机械毕业设计（论文）-链式输送机传动装置设计（全套图纸） .pdf

- 毕业 任务书 一、题目 机械设计制造及其自动化 二、指导思想和目的要求 毕业设计是学生在校期间进行最后一次理论结合实际的较全面和基本 的训练，是对几年来所学知识的系统运用和检验，也是走向工作岗位之前的 最后一次的过渡性练兵。 通过这次毕业设计要求达到以下基本目的： 1）巩固、加强、扩大和提高以往所学的有关基础理论和专业知识。 2） 培养学生综合运用所学的知识以解决实际工程问题的独立工作能力， 并初步掌握机械装备或部件设计的思想、设计程序、设计原则、步骤和 方法。 3）培养学生使用有关设计规范、手册、参考文献以及分析计算、绘图 和编写设计说明书等项能力的基本技能训练。 对本次毕业设计的基本要求是： 设计者必须充分重视和熟悉原始资料，明确设计任务，在学习和参考他 人经验的基础上，发挥独立思考能力，创造性地完成设计任务；合理利 用标准零件和标准部件，非标准件应满足工艺性好、操作方便、使用安 全等要求，降低成本提高效益；绘制图纸应符合国家标准，各项技术要 求和尺寸标注应符合规范，说明书论述要充分，层次清楚，文字简洁， 计算步骤正确。 三、主要技术指标 输送链的牵引力 f/kn： f=8kn 设计 论文 输送链的速度 v/(m/s)： v=0.5m/s 输送链链轮的节圆直径 d/mm d=399mm 设计工作量： 设计说明书 1 份 减速器装配图 1 张 零件工作图 13 张 工作条件： 连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期 10 年（每年 300 个工作日） ，两班制工作，输送机工作轴转速允许误差为 5% ，链板式输 送机的传送效率为 0.95。 四、进度和要求 1. 熟悉题目背景、查阅相关资料、复习有关知识；查找与课题相关的英文 资料并翻译成中文；完成开题报告。 寒假 2. 确定主要技术参数：进行参数计算，确定原动机型号； 第 1- 2 周 3. 绘制装配草图，并对重要零件（如轴、轴承等）进行工作能力校核； 第 3- 5 周 4. 绘制传动部件装配图； 第 6- 8 周 5. 绘制非标准件零件图； 第 9- 11 周 6. 撰写说明书初稿； 第 12- 13 周 7. 修改说明书，准备答辩。 第 14 周 五、主要参考书及参考资料 1陈作模.机械原理m.高等教育出版社,2011. 2刘鸿义.材料力学m.第四版.上海科学技术出版社,2009. 3吴宗泽.机械设计d.高等教育出版社,2011. 4赵康.机械设计课程设计手册d.华中科技大学出版社,2005. 5刘朝儒.机械制图j.高等教育出版社,2007. 6徐学林.互换性与测量技术基础d.湖南大学出版社,2012. 7张建中.机械设计基础m.中国矿业大学出版社,2011. 8邓方英.金属工艺学m.高等教育出版社,2006. 9刘兴.金属学与热处理原理m.哈尔滨工业大学出社,2013. iv 摘要 齿轮传动是应用极为广泛和特别重要的一种机械传动形式， 它可以用来在 空间的任意轴之间传递运动和动力， 目前齿轮传动装置正逐步向小型化， 高速化， 低噪声高可靠性和硬齿面技术方向发展，齿轮传动具有传动平稳可靠，传动效率 高（一般可以达到94%以上，精度较高的圆柱齿轮副可以达到99%） ，传递功率范 围广 （从仪表中齿轮微小功率的传动到大型动力机械几万千瓦功率的传动）速度 范围广（齿轮的圆周速度可以从0.1m/s 到200m/s 或高，转速可以从1r/min 到 20000r/min 或更高） ，结构紧凑，维护方便等优点。因此，它在各种机械设备和 仪器仪表中被广泛使用。 本文设计的就是一种典型的二级锥齿轮圆柱直齿轮减速 器的传动装置。其中小齿轮材料为40cr（调质） ，硬度约为240hbs，大齿轮材料 为45钢（调质） ，硬度约为215hbs，齿轮精度等级为8级。轴、轴承、键均选用钢 质材料。 关键词：链式输送机；锥齿轮；轴、轴承； 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 v abstract gear is a wide range of applications, and a particularly important form of mechanical transmission, which can be used for any axis in space to pass between the movement and power, is currently gearing gradually to small, high- speed, low noise, high reliability hardened technical direction and development of stable and reliable gear with the transmission, high transmission efficiency (typically up to 94% and high precision cylindrical