结构草图。 1)联轴器的选择 联轴器的型号为YLD10联轴器:45×112 (2)确定轴上零件的位置与固定方式 单级减速器中,可以将齿轮安排在箱体中央,轴承对称布置。在齿轮两边。轴外伸端安装联轴器,齿轮靠轴环和挡油环实现轴向定位和固定,靠平键和过盈配合实现周向固定,两端轴承靠挡油环和端轴承盖实现轴向定位,靠过盈配合实现周向固定,联轴器靠轴肩平键和过盈配合分别实现轴向定位和周向定位。 (3)确定各段轴的直径将估算轴d=45mm作为外伸端直径d1与联轴器相配(如图),考虑联轴器用轴肩实现轴向定位,取第二段直径为d2=50mm,齿轮和右端轴承从右侧装入,考虑装拆方便以及零件固定的要求,装轴处d3应大于d2,取d3=55mm,为便于齿轮装拆与齿轮配合处轴径d4应大于d3,取d4=60mm。齿轮左端用轴环固定,右端用挡油环定位,轴环直径d5满足齿轮定位的同时,还应满足左侧轴承的安装要求,d5=68mm,根据选定轴承型号确定.左端轴承型号与左端轴承相同,取d6=55mm. (4)选择轴承型号由[2]附表5-1初选深沟球轴承,代号为6211,轴承宽度B=21。 (5)确定轴各段直径和长度由草绘图得Ⅰ段:d1=45mm 长度L1=110mmII段:d2=50mm 长度L2=60mmIII段:d3=55mm 长度L3=43mmⅣ段:d4=60mm 长度L4=70mmⅤ段:d5=68mm 长度L5=6mmⅦ段:d4=55mm 长度L6=35mm由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=133mm4、按弯矩复合强度校核(1)齿轮上作用力的计算 齿轮所受的转矩:T=TⅡ=402.92N·m 齿轮作用力: 圆周力:Ft=2000T/d=2000×402.92/242.5=3323.1N 径向力:Fr=Fttan200=3323.1×tan200=1209.5N(2)因为该轴两轴承对称,所以:LA=LB=66.5mm(3)绘制轴受力简图(如图a)(4)计算支承反力 FHA=FHB=Fr/2=1209.5/2=604.8NFVA=FVB=Ft/2=3323.1/2=1661.5N (5)绘制弯矩图由两边对称,知截面C的弯矩也对称。截面C在水平面弯矩(如图b)为MHC=FHAL/2=604.8×133÷2000=40.22N?m截面C在竖直面上弯矩(如图c)为:MVC=FVAL/2=1661.5×133÷2000=110.49N?m(6)绘制合弯矩图(如图d)MC=(MHC 2+ MVC 2)1/2=(40.222+110.492)1/2=117.58N?m(7)绘制扭矩图(如图e)转矩:T=TⅡ=402.92N·m(8)校核轴的强度转矩产生的扭剪可认为按脉动循环变化,取α=0.6,截面C处的当量弯矩:Mec=[MC2+(αT)2]1/2=[117.582+(0.6×402.92)2]1/2=268.8N·m(9)校核危险截面C所需的直径de=[Me /(0.1[σb] -1)]1/3=[268.8 /(0.1×55)]1/3=36.6mm考虑键槽的影响,故应将轴径增大5%de=36.6×1.05=38.4mm<60mm结论:该轴强度足够。
E. 设计胶带输送机的传动装置
一、摩擦传动理论
带式输送机所需的牵引力是通过驱动装置中的驱动滚筒与输送带间的摩擦作用而传递的,因而称为摩擦传动。为确保作用力的传递和牵引构件不在驱动轮上打滑,必须满足下列条件:
(1)牵引构件具有足够的张力;
(2)牵引带与驱动滚筒的接触表面有一定的粗糙度;
