带式输送机传动装置设计 (2).doc
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1、带式输送机传动装置设计目 录摘要1关键词1Abstract1Key words1引言11 传动装置总体设计方案31.1 方案的设定31.2 电动机的选择41.2.1 选择电动机类型41.2.2选择电动机容量41.2.3选择电动机转速41.3确定传动装置的传动比52 设计V带和带轮73 齿轮的设计83.1选定齿轮类型、精度等级、材料、齿数并初选螺旋角83.2初步设计齿轮主要尺寸93.3齿轮主要几何尺寸103.4校核齿轮弯曲疲劳强度103.5结构设计114传动轴的设计124.1轴的设计124.2齿轮轴的设计17 4.3滚动轴承的校核185 键联接的设计196 箱体结构的设计197 润滑密封设计21
2、设计小结21参考文献23致谢24带式输送机传动装置设计摘要:本次论文设计的题目是“带式输送机传动装置的设计”。 进行结构设计并完成带式输送机传动装置中减速器装配、零件图设计及主要零件的工艺、工装设计。本次的设计具体内容主要包括:带式输送机传动总体设计;主要传动机构设计;主要零、部件设计;完成主要零件的工艺设计;设计一套主要件的工艺装备;撰写开题报告;撰写毕业设计说明书;翻译外文资料等。掌握机械设计的一般程序、方法、设计规律、技术措施,并与生产实习相结合,培养分析和解决一般工程实际问题的能力,具备了机械传动装置、简单机械的设计和制造。关键词:减速器;齿轮;轴承;联轴器The Design of
3、The Belt Conveyor Transmission DeviceStudent majoring in Machinery and electronics engineering XXXTutor XXXAbstract:This paper design topic is the design of the belt conveyor transmission device . Structure and complete the belt conveyor in transmission device assembly drawing design, gear reducer a
4、nd the main components of the process, tooling design. The design of specific content mainly includes: belt conveyor transmission overall design; Main transmission mechanism design; The main parts design; Complete the main parts of the process design; Design a set of main parts process equipment; Th
5、e dissert-ation written report; Writing the graduation design specifications; Translating the foreign material, etc. Control of the machine the general design procedures, methods, design rules, technical measures and combining with the production practice, training analysis and solving the general e
6、ngineering problem of capacity, with the mechanical transmission device, simple mechanical design and manufacturing. Key words:Reducer;Gear;Bearing;Coupling引言带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。主要由机架、输送皮带、皮带辊筒、张紧装置、传动装置等组成。它可以将物料在一定的输送线上,从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送,也可以进行成件物品的输送。除进行纯粹的物料输送外,还可以与各工业
7、企业生产流程中的工艺过程的要求相配合,形成有节奏的流水作业运输线。 带式输送机可以用于水平运输或倾斜运输,使用非常方便,广泛应用于现代化的各种工业企业中,如:矿山的井下巷道、矿井地面运输系统、露天采矿场及选矿厂中。 (1) 研究的意义带式输送机在科学进步之生活历史中,传统之搬运工具用于中国之万里长城和埃及的金字塔,虽然在当时非常的辉煌,然而在时光的流转下,渐渐的被淘汰.带式输送机在工业革命后渐进的发展,由于带式输送机具备省力,经济,快速安全的因素,被广泛的使用,三十多年来转向高能量,快速度之方向发展,每日从数万里外运送数十万吨之材料并非难事,因此使带式输送机被加倍的重视.而且在工业中带式输送机
8、在运输方面已经是不可或缺的了,在设计带式输送机时首先我们须要依照指导去推论及构思输送机的图,经过一再的审核才将图面做出。(2) 国外带式输送机技术的现状国外带式输送机技术的发展很快,其主要表现在2个方面:一方面是带式输送机的功能多元化、应用范围扩大化,如高倾角带输送机、管状带式输送机、空间转弯带式输送机等各种机型;另一方面是带式输送机本身的技术与装备有了巨大的发展,尤其是长距离、大运量、高带速等大型带式输送机已成为发展的主要方向,其核心技术是开发应用于了带式输送机动态分析与监控技术,提高了带式输送机的运行性能和可靠性。目前,使用的带式输送机已达到主要技术指标,其关键技术与装备有以下几个特点:1
9、) 设备大型化。其主要技术参数与装备均向着大型化发展,以满足年产300500万t以上高产高效集约化生产的需要。2) 应用动态分析技术和机电一体化、计算机监控等高新技术,采用大功率软起动与自动张紧技术,对输送机进行动态监测与监控,大大地降低了输送带的动张力,设备运行性能好,运输效率高。3) 采用多机驱动与中间驱动及其功率平衡、输送机变向运行等技术,使输送机单机运行长度在理论上已有受限制,并确保了输送系统设备的通用性、互换性及其单元驱动的可靠性。4) 新型、高可靠性关键元部件技术。包含CST等在内的各种先进的大功率驱动装置与调速装置、高寿命高速托辊、自清式滚筒装置、高效贮带装置、快速自移机尾等。如