gear up to 99%), transmission power range (from the meter gear small power transmission to large machinery and tens of thousands of kilowatts of power transmission) speed range (speed of the circumference of gear from 0.1m / s to 200m / s or higher, the rotational speed or higher from 1r/min to 20000r/min ), compact, and easy maintenance. therefore, it is in a variety of mechanical equipment and instrumentation is widely used. this is a typical design of a cylindrical gear reducer gear. one small gear material 40cr (quenched), the hardness is about 240hbs, gear material is 45 steel (quenched and tempered), hardness of about 215hbs, gear accuracy grade 8 level. shafts, bearings, keys are made of steel material. key words: reducer; gear; shafts, bearings; key; coupling vi 目目 录录 第一章第一章 绪论绪论 6 1.1 分析和拟定传动方案6 1.2 方案的确定及优缺点分析7 第二章第二章 电动机的选择与传动比的分配电动机的选择与传动比的分配 7 2.1 电动机的选择计算7 2.2 计算传动装置的总传动比 i 并分配传动比8 2.3 计算传动装置各轴的运动和动力参数8 第三章第三章 链传动的设计计算链传动的设计计算 9 3.1 选择链轮齿数9 3.2 确定计算功率9 3.3 确定链条型号和节距，初定中心距 a0，取定链节数 lp10 3.4 求作用在轴上的力10 3.5 选择润滑方式10 第四章第四章 齿轮的设计计算齿轮的设计计算 10 4.1 圆柱斜齿轮的设计 11 4.2 锥齿轮的设计 14 第五章第五章 轴的设计计算与校核轴的设计计算与校核 17 5.1 高速轴的设计17 5.2 中间轴的设计21 5.3 低速轴的设计26 第六章第六章 轴承的计算与校核轴承的计算与校核 30 6.1 轴承 1 的计算与校核30 6.2 轴承 2 的计算与校核31 6.3 轴承 3 的计算与校核31 第七章第七章 箱体的设计箱体的设计32 第八章第八章 键的选择键的选择34 第九章第九章 润滑与密封润滑与密封35 参考文献参考文献36 致谢信致谢信37 毕业设计小结毕业设计小结38 附录附录39 第 6 页 共 36 页 第一章 绪论 1.1 分析和拟定传动方案： 机器通常由原动机、传动装置和工作装置三部分组成。传动装置用来传递原 动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成 部分。传动装置的传动方案是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。 满足工作装置的需要是拟定传动方案的基本要求， 同一种运动可以有几种不 同的传动方案来实现，这就是需要把几种传动方案的优缺点加以分析比较，从而 选择出最符合实际情况的一种方案。合理的传动方案除了满足工作装置的功能 外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。 所以拟定一个合理的传动方案，除了应综合考虑工作装置的载荷、运动及机 器的其他要求外， 还应熟悉各种传动机构的特点， 以便选择一个合适的传动机构。 众所周知，齿轮传动的传动装置由电动机、减速器、链传动三部分组成，而减速 器又由轴、轴承、齿轮、箱体四部分组成。所以，如果要设计输送机的传动装置， 必须先合理选择它各组成部分，下面我们将一一进行选择。 1.2 方案的确定及优缺点分析 1.在高速端应用圆锥齿轮，可以减小锥齿轮的尺寸，减小其模数，降低加工 难度。 2.在输出端，即低速端采用链传动，因为链传动的瞬时传动比是变化的，引 第 7 页 共 36 页 起速度波动和动载荷，故不适宜高速运转。 3.在高速输入端应用联轴器，结构紧凑，但启动电动机时，增大了电动机的 负荷，因此，只能用于小功率的传动。 4.由于 v 带的传动工作平稳性好，具有过载保护作用并具有缓冲吸振能力， 所以选用 v 带传动。 5.圆锥齿轮传动结构紧凑且宽度尺寸较小传递的效率也高，所以减速器选择 圆锥与圆柱齿轮。 第 8 页 共 36 页 第二章 电动机的选择与传动比的分配 电动机是常用的原动机，具体结构简单、工作可靠、控制简单和维护容易 等优点。