(3)牵引带在驱动轮上有足够大的围包角。
图l—22为一台带式输送机的简图。当驱动滚筒按顺时针方向转动时,通过它与输送带间的摩擦力驱动输送带沿箭头方向运动。
在输送带不工作时,带子上各点张力是相等的。当输送带运动时,各点张力就不等了。其大小取决于张紧力P0、运输机的生产率、输送带的速度、宽度、输送机长度、倾角、托辊结构性能等等。故输送带的张力由l点到4点逐渐增加,而在绕经驱动滚筒的主动段,由4点到l点张力逐渐减小。必须使输送带在驱动滚筒上的趋入点张力Sn大于奔离点张力S1,方能克服运行阻力,使输送带运动。此两点张力之差,即为驱动滚筒传递给输送带的牵引力W0。在数值上它等于输送带沿驱动滚筒围包弧上摩擦力的总和,即
W0=Sn-S1 (1—1)
趋入点张力Sn随输送带上负载的增加而增大,当负载过大时,致使(Sn-S1)之差值大于摩擦力,此时输送带在驱动滚筒上打滑而不能正常工作。该现象在选煤厂中可经常遇到。
Sn与S1应保持何种关系方能防止打滑,保证输送带正常工作,这是将要研究的问题。
在讨论前,先作如下假设:
(1)假设输送带是理想的挠性体,可以任意弯曲,不受弯曲应力影响;
(2)假设绕经驱动滚筒上的输送带的重力和所受的离心力忽略不计(因与输送带上张力和摩擦力相比数值很小)。
如图l—22b所示,在驱动滚筒上取一单元长为dl的输送带,对应的中心角即围包角为dα。当滚筒回转时,作用在这小段输送带两端张力分别为S及S+dS。在极限状态下,即摩擦力达到最大静摩擦力时,dS应为正压力dN与摩擦系数μ的乘积,即
dS=μdN
dN为滚筒给输送带以上的作用力总和。
列出该单元长度输送带受力平衡方程式为
由于dα很小,故sin(dα/2)≈(dα/2),cos(dα/2)≈1,上述方程组可简化为
略去二次微量:dSdα,解上述方程组得 .
通过在这段单元长度上输送带的受力分析,可以得到,当摩擦力达到最大极限值时,欲保持输送带不打滑,各参数间的关系应满足dS/S=μdα。以定积分方法解之,即可得出输送带在整个驱动滚筒围包弧上,在不打滑的极限平衡状态下,趋入点的Sn与奔离点的Sk之间的关系
解上式,得
式中 e——自然对数的底,e=2.718;
μ——驱动滚筒与输送带之间的摩擦系数;
——输送带在驱动滚筒上趋入点的最大张力;
S1一一输送带在驱动滚筒奔离点的张力;
α——输送带在驱动滚筒上的围包角,弧度。
上式)即挠性体摩擦驱动的欧拉公式。根据欧拉公式可以绘出在驱动滚筒围包弧上输送带张力变化的曲线,见图l—23中的bca'。
从上述分析可知,欧拉公式只是表达了趋入点张力为最大极限值时的平衡状态。而实际生产中载荷往往是不均衡的;而且,在欧拉公式讨论中,将输送带看作是不变形的挠性体,实际上输送带(如橡胶带)是一个弹性体,在张力作用下,要产生弹性伸长,其伸长量与张力值大小成正比。因此,输送带沿驱动滚筒圆周上的分布规律见图1—23中bca曲线变化(而不是bca’)。在BC弧内,输送带张力按欧拉公式之规律变化;到c点后,张力达到Sn值,在CA弧内,Sn值保持不变。也就是说为了防止输送带在驱动滚筒上打滑,应使趋入点的实际张力Sn小于极限状态下的最大张力值,即
