带式运输机电动滚筒的设计说明书.doc

摘要
带式输送机自从发明至今已有一百五十年的历史,仍然被广泛的应用于生产、生活中,被广泛使用在石油、化工、塑料、橡胶、食品、建材、包装、纺织、造纸、轻工、立体停车库和流水线等机械设备领域中。
通过本毕业设计将学过的基础理论知识进行综合应用,培养结构设计,计算能力,了解减速器的结构设计的步骤及参数选择的原则,熟悉减速器传动的基本原理,熟悉并掌握一套完整的机械传动装置的设计过程。
了解减速器的参数数据的选择原则对传动装置效率的影响。
由于减速器的结构简单实用,被广泛应用于各行各业中,因此,减速器的使用还有很好的前景。
通过本毕业设计,了解减速器的结构设计的步骤及参数选择的原则,熟悉减速器传动的基本原理,并设计了一套完整的电动滚筒传动装置。
关键词:带式输送机;减速器设计;主要部件
前言
随着科学技术的迅速发展,市场竞争日趋激烈,在机械制造中,运输工业已成为国民经济支柱产业之一,其在国民经济中所占比重和作用越来越重要,世界各国经济发展历程证明了这一点。改革开放以来,随着市场经济的发展,商品流通的增加,物质的不断丰富,生活水平的提高,人们在追求商品外在质量提高的同时,主要还是追求商品内在质量提高,保证内在质量就需要快速的运输来实现。近年来人们的消费需求的扩大,运输工业随之迅速发展,在我国国民生产总值中已占到10%以上,与经济发达国家的差距正在逐步缩小。
运输机械在运输工业中的地位十分重要,对运输工业现代化具有举足轻重的作用。它可以提高劳动生产率,改善生产环境,降低生产成本,减少环境污染,增加产品质量,提高产品的档次,增加附加值从而增加市场竞争力,带来更大的社会效益和经济效益。
我国的运输机械发展起步与20世纪40年代末,从改革开放前少数几种水平落后的单机起,到70年代,在借鉴进口设备和技术的基础上,运输机械的生产发生了一个巨大的变化,大量填补国内空白的运输机械问世,品种规格不断增加,出现了大量专业的运输机械生产企业,形成了一批专业化生产的骨干企业。许多研究机构着手研究运输机械,大专院校也纷纷设立运输专业,先后成立了全国性的协会,学会,标准化机构,出版了各种专业期刊,形成了一个独立的运输行业部门,也是原机械工业部管理的14个大行业之一。进入20世纪80年代,除继续增加新品种外。在产品的技术水平和内在质量、性能等方面有了很大进步,从注重数量向注重质量和性能方面发展,产品的技术水平与国外先进水平的差距在缩小。
本课题是联系生产实际的课题。
目前,带式输送机已广泛应用于工农业生产的各个角落,如化工、建材、矿山开采,车站、码头以及农产品贮运等,操作方便、运输距离比较长。随着机械化和综合机械化采煤工作面产量的不断提高,带式输送机已经逐渐成为煤矿生产中的一种主要输送设备。
电动滚筒是带式输送机的一个重要动力部件,就冷却形式而言有油冷式、油浸式及风冷式等,就减速形式而言有齿轮减速式及摆线针轮式等,就电动机的安装位置而言有内置式和外置式等。目前应用较多的是齿轮减速、内置、油冷式电动滚筒,特别是对于小型和微型电动滚筒来说,这种电动滚筒更具有不可替代的地位。但是,齿轮减速油冷式电动滚筒承载能力较差、传动效率低,右法兰轴结构复杂、工艺性较差。因此,拟采用活齿减速技术方案对其进行改进设计。
活齿波动传动是用来传递两同轴间回转运动的一种新型传动形式,这与电动滚筒的传动方式完全吻合。它由激波器V、中心轮K、活齿架H及一组活齿组成,工作时,激波器周期性地推动活齿,这些活齿与中心轮齿廓的啮合点形成了蛇腹蠕动式的切向波,从而与中心轮形成连续的驱动关系。活齿传动具有结构紧凑、体积小、承载能力大、传动效率高、基本构件的工艺性好等优点,所以一出现就引起了人们极大的兴趣。
1、系统传动方案设计和运动学及动力学参数设计计算
1.1系统传动方案设计
组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。
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。
确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,故采用刚性联轴器联结电机与减速器。 其传动方案如下:
1-电机 2-联轴器 3-减速器 4-联轴器 5-滚筒
图1-1 带式输送机总体方案布局图
1.2 系统运动学及动力学参数设计计算
1.2.1 选择电动机
电动机类型的选择: Y系列三相异步电动机
电动机功率选择:
η1—联轴器的传动效率:0.99
η2—每对轴承的传动效率:0.99
η3—圆柱直齿轮的传动效率:0.96
η4—滚筒与传送带之间的传动效率:0.96
传动装置的总效率:
η=η12×η24×η32×η4
=0.992×0.994×0.962×0.96
≈0.83
电机所需的工作功率:
==6KW
确定电动机转速:
计算滚筒工作转速:
n滚筒===76.43r/min
查《机械设计手册》P18-4表18.1-1得二级圆柱齿轮减速器传动比i=8~60,故电动机转速的可选范围是:
n电=n滚筒×i=(8~60)×76.43r/min=611.44~4585.8 r/min
根据容量和转速,由有关手册查出有三种适用的电动机型号,因此有2种传动比方案如下:
表1-1 电机型号
方案
电动机型号
额定功率
KW
额定转速
r/min
重 量
Kg
总传动比
1
Y132S1-2
6.5
2900
67
22.31
2
Y132S-4
6.5
845
68
11.08
图1-2 电机安装及外形尺寸
表1-2电机外形尺寸
型号
A
B
C
D
E
F
G
H
K
AB
AC
AD
HD
BB
L
Y132M-4
216
140
89
38
80
10
33
132
12
280
275
210
315
200
475
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和减速器的传动比,可见第二方案比较适合。因此选定电动机型号为Y132S-4。
1.2.2 总传动比并分配传动
总传动比 ==11.08
分配传动比: i1=(1.3~1.5)i2,经计算i1=(3.79~4.08),取i1=4,计算得i2=2.77
I1为高速级传动比,i2为低速级传动比。
1.2.3 各轴功率、转速、转矩计算
将传动装置各轴由高速到低速依次定为1轴、2轴、3轴、4轴;η01,η12,η23,η34依次为电机与轴1,轴1与轴2,轴2与轴3,轴3与轴4之间的传动效率。
各轴转速:=845 r/min
==211.25r/min
==76.43r/min
=129.96 r/min
各轴输入功率:P1=P电·η01= 6×0.99=5.94KW η01=η1
P2=P1·η12= 5.94×0.99×0.96=5.82KW η12=η2η3
P3=P2·η23= 5.82×0.99×0.96=5.53KW η23=η2η3
P4=P3·η34= 5.53×0.99×0.99=5.42KW η34=η1η2
各轴输入转矩:=67.8N·m