螺旋输送机传动装置设计—设计论文

绪论在现代机械生产中，减速器的种类繁多，它包括有蜗轮蜗杆减速器、 直齿轮减速器、圆柱齿轮减速器、斜齿轮减速器等。（一）现今国内使用情况：国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为 主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。 另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点，特别是大型的减速器问题更 突出，使用寿命不长。现有的各类减速器多存在着消耗材料和能源较多， 对于大传动比的减速器，该问题更为突出。由于减速装置在各部门中使用 广泛，因此，人们都十分重视研究这个基础部件。不论在减小体积、减轻 重量、提高效率、改善工艺、延长使用寿命和提高承载能力以及降低成本 等等方面，有所改进的话，都将会促进资源（包括人力、材料和动力）的 节省。（二）需求状况：减速器国际市场需求量很大，并处于高速增长阶段。 随着国际市场的进一步拓宽，减速器机在出口数量、品种、产品档次、创 汇额上将会有重大突破。特别是平动齿轮减速器由于体积小，重量轻，传 动效率高，将会节省可观的原料和能源。（三）选题目的及意义：本文就螺旋输送机的传动装置进行了一系列 的设计。螺旋输送机是一种用途广泛的运输机械，它是利用螺旋体与物料 之间产生的相对运动进行输送。当螺旋叶片旋转时，物料的自重和壳体对 物料的摩擦阻止其与螺旋叶片一起旋转，物料类似不转动的螺母，二者之 间的相对运动促使物料沿螺旋轴轴向移动。 一方面它可以长距离输送物料； 另一方面还可以完成对物料的混合、搅拌等工作。螺旋输送机具有结构紧 凑、密封性好、操作维护方便、物料不易撒落等优点，被广泛应用于粮食、 饲料等行业。螺旋输送机的设计准则是既要保证机器有足够的强度、刚度， 同时还要保证有足够的输送量和消耗较小的动力。齿轮传动具有承载能力 大、传动效率高、允许速度高、结构紧凑、寿命长等优点，在机械工业传 动方案设计时一般应首先选用齿轮传动。传动装置是单向运转，轻微振动， 连续工作的。所以在这次设计中我选择了展开式两级圆柱齿轮传动的方案。 展开式两级圆柱齿轮减速器是两级减速器中最简单、应用最广泛的一 种。第一章 传动方案的分析1. 设计题目：螺旋输送机传动装置设计1.1 要求：具有过载保护性能（有带传动），含有二级展开式圆柱齿轮 减速器。拟定传动关系，由电动机、减速器、联轴器、工作机构成。1.2 工作条件：两班制工作运送砂石，每班工作 8 小时，单向运转；螺 旋输送机的效率 0.92 ，使用期限及检修间隔：使用期限为 10 年，检修间 隔为2年。轴转矩T440N*M 螺旋轴转速130RPM传送带鼓轮直径D为278mm传送带带速V为0.98m/s，传送带主动轴所需扭矩T为248N.m工 作载荷微振。2. 传动装置总体设计:2.1组成：传动 装置由电机、减速 器、工作机组成。2.2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。2.3确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级。1-电动机2、4-联轴器3-减速器5- 螺旋轴其传动方案如（图1-1） :1-1运动简图全套图纸：3607025011.电机的选择1.1选择电动机类型第二章减速器各零部件的设计按照工作要求和条件选用Y系列一般用途的全封闭笼型三相异步电动机。1.2选择电机的转速:a.计算传动滚筒的转速360 仏10n W =HD360 0.98 103.14 278=67.360r / min滚筒的转速门肿67.360r / minb.计算工作机功率PwT nw9.55 103 w248 67.36039.55 100.92= 1.901kW工作机功率Pw = 1.901kW按参考文献4表14-11推荐的传动比合理范围，取 V带传动的传动比 h =25，两级圆柱齿轮减速器的传动比i2 =58，贝卩总传动比的合理 范围为=1040，故电动机转速的可选范围为d =i nw = （10 40） 67.360r / min = 673.6 2694.4r/ min符合这一范围的同步转速有750、1000和1500r/min。综合考虑电动机 和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，选1000r/min 的同步转速较好。1.3工作机的有效功率a.传动装置的总效率查参考文献3表2-4得：带传动的效率n仁0.96齿轮啮合效率n 2=0.97滚动轴承的效率n 3=0.99弹性联轴器的效率n 4= 0.99滚筒效率n 5=0.96总效率 n = n 1 n 32 x n 2 Xn 4 Xn 5=0.95 x 0.992X 0.97X 0.99 x 0.96=0.816b.所需电动机输出功率Pwn1.9010.816= 2.330kW全套图纸:3607025011.4选择电动机的型号:查参考文献3表2-1得表如下:方电机型号电机质额定功同步转速满载转速总传动案量(Kg)率(Kw)(r/mi n)(r/mi n)比号1Y100L2-43831500142021.0812Y132S-6633100096014.2523Y132M-879375071010.540根据以上两种可行同步转速电机对比可见，方案2传动比小且质量价格也比较合理，所以选择Y132S-6型电动机中心外形尺寸底脚安装尺地脚螺栓孔直轴伸尺高Lx(AC/2+AD)HD寸径寸HA汇BKD汉E132475x345x315216x1401238x802.