机械设计基础课程设计说明书

课程设计说明书

课程名称：机械设计基础

设计题目：带式运输机传动装置的设计

专业：包装工程班级：包工1101学生: 学号:

指导教师:

工业大学科技学院教务部制

2013年 6 月 28 日

1. 设计数据及要求

ν；卷筒直运输带的工作拉力:N

F；运输带的工作速度：m/s

1700

=

=

5.1

径：。本设计为降速传动，同时将电动机的输出的转矩升高。又由上运动简图可知，本设计中的机械为二级传动机械，其中第一级为带传动（存在一定误差），第二级为齿轮传动（精度较高，可调整误差）。故在选定电动机并计算出总传动比后要将传动比进行合理分配，以达到最佳传动效果。

1.1 工作条件：

工作条件，连续单向运转，载荷平稳，空载起动，使用期限10年，小批量生产。两班制工作，运输带速度允许误差为±5％。

1.2 其他设计要求：

传动装置简图：如图1-1所示。

图1—1

2. 总体设计

2.1 确定传动方案：

根据设计任务书的要求和工作条件，初步选定传动方案为带式输送机传动装置。

2.2 选择电动机：

电动机已经标准化、系列化。应按照工作的要求，根据选择的传动方案选择电动机的类型、功率和转速，并在产品目录中查出其型号和尺寸。

2.2.1 确定电动机的类型

根据任务书要求可知：本次设计的机械属于恒功率负载特性机械，且其负载

较小，故采用Y 型三相异步电动机（全封闭结构），其结构简单，起动性能好，工作可靠，价格低廉，维护方便，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体、无特殊要求的场合。另外，根据此处工况，采用卧式安装。

2.2.2 确定电动机的功率

工作机构所需要的电动机输出功率为：

η

w

d P P =

式中 w P ——工作机构所需要输入功率，即指运输带主动端所需功率，kW ； η——电动机至工作机构主动端之间的总效率。 工作机构所需功率：

w

w 1000ην

F P =

式中 F ——工作机构的工作阻力，N ； ν——工作机构卷筒的线速度，m/s ； w η——工作机构的效率。 所以

η

ην

w d 1000F P =

由传动装置简图分析可知：

1η——V 带传动效率； 2η——齿轮的轴承的效率； 3η——齿轮传动的效率； 4η——联轴器的效率； 5η——卷筒的轴承的效率； 6η——卷筒的工作效率。

由电动机至工作机构之间的总效率（包括工作机构效率）为

65432

21w ηηηηηηηη=

查【2】表9.4得：

96.01=η； 99.02=η； 97.03=η(初选齿轮为八级精度）

； 97.04=η； 99.05=η； 96.06=η。

则有84.096.099.097.097.099.096.02w ≈?????=ηη（减速器部有两对轴承，其机械效率相同，均为2η）。 所以

kW 04.3kW 84

.010005.117001000w d =??==

ηηνF P

2.2.3 确定电动机的转速

w n 21d n i i i n ）（???=

式中 d n ——电动机可选转速围；

n 21i i i ，，， ——分别为各级传动机构的合理传动比围。

卷筒轴的工作转速为

r/min 9.81r/min 350

5.1100060100060w =???=?=ππνD n

按推荐的合理传动比围，取V 带传动的传动比4~21

='i ，单级齿轮传动比5~32

='i ，则合理总传动比的围20~6='i ，故电动机转速的可选围为 r/m in 9.8120~6w d ?='='）（n i n r/m in 1638~4.491d

='n 符合这一围的同步转速有r/min 750、r/min 1000、r/min 1500。再根据计算出的功率，由【2】附表2.1查出有三种适用的电动机型号。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量以及带传动和减速器的传动比，比较三个方案可知，方案2适中，比较适合，则选r/min 1000=n 。

