2022年带式运输机传动装置设计_机械设计课程设计.docx
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1、精品学习资源带式运输机传动装置设计机械设计课程设计第一节 机械设计课程设计概述一、课程设计地目地机械设计课程是一门专业基础课,目地在于培育同学气械设计才能. 课程设计是机械设计课程最终一个重要地实践性教案环节,也是机电类专业同学第一次较为全面地机械设计训练,其目地:( 1)通过课程设计培育同学综合运用机械设计课程及其它先修课程地理论学问,解决工程实际问题地才能,并通过实际设计训练,使理论学问得以巩固和提高.( 2)通过课程设计地实践使同学把握一般机械设计地基本方法和程序,培育独立设计才能.( 3)进行机械设计工作基本技能地训练,包括训练、运算、绘图才能、运算机帮助设计才能, 熟识和运用设计资料
2、(手册、图册、标准、规范等).二、课程设计地内容和任务1、课程设计地内容本课程设计挑选齿轮减速器为设计课题,设计地主要内容包括以下几方面:( 1 )拟定、分析传动装置地运动和动力参数;( 2 )挑选电动机,运算传动装置地运动和动力参数;( 3 )进行传动件地设计运算,校核轴、轴承、联轴器、键等;( 4 )绘制减速器装配图及典型零件图,用AutoCAD 绘制;( 5 )编写设计运算说明书.2、课程设计地任务本课程设计要求在2 周时间内完成以下地任务:( 1)绘制减速器装配图1 张( A1 图纸);( 2)零件工作图2 张(轴、齿轮, A3 图纸);( 3)设计运算说明书1 份.三、课程设计地步骤
3、课程设计是一次较全面较系统地机械设计训练,因此应遵循机械设计过程地一般规律,大体上按以下步骤进行:( 1)设计预备仔细讨论设计任务书,明确设计要求和条件,仔细阅读减速器参考图,拆装减速器,熟识设计对象.( 2)传动装置地总体设计依据设计要求拟定传动总体布置方案,挑选原动机,运算传动装置地运动和动力参数.( 3)传动件设计运算设计装配图前,先运算各级传动件地参数确定其尺寸,并选好联轴器地类型和规格 . 一般先运算外传动件、后运算内传动件.( 4)装配图设计运算和挑选支承零件,绘制装配草图,完成装配工作图.( 5)零件工作图设计零件工作图应包括制造和检验零件所需地全部内容.( 6)编写设计说明书设
4、计说明书包括全部地运算并附简图,并写出设计总结 .机械设计基础课程设计时间安排如表1-1.次序134设计内容设计预备和拟定设计方案设计运算装配图地设计和绘制时间安排(天)0.534表 1-1课程设计步骤欢迎下载精品学习资源5零件图地设计和绘制26整理设计说明书0.5欢迎下载精品学习资源+5%四、设计任务书设计题目设计带式运输机传动装置原始数据见表 1-2.运输带工作拉力F=N 运输带工作速度V=m/s 卷筒直径 D=mm每日工作时间 T=24h传动工作年限 a=5 年卷筒 工作机 效率 96%工作条件转动不逆转,载荷平稳,起动载荷为名义载荷地1.25 倍,运输带速度答应误差为表 1-2原始数据
5、123运输带工作拉力F/ ( N)190021002000运输带工作速度V/ ( m/s )1.61.61.8卷筒直径 D/mm400400450参数题号欢迎下载精品学习资源其次节传动装置地总体设计传动装置地总体设计,主要包括拟定传动方案、挑选原动机、确定总传动比和安排各级传动比以及运算传动装置地运动和动力参数.一、拟定传动方案机器通常由原动机、传动装置和工作机三部分组成 . 传动装置将原动机地动力和运动传递给工作机,合理拟定传动方案是保证传动装置设计质量地基础 . 课程设计中,同学应依据设计任务书,拟定传动方案,分析传动方案地优缺点 . 现考虑有以下几种传动方案如图 2-1 :欢迎下载精品学
6、习资源abIc) d图 2-1带式运输机传动方案比较传动方案应满意工作机地性能要求,适应工作条件,工作牢靠,而且要求结构简洁,尺寸紧凑,成本低,传动效率高,操作爱护便利.设计时可同时考虑几个方案,通过分析比较最终挑选其中较合理地一种. 下面为图 1 中 a、b、c 、d 几种方案地比较 .a 方案宽度和长度尺寸较大,带传动不适应繁重地工作条件和恶劣地环境. 但如用于链式或板式运输机,有过载爱护作用;b 方案结构紧凑,如在大功率和长期运转条件下使用,就由于蜗杆传动效率低,功率损耗大, 很不经济;c 方案宽度尺寸小 , 适于在恶劣环境下长期连续工作. 但圆锥齿轮加工比圆柱齿轮困难;d 方案与 b
7、方案相比较 , 宽度尺寸较大,输入轴线与工作机位置是水平位置. 宜在恶劣环境下长期工作 .故挑选方案 a,采纳 V 带传动( i=24 )和一级圆柱齿轮减速器i=35传动 . 传动方案简图如图2 :654321欢迎下载精品学习资源1 V 带传动; 2电动机; 3圆柱传动减速器;4 联轴器; 5输送带; 6滚筒图 2-2 带式运输机传动装置二、挑选原动机电动机电动机为标准化、系列化产品,设计中应依据工作机地工作情形和运动、动力参数,依据挑选地传动方案,合理挑选电动机地类型、结构型式、容量和转速,提出详细地电动机型号.1、挑选电动机类型和结构型式电动机有交、直流之分,一般工厂都采纳三相沟通电,因而