既然输送带是弹性体,那么,在受力后就要产生弹性伸长变形。这是弹性体与刚性体最本质的区别。受力愈大,变形也愈大,而输送带张力是由趋入点向奔离点逐渐减小,即在趋入点输送带被拉长的部分,在向奔离点运动过程中,随着张力的减小而逐渐收缩,从而使输送带与滚筒问产生相对滑动,这种滑动称为弹性滑动或弹性蠕动(它与打滑现象不同)。显然,弹性滑动只发生于输送带在驱动滚筒围包弧上有张力变化的一段弧内。产生弹性滑动的这一段围包弧,称为滑动弧,即图l-23中的BC弧,滑动弧所对应的中心角称为滑动角,即λ角;不产生弹性滑动的围包弧,称为静止弧(图中的CA弧),静止弧所对应的中心角,称为静止角,即图中γ角。滑动弧两端的张力差,即为驱动滚筒传递给输送带的牵引力。由此可见,只有存在滑动弧,驱动滚筒才能通过摩擦将牵引力传递给输送带;在静止弧内不传递牵引力,但它保证驱动装置具有一定的备用牵引力。
当输送机上负载增加时,趋入点张力Sn增大,滑动弧及对应的滑动角也相应均要增大,而静止弧及静止角则随之减小。图1—23中的C点向A点靠拢,当趋入点张力Sn增大至极限值Snmax时,则整个围包弧BA弧都变成了滑动弧,即C点与A点重合,整个围包角都变成了滑动角(λ=α,γ=0)。这时驱动滚筒上传送的牵引力达到最大值的极限摩擦力:
(1—4)
若输送机上的负荷再增加,即 ,这时.输送带将在驱动滚筒上打滑,输送机则不能正常工作。
二、提高牵引力的途径
根据库擦传动的理论及式(1—4)均可以看出,提高带式输送机的牵引力可以采用以下三种方法:
(1)增加奔离点的张力S1,以提高牵引力。具体的措施是通过张紧输送机的拉紧装置来实现。随着S1的增大,输送带上的最大张力也相应增大,就要求提高输送带的强度,这种做法是不经济的,在技术上也不合理。
(2)改善驱动滚筒表面的状况,以得到较大的摩擦系数μ,由表1—29可知,胶面滚筒的摩擦系数比光面滚筒大,环境干燥时比潮湿时大,所以,可以采用包胶、铸塑,或者采用在胶面上压制花纹的方法来提高摩擦系数。
(3)采用增加输送带在驱动滚筒上的围包角来提高牵引力。其具体措施是增设改向滚筒(即增面轮)可使包角由180°增至210°-240°必要时采用双滚筒驱动。
三、刚性联系双滚筒驱动牵引力及其分配比朗确定
刚性联系双滚筒和单滚筒相比,增加一个主动滚筒:当两个滚筒的直径相等时其角度是相同的(图1—24)。从图l—24中可以看出,输送带由滚筒②的C点到滚筒①的B点时,这两点之间除了一小段(BC段)胶带的臼重外,张力没有任何变化,故B点可看作C点的继续。因而刚性联系的双滚筒与单滚筒实质上是相同的,因为滑动弧随着张力增大而增大这一规律对它同样适用的。
S1及μ值在一定的情况下,而且μl=μ2,只有当滚筒②传递的牵引力达到极限值时,滚筒①才开始传递牵引力。设λ1、λ2、γ1、γ2、α1、α2分别为第①及第②滚筒的滑动角,静止角及围包角、则在λ2=α2,λ1=0的情况下,静止弧仅存在于滚筒①上。当λ2=α2时,λ1=α1-γ1时,输送带在两个主动滚筒上张力变化曲线如图1—24所示。
滚筒②可能传递的最大牵引力为
滚筒①可能传递的最大牵引力为
式中 S’——两滚筒间输送带上的张力。
驱动装置可能传递总的最大牵引力为
式中 α——总围包角
两滚筒可能传递的最大牵引力之比为
在一般情况下: 因而
(1-5)
显然,当第①滚筒上传递的牵引力未达到极限时,即 时,则两驱动滚筒传递的牵引力之比为
由上式可知,当总的牵引力W0和张力S1一定时,若μ值增加,则第⑧个驱动滚筒传递的牵引力WII增大,而WI减小。反之,若μ值减小时,则WI增大(因W0=WI+WII为一定值)。
由此可以看出:刚性联系的双滚筒驱动装置,其滚筒牵引力的分配比值随摩擦系数的变化而改变。但由式(1-5)可知,驱动滚筒①可能传递的最大牵引力等于滚筒⑨的 倍这一比值是不变的。
刚性联系的双驱动滚筒缺点是已设计的牵引力分配比值,只适用于一定的荷载和一定的摩擦系数。当荷载变化,其比例也就被破坏了。此外,还由于大气潮湿程度的变化,两滚筒的表面清洁程度的不同,摩擦系数也发生了变化,其分配比实际上不可能保持定值。