计算总传动比和分配各级传动比选择电动机型号为Y132S-6,满载转速n960r/min 2.1总传动比96014.252nw67.3602.2分配各级传动比设带传动比为i1，减速器总传动比为i2，ia=iii2。为使V带传动外廓尺 寸不致过大，取ii=2.5，则i2 上二 142 5 2 5.7 0 1 i12.5又设减速器中高级和低速级传动比为i2、i3，则i2二i?i3。取i1.3i3，则. 2.094取i2.1，则 i2= = 5701 =2.715 i32.13. 计算传动装置运动和动力参数3.1各轴转速0轴（电动机轴）n0=96Or/minI轴（高速轴）n m960384/ min门丄384r / mini12.5H轴（中速轴）n 2 J1 二 384 =141.436r/min i22.715皿轴（低速轴）n n2 =.436 旳亦/mini32.13.2各轴输入功率0轴P o =P d = 2.330kWI轴PPd 尸2.3300.96 =2.237kWH轴PP, 2 3 = 2.237 0.99 0.97 = 2.148kW皿轴P3=P2 2 3=2.148 0.99 0.97 = 2.063kW3.3各轴输入转矩0轴P2 330Td=9550=955023.179N mnm960I轴TTdh 1 = 23.1792.50.96 = 55.630N mH轴TT1i2 2 3 = 55.630 2.715 0.99 0.97 = 145.039N m皿轴T3二T2i3 2 3 = 145.039 2.1 0.99 0.97 = 292.490N m将上述数据列表如下轴号转速 n(r/min)功率P(kW)09602.330I3842.237H141.4362.148转矩T(N m)传动比i效率n23.1792.50.9655.6302.7150.97145.0392.10.97皿67.3502.063292.490全套图纸：3607025014. 传动零件的设计计算4.1普通V带的设计计算（1）工作情况系数Ka查参考文献表8.21，取Ka.2（2）计算功率PcPc=KAP0=1.2 2.330 =2.796kW根据Pc = 2.796kW、n = 960r/mi n，由参考文献 图8.12选用SPZ型 普通V带。（3）确定带轮基准基准直径dd1、dd2根据参考文献6图8.13、表8.6，选取dd1=96mm，且d d讦 96mm d d min 二 63mm。n大带轮基准基准直径为d d2 = ndd1 = =390.561r/mini 2.45896 = 240mmn1384按参考文献 表8.3，选取标准值dd236mm，则实际传动比i、从动 轮的实际转速分别为= 236 =2.458nn1d d1 96从动轮的转速误差率为384 一390.561 100%1.7%在_ 5% 以内，为允许390.561值。(4) 验算带速：d d1 n03.14 96 960v = 5m/ s60 1000 60 1000带速在5 25m/s范围内。(5) 确定带的基准长度Ld和实际中心距a。按结构设计要求初定中心距a。由参考文献6公式 0.7(dd1 dd2)W a 2(dddd2)，得 232.4 a 664 ,取 a0 = 600mm。4a2 由参考文献 公式L0=2a ；(dd1 dd2)(dd2dd1)，得3 14(236 96)2L0 =2 600(96 236)1729.407 mm24 x 600参考文献表8.4，取基准长度Ld = 1800mm o由参考文献公式a :-a丄丄丄2，得2a =600 1800 一 1729407 = 635.297mm中心距a的变动范围为amin 二 a -0.015Ld =635.297 -0.015 1800 = 608.297mmamax = a 0.03Ld = 635.2970.03 1800 =689.297 mm(6) 校验小带轮包角：i由参考文献 公式计180 -益仏57.3，得a:尸180 _236 _96 57.3167.373120635.297Pc(7)确定V带根数z由参考文献公式z 旦P。 (P+也 P)KaKl根据dd1=96mm、n = 960r/min，查参考文献 表8.14，用内插法得P0 = 1.21 1.44 一1.21(960 一 800) = 1.414kW 980 -800取 P0=1.41kW由参考文献公式gKV,查参考文献表8.18 ,得K 1.2834 10”，根据传动比i =2.458，查参考文献6表8.19，得 21.1373，P0=1.2834 x10x960 1 -一1一 L 0.149kW、1.1373丿查参考文献 表8.4，得带长修正系数ki.18，由参考文献 图8.112.796查得包角系数Ka = 0.97，得普通V带根数z = = 1.563根(1.4140.149) 0.97 1.18圆整得z二2根。