带式运输机传动装置设计_机械设计课程设计.doc

1、1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 的 目 的 机 械 设 计 课 程 是 一 门 专 业 基 础 课 ， 目 的 在 于 培 养 学 生 机 械 设 计 能力 。 课 程 设 计 是 机 械 设 计 课 程 最 后 一 个 重 要 的 实 践 性 教 学 环 节 ， 也 是机 电 类 专 业 学 生 第 一 次 较 为 全 面 的 机 械 设 计 训 练 ， 其 目 的 ：（ 1） 通 过 课 程 设 计 培 养 学 生 综 合 运 用 机 械 设 计 课 程 及 其 它 先 修

2、课程 的 理 论 知 识 ， 解 决 工 程 实 际 问 题 的 能 力 ， 并 通 过 实 际 设 计 训 练 ， 使 理 论 知识 得 以 巩 固 和 提 高 。（ 2） 通 过 课 程 设 计 的 实 践 使 学 生 掌 握 一 般 机 械 设 计 的 基 本 方 法 和 程 序 ，培 养 独 立 设 计 能 力 。（ 3） 进 行 机 械 设 计 工 作 基 本 技 能 的 训 练 ， 包 括 训 练 、 计 算 、 绘 图 能 力 、计 算 机 辅 助 设 计 能 力 ， 熟 悉 和 运 用 设 计 资 料 （ 手 册 、 图 册 、 标 准 、 规 范 等 ） 。二 、 课 程 设

3、 计 的 内 容 和 任 务1、 课 程 设 计 的 内 容本 课 程 设 计 选 择 齿 轮 减 速 器 为 设 计 课 题 ， 设 计 的 主 要 内 容 包 括 以 下 几方 面 ：（ 1） 拟 定 、 分 析 传 动 装 置 的 运 动 和 动 力 参 数 ；（ 2） 选 择 电 动 机 ， 计 算 传 动 装 置 的 运 动 和 动 力 参 数 ；2（ 3） 进 行 传 动 件 的 设 计 计 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 计

4、算 说 明 书 。2、 课 程 设 计 的 任 务本 课 程 设 计 要 求 在 2 周 时 间 内 完 成 以 下 的 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 计 算 说 明 书 1 份 .三 、 课 程 设 计 的 步 骤课 程 设 计 是 一 次 较 全 面 较 系 统 的 机 械 设 计 训 练 ， 因 此 应 遵 循 机 械 设 计过 程 的 一 般 规 律 ， 大 体 上 按 以 下 步 骤 进 行 ：（ 1） 设 计 准 备 认 真 研

5、究 设 计 任 务 书 ， 明 确 设 计 要 求 和 条 件 ， 认 真 阅读 减 速 器 参 考 图 ， 拆 装 减 速 器 ， 熟 悉 设 计 对 象 。（ 2） 传 动 装 置 的 总 体 设 计 根 据 设 计 要 求 拟 定 传 动 总 体 布 置 方 案 ， 选择 原 动 机 ， 计 算 传 动 装 置 的 运 动 和 动 力 参 数 。（ 3） 传 动 件 设 计 计 算 设 计 装 配 图 前 ， 先 计 算 各 级 传 动 件 的 参 数 确 定其 尺 寸 ， 并 选 好 联 轴 器 的 类 型 和 规 格 。 一 般 先 计 算 外 传 动 件 、 后 计 算 内 传 动

6、件 。（ 4） 装 配 图 设 计 计 算 和 选 择 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 的 全 部内 容 。（ 6） 编 写 设 计 说 明 书 设 计 说 明 书 包 括 所 有 的 计 算 并 附 简 图 ， 并 写 出3设 计 总 结 。 机 械 设 计 基 础 课 程 设 计 时 间 分 配 如 表 1-1。表 1-1 课 程 设 计 步 骤次 序 设 计 内 容 时 间 分 配 （ 天 ）1 设 计 准 备 和 拟 定 设 计 方 案

7、0.53 设 计 计 算 34 装 配 图 的 设 计 和 绘 制 45 零 件 图 的 设 计 和 绘 制 26 整 理 设 计 说 明 书 0.5四 、 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 的 1.25 倍 ，运 输 带