F. 带式输送机传动装置设计!!!感激不尽
题目:传动装置,减速机设计及相关零件加工。
一.总体布置简图
1—电动机;2—带式运输机;3—齿轮减速器;4—联轴器;5—滚筒
二.工作情况:
载荷平稳、单向工作
三.原始数据
滚筒的扭矩T(Nm):520
滚筒的直径D(mm):260
运输带速度V(m/s):1.2
带速允许偏差(%):5
使用年限(年):8
工作制度(班/日):2
四.设计内容
传动方案的拟定及说明
一个好的传动方案,除了满足机器的功能要求外,还应当工作可靠,结构简单,尺寸紧凑,传动效率高,成本低廉以及使用维护方便。对比材料中2-1所示带式输送机的四种方案,再经由题目所知传动机由于工作载荷平稳,工作环境有轻尘,布局尺寸没有严格限制,将带传动放在高速级,即可缓冲吸振又能减小传动的尺寸。具体方案见图1-1。
电动机的选择
1.电动机类型和结构的选择
因为本传动的工作状况是:载荷平稳、单向旋转。所以选用常用的封闭式Y系列的三相异步电动机。
2.电动机容量的选择
1) 工作机所需功率Pw
Pw=2.4kW
2) 电动机的输出功率
Pd=Pw/η
η= =0.895
Pd=2.682kW
3.电动机转速的选择
nd=(i1’ i2’…in’)nw
则V带传动η1=0.96
初选为同步转速为1000r/min的电动机
4.电动机型号的确定
由表20-2查出电动机型号为Y132S-6,其额定功率为3kW,满载转速960r/min。基本符合题目所需的要求
计算传动装置的运动和动力参数
传动装置的总传动比及其分配
1.计算总传动比
由电动机的满载转速nm和工作机主动轴转速nw可确定传动装置应有的总传动比为:
i=nm/nw
nw=88.19
i=10.89
2.合理分配各级传动比
取V带传动的传动比i1,取i1=2.7,则单级圆柱齿轮减速器的传动比为i2=i/i1= =4.03,
取i2=4
各轴转速、输入功率、输入转矩
项 目 电动机轴 高速轴I 低速轴II 滚筒W轴
转速(r/min) 960 384 88.19 88.19
功率(kW) 2.682 2.575 2.471 2.422
转矩(N?m) 26.68 64.04 245.813 262.276
传动比 4 4.356 4.356 1
效率 0.96 0.97 0.99 0.99
传动件设计计算
(1)材料选择以斜齿圆柱齿轮传动方式
小齿轮:材料45钢,调质处理HBS1=230
大齿轮:材料45钢(或者ZG310~570)正火处理,HBS2=190
(2)参数选择
1)齿数,取Z1=22,则Z2=I Z=4.356×22=95.832 取Z2=96
2)齿宽系数, 查表6-6 取
G. 带式输送机传动装置设计说明书和装配图
图没法给你,下面是说明书,自己改吧。
一、设备用途
带式输送机是依靠摩擦传动实现物料输送的机械,广泛用于冶金、矿山、煤炭、环保、建材、电力、化工、轻工、粮食等行业。适用于输送松散密度为0.5-2.5t/m3的各种粒状、粉状等散体物料,也可以输送成件物品。其工作环境温度为-25-60℃,普通橡胶输送带适用的物料温度不超过80℃。
二、技术参数
带 宽: 1000 mm
头尾滚筒中心距:60400 mm
带 速: 1m/s
输送带型号:EP-150
输送带规格长度:1000X3(3+1.5)X128m(含硫化长度0.9m)
输送能力:205m3/h
物料密度:0.6 t/m3
