机械设计,带式运输机

原始数据：1、输送带的张力 F=3.0 KN

2、输送带的速度 V=2.4 m/s

3、滚筒的直径 D=240 mm

传动装置的总体设计：

（1）电动机型号选择

（2）分配传动比

（3）计算各轴的功率、转速和转矩

传动零件计算：

V带传动和齿轮传动的设计计算

设计带式输送机传动装置

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=2200N；带速V=1.8m/s；滚筒直径D=400mm（滚筒效率为0.96）。

工作条件：预定使用寿命5年。

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：

η=0.96×0.99 ×0.99×0.98×0.96×0.98 ×0.95×0.96=0.84

②工作机所需的输入功率：

因为 F=2200N

Pd=FV/1000×η

=2000×1.8/1000×0.84

=3.96KW

③电动机的输出功率：

=3.04/0.84=4.71KW

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：

nw=60×1000/3.14×450

=76.43r/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）×76.43=458.58~1834.32r/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。

2

、计算总传动比及分配各级的传动比

（1）、总传动比：i =1440/76.43=18.84

（2）、分配各级传动比：

根据指导书，取齿轮i =4（单级减速器i=3~6合理）

=18.84/4=6.71

I1=Nm/Nw=220/76.43=9.43

I2=960/76.43=12.56

I3=1440/76.43

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、运动参数及动力参数计算

⑴、计算各轴转速（r/min）

I轴NI=Nm/io=960/4=320r/min

II轴NII=NI/i1=320/3.14=76.43(r/min)

III滚轴Nw=NII= 76.43(r/min)

⑵计算各轴的功率（KW）

电动机的额定功率Pm=4.71KW

所以

PI =4.71×0.96=4.52KW

PII=4.520.99 ×0.95=4.25 KW

PIII=4.25×0.99×0.99=4.71KW

⑶计算各轴扭矩（N•mm）

TI=Td×io×η01=46.85×4×0.96=179.9N•m

Tii=TI×i1×η12=179.9×3.14×0.99×0.95=531.28N•m

TIII=TII×η23=531.28×0.99×0.99=520.28N•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