我國生產製造的帶式輸送機的品種、類型較多。在「八五」期間,通過國家一條龍「日產萬噸綜采設備」項目的實施,帶式輸送機的技術水平有了很大提高,煤礦井下用大功率、長距離帶式輸送機的關鍵技術研究和新產呂開發都取得了很大的進步。如大傾角長距離帶式輸送機成套設備、高產高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機等均填補了國內空白,並對帶式輸送機的減低關鍵技術及其主要元部件進行了理論研究和產品開發,研製成功了多種軟起動和制動裝置以及以PLC為核心的可編程電控裝置,驅動系統採用調速型液力偶合器和行星齒輪減速器。大型皮帶式輸送機的關鍵核心技術上的差距⑴皮帶式輸送機動態分析與監測技術 長距離、大功率帶式輸送機的技術關鍵是動態設計與監測,它是制約大型帶式輸送機發展的核心技術。目前我國用剛性理論來分析研究皮帶式輸送機並制訂計算方法和設計規范,設計中對輸送帶使用了很高的安全系統(一般取n=10左右),與實際情況相差很遠。實際上輸送帶是粘彈性體,長距離帶式輸送機其輸送帶對驅動裝置的起、制動力的動態響應是一個非常復雜的過程,而不能簡單地用剛體力學來解釋和計算。已開發了帶式輸送機動態設計方法和應用軟體,在大型輸送機上對輸送機的動張力進行動態分析與動態監測,降低輸送帶的安全系統,大大延長使用壽命,確保了輸送機運行的可靠性,從而使大型帶式輸送機的設計達到了最高水平(輸送帶安全系數n=5~6),並使輸送機的設備成本尤其是輸送帶成本大為降低。www.jinbo999.cn
⑵ 機械設計課程設計帶式運輸機傳動裝置的設計
給你做個參考
一、前言
(一)
設計目的:
通過本課程設計將學過的基礎理論知識進行綜合應用,培養結構設計,計算能力,熟悉一般的機械裝置設計過程。
(二)
傳動方案的分析
機器一般是由原動機、傳動裝置和工作裝置組成。傳動裝置是用來傳遞原動機的運動和動力、變換其運動形式以滿足工作裝置的需要,是機器的重要組成部分。傳動裝置是否合理將直接影響機器的工作性能、重量和成本。合理的傳動方案除滿足工作裝置的功能外,還要求結構簡單、製造方便、成本低廉、傳動效率高和使用維護方便。
本設計中原動機為電動機,工作機為皮帶輸送機。傳動方案採用了兩級傳動,第一級傳動為帶傳動,第二級傳動為單級直齒圓柱齒輪減速器。
帶傳動承載能力較低,在傳遞相同轉矩時,結構尺寸較其他形式大,但有過載保護的優點,還可緩和沖擊和振動,故布置在傳動的高速級,以降低傳遞的轉矩,減小帶傳動的結構尺寸。
齒輪傳動的傳動效率高,適用的功率和速度范圍廣,使用壽命較長,是現代機器中應用最為廣泛的機構之一。本設計採用的是單級直齒輪傳動。
減速器的箱體採用水平剖分式結構,用HT200灰鑄鐵鑄造而成。
二、傳動系統的參數設計
原始數據:運輸帶的工作拉力F=0.2 KN;帶速V=2.0m/s;滾筒直徑D=400mm(滾筒效率為0.96)。
工作條件:預定使用壽命8年,工作為二班工作制,載荷輕。
工作環境:室內灰塵較大,環境最高溫度35°。
動力來源:電力,三相交流380/220伏。
1
、電動機選擇
(1)、電動機類型的選擇: Y系列三相非同步電動機
(2)、電動機功率選擇:
①傳動裝置的總效率:
=0.98×0.99 ×0.96×0.99×0.96
②工作機所需的輸入功率:
因為 F=0.2 KN=0.2 KN= 1908N
=FV/1000η
=1908×2/1000×0.96
=3.975KW
③電動機的輸出功率:
=3.975/0.87=4.488KW
使電動機的額定功率P =(1~1.3)P ,由查表得電動機的額定功率P = 5.5KW 。
⑶、確定電動機轉速:
計算滾筒工作轉速:
=(60×v)/(2π×D/2)
=(60×2)/(2π×0.2)
=96r/min
由推薦的傳動比合理范圍,取圓柱齒輪傳動一級減速器傳動比范圍I』 =3~6。取V帶傳動比I』 =2~4,則總傳動比理時范圍為I』 =6~24。故電動機轉速的可選范圍為n』 =(6~24)×96=576~2304r/min