倾 角: 0°
电机功率: 7.5kW
三、工作原理
该设备主要由驱动装置、传动滚筒、输送带、槽型上托辊、下托辊、机架、清扫器、拉紧装置、改向滚筒、导料槽、重锤张紧装置及电器控制装置等组成。
输送带绕经传动滚筒和尾部改向滚筒形成环行封闭带。托辊承载输送带及上面输送的物料。张紧装置使输送带具有足够的张力,保证与传动滚筒间产生摩擦力使输送带不打滑。工作时,减速电机带动传动滚筒,通过摩擦力驱动输送带运行,物料由进料装置进入并随输送带一起运动,经过一定的距离到达出料口转入下一道工艺环节。
四、结构和控制特点
上托辊采用槽形托辊,利于承载松散物料。回程托辊采用V型托辊,有效防止皮带机跑偏。在空段清扫器前后安装下平托辊有利于清除物料。
输送带张紧采用螺旋张紧和重锤张紧两套装置。螺旋张紧装置还可以调整皮带机的跑偏。
在输送带的工作面两侧,沿输送带全长安装有导料槽,导料槽由槽板和橡胶板组合而成,橡胶板与输送带接触,形成槽形断面,起到增加输送量的作用,同时也防止物料洒落。导料槽板同橡胶板的固定方式采用螺栓和压板压紧的形式,橡胶板不需要钻孔,同时可以根据橡胶板的磨损情况,方便的进行调整,保证橡胶板保持同输送带的密封状态。
在输送机头部和尾部安装有头部及空段清扫器。头部清扫器为重锤刮板式结构,安装于传动滚筒下方,用于清除输送带工作面的粘料。空段清扫器为刮板式结构,安装于靠近尾部的输送带非工作面的上方,用于清除输送带非工作面上的物料。
输送带采用聚酯帆布带,具有耐油、耐酸碱的性质。接头采用硫化接头,接头安全系数10-12。
输送机一侧安装有拉绳开关,当发生紧急情况时拉动开关上的钢丝绳启动此开关,可以立即停机。故障排除后,拉动复位销开关可复位。
输送机头尾部安装有跑偏开关,当输送带发生跑偏时,输送带带动开关上的立辊旋转并倾斜,倾斜大于一级动作角度12°时,发出一组开关信号;如立辊继续倾斜大于二级动作角度30°时,发出另一组开关信号。两组信号分别用于报警和停机。当输送机恢复正常运行后,立辊自动复位。
五、安装调试
1.输送机的各支腿、立柱或平台用化学锚栓牢固地固定于地面上。
2.机架上各个部件的安装螺栓应全部紧固。各托辊应转动灵活。托辊轴心线、传动滚筒、改向滚筒的轴心线与机架纵向的中心线应垂直。
3.螺旋张紧行程为机长的1%~1.5%。
4.拉绳开关安装于输送机一侧,两开关间用覆塑钢丝绳连接,松紧适度。
5.跑偏开关安装于输送机头尾部两侧,成对安装。开关的立辊与输送带带边垂直,且保证带边位于立辊高度的1/3处。立辊与输送带边缘距离为50~70mm。
6.各清扫器、导料槽的橡胶刮板应与输送带完全接触,否则,调节清扫器和导料槽的安装螺栓使刮板与输送带接触。
7.安装无误后空载试运行。试运行的时间不少于2小时。并进行如下检查:
(1)各托辊应与输送带接触,转动灵活。
(2)各润滑处无漏油现象。
(3)各紧固件无松动。
(4)轴承温升不大于40°C,且最高温度不超过80°C。
(5)正常运行时,输送机应运行平稳,无跑偏,无异常噪音。
六、故障排除
1.输送带打滑
原因是输送带张力小或驱动滚筒表面粘有物料或水份。应旋紧张紧螺杆,增大张力。清理驱动滚筒并加大空段清扫器的清扫力度。
2.输送带在两端跑偏
原因是滚筒装配位置偏斜,应拉紧跑偏一侧的张紧装置的螺杆调整改向滚筒位置。通过调整轴承座调整传动滚筒的位置。
3.输送带在中部跑偏
原因是托辊安装位置不正。应检查各托辊安装位置是否与输送带垂直,否则松开安装螺栓调整托辊位置。调整完毕后旋紧各螺栓。
此外,进料口落料点不在输送带中心也可能引起跑偏,应改善进料情况。
