同步带及输送带设计【三维SW】
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目 录
第1章 总体设计要点和设计要求 1
1.1设计数据 1
1.2工作条件及要求 1
第2章 同步带传动件的设计计算 2
2.1选择电动机 2
2.2计算各轴转速、功率、转矩 3
2.2.1计算各轴转速 3
2.2.2计算各轴功率 3
2.2.3计算各轴转矩 3
2.3同步带及同步带轮的设计计算 3
2.3.1选择材料 3
2.3.2确定传动件的主要参数并计算几何尺寸 4
2.4数据整理 6
2.5输送带的选择 6
第3章 轴的校核计算 7
3.1轴的校核 7
第4章 轴承的校核计算 10
4.1轴承的校核 10
第5章 键的选择和校核 11
5.1选择键连接的类型和尺寸 11
5.2校核键的连接强度 11
第6章 总结 12
参考文献 13
摘要
带式输送机是现代运输物料设备中不可缺少的设备之一,以结构简单、操作方便、便于维修、动力资源耗损少、运行可靠、通用性强等优点。随着科技的发展,带式输送机也朝着更远距离,更高带速,更大运量的方向发展。但是,对于轻载定比传动而言,同步带传动是最初采用的。随着强力层所采用材料的发展,加之对齿形的进一步改进,现在,同步带已广泛应用于各种工业领域的运动和动力传递。传动带传动与V带,平带相比,它具有很多优点。如:传动精确,传动效率高,传动大、载动范围大,传动速度高,结构紧凑,冲击小、传动平稳,噪声小等有点。对于输送带来说,输送带是输送系统的关键设备,它的安全稳定运行直接影响到生产作业。输送带的跑偏是带式输送机的最常见故障,对其及时准确的处理是其安全稳定运行的保障。不同材质的输送带有不同的优缺点,如:高效性,高承载性,误差性小,安全性高。在使用的过程中可根据使用的场合来决定。有时对于输送带使用的过程中要求产生跳动少的情况,可以使用PVG输送带,其过滚筒性好。
关键词 同步带 输送带 滚筒
第1章 总体设计要点和设计要求
1-调速电动机 2-同步带 3-卷筒 4-输送带及机架
1.1设计数据
F= 2000 N, V= 1.4 m/s, D= 250 mm。
D
1.2工作条件及要求
1.工作情况:两班制,连续单向转动,
载荷平稳;
2.工作环境:室内,无灰尘;
3.工作年限:8年,大修期4年;
4.生产批量:小批量生产。
第2章 同步带传动件的设计计算
2.1选择电动机
1类型和结构的选择
三相交流异步电动机的结构简单、价格低廉、维护方便,但一般应用于工业。
Y系列电动机是一般用途的全封闭式自扇冷式三相异步电动机,具有效率高、性能好、噪声低、振动小等优点,适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体和无特殊要求的机器上,如风机、输送机、搅拌机、农业机械和食品机械等。
选用Y系列电动机作为带式输送机的电机。
2功率的确定
电机的容量选择是否合适,对电动机的工作和经济性都有影响。当容量小于工作要求时,电动机不能保证工作机的正常工作,或使电动机因长时间过载而过早损坏;若容量过大,则电动机价格高,能力不能充分利用,而且因为经常不在满载运行,其效率和功率因数较低,造成浪费。
故工作机所需工作效率,查表可知,同步带的机械效率为,卷筒的机械效率为,故总机械效率为,所需电机输出功率。
因为所选电动机的额定功率应稍大于(或等于)所需的电动机功率。
3转速的确定
卷筒为工作轴,则转速,故同步转速为1500r/min。所以查表可知,电动机型号的选择为Y100L1-4型,,额定转矩为2.2kw,满载转速为1420r/min。
2.2计算各轴转速、功率、转矩
2.2.1计算各轴转速
主动轴的转速 ,
从动轴的转速;
2.2.2计算各轴功率
主动轴的功率
从动轴的功率;
2.2.3计算各轴转矩
主动轴的转矩,
从动轴的转矩。
2.3同步带及同步带轮的设计计算
2.3.1选择材料
同步带的齿形和材料在整个发展过程中出现了很多类型,在本次课设中,我们所选用的材料为氢化丁橡胶,齿形为梯形。
2.3.2确定传动件的主要参数并计算几何尺寸
1确定同步带传动的设计功率
查表可知,载荷修正系数,故设计功率。
2确定带的型号和节距