2.2.4 确定电动机的型号

根据上述确定的电动机类型，电动机功率，电动机转速，选定电动机型号为

6-Y132M1，所选电动机的额定功率kW 4P e =，满载转速r/m in 960m =n ，总传

动比适中，传动装置结构较紧凑。所选电动机的主要外形尺寸和安装尺寸如下表所示。

电动机型号

额定功率

电动机转速()r/min /

总传动比

/kW P e

同步转速

满载转速

6-Y132M1

4 1000

960 57.12

2.3计算传动装置的总传动比，分配各级传动比

电动机选定后，根据电动机的满载转速m n 和工作机构主动轴的转速w n ，即可求得传动装置的总传动比为

w

m

0n n i =

在多级传动中，传动装置的总传动比0i 又是各级串联传动机构传动比的连乘积，应为

n 3210i i i i i =

2.3.1 计算传动装置的总传动比0i

已选定电动机型号为6-Y132M1，满载转速为r/m in 960m =n 。

72.119

.81960w m 0===

n n i 2.3.2 分配传动装置的各级传动比

210i i i =

式中 21i i 、——分别为带传动和减速器的传动比。

为使V 带传动外廓尺寸不致过大，取8.21=i 。则

19.48

.272.11102===

i i i 2.4 计算各轴的转速、功率和转矩

在减速器中，按传递的路线表示出各轴为Ⅰ、Ⅱ轴等，其上的转速为ⅡⅠ、n n ，

功率（转矩）为）（）、（ⅡⅡ

ⅠⅠT P T P 。 2.4.1 各轴的转速

1

m

i n n =

Ⅰ 2

1m

2i i n i n n =

=

ⅠⅡ 式中 m n ——电动机满载转速，r/min ；

21i i 、——分别为带传动、齿轮传动的传动比； ⅡⅠ、n n ——分别为Ⅰ、Ⅱ轴的转速，r/min 。

Ⅰ轴 r/min 86.3428.2960

1m ===

i n n Ⅰ Ⅱ轴 r/min 83.8119

.486.3422===

i n n ⅠⅡ Ⅱ轴转速即为工作机构的卷筒轴的转速，w n n =Ⅱ。

2.4.2 各轴的输入功率

01d ηP P =Ⅰ 1201d 12ηηηP P P ==Ⅰ

Ⅱ 式中 d P ——电动机的输出功率，kW ；

ⅡⅠ、P P ——分别为Ⅰ、Ⅱ轴的输入功率，kW ；

1201ηη、——分别为电动机与Ⅰ轴、Ⅰ轴与Ⅱ轴间的传动效率。 Ⅰ轴 kW 92.2kW 96.004.301d =?==ηP P Ⅰ

Ⅱ轴 kW 81.297.097.099.092.2243212=???===ηηηηⅠⅠⅡP P P 卷筒轴的输入功率w P 为

kW 76.296.099.081.26523w =??===ηηηⅡ

ⅡP P P 2.4.3 各轴的转矩

n

P T ?

=9550

式中 P ——该轴的输入功率，kW ； n ——该轴的转速，r/min ； T ——该轴所传递的转矩，m N ?。 电动机轴

m N 56.30m N 960

04.395509550m d d ?=??=?

=n P T Ⅰ轴 m N 16.82?=ⅠT Ⅱ轴 m N 6.330?=ⅡT 卷筒轴 m N 02.324w ?=T

3. 计算带传动、齿轮传动的主要参数和几何尺寸

3.1 带传动的设计

①．带型号、长度、根数； ②．中心距、带轮直径、宽度； ③．安装初拉力、对轴的作用力。

3.1.1 求计算功率c P

查【1】表13-8得2.1A =K ，故

kW 65.304.32.1d A c =?==P K P

3.1.2 选V 带型号

选普通V 带，根据kW 65.3c =P ，r/min 960m =n ，由【1】图13-15查出此坐标点位于A 型，故选用A 型V 带。

3.1.3 求大、小带轮基准直径12d d 、

由【1】表13-9，1d 应不小于mm 75，现取m m 1001=d 。

mm 4.274mm )02.01(10086

.342960)1(1212=-??=-=

εd n n d 由【1】表13-9取280（虽使2n 略有增大，但其误差小于5％，故允许）。

3.1.4 验算带速ν

m/s 03.5m/s 10006096010010006011=???=?=ππνn d

带速在m/s 25-5围，合适。

3.1.5 求V 带基准长度d L 和中心距a 初步选取中心距

m m 570m m )280100(5.1)(5.1210=+?=+=d d a