带式输送机传动总体设计

2 带式输送机传动总体设计工作对象：输送沙石。

已知: 输送带拉力F=3100N;输送带速度v=0.9 m/s;鼓轮直径D=350 mm。

要求：输送机由电机驱动，经传动装置驱动输送带移动。

要求电机轴与工作机鼓轮轴平行，整机使用寿命为5年，每天两班制工作，每年工作300天，工作时不逆转，载荷平稳，允许输送带速度偏差为 5%。

工作机效率为0.95，要求有过载保护，按单件生产设计。

2.1拟订传动方案传动装置是将原动机的运动和动力传递给工作机的中间装置。

它常具备减速、改变运动形式或运动方向以及将动力和运动进行传递与分配的作用。

传动装置是机器的重要组成部分。

传动装置的质量和成本在整部机器中占有很大的比重，整部机器的工作性能、成本费用以及整体尺寸在很大程度上取决于传动装置设计的状况。

因此，合理地设计传动装置是机械设计工作的一个重要组成部分。

合理的传动方案首先应满足工作机的性能要求。

另外，还要与工作条件相适应。

同时还要求工作可靠，结构简单，尺寸紧凑，传动效率高，使用维护方便，工艺性和经济性好。

若要同时满足上述各方面要求往往是比较困难的。

因此，要分清主次，首先满足重要要求，同时要分析比较多种传动方案，选择其中既能保证重点，又能兼顾其他要求的合理传动方案作为最终确定的传动方案。

∵运输带工作速度m V=0.9m/s，运输带滚筒直径D=350mm=0.35m∴滚筒转速n w =60v/πD=60×0.9/3.14×0.35=49.14r/min若选用同步转速为1500或1000r/min的电动机，则可估算出，总传动比约为30，因为普通圆柱齿轮传动的传动比常用值为3～5，蜗杆传动的传动比常用值为10～60，带传动传动比常用值为2～4。

所以，该传动可由二级圆柱齿轮、一级蜗轮蜗杆或一级带传动和一级齿轮传动来实现；可有以下几个方案：图2.1 带式输送机传动方案比较：方案1采用二级圆柱斜齿轮减速器，该方案结构尺寸小，传动效率高，适合于在较差的工作环境下长期工作；方案2采用一级闭式齿轮传动和一级开式齿轮传动，该方案成本低，但使用寿命短且不适用于较差的工作环境；方案3采用一级蜗杆传动，该方案结构紧凑，但传动效率低，长期工作不经济。

根据本次设计的实际情况，选择方案1。

方案一具体分析：一、组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。

二、特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。

三、确定传动方案：为了实现过载保护作用，采用了V带轮传动，同时考虑到电机转速高，传动功率大，应将V带设置在高速级；为了确保整个传动装置能够更平稳的工作，初步确定选用二级斜齿圆柱齿轮减速器（展开式）。

其传动方案总体设计图如下所示：图2 .2 带式输送机传动方案其中，η1、η2、η3、η4、η5分别为弹性联轴器、闭式齿轮传动（设齿轮精度为7级）、滚动轴承、V 形带传动、工作机的效率，P d 为电动机的输出总功率, P w 为工作机卷筒上的输入功率。

2.2.电动机的选择2.2.1 确定电动机类型按工作要求和条件,选用y 系列三相交流异步电动机。

2.2.2 确定电动机的容量1.工作机卷筒上所需功率P wPw = Fv/1000 =3100*0.9/1000=2.79kw 2.电动机所需的输出功率为了计算电动机的所需的输出功率Pd ，先要确定从电动机到工作机之间的总功率η总。