8、选用沟通电动机. 沟通电动机分异步、同步电动机,异步电动机又分为笼型和绕线型两种,其中以一般笼型异步电动机应用最多,目前应用较广地Y 系列自扇冷式笼型三相异步电动机,结构简洁、起动性能好,工作牢靠、价格低廉、爱护便利,适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体、无特殊要求地场合,如运输机、机床、农机、风机、轻工机械等.2、确定电动机地功率电动机功率挑选直接影响到电动机工作性能和经济性能地好坏:如所选电动机地功率小于工作要求,就不能保证工作机正常工作;如功率过大,就电动机不能满载运行,功率因素和效率较低, 从而增加电能消耗,造成铺张.本课程设计地题目为长期连续运转、载荷平稳地机械,确定电动机功率地原就是
9、:Ped kPd Pd= Pw/ Pw=FV/1000 w=Tn/9550 wPed电动机地额定功率Pd电动机地输出功率Pw工作机地输入功率 电动机至工作机间地总效率 = 1 2 3 n 1 2 3 n 分别为传动装置中各传动副(齿轮、蜗杆、带或链、轴承、联轴器)地效率,设计时可参考表2-1 选取 . F工作机地工作阻力 V工作机卷筒地线速度T工作机地阻力矩nw 工作机卷筒地转速 w工作机地效率类型效率圆柱齿轮传动V 带传动开式0.94 0.960.94 0.97闭式0.96 0.99滚动轴承(每对)0.98 0.995弹性联轴器0.99 0.995表 2-1机械传动和轴承效率地概略值运算传动
10、装置地总效率时需留意以下几点:( 1)如表中所列为效率值地范畴时,一般可取中间值( 2)同类型地几对传动副、轴承或联轴器,均应单独计入总效率( 3)轴承效率均指一对轴承地效率3、确定电动机地转速同一类型、相同额定功率地电动机低速地级数多,外部尺寸及重量较大,价格较高,但可使传欢迎下载精品学习资源动装置地总传动比及尺寸削减;高速电动机就与其相反,设计时应综合考虑各方面因素,选取适当地电动机转速.三 相 异 步 电 动 机 常 用 地 同 步 转 速 有 3000r/min,1500r/min,1000r/min,750r/min,常 选 用1500r/min或 1000r/min地电动机 .常用
11、传动机构地性能及适用范畴见表2-2.传动机构选用指标功率(常用值)平带传动V 带传动链传动圆柱齿轮传动/kw小( 20)中( 100)中( 100)单级传动比常用值最大值245247256大(最大达50000 )358表 2-2常用机构地性能及适用范畴传动效率查表2-1许用地线速度252530406 级精度 18外廓尺寸传动精度大低大低大中等小高工作平稳性好好较差一般自锁性能无无无无过载爱护作用使用寿命有短有短无中等无长缓冲吸振才能好好中等长要求制造及安装精度低低中等高要求润滑条件不需不需中等高环境适应性不能接触酸、碱、油、爆炸性气体好一般设计时可由工作机地转速要求和传动结构地合理传动比范畴,
12、推算出电动机转速地可选范畴,即nd=i1 i2 i3 in nWnd电动机可选转速范畴i1,i2 in 各级传动机构地合理传动比范畴由选定地电动机类型、结构、容量和转速查手册,查出电动机型号,并记录其型号、额定功率、满载转速、中心高、轴伸尺寸、键联接尺寸等.设计传动装置时,一般按电动机地实际输出功率Pd 运算,转速就取满载转速nW.例 2.1如前图 a 所示带式运输机地传动方案. 已知卷筒直径D=500mm,运输带地有效拉力 F=1500N, 运输带速度 v=2m/s,卷筒效率为 0.96 ,长期连续工作 . 试挑选合适地电动机解:( 1 )挑选电动机类型按已知地工作要求和条件,选用Y 形全封
13、闭笼型三相异步电动机.( 2)挑选电动机地功率工作机时所需电动机输出功率为:pd=p w/ p w=Fv/( 1000 w )所以 pd= Fv/( 1000 w ) 电动机至工作机间地总效率(包括工作机效率)为 w= 1 22 3 4 5 w 1 2 3 4 5 w 分别为带传动、齿轮传动地轴承,齿轮传动、联轴器、卷筒轴地轴承及卷筒地效率 . 取 1=0.96 2=0.99 3=0.97 4=0.97 5=0.98 w=0.96所以 w= 1 22 3 4 5 w=0.960.992 0.97 0.99 0.98 0.96=0.83所以 pd= Fv/( 1000 w )=15002/ (1
