机械基础实训1 减速器传动装置设计(样本11)

《机械基础》综合实训

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课题一：带式输送机传动装置设计

设计要求与原始数据：

设计一用于机械产品成品的带式输送机的二级圆柱斜齿轮减速器（如图）

图带式输送机示意图

设计要求：已知传送带的压力F=10000N，传送带速度v=0.78m/s，滚筒直径D=400mm，滚筒效率0.97（包括滚筒轴的轴承），用滑动轴承支撑。

工作条件：单相传动，载荷变化不大，每天工作12h，使用寿命为15年。输送带线速度允许误

差±3%。每年300个工作日，大修期限3年。启动载荷为公称载荷的1.4倍。

工作环境：室内，灰尘较大，环境最高温度45℃。

动力来源：电力，三相交流，380/220V。

制造条件及生产批量：中型机械厂制造，可加工8~7级齿轮，生产50台。

带式输送机（此图只供参考，不用画出来）设计要求的原始数据可作更改，如下表所示。(从教材第204页的表中选取)

参数题号0

输送带工作拉力F

（KN）

10 输送带速度V（m/s）0.78 滚筒直径D (mm) 400 每日工作时数T (h) 12 使用年限(年) 15

[任务实施]

任务一 机械动力与传动系统设计

为案例中的带式输送机进行机械动力与传动系统设计。设计内容包括:选择电动机类型、功率、转速，计算传动装置的运动参数和动力参数等。

一、电动机的选择

1. 选择电动机类型和结构型式

按工作要求和条件，选用Ｙ系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。 2. 确定工作机所需的工作功率 wd P =

1000υF = 1000

78

.010000⨯ = 7.8 (kW) 3. 确定传动装置的总效率a η 由表3-1-2查得:

普通v 带传动的效率 96.0=带η； 闭式圆柱齿轮传动的效率97.0=齿η (8级)； 一对滚动轴承的效率 99.0=承η (球轴承，稀油润滑)

弹性联轴器的效率 99.0=联η； 滚筒和滚筒轴轴承的效率 97.0=w η； 故传动装置的总效率为

842.097.099.099.097.096.0323

2=⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅⋅=w a ηηηηηη联承齿带

4. 确定电动机所需的额定功率ed P 电动机所需最小名义功率kW P P a

w

d 264.9842

.08

.7==

=

η 根据d P 选取电动机的额定功率e P ，一般电动机额定功率：

e P ≥（1.1～1.5）d P ＝（1.1～1.5）× 9.264 ＝10.190～13.896ｋＷ

由表3-1-3查得电动机的额定功率为e P ＝15ｋＷ 5. 选择电动机

带式输送机的工作转速一般，且轴不需要逆转，故优先考虑同步转速为1500 r/min 的电动机。查表3-1-3：同步转速为1500r/min 、额定功率为15kW 时，电动机型号为Y160L-4。所选电动机满载转速1460r ∕min 。

查电机手册，可知该电动机的其它参数：2.2=额定转矩

堵装转矩，3.2=额定转矩

最大转矩，伸出端直径

018

.0002.042++=D mm ，伸出端安装长度E=110mm 。

二、传动装置总传动比计算及传动比初步分配 1.总传动比的计算

滚筒的转速 m i n /242.37400

78

.0100060100060r D v n w =⨯⨯⨯=⨯=ππ

总传动比 2031.39242

.371460===

w e n n i 总 2.传动比初步分配

因总传动比较大，拟采用三级传动，即普通v 带和减速器内二级斜齿圆柱齿轮传动。减速器的传动比分配主要考虑减速器齿轮采用浸油润滑，两大齿轮直径相接近，即按32)4.1~2.1(i i ≈分配。初步分配各级传动的传动比如下：

普通v 带传动的传动比 8.11=i 高速级齿轮传动的传动比 4.52=i 低速级齿轮传动的传动比 0.43=i 工作机的实际转速551.370

.44.58.11460

321=⨯⨯==

i i i n n e w 传送带线速度 787.01000

60551

.374001000

60=⨯⨯⨯=

⨯=

ππw

Dn v

线速度误差 %3%897.0%10078

.0787

.078.0%10000<=⨯-=⨯-=

∆v v v v 误差在允许范围内，合格。

三、初步计算传动装置运动参数和动力参数 1.电动机轴输出参数 kW P e 15=

min /1460

r n e = m N n P T e e e ⋅=⨯==116.981460

1595509550

2.高速轴I 输入参数 kW P P e Ⅰ4.1496.015=⨯=⋅=带η min /111.8118

.114601r i n n e Ⅰ===

m N n P T ⅠⅠ

Ⅰ

⋅=⨯==545.169111

.8114.1495509550 3.中间轴II 输入参数 kW P P ⅠⅡ828

.1399.097.04.14=⨯⨯=⋅⋅=承齿ηη

min /206.1504

.5111.8112r i n n ⅠⅡ===

m N n P T ⅡⅡⅡ⋅=⨯==175.879206

.150828.1395509550

4.低速轴III 输入参数 kW P P ⅡⅢ279

.1399.097.0828.13=⨯⨯=⋅⋅=承齿ηη min /552.370

.4206.1503r i n n ⅡⅢ===

m N n P T ⅢⅢⅢ⋅=⨯==036.3377552

.37279

.1395509550

5.滚筒轴w 输入参数 kW P P Ⅲw 015.1399.099.0279.13=⨯⨯=⋅⋅=联承ηη

min /552.37r n n Ⅲw ==

m N n P T w w w ⋅=⨯==897.3309552

.37015

.1395509550

(注：工作机的工作功率kW P P w w wd 624.1297.0015.13=⨯=⋅=η)

初算各轴的转速、功率和转矩，列于下表。

表 各轴运动参数和动力参数

轴名称 功率P/kW 转速n/r.min -1 转矩T/N ·m

电动机轴 15 1460 98.116 高速轴I 14.4 811.111 169.545 中间轴II 13.828 150.206 879.175 低速轴III 13.279 37.552 3377.026 滚筒轴w

13.015

37.552

3309.897