七、注意事项
输送机应有专人负责操作。每班使用后进行日常检修和维护工作:
1. 检查各紧固件是否松动。
2.各清扫器、导料槽的橡胶刮板磨损时应调整其伸出的尺寸。如果磨损严重,应进行更换。
3.多台输送机或其它设备联合运转使用时,应注意启动和停车顺序:应保持空载启动;进料口设备停机供料后本设备应运转一段时间待卸空物料后再停车。
4.停车后,将输送机上的污物清理干净,并关闭电源。
5.若设备停止使用较长时间,在启动前应检查设备上是否有异物影响运动部件的运动。
八、维护保养
1.减速电机按其使用说明书定期更换润滑油。
2.各滚筒的轴承座及轴承每半年清洗一次,并重新加注锂基润滑脂ZL-2。
3.张紧装置的螺杆每3—6个月表面涂一次锂基润滑脂ZY-2。
4.根据设备使用情况,各部件和结构件应定期清理污物和除锈,并涂油或喷漆进行防腐处理。
H. 机械设计课程设计带式运输机传动装置的设计
给你做个参考
一、前言
(一)
设计目的:
通过本课程设计将学过的基础理论知识进行综合应用,培养结构设计,计算能力,熟悉一般的机械装置设计过程。
(二)
传动方案的分析
机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式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。
减速器的箱体采用水平剖分式结构,用HT200灰铸铁铸造而成。
二、传动系统的参数设计
原始数据:运输带的工作拉力F=0.2 KN;带速V=2.0m/s;滚筒直径D=400mm(滚筒效率为0.96)。
工作条件:预定使用寿命8年,工作为二班工作制,载荷轻。
工作环境:室内灰尘较大,环境最高温度35°。
动力来源:电力,三相交流380/220伏。
1
、电动机选择
(1)、电动机类型的选择: Y系列三相异步电动机
(2)、电动机功率选择:
①传动装置的总效率:
=0.98×0.99 ×0.96×0.99×0.96
②工作机所需的输入功率:
因为 F=0.2 KN=0.2 KN= 1908N
=FV/1000η
=1908×2/1000×0.96
=3.975KW
③电动机的输出功率:
=3.975/0.87=4.488KW
使电动机的额定功率P =(1~1.3)P ,由查表得电动机的额定功率P = 5.5KW 。
⑶、确定电动机转速:
计算滚筒工作转速:
=(60×v)/(2π×D/2)
=(60×2)/(2π×0.2)
=96r/min
由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I’ =3~6。取V带传动比I’ =2~4,则总传动比理时范围为I’ =6~24。故电动机转速的可选范围为n’ =(6~24)×96=576~2304r/min
⑷、确定电动机型号
根据以上计算在这个范围内电动机的同步转速有1000r/min和1500r/min,综合考虑电动机和传动装置的情况,同时也要降低电动机的重量和成本,最终可确定同步转速为1500r/min ,根据所需的额定功率及同步转速确定电动机的型号为Y132S-4 ,满载转速 1440r/min 。
其主要性能:额定功率:5.5KW,满载转速1440r/min,额定转矩2.2,质量68kg。
2 、计算总传动比及分配各级的传动比
(1)、总传动比:i =1440/96=15
(2)、分配各级传动比:
根据指导书,取齿轮i =5(单级减速器i=3~6合理)
=15/5=3
3 、运动参数及动力参数计算