8、 速 度 允 许 误 差 为 +5%表 1-2 原 始 数 据参 数 题 号41 2 3运 输 带 工 作 拉 力F/（ N）1900 2100 2000运 输 带 工 作 速 度V/（ m/s）1.6 1.6 1.8卷 筒 直 径 D/(mm) 400 400 450第 二 节 传 动 装 置 的 总 体 设 计传 动 装 置 的 总 体 设 计 ， 主 要 包 括 拟 定 传 动 方 案 、 选 择 原 动 机 、 确 定 总传 动 比 和 分 配 各 级 传 动 比 以 及 计 算 传 动 装 置 的 运 动 和 动 力 参 数 。一 、 拟 定 传 动 方 案机 器 通 常 由 原 动

9、 机 、 传 动 装 置 和 工 作 机 三 部 分 组 成 。 传 动 装 置 将 原 动机 的 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 量的 基 础 。 课 程 设 计 中 ， 学 生 应 根 据 设 计 任 务 书 ， 拟 定 传 动 方 案 ， 分 析 传 动 方案 的 优 缺 点 。 现 考 虑 有 以 下 几 种 传 动 方 案 如 图 2-1：5Ia) b) c) d)图 2-1 带 式 运 输 机 传 动 方 案 比 较传 动 方 案 应 满 足 工 作 机 的 性 能 要 求 ， 适 应 工 作

10、条 件 ， 工 作 可 靠 ， 而 且要 求 结 构 简 单 ， 尺 寸 紧 凑 ， 成 本 低 ， 传 动 效 率 高 ， 操 作 维 护 方 便 。设 计 时 可 同 时 考 虑 几 个 方 案 ， 通 过 分 析 比 较 最 后 选 择 其 中 较 合 理 的 一种 。 下 面 为 图 1 中 a、 b、 c、 d 几 种 方 案 的 比 较 。a 方 案 宽 度 和 长 度 尺 寸 较 大 ， 带 传 动 不 适 应 繁 重 的 工 作 条 件 和 恶 劣 的环 境 。 但 若 用 于 链 式 或 板 式 运 输 机 ， 有 过 载 保 护 作 用 ；6b 方 案 结 构 紧 凑 ，

11、若 在 大 功 率 和 长 期 运 转 条 件 下 使 用 ， 则 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 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 选 择 方 案 a， 采 用 V 带 传 动 （ i=24） 和 一 级 圆 柱 齿 轮 减 速 器 (i=35)传动 。

12、 传 动 方 案 简 图 如 图 2： 1234561V 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 、 选 择 原 动 机 电 动 机电 动 机 为 标 准 化 、 系 列 化 产 品 ， 设 计 中 应 根 据 工 作 机 的 工 作 情 况 和 运7动 、 动 力 参 数 ， 根 据 选 择 的 传 动 方 案 ， 合 理 选 择 电 动 机 的 类 型 、 结 构 型 式 、容 量 和 转 速 ， 提 出 具 体 的 电 动 机 型 号 。1、 选 择 电 动 机 类 型

13、 和 结 构 型 式电 动 机 有 交 、 直 流 之 分 ， 一 般 工 厂 都 采 用 三 相 交 流 电 ， 因 而 选 用 交 流电 动 机 。 交 流 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 普 通 笼 型 异 步 电 动 机 应 用 最 多 ， 目 前 应 用 较 广 的 Y 系 列 自 扇冷 式 笼 型 三 相 异 步 电 动 机 ， 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

14、性 气 体 、 无 特 殊 要 求 的 场 合 ， 如运 输 机 、 机 床 、 农 机 、 风 机 、 轻 工 机 械 等 。2、 确 定 电 动 机 的 功 率电 动 机 功 率 选 择 直 接 影 响 到 电 动 机 工 作 性 能 和 经 济 性 能 的 好 坏 ： 若 所选 电 动 机 的 功 率 小 于 工 作 要 求 ， 则 不 能 保 证 工 作 机 正 常 工 作 ； 若 功 率 过 大 ，则 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 浪费 。本 课 程 设 计 的 题 目 为 长 期 连 续