可根据同步带传动的设计功率和小带轮转速n、由同步带选型图中来确定所需要采用的带的型号和节距。所以带的型号选用H型,对应节距为。
3选择带轮齿数
有小带轮转速和H型带,查表得小带轮最小许用齿数,又根据查表可知,,所以,则大带轮齿数。
4确定带轮节圆直径
小带轮节圆直径;
大带轮节圆直径。
5确定带速
又因为带速,所以带速v合格。
6初定中心距
所以。
7初定带的节线长度及其齿数
又查表可知,。
8实际中心距
由于中心距可调整,所以。
9确定带宽
由带长和其齿数查表可知,带宽。
10确定小带轮啮合齿数
故,小带轮啮合齿数合格。
11作用在轴上的力
12校核
基准额定功率
查表可知,许用工作拉力,单位长度质量,故:
。
所以,所选参数合格。
2.4数据整理
带:选用H型号同步带,齿形为梯形,
带轮:。
2.5输送带的选择
由于此次设计的骨架是整体编制结构,抗撕裂、抗冲击性能好,易清扫,可满足长距离输送机的设计要求,且由于带体轻,所需的驱动功率小,又可用于机械的连接,所以我们的输送带选择橡胶面整芯输送带,即PVG带。
骨架的长为560mm,宽为480mm,高为587mm;输送带长为1150mm。
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第3章 轴的校核计算
3.1轴的校核
轴的材料选用45钢,热处理方式为调质,故查表可知,许用应力。
故,弯矩图和扭转图如下图所示:
图1-1弯矩图
图1-2扭矩图
各段轴的强度校核如下:
A点 轴的抗扭截面系数,轴的抗弯截面系数
所以,扭转切应力,弯曲应力
又根据第三强度理论校核可知,
,
式中,由扭转切应力为对称循环变应力可知,取。
B点 轴的抗弯截面系数。
所以,弯曲应力。
C点 轴的抗弯截面系数。
所以,弯曲应力。
故,三段轴均满足强度要求。
第4章 轴承的校核计算
4.1轴承的校核
考虑轴受力较小且主要是径向力,故选用深沟球轴承。所以根据查手册可选6005四个,基本额定动载荷。
圆周力即作用在轴上的力;所以两轴承承受纯径向载荷。
根据查表可得,,又因为是球轴承,所以,故
;
预期寿命为:8年,两班制,所以
即,轴承选用合格。
第5章 键的选择和校核
5.1选择键连接的类型和尺寸
选用平键链接,由于带轮在轴端,故选用单圆头普通平键(C型)。
由于轴的直径,所以查表可得,键的截面尺寸为:宽度,高度。因为键的长度比轮毂要小,根据轮毂的长度以及参考键的长度系列,取键的长度为。
5.2校核键的连接强度
键的材料为钢,由表可查,许用挤压应力,取平均值,。键的工作长度,所以,
,
所以选用的键合适,为:单元头普通平键 键C。
第6章 总结
本次课设是我们在大学期间的最后一次课设,而这一次课设所需要的知识也比较广泛,综合性也较强,也是为我们毕业设计做了一些准备,提前熟悉一下步骤,培养如何查资料等一些能力。
此次课设,我们分了几个组,每组基本都是4人左右,我们组做的是同步带与输送带方面的设计,在此过程中,我们不只局限于设计,还有我们的动手能力,我们在一边设计一边拆装,能够更好的了解和认识其构造及组成。所以这一次课设,主要培养了我们理论联系实际的设计理念,训练综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力,巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。
当然,也提高了我们动手查阅和使用标准、规范的手册和图册及相关的技术资料的能力及计算、绘图、数据处理等设计方面的能力。通过对简单的机械设计,使我们掌握了一定的机械设计的程序和方法,同时树立正确的工程设计思想,培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。更重要的是,这次课设也为我们即将到来的毕业设计做了准备,让我们提前了解了一些步骤及思路。
参考文献
[1] 卢松峰.机械设计课程设计手册.北京.中央广播电视大学出版.1998.7
[2] 陈国立,吴立言.机械设计.北京.高等教育出版社.2013.5
[3] 陈铁鸣.机械设计课程设计图册.北京.高等教育出版社.2009.4
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