⑷、確定電動機型號
根據以上計算在這個范圍內電動機的同步轉速有1000r/min和1500r/min,綜合考慮電動機和傳動裝置的情況,同時也要降低電動機的重量和成本,最終可確定同步轉速為1500r/min ,根據所需的額定功率及同步轉速確定電動機的型號為Y132S-4 ,滿載轉速 1440r/min 。
其主要性能:額定功率:5.5KW,滿載轉速1440r/min,額定轉矩2.2,質量68kg。
2 、計算總傳動比及分配各級的傳動比
(1)、總傳動比:i =1440/96=15
(2)、分配各級傳動比:
根據指導書,取齒輪i =5(單級減速器i=3~6合理)
=15/5=3
3 、運動參數及動力參數計算
⑴、計算各軸轉速(r/min)
=960r/min
=1440/3=480(r/min)
=480/5=96(r/min)
⑵計算各軸的功率(KW)
電動機的額定功率Pm=5.5KW
所以
P =5.5×0.98×0.99=4.354KW
=4.354×0.99×0.96 =4.138KW
=4.138×0.99×0.99=4.056KW
⑶計算各軸扭矩(N•mm)
TI=9550×PI/nI=9550×4.354/480=86.63N•m
=9550×4.138/96 =411.645N•m
=9550×4.056/96 =403.486N•m
三、傳動零件的設計計算
(一)齒輪傳動的設計計算
(1)選擇齒輪材料及精度等級
考慮減速器傳遞功率不大,所以齒輪採用軟齒面。小齒輪選用40Cr調質,齒面硬度為240~260HBS。大齒輪選用45#鋼,調質,齒面硬度220HBS;根據指導書選7級精度。齒面精糙度R ≤1.6~3.2μm
(2)確定有關參數和系數如下:
傳動比i
取小齒輪齒數Z =20。則大齒輪齒數:
=5×20=100 ,所以取Z
實際傳動比
i =101/20=5.05
傳動比誤差:(i -i)/I=(5.05-5)/5=1%<2.5% 可用
齒數比: u=i
取模數:m=3 ;齒頂高系數h =1;徑向間隙系數c =0.25;壓力角 =20°;
則 h *m=3,h )m=3.75
h=(2 h )m=6.75,c= c
分度圓直徑:d =×20mm=60mm
d =3×101mm=303mm
由指導書取 φ
齒寬: b=φ =0.9×60mm=54mm
=60mm ,
b
齒頂圓直徑:d )=66,
d
齒根圓直徑:d )=52.5,
d )=295.5
基圓直徑:
d cos =56.38,
d cos =284.73
(3)計算齒輪傳動的中心矩a:
a=m/2(Z )=3/2(20+101)=181.5mm 液壓絞車≈182mm
(二)軸的設計計算
1 、輸入軸的設計計算
⑴、按扭矩初算軸徑
選用45#調質,硬度217~255HBS
根據指導書並查表,取c=110
所以 d≥110 (4.354/480) 1/3mm=22.941mm
d=22.941×(1+5%)mm=24.08mm
∴選d=25mm
⑵、軸的結構設計
①軸上零件的定位,固定和裝配
單級減速器中可將齒輪安排在箱體中央,相對兩軸承對稱分布,齒輪左面由軸肩定位,右面用套筒軸向固定,聯接以平鍵作過渡配合固定,兩軸承分別以軸肩和大筒定位,則採用過渡配合固定
②確定軸各段直徑和長度
Ⅰ段:d =25mm
, L =(1.5~3)d ,所以長度取L
∵h=2c
c=1.5mm
+2h=25+2×2×1.5=31mm
考慮齒輪端面和箱體內壁,軸承端面和箱體內壁應有一定距離。取套筒長為20mm,通過密封蓋軸段長應根據密封蓋的寬度,並考慮聯軸器和箱體外壁應有一定矩離而定,為此,取該段長為55mm,安裝齒輪段長度應比輪轂寬度小2mm,故II段長:
L =(2+20+55)=77mm
III段直徑:
初選用30207型角接觸球軸承,其內徑d為35mm,外徑D為72mm,寬度T為18.25mm.
