螺旋输送机传动装置设计分析

1、 本科课程设计（说明书） 题目：螺旋输送机传动装置设计 学院名称 专业名称 学生姓名 学 号 指导教师 月X年XX二 目录 第一章 绪论和题目. 3 1.1 概述. 3 1.2 关于设计. 3 第二章 传动装置总体设计方案. 5 2.1 基本组成. 5 2.2 工作特点. 5 2.3 确定传动方案. 5 第三章 电动机的选择. 6 3.1 确定电动机的类型. 6 3.2 确定电动机转速. 6 3.3 选择电动机. 6 第四章 确定传动装置的总传动比和分配传动比. 7 4.1 计算和分配传动比. 7 4.1-1 减速器总传动比 . 7 4.1-2 分配传动比 . 7 4.2 计算传动装置的运动和

2、动力参数. 7 4.3 整理数据. 8 第五章 带传动设计. 9 5.1 选择V带型号 . 9 DD . 确定带轮基准直径9 和5.2 215.3 验算带速. 9 5.4 确定带长和中心距. 9 ? . 10 5.5 验算小带包角15.6 求V带根数 . 10 5.7 求作用在带轮上的压力. 10 5.8 V带参数总结列表 . 11 第六章 传动零件齿轮的设计计算. 12 6.1 齿轮材料的选择. 12 6.2 齿轮参数计算. 12 6.2-1 确定许用应力 . 12 6.2-2 确定齿轮构造参数 . 12 6.2-3 验算齿轮弯曲强度 . 13 6.2-4 齿轮圆周速度 . 14 6.3 齿

3、轮主要参数. 14 第七章 设计心得体会. 15 第八章 参考文献. 15 第一章 绪论和题目 1.1 概述 螺旋输送机用于在加工生产中输送需要密封的粉状(细粒)物体。它在现代化生产中应用广泛，如建材、化工、电力、冶金、煤矿炭、粮食等。螺旋输送机的动力源是电动机，通过带传动和齿轮传动的方式驱动螺旋管，从而实现对物体的运输。 关键词：电动机、带传动、齿轮传动、螺旋管 1.2 关于设计 本次设计为课程设计，通过设计螺旋输送机传动装置，学习机械设计的基本过程，掌握设计方法，以学习的各种机械设计，材料，运动，力学知识为基础，以机械设计基础、机械制图、机械设计课程设计手册、制造技术基础、机械设计课程设计

4、指导书等参考书和国家标准为依据，独立完成螺旋输送机传动装置的设计、计算、验证的全过程。亲身了解设计过程中遇到的问题和解决的方法，思考、分析最优方案。这是第一次独立自主的设计过程，为毕业设计及今后就业做铺垫。 课程设计题目4：螺旋输送机传动装置设计 1、运动简图： 2、原始数据： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 参数 工作机轴上的功率PW0.8 0.85 0.95 1 1.2 1.5 1.8 2 2.5 3 （KW）n 工作机轴的转速60 65 70 75 80 85 90 95 100 110 （r/min）T 每日工作时数8 8 8 16 16 16 8 8 16 16（h使

5、用期10101010101010888（y） 3、已知条件： 1、作情况：单向转动,载荷较平稳； 2、工作环境：室内； 3、动力来源：电力，三相交流，电压380/220V； =0.94（包括轴承的效率损失）；、工作机效率：4j 、制造条件及生产批量：一般机械厂生产制造，要求结构紧凑，大批量；5 6、V带传动与水平面夹角为45布置。 4、设计工作量： 1、减速器装配图1张（A0或A1）； 2、零件工作图13张； 、设计说明书1份。3第二章 传动装置总体设计方案 2.1 基本组成 本螺旋输送机的传动装置是由电动机、减速器、联轴器和工作机（螺旋输送机）四部分组成。 2.2 工作特点 根据题目可知，本

6、传动装置单项转动，载荷较平稳，但是生产批量为大批量。所以要求传动装置有较大的抗疲劳强度。装置结构紧凑就要求其足够的刚度和耐磨性。 2.3 确定传动方案 传动方案可参考图1-1，选用V带、连接轴和齿轮为传动介质。考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级。 图1-1 传动装置运动简图 第三章 电动机的选择 3.1 确定电动机的类型 按工作要求和工作条件，根据初步选用Y系列3相异步电动机，额定电压为380V，频率50Hz。由题目原始数据可知： 工作机轴上的功率P=0.8kW。 w根据机械设计课程设计手册表1-5可以确定： 为V带传动效率，取0.96 1为滚动轴承传动效率，有两对，取0.98

