机械传动系统设计实例资料

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1、机械传动系统设计实例设计题目:V带——单级斜齿圆柱齿轮传动设计｡某带式输送机的驱动卷筒采用如图14-5所示的传动方案｡已知输送物料为原煤,输送机室内工作,单向输送､运转平稳｡两班制工作,每年工作300天,使用期限8年,大修期3年｡环境有灰尘,电源为三相交流,电压380V｡驱动卷筒直径350mm,卷筒效率0.96｡输送带拉力5kN,速度2.5m/s,速度允差±5%｡传动尺寸无严格限制,中小批量生产｡该带式输送机传动系统的设计计算如下:一、电动机选择1．电动机类型选择按工作要求和条件,选用三相笼型异步电动机,封闭式结构,电压380V,Y型｡2．电动机容量选择工作机所需工作功率P工作=FV=5×2.

2、5=12.5kW,所需电动机输出功率为Pd=P工作/η总电动机至输送带的传动总效率为:η总=ηV带×η2轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒查表16—3取带传动和齿轮传动的传动效率分别为0.96和0.97,取联轴器效率0.99,参照式(16—3)取轴承效率0.99,可求得η总=0.96×0.992×0.97×0.99×0.96=0.867,故所需电动机输出功率Pd=P工作/η总=12.5/0.867=14.41kW｡3．确定电动机转速卷筒轴工作转速为nw=60×1000V/(πD)=60×1000×2.5/(π×350)≈136.4r/min,按表[16-1]推荐的传动比合理范围,iV=2~4,i齿

3、轮=3~7,故i总=6~28,故电动机转速的可选范围为:nd=nw×i总=(6~28)×136.4=818.4~3819.2r/min｡根据容量和转速要求,从有关手册或资料选定电动机型号为Y180L-6,其额定功率15kW,同步转速1000r/min,满载转速970r/min｡一、传动系统总传动比计算与分配1．总传动比计算根据电动机满载转速和工作机主动转速求总传动比:i总=n电动机/nw=970/136.4=7.11｡2．总传动比分配为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取iV=2.1,则斜齿轮传动比i齿轮=7.11/2.1=3.386｡二、传动系统的运动和动力参数计算1．各轴输入转速nⅠ=n电机

4、/iV带=970/2.1=462r/min,nⅡ=n电机/i总=970/7.11≈136.4r/min｡2．各轴输入功率PⅠ=Ped*ηV带=15×0.96=14.4kW,PⅡ=PⅠ×η轴承×η齿轮=14.4×0.99×0.97=13.83kW｡3.各轴输入转矩TⅠ=9.55×106PⅠ/nⅠ=9.55×106×14.4/462=297.66×103N·mm,TⅡ=9.55×106PⅡ/nⅡ=9.55×106×13.83/136.4=968.3971.15×103N·mm｡*注:此处以额定功率为依据,可保证系统在电动机最大输出情况下的工作能力｡有些教材以计算所得的实际输出功率为依据,则保证的是

5、系统在目前工作机环境中的工作能力｡三、带传动设计计算见例9-1｡见下设计后带传动实际传动比iV带=425/200=2.125>2.1,使轴Ⅰ转速nⅠ略有降低,误差小于5%｡若保持斜齿轮传动比i齿轮=3.386,则输送带速度下降幅度在允许范围内;也可在保证总传动比不变的前提下重新分配传动比,则输送带速度满足2.5m/s｡本章采用设计后所得到的带传动的实际传动比:iV=2.125,修正斜齿轮传动比i齿轮=7.11/2.125=3.35,此时,重新计算轴Ⅰ的输入转速和转矩(其他参数不变):nⅠ=n电机/iV带=970/2.125=456.5r/min,TⅠ=9.55×106PⅠ/nⅠ=9.55×10

6、6×14.4/456.5=301.25×103N·mm｡四、斜齿轮传动设计计算见例6-3｡见下五、轴的设计计算低速轴设计计算见例14-1｡见下六、滚动轴承的校核计算从例14-1的轴系受力分析知,低速轴两轴承处的合成(水平和垂直两平面)径向支反力分别为:N,N,两处径向支反力方向不同,不在同一平面内｡低速轴滚动轴承设计计算见例12-3[例题中只涉及到力的数值计算]｡见下一、平键连接的选择和计算大齿轮与轴的键连接设计计算见例11—2｡见下二、联轴器的选择计算见例15-1｡见下十､箱体及其附件设计计算例9-1试设计某带式输送机传动系统的V带传动,已知三相异步电动机的额定功率Ped=15KW,转速nⅠ

7、=970r/min,传动比i=2.1,两班制工作｡[解](1)选择普通V带型号由表9-5查得KA=1.2,由式(9-10)得Pc=KAPed=1.2×15=18KW,由图9-7选用B型V带｡(2)确定带轮基准直径d1和d2由表9-2取d1=200mm,由式(9-6)得mm,由表9-2取d2=425mm｡(3)验算带速由式(9-12)得m/s,介于5~25m/s范围内,合适｡(4)确定带长和中心距a