设1η、2η、3η、4η、5η分别为弹性联轴器、闭式齿轮传动（设齿轮精度为7级）、滚动轴承、V 形带传动、工作机的效率，由[2]表2-2查得1η= 0.99，2η= 0.98，3η= 0.99，4η= 0.95，5η= 0.95，则传动装置的总效率为η总=1η22η33η4η5η= 0.99 x 0.982x 0.993x 0.95 x 0.95 =0.8326==总ηwd P P kw 35.38326.079.2=2.2.3 选择电动机转速由[2]表2-3推荐的传动副传动比合理范围 普通V 带传动 i 带=2～4 圆柱齿轮传动 i 齿=3～5 则传动装置总传动比的合理范围为12=i i i i ⨯⨯齿齿带总 (2.1)i ，总=（2～4）×（3～5）×（3～5）=（18～100） 电动机转速的可选范围为nd=i ，总×nw=（18～100）×nw=18nw ～100nw6010006010000.9(18~100)(18~100)884.52~4914m in3.14350vr Dπ⨯⨯⨯==≈⨯根据电动机所需功率和同步转速，查[2]表16-1，符合这一范围的常用同步加速有1500、1000min r 。

选用同步转速为 min 1500r ，选定电动机型号为 Y112M-4表2.1 电机的主要功能其主要外形和安装尺寸如下：图2.3 电动机 表2.2 电机的主要安装尺寸2.3 确定传动装置的总传动比并分配各级传动比2.3.1 传动装置总传动比i 总= n m / n w =30.2914.491440=式中n m ----电动机满载转速, 1440r/min; n w ----工作机的转速， 49.14r/min 。

