螺旋输送机传动装置设计

螺旋输送机传动装置设计（总15

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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二OXX年X月目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第一章绪论和题目 4\o"CurrentDocument"概述 4\o"CurrentDocument"关于设计 4\o"CurrentDocument"第二章传动装置总体设计方案 6\o"CurrentDocument"基本组成 6\o"CurrentDocument"工作特点 6\o"CurrentDocument"确定传动方案 6\o"CurrentDocument"第三章电动机的选择 7\o"CurrentDocument"确定电动机的类型 7\o"CurrentDocument"确定电动机转速 7\o"CurrentDocument"选择电动机 7\o"CurrentDocument"第四章确定传动装置的总传动比和分配传动比 8\o"CurrentDocument"计算和分配传动比 8减速器总传动比 8分配传动比 8\o"CurrentDocument"计算传动装置的运动和动力参数 8\o"CurrentDocument"整理数据 9\o"CurrentDocument"第五章带传动设计 10\o"CurrentDocument"选择V带型号 10\o"CurrentDocument"确定带轮基准直径七和D2 10\o"CurrentDocument"验算带速 10\o"CurrentDocument"确定带长和中心距 11\o"CurrentDocument"验算小带包角1 11\o"CurrentDocument"求V带根数 11\o"CurrentDocument"求作用在带轮上的压力 12\o"CurrentDocument"V带参数总结列表 12\o"CurrentDocument"第六章传动零件齿轮的设计计算 13\o"CurrentDocument"齿轮材料的选择 13\o"CurrentDocument"齿轮参数计算 13确定许用应力 13确定齿轮构造参数 14验算齿轮弯曲强度 14齿轮圆周速度 15\o"CurrentDocument"齿轮主要参数 15\o"CurrentDocument"第七章设计心得体会 16\o"CurrentDocument"第八章参考文献 16第一章绪论和题目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:^号参数12345678910工作机轴上的功率Pw（KW）123工作机轴的转速n（；/min）6065707580859095100110每日工作时数T（h）888161616881616使用期限 （y）101010101010108883、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；4、 工作机效率：n二（包括轴承的效率损失）；5、 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;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1〜3张；3、 设计说明书1份。第二章传动装置总体设计方案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。工作特点根据题目可知，本传动装置单项转动，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。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二。w根据《机械设计课程设计手册》表1-5可以确定：n为V带传动效率，取n：为滚动轴承传动效率，有两对，取/为8级精度圆柱齿轮传动效率，取n：为十字滑块联轴器效率，取根据1n机械设计课程设计指导书》公式（5），带入以上数据可得：门=门x门2X门X门x门=0.96x0.982x0.97x0.98x0.940.82a1 2 3 4j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：P='=竺=0.98kWd门0.82a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’=2~4,单级圆柱直齿轮减速器传动比i’’=3~6,则总传动比合理范围为i’=6~24，根据《机械设计课程设计指导书》公式（6）可得转速范围： and=i命=（60〜24）x60=360〜1440,/min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2Y90L-6910253Y90S-4140022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计算和分配传动比减速器总传动比由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n，根据《机械设计课程m设计指导书》公式（7）可得传动装置总传动比为n1400i=—m=60浇23.33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...Ia12 3n由此可以推导出：i=i；-i。其中，i0,i分别为带传动和减速器的传动比。为使V带传动外轮廓尺寸不知过大，初步取匕=3.0（世纪的传动比要在设计V带传动时，由所选大、小带轮的标准直径之比计算），则减速器传动比为：i=七=2333=7.78i0 3.0由于为一级减速器，所以减速器传动比i=i1=7.78。计算传动装置的运动和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I轴：n=^m= =466.67r/minii0 3.0II轴：n=—p=牝S'、=59.98,/miniii1 7.78工作机轴（螺旋管）：n=n=59.98r/min（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：P=PF=PF=0.98x0.96=0.94kW

d01d1II轴:P=P-n=P-nF=0.94x0.98x0.97=0.89kWIII12I2 3工作机轴（螺旋管）：P=P-n=P-n-n=0.89x0.98x0.98=0.85kW23II2 4I~II轴的输出功率则分别为输入功率X轴承效率，例如I轴的输出效率为P「=Px0.98=0.94x0.98=0.92kW，其余类推。（3） 各轴输入转矩由《机械设计课程设计指导书》公式（16）~（21）得P 098气=9550-d=9550x-40_=6.685N-mm所以I轴:T=T-in=6.685x3.0x0.96=19.25N-mId001II轴：T=Ti^=Tinn=19.25x7.78x0.98x0.97=142.37N-m

工作机轴（螺旋管）：T=Tn=Tnn=142.37x0.98x0.98=136.73N-mIIIII23II24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/N-m转速nr/min转动比i效率输入输出输入输出电机轴14001轴II轴1