10、英国FSW生产的FSW1200/(23)400(600)工作面顺槽带式输送机就采用了液粘差速或变频调速装置,运输能力达3000 t/h以上,它的机尾与新型转载机(如美国久益公司生产的S500E)配套,可随工作面推移而自动快速自移、人工作业少、生产效率高。(3) 国内带式输送机的前景我国生产制造的带式输送机的品种、类型较多。在“八五”期间,通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施,带式输送机的技术水平有了很大提高,煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产吕开发都取得了很大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内空白,并对带式输送
11、机的减低关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发,研制成功了多种软起动和制动装置以及以PLC为核心的可编程电控装置,驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器。1 传动装置总体设计方案1.1 方案的设定本组设计数据:运输带工作拉力F=2200N。运输带工作速度v=1.1m/s。 卷筒直径D=240mm。(1) 外传动机构为V带传动。(2) 减速器为单级斜齿圆柱齿轮减速器。图1-1 传动装置总体设计方案简图1.V带传动 2.运输带 3.单级斜齿圆柱齿轮减速器 4.联轴器 5.电动机 6.卷筒(3) 方案简图如上图(4) 该方案的优缺点:该工作机有轻微振动,由于V带有缓冲吸振能力,采用V带
12、传动能减小振动带来的影响,并且该工作机属于小功率、载荷变化不大,可以采用V带这种简单的结构,并且价格便宜,标准化程度高,大幅降低了成本。减速器部分为单级斜齿圆柱齿轮减速器,这是单级圆柱齿轮中应用较广泛的一种。原动机部分为Y系列三相交流异步电动机。总体来讲,该传动方案满足工作机的性能要求,适应工作条件、工作可靠,此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。1.2 电动机的选择1.2.1 选择电动机的类型 按工作要求和工作条件选用Y系列三相笼型异步电动机,全封闭自扇冷式结构,额定电压380V。1.2.2 选择电动机的容量 工作机的有效功率为 从电动机到工作机传送带间的总效率为 可知7:V带传动效率
13、 0.96 :滚动轴承效率 0.99(球轴承) :齿轮传动效率 0.97 (8级精度一般齿轮传动):联轴器传动效率 0.99(弹性联轴器):卷筒传动效率 0.96所以电动机所需工作功率为 1.2.3 确定电动机转速 单级圆柱齿轮减速器传动比1而工作机卷筒轴的转速为 所以电动机转速的可选范围为符合这一范围的同步转速有、1000r/min和1500两种。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素,为使传动装置结构紧凑,决定选用同步转速为1500r/min的电动机1。根据电动机类型、容量和转速,选定电动机型号为Y100L2-41。其主要性能如下表:表1-1 Y100L2-4型电动机主要性能电动
14、机型号额定功率/kw满载转速/(r/min)启动转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩Y100L2-4314302.22.3电动机的主要安装尺寸和外形如下表:图1-2 电动机主要安装尺寸和外形图 表1-2电动机主要安装尺寸表中心高外型尺寸L(AC/2+AD)HD底脚安装尺寸AB地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸DE装键部位尺寸FGD100380 332.5 245160 1401228 608 28.0091.3 确定传动装置的传动比总传动比为 考虑润滑条件等因素1,初定计算传动装置的运动和动力参数 (1) 各轴的转速I轴 II轴 III轴 卷筒轴 (2) 各轴的输入功率 I轴 II轴 III轴 卷筒轴 (3
15、) 各轴的输入转矩电动机轴的输出转矩为 I轴 II轴 III轴 卷筒轴 将上述计算结果汇总于下表:表1-3各轴运动和动力参数轴名功率P/kw转矩T/(Nmm)转速n/(r/min)传动比效率I轴2.811.88104143040.95II轴2.677.15104357.54.10.96III轴2.562.8210587.210.98卷筒轴2.512.7610587.22 设计V带和带轮电动机输出功率 ,转速,带传动传动比i=4,每天工作16小时。(1) 确定计算功率工作情况系数1,故 (2) 选择V带类型 由,选用A型带1。(3) 确定带轮的基准直径并验算带速1) 初选小带轮基准直径 选取小带
16、轮基准直径1,而, 其中H为电动机机轴高度,满足安装要求。2) 验算带速因为,故带速合适1。3) 计算大带轮的基准直径选取2,则传动比,从动轮转速 (4) 确定V带的中心距和基准长度 1) 由式得 ,取2) 计算带所需的基准长度选取V带基准长度23) 计算实际中心距(5) 验算小带轮上的包角 (6) 计算带的根数Z 1) 计算单根V带的额定功率 由和,得2。 根据,和A型带,得2。 根据,2,于是 2) 计算V带的根数Z所以取3根。 (7) 计算单根V带的初拉力的最小值 由A型带的单位长度质量2,所以应使带的实际初拉力。 (8) 计算压轴力压轴力的最小值为 (9) 带轮的结构设计小带轮采用实心
17、式,大带轮为辐条式,取单根带宽为13mm,取带轮宽为35mm2。3 齿轮的设计3.1 选定齿轮类型、精度等级、材料、齿数并初选螺旋角 (1) 按简图所示的传动方案,选用斜齿圆柱齿轮传动。 (2) 运输机为一般工作机器,载荷较平稳,速度不高,故选用8级精度3。 (3) 材料选择。大小齿轮都选用45钢调质处理,齿面硬度分别为220HBS,260HBS,二者材料硬度差为40HBS3。 (4) 选小齿轮齿数3,则大齿轮齿数 (5) 初选螺旋角=133.2 初步设计齿轮主要尺寸 (1) 设计准则:先由齿面接触疲劳强度计算,再按齿根弯曲疲劳强度校核。(2) 按齿面接触疲劳强度设计。 确定式中各项数值:因载
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