=d=35mm,L =T=18.25mm,取L
Ⅳ段直徑:
由手冊得:c=1.5
h=2c=2×1.5=3mm
此段左面的滾動軸承的定位軸肩考慮,應便於軸承的拆卸,應按標准查取由手冊得安裝尺寸h=3.該段直徑應取:d =(35+3×2)=41mm
因此將Ⅳ段設計成階梯形,左段直徑為41mm
+2h=35+2×3=41mm
長度與右面的套筒相同,即L
Ⅴ段直徑:d =50mm. ,長度L =60mm
取L
由上述軸各段長度可算得軸支承跨距L=80mm
Ⅵ段直徑:d =41mm, L
Ⅶ段直徑:d =35mm, L <L3,取L
2 、輸出軸的設計計算
⑴、按扭矩初算軸徑
選用45#調質鋼,硬度(217~255HBS)
根據課本P235頁式(10-2),表(10-2)取c=110
=110× (2.168/76.4) =38.57mm
考慮有鍵槽,將直徑增大5%,則
d=38.57×(1+5%)mm=40.4985mm
∴取d=42mm
⑵、軸的結構設計
①軸的零件定位,固定和裝配
單級減速器中,可以將齒輪安排在箱體中央,相對兩軸承對稱分布,齒輪左面用軸肩定位,右面用套筒軸向定位,周向定位採用鍵和過渡配合,兩軸承分別以軸承肩和套筒定位,周向定位則用過渡配合或過盈配合,軸呈階狀,左軸承從左面裝入,齒輪套筒,右軸承和皮帶輪依次從右面裝入。
②確定軸的各段直徑和長度
初選30211型角接球軸承,其內徑d為55mm,外徑D=100mm,寬度T為22.755mm。考慮齒輪端面和箱體內壁,軸承端面與箱體內壁應有一定矩離,則取套筒長為20mm,則該段長42.755mm,安裝齒輪段長度為輪轂寬度為2mm。
則 d =42mm L = 50mm
L = 55mm
L = 60mm
L = 68mm
L =55mm
L
四、滾動軸承的選擇
1 、計算輸入軸承
選用30207型角接觸球軸承,其內徑d為35mm,外徑D為72mm,寬度T為18.25mm.
2 、計算輸出軸承
選30211型角接球軸承,其內徑d為55mm,外徑D=100mm,寬度T為22.755mm
五、鍵聯接的選擇
1 、輸出軸與帶輪聯接採用平鍵聯接
鍵的類型及其尺寸選擇:
帶輪傳動要求帶輪與軸的對中性好,故選擇C型平鍵聯接。
根據軸徑d =42mm ,L =65mm
查手冊得,選用C型平鍵,得: 卷揚機
裝配圖中22號零件選用GB1096-79系列的鍵12×56
則查得:鍵寬b=12,鍵高h=8,因軸長L =65,故取鍵長L=56
2 、輸出軸與齒輪聯接用平鍵聯接
=60mm,L
查手冊得,選用C型平鍵,得:
裝配圖中 赫格隆36號零件選用GB1096-79系列的鍵18×45
則查得:鍵寬b=18,鍵高h=11,因軸長L =53,故取鍵長L=45
3 、輸入軸與帶輪聯接採用平鍵聯接 =25mm L
查手冊
選A型平鍵,得:
裝配圖中29號零件選用GB1096-79系列的鍵8×50
則查得:鍵寬b=8,鍵高h=7,因軸長L =62,故取鍵長L=50
4 、輸出軸與齒輪聯接用平鍵聯接
=50mm
L
查手冊
選A型平鍵,得:
裝配圖中26號零件選用GB1096-79系列的鍵14×49
則查得:鍵寬b=14,鍵高h=9,因軸長L =60,故取鍵長L=49
六、箱體、箱蓋主要尺寸計算
箱體採用水平剖分式結構,採用HT200灰鑄鐵鑄造而成。箱體主要尺寸計算如下:
七、軸承端蓋
主要尺寸計算
軸承端蓋:HT150 d3=8
n=6 b=10
八、減速器的
減速器的附件的設計
1
、擋圈 :GB886-86
查得:內徑d=55,外徑D=65,擋圈厚H=5,右肩軸直徑D1≥58
2
、油標 :M12:d =6,h=28,a=10,b=6,c=4,D=20,D
3
、角螺塞
M18
×
1.5 :JB/ZQ4450-86
九、
設計參考資料目錄
1、吳宗澤、羅聖國主編.機械設計課程設計手冊.北京:高等教育出版社,1999.6
2、解蘭昌等編著.緊密儀器儀表機構設計.杭州:浙江大學出版社,1997.11