⑴、计算各轴转速(r/min)
=960r/min
=1440/3=480(r/min)
=480/5=96(r/min)
⑵计算各轴的功率(KW)
电动机的额定功率Pm=5.5KW
所以
P =5.5×0.98×0.99=4.354KW
=4.354×0.99×0.96 =4.138KW
=4.138×0.99×0.99=4.056KW
⑶计算各轴扭矩(N•mm)
TI=9550×PI/nI=9550×4.354/480=86.63N•m
=9550×4.138/96 =411.645N•m
=9550×4.056/96 =403.486N•m
三、传动零件的设计计算
(一)齿轮传动的设计计算
(1)选择齿轮材料及精度等级
考虑减速器传递功率不大,所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用40Cr调质,齿面硬度为240~260HBS。大齿轮选用45#钢,调质,齿面硬度220HBS;根据指导书选7级精度。齿面精糙度R ≤1.6~3.2μm
(2)确定有关参数和系数如下:
传动比i
取小齿轮齿数Z =20。则大齿轮齿数:
=5×20=100 ,所以取Z
实际传动比
i =101/20=5.05
传动比误差:(i -i)/I=(5.05-5)/5=1%<2.5% 可用
齿数比: u=i
取模数:m=3 ;齿顶高系数h =1;径向间隙系数c =0.25;压力角 =20°;
则 h *m=3,h )m=3.75
h=(2 h )m=6.75,c= c
分度圆直径:d =×20mm=60mm
d =3×101mm=303mm
由指导书取 φ
齿宽: b=φ =0.9×60mm=54mm
=60mm ,
b
齿顶圆直径:d )=66,
d
齿根圆直径:d )=52.5,
d )=295.5
基圆直径:
d cos =56.38,
d cos =284.73
(3)计算齿轮传动的中心矩a:
a=m/2(Z )=3/2(20+101)=181.5mm 液压绞车≈182mm
(二)轴的设计计算
1 、输入轴的设计计算
⑴、按扭矩初算轴径
选用45#调质,硬度217~255HBS
根据指导书并查表,取c=110
所以 d≥110 (4.354/480) 1/3mm=22.941mm
d=22.941×(1+5%)mm=24.08mm
∴选d=25mm
⑵、轴的结构设计
①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,齿轮左面由轴肩定位,右面用套筒轴向固定,联接以平键作过渡配合固定,两轴承分别以轴肩和大筒定位,则采用过渡配合固定
②确定轴各段直径和长度
Ⅰ段:d =25mm
, L =(1.5~3)d ,所以长度取L
∵h=2c
c=1.5mm
+2h=25+2×2×1.5=31mm
考虑齿轮端面和箱体内壁,轴承端面和箱体内壁应有一定距离。取套筒长为20mm,通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度,并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定,为此,取该段长为55mm,安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm,故II段长:
L =(2+20+55)=77mm
III段直径:
初选用30207型角接触球轴承,其内径d为35mm,外径D为72mm,宽度T为18.25mm.