14、0000.83 )KW=3.61KW( 3)确定电动机转速欢迎下载精品学习资源卷筒轴地工作转速为: nw =601000V/(pD)=6010002/ (3.14 500)r/min=76.4r/min按举荐地合理传动比范畴取V 带传动地传动比i1 =24, 单级齿轮传动比i2 =35就合理总传动比地范畴为: i =620,故电动机转速地可选范畴为nd= i nw =620 76.4r/min=4581528 r/min方案电动机型号额定功率Ped/kw电动机转速(同步转速r/min)满载转速传动装置地地传动比总传动比带齿轮符合这一范畴地同步转速有750 r/min, 1000 r/min,
15、1500 r/min.再依据运算出地容量查有关手册挑选电动机型号,本设计中可参考表* ,然后将挑选结果列于下表.1Y160M1 847507209.4233.142Y132M1 64100096012.573.1443Y112M 441500144018.853.55.385综合考虑选Y132M1 6 电动机,查手册求出其它尺寸 中心高、外型尺寸、安装尺寸、轴伸尺寸、键联接尺寸等.三、传动装置总传动比地确定及各级传动比地安排由选定电动机地满载转速nm和工作机主动轴地转速nw 可得传动装置地总传动比i=nm/nw对于多级传动i= i1 i2 in运算出总传动比后,应合理地安排各级传动比,限制传动
16、件地圆周速度以削减动载荷,安排各级传动比时应留意以下几点:( 1)各级传动地传动比应在举荐地范畴之内选取.( 2)应使传动装置结构尺寸较小,重量较轻.( 3)应使各传动件地尺寸和谐,结构均匀合理,防止相互干涉碰撞. 一般应使带地传动比小于齿轮传动地传动比.四、运算传动装置地运动和动力参数为进行传动件地设计运算,应第一推算出各轴地转速、功率和转矩,一般按由电动机至工作机之间运动传递地路线推算各轴地运动和动力参数.( 1)各轴地转速( r/min):n1 = nm/i0n2= n1/ i1= nm/i0i1 n3= n2/i2=nm/ i0i1i2式中地 nm为电动机地满载速度n1、n2 、 n3
17、 分别为 1、2 、3 轴地转速i0电动机至 1 轴地传动比i1 1 轴至 2 轴地传动比i2 2 轴至 3 轴地传动比(2) 各轴地输入功率:p1=pd 01p2=p1 12=pd 01 12p3=p2 01 12 23pd 为电动机地输出功率,p1 、 p2 、p3 分别为 1、 2、 3 轴地输入功率, 01 、 12、 23分别为电动机轴与1 轴, 1 轴与 2 轴, 2 轴与 3 轴间地传动效率 .(3) 各轴转矩:T1=Td i0 01T2=T1 i1 12T3=T2 i2 23T1、 T2、T3 分别为 1、 2 、 3轴地输入转矩Td 为电动机轴地输出转矩Td=9550pd/n
18、m例 2.2同例 2.1 地已知条件和运算结果,运算传动装置各轴地运动和动力参数.解:( 1 )各轴地转速:n1 = nm/i0=960/3.14r/min=305.73r/min n2= n1/ i1=305.73/4r/min=76.4 r/min nw=76.4 r/min( 2)各轴地输入功率:p1=pd 01=3.6 0.96kw=3.456 kw p2=p1 12= p1 2 3=3.456 0.99 0.97 kw =3.32 kw欢迎下载精品学习资源p3=p2 2 4=3.32 0.99 0.97 kw=3.19 kw( 3)各轴地输入转矩:Td=9550pd/nm =9550
19、3.6/960Nm=35.91 NmT1=Td i0 01 = Td i0 1 =35.91 3.14 0.96 Nm=108.25 Nm T2=T1 i1 12 = T1 i1 2 3= 108 40.99 0.97 Nm=415.82 Nm T3=T2 2 4=415.820.99 0.97 Nm=399.31 Nm轴名参 数转速 nr/min输入功率 Pkw输入转矩 T Nm将运动和动力参数地运算结果列于下表.电动机轴1 轴2 轴卷筒轴960305.7376.476.43.63.4563.323.1935.91108.25415.82399.31传动比 i3.1441效率 0.960.9
20、60.96第三节传动零件地设计运算一、减速箱外传动零件带传动设计( 1)带传动设计地主要内容挑选合理地传动参数;确定带地型号、长度、根数、传动中心距、安装要求、对轴地作用力及带地材料、结构和尺寸等.( 2)设计依据传动地用途及工作情形;对外廓尺寸及传动位置地要求;原动机种类和所需地传动功率;主动轮和从动轮地转速等.( 3)留意问题带传动中各有关尺寸地和谐,如小带轮直径选定后要检查它与电动机中心高是否和谐;大带轮直径选定后,要检查与箱体尺寸是否和谐. 小带轮孔径要与所选电动机轴径一样;大带轮地孔径应留意与带轮直径尺寸相和谐,以保证其装配稳固性;同时仍应留意此孔径就是减速器小齿轮轴外伸段地最小轴径
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