7、2为8级精度圆柱齿轮传动效率，取0.97 3为十字滑块联轴器效率，取0.98 4为工作机效率，取0.94 j根据机械设计课程设计指导书公式（5），带入以上数据可得： 22? 0.820.940.97=0.96=0.980.98j412a3根据机械设计课程设计指导书公式（1）可得电动机所需工作功率为： P0.8w 0.98kW= =P= d?0.82a3.2 确定电动机转速 由题目原始数据可知工作机轴的转速n=60r/min。 根据机械设计课程设计指导书表1可知，按推荐的传动比合理范围，V带传动的传动比i=24，单级圆柱直齿轮减速器传动比i=36，则总传动比合理范围为i=624，根据机械设计课程

8、a设计指导书公式（6）可得转速范围： minr/360144060?(6024)?nin?ad3.3 选择电动机 根据机械设计课程设计手册表12-1，选出可提供传动装置动力源的电动机： 表1 传动装置电动机选用表 序号 电动机型号 额定功率Kw 满载转速r/min 堵转转矩 最大转矩 质量 kg 额定转矩 额定转矩2 Y90L-6 1.1 910 2.0 2.2 25 3 Y90S-4 1.1 1400 2.3 2.3 22 由于题目所示的已知条件，可在以上两种电动机中选择Y90S-4作为传动装置的电动机。 第四章 确定传动装置的总传动比和分配传动比 4.1 计算和分配传动比 4.1-1 减速

9、器总传动比 nn，根据机械设计课程由选定的电动机满载转速和工作机主动轴转速m设计指导书公式（7）可得传动装置总传动比为 n1400m?23.i?33 an604.1-2 分配传动比 根据机械设计课程设计指导书公式（8）可得： i?i?i?i.i n1a23i,ii?i?i分别为带传动和减速器的传动比。为使。其中，由此可以推导出：00ai?3.0（世纪的传动比要在设计V带传动外轮廓尺寸不知过大，初步取V带传0动时，由所选大、小带轮的标准直径之比计算），则减速器传动比为： i23.33a 78.?7i? i3.00i?i?7.78。由于为一级减速器，所以减速器传动比 14.2 计算传动装置的运动和

10、动力参数 为进行传动件的设计计算，要推算出各轴的转速和转矩（或功率）。如将传动装置各轴由高速到低速依次定义为I轴，II轴。 （1）各轴转速 由机械设计课程设计指导书公式（9）（11）可得 n1400m?466.67r?n/min I轴： Ii0.30n466.67I 轴：IIminr/59.98?n? IIi7.781工作机轴（螺旋管）： min/.98rn?n?59IIIII（2）各轴输入功率 由机械设计课程设计指导书公式（12）和（13）得 ? I轴：kW94?0.98?0?P?P.?P?96?0.1I01dd? II轴：kW890.?0.97?0.94?0.P?P?P?98312IIII

11、2? 工作机轴（螺旋管）：kW850.0.98?0.89?0?PP?.?P?98?4II2IIIII23III轴的输出功率则分别为输入功率轴承效率0.98，例如I轴的输出效率为，其余类推。 kW9298?0.?0.94?0.0P?P?.98II（3）各轴输入转矩 由机械设计课程设计指导书公式（16）（21）得 P0.98d m?N6.685?T?95509550? dn1400m所以 ? 轴：Im?25N960.?19i.?6.685?3.0?T?T010dI? 轴：IImN?142.37?0.98?0.iT?T97?Ti25?19.?7.7831112II2II工作机轴（螺旋管）：? m?7

12、3N?0.98136T.?T?142.370.98?T4II23IIIII24.3 整理数据 把以上运动参数整理并列出表格，可得下表： 表2 运动和动力参数运算结果整理表 轴名 功率 P/KW 转距T/Nm 转速n r/min 转动比i 效率 输入 输出 输入输出 电机轴 0.98 6.685 1400 3.0 0.96 轴0.94 0.92 19.25 18.87 466.67 7.78 0.96 轴0.89 0.87 142.37 139.52 59.98 1 0.95 工作机 轴0.85 0.83 136.73 134.00 59.98 1 0.96 第五章 带传动设计 5.1 选择V带

13、型号 首先确定工作情况系数，由题目得每天工作小时为8小时，载荷较平稳KA。根据机械设计基础表12-6，选取。故根据根据公式可求得计算功11.K?A率： kW.211?1?1.1?1.P?KPAc通过以上数据，（小带轮转速），在机械min/?1400r.21kWn?nP?11cm设计基础图12-14中选择V带型号为Z型带。 5.2 确定带轮基准直径和 DD21首先要确定普通V带小带轮直径。由以上数据查机械设计基础表12-7可?D； 。所以可以计算出大带轮得小带轮，mmD?7102?0.21?)?7.78?71?98%?541.33mm1D?iD( 12D?560mm。 12-7可选择根据表2?)