=d=35mm,L =T=18.25mm,取L
Ⅳ段直径:
由手册得:c=1.5
h=2c=2×1.5=3mm
此段左面的滚动轴承的定位轴肩考虑,应便于轴承的拆卸,应按标准查取由手册得安装尺寸h=3.该段直径应取:d =(35+3×2)=41mm
因此将Ⅳ段设计成阶梯形,左段直径为41mm
+2h=35+2×3=41mm
长度与右面的套筒相同,即L
Ⅴ段直径:d =50mm. ,长度L =60mm
取L
由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=80mm
Ⅵ段直径:d =41mm, L
Ⅶ段直径:d =35mm, L <L3,取L
2 、输出轴的设计计算
⑴、按扭矩初算轴径
选用45#调质钢,硬度(217~255HBS)
根据课本P235页式(10-2),表(10-2)取c=110
=110× (2.168/76.4) =38.57mm
考虑有键槽,将直径增大5%,则
d=38.57×(1+5%)mm=40.4985mm
∴取d=42mm
⑵、轴的结构设计
①轴的零件定位,固定和装配
单级减速器中,可以将齿轮安排在箱体中央,相对两轴承对称分布,齿轮左面用轴肩定位,右面用套筒轴向定位,周向定位采用键和过渡配合,两轴承分别以轴承肩和套筒定位,周向定位则用过渡配合或过盈配合,轴呈阶状,左轴承从左面装入,齿轮套筒,右轴承和皮带轮依次从右面装入。
②确定轴的各段直径和长度
初选30211型角接球轴承,其内径d为55mm,外径D=100mm,宽度T为22.755mm。考虑齿轮端面和箱体内壁,轴承端面与箱体内壁应有一定矩离,则取套筒长为20mm,则该段长42.755mm,安装齿轮段长度为轮毂宽度为2mm。
则 d =42mm L = 50mm
L = 55mm
L = 60mm
L = 68mm
L =55mm
L
四、滚动轴承的选择
1 、计算输入轴承
选用30207型角接触球轴承,其内径d为35mm,外径D为72mm,宽度T为18.25mm.
2 、计算输出轴承
选30211型角接球轴承,其内径d为55mm,外径D=100mm,宽度T为22.755mm
五、键联接的选择
1 、输出轴与带轮联接采用平键联接
键的类型及其尺寸选择:
带轮传动要求带轮与轴的对中性好,故选择C型平键联接。
根据轴径d =42mm ,L =65mm
查手册得,选用C型平键,得: 卷扬机
装配图中22号零件选用GB1096-79系列的键12×56
则查得:键宽b=12,键高h=8,因轴长L =65,故取键长L=56
2 、输出轴与齿轮联接用平键联接
=60mm,L
查手册得,选用C型平键,得:
装配图中 赫格隆36号零件选用GB1096-79系列的键18×45
则查得:键宽b=18,键高h=11,因轴长L =53,故取键长L=45
3 、输入轴与带轮联接采用平键联接 =25mm L
查手册
选A型平键,得:
装配图中29号零件选用GB1096-79系列的键8×50
则查得:键宽b=8,键高h=7,因轴长L =62,故取键长L=50
4 、输出轴与齿轮联接用平键联接
=50mm
L
查手册
选A型平键,得:
装配图中26号零件选用GB1096-79系列的键14×49
则查得:键宽b=14,键高h=9,因轴长L =60,故取键长L=49
六、箱体、箱盖主要尺寸计算
箱体采用水平剖分式结构,采用HT200灰铸铁铸造而成。箱体主要尺寸计算如下:
七、轴承端盖
主要尺寸计算
轴承端盖:HT150 d3=8
n=6 b=10
八、减速器的
减速器的附件的设计
1
、挡圈 :GB886-86
查得:内径d=55,外径D=65,挡圈厚H=5,右肩轴直径D1≥58
2
、油标 :M12:d =6,h=28,a=10,b=6,c=4,D=20,D
3
、角螺塞
M18
×
1.5 :JB/ZQ4450-86
九、
设计参考资料目录
1、吴宗泽、罗圣国主编.机械设计课程设计手册.北京:高等教育出版社,1999.6
2、解兰昌等编著.紧密仪器仪表机构设计.杭州:浙江大学出版社,1997.11