2.3.2 分配传动装置各级传动比12i =ii i ⨯⨯齿齿带总 (2.2)分配原则： （1）i 带＜i 齿（2）i 带=2～4 i 齿=3～5 1i 齿=（1.3～1.4）2i 齿 根据[2]表2-3，V 形带的传动比取o i 带 = 2.6，则减速器的总传动比为: i = 29.30/2.6=11.27双级圆柱齿轮减速器高速级的传动比为:1i 齿 = i 3.1= 83.327.113.1=⨯低速级的传动比:2i齿 = i /1i 齿 = 11.27/3.83=3.02.4 运动参数和动力参数计算2.4.1 各轴转速计算==m n n 0min1440rn Ⅰ= nm / i 带 = min 85.5536.21440r = n Ⅱ= n Ⅰ / i 齿1 = min 61.14483.385.553r = n Ⅲ= n Ⅱ / i 齿2 = min 20.480.361.144r =2.4.2 各轴输入功率P0= Pd=3.35kwP Ⅰ= Pd η4 = kw 18.395.035.3=⨯P Ⅱ= P Ⅰη2η3 = kw 09.399.098.018.3=⨯⨯ P Ⅲ= P Ⅱη2η3 = kw 00.399.098.009.3=⨯⨯2.4.3 各轴输入转矩T 0 = 9550P d /n 0 =m N ⋅=⨯22.22144035.39550 T Ⅰ = 9550P Ⅰ/n Ⅰ =m N ⋅=⨯83.5485.55318.39550 T Ⅱ = 9550P Ⅱ/n Ⅱ = m N ⋅=⨯06.20461.14409.39550 T Ⅲ = 9550P Ⅲ/n Ⅲ = m N ⋅=⨯40.59420.4800.39550表2.3 传动装置各轴运动参数和动力参数表3 传动零件的设计计算3.1 V 带传动设计3.1.1 设计计算1.确定计算功率P ca ：由P ca =A K P d 查[1]表8-6可得K A =1.2 P d =3.35kw 所以Pca=1.2*3.35=4.02kw2.选择带的型号：因为是普通V 形带，查图8-8普通V 带选型图，选A 型带3.选择小带轮直径1d d由1min min 75d d d d d d m m ≥=，又查[1] 表8-3及8-7，可得1d d =90mm4.确定大带轮直径2d d由2d d =带i 1d d ；12.6;90d i d m m ==带可得2 2.690234,d d m m m m =⨯=查[1]表8-7取236mm5.验算传动比误差i ∆由id d i i d d 12-=∆2362.690100%0.85%2.6-=⨯=6.验算带速v 由10006011⨯=n d v d π 3.14901440/ 6.78/601000m s m s⨯⨯==⨯7.初定中心距0a由)()2~7.0(210d d d d a +⨯=；又6522.2280≤≤a ；可得a =3608.初算带长0L由公式0012d d1L 2()2d d 4ad d a d d π≈+++22（-）(3.1)3.142360(90236)1246.32360L≈⨯+++=⨯24（236-90）；故0L=1246mm9.确定带的基准长度dL查[1]表8-2初选基准长度为1250mm 10.计算实际中心距离a （取整） 由公式得0012501246360362m m 22d L L a a --≈+=+=11.安装时所需最小中心距min a （取整）d L a a 015.0min -=3620.0151250343.25=-⨯==343mm12.张紧或补偿伸长量所需最大中心距maxa由max 0.033620.031250399.5m m d a a L =+=+⨯=，故m ax =400m m a13.验算小带轮包角1α 由2112369018057.318057.3156.89362d d d d aα--≈-⨯≈-⨯=14.单根V 带的基本额定功率0P查[1]表8-5a 由插值法可得0144012000.93(1.070.93)1.06K N14601200P-=+-=-15. 单根V 带额定功率的增量0P ∆查[1]表8-5b 由插值法可得0144012000.15(0.170015)0.17K N14601200P-∆=+-=-16.长度系数LK查[1]表8-2可知=0.93L K17.包角系数αK查[1]表8-8由插值法可得94.0)93.095.0(15516015589.15693.0=---+=αK18.单位带长质量q由[1]表8-4可知=0.10kg q m19.确定V 带根数Z 由计算公式[]()00 4.023.73(1.060.17)0.940.93cacao L P P Z P P P K K α====+∆+⨯⨯，故Z 取420.计算初拉力0F20)15.2(500qv K vZP F ca +-=α查[1]8-4得q=0.10故24.02 2.5500(1)0.10 6.28123.49N6.7840.94F=⨯⨯-+⨯=⨯21.计算带对轴的压力pF由2sin210αZF F p =164.524123.49sin 978.902=⨯⨯⨯=N3.1.2 带型选用参数表3.1.3 带轮结构相关尺寸1.带轮基准宽bp查表8-10可得bp=11.0mm2.带轮槽宽b 由min 382*tan2.75;. 2.811.02 2.8tan12.93mm 22P a a b b ha h h b ϕ=+===+⨯⨯=；取故3.基准宽处至齿顶距离查[1]表8-10可知min 2.75 2.80m m a h =，取4.基准宽处至槽底距离查[1]表8-10可知m in 9.0m m f h =5.两V 槽间距e查[1]表8-10可知153=15.0m m e =±6.槽中至轮端距离查[1]表8-10可知2110=10m m f +-= 7.轮槽楔角查[1]表8-10可知A 型带轮da>118；38ϕ= 故8.轮缘顶径查[1]表8-10可知236, 2.82362 2.8241.6m m d a a d h d ===+⨯=；故9.槽底直径由223629.0218m m f d f d d h =-=-⨯=10.轮缘底径查[1]表8-10126;21826206mim D df d δδ=-=<-⨯=又因，故1200m m D 取11.板孔中心直径 由011111()60;0(20060)130m m 22D D d d D =+==+=；令故12.板孔直径由0110(0.2~0.3)()2842d D d d =-≤≤又因；故040m m d 取13.大带轮孔径为30mm14.轮毂外径由d d )2~8.1(1=又因60541≤≤d ；故1d 取60mm15.轮毂长L由d L )2~5.1(=又因6045≤≤L ；故L 取60mm16.辐板厚S 由B S )4171(-=又因25.1629.9≤≤S ；故S 取15mm17.孔板孔数由00d S D n +=π 3.141309.071540⨯==+；n 取93.2 渐开线斜齿圆柱齿轮设计3.2.1 高速级斜齿圆柱齿轮设计1.定齿轮精度等级、材料、齿数及螺旋角（1）查[1]表10-11：由于运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度；（2）材料选择：查[1]表10-1，选择小齿轮材料为45钢（调质），齿面硬度为250HBS ，大齿轮选用45钢正火，齿面硬度为220HBS ；故小齿轮选45调质钢，大齿轮选45正火钢。