(8)求初拉力Fo及带轮轴上的压力Fq查参考文献 表8.6，得SPZ型普通V带的每米长质量q = 0.07kg/m ,根据参考文献 公式卩尸述空_ J + q/得单根V带的初拉力为zv冬丿F 500 2.796_1- 0.07 51222.215N2 50.97根据参考文献 公式FQ = 2Fzsi得作用在轴上的压力Fq为167.373KlFq=2 222.215 2 si n883.469 N2（9）设计结果选用2根SPZ-1800GB12730-91V带，中心距635.297mm，带轮直径dd1 = 96mm，dd 236mm，轴上压力 Fq = 883.469N。4.2齿轮的设计计算（一）高速级齿轮传动齿轮设计A、选择齿轮的材料及精度等级小齿轮选用45号钢，调质处理，HB=236大齿轮选用45号钢，正火处理，HB=190由参考文献 表10.21选8级精度，要求齿面粗糙度Ra B2 = 50mm ,取 L =50mm轮缘厚度、0=(34)m =(3 4) 2 =6 8mm，取、.8mm轮缘内径 D广da-2h -2、产130 -2 4.5 -2105mm，取 D广104mm腹板中心孔直径 D = 0.5(D1 dj = 0.5 (104 80 92mm腹板孔直径 d = 0.2(D1d1)=0.2 (104 80) = 4.8mm，因为 d10mm 所以不钻 孔。齿轮倒角 n = 0.5m =0.5 2 = 1mm(二)低速级齿轮传动齿轮设计A、选择齿轮的材料及精度等级小齿轮选用45号钢，调质处理，HB=236大齿轮选用45号钢，正火处理，HB=190由参考文献 表10.21选8级精度，要求齿面粗糙度Ra 3.26.3m 。B、按齿面接触疲劳强度设计(1)小齿轮的转矩Ti-9.55 106P2T1 二9.55 106 2.148141.436= 145036.624N mm(2) 选载荷系数K查参考文献表10.11，取K=1.1(3) 齿数Z1和齿宽系数 d小齿轮的齿数Z1取为25，则大齿轮齿数Z2 = 53。根据齿轮为软齿面和齿轮在两轴承间为不对称布置。查参考文献表10.20，取 盯1(4)许用接触应力J h 1由参考文献 图10.24查得Hlim1=56Mpa，：- Hlim2=530Mpa查参考文献 表10.10，取Sh = 18N1 = 60njLh=60 141.436 1 (10 365 16)=4.96 10N1iQ4.96 102.1Q=2.36 10查参考文献6图 10.27 得Zn= 1.06，Znt2 = 1.06采用浸油润滑，由于低速级周向速度为，所以浸油高度约为六分之一大齿轮半径，取为35mm（2）滚动轴承的润滑 由于轴承周向速度为，所以宜开设油沟、飞溅润滑。（3）润滑油的选择 齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用L-AN15润滑油。（ 4）密封方法的选取 选用凸缘式端盖易于调整，采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实 现密封。密封圈型号按所装配轴的直径确定为（F）B25-42-7-ACM，（ F）B70-90-10-ACM。轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。设计总结经过一个多月的努力，我终于将毕业设计做完了。在这次作业过程中, 我遇到了许多困难，一遍又一遍的计算，一次又一次的设计方案修改这都 暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。在传动系统的设计时， 面对功率大，传动比也大的情况，我一时不知道到底该采用何种减速装置。 最初我选用两级圆柱齿轮减速器，经过计算，发现齿轮的转动力矩过大， 所以只能从头再来。这次我吸取了盲目计算的教训，在动笔之前，征求了 很多人的意见，然后决定采用带传动和两级圆柱齿轮减速器，也就是我的 最终设计方案。至于画装配图和零件图，由于前期计算比较充分，整个过 程用时不到一周，在此期间，我还得到了许多同学和老师的帮助。在此我 要向他们表示最诚挚的谢意。整个作业过程中，我遇到了很多的问题，因为没有固定输送机所取的值，在定值的时候就比较盲目。经过多次错误的 计算，才取到了较合适的值。尽管这次作业的时间是漫长的，过程是曲折的，但我的收获还是很大 的。不仅仅对制图有了更进一步的掌握；Auto CAD和Word等工具软件, 熟练掌握也是必需的。对我来说，收获最大的是方法和能力。那些分析和 解决问题的方法与能力。在整个过程中，我发现像我们这些学生最最缺少 的是经验，没有感性的认识，空有理论知识，有些东西很可能与实际脱节。 总体来说，我觉得做这种类型的作业对我们的帮助还是很大的，它需要我 们将学过的相关知识都系统地联系起来，从中暴露出自身的不足，以待改 进。有时候，一个人的力量是有限的，合众人智慧，我相信我们的作品会 更完美！1 机械设计基础实训教程业出版社2003.3参考文献主编：蔡广新北京：机械工2 机械零件课程设计手册主编：吴宗泽等北京：高等教育出版社 1992.33 机械零件课程设计主编：汤慧瑾北京：高等教育出版社 1990.54 机械零件学指南与课程设计主编：张绍甫等北京：机械工业出版社 1996.35 机械设计课程设计主编：孙岩等北京：北京理工大学出版社 2007.36 机械设计基础（第二版）主编：陈立德北京：高等教育出版社2004.7