机械传动系统设计实例

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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，

2、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=5×2.5=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

3、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

4、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/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=13.83

5、kW。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

6、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=9.55×106×14.4/456.5=301.25×103N·mm。四、

7、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

8、功率Ped=15KW,转速nⅠ=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