15、运 转 、 载 荷 平 稳 的 机 械 ， 确 定 电 动 机 功率 的 原 则 是 ： Ped kPd Pd= Pw/Pw=FV/1000 w=Tn/9550 wPed电 动 机 的 额 定 功 率 Pd电 动 机 的 输 出 功 率Pw工 作 机 的 输 入 功 率 电 动 机 至 工 作 机 间 的 总 效 率8 = 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 ） 的 效 率 ， 设 计 时 可 参 考 表 2-1 选 取 。F工 作 机 的 工 作 阻 力 V工 作 机 卷 筒 的 线

16、速 度T工 作 机 的 阻 力 矩 nw 工 作 机 卷 筒 的 转 速 w工 作 机 的 效 率表 2-1 机 械 传 动 和 轴 承 效 率 的 概 略 值类 型 效 率 开 式 闭 式圆 柱 齿 轮 传 动 0.940.96 0.960.99V 带 传 动 0.940.97 滚 动 轴 承 （ 每 对 ） 0.980.995弹 性 联 轴 器 0.990.995计 算 传 动 装 置 的 总 效 率 时 需 注 意 以 下 几 点 ：（ 1） 若 表 中 所 列 为 效 率 值 的 范 围 时 ， 一 般 可 取 中 间 值（ 2） 同 类 型 的 几 对 传 动 副 、 轴 承 或 联

17、 轴 器 ， 均 应 单 独 计 入 总 效 率（ 3） 轴 承 效 率 均 指 一 对 轴 承 的 效 率3、 确 定 电 动 机 的 转 速同 一 类 型 、 相 同 额 定 功 率 的 电 动 机 低 速 的 级 数 多 ， 外 部 尺 寸 及 重 量 较大 ， 价 格 较 高 ， 但 可 使 传 动 装 置 的 总 传 动 比 及 尺 寸 减 少 ； 高 速 电 动 机 则 与 其相 反 ， 设 计 时 应 综 合 考 虑 各 方 面 因 素 ， 选 取 适 当 的 电 动 机 转 速 。9三 相 异 步 电 动 机 常 用 的 同 步 转 速 有 3000r/min ,1500r/m

18、in, 1000r/min, 750r/min,常 选 用 1500r/min 或 1000r/min 的 电 动 机 。常 用 传 动 机 构 的 性 能 及 适 用 范 围 见 表 2-2。表 2-2 常 用 机 构 的 性 能 及 适 用 范 围传 动 机 构选 用 指 标平 带 传 动 V 带 传 动 链 传 动圆 柱 齿 轮 传动功 率 （ 常 用 值 ）/kw小（ 20）中（ 100）中（ 100）大（ 最 大 达50000）常 用 值 24 24 25 35单 级 传动 比 最 大 值 5 7 6 8传 动 效 率 查 表 2-1许 用 的 线 速 度 25 2530 406 级

19、 精 度 18外 廓 尺 寸 大 大 大 小传 动 精 度 低 低 中 等 高工 作 平 稳 性 好 好 较 差 一 般自 锁 性 能 无 无 无 无过 载 保 护 作 用 有 有 无 无使 用 寿 命 短 短 中 等 长缓 冲 吸 振 能 力 好 好 中 等 长要 求 制 造 及安 装 精 度低 低 中 等 高10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 的 转 速 要 求 和 传 动 结 构 的 合 理 传 动 比 范 围 ， 推 算 出电 动 机 转 速 的 可 选

20、 范 围 ， 即nd=(i1i2i3in) nWnd电 动 机 可 选 转 速 范 围i1,i2in各 级 传 动 机 构 的 合 理 传 动 比 范 围由 选 定 的 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 的 实 际 输 出 功 率 Pd计 算 ， 转 速 则 取 满 载 转速 nW。例 2.1 如 前 图 a 所 示 带 式 运 输 机 的 传

21、 动 方 案 。 已 知 卷 筒 直 径D=500mm， 运 输 带 的 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 选 择 合 适 的 电 动 机解 ： （ 1） 选 择 电 动 机 类 型按 已 知 的 工 作 要 求 和 条 件 ， 选 用 Y 形 全 封 闭 笼 型 三 相 异 步 电 动 机 。（ 2） 选 择 电 动 机 的 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 的 总 效 率 （ 包 括 工 作 机 效 率 ） 为 w= 1 22 3 4 5 w