目录

  1. 设计任务. 2
  2. 传动系统方案的拟定. 2
  3. 电动机的选择. 3

3.1选择电动机的结构和类型. 3

3.2传动比的分配. 5

3.3传动系统的运动和动力参数计算. 5

  1. 减速器齿轮传动的设计计算. 7

4.1高速级斜齿圆柱齿轮传动的设计计算. 7

4.2低速级直齿圆柱齿轮传动的设计计算. 11

  1. 减速器轴及轴承装置的设计. 16

5.1轴的设计. 16

5.2键的选择与校核. 23

5.3轴承的的选择与寿命校核. 25

  1. 箱体的设计. 28

6.1箱体附件. 28

6.2铸件减速器机体结构尺寸计算表. 29

  1. 润滑和密封. 30

7.1润滑方式选择. 30

7.2密封方式选择. 30

参考资料目录. 30

计算及说明 结果
 

1.      设计任务

1.1设计任务

设计带式输送机的传动系统,工作时有轻微冲击,输送带允许速度误差±4%,二班制,使用期限12年(每年工作日300天),连续单向运转,大修期三年,小批量生产。

1.2原始数据

滚筒圆周力:

输送带带速:

滚筒直径:

1.3工作条件

二班制,空载起动,有轻微冲击,连续单向运转,大修期三年;三相交流电源,电压为380/220V。

2.      传动系统方案的拟定

带式输送机传动系统方案如下图所示:

带式输送机由电动机驱动。电动机1通过联轴器2将动力传入两级齿轮减速

计算及说明

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

结果

器3,再经联轴器4将动力传至输送机滚筒5带动输送带6工作。传动系统中采用两级展开式圆柱齿轮减速器,高速级为斜齿圆柱齿轮传动,低速级为直齿圆柱齿轮传动,高速级齿轮布置在远离转矩输入端,以减轻载荷沿齿宽分布的不均匀。展开式减速器结构简单,但齿轮相对于轴承位置不对称,因此要求轴有较大的刚度。

3.      电动机的选择

3.1选择电动机的结构和类型

按设计要求及工作条件,选用Y系列三相异步电动机,卧式封闭结构,电压380V。

3.1.1选择电动机的容量

根据已知条件计算,工作机所需要的有效功率

设:η4w——输送机滚筒轴至输送带间的传动效率;

ηc——联轴器效率,ηc=0.99(见《机械设计课程设计(西安交通大学出版社)》表3—1);

ηg——闭式圆柱齿轮传动效率,ηg=0.98(同上);

ηb——滚动轴承(一对球轴承),ηb=0.99(同上);

ηcy——输送机滚筒效率,ηcy =0.96(同上)。

估算传动装置的总效率

式中

 

 

 

 

传动系统效率

 

工作机所需要电动机功率

 

计算及说明

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pw=2.16kW

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

传动总效率

η=0.8680

 

 

Pr=2.4884kW

 

 

结果

选择电动机容量时应保证电动机的额定功率Pm等于或大于工作机所需的电动机动率Pr。因工作时存在轻微冲击,电动机额定功率Pm要大于Pr。由《机械设计课程设计(西安交通大学出版社)》表3—2所列Y系列三相异步电动机技术数据中可以确定,满足选Pm≥Pr条件的电动机额定功率Pm应取为3kW。

3.1.2确定电动机转速

由已知条件计算滚筒工作转速

传动系统总传动比

由《机械设计(高等教育出版社)》表18—1查得,展开式两级圆柱齿轮减速器推荐传动比范围为 i=8~60,故电动机转速的可选范围为

由《机械设计课程设计(西安交通大学出版社)》表3—2可以查得电动机数据如下表:

方案 电动机型号 额定功率(kw) 满载转速(r/min) 总传动比
1 Y100L-2 3 2880 28.26
2 Y100L2-4 3 1440 14.13
3 Y132S-6 3 960 9.42

通过对以上方案比较可以看出:

方案1选用的电动机转速最高、尺寸最小、重量最低、价格最低,总传动比为28.26。但总传动比最大,传动系统(减速器)尺寸大,成本提高。方案2选用的电动机转速中等、质量较轻、价格较低,总传动比为14.13。传动系统(减速器)尺寸适中。方案3选用的电动机转速最低、质量最重、价格高,总传动比为9.42。对于展开式两级减速器(i=8~60)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,选用方案2比较合理。Y100L2-4型三相异步电动机的额定功率Pm=3kw,满载转速nm=1440r/min。由《机械设计课程设计(西安交通大学出版社)》表3—3电动机的安装及外型尺寸(单位mm)如下:

A B C D E F G H K AB AC AD HD BB L
160 140 63 28+0.009

-0.004

60 8 24 100 12 205 205 180 245 170 380

计算及说明

 

Pm=3kW

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

电动机

Y100L2-4型

 

 

电动机转速

nm=1440

r/min

 

总传动比i=14.13

 

 

 

 

 

 

 

结果

查得电动机电动机基本参数如下:

中心高,

轴伸出部分用于装联轴器轴端的直径,

轴伸出部分长度。

3.2传动比的分配

带式输送机传动系统的总传动比    i=14.13

由传动系统方案可知

 

因此,两级圆柱齿轮减速器的总传动比

 

为便于两级圆柱齿轮减速器采用浸油润滑,当两级齿轮的配对材料相同、齿面硬度HBS≤350,、齿宽系数相等时,考虑齿面接触强度接近相等的条件,取高速级传动比

低速级传动比

传动系统各传动比分别为

 

 

3.3传动系统的运动和动力参数计算

取电动机轴为0轴,减速器高速轴为1轴、中速轴为2轴、低速轴3轴,带式输送机滚筒轴为4轴。各轴的转速如下

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

计算及说明 结果
计算出各轴的输入功率

 

 

 

计算出各轴的输入转矩

运动和动力参数的计算结果如下表格所示:

轴号 电动机 两级圆柱齿轮减速器 工作机
0轴 1轴 2轴 3轴 4轴
转速n(r/min) 1440 1440 336 102 102
功率P(Kw) 2.4884 2.4635 2.3901 2.3189 2.2728
转矩T(N•m) 16.50 16.34 67.95 217.36 213.03
两轴联接、传动件 联轴器 齿轮 齿轮 联轴器
传动比i 1 4.286 3.297 1
传动效率η 0.99 0.9702 0.9702 0.9801

(注:除了电动机轴的转矩为输出转矩外,其余各轴的转矩为输入转矩。)

 

 

 

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