电动机的选择主要包括选择其类型和结构形式、容量和转速、确定具体 型号。按工作要求和条件选取 y 系列一般用途的全封闭三相异步电动机。 2.1 电动机的选择计算： 工作机的有效功率为： pw =fwvw /=8*0.5/0.95=4.211kw 从电动机到工作机间的总效率为： =12345678=0.99*0.96*0.97*0.994*0.96=0.877 式中，1为联轴器效率 0.99，2为锥齿轮效率（7 级）0.97，3圆柱齿轮 的效率（7 级）0.98，4567为角接触球轴承的效率 0.99，8滚子链传 动效率 0.96。 所以，电动机所需工作功率为 pd = w p =4.211/0.877= 4.802kw 选择电动机的类型 ： 电动机额定功率 p m pd 因同步转速的电动机磁极多的，尺寸小，质量大，价格高，但可使传动比 和机构尺寸减小，比较 y132m1- 4 与 y112m- 4 两电动机，其中 pm=5kw， 符合要求，但后者容易制造且体积小。故选 y112m- 4。 由此选择电动机型号：y112m1- 4 电动机额定功率 pm=5kn,满载转速 nm=1440r/min 工作机转速 nw=60*v/(pi*d)=28.570r/min 电动机型号 额定功率 满载转速 起动转矩 最大转矩 y112m4 5 1440 2.2 2.3 第 9 页 共 36 页 2.2 计算传动装置的总传动比i并分配传动比 ： 总传动比i：链传动比6。取链传动的传动比为 4.5，则整个减速器的传动 比为 ：i 总=nm/nw=1440/28.570=50.403 i =i 总 / 4.5=11.201 分配传动比：i= 1 2 ii 高速级圆锥齿轮传动： 1 i =3.2 中间级圆柱齿轮传动比： 2 i =3.5 2.3 计算传动装置各轴的运动和动力参数 ： 各轴的转速 ： 轴: n1=1440 r/min 轴: n2=1440/3.2=450r/min 轴: n3=128.571 r/min 链轮的转速：n4=28.571 r/min 各轴的输入功率 ： 轴: p1=pm* 1=4*0.99=3.96kw 轴: p2= p1* 2 *4=3.960.970.99=3.803kw 轴: p3= p2* 3*5=3.689kw 各轴的输入转矩 ： 电动机轴的输出转矩：td=9.5510 6 4/1440=26.5n.m 轴: t1=9550*p1/n1=26.2625nm 轴: t2=9550*p2/n2=80.7nm 轴: t3=9550*p3/n3=274.012nm 第 10 页 共 36 页 第三章 链传动的设计计算 3.1 由 3.2 知链传动速比： i=4.5 输入功率： p=3.689kw 选小链轮齿数 z1=17。 大链轮齿数 z2=iz1=4.517=76，z21.5 安全 故该轴在最危险截面也是安全的， 此截面的左侧直径大， 其他情况相同， 故安全。因无大的瞬时过载及严重的应力循环不对称性，故可略去静强 度校核。 5.2 中间轴的设计 5.2.1 已知参数： 轴上功率: p=3.81 kw 大锥齿轮的齿数 z1=102 小圆柱齿轮的齿数 z1=19, 对应的大齿轮齿数 z2=80 转速: n=450 r/min 转矩：t=80700 n.mm 按转矩法初定该轴的最小直径 min d ： = 3 min n p cd25.83 mm 根据最小端与角接触球轴承配合，取 7206c 型，故选取 1 d =30 mm。 计算齿轮圆周速度： = = 100060 11n d v 0.7065 /m s1.5 安全 故该轴在最危险截面也是安全的， 因无大的瞬时过载及严重的应力循环不 第 28 页 共 36 页 对称性，故可略去静强度校核。 5.3 低速轴的设计 5.3.1 已知参数： 轴上功率: p=3.689 kw 转速: n=107.141 r/min 转矩：t328850n.mm 链轮的分度圆直径 d=138.19mm，齿数 z=19； 齿轮毂长离外壁 10mm，总长 54mm。 链轮轴受到的轴向力 f=5502.4n 按转矩法初定该轴的最小直径 min d ： = 3 min n p cd40.95 mm 周端与轴承或链轮，取轴承的型号为 7210c，故选 d1=50 mm。 计算齿轮圆周速度： = = 100060 11n d v 0.28/m s48000h 6.2 轴承 2 的计算与校核: 第二对轴承的当量动载荷 p: () prt pfxfyf=+ 查手册取 p f =1.1 取 7206c 轴承 第 34 页 共 36 页 计算步骤与内容 计算结果 1.查手册查得: r c 、 or c 值(gb/t 276) 2.由前面轴得:两轴承所受的力分别为 f1 =1924.5n f2=1418n 3.两轴的计算轴向力 fa1=828.96n fa2=579.96n 4.计算 fa1/cor=0.05526 fa2/ cor =0.0386 5.查手册 e 值: 6.计算 fa1/ f1=0.429e1 fa2/f2=0.409=e2 7.查手册:x、