工作机轴1第五章带传动设计选择V带型号首先确定工作情况系数爪妒由题目得每天工作小时为8小时，载荷较平稳。根据《机械设计基础》表12-6，选取KA=1.10故根据根据公式可求得计算功率：P=KP=1.1x1.1=1.21RW通过以上数据，P=1.21kW，n=«=1400尸/min（小带轮转速），在《机械设计基础》图12-14中选择V带型号为Z型带。确定带轮基准直径气和气首先要确定普通V带小带轮直径。由以上数据查《机械设计基础》表12-7可得小带轮D1=71mm，e=0.02。所以可以计算出大带轮D2；D?=iD(1-s)=7.78x71x98%=541.33mm根据表12-7可选择D2=560mm。n大带轮转速2n大带轮转速2_nD(1-s)=1D21400x71x0.98 =174r/min560验算带速有上述数据可得出带速:求得带v=兀Dn=3.14x71x1400=52m/s

"带—60x1000 60000 .mS有上述数据可得出带速:求得带速在5~25m/s的范围内，合适。

确定带长和中心距初步选取中心距为a0=1.5(D1+D2)=1.5x(71+560)=946.5mm，取950mm。根据《机械设计手册》公式12-2，由上式得出带长L=2a+-(D+D)+(D2—D1)2=2x950+生(71+560)+(560~71)2=1244mm0 021 2 4a0 2 4x950根据《机械设计基础》表12-2选出基准长度L=1250mmd计算实际中心距aqa+Ld-L0=950+1250~1244=95mm。o2 2验算小带包角a1根据《机械设计手册》公式12-1，得560—71 x57.3q151。＞120°953a=180560—71 x57.3q151。＞120°9531 a所以合适。求V带根数由以上数据，n=1400r/min，D]=71mm可知，查《机械设计基础》表12-3可得V带基本额定功率P=0.30kW。再根据公式12-9算出传动比0D

2

DD

2

D1(1-8)56071x0.98q8.051.21查表12-4得出V带额定功率的增量AP=0.03kW。由a1=151°，Ld=1250mm查表12-5得包角修正系数Ka=0.95，查表12-2得带长修正系数犬乙=0.98。根据以上数据，由公式12-15得1.21P Pz=——= e = =3.94[P](P+AP)KK(0.30+0.03)x0.95x0.98

0e0aL故取4根。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q=0.06kg/m，故由公式12-18可得单根V带的初拉力为：F=^00^(25-1)+qv2=5°0xL21x(_2!-1)+0.06x5.22=49.08N0 zv带K《 带4x5.2 0.95作用在轴上的压力为：F=2zFsin号=2x4x49.08xsi^-^^=381NV带参数总结列表表3V带主要参数表小轮直径D1(mm)大轮直径D2(mm)中心距2(mm)基准长度乌(mm)带的根数z7156095312504第六章传动零件齿轮的设计计算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。齿轮参数计算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可得齿轮的接触疲劳极限°Hlin!小齿轮和大齿轮的值取：°Hl.]=560MPa，。卬.2=530MPa。由于硬度均小于350HBS可知两齿轮均为软齿面，根据表10-4查得安全系数Sh=1.1，故：[°]=°Hliml=560r509.09MPahiS1.1H[°]=°'Hlim2=530r481.82MPaH2 S1.1H查图10-10可得齿轮的弯曲疲劳极限°Fl.1=190MPa，°Fl.1=170MPa，根据表10-4查得安全系数S『=1.4，故：[°]=°'Flim1=暨r135.71MPaf1 S1.4F

[bFlim2=170r121.43[bS1.4F确定齿轮构造参数按齿面接触强度设计。设齿轮按8级精度制造。查《机械设计基础》表10-3可取载荷系数K=，va=0.4。小齿轮上的转矩为：P 1.1T=9.55x106x—=9.55x106x—— =22510.55Nmm1 n1 466.67已知u=i=Z^=7.78，所以按《机械设计基础》公式10-6可得:za>(ua>(u+1)^'G335)23[b]

'HKT

—1Vu=(7.78+1)x3：(335)2x1.1x22510.55=137.57mm3481.82 0.4x7.78取小齿轮齿数z1=32，则大齿轮z2=uz1=7.78x32=248.96r250。故实际传动比为：25032=7.8125模数为：m=工^=2x137.5725032=7.8125模数为：m=工^=2x137.57=0.98mm，查表4-1取m=1。所以，中心距Z1+z2 32+250为：齿宽为:1 、1a=—m(z+z)=—x(250+32)=141mm2212b=va=0.4x141=56.4mm取b2=57mm，则b1=62mm。为补偿安装误差，保证接触齿宽，通常小齿轮齿宽应该比大齿轮齿宽大5~10mm。验算齿