14、1400?71?D(10.98n11?174?nr/min 2D560。 大带轮转速25.3 验算带速 ?Dn3.14?71?140011?5.2mv?/s?。求得带有上述数据可得出带速： 带6000060?1000 525m/s速在的范围内，合适。5.4 确定带长和中心距 a?1.5(D?D)?1.5?(71?560)?946.5mm，取950mm初步选取中心距为201，由上式得出带长12-2。根据机械设计手册公式22?）71)?D560?（(D12mm1244?（71?560）?D)?2?950?DL?2a?( 2010950?2424a0根据机械设计基础表12-2选出基准长度 mm125

15、0L?d计算实际中心距 L?L1250?12440d。 mm953?950?a?ao 225.5 验算小带包角 ?1根据机械设计手册公式12-1，得 D?D560?71?12120?3?151?180?57.?573.?180 1a953 所以合适。5.6 求V带根数 由以上数据，可知，查机械设计基础表12-3可mm?71Dmin1400r/n?11P?0.30kW。再根据公式12-9带基本额定功率算出传动比 得V0D5602 05?.?8?i 传V?)71?01?.98D(1?151?P?0.03kWL?1250mm查。由带额定功率的增量，V查表12-4得出10dK?0.95，查表12-2表

16、12-5得包角修正系数得带长修正系数。根据98.K?0?L以上数据，由公式12-15得 PP1.21cc 943z?.? P(P?P)KK(0.30?0.03)?0.95?0.98?Lc00 根。4故取5.7 求作用在带轮上的压力 根据以上数据查机械设计基础表12-1得V带质量，故由公m/.06kg0q? 带的初拉力为：V可得单根12-18式500P2.5500?1.212.522c N.208?49?1）0.06?5.qv(?1)?F?（? 0带zvK4?5.20.95?带作用在轴上的压力为： ?1511 N381?49.08sin?F?2zFsin2?4? 0Q225.8 V带参数总结列表

17、 表3 V带主要参数表 小轮直径D大轮直径D 基准长度21mm（中心距a带的根数z ）（mm （mm （） mm）4 71 1250 953 560 第六章 传动零件齿轮的设计计算 6.1 齿轮材料的选择 根据题目可知，使用年限为10年，每天工作8小时，工作环境处于室内，单向转动，载荷较为平稳。但是生产纲领为大批量，且结构要求紧凑。所以，齿轮类型确定为直齿轮，选择材料时尽量选用硬度适中的。查机械设计基础表10-1得，小齿轮为45钢调质，硬度为220HBS，大齿轮采用45钢正火，硬度为180HBS。 6.2 齿轮参数计算 6.2-1 确定许用应力 根据选用材料和硬度，查机械设计基础图10-7可得

18、齿轮的接触疲劳极?。由于硬，小齿轮和大齿轮的值取：，限MPa530?560MPa?Hlim2HlimHlim1度均小于350HBS可知两齿轮均为软齿面，根据表10-4查得安全系数，1.?1SH故： ?560?1Hlim MPa.?09?509 1H1.S1H?530?Hlim2 ?481.82MPa? 2HS11.H?，根10-10可得齿轮的弯曲疲劳极限，查图MPa170?190MPa?11FlimFlim据表10-4查得安全系数，故： 4.?S1F ?190?1limF?135.71?MPa 1F1.4SF?170?Flim2?MPa?121.43? 2FS41.F6.2-2 确定齿轮构造参

19、数 10-3级精度制造。查机械设计基础表8按齿面接触强度设计。设齿轮按? ，。小齿轮上的转矩为：可取载荷系数K=1.14.?0a1P1.66 Nmm.101055?22510?9.55?T?9.55? 167n466.1z2 10-6已知可得：，所以按机械设计基础公式787?u?i?. z1335KT3351.1?22510.55221 mm57137.(1?(u?)()?(7.78?1)?)a33?u481.820.4?7.78aH取小齿轮齿数，则大齿轮。故实际传动32?z25096?32?248.z?uz?7.78?112比为： z2502 81257.i? 齿z3212a2?137.57

20、，查表4-1取模数为：。所以，中心距为mm98m?0.1?m z?z32?25021 ：11m(z?z)?(250?32)?141mma? 1222齿宽为： ? mm456.4?141b?a?0.a取，则。为补偿安装误差，保证接触齿宽，通常小齿轮齿mm?57mm62bb?12宽应该比大齿轮齿宽大510mm。 6.2-3 验算齿轮弯曲强度 首先，齿宽应取接触齿宽b=57mm。查机械设计基础图10-9，齿形系数Y?2.34Y?2.31，得， 2F1F2KTY2?1.1?22510.55?2.34?11F?.53?MPa?63 11FF2z57bm?321Y2.31?2F?62?.72MPa?.?6353 2F12FFY34.21F 故弯曲强度足够。6.2-4 齿轮圆周速度 齿轮的圆周速度为： ?32?466.67dn11?0.v?78m/s